CN105264426A - 用于确定光学设备的方法 - Google Patents

Abstract

由计算机装置实施用于确定包括至少一个光学镜片和眼镜架的光学设备的方法，该光学镜片被适配成安装在该眼镜架中，该方法包括：·-佩戴者数据提供步骤(S1)，在该步骤过程中，提供至少与该佩戴者的光学要求相关的佩戴者数据，·-光学代价函数提供步骤(S2)，在该步骤过程中，提供光学代价函数，光学表面代价函数与该至少一个光学镜片的光学功能相关，·-舒适度代价函数提供步骤(S3)，在该步骤过程中，提供一个舒适度代价函数，该舒适度代价函数至少与该光学设备的重量相关，·-光学设备确定步骤(S4)，在该步骤过程中，确定使全局代价函数与该全局代价函数的目标值之间的差最小化的光学设备，该全局代价函数是该光学代价函数与该舒适度代价函数的加权总和。

Description

用于确定光学设备的方法

本发明涉及一种用于确定包括至少一个光学镜片和眼镜架的光学设备的方法，该光学镜片被适配成安装在该眼镜架中，一种提供光学设备的方法、一种计算机程序产品和一种计算机可读介质。

对本发明的背景的讨论包括于此以解释本发明的上下文。这将不被认为是承认所引用的任何材料被公开、已知或者是权利要求书中的任一项权利要求的优先权日下的公共常识的一部分。

通常，需要佩戴眼镜并因此具有眼科医师或验光师开出的处方的人来到眼镜师的店铺来选择未来光学设备的眼镜架。光学设备的未来佩戴者可以尝试若干个眼镜架并最终选择这些尝试过的眼镜架之一。眼镜师订购与处方相对应的一副光学镜片。

发送至眼镜师的那副光学镜片是根据光学标准设计和制造的。

在眼镜片领域中多项最近改进已经允许提供定制的光学镜片，这种定制超出了简单的佩戴者处方。当设计和制造该副眼镜片时可以考虑除了佩戴者处方以外更进一步的参数。例如，可以考虑与所选择的眼镜架相关的参数。

一旦接收该副眼镜片，眼镜师需要将接收到的眼镜片装配到由佩戴者所选择的眼镜架上。

眼镜架通常针对标准佩戴者而设计并且需要根据佩戴者和提供的光学镜片来调整。

具体而言，大多数眼镜架是假设佩戴者具有完全对称的脸部和光学镜片而设计。具体而言，眼镜架的鼻托、鼻梁和镜侧的形状通常是完全对称的。

然而，大多数佩戴者不是完全对称的。

此外，一些佩戴者针对右眼和左眼可能具有不同的眼科处方。因此，右光学镜片和左光学镜片的重量和厚度可能不同。

此外，不同人群之间的形貌可能不同，例如，跨不同人群，鼻子形状可能显著不同。

此外，根据佩戴者皮肤，佩戴者可能对由于眼镜架引起的摩擦具有不同敏感度。

因此，如果不尝试进行调整操作以补偿源于这些因素的非对称和不平衡，光学设备可能不稳定且不舒适。

眼镜师通常手动或通过使用工具(通常通过变形，包括扭转)来调整眼镜架。眼镜架的鼻梁和镜侧可能变形以根据佩戴者的形貌来调整眼镜架。

除了费时的事实之外，这种方法具有若干缺点。

已经装配了这些光学镜片之后被执行(光学镜片的存在改变了佩戴者的脸部上的设备的机械平衡，难以利用空的眼镜架或展示光学镜片来预测结果)：

-其显著地打乱了从头开始提供的理想端口设置的恰当安装，

-其在光学镜片上引入了额外机械应力，这显著增加了使可能镜片上存在的矿物涂层和/或有机涂层断裂的风险，

-其在镜架的这些元件(具体为移动部件，如接头或铰链)中引入了机械应力，

-眼镜架变形可能影响其外观(破坏模型的原始曲线对称性变化)，采用的基本装置(钳子、加热器)可能改变产品的美观(刮痕、褪色)，

-维持可能与佩戴者的具体活动关联的镜架(其头部向前弯曲的公共端口摇晃)的具体需要可能不会被考虑在内，

-由于变形，在佩戴者的脸上的镜架的美观被改变，佩戴者随后可能会对最终结果非常失望，因为于其最初选择的镜架相去甚远。

此外，由于他的/她的脸部形貌与光学设备被保持在他/她的脸部上的方式之间有限的一致性，佩戴者感受到的舒适度很可能不是最佳的。

因此，需要一种用于向佩戴者提供包括至少一个光学镜片和眼镜架的光学设备的方法，该眼镜架被适配从而完全适合佩戴者，使得眼镜师不需要使眼镜架变形以根据佩戴者调整并且以便提供全局优化的光学设备，确保最可接受的光学、舒适度和美观结果。此外，还需要限定和提供适配的制造装置以便生产这种全局优化的光学设备。

本发明的目标是提供这样一种方法。

为此，本发明提出一种例如由计算机装置实施用于确定包括至少一个光学镜片和眼镜架的光学设备的方法，光学镜片被适配成安装在该眼镜架中，该方法包括：

-一个佩戴者数据提供步骤，在该步骤过程中，提供至少与该佩戴者的光学要求相关的佩戴者数据，

-一个光学代价函数提供步骤，在该步骤过程中，提供一个光学代价函数，该光学代价函数与该至少一个光学镜片的光学功能相关并且至少基于该佩戴者数据的一部分被定义，

-一个舒适度代价函数提供步骤，在该步骤过程中，提供一个舒适度代价函数，该舒适度代价函数至少与该光学设备的重量相关，

-一个光学设备确定步骤，在该步骤过程中，确定使一个全局代价函数与该全局代价函数的一个目标值之间的差最小化的光学设备，该全局代价函数是该光学代价函数与该舒适度代价函数的加权总和。

