CN105283800A - 用于确定适配于眼镜架的光学镜片的面的表面的方法 - Google Patents

Abstract

用于确定待安装至眼镜架的光学镜片的面的表面的方法，该方法包括：-一个轮廓数据提供步骤(S1)，在该步骤过程中，提供表示该眼镜架的轮廓的轮廓数据，-一个目标曲率数据提供步骤(S2)，在该步骤过程中，提供目标曲率数据，该目标曲率数据表示在所述表面的一个求值区上的待确定的表面的目标曲率，-一个光学表面确定步骤(S3)，在该步骤过程中，确定一个表面以便最小化：o该求值区上的该表面的目标曲率与平均曲率之间的差，以及o该眼镜架的轮廓与该表面的周边轮廓之间的差，该表面的周边轮廓与在该光学镜片被磨边以安装在眼镜架之后该光学镜片的待确定的表面的轮廓相对应。

Description

用于确定适配于眼镜架的光学镜片的面的表面的方法

本发明涉及一种例如由计算机装置实施的用于确定待安装至眼镜架的光学镜片的面的表面的方法、计算机程序产品和计算机可读介质。

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开出的处方的人会去眼镜师的处所选择未来眼镜的眼镜架。眼镜的未来佩戴者可以试戴若干眼镜架并最终选择试戴的眼镜架之一。眼镜师订购与处方相对应的一副镜片。发送给眼镜师的镜片是根据光学标准设计和制造的。

取决于镜片制造商提供的服务，眼镜师可能不得不切割这些镜片以便配合人们已选择的眼镜架，或者在“远程磨边(remoteedging)”服务的情况下，眼镜师接收已经切割好的镜片并只须将其装配到眼镜架中。

所选择的眼镜架的开口(例如，眼镜片预期安装在的镜架的开口)的内圆周可以由测量装置(例如，机械传感器)精确地测量。更具体地，镜架的开口包括内凹槽并且该凹槽的特点(与开口的倾斜角、凹槽的深度等)可以在测量室中由机械传感器测量。

机械传感器对所选择的眼镜架进行的测量使得能够订购一方面配合所选择眼镜架、另一方面配合佩戴者处方的眼镜片。

根据在测量室中由机械传感器执行的测量，眼镜片的眼镜师或提供商能够根据确定镜片的边缘和斜面从而符合对所选择的眼镜架进行的测量。

在本发明的意义上，根据眼镜架形状对镜片进行切割的步骤被称为“磨边”，而在镜片的外边缘上形成斜面的步骤被称为“斜切”。

镜片提供商必须确保所提供的镜片适配于佩戴者处方并且适配于所选择的眼镜架。

例如，镜片提供商必须确保未来的镜片能够有效配合可能具有特别开口和凹槽的已选镜架。

通常，光学镜片的光学表面是基于光学标准的，例如佩戴者处方，眼镜架的光学舒适度和测量参数用于磨边和斜切步骤。

在某些情况中，磨边和斜切步骤可以不仅根据眼镜架的测量形状而且还根据佩戴者选择的审美标准来进行。例如，审美标准可能意味着当眼镜片装配在眼镜架中时，使眼镜片的正面边缘与所选择的眼镜架的正面基本邻接。另一个示例是，在某些情况中佩戴者想要拥有比镜架的曲率更平的曲率的镜片，以便得到更薄的眼镜整体外观，或者相反想要拥有更比镜架的曲率更强的曲率，以便得到更为弯曲的眼镜整体外观。

