專利名稱：根據(jù)給定的眼鏡架計算光學(xué)系統(tǒng)的方法
根據(jù)給定的眼鏡架計算光學(xué)系統(tǒng)的方法本發(fā)明涉及一種根據(jù)給定的眼鏡架計算眼科鏡片光學(xué)系統(tǒng)(OS)的方法。通常，一個需要佩戴眼鏡并因而具有眼科醫(yī)生開具的處方的人，會去找配鏡師挑 選將來的眼鏡架。該將來的眼鏡佩戴者可能會嘗試多副眼鏡架，并從嘗試的鏡架中最終挑 選一副。所述配鏡師根據(jù)所述處方訂制一副鏡片。被送到配鏡師處的鏡片已根據(jù)視覺標準 被設(shè)計和制造。根據(jù)鏡片制造商提供的服務(wù)，所述配鏡師可能需要切割所述鏡片，使切割的鏡片 適合顧客所挑選的眼鏡架；或者在提供“遠程切邊”服務(wù)的情況下，所述配鏡師收到的鏡片 已切割好，且僅需將其裝配到所述眼鏡架內(nèi)。能夠通過測量設(shè)備對所挑選的眼鏡架孔洞的內(nèi)圓周(例如，用于裝配眼科鏡片的 所述鏡架的孔洞)進行非常精確地測量，所述測量設(shè)備例如機械傳感器。更具體地，所述鏡 架的孔洞包括一內(nèi)部溝槽和一些可以在計量室內(nèi)使用機械傳感器測量的溝槽特征(孔洞 的傾斜角度，溝槽的深度，等等)。由所述機械傳感器對所選眼鏡架進行測量，通過測量能夠定制一方面與所選眼鏡 架相契合，以及另一方面符合配戴者處方的眼科鏡片。根據(jù)計量室中由所述機械傳感器所執(zhí)行的測量，所述配鏡師或所述眼科鏡片提供 者可以-根據(jù)視覺標準為所述配戴者確定最好的半成品鏡片，所述視覺標準例如所述配 戴者的處方；-對所述鏡片進行切邊和切角，使其符合對所選眼鏡架所執(zhí)行的測量；在本發(fā)明中，根據(jù)眼鏡架形狀切割所述鏡片的步驟被稱為“切邊”，以及在已切邊 的所述鏡片的外緣形成斜角的步驟被稱為“切角”。所述鏡片提供者必須確保所提供的鏡片適合所述配戴者的處方和所選的眼鏡架。例如，所述鏡片提供者必須確保將來的鏡片能很好地契合所選的可能具有特定的 孔洞和溝槽的眼鏡架。因而可以理解的是，對所選鏡架的內(nèi)圓周孔洞進行的測量和所述半成品鏡片的選 取對于所述提供者而言是非常重要的。通常，所述半成品鏡片的選擇是基于視覺標準，例如所述配戴者處方、視覺舒適度 以及用于所述切邊步驟和切角步驟的眼鏡架的測量參數(shù)。在某些情況下，不僅根據(jù)所述眼鏡架的實測形狀，還根據(jù)所述配戴者選擇的審美 標準來進行所述切邊步驟和切角步驟。例如，所述審美標準可能包含在所述眼科鏡片嵌入 所述鏡架過程中，使所述鏡片的前表面邊緣與所選眼鏡架的前表面實質(zhì)連接。根據(jù)所述配戴者的審美標準及其處方，并不總能使視覺標準及審美標準都得到滿 足。一般地，所述鏡片制造商根據(jù)所述視覺標準選擇半成品鏡片，并根據(jù)一符合配戴 者的處方的計算方案在所述半成品鏡片的后表面進行打磨。執(zhí)行切邊步驟和切角步驟的人，例如配鏡師，他會收到眼科鏡片并且必須根據(jù)眼鏡架的形狀和配戴者的審美標準來進行所述切邊步驟和切角步驟。并不總能根據(jù)所述配載者的標準來對眼科鏡片切邊和切角，這取決于眼科鏡片的 形狀，因為鏡片的形狀(鏡片的外部形狀，鏡片的前后表面形狀，鏡片的厚度，等等)可能并 不適當(dāng)。例如，所述眼鏡片的斜角斜率與所述眼鏡架的斜率相比較為平坦，這取決于斜角 的位置，并且在這種情況下所述眼鏡架為了匹配所述斜角弧度而變形。然而，在所述斜角位 置已選定的情況下，鏡架變形可能導(dǎo)致鏡架尺寸增大并超出計算值，且因而導(dǎo)致鏡片外直 徑或邊緣厚度上的缺陷。這種局限是由于以下原因?qū)е碌?，即所述半成品鏡片的挑選和鏡片表面的設(shè)計沒 有考慮所述切邊步驟和切角步驟。 本發(fā)明旨在改善所述現(xiàn)狀。本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)給定的眼鏡架來計算眼科鏡片光學(xué)系統(tǒng)(OS)的方法， 其包括如下步驟·提供所述眼鏡架的幾何數(shù)據(jù)；·提供配戴者數(shù)據(jù)；·至少根據(jù)由所述眼鏡架的幾何數(shù)據(jù)、所述配戴者數(shù)據(jù)以及至少一個定位數(shù)據(jù)組 成的標準來優(yōu)化所述光學(xué)系統(tǒng)(OS)，從而生成至少兩個光學(xué)表面(Si，S2)。優(yōu)選地，這種方法在計算眼科鏡片的光學(xué)系統(tǒng)時，能夠?qū)⑺鲅坨R架的幾何形狀 考慮在內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，不僅根據(jù)所述視覺標準還根據(jù)所選眼鏡架對所述眼科鏡片的光學(xué) 系統(tǒng)進行優(yōu)化。因此，根據(jù)本發(fā)明計算的光學(xué)系統(tǒng)所對應(yīng)的鏡片能夠與所選眼鏡架相契合。所述配戴者數(shù)據(jù)可以包括所述配戴者選擇的審美標準，所述眼科鏡片則根據(jù)所述 視覺標準及所述審美標準進行優(yōu)化。根據(jù)以下可以單獨或結(jié)合考慮的進一步的實施例·在所述優(yōu)化步驟中生成切邊參數(shù)；· 一個所生成的光學(xué)表面是所述眼鏡片的前表面；· 一個所生成的光學(xué)表面是所述鏡片的后表面；·所述所生成的光學(xué)表面是在所述眼鏡片前表面和后表面之間的屈光度表面；·所述優(yōu)化標準進一步包括所述光學(xué)系統(tǒng)(OS)的折射率；·所述優(yōu)化標準進一步包括Pf與Pl之間的平均距離，Pf為所述眼鏡架的前表面 和所述眼鏡架的內(nèi)輪廓之間的連接點，以及Pi為所述眼科鏡片的前表面與所述眼科鏡片 的外輪廓之間的連接點； 所述優(yōu)化標準進一步包括Tf與Tl之間的夾角。Tf為所述眼鏡架的前表面在點 Pf處的切線，Pf為所述眼鏡架的前表面和所述眼鏡架的內(nèi)輪廓之間的連接點；以及Tl為所 述眼科鏡片的前表面在點Pi處的切線，Pi為所述眼科鏡片的前表面與所述眼科鏡片的外 輪廓之間的連接點；·所述優(yōu)化標準進一步包括所述眼科鏡片一個表面的平均環(huán)面和所述眼鏡架一個 表面的平均環(huán)面；·所述幾何數(shù)據(jù)通過測量所述眼鏡架來獲得；·所述幾何數(shù)據(jù)從眼鏡架的數(shù)據(jù)庫中獲得；