根据本发明的方法确定光学镜片和眼镜架两者，以便提供适配于佩戴者的光学设备。

根据本发明的方法，不仅光学镜片而且还有眼镜架至少根据经由光学代价函数的光学标准以及经由舒适度代价函数的舒适度标准来确定。

有利地，通过本发明的方法确定的光学设备提供了适配于佩戴者的光学功能和重量重新分配和总重量。

根据可以单独地或以任何可能的组合来考虑的进一步的实施例：

-该方法进一步包括：

-一个初始光学设备提供步骤，在该步骤过程中，提供包括至少一个初始光学镜片和一个初始眼镜架的初始光学设备，该初始光学镜片适配于该佩戴者的光学要求并且该初始眼镜架例如与由该佩戴者所选择的眼镜架的类型相对应，

-一个工作光学设备限定步骤，在该步骤过程中，将一个工作光学设备限定为等同于该初始光学设备，

-全局代价函数评估步骤，在该步骤过程中，评估全局代价函数，

-一个修改步骤，在该步骤过程中，修改该工作光学设备，

重复该评估与修改步骤以便使该全局代价函数与全局代价函数的目标值之间的差最小化；和/或

-光学代价函数和舒适度代价函数两者的加权系数不同于零；和/或

-当佩戴者佩戴该光学设备时，该舒适度代价函数与该光学设备施加于该佩戴者的这些机械力相关；和/或

-该舒适度代价函数被提供成当该佩戴者佩戴该光学设备时在该眼镜架与该眼镜架和该佩戴者的至少一个接触区之间的摩擦力和/或夹持力达到一个给定值时是最小的；和/或

-该舒适度代价函数被提供成当该光学设备在右侧与左侧之间的重量差对应于一个重量差预定值时是最小的；和/或

-该舒适度代价函数被提供成当该佩戴者佩戴该光学设备时在由与该光学设备接触的头部和/或脸部区所支撑的重量分布对应于一个第一重量分布预定值时是最小的；和/或

-该舒适度代价函数被提供成当由该佩戴者的鼻子和该佩戴者的耳廓所支撑的该光学设备的重量差对应于一个第二重量分布值时是最小的；和/或

-该第一和/或第二预定值是根据对该光学设备的姿势偏好使用来确定的；和/或

-该舒适度代价函数被提供成当该光学设备的重量最小时是最小的；和/或

-该佩戴者数据包括与多个光学镜片函数相关的功能偏好数据，这些光学镜片函数对光学镜片几何结构和/或相对于该佩戴者的脸部的定位敏感；和/或

-功能偏好数据是指期望的滤波特性，如该光学镜片的透射和/或吸收和/或反射特性；和/或

-该佩戴者数据包括当该佩戴者配戴该光学设备时与和该光学设备接触的这些头部和/或脸部区的形貌相关的佩戴者形貌数据，并且该舒适度代价函数与该光学设备施加于所述接触区的机械力相关；和/或

-该形貌数据与该佩戴者的鼻子的和/或耳廓的和/或颞区的形状和位置相关；和/或

-在修改步骤过程中，

-该光学镜片的材料或不同的材料，包括可以被涂敷于该光学镜片的不同涂层，和/或

-该光学镜片的光学表面中的至少一个光学表面，和/或

-该光学镜片的这些光学表面的相对位置，和/或

-该眼镜架的材料或不同的材料，和/或

-该眼镜架的重量分布，和/或

-该光学镜片的重量分布，和/或

-该眼镜架的形状，和/或

-该光学镜片的形状，

被修改；和/或

-该方法进一步包括一个制造设备数据提供步骤，在该步骤过程中，提供对可供用于制造该光学设备的制造设备进行标识的数据，并且在该修改步骤过程中，考虑由该制造数据所标识的这些制造设备的技术可能性来修改该光学设备；和/或

-该佩戴者数据包括与该佩戴者的形貌相关的形貌数据，

-该方法进一步包括一个审美代价函数提供步骤，在该步骤过程中，提供一个审美代价函数，该审美代价函数与当该光学设备由该佩戴者佩戴时该光学设备的水平状态相关，并且

-该全局代价函数是该光学代价函数、该舒适度代价函数和该审美代价函数的加权总和；和/或

-该审美代价函数进一步与当由佩戴者佩戴时该光学设备围绕该佩戴者脸部关于该佩戴者脸部中央竖直轴线的对称分布相关；和/或

-该方法进一步包括一个机械强壮性代价函数提供步骤，在该步骤过程中，提供一个机械强壮性代价函数，并且

-该全局代价函数是该光学代价函数、该舒适度代价函数和该机械强壮性代价函数的加权总和；和/或

-该光学设备的至少一部分旨在使用增材制造方法来制造；和/或

-该增材制造方法在该光学设备确定步骤之后包括一个构造策略确定步骤，该构造策略确定步骤包括以下步骤中的至少一个步骤：

-确定多个体素的几何结构和位置

-确定由多个体素制成的多个薄片的几何结构和位置，

-在该(这些)增材制造设备的参考系中确定多个体素和/或薄片的整体安排取向。

-确定根据其制造这些体素和/或薄片的顺序；和/或

-该眼镜架的至少一部分旨在使用一种增材制造方法来制造，并且在该光学设备确定步骤过程中确定的该光学设备的该眼镜架由不同材料制成，选择和重新分配这些不同材料以便使该全局代价函数与该全局代价函数的一个目标值之间的差最小化；和/或