根据佩戴者的审美标准和他的处方，不可能总是同时满足光学标准和审美标准。

通常，镜片制造商将依据光学标准通过选择半成品镜片来选择确定的前表面，然后镜片制造商将机加工最终的光学镜片。接着定义眼镜片的形状。

执行磨边和斜切步骤的人(例如，眼镜师)接收眼镜片并且根据眼镜架的形状和佩戴者的审美标准必须进入磨边和斜切步骤。

根据眼镜片的形状，由于不适当的镜片形状(镜片的外部形状、镜片的前表面和后表面的形状、镜片厚度等)，不可能总是根据佩戴者标准对眼镜片进行磨边和斜切。

例如，相比于镜架的曲线，眼镜片的斜面曲线可以更缓，这取决于斜面位置，并且在这种情况下使镜架变形以便与斜面曲线相匹配。

除了耗时这一事实，对眼镜架进行变形以便光学镜片适合于所述眼镜架还具有若干缺点。

首先，这类变形可能将镜架的尺寸修改为超出选择斜面位置时计算的值，并且因此造成外径缺陷。

另外，这类变形可能在光学镜片上引入额外的机械应力，这在显著增加了使镜片上存在的矿物涂层破裂的风险。

而且，这类变形可能在镜架的元件(尤其是可移动部件，如接头)中引入了机械应力。

眼镜架的这类变形可能影响它的外观(破坏了模型的原始曲线的对称变化)，所使用的更简陋的工具(钳子、加热器)会改变产品的美感(划痕、褪色)。

这种局限性至少部分是由于在确定光学镜片的光学表面时未考虑眼镜架的形状、尤其是轮廓的事实。

因此，需要一种用于确定光学镜片的至少一个表面的方法，从而使得这种光学镜片恰当地配合所选择的眼镜架。

本发明的目标是提供这样一种方法。

为此，本发明提出了一种例如由计算机装置实施的用于确定待安装至眼镜架的光学镜片的面的表面的方法，该方法包括：

-轮廓数据提供步骤，在该步骤过程中，提供表示该眼镜架的轮廓的轮廓数据，

-目标曲率数据提供步骤，在该步骤过程中，提供目标曲率数据，该目标曲率数据表示在所述表面的一个求值区上的待确定的表面的目标曲率，

-光学表面确定步骤，在该步骤过程中，确定一个表面以便最小化：

ο该求值区上的该表面的目标曲率与平均曲率之间的差，以及

ο该眼镜架的轮廓与该表面的周边轮廓之间的差，该表面的周边轮廓与在该光学镜片被磨边以安装在该眼镜架之后该光学镜片的待确定的表面的轮廓相对应。

根据本发明的方法通过同时考虑眼镜架的轮廓和该光学镜片的表面的至少一个求值区的曲率来确定该光学镜片的表面。

有利地，具有这种表面的光学镜片完全配合眼镜架。

根据可以单独地或以任何可能的组合形式来考虑的进一步的实施例：

-该轮廓数据包括至少该轮廓的平均曲率和/或该轮廓的点的3D坐标；和/或

-该目标曲率数据包括至少一个曲率值和/或一个曲率变化和/或一个基值和/或一个点集，该点集由它们的3D坐标定义；和/或针对不同方向的一组不同的曲率；和/或

-该目标曲率不同于该眼镜架的平均曲率；和/或

-以屈光度表示该目标曲率Ci的目标基值Bi满足：

Bm–3≤Bi≤Bm+3，

Bm是该眼镜架的以屈光度表示的平均基值，并且

Bm＝(n-1)*CURVm

其中，CURVm是该眼镜架的平均曲率，并且n是该镜片的组成材料的指数；和/或

-以屈光度表示该目标曲率Ci的该目标基值Bi满足：

Bm–ΔBinf≤Bi≤Bm+ΔBsup，

其中，ΔBinf和ΔBsup取决于该光学镜片的待确定的光学和/或技术要求，并且

Bm＝(n-1)*CURVm

CURVm是该眼镜架的平均曲率，并且n是该镜片的组成材料的指数；和/或

该求值区是在由以下内容组成的列表中选择的：近视觉区、远视觉区、近视觉区与远视觉区之间的中间通路、周边镜圈、鼻区、颞区、以及以装框中心为中心的区；和/或

-该面是该光学镜片的正面；和/或

-该光学镜片是适配于佩戴者的一个眼镜片，并且在该光学表面确定步骤过程中，基于该佩戴者的处方来确定该表面；和/或

-在该光学表面确定步骤过程中，基于该眼镜架的轮廓与该表面的周边轮廓的曲率差来确定该表面；和/或

-在该光学表面确定步骤过程中，确定该表面从而使待确定的该表面的周边轮廓与该眼镜架的轮廓之间的偏差最小化；和/或

-待确定的该表面与该眼镜架的由该轮廓数据定义的轮廓之间的偏差小于或等于0.4mm，并且优选地小于或等于0.2mm；和/或

-该光学表面确定步骤包括一个半成品光学镜片选择步骤，在该选择步骤过程中，选择一组半成品光学镜片，这些半成品光学镜片在其周边周围具有与该眼镜架的轮廓的平均曲率最接近的平均曲率并且在其周边和在一个求值区上具有一个不同的平均曲率，并且在这组半成品光学镜片当中，选择在该求值区中具有与该求值区中的该目标曲率最接近的评均曲率的半成品镜片，该求值区中的该目标曲率可以是一个曲率值或一个差值，并且可以在可用曲率至范围当中根据佩戴者的偏好来设定。和/或

-该方法进一步包括：

-一个第一表面代价函数提供步骤，在步骤过程中，提供一个第一表面代价函数，该第一表面代价函数是待确定的该表面与该眼镜架的由该轮廓数据定义的轮廓之间的偏差的函数，

-一个第二代价函数提供步骤，在步骤过程中，提供一个第二表面代价函数，该第二表面代价函数是在该求值区上待确定的该表面的曲率与该目标曲率之间的差的函数，

在该光学表面确定步骤过程中，确定使一个全局表面代价函数最小化的表面，该全局表面代价函数是至少该第一表面代价函数和该第二表面代价函数的加权和。和/或

-该方法进一步包括：

-一个第三表面代价函数提供步骤，在该步骤过程中提供一个第三表面代价函数，该第三表面代价函数是待确定的该表面的i阶导数的函数，i是大于或等于2且小于或等于4的整数，

并且该全局表面代价函数是该第一表面代价函数、该第二表面代价函数和该第三表面代价函数的加权和；和/或

-该方法进一步包括：

-一个初始表面提供步骤，在该步骤过程中，提供一个初始表面，

-一个工作表面定义步骤，在该步骤过程中，将一个工作表面定义为等于该初始表面的至少一部分，

-一个表面代价函数集提供步骤，在该步骤过程中，提供一个表面代价函数集，该表面代价函数集中的每个表面代价函数是该表面的一个求值区上的至少一个判据的函数并且该表面代价函数集包括至少一个代价函数，