·所述幾何數(shù)據(jù)包括實際的輪廓參數(shù)和參考形狀；·所述幾何數(shù)據(jù)包括所述眼鏡架的三維數(shù)據(jù)；·所述幾何數(shù)據(jù)包括所述眼鏡架的二維數(shù)據(jù)以及所述眼鏡架的曲率數(shù)據(jù)；·所述幾何數(shù)據(jù)包括所述眼鏡架的邊框的內(nèi)輪廓數(shù)據(jù)；·所述眼鏡片進一步包括所述眼鏡架前表面的幾何數(shù)據(jù)；·所述優(yōu)化標準進一步包括所述眼鏡片的厚度數(shù)據(jù)；·所述眼科鏡片是一個多焦點眼科鏡片；·所述眼科鏡片是一個漸進眼科鏡片；·所述眼科鏡片是一個單焦點眼科鏡片； 所述光學(xué)系統(tǒng)(OS)由一個光學(xué)函數(shù)(OF)確定，至少兩個光學(xué)表面包括了由第一 方程式(ESl)定義的第一光學(xué)表面(Si)以及由第二方程式(ES2)定義的第二表面(S2)，所 述優(yōu)化步驟進一步包括如下步驟-生成步驟(GEN)，其中，虛擬光學(xué)系統(tǒng)(VOS)被用于生成虛擬函數(shù)(VOF)；-修改步驟(MOD)，其中，修改虛擬函數(shù)(VOF)以便獲得光學(xué)函數(shù)(OF)；-計算步驟(CAL)，其中，所述第二方程式(ES2)由所述光學(xué)函數(shù)(OF)以及所述第 一方程式(ESl)計算得到。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明涉及一種眼科鏡片的制造方法，其包括如下步 驟·接收眼鏡架的幾何數(shù)據(jù)；·接收眼科鏡片的光學(xué)系統(tǒng)(OS)數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)是根據(jù)本發(fā)明所述的方法計算得 到；·制造所述計算所得的眼科鏡片；根據(jù)以下可以單獨或結(jié)合考慮的進一步的實施例·采用數(shù)字表面處理工藝來制造所述眼科鏡片；·所述計算可以在制造商一端進行，并且所述接收可以是內(nèi)部接收；·在鏡片訂制端選擇所述眼鏡架，并且將所述幾何數(shù)據(jù)傳輸至安裝在鏡片制造商 一端的計算設(shè)備，在所述鏡片制造商一端處理所述計算步驟； 在鏡片訂制端選擇所述眼鏡架，并且所述鏡片在鏡片制造商一端被制造后，將該 眼科鏡片連同切邊參數(shù)傳輸至所述訂制端； 在鏡片訂制端選擇所述眼鏡架，并且所述鏡片在鏡片制造商一端被制造后，對該 眼科鏡片進行切邊，并將被切邊后的眼科鏡片傳送至所述訂制端；·當(dāng)所述被制造的眼鏡片被切邊后，將該鏡片裝配到所述已選擇的眼鏡架內(nèi)。本發(fā)明還涉及一種眼科鏡片的訂制方法，其包括如下步驟·選擇一眼鏡架；·在鏡片制造商處訂制一根據(jù)本發(fā)明制造的眼科鏡片；·可選地，對所述已制造的眼科鏡片進行切邊；·將所述已切邊的眼科鏡片裝配到所選擇的眼鏡架內(nèi)。根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種計算機程序產(chǎn)品，其包括一個或多個可由處理器 訪問的存儲指令序列，且當(dāng)所述處理器執(zhí)行所述存儲序列時，致使得所述處理器執(zhí)行根據(jù)
6本發(fā)明所述的至少一種方法的至少一個步驟。本發(fā)明還涉及一種計算機可讀介質(zhì)，其承載著一個或多個根據(jù)本發(fā)明所述的計算 機程序指令序列。除非特別聲明，否則眼鏡架邊框的截面應(yīng)當(dāng)理解為是根據(jù)包含所述眼鏡架邊框的 質(zhì)心的平面。除非特別聲明，否則眼科鏡片的截面應(yīng)當(dāng)理解為是根據(jù)包含所述眼科鏡片的質(zhì)心 的平面。除非特別聲明，否則“配鏡師”這個用詞同樣應(yīng)當(dāng)理解為眼保健專家。除非特別聲明否則，從以下論述中可知，整個說明書討論中所使用的術(shù)語如“處 理”、“計算”、“生成”，或類似術(shù)語是指計算機、或處理系統(tǒng)、或類似的電子處理設(shè)備的操作 和/或處理，即，對在處理系統(tǒng)的寄存器和/或存儲器中以物理(如電子)量形式表示的數(shù) 據(jù)進行操作，和/或?qū)⑦@些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成其它數(shù)據(jù)，所述其他數(shù)據(jù)可以類似地在處理系統(tǒng)的 存儲器、寄存器或其他這類信息存儲、傳輸或顯示設(shè)備內(nèi)以物理(如電子)量形式表示。本發(fā)明的實施例可以包括用于執(zhí)行此處所述操作的裝置。