-该眼镜架的至少一部分旨在使用一种增材制造方法来制造，并且在该光学设备确定步骤过程中确定的该光学设备的该眼镜架包括至少一个内腔，该至少一个内腔被确定成使该全局代价函数和该全局代价函数的一个目标值之间的差最小化；和/或

-该光学设备的至少一部分包括一种旨在使用增材制造方法来制造的功能梯度材料。

本发明进一步涉及一种向佩戴者提供光学设备的方法，该方法包括以下步骤：

-确定根据以上权利要求中任一项所述的光学设备，并且

-制造所确定的该光学设备。

根据可以单独地或以任何可能的组合来考虑的进一步的实施例：

-所确定的光学设备的至少一部分使用增材制造方法来制造；和/或

-在由以下各项组成的列表中选择该增材制造方法：光固化立体造型术、掩模光固化立体造型术或掩模投影光固化立体造型术、聚合物喷射技术、扫描激光烧结技术或SLS、扫描激光熔化技术或SLM、熔融沉积成型技术或FDM。

根据进一步的方面，本发明涉及一种包括一个或多个存储的指令序列的计算机程序产品，该一个或多个指令序列对一个处理器而言是可访问的并且在由该处理器执行时致使该处理器进行根据本发明的方法的步骤。

本发明还涉及一种计算机可读介质，该介质承载了根据本发明的计算机程序产品的一个或多个指令序列。

进一步地，本发明涉及一种使计算机执行本发明的方法的程序。

本发明还涉及一种具有在其上记录的程序的计算机可读存储介质；其中，该程序使计算机执行本发明的方法。

本发明进一步涉及一种包括处理器的装置，该处理器被适配成用于存储一个或多个指令序列并且实施根据本发明的方法的多个步骤中的至少一个步骤。

如从以下讨论中明显的是，除非另有具体规定，否则应认识到，贯穿本说明书，使用了如“计算”、“运算”等术语的讨论是指计算机或计算系统或类似的电子计算装置的动作和/或过程，该动作和/或过程对于在该计算系统的寄存器和/或存储器内表示为物理(如电子)量的数据进行操纵和/或将其转换成在该计算系统的存储器、寄存器或其他此类信息存储、传输或显示装置内类似地表示为物理量的其他数据。

本发明的实施例可以包括用于执行在此所述操作的设备。此设备可以是为所期望的目的而专门构建的，或此设备可以包括通用计算机或由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的数字信号处理器(“DSP”)。这种计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，如但不限于任何类型的磁盘，包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁性或光学卡，或任何其他类型的适合于存储电子指令并且能够耦联到计算机系统总线上的介质。

这些工艺和显示器不是与任何具体的计算机或其他设备内在相关的。各种通用系统都可以与根据此处的教导的程序一起使用，或者其可以证明很方便地构建一个更专用的设备以执行所期望的方法。各种这些系统所期望的结构将从以下描述中得以明了。此外，本发明的实施例并没有参考任何具体的编程语言而进行描述。将认识到的是，各种编程语言都可以用来实施如此处所描述的本发明的教导内容。

现在将参考附图描述本发明的非限制性实施例，在附图中：

o图1是表示根据本发明的实施例的方法的各步骤的流程图，

o图2是眼镜架的示意性前视图，

o图3是在图2上表示的眼镜架的示意性侧视图，并且

o图4是表示根据本发明的实施例的方法的一部分的各步骤的流程图。

在本发明的框架中，以下术语具有以下在此指示的含义。

-术语“光学镜片”应被理解为是指预期由佩戴者的脸部支撑的任何类型的已知镜片。该术语可以指眼镜片，如矫正镜片、非矫正镜片，半成品镜片，如渐进式多焦点镜片、单焦点或多焦点镜片。该术语还可以指能够呈现如以下各项中的至少一个增加值的所述眼镜片：例如，色调、光致变色性，偏振滤波、电致变色性、减反射特性，抗划伤特性……

-术语“光学设备”应被理解为指包括眼镜架和至少一个光学镜片的任何类型的已知眼镜。光学设备可以包括覆盖佩戴者的或者两只眼睛(例如护目镜或面罩)或者仅一只眼睛(例如头戴式显示器)的单个光学镜片。如在图2上表示的，光学设备可以包括各自覆盖佩戴者的一只眼睛的两个光学镜片。该术语可以指眼科光学设备、非眼科光学设备、太阳镜、针对运动应用的眼镜(如护目镜、阅读眼镜、防护眼镜、驾驶眼镜)。

-术语‘处方’应当被理解为指光学屈光力、散光、棱镜偏差以及(当相关时)增加度的一组光学特性，该组光学特性是由眼科医师或验光师确定的以便例如借助于位于佩戴者眼睛前面的镜片矫正佩戴者的视力缺陷。例如，针对渐进式多焦点镜片的处方包括光学屈光力值和在远视点处的散光值，以及增加值(在适当情况下)。处方数据可以包括针对正视眼的数据。