-一个全局表面代价函数求值步骤，在该步骤过程中，对一个全局表面代价函数进行求值，该全局代价函数是这些代价函数中的至少每个代价函数的加权和，

-修改步骤，在该步骤过程中，修改该工作表面，

并且其中，通过重复该求值步骤和修改步骤以使该全局表面代价函数最小化来确定该表面；和/或

-在该轮廓数据提供步骤过程中提供的轮廓数据通过一种方法获得，该方法由计算机装置实施用于眼镜架的测量轮廓，该方法包括：

-轮廓数据提供步骤，在该步骤过程中，提供表示该眼镜架的轮廓的测量点的轮廓数据，

-工作轮廓定义步骤，在该步骤过程中，定义该眼镜架的工作轮廓，

-第一轮廓代价函数提供步骤，在该步骤过程中，提供第一轮廓代价函数，该第一轮廓代价函数是该工作轮廓的至少一部分的曲线的m阶导数的函数，m是大于或等于2的整数，

-轮廓代价函数集提供步骤，在该步骤过程中，提供一个轮廓代价函数集，该轮廓代价函数集中的每个轮廓代价函数是至少该工作轮廓与该轮廓的这些测量点之间的偏差的函数，并且该轮廓代价函数集包括至少一个轮廓代价函数，

-全局轮廓代价函数求值步骤，在该步骤过程中，对一个全局轮廓代价函数进行求值，该全局轮廓代价函数是该第一轮廓代价函数的加权和和该轮廓代价函数集中的每个轮廓代价函数的加权和，

-轮廓修改步骤，在该步骤过程中，修改该工作轮廓，

其中，重复该全局轮廓代价函数求值步骤和该轮廓修改步骤以便使该全局轮廓代价函数最小化；和/或

-m小于或等于4。

本发明进一步涉及一种提供待安装至眼镜架的光学镜片的方法，该方法包括：

-一个表面确定步骤，在该步骤过程中，根据本发明的方法来确定该光学镜片的至少一个表面，

-一个制造步骤，在该步骤过程中，制造该光学镜片的至少一个表面。

提供光学镜片的该方法可以继该表面确定步骤之后包括一个第二表面确定步骤，在该第二表面确定步骤过程中，例如使用WO2007/017766中披露的方法来确定该光学镜片的第二面的光学表面。

根据一个进一步的方面，本发明涉及一种包括一个或多个存储指令序列的计算机程序产品，该一个或多个存储指令序列可由处理器存取并且当由该处理器执行时引起该处理器实施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，该计算机可读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。

此外，本发明涉及一种使计算机执行本发明的方法的程序。

本发明还涉及一种其上记录有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这些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、传输或显示设备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来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，或此设备可以包括一个通用计算机或被储存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。

这些过程和显示方式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。各种这些系统所希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现如在此描述的本发明的传授内容。

现在将参照附图来描述本发明的非限制性实施例，在附图中：

ο图1是流程图，表示根据本发明的实施例的方法的步骤，

ο图2是闭合式镜圈眼镜架的正面，

ο图3是流程图，表示根据本发明的实施例的方法的这些步骤中的一些步骤，

ο图4表示磨边之前和之后的渐进式多焦镜片的轮廓，

ο图5a表示被磨边以配合闭合式眼镜架镜圈的眼镜片的横截面，

ο图5b表示图5a中的横截面的一部分；且

ο图6是流程图，表示根据本发明的实施例的方法的步骤，

附图中的元件仅出于简洁和清晰来展示并且不一定按比例绘制。例如，图中的某些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大，以便帮助提高对本发明的实施例的理解。

而且，在本发明的框架中，以下术语具有下文指示的含义。

如已知的，非球面表面的每个点具有高度z。对于该表面的每个点，通过以下公式给出最小曲率CURV_min：

${\mathrm{CURV}}_{min}=\frac{1}{R_{max}}$

其中，R_max为局部最大曲率半径，以米为单位来表示，并且CURV_min以屈光度为来表示。

类似地，最大曲率CURV_max可以在非球面表面上的任一点处由以下公式来定义：

${\mathrm{CURV}}_{max}=\frac{1}{R_{min}}$

其中R_min为局部最小曲率半径，以米为来表示，并且CURV_max以屈光度来表示。

可以注意到，当表面局部为球面时，局部最小曲率半径R_min和局部最大曲率半径R_max是相同的，并且相应地，最小和最大曲率CURV_min和CURV_max也是完全相同的。

从最小和最大曲率CURV_min和CURV_max这些表达式，标记为SPH_min和SPH_max的最小和最大球面可以根据所考虑的表面类型来推断。

当所考虑的表面是物体侧表面(又称为前表面)时，表达式如下：

${\mathrm{SPH}}_{min}=(n-1)*{\mathrm{CURV}}_{min}=\frac{n-1}{R_{max}}$ 且 ${\mathrm{SPH}}_{max}=(n-1)*{\mathrm{CURV}}_{max}=\frac{n-1}{R_{min}}$

其中，n为镜片的成分材料的指数。

如果所考虑的表面是眼球侧表面(又称为后表面)，表达式如下：

${\mathrm{SPH}}_{min}=(1-n)*{\mathrm{CURV}}_{min}=\frac{1-n}{R_{max}}$ 且 ${\mathrm{SPH}}_{max}=(1-n)*{\mathrm{CURV}}_{max}=\frac{1-n}{R_{\min }}$