該裝置可以是為所需目 的而專門構(gòu)建的，或所述裝置可以包括一個通用的計算機或數(shù)字信號處理器(DSP)，其被存 儲在計算機中的電腦程序選擇性地激活或重新配置。該計算機程序可以被存儲在計算機可 讀存儲介質(zhì)中，例如，但不限于以下任何類型的盤，包括軟盤、光盤、只讀CD光盤、磁光盤、 只讀存儲器(ROMs)、隨機存取存儲器(RAMs)、電子可編程只讀存儲器(EPROMs)、電可擦寫 可編程只讀存儲器(EEPROMs)、磁卡盤或者光卡盤，或任何其它類型適于存儲電子指令并且 能夠接入計算機系統(tǒng)總線的介質(zhì)。此處所提出的程序和顯示設(shè)備并非一定涉及任何特定的計算機或其它裝置。各種 通用系統(tǒng)都可以用于符合本發(fā)明方法的程序，或可以很方便地構(gòu)建一個更專用的裝置以執(zhí) 行所期望的方法。各種這些系統(tǒng)所需的結(jié)構(gòu)可以從下面的描述中得以明確。此外，本發(fā)明 的實施例并沒有參考任何特定的編程語言進行描述?？梢郧宄氖歉鞣N編程語言都可以用 來實現(xiàn)此處所描述的本發(fā)明的方法。現(xiàn)參考以下附圖對本發(fā)明的非限制性實施例進行說明

圖1是一全框眼鏡架的前表面；圖2a和圖2b是兩種類型的眼鏡架邊框的截面圖；圖3示出了一眼科鏡片在切邊前及切邊后的輪廓；圖4示出了一漸進多焦點鏡片在切邊前及切邊后的輪廓；圖5示出了一切邊后適合于全框框架的眼科鏡片的截面圖；圖6至圖9示出了已裝配到眼鏡架內(nèi)的眼科鏡片的截面圖，所述眼科鏡片的光學(xué) 系統(tǒng)已經(jīng)根據(jù)不同的標準進行了計算。為了簡單和清晰地顯示圖中的元素，所述元素沒有必要按比例繪制。例如，圖中一 些元素的尺寸相對于其他元素可能被夸大了，從而有助于加強對本發(fā)明實施例的理解。在本發(fā)明的框架下，以下術(shù)語具有的含義將在下文中注明_所述漸進鏡片的光軸垂直于所述鏡片前表面的方向且經(jīng)過所述鏡片的光學(xué)中 心或者在漸進鏡片的情況下經(jīng)過所述鏡片的參考點PRP。-視遠區(qū)圍繞所述遠視點的鏡片區(qū)域，在該區(qū)域中，所述鏡片的屈光度和散光的局部光學(xué)特性與所述遠視點的局部光學(xué)特性是實質(zhì)相同的；_視近區(qū)圍繞所述近視點的鏡片區(qū)域，在該區(qū)域中，所述鏡片的屈光度和散光的 局部光學(xué)特性與所述近視點的局部光學(xué)特性是實質(zhì)相同的；-漸進鏡片附加度數(shù)在近視點的所述鏡片的屈光度值與在遠視點的所述鏡片的 屈光度值之間的差值；-鏡片的光學(xué)特性屈光度、散光，像差等涉及改變經(jīng)過所述鏡片的光束的數(shù)據(jù)；-處方一組屈光度、散光以及相關(guān)的附加度數(shù)的光學(xué)特性，該組光學(xué)特性是由眼 科醫(yī)生為矯正個人的視力缺陷而確定的，例如，用一置于該個人眼睛前部的鏡片。術(shù)語“散 光”被用來表示由幅值和角度值構(gòu)成的數(shù)據(jù)對。盡管這是一種語言的濫用，但該術(shù)語有時也 僅用來表示散光的幅值。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠通過上下文來理解該術(shù)語所表達的意圖。一 般來說，漸進鏡片的處方包括在遠視點的屈光度值和散光值，以及在該處適當(dāng)?shù)母郊又怠?鏡片的表面特性涉及鏡片一個表面的幾何數(shù)據(jù)，例如平均球面值或柱面值；_平均球面度，表示為D (N-I)乘以一個表面的兩個曲率半徑的倒數(shù)之和的一半， 所述兩個曲率半徑表示為Rl和R2，以米為單位，且在所述表面的同一點上測得。換而言之 D = (N-l)x(l/Rl+l/R2)/2，其中N是所述鏡片的折射率，以及-柱面度，表示為C:(N-I)乘以一個表面的兩個曲率半徑的倒數(shù)之差的一半的絕 對值，所述兩個曲率半徑以米為單位，且在所述表面上的同一點上測得。換而言之C = (N-l)x|1/R1-1/R2|。-“高度”是用來定義當(dāng)視線水平時，對應(yīng)一垂直位置的鏡片或鏡片區(qū)域的尺寸；-“寬度”是用來定義當(dāng)視線水平時，對應(yīng)一水平位置的鏡片或鏡片區(qū)域的尺寸；圖1示出了一個眼鏡架10和眼鏡架10中所述配戴者左右瞳孔的位置，其分別參 考G和D。對于所述鏡架10來說，該圖用粗線14示出了所述鏡片的輪廓，以及用細線示出了 所述眼鏡架10的內(nèi)部界限16和外部界限18。由塑料或者另一種材料制成的元件被稱為所述眼鏡架的模板，其輪廓與所述眼鏡 架的溝槽底端相對應(yīng)。因此，所述模板是鏡片一經(jīng)切割就應(yīng)具有的外部形狀，以便能裝配到 所述眼鏡架中。所述字母B標示了由矩形系統(tǒng)法，即根據(jù)IS08624眼鏡架測量系統(tǒng)標準，所確定的 所述模板的整個高度。這個高度對應(yīng)于所述鏡片一經(jīng)切割后嵌入的矩形的高度。連接所述鏡架的左右模板的元件被稱為所述眼鏡架的橋，參考圖1中的字母P。
右瞳孔的半瞳孔間距PD和左瞳孔的半瞳孔間距PG近似地指所述配戴者兩瞳孔之 間的距離的一半。為了裝配漸進鏡片，配鏡師要測量半瞳孔間距PD和PG。左半瞳孔間距，或者右半瞳孔間距，分別是所述鏡架的垂直方向上的對稱軸分別 與左瞳孔中心或者右瞳孔中心之間的間距。右矩形高度HD，或者左矩形高度HG，分別是指右瞳孔或者左瞳孔分別與所述右半 鏡架的最低點或者左半鏡架的最低點之間的垂直方向上的距離。為了裝配漸進鏡片，配鏡師可能測量基準高度，參考圖1中HDd和HGd。這些所述 的右邊參考高度和左邊參考高度分別是指，右瞳孔或左瞳孔與經(jīng)過瞳孔的垂直線和所述鏡 架下半部分相交的右交點或左交點之間的距離。