-术语重量应当被理解为物体本身的重量(例如，如在国际标准ISO898080000-4(2006)中所描述的)以及所述物体重量的重新分配。

根据在图1上展示的本发明的实施例，例如，由计算机装置实施用于确定包括至少一个光学镜片和眼镜架的光学设备的方法，该光学镜片被适配成安装在该眼镜架中，该方法包括：

-佩戴者数据提供步骤S1，

-光学代价函数提供步骤S2，

-舒适度代价函数提供步骤S3，以及

-光学设备确定步骤S4。

图2展示了光学设备的示例，该光学设备可以使用根据本发明的方法来确定。

如图2上所展示的，光学设备10可以包括一副光学镜片12、14和眼镜架20。眼镜架20包括镜圈22、24，光学镜片12和14有待安装于其中。眼镜架20的镜圈22和24通过鼻梁26连接。

眼镜架包括镜侧28(或镜腿)和鼻托30，以将眼镜架保持在佩戴者上。

如图3上所展示的，每个鼻托30可以经由螺柱32和鼻托臂34连接至镜圈22和24。

通过镜侧一端的接头将镜侧28连接到镜圈22和24，另一端被安排成与佩戴者的耳廓接触。

在佩戴者数据提供步骤S1过程中，提供至少与佩戴者的光学要求相关的佩戴者数据。

佩戴者的光学要求包括与光学设备的这些光学特征相关的所有类型的佩戴者要求。例如，光学要求可以包括眼科要求和/或滤波要求，如透射功能要求和/或反射功能要求、和/或吸收功能要求。

如图1中所展示的，佩戴者数据可以包括初始镜架选择数据、视觉系统佩戴者数据，佩戴者形貌数据和功能偏好数据。

在本发明的意义上，初始镜架数据与初始选择的眼镜架相关。

在本发明的意义上，视觉系统佩戴者数据与设计光学镜片所必要的数据相关。视觉系统佩戴者数据可以选自但不局限于包括以下各项的列表：佩戴者的处方和/或佩戴者的头部/眼睛移动策略和/或佩戴条件。

在本发明的意义上，功能偏好数据与对光学镜片几何结构和/或相对于佩戴者的脸部的定位敏感的光学镜片函数相关。更具体而言，功能数据与镜片相对于佩戴者的视轴的位置和取向和/或光学镜片的正面和背面的曲率和/或装盒镜片数据相关。

在实施例中，功能偏好数据可以指期望筛选的滤波特性，如光学镜片的透射和/或吸收和/或反射特性。例如，光学镜片应具有希望的UV防护水平、期望的透射梯度。

此外，在本发明的意义上，佩戴者形貌数据与佩戴者的脸部和头部的任何解剖特征相关。

佩戴者形貌数据可以包括：

-眼睛特征，如佩戴者的瞳孔间距、佩戴者的每只眼睛的转动中心的位置以及眼睛和/或眼睑的解剖表面特征(例如，中角、外侧角、中连合、侧连合、内眦、外眦、泪阜、泪沟线、下眼睑边缘和睑裂)

-鼻子特征，如鼻子的形状和位置、鼻尖和/或鼻侧数据，和/或

-耳朵特征，如佩戴者的耳廓的形状和位置，尤其是耳廓的上部与头部之间的接合点，和/或

-佩戴者的肤色，和/或

-嘴唇特征，和/或

-镜腿或者颞区特征，和/或

-眉毛特征，和/或

-脸部特征，如脸部形状(椭圆形、圆形、矩形、方形、三角形)、发际线特征、从前额到脸颊的区域的特征。

有利地，佩戴者形貌数据可以包括关于头部和脸部与光学设备的接触区的数据并且更具体地支撑与光学设备的机械接触的脸部和头部区的特定位置和/或形状和/或空间范围和/或取向，如当佩戴者佩戴光学设备时这些镜腿和鼻子的两侧。

通过任何已知的方法(如3D扫描方法)和/或佩戴者的脸部和轮廓的图片，可以提供这些佩戴者形貌数据。

在光学代价函数提供步骤S2过程中，提供光学代价函数。光学代价函数涉及至少一个光学镜片的光学函数以及光学函数对佩戴者的视觉系统的影响。

光学函数可以包括如取决于根据注视方向或视觉策略的多个定制方面。这还包括如以上定义的多个滤波特性。

光学代价函数可能涉及光学镜片的表面的方程、这类表面的相对位置以及形成光学镜片的材料的折射率。

有利地，这类光学代价函数可以用来优化光学镜片在双眼前的固持，从而为佩戴者提供高光学质量。

除了视觉系统佩戴者数据之外，还可以根据佩戴者形貌数据定义此类光学代价函数。

在实施例中，形貌数据可能与有待与光学设备接触的脸部和/或头部区的几何结构和相对位置、以及佩戴者的瞳孔间距相关。

在舒适度代价函数提供步骤S3过程中，提供舒适度代价函数。舒适度代价函数至少与光学设备的重量相关。

在第一实施例中，舒适度代价函数可能直接与光学设备的总重量相关。实际上，通常光学设备越轻，可以认为其越舒适。例如，当光学设备的重量最小时，舒适度代价函数可以被安排成是最小的。