其中，n为镜片的成分材料的指数。

如已知的，在非球面表面上的任一点处的平均球面SPH_mean也可以通过下公式来定义：

${\mathrm{SPH}}_{mean}=\frac{1}{2}({\mathrm{SPH}}_{min}+{\mathrm{SPH}}_{max})$

-柱面CYL也通过公式CYL＝SPH_max-SPH_min定义。

镜片的任一复合面的特性可以通过局部的平均球面和柱面来表达。当该柱面为至少0.25屈光度时，可以认为该表面是局部非球面的。

-基值被定义为在表面的一个点上的平均球面。

根据图1上所示的本发明的实施例，用于确定待安装至眼镜架的光学镜片的面的表面的方法包括：

-轮廓数据提供步骤S1，

-目标曲率数据提供步骤S2，以及

-光学表面确定步骤S3，

本发明的方法可以由计算机装置实施。

在轮廓数据提供步骤S1中，提供表示眼镜架的轮廓的点的轮廓数据。表示眼镜架的轮廓的其他数据可以从(但不限于)包括以下内容的列表中选择：眼镜架的边缘或面之一的3D样条曲线、眼镜架的3D数字表示、眼镜的平均环面球面或柱面加表示正面的2D形状。眼镜架的轮廓数据可以直接来自眼镜，或间接来自具有与眼镜架相同形状的镜片，例如通常配备有眼镜的演示镜片。并且，轮廓数据可以就是与眼镜架的平均曲率有关的数据。这种平局曲率可以来自于机械传感器测量装置，或来自于数据库，或来自于使用演示镜片的球面仪，或其任何他装置。

图2示出了眼镜架10的图示以及佩戴者的右瞳孔和左瞳孔相对于眼镜架10的位置，它们分别以D和G表示。

图2用粗线14针对镜架10示出了镜片的轮廓，并用细线示出了眼镜架10的内轮廓16和外轮廓18。

眼镜架的模板是由塑料或另一种材料制成的元件，其轮廓对应于眼镜架的凹槽的底部。该模板因此是镜片必须曾经已经切割出的、以便装配到眼镜架中的外部形状。

字母A指出了使用装框系统(即，根据用来测量眼镜架的系统的ISO8624标准)确定的模板的总宽度，而字母B指出了总高度。这个宽度和高度对应于一旦切割镜片后它所装配进入的矩形的宽度和高度。

给定眼镜架的特征(特别是内轮廓)可以使用本领域已知的装置在镜架上测得。

例如，US-A-5333412描述了一种使得能够在三维中测量镜架的凹槽底部的形状的装置。

镜架的特征还可以由制造商根据佩戴者选择的模型直接给出，这些特征还可以包括演示镜片。

除非另有具体说明，根据本发明的方法可以适用于任何类型的眼镜架，例如金属镜架、塑料镜架、组合镜架、半框镜架、尼龙镜架、无框镜架。

根据本发明的方法，由于基于眼镜架的轮廓来确定光学镜片的至少一个表面，因此看来这种轮廓的定义是极为重要的。

如前文所指的测量装置提供沿着眼镜架的轮廓(例如，内凹槽)在不同位置上测量的点集。

取决于根据本发明待确定的表面的复杂度，轮廓可以更好地定义为连续曲线而非点集，尤其是该点集中点的点数量较少时。过度使用连续曲线是为了避免来自测量装置的测量噪音。

因此，如在图3上所示，在轮廓数据提供步骤过程中提供的轮廓数据可以通过例如计算机装置实施的方法来获得，该方法包括：

-轮廓数据提供步骤S110，

-工作轮廓定义步骤S111，

-第一轮廓代价函数提供步骤S112，

-轮廓代价函数集提供步骤S113，

-全局轮廓代价函数求值步骤S114，以及

-轮廓修改步骤S115，

根据本发明的实施例，重复全局轮廓代价函数求值步骤和轮廓修改步骤以便使全局轮廓代价函数最小化。

在轮廓数据提供步骤S110中提供轮廓的测量点。这种测量点可以使用已知的测量装置获得，例如使用机械传感器装置。

在工作轮廓定义步骤S111过程中，定义工作轮廓Cw。例如，工作轮廓Cw可以通过连接轮廓数据点中的每个点或通过考虑这些数据点的平均值来获得。

在第一轮廓代价函数提供步骤S113过程中提供第一轮廓代价函数Jc1。第一轮廓代价函数Jc1是工作轮廓Cw的至少一部分(例如全部)的曲线的m阶导数的函数。

根据本发明的实施例，m是大于或等于2且小于或等于4的整数。

轮廓代价函数集(Jc2、Jc3、…、Jck)是在轮廓代价函数集提供步骤S114过程中提供的，k是大于或等于2的整数，即，该轮廓代价函数集包括至少一个轮廓代价函数。

该轮廓代价函数集中的每个轮廓代价函数是在轮廓的一部分上定义的并且是至少该工作轮廓与该轮廓的这些测量点的一部分之间的偏差的函数。例如，每个代价函数被定义为在工作轮廓与该轮廓的这些测量点的一部分之间的偏差最小时是最小的。

在全局代价函数求值步骤S115过程中对全局轮廓代价函数Gc进行定义和求值。该全局轮廓代价函数是第一轮廓代价函数Jc1加权和和该轮廓代价函数集中的每个轮廓代价函数的加权，即