對于瞳孔間距和所述瞳孔相對于鏡架的高度的測量要依據(jù)佩戴者的給定位置進 行，即在佩戴者頭部伸直、眼睛看向無限遠處時的給定位置。給定鏡架的特征可以用現(xiàn)有技術(shù)中已知的設(shè)備在所述鏡架上進行測量。例如，文 獻US-A-5333412描述了一種裝置，這種裝置能夠在三維空間里測量所述鏡架的溝槽的底 部形狀。這樣測得的形狀從而能夠計算高度B。鏡架的特征也可以由所述制造商根據(jù)所述配戴者所選的模型直接給出。使用這樣確定的數(shù)據(jù)來切割每一片鏡片，從而當(dāng)所述配戴者頭部伸直、眼睛眺望 無限遠處時，漸進鏡片的裝配瞄準點CM落入正對于對應(yīng)的眼睛瞳孔的所述鏡架內(nèi)。因此，當(dāng)所述鏡架的佩戴者頭部伸直、眺望無限遠處時，他的視線在裝配瞄準點處 穿過所述鏡片。如果所述裝配瞄準點沒有在所述鏡片上作出標記，那么當(dāng)然也可以在校正 微標介質(zhì)和裝配瞄準點之間的距離后，使用微標介質(zhì)來定位所述鏡片。除非特別聲明，否則根據(jù)本發(fā)明的所述方法可以適用于任何類型的眼鏡架，例如 金屬鏡架、塑料鏡架、混合鏡架、半框鏡架、尼龍鏡架、無框鏡架。圖2a和2b示出了所述眼鏡架的兩個不同邊框的橫截面。圖2a中的邊框20具有一個V形的溝槽22，這種邊框通常對應(yīng)金屬或者塑料的全 框鏡架。將被裝配到這種全框眼鏡架中的所述鏡片進行切角，以得到一個對應(yīng)Λ形的斜角 (倒轉(zhuǎn)的ν形)。圖2b中的邊框20具有一個U形的溝槽24，這種邊框通常對應(yīng)半框眼鏡架。將被 裝配到這種半框眼鏡架中的所述鏡片進行切角，以得到一個對應(yīng)U形的斜角，且然后使用 固定繩索將其裝配到所述眼鏡架中去。圖3示出了一眼科鏡片切邊前后的輪廓。在該圖中，細線對應(yīng)切邊前所述鏡片的 輪廓。在標準情況下，所述鏡片呈一圓形。粗線對應(yīng)所述鏡架的模板的輪廓，也是所述鏡片 被切邊后所述鏡片的輪廓。下接一個切角步驟或結(jié)合一個切角步驟的鏡片切邊能夠使所述 鏡片隨后被裝配到所述眼鏡架中去。圖3示出了所述鏡架模板的整個寬度A和該模板的整個高度B，即，切割后的鏡片 所嵌入的矩形的寬度和高度。如上所述，在鏡架中對鏡片的定位在于通過使用定位數(shù)據(jù)來 確定所述鏡架中鏡片的期望位置，所述定位數(shù)據(jù)例如所述鏡片中的顯著的點。例如，可以使用所述鏡片的裝配瞄準點，所述鏡片表面上所標記的微標介質(zhì)，或者 在單視點透鏡的情況下也可以使用光學(xué)中心。在圖3中，裝配瞄準點或者光學(xué)中心用參考 標記為 的十字標出。對于一個非回轉(zhuǎn)對稱的鏡片來說，同樣有必要在所述鏡架中對鏡片進行角度定 位。圖4示意性地示出了在輪廓C周圍將漸進鏡片切邊成鏡架尺寸之前的漸進鏡片。 分別表示為N和T的所述鏡片的鼻側(cè)和太陽穴側(cè)，子午線LM、分別表示為VL和VP的所述遠 視點和近視點，內(nèi)移距In，以及表示為0的所述鏡片的棱鏡參考點(PRP)都已在該圖中標
7J\ ο圖5示出了一經(jīng)過切邊及切角的眼科鏡片100的截面。這樣的眼科鏡片示出了一 個前表面102、一個后表面104以及一個外圍106。所述后表面104是當(dāng)所述眼科鏡片被裝配到所述鏡架上時最靠近配戴者眼睛的一面。通常地，所述后表面104呈凹形，且所述前表面102呈凸形。所述外圍106是在所述切邊和切角步驟過程中先獲得的。如圖5所示，所述外圍 示出了裝配裝置，在本實施例中即斜角108。如前所述，所述斜角的幾何，尤其是它的位置和 形狀，取決于用于裝配所述眼科鏡片的所述眼鏡架?？蛇x地，所述鏡片的外圍可以提供一個前表面輪廓斜角110以及一個后表面輪廓 斜角112。本發(fā)明涉及一種根據(jù)給定的眼鏡架來計算眼科鏡片光學(xué)系統(tǒng)(OS)的方法，其包 含如下步驟·提供所述眼鏡架的幾何數(shù)據(jù)； 提供配戴者數(shù)據(jù)；·至少根據(jù)由所述眼鏡架的幾何數(shù)據(jù)、所述配戴者數(shù)據(jù)以及至少一個定位數(shù)據(jù)組 成的標準來優(yōu)化所述光學(xué)系統(tǒng)(OS)，從而生成至少兩個光學(xué)表面(Si，S2)。本發(fā)明中，所述最終鏡片可以是任何一種公知的鏡片，例如無色鏡片或變色鏡片 或太陽鏡片。在本發(fā)明中，所述幾何數(shù)據(jù)至少包括輪廓和形狀數(shù)據(jù)。可以但不限于從以下列表選擇所述輪廓數(shù)據(jù)-所述眼鏡架的一個表面的三維周長或溝槽底部的三維周長；-溝槽底部和所述眼鏡架一個表面間的至少在一點上的距離。可以但不限于從以 下列表選擇所述形狀數(shù)據(jù)-所述眼鏡架前表面的表面切線；-所述眼鏡架的三維數(shù)字表示；-所述眼鏡架前表面的平均環(huán)面，球面，柱面；_所述兩面角；_所述眼鏡架內(nèi)輪廓的三維數(shù)字表示；_所述眼鏡架的所述溝槽的傾斜角。根據(jù)本發(fā)明，所述幾何數(shù)據(jù)可以通過使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的測量設(shè)備通過測量一 給定的鏡架得到。有利地，所述幾何數(shù)據(jù)的準確性有所提高。事實上，雖然眼鏡架是基于一 個參考鏡架生產(chǎn)的，但是，給定的鏡架和所述參考鏡架之間可能存在小的幾何差異。