舒适度代价函数还可以被安排成考虑光学设备的前侧与后侧之间的和/或左侧与右侧之间的重量平衡。

例如，舒适度代价函数被提供成当光学设备在右侧与左侧之间的重量差对应于重量差预定值时是最小的。

右侧与左侧的重量应当被理解为当佩戴光学设备时佩戴者的右侧和左侧支撑的重量。

可以根据对光学设备的姿势偏好使用和/或佩戴者的形貌数据来设置重量差预定值。例如，重量差预定值可以被设置为零，以提供光学设备的右侧与左侧之间的重量平衡。

有利地，这类舒适度代价函数可以用于补偿右光学镜片与左光学镜片之间的重量差。因此，可以平衡光学设备施加于佩戴者的耳廓和鼻子上的压力，从而向佩戴者提供更大的舒适度。

此外，舒适度代价函数被提供成当头部和/或脸部与光学设备的接触区支撑的重量分布对应于第一重量分布预定值时是最小的。

可以根据对光学设备的姿势偏好使用(头朝前或朝后站立)和/或佩戴者形貌数据(如支撑与光学设备的机械接触的脸部和头部区的特定位置和/或形状和/或空间范围和/或取向)来设置第一重量预定值。

在实施例中，舒适度代价函数可以被适配成当由佩戴者的鼻子和佩戴者的耳廓所支撑的光学设备的重量差对应于第二重量分布值时是最小的。

应当理解的是，在所述实施例中，之前在此描述的头部和/或脸部接触区由佩戴者的鼻子和耳廓表示。

关于第二第一重量预定值，其可以被设置为零，以便提供佩戴者的鼻子与耳廓之间的重量平衡。

根据本发明的实施例，根据对光学设备的姿势偏好使用确定第一和/或第二第一重量预定值。

根据进一步的实施例，舒适度代价函数被提供成当光学设备的重量最小时是最小的。

有利地，这类舒适度代价函数可以用于调整例如由于重光学镜片或左眼与右眼之间的处方差异引起的重量失衡。

当佩戴者以静止或动态模式佩戴光学设备时，舒适度代价函数可以进一步与光学设备施加于佩戴者的不同机械力相关。在实施例中，当佩戴者佩戴光学设备时，舒适度代价函数与光学设备施加于佩戴者的机械力相关。

佩戴者形貌数据，如佩戴者的鼻子和耳廓的形状和位置，可以用于确定光学设备施加的力。

在实施例中，除了当佩戴光学设备时施加于佩戴者的不同力之外，在头部和/或脸部在头部和/或脸部与光学设备的接触区处的重力、夹持力和摩擦力针对本发明具有特殊意义。

如之前所展示的，当考虑光学设备的重量重新分配且更一般来讲光学设备的总重量时考虑重力。

针对夹持力，应当考虑眼镜架的镜侧和/或鼻托的刚度。

例如，光学设备的侧部可能对佩戴者的头部施加夹持力。减小夹持力帮助提高光学设备的舒适度。然而，小夹持力可以帮助保持光学设备。

因此，舒适度代价函数可以被适配成与夹持力相关。

当考虑光学设备的重量重新分配和/或眼镜架的镜侧和/或鼻托的刚度和/或待与佩戴者接触的眼镜架的这些部分的材料和表面的类型时，可以考虑在接触区处的摩擦力。

当佩戴者佩戴光学镜片时，舒适度代价函数可以进一步与眼镜架与眼镜架和佩戴者的接触区之间的摩擦力。

实际上，这种摩擦力不应太大以避免刺激佩戴者的接触区，但是不应太小以确保光学设备恰当地固持在佩戴者上。

此外，本领域的技术人员将认识的是，舒适度代价函数还可以结合或不结合这些机械力而与多个参数相关，如佩戴者的皮肤拓扑结构和/或粗糙度、出汗倾向。

有利地，通过控制所述参数和佩戴者形貌数据，根据本发明的方法改善了当佩戴者移动时对光学设备的固持和佩戴舒适度。

有利地，这种舒适度代价函数可以进一步用于调整施加于头部和/或脸部与光学设备的接触区的机械力分布。

在实施例中，舒适度代价函数被提供成当佩戴者佩戴该光学设备时在眼镜架与眼镜架和佩戴者的至少一个接触区之间的摩擦力和/或夹持力达到给定值时是最小的。

通过给定值，我们在此考虑与光学设备施加于佩戴者的脸部和/或头部上的机械力重新分配与所述佩戴者关于光学设备保持在他/她的脸部和/或头部上的质量的主观舒适度感觉体验之间的折中相对应的值。

根据本发明的实施例，该方法进一步包括审美代价函数提供步骤S35。

审美代价函数可以与光学设备的单独正确装配参数和/或佩戴者的审美要求或品味和/或佩戴者形貌和光学设备之间的组合的印象评级相关。

佩戴者形貌数据可以用于结合或不结合发型、头发颜色、眼睛颜色、眼镜架颜色和/或佩戴者的偏好和风格来确定这类参数。

脸、眼睛、鼻子、镜腿和/或眉毛特征可以被用作佩戴者形貌数据。

有利地，根据本发明的方法使任何使用者能够获得专用的良好装配的光学设备。

在实施例中，在审美代价函数提供步骤S35过程中，当由佩戴者佩戴时，提供至少与光学设备的水平状态相关的审美代价函数。

审美代价函数允许考虑当由佩戴者佩戴时光学设备的水平状态。这种水平状态看上去是大多数佩戴者的重要审美标准。尽管大多数眼镜架是对称的，由于大多数佩戴者的形貌不是完全对称的，所以当由佩戴者佩戴时，大多数光学设备不显现为水平的。