$Gc=\underset{i=1}{\overset{k}{\Σ}}{\mathrm{\β}}_i\×J_{ci}$

β_i是第i个轮廓代价函数的权重，并且

在轮廓修改步骤S116过程中修改工作轮廓，并且针对经修改的工作轮廓Gc重新对全局轮廓代价函数Gc进行求值。

重复轮廓修改步骤S116和全局轮廓代价函数求值步骤S115，从而获得全局代价函数Gc为最小时的经优化的轮廓。

有利地，所获得的经优化的轮廓具有平滑曲率，这归因于第一轮廓代价函数Jc1，并且是轮廓的准确表示，这归因于另外的轮廓代价函数(Jc2、Jc3、…、Jck)。

在该轮廓代价函数集中具有多个轮廓代价函数允许眼镜架的轮廓的不同部分具有不同的权重。人们可能想赋予轮廓的某些部分比其他部分更大的权重。这可以通过定义不同的轮廓代价函数并为每个轮廓代价函数赋予不同的权重来完成。

根据本发明的实施例，该方法可以进一步包括一个最大偏差步骤，在该步骤过程中，定义轮廓的测量点与经优化的轮廓之间的最大偏差，并且在全局轮廓代价函数求值步骤过程中调整第一代价函数的权重以便使这些测量点与轮廓之间的偏差小于或等于该最大偏差。

在目标曲率数据提供步骤S2过程中，提供目标曲率数据，该目标曲率数据表示在求值区上待确定的表面的目标曲率(即，表面的期望曲率)。

例如基于眼镜架的轮廓的平均曲率，目标曲率数据可以是曲率值或表示曲率变化。

目标曲率还可以从点集来定义，该点集由它们的3D坐标定义。在这种情况下，目标曲率可能是表面的穿过这些点的曲率或最靠近该点集的球面的曲率。

目标曲率还可以从基值来定义。在这种情况下，目标曲率与如前文所见的平均球面值相关。

目标曲率还可以从用于不同方向的一组不同曲率来定义。在这种情况下，从该组曲率中将目标曲率确定为该组不同的曲率中的最小曲率或最大曲率或平均曲率。

根据本发明的实施例，目标曲率可以不同于眼镜架的平均曲率。

在本发明的意义上，应当将眼镜架的平均曲率CURVm理解为最靠近眼镜架的轮廓的点集的球面的曲率(在最小二乘法意义上)。通过扩展，可以用下式定义眼镜架的轮廓的以屈光度表示的基值(Bm)：

Bm＝(n-1)*CURVm

光学表面的曲率是一个区中或在所述表面的特定点上的曲率。如果该表面是球面，曲率就是恒定的并且可以在任何位置上确定。如果该表面是单视觉非球面表面，通常在光学中心测量或确定它的曲率。如果该表面是渐进式多焦点表面，通常在远视觉点测量或确定它的曲率。在本发明的意义上，应当将求值区上的表面的平均曲率理解为这个求值区上的表面的主曲率的平均值。

更具体地，当光学镜片相对于眼镜架定位时，表面的在其中心的平均曲率应理解为表面的在装框中心的主曲率的平均值。

当光学镜是片适配于佩戴者的眼镜片(例如，渐进式多焦点镜片)时，在光学表面确定步骤过程中要考虑佩戴者的处方。例如，可以基于佩戴者的处方来设定目标曲率的值和求值区。

根据本发明的实施例，表示目标曲率(Ci)的目标基值(Bi)满足：

Bm–3≤Bi≤Bm+3，

Bm是眼镜架的以屈光度表示的基值。

表示目标曲率(Ci)的目标基值(Bi)可以在不同的范围中选择并且这时满足：

Bm–ΔBinf≤Bi≤Bm+ΔBsup。

ΔBinf和ΔBsup的值可以取决于光学镜片的光学要求和/或用于最终制造光学镜片的光学表面的制造方法的技术局限性。

根据本发明的实施例，计算的表面可以是光学镜片的前表面。使用给定的正面来计算光学镜片对本领域熟练技术人员是已知的，并且在专利文献WO2007/017766中披露了精确方法的示例。在下文中，根据佩戴者的处方和所选择的光学设计，目标镜片是具有虚拟光学功能的虚拟镜片。

可以将光学要求定义为本发明的方法所确定的光学镜片的光学参数与目标光学镜片之间的可接受的差值。

光学要求应是在非限制性列表中选择的一个或多个光学参数，该列表包括屈光力、总散光和结果散光。

在非限制性列表中选择用于计算本发明的镜片与目标镜片之间的所选择的参数值的差的方法，该列表包括：均方根(RMS)差、峰谷(PV)差、标准偏差以及点到点差。

所选择的参数是在镜片的特定点或一个区中确定的光学参数，例如光学中心或棱镜参考点(PRP)周围的区，或者更确切地，关于本发明的目的，可以在最终轮廓内选择镜片的区。

根据实施例，可以例如通过优化来确定ΔBinf和/或ΔBsup，这样使得屈光力的RMS值的差小于或等于0.6屈光度或甚至小于或等于0.4屈光度或甚至小于或等于0.2屈光度。

根据实施例，可以例如通过优化来确定ΔBinf和/或ΔBsup，这样使得结果散光的RMS值的差小于或等于0.75屈光度或甚至小于或等于0.5屈光度或甚至小于或等于0.25屈光度。