所述幾何數(shù)據(jù)也可以從眼鏡架數(shù)據(jù)庫中得到。有利的是，這種方法耗時少。所述幾何數(shù)據(jù)也可以通過結(jié)合測量和使用數(shù)據(jù)庫得到。根據(jù)本發(fā)明不同的實施例，所述幾何數(shù)據(jù)可以包括但不限于以下數(shù)據(jù)-實際輪廓參數(shù)和參考形狀；-所述眼鏡架的三維數(shù)據(jù)；_所述眼鏡架的二維數(shù)據(jù)和所述眼鏡架的曲率數(shù)據(jù)；-所述眼鏡架邊框的內(nèi)輪廓數(shù)據(jù)；-所述眼鏡架前表面的幾何數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，所述配戴者數(shù)據(jù)至少包括所述配戴者的處方數(shù)據(jù)，并且也可以包括 從以下列表中選擇的但不限于此列表的數(shù)據(jù)。所述列表包括-單眼瞳距PD;
_裝配點高度；_ 廣角；-審美標準的選擇，例如“1 1，，，“1 2”，“前曲面追蹤(front curvetracing)所述“前曲面追蹤(front curve tracing) ”是一種標準，在所述標準中形成一個 斜角，以鄰接所述鏡片的前表面和所述眼鏡架的前表面。所述“1 1”是一種標準，在所述標準中在所述眼科鏡片的外邊緣上形成斜角，從 而使所述斜角的最高點到所述眼科鏡片前后表面的距離是相等的。所述“1 2”是一種標準，在該標準中在所述眼科鏡片的外邊緣上形成斜角，從而 使所述斜角的最高點與所述鏡片前表面之間的距離等于所述斜角的最高點與所述鏡片后 表面之間的距離的一半。根據(jù)本發(fā)明，所述處方數(shù)據(jù)可以包括很少的視力矯正或者不包括視力矯正。例如， 當(dāng)所述眼科鏡片是太陽鏡片時，所述處方可能不包括視力矯正。除了所述佩戴者數(shù)據(jù)，根據(jù)本發(fā)明所述方法可以包括一個提供定制數(shù)據(jù)的步驟。 所述定制數(shù)據(jù)可以從以下列表中選取，但不限于此列表。所述列表包括-所述配戴者的生活風(fēng)格；_所述配戴者的喜好；_所述配戴者的習(xí)慣。根據(jù)本發(fā)明所述方法的優(yōu)化步驟可以取決于所述配戴者數(shù)據(jù)和所述定制數(shù)據(jù)。定位數(shù)據(jù)被用來優(yōu)化所述光學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，所述“定位參數(shù)”至少包括根據(jù) 所述眼鏡架一個面的輪廓的所述鏡片一個面的三維或者二維位置。所述定位參數(shù)可以從以下列表中選取，但不限于此列表。所述列表包括-所述眼科鏡片斜角的三維周長；-所述眼科鏡片的斜角與所述眼科鏡片一個面的表面之間的間距；-裝配規(guī)則，例如對于一個單視點鏡片來說，將其光學(xué)中心置于所述眼鏡架的中 心，或者在單視點非球面鏡片的情況下，將其光學(xué)中心置于所述瞳孔位置的下方4毫米處。-標示所述光學(xué)鏡片一個表面上的光學(xué)參考點的刻痕，例如參考點PRP。當(dāng)計算所述光學(xué)系統(tǒng)，以便采用所選擇的“前曲面追蹤(frontcurve tracing) ”的 審美標準，根據(jù)眼鏡片前表面來定位所述眼科鏡片前表面時，將更具體詳細地描述所述優(yōu) 化步驟。如在本發(fā)明的不同實施例中所闡述的，可以應(yīng)用不同的定位標準。在本發(fā)明的不同實施例中，切邊及切角參數(shù)在所述優(yōu)化步驟中被生成。在本發(fā)明中，切邊及切角參數(shù)至少包括所述眼科鏡片外輪廓上的所述斜角的二維 或者三維位置和形狀。優(yōu)選地，在所述切邊及切角的步驟中，所述切邊參數(shù)及切角參數(shù)有助于切邊者或 所述配鏡師。在根據(jù)本發(fā)明所述方法的優(yōu)化步驟中，可以從以下列表中選擇所生成的光學(xué)表面 中的一個，所述列表包括-所述鏡片的前表面；-所述鏡片的后表面；
-在所述鏡片的前表面與后表面之間的屈光度表面。專利申請W02007/017766提供了一種當(dāng)具有光學(xué)系統(tǒng)第一表面時，根據(jù)一給定處 方來計算所述光學(xué)系統(tǒng)的第二表面的方法。根據(jù)文獻WO 2007/017766中公開的方法，所述光學(xué)系統(tǒng)(OS)，例如眼科鏡片的光 學(xué)系統(tǒng)，由一個光學(xué)函數(shù)(OF)確定，至少兩個光學(xué)表面包括由第一方程式(ESl)定義的第 一光學(xué)表面(Si)，例如所述眼科鏡片的前表面，以及由第二方程式(ES2)定義的第二表面 (S2)，例如所述眼科鏡片的后表面。文獻WO 2007/017766中公開的所述方法進一步包括如 下步驟-生成步驟(GEN)，其中，虛擬光學(xué)系統(tǒng)(VOS)被用于生成虛擬函數(shù)(VOF)；-修改步驟(MOD)，其中，修改所述虛擬函數(shù)(VOF)以便獲得所述光學(xué)函數(shù)(OF)；-計算步驟(CAL)，其中，所述第二方程式(ES2)由所述光學(xué)函數(shù)(OF)以及所述第 一方程式(ESl)計算得到。因此根據(jù)本發(fā)明所述的方法，可以基于所述眼鏡片的幾何數(shù)據(jù)來生成所述眼科鏡 片的前表面，并且可以基于所述配戴者處方來生成所述后表面，且所述生成的前表面使用 了文獻WO 2007/017766中公開的方法。