例如，如在US5576778中披露的，可以参照连接佩戴者的两瞳孔中心的线或参照连接佩戴者眉毛的鼻端和颞端的线来定义水平状态。

审美代价函数可以与这类定义的线与正切于镜架的上部的线之间的角度相关。这种角优选地小于等于10°。

当佩戴者佩戴光学设备时，审美代价函数可以进一步与关于围绕佩戴者的脸部的光学设备的佩戴者的脸部的中央垂直轴线的对称分布相关。

应当理解，中央垂直轴线表示垂直于如之前在此定义的水平状态的轴线并且对齐于中央脸部点，该中央脸部点可以例如被定义为连接两个佩戴者的双眼的分段的中间点。

审美代价函数可以进一步与佩戴者的肤色相关。

根据本发明的实施例，该方法进一步包括机械强壮性代价函数提供步骤S36。

光学设备的机械强壮性可以被模型化，具体利用众所周知的有限元计算技术以便确保恰当用途所必要的这些机械特征处于正常的磨损状态。可以基于关于几何结构和材料选择的精确信息执行这种计算，该信息可能被包含在描述光学设备或光学设备的一部分的CAD(计算机辅助设计)文件中。

如果考虑利用增材制造技术生产光学设备的全部或者一部分，如以下所述，对机械计算有用的数据可以来源于在增材制造设备中使用的特别文件，包含对有待建造的几何结构和用于每个体素或体积元素的材料的精确描述。

光学设备的机械强壮性的计算可以基于在国际标准ISO12870:2004(E)中针对眼镜架指定的耐用性和抵抗力标准。应当理解的是，这种标准可以应用于整个光学设备，包括眼镜架和镜片。

沿着那条线，机械强壮性代价函数可以直接与光学设备符合耐用性和抵抗力标准的能力相关，具体是与鼻梁变形和机械耐久性相关。

如果需要的话，在标准ISO12870:2004(E)中描述的测试情况可以以数字方式被模型化。

可替代地，可以使用特定的物理参数(如弯曲模量或断裂伸长率)来指定期望的合适的机械行为。

在光学设备确定步骤S4过程中，确定使全局代价函数与全局代价函数的目标值之间的差最小化的光学设备，该全局代价函数是光学代价函数、舒适度代价函数以及任选地审美代价函数和机械强壮性代价函数的加权总和。

应注意的是，在至少舒适度和光学代价取决于常见的佩戴者形貌数据集的范围内，光学代价函数、舒适度代价函数以及任选地审美代价函数和机械强壮性代价函数可以共同被优化。

根据本发明的实施例，该方法进一步包括在步骤S4之前进行的制造设备数据提供步骤S40。

在制造设备数据提供步骤S40过程中，提供对可供用于制造光学设备的制造设备进行标识的制造设备数据。在确定步骤过程中，通过考虑制造由制造数据标识的制造设备的技术可能性，可以使用这类制造数据。

例如，相比于针对减材制造设备，针对增材制造设备的制造可能会非常不同。有利地，根据这种实施例，可以在确定步骤S4过程中考虑这种技术差异。

根据图4上所展示的实施例，光学设备确定步骤可以包括：

-初始光学设备提供步骤S41，

-工作光学设备定义步骤S42，

-全局代价函数评估步骤S43，以及

-修改步骤S44。

在初始光学设备提供步骤过程中，提供包括至少一个初始光学镜片和初始眼镜架的初始光学设备，该初始光学镜片适配于佩戴者的光学要求且该初始眼镜架对应于例如由佩戴者所选择的眼镜架类型。经由眼镜架的数字表示，佩戴者可能已经选择了给定的眼镜架或者可能已经挑选了眼镜架。根据替代实施例，可以由佩戴者独立确定初始眼镜架。

在工作光学设备限定步骤S42过程中限定工作光学设备。工作设备被限定为等同于初始光学设备。

在全局代价函数评估步骤S43过程中评估与工作光学设备相对应的全局代价函数。

在修改步骤S44过程中修改工作设备。

在修改步骤S44过程中，可以被单独或以任何可能的组合考虑的工作光学设备的以下元件中的任一项可以被修改：

-光学镜片的材料或不同的材料，包括可能应用于光学镜片的不同涂层，和/或

-光学镜片的光学表面中的至少一个光学表面，和/或

-光学镜片的这些光学表面的相对位置，和/或

-眼镜架的材料或不同的材料，和/或

-眼镜架的重量分布，和/或

-光学镜片的重量分布，和/或

-眼镜架的形状，和/或

-光学镜片的形状。

重复该评估和修改步骤以便使全局代价函数的值与目标值之间的差最小化。

目标值可以被确定为光学/舒适度标准与计算机装置和/或机加工装置提供的技术可能性之间的折中。

根据本发明的实施例，根据本发明的方法可以被理解为对眼镜架的数字调整以向佩戴者提供最好的舒适度和审美结果。然而，由于修改是数字的并且在实际制造这些光学镜片和/或眼镜架之前被实现，相比可以请求眼镜师利用现有技术方法，赋予修改大得多的自由，从而产生传统装置达不到的个性化舒适度级别。

根据本发明特别有利的实施例，光学设备的至少一部分旨在使用增材制造方法来制造。通过增材制造，我们指如在国际标准ASTM2792-12中定义的制造技术，其提到了连接材料以根据3D模型制造物体的工艺，通常层层叠加，与减材制造技术相反，如传统的机加工。