还可以通过以下方式确定ΔBinf和ΔBsup：分别针对ΔBinf和ΔBsup的不同值进行不同的计算，例如从-3D开始到+3D，其中每个不同值之间有0.25D的固定阶，并针对每个ΔBinf/ΔBsup值计算光学要求。最大ΔBsup值是最终的ΔBsup值，针对该值，具有目标基值Bm+ΔBsup的镜片符合该光学要求，而最大ΔBinf值是最终的ΔBinf值，针对该值，具有目标基值Bm-ΔBinf的镜片符合该光学要求。所以，可用的目标曲率的最终范围在Bm-ΔBinf与Bm+ΔBsup之间。

在不使用目标光学镜片的情况下，人们可以定义已确定的光学镜片的最大可接受光学缺陷。

例如，最大结果散光值可以在已确定的光学镜片的一个区上定义，如以镜片的棱镜参考点为中心并且具有40mm直径的圆。

还可以针对给定的注视方向来确定这种最大结果散光。

根据本发明的实施例，可以基于期望的技术效果来设定ΔBinf和/或ΔBsup。可以选择曲率的差值以确保镜片的技术实现。

ΔBinf和/或ΔBsup应从预定值来设定。换言之，待确定的表面与眼镜架的曲率之间的曲率差受到预定值的限制。

的确，目前的机加工技术限制了光学镜片的生产，其中，两个面之一将使曲率半径在局部太小。

有利地可以通过设定ΔBinf和/或ΔBsup的最大值可以在实施根据本发明的方法时有利地考虑这种局限性。

ΔBinf和/或ΔBsup的最大值设定为1.0屈光度，优选地设定为2.0屈光度，并且更优选地设定为3.0屈光度。

一旦已经确定了目标基值的范围，使用至少一个上述要求，就可以向佩戴者建议这个目标基值范围，这样使得如果他/她想要眼镜具有扁平的外观，他/她例如可以选择较小的目标基值，或者如果他/她希望眼镜具有曲线外观，则选择最大目标基值。还可以在可用的目标基值范围中自动地选择目标基值，例如系统地选择可用的最小或最大目标基值。

图4示意性地示出了在渐进式多焦点镜片围绕轮廓C被磨边成眼镜架的尺寸之前的渐进式多焦点镜片。在该图中，指示了镜片的鼻侧和颞侧(分别以N和T表示)、子午线以LM、远视觉点和近视觉点(分别以VL和VP表示)、内凹In以及镜片的棱镜参考点(PRP)(以O表示)。

图5a和5b示出了经磨边和斜切的眼镜片100的横截面。这种眼镜片呈现出正面102、背面104以及外周边106。

背面104是当眼镜片被装配在镜架上时最靠近佩戴者的眼睛的那个面。

在磨边和斜切步骤过程中加工外周边106。外周边上存在装配装置，在此情况下为斜面108。如前文讨论的，该斜面的几何结构(具体而言是其位置和形状)取决于眼镜片将要安装到的眼镜架。

有利地，在眼镜片的周边上具有眼镜片的斜面108与正面102之间的固定距离d方便了斜切步骤和将经磨边的眼镜片安装在眼镜架中。此外，具有距离d常量增加了提高的眼镜片的审美结果。

可选地，镜片的外周边可以呈现正面反斜面以及背面反斜面。

尽管在图5a和图5b中将背面104表示为凹面，但应认识到的是，这个背面可以同样良好地为凸面或任何其他弯曲的表面。

根据本发明的不同实施例，求值区可以是由以下内容组成的列表中选择的：近视觉区、远视觉区、近视觉区与远视觉区之间的中间通路、周边镜圈、鼻区、颞区、以及以装框中心为中心的区。

优选地，根据本发明确定的表面是光学镜片的前表面。

在光学表面确定步骤S3过程中，确定待定的表面以便最小化：

-求值区上的表面的目标曲率与平均曲率之间的差，以及

-眼镜架的轮廓与表面的周边轮廓之间的差，该表面的周边轮廓与光学镜片被磨边以安装在眼镜架之后的该光学镜片的表面的轮廓相对应。

如前文所指示，可以基于眼镜架的轮廓与表面的周边轮廓的曲率差来确定光学表面。

根据本发明的实施例，确定光学表面以便使待确定的表面的周边轮廓与眼镜架的轮廓之间的偏差最小化。换言之，确定光学表面以便使所确定的表面的周边轮廓与眼镜架之间的高度的平均差最小化。

例如，可以将待确定的表面与眼镜架的由轮廓数据定义的轮廓之间的偏差设定为小于或等于0.4mm。

取决于眼镜架的类型，这种偏差可以更小。尤其对于金属镜架，最大偏差可以设定为0.2mm。

可以使用不同的确定方法来实施光学表面确定步骤。

例如，基于佩戴者的处方和眼镜架的平均曲率，光学镜片的光学中心或任意光学参考点周围的表面的曲率可以通过数据库来选择。

根据实施例，该光学表面确定步骤包括一个半成品光学镜片选择步骤。在该半成品光学镜片选择步骤过程中，在半成品光学镜片的列表中选择一个半成品光学镜片，这些半成品光学镜片在其周边和在求值区上具有不同的平均曲率。所选择的半成品光学镜片可以是同时在其周边具有与眼镜架的轮廓的平均曲率最接近的平均曲率并且在求值区中具有与目标曲率最接近的曲率的半成品光学镜片。