在以下描述的不同實施例中，根據(jù)所述眼鏡架中眼科鏡片的定位標準來生成所述 眼科鏡片的前表面以及所述定位參數(shù)。不僅根據(jù)所述鏡片的前表面幾何，而且根據(jù)視覺標 準，特別是根據(jù)配戴者的處方，來生成所述眼科鏡片的后表面和/或在所述眼科鏡片的前 后表面之間的屈光度表面。根據(jù)圖6示出的一個實施例，計算所述眼科鏡片，以便在距離所述眼鏡架前表面 一給定距離處對所述眼科鏡片的前表面進行定位。所述配戴者可以根據(jù)審美標準選擇所述給定距離，如果審美標準沒有被確定，那 么可以認為適用“前曲面追蹤(front curve tracing)”標準。所述“前曲面追蹤(front curve tracing) ”標準對應(yīng)于所述眼鏡架前表面與所述 鏡片前表面之間的距離應(yīng)當(dāng)盡可能地小。根據(jù)一個已選定“前曲面追蹤(front curve tracing) ”標準的實施例，計算所述 眼科鏡片的定位參數(shù)，從而能使Pf與Pl之間的距離d小于1毫米，優(yōu)選地小于0. 5毫米， 優(yōu)選地小于0. 1毫米。Pf是所述眼鏡架的前表面和所述眼鏡架的內(nèi)輪廓之間的連接點。Pl是所述眼科鏡片的前表面和所述眼科鏡片的外輪廓之間的連接點。在一橫截面中計算所述距離d，因此，該標準應(yīng)當(dāng)連續(xù)地適用于所述眼鏡架的大多 數(shù)截面，例如超過50 %，超過70 %，超過80 %，超過90 %，實質(zhì)上100 %的截面。在該實施例中，所述切邊和切角參數(shù)，例如所述眼科鏡片的外輪廓上的所述斜角 的幾何形狀和位置，以及所述眼科鏡片的后表面，是根據(jù)所述眼科鏡片的前表面的幾何形 狀計算到的。根據(jù)圖7所示的一個實施例，計算所述眼科鏡片，以便將所述眼科鏡片的前表面 部分定位于以所述眼鏡架前表面為開始方向的一給定角度上。所述佩戴者可以根據(jù)所述審美標準選擇所述給定角度。根據(jù)該實施例，計算所述眼科鏡片的前表面及定位參數(shù)，以便使Tf與Tl之間的夾角小于15°，優(yōu)選地，小于10°，優(yōu)選地，小于5°。Tf為所述眼鏡架的前表面在點Pf處的切線。Pf為所述眼鏡架的前表面和所述眼 鏡架內(nèi)輪廓之間的連接點。Tl為所述眼科鏡片的前表面的在點Pl處的切線。Pl為所述眼科鏡片的前表面和 所述眼科鏡片的外輪廓之間的連接點。在橫截面中計算所述角度，因此，該標準應(yīng)當(dāng)連續(xù)地適用于所述眼鏡架的大多數(shù) 截面，例如超過50 %，超過70 %，超過80 %，超過90 %，實質(zhì)上100 %的截面。圖8示出了一種情形，即，Pf和Pl之間的距離d以及Tf和Tl之間的所述角度接 近零。當(dāng)這種結(jié)構(gòu)連續(xù)地應(yīng)用于大部份橫截面時，可以被看作是所述眼科鏡片的前表面鄰 接所述眼鏡片的前表面。根據(jù)圖9所示的一個實施例，計算所述眼科鏡片，從而獲得用1. 53的折射率表示 的所述眼科鏡片前表面的平均環(huán)面，其與用1. 53的折射率表示的所述眼鏡架前表面的平 均環(huán)面之間的差值小于0. 5屈光度、優(yōu)選地小于0. 25屈光度、最優(yōu)選地小于0. 12屈光度。在一些實施例中，所述平均環(huán)面可以接近于球面。圖9示出了一種情形，S卩，所述眼科鏡片前表面的平均環(huán)面明顯地等于所述眼鏡 架的前表面的平均環(huán)面。當(dāng)這種結(jié)構(gòu)連續(xù)地應(yīng)用于大部分的橫切面時，可以被看作是所述 眼科鏡片的前表面與所述眼鏡片的前表面相鄰接。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，本發(fā)明所述的方法旨在使用數(shù)字表面處理技術(shù) 來制造眼科鏡片，其中計算其前表面，使其與所述眼鏡片的前表面相鄰接，并通過WO 2007/017766中公開的被稱為“光學(xué)密鑰(optical key) ”的方法計算其后表面。所述優(yōu)化步驟的一般概念在于找到一個表面，該表面最大程度地檢驗一組審美標 準，所述審美標準涉及邊(高)及其沿一特定輪廓的導(dǎo)數(shù)(斜率)以及其他可能的約束條 件，所述審美標準例如“1 1”，“1 2”，“前曲面追蹤(front curve tracing)”。在數(shù)字表面處理(DS)技術(shù)的背景下，可以尋找任何能夠確保所述輪廓約束條件 的表面，所述輪廓約束條件例如是邊和/或斜率。例如，可以尋找與所述鏡架邊緣的一組點 最契合的眼科鏡片前表面，由于審美原因，人們對鏡架的一些區(qū)域可能有偏好。根據(jù)本發(fā)明的不同實施例，可以尋找一個表面，其在確保有關(guān)所述眼鏡架的整個 或部分輪廓的約束條件的同時，使一給定優(yōu)化函數(shù)最小化。在這些情況下，還可以將補充約束條件添加到影響所述邊和所述斜率的所述約束 條件中。例如，所述補充約束條件可以是安裝和組裝的約束條件、在一個或數(shù)個點(遠視點 VL，棱鏡參考點PRP等)處的曲率和/或在一個或數(shù)個點上的棱鏡。例如，所述優(yōu)化函數(shù)可以用來最小化由所述輪廓支撐的表面的面積(以平方毫米 為單位)。根據(jù)本發(fā)明，也可以利用一參考表面設(shè)計來構(gòu)造所述前表面，所述優(yōu)化函數(shù)可以 是/r(外二 Ja⑷杯擬.>,))-分敗力其中，Ω是所述輪廓的內(nèi)部，Sph(S(x, y))是所述表面S在點(x，y)處的平均球