在(但不限于)由以下各项组成的列表中选择增材制造方法：光固化立体造型术、掩模光固化立体造型术或掩模投影光固化立体造型术、聚合物喷射技术、扫描激光烧结技术或SLS、扫描激光熔化技术或SLM、熔融沉积成型技术或FDM。

增材制造技术包括多项工艺，这些工艺通过根据可以在CAD(计算机辅助设计)文件中定义的预定安排并置多个体积元素来创造物体。这种并置被理解为顺序操作的结果，如在之前获得的材料层顶上建造材料层和/或在之前获得的体积元素旁并置材料体积元素。

本领域的技术人员众所周知的是，体素几何结构和位置的确定是优化构造策略的结果，该优化构造策略可能考虑到如与所选择的增材制造设备的能力相关的顺序制造操作的顺序。

优化构造策略通常包括：

-确定体素的几何结构和位置

-确定由多个体素制成的多个薄片的几何结构和位置，

-在该(这些)增材制造设备的参考系中确定多个体素和/或薄片的整体安排取向。

-确定根据其制造这些体素和/或薄片的顺序。

可用于本发明的3D打印装置被适配成用于并置小的体积元速(也称为体素)以建造光学设备的至少一部分。此外，3D打印装置可以被适配成用于从一系列截面铺设连续液体、粉末、纸质或片材料层。对应于来自数字模型的这些虚拟截面的这些层聚合或联接在一起或熔融以创造光学设备的至少一部分。

这种技术的主要优点是其几乎创造任何形状或几何特征的能力。有利地，在确定步骤过程中，使用这种增材制造方法提供了大得多的自由。

根据本发明，光学设备的至少一部分可以使用增材制造方法来制造。

例如，光学镜片可以通过增材制造来制造，或者使用增材制造方法，一些材料可以被添加到光学镜片的任一表面。

例如，在光学设备确定步骤过程中确定的光学设备的光学镜片可以由不同密度的透明材料制成。

完成不同材料的选择和重新分配以使全局代价函数与全局代价函数的目标值之间的差最小化。

不同材料的选择和重新分配还可以基于折射率考虑，例如，提供渐进式折射率光学镜片。

例如，光学元件可以由以下材料制成：

-(甲基)丙烯酸或基于(甲基)丙烯酸酯聚合物的材料和例如感光聚合物，如以品牌VeroClear^TM出售的产品；和/或

-基于环氧基树脂或硫代环氧聚合物的材料、和/或基于乙烯醚的材料、和/或基于硫醇烯的材料、和/或基于超支化的材料、和/或基于有机无机杂化的材料。

-聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、硫尿烷聚合物和/或基于环硫化物的材料，或者

此外，材料可以包含胶质物、颜料或者一种或多种染料和/或被配置成用于改变其光透射率和/或外观和/或机械特性的纳米颗粒。

根据本发明的实施例，眼镜架的至少一部分旨在使用增材制造方法来制造。

有利地，在光学设备确定步骤过程中确定的光学设备的眼镜架可以由不同材料制成。

完成不同材料的选择和重新分配以使全局代价函数与全局代价函数的目标值之间的差最小化。例如，具有不同摩擦特征或密度的材料可以用于提高佩戴者的舒适度。

在光学设备确定步骤过程中确定的光学设备的眼镜架还可以包括至少一个内腔，该至少一个内腔被确定成使全局代价函数与全局代价函数的目标值之间的差最小化。

有利地，增材制造方法允许使光学设备的至少一部分包括旨在使用增材制造方法来制造的功能梯度材料。

功能梯度材料(FGM)应被理解为由多个体积元素制成的材料，其特征可以是通过组合物和结构在体积上逐渐变化，从而引起材料的物理特性和化学特性相应变化。

以上已经借助于不限制总体发明概念的多个实施例描述了本发明。

对于参考了以上说明的实施例的本领域技术人员来说，还可提出很多进一步的修改和变化，这些实施例仅以示例给出，无意限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求书予以限定。

在权利要求书中，词语“包括”不排斥其他元素或步骤，并且不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排斥多个。不同的特征在相互不同的从属权利要求书中被引用的这个单纯的事实不指示不能有利地使用这些特征的组合。权利要求书中的任何参考符号都不应被解释为限制本发明的范围。

Claims (26)

1.一种实施用于确定包括至少一个光学镜片和眼镜架的光学设备的方法，该光学镜片被适配成安装在该眼镜架中，该方法包括：

-佩戴者数据提供步骤，在该步骤过程中，提供至少与该佩戴者的光学要求相关的佩戴者数据，

-光学代价函数提供步骤，在该步骤过程中，提供光学代价函数，该光学代价函数与该至少一个光学镜片的光学功能相关并且至少基于该佩戴者数据的一部分被定义，

-舒适度代价函数提供步骤，在该步骤过程中，提供舒适度代价函数，该舒适度代价函数至少与该光学设备的重量相关，

-光学设备确定步骤，在该步骤过程中，确定使全局代价函数与该全局代价函数的目标值之间的差最小化的光学设备，该全局代价函数是该光学代价函数与该舒适度代价函数的加权总和。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法进一步包括：

-初始光学设备提供步骤，在该步骤过程中，提供包括至少一个初始光学镜片和初始眼镜架的初始光学设备，该初始光学镜片适配于该佩戴者的光学要求并且该初始眼镜架例如与由该佩戴者所选择的眼镜架的类型相对应，