技术人员还可以采用US2012/0057123中披露的方法在确定步骤过程中确定表面。

根据本发明的实施例，在该光学表面确定步骤之前，本发明的方法可以进一步包括

-第一表面代价函数提供步骤S21，以及

-第二代价函数提供步骤S22。

在光学表面确定步骤S3过程中，确定使一个全局表面代价函数最小化的表面，该全局表面代价函数是第一表面代价函数提供步骤和第二代价函数提供步骤S22过程中提供的至少第一表面代价函数和第二表面代价函数的加权和。

在第一表面代价函数提供步骤S21过程中提供的第一表面代价函数J1是待确定的表面与眼镜架的在轮廓数据中定义的轮廓之间的偏差的函数。

在第二代价函数提供步骤S22过程中提供的第二表面代价函数J2是求值区上待确定的表面的曲率与目标曲率之间的差的函数。

为了提高所确定的光学镜片的平滑度，根据本发明的方法可以进一步包括第三表面代价函数提供步骤S23。

在第三表面代价函数提供步骤S23过程中，提供第三表面代价函数，该第三表面代价函数是待确定的表面的i阶导数的函数，其中i是大于或等于2、且优选地小于或等于4的整数。

根据本发明的优选实施例，该第三表面代价函数与工作表面WS的i阶导数成正比，下文同此进行了定义。换言之，当工作表面WS的i阶导数最小时，第三代价函数J3最小。

那么全局表面代价函数是至少第一表面代价函数、第二表面代价函数和第三表面代价函数的加权和。

根据本发明的实施例，该方法可以是一种优化方法，该优化方法进一步包括：

-初始光学表面提供步骤S201，

-工作光学表面定义步骤S202，

-全局表面代价函数求值步骤S204，以及

-修改步骤S205。

重复求值步骤和修改步骤，从而使在全局表面代价函数求值步骤S204过程中求值的全局表面代价函数最小化。

在初始光学表面提供步骤S201中，提供待优化的初始光学表面IS。

在工作光学表面定义步骤S202过程中定义工作表面WS。将工作光学表面WS初始定义为等于初始光学表面IS。

根据本发明的实施例，该方法进一步包括表面代价函数集提供步骤S203。在表面代价函数集提供步骤S203过程中提供表面代价函数集J4、J5、…、Jp，p是大于或等于4的整数，即，该表面代价函数集包括至少一个表面代价函数。

该表面代价函数集中的每个表面代价函数是工作光学表面的求值区上的至少一个判据的函数。

根据本发明的实施例，在初始表面上定义至少一个求值区并且一个代价函数与该求值区相关联。该代价函数是该求值区的至少一个判据的值的函数。

求值区可以是任意的类型并且具有任意的形状。例如，求值区可以是周边镜圈，具体而言是预期与眼镜架一起使用的所选择的眼镜架的镜圈。

求值区可以进一步是光学镜片的鼻区或颞区。

当待优化的光学表面是渐进式多焦点镜片的光学表面时，求值区可以是近视觉区、和/或远视觉区、和/或远视觉区与近视觉区之间的中间通路。远视觉区对应于远视觉点周围的区，而近视觉区对应于近视觉点周围的区。

渐进式镜片包括已经被协调标准ISO8990-2制成强制性的微标记。还可以在镜片的表面上应用临时标记，从而指示镜片上的屈光度测量位置(有时被称为控制点)(如针对远视和针对近视)，例如棱镜参考点以及拟合交叉点，如在图2上所展现的。应当理解，在此由术语远视觉点和近视觉点所指的可以是包括在镜片的第一表面上的由镜片制造商分别提供的FV和NV临时标记的正交投影中的点中的任何一个点。如果没有临时标记或者其已经被清除，技术人员始终可以通过使用安装图纸和永久性微标记在镜片上定位这些控制点。

代价函数集中的每个代价函数Ji的判据可以是求值区的给定点处或求值区的一部分(例如，全部)上的表面判据。

例如，表面判据可以在由以下各项组成的列表当中选择：求值区中的至少一个点的球面、求值区上的平均球面、求值区中的至少一个点的柱面、求值区上的平均柱面、求值区中的至少一个点的高度、求值区上的平均高度、求值区中的至少一个点的球面梯度、求值区中的至少一个点的柱面的梯度、求值区中的至少一个点的球面的二阶导数、求值区中的至少一个点的柱面的二阶导数。

在全局代价函数求值步骤S204过程中对全局轮廓代价函数进行定义和求值。

全局轮廓代价函数G是第一表面代价函数和代价函数集中的每一个表面代价函数的加权和，即

$G=\underset{i=1}{\overset{p}{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i\×J_i$

α_i是第i个代价函数的权重，并且

在修改步骤S205过程中，修改工作表面WS并针对修改后的工作表面来重新对全局代价函数进行求值。

重复求值和修改步骤以使全局代价函数最小化。具有最小全局代价函数的工作表面WS被认为是求值区上的判据与光学表面的整体平滑度之间的最佳折中。

以上已经借助于实施例描述了发明，这些实施例并不限制本发明的发明构思。

在参考前述说明性实施例时，许多另外的修改和变化将对本领域的普通技术人员是明显的，这些实施例仅以举例方式给出并且无意限制本发明的范围，本发明的范围仅是由所附权利要求书来确定的。

在权利要求书中，词“包括”并不排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一个”或“一种”并不排除复数。不同的特征在相互不同的从属权利要求中被叙述这个单纯的事实并不表示不能有利地使用这些特征的一个组合。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 (15)