面值，且其中是一個參考表面。
可以略微任意地選擇平面(Oxy)，但一般我們可以假定，舉例來說，所述平面 (Oxy)對應(yīng)所述鏡架的平面，并且坐標軸Z的方向垂直于所述平面，所述坐標軸Z遠離鏡片。也可以把所述表面看作一個二階或四階偏微分方程的解的表面。例如P(S，S(1)，S(2))= 0其中S(i)表示表面S的i階偏微分，P可以是拉普拉斯函數(shù)?；蛘呃?P(S,S(1), S⑵，S(3)，S⑷)=0所述函數(shù) P 可以在文獻“Analysis Of A Variational Approach ToProgressive Lens Design, Jing Wang, Robert Gulliver, Fadil Santosa.，，中找至Ij0微分算子P應(yīng)當(dāng)驗證某些屬性，以確保所述解的存在性和唯一性，例如橢圓率。一個偏微分方程(PDE)方法的解可以通過圍繞預(yù)期解的最小化問題的線性化得 出。這就是上文中已闡述的。所述初始約束條件被轉(zhuǎn)化為通常所提到的“邊界條件”。在上文中，考慮了簡單的邊界條件，例如固定邊界條件，以及部分固定邊界條件或 自然邊界條件。根據(jù)一些鄰接標準，不應(yīng)限制所述輪廓的邊界條件，但是也應(yīng)當(dāng)考慮頂冠，所述鏡 片或例如其前表面必須在所述頂冠上找到支撐?？杀豢紤]的所述鄰接標準包括、但不限于以下數(shù)據(jù)-所述鏡架側(cè)面的表面數(shù)據(jù)；-沿著鏡架(且垂直于所述輪廓)的表面的變化數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，Sm是所述鏡架的表面，該鏡架表面以及所述鏡片的前 表面Sv的表面可以用點(Oxyz)表示。在所述平面(Oxy)上的所述表面方程式具有以下形式Zm = Sm(x, y)Zv = Sv (χ, y)在所述平面(Oxy)的一封閉輪廓Γ的外部定義所述鏡架的表面，其定義了所述框 架的三維輪廓的該平面的垂直投影。二個所述表面的鄰接可以由驗證兩類約束條件來確保，所述兩類約束條件為-接觸約束條件，及-相切約束條件。所述接觸約束條件能夠確保所述鏡片的前表面與所述鏡架的表面相接觸，即在Γ 的任意點(X，y)上，Sv(x，y) = Sm(χ, y)可以把所述斜角考慮進所述接觸約束條件中。所述相切約束條件能夠確保Sv沿著Γ的徑向斜率以及Sm沿著Γ的徑向斜率不 會在某一方向上過于延伸，我們可以將Sv沿著Γ的徑向斜率稱為If將Sm沿著Γ的徑
υη Γ, 5
向斜率稱為^^ 一種定義所述相切約束條件的方法是強加以下條件在Γ的任意點上，
廠ο
dn |r dn |Γ這種類型的約束條件難以適應(yīng)以下情況，即，所述表面Sm的曲率關(guān)于Γ增加，例
14如在圓形鏡架的情況下。在這種情況下可以將下述類型的約束條件定義為在Γ的任意點上，^ A 其中Γ + Δ Γ是一《平行》于Γ的輪廓。
υη Γ Ori 廠+ΔΓ ,也可以強加以下條件，即所述表面的法向?qū)?shù)等于所述鏡架表面的法向?qū)?shù)的徑 向平均值。上文借助不限于總的發(fā)明構(gòu)思的實施例描述了本發(fā)明；特別是優(yōu)化標準不限于所 論述的實例。尤其是根據(jù)本發(fā)明所述的方法可以用于無框鏡架，所述佩戴者基于例如所述 審美標準或視覺標準選擇所述眼科鏡片的前表面的表面。
權(quán)利要求
一種根據(jù)給定的眼鏡架來計算眼科鏡片光學(xué)系統(tǒng)(OS)的方法，其包括如下步驟·提供所述眼鏡架的幾何數(shù)據(jù)；·提供配戴者數(shù)據(jù)；·至少根據(jù)由所述眼鏡架的幾何數(shù)據(jù)、所述配戴者數(shù)據(jù)以及至少一個定位數(shù)據(jù)組成的標準來優(yōu)化所述光學(xué)系統(tǒng)(OS)，從而生成至少兩個光學(xué)表面(S1，S2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述優(yōu)化步驟中，生成切邊參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述優(yōu)化標準進一步包括所述光學(xué)系 統(tǒng)(OS)的折射率。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述優(yōu)化標準進一步包括Pf 與Pl之間的平均距離，Pf是所述眼鏡架的前表面和所述眼鏡架的內(nèi)輪廓之間的連接點，以 及Pl是所述眼科鏡片的前表面與所述眼科鏡片的外輪廓之間的連接點。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述優(yōu)化標準進一步包括Tf 與Tl之間的夾角，Tf是所述眼鏡架的前表面在點Pf處的切線，Pf是所述眼鏡架的前表面 和所述眼鏡架的內(nèi)輪廓之間的連接點，以及Tl是所述眼科鏡片的前表面在點Pl處的切線， Pl是所述眼科鏡片的前表面與所述眼科鏡片的外輪廓之間的連接點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述優(yōu)化標準進一步包括所 述眼科鏡片的一個表面的平均環(huán)面和所述眼鏡架的一個表面的平均環(huán)面。