-工作光学设备限定步骤，在该步骤过程中，将工作光学设备限定为等同于该初始光学设备，

-全局代价函数评估步骤，在该步骤过程中，评估该全局代价函数，

-修改步骤，在该步骤过程中，修改该工作光学设备，

其中，重复该评估与修改步骤以便使该全局代价函数与该全局代价函数的目标值之间的差最小化。

3.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，当该佩戴者佩戴该光学设备时，该舒适度代价函数与该光学设备施加于该佩戴者的机械力相关。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，该舒适度代价函数被提供成当该佩戴者佩戴该光学设备时在该眼镜架与该眼镜架和该佩戴者的至少一个接触区之间的摩擦力和/或夹持力达到给定值时是最小的。

5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该舒适度代价函数被提供成当该光学设备在右侧与左侧之间的重量差对应于重量差预定值时是最小的。

6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该舒适度代价函数被提供成当该佩戴者佩戴该光学设备时在由与该光学设备接触的头部和/或脸部区所支撑的重量分布对应于第一重量分布预定值时是最小的。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，该舒适度代价函数被提供成当由该佩戴者的鼻子和该佩戴者的耳廓所支撑的该光学设备的重量差对应于第二重量分布预定值时是最小的。

8.根据权利要求5或7中任一项所述的方法，其中，该第一和/或第二预定值是根据对该光学设备的姿势偏好使用来确定的。

9.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该舒适度代价函数被提供成当该光学设备的重量最小时是最小的。

10.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该佩戴者数据包括与多个光学镜片函数相关的功能偏好数据，这些光学镜片函数对光学镜片几何结构和/或相对于该佩戴者的脸部的定位敏感。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，功能偏好数据是指期望的滤波特性，如该光学镜片的透射和/或吸收和/或反射特性。

12.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该佩戴者数据包括当该佩戴者配戴该光学设备时与头部和/或脸部和该光学设备的接触区的形貌相关的佩戴者形貌数据，并且该舒适度代价函数与该光学设备施加于所述接触区的机械力相关。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，该形貌数据与该佩戴者的鼻子的和/或耳廓的和/或颞区的形状和位置相关。

14.根据以上权利要求中任一项所述的方法，权利要求2适用，其中，在该修改步骤过程中：

-该光学镜片的材料或不同的材料，包括可以被涂敷于该光学镜片的不同涂层，和/或

-该光学镜片的光学表面中的至少一个光学表面，和/或

-该光学镜片的这些光学表面的相对位置，和/或

-该眼镜架的材料或不同的材料，和/或

-该眼镜架的重量分布，和/或

-该光学镜片的重量分布，和/或

-该眼镜架的形状，和/或

-该光学镜片的形状，

被修改。

15.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该方法进一步包括制造设备数据提供步骤，在该步骤过程中，提供对可供用于制造该光学设备的制造设备进行标识的数据，并且在该修改步骤过程中，考虑由该制造数据所标识的这些制造设备的技术可能性来修改该光学设备。

16.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中

-该佩戴者数据包括与该佩戴者的形貌相关的形貌数据，

-该方法进一步包括审美代价函数提供步骤，在该步骤过程中，提供审美代价函数，该审美代价函数与当该光学设备由该佩戴者佩戴时该光学设备的水平状态相关，并且

-该全局代价函数是该光学代价函数、该舒适度代价函数和该审美代价函数的加权总和。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，该审美代价函数进一步与当由佩戴者佩戴时该光学设备围绕该佩戴者脸部关于该佩戴者脸部中央竖直轴线的对称分布相关。

18.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，该方法进一步包括机械强壮性代价函数提供步骤，在该步骤过程中，提供机械强壮性代价函数，并且

-该全局代价函数是该光学代价函数、该舒适度代价函数和该机械强壮性代价函数的加权总和。

19.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该光学设备的至少一部分旨在使用一种增材制造方法被制造。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，该增材制造方法在该光学设备确定步骤之后包括构造策略确定步骤，该构造策略确定步骤包括以下步骤中的至少一个步骤：

-确定多个体素的几何结构和位置，

-确定由多个体素制成的多个薄片的几何结构和位置，

-在该(这些)增材制造设备的参考系中确定多个体素和/或薄片的整体安排取向，

-确定根据其制造这些体素和/或薄片的顺序。

21.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该眼镜架的至少一部分旨在使用一种增材制造方法来制造，并且在该光学设备确定步骤过程中确定的该光学设备的该眼镜架由不同材料制成，选择和重新分配这些不同材料以便使该全局代价函数与该全局代价函数的目标值之间的差最小化。

22.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该眼镜架的至少一部分旨在使用一种增材制造方法来制造，并且在该光学设备确定步骤过程中确定的该光学设备的该眼镜架包括至少一个内腔，该至少一个内腔被确定成使该全局代价函数和该全局代价函数的目标值之间的差最小化。

23.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该光学设备的至少一部分包括一种旨在使用增材制造方法来制造的功能梯度材料。

24.一种向佩戴者提供光学设备的方法，该方法包括以下步骤：

-确定根据以上权利要求中任一项所述的光学设备，并且

-制造所确定的该光学设备。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，使用一种增材制造方法制造所确定的该光学设备的至少一部分。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，在由以下各项组成的列表中选择该增材制造方法：光固化立体造型术、掩模光固化立体造型术或掩模投影光固化立体造型术、聚合物喷射技术、扫描激光烧结技术或SLS、扫描激光熔化技术或SLM、熔融沉积成型技术或FDM。