1.一种由计算机装置实施的用于确定待安装至眼镜架的光学镜片的面的表面的方法，该方法包括：

-轮廓数据提供步骤(S1)，在该步骤过程中，提供表示该眼镜架的轮廓的轮廓数据，

-目标曲率数据提供步骤(S2)，在该步骤过程中，提供目标曲率数据，该目标曲率数据表示所述表面的求值区上的待确定的表面的目标曲率，

-光学表面确定步骤(S3)，在该步骤过程中，确定表面以便最小化：

o该求值区上的该表面的目标曲率与平均曲率之间的差，以及

o该眼镜架的该轮廓与该表面的周边轮廓之间的差，该表面的该周边轮廓与在该光学镜片被磨边以安装在眼镜架之后该光学镜片的待确定的该表面的轮廓相对应。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该轮廓数据包括至少该轮廓的平均曲率和/或该轮廓的点的3D坐标。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该目标曲率数据至少包括曲率值和/或曲率变化和/或基值和/或点集，该点集由它们的3D坐标定义；和/或针对不同方向的一组不同的曲率。

4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该目标曲率不同于该眼镜架的该平均曲率。

5.根据权利要求3和4中任一项所述的方法，其中，以屈光度表示该目标曲率Ci的目标基值Bi满足：

Bm–3≤Bi≤Bm+3，

其中，Bm是该眼镜架的以屈光度表示的平均基值，并且

Bm＝(n-1)*CURVm

其中，CURVm是该眼镜架的平均曲率，并且n是该镜片的组成材料的指数。

6.根据权利要求3和4中任一项所述的方法，其中，以屈光度表示该目标曲率Ci的该目标基值Bi满足：

Bm–ΔBinf≤Bi≤Bm+ΔBsup，

其中，ΔBinf和ΔBsup取决于该光学镜片的待确定的光学和/或技术要求，并且

Bm＝(n-1)*CURVm

其中，CURVm是该眼镜架的平均曲率，并且n是该镜片的组成材料的指数。

7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该求值区是在由以下内容组成的列表中选择的：近视觉区、远视觉区、近视觉区与远视觉区之间的中间通路、周边镜圈、鼻区、颞区、以及以装框中心为中心的区。

8.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在该光学表面确定步骤过程中，基于该眼镜架的该轮廓与该表面的该周边轮廓的曲率差来确定该表面。

9.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在该光学表面确定步骤过程中，确定该表面从而使待确定的该表面的该周边轮廓与该眼镜架的该轮廓之间的偏差最小化。

10.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，待确定的该表面与该眼镜架的由该轮廓数据定义的该轮廓之间的偏差小于或等于0.4mm，并且优选地小于或等于0.2mm。

11.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，该光学表面确定步骤包括半成品光学镜片选择步骤，在该选择步骤过程中，选择一组半成品光学镜片，这些半成品光学镜片在其周边周围具有与该眼镜架的该轮廓的该平均曲率最接近的平均曲率并且在其周边和在求值区上具有不同的平均曲率，并且在这组半成品光学镜片当中，选择在该求值区中具有与该求值区中的该目标曲率最接近的评均曲率的半成品镜片。

12.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：

-第一表面代价函数提供步骤(S21)，在该步骤过程中，提供第一表面代价函数，该第一表面代价函数是待确定的该表面与该眼镜架的由该轮廓数据定义的该轮廓之间的偏差的函数，

-第二代价函数提供步骤(S22)，在该步骤过程中，提供第二表面代价函数，该第二表面代价函数是在该求值区上待确定的该表面的曲率与该目标曲率之间的差的函数，

在该光学表面确定步骤(S3)过程中，确定使全局表面代价函数最小化的表面，该全局表面代价函数是至少该第一表面代价函数和该第二表面代价函数的加权和。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，该方法进一步包括：

-第三表面代价函数提供步骤(S23)，在该步骤过程中，提供第三表面代价函数，该第三表面代价函数是待确定的该表面的i阶导数的函数，i是大于或等于2且小于或等于4的整数，

并且该全局表面代价函数是至少该第一表面代价函数、该第二表面代价函数和该第三表面代价函数的加权和。

14.根据权利要求12或13中任一项所述的方法，其中，该方法进一步包括：

-初始表面提供步骤，在该步骤过程中，提供初始表面，

-工作表面定义步骤，在该步骤过程中，将工作表面定义为等于该初始表面的至少一部分，

-表面代价函数集提供步骤，在该步骤过程中，提供表面代价函数集，该表面代价函数集中的每个表面代价函数是该表面的求值区上的至少一个判据的函数并且该表面代价函数集包括至少一个代价函数，

-全局表面代价函数求值步骤(S41)，在该步骤过程中，对全局表面代价函数进行求值，该全局代价函数是这些代价函数中的至少每个代价函数的加权和，

-修改步骤(S42)，在该步骤过程中，修改该工作表面，

并且其中，通过重复该求值步骤和该修改步骤以使该全局表面代价函数最小化来确定该表面。

15.提供待安装至眼镜架的光学镜片的方法，该方法包括：

-表面确定步骤，在该步骤过程中，根据以上权利要求中任一项所述的方法来确定该光学镜片的至少一个表面，

-制造步骤，在该步骤过程中，制造该光学镜片的至少一个表面。