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述幾何數(shù)據(jù)是通過測量眼 鏡架來獲得的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，所述幾何數(shù)據(jù)是從眼鏡架的 數(shù)據(jù)庫中獲得的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，所述幾何數(shù)據(jù)包括實際的輪 廓參數(shù)和參考形狀。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述幾何數(shù)據(jù)包括所述眼鏡 架的邊框的內(nèi)輪廓數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述眼鏡片的幾何數(shù)據(jù)進一 步包括所述眼鏡架前表面的幾何數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述眼科鏡片是多焦點眼科 鏡片。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的方法，其特征在于，所述眼科鏡片是單焦點眼 科鏡片。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)(OS)由光學(xué) 函數(shù)(OF)確定，至少兩個光學(xué)表面包括由第一方程式(ESl)定義的第一光學(xué)表面(Si)以 及由第二方程式(ES2)定義的第二表面(S2)，所述優(yōu)化步驟進一步包括如下步驟-生成步驟(GEN)，其中，虛擬光學(xué)系統(tǒng)(VOS)被用于生成虛擬函數(shù)(VOF)；-修改步驟(M0D)，其中，修改所述虛擬函數(shù)(VOF)以便獲得所述光學(xué)函數(shù)(OF)；-計算步驟(CAL)，其中，所述第二方程式(ES2)從所述光學(xué)函數(shù)(OF)以及所述第一方 程式(ESl)計算得到。
15.一種眼鏡片的制造方法，其包括如下步驟 接收眼鏡架的幾何數(shù)據(jù)； 接收眼鏡架的光學(xué)系統(tǒng)(OS)的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采用根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所 述的方法計算得到； 制造所述計算所得的眼鏡片。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述眼科鏡片是采用數(shù)字表面處理工 藝制造的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其特征在于，在鏡片訂制端選擇所述眼鏡架，以 及將所述幾何數(shù)據(jù)傳輸至安裝在鏡片制造端的計算設(shè)備上，在所述鏡片制造端處理所述計算步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17所述的方法，其特征在于，所述計算步驟是依據(jù)權(quán)利要求2 至14中任一項所述的方法，且在鏡片訂制端選擇所述眼鏡架，并且當(dāng)所述眼科鏡片在鏡片 制造端被制造后，將該眼科鏡片連同切邊參數(shù)傳輸至所述訂制端。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至17所述的方法，其特征在于，在所述鏡片訂制端選擇所述眼鏡 架，并且當(dāng)所述眼鏡片在所述鏡片制造端被制造后，對所述眼科鏡片進行切邊，并將被切邊 后的所述眼科鏡片傳送至所述訂制端。
20.根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述被制造的眼鏡片 被切邊后，將該鏡片裝配到所述所選擇的眼鏡架內(nèi)。
21.一種眼科鏡片訂制方法，其包含如下步驟 選擇眼鏡架； 在鏡片制造商處訂制根據(jù)權(quán)利要求15至20中任一項所述的方法制造的眼科鏡片； 將所述已切邊的眼科鏡片裝配到所選擇的眼鏡架內(nèi)。
22.—種計算機程序產(chǎn)品，其包括一個或多個可以由處理器訪問的存儲指令序列，且當(dāng) 所述處理器執(zhí)行所述存儲指令序列時，致使所述處理器執(zhí)行權(quán)利要求1至21中任一項所述 的至少一個步驟。
23.一種計算機可讀介質(zhì)，其承載著權(quán)利要求22所述的計算機程序產(chǎn)品的一個或多個 指令序列。
全文摘要
一種根據(jù)給定的眼鏡架計算眼科鏡片光學(xué)系統(tǒng)(OS)的方法，其特征在于，包括如下步驟-提供所述眼鏡架的幾何數(shù)據(jù)；-提供配戴者數(shù)據(jù)；-根據(jù)至少由所述眼鏡架幾何數(shù)據(jù)、所述配戴者數(shù)據(jù)以及至少一個定位數(shù)據(jù)組成的標準來優(yōu)化所述光學(xué)系統(tǒng)(OS)，從而生成至少兩個光學(xué)表面(S1，S2)。
文檔編號G02C13/00GK101960360SQ200880127686
公開日2011年1月26日 申請日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者克里斯汀·瓊庫爾, 塞西爾·皮特里, 帕斯卡爾·阿爾利奧內(nèi), 弗雷德里克·杜波依斯, 戴維德·弗雷索恩, 西里爾·古伊勞克斯 申請人:依視路國際集團(光學(xué)總公司)