CN105339833A - 用于确定镜片验光单的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定眼睛的镜片验光单的方法(100)，特别是通过利用非暂时性计算机可读介质，该方法包括如下步骤：提供(110)指示眼睛的屈光特性的测量；建立(120)对应于用于眼睛的多个可能的镜片验光单的优化空间；确定(140)优值函数，其中优值函数的值对应于当利用优化空间内的多个可能的镜片验光单中的一个校正时眼睛的视功能，其中优值函数包括如下项，该项取决于多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值，并且导致校正散光的量值越高和/或校正散光和主观校正散光之间的差的量值越高，所述优值函数的值越不是最优的；以及通过优化(150)优值函数的值，确定(160)镜片验光单，此外建立了用于确定镜片验光单的系统以及相应的计算机程序产品。

Description

用于确定镜片验光单的方法和系统

技术领域

本公开内容涉及用于确定特别是用于助视器的镜片验光单的系统及方法。

背景技术

屈光不正的人眼具有屈光误差，这些屈光误差在一级近似中可以按照球面、柱面和轴取向进行描述。这是基于以下假设：视觉缺陷能够通过具有诸如超环面和球面的简单表面的透镜来近似校正。这种近似足以校正进入眼睛瞳孔的中心的光线的屈光误差。

尽管通常通过在凭借具有不同屈光力(所谓的主观屈光或显性屈光)的透镜向正被检查的患者呈现多个试视力字体时依赖该患者的主观屈光来确定人眼的屈光误差，但是现在测量眼睛的屈光误差的可能性已经可用(available)多年了(客观屈光)。此外，在整个瞳孔上并且因此尤其是也在瞳孔的外围区域中测量眼睛的屈光力是可能的。可测量的误差包括例如球差、彗差、三叶形误差(trefoilerror)、高阶球差等。在某些实施方式中，客观屈光方法基于确定传播光束的波前。在文献US6382795B1中描述了波前屈光计的功能原理，通过引用将该文献结合于此并且可以寻求其特征保护，而且波前屈光计的功能原理还包括多个不同变型方案的概要。

人眼的屈光误差或成像误差可以借助所谓的Zernike多项式来以数学方式描述。眼睛在瞳孔的中心附近关于球面、柱面和轴的误差能够例如通过二阶Zernike多项式来描述。因此，这些误差常常被称为二阶误差。远离所述中心的误差可以通过更高阶的Zernike多项式来描述。因此，这些误差通常被称为更高阶误差。从波前屈光计获得的信息能够被用在改进的助视器或改进的视力校正方法的形成中。视力校正方法的一个众所周知的示例是波前引导屈光手术的过程。在该过程中，任何期望几何体的体积从角膜的表面被减去以便校正包括那些更高阶误差在内的屈光误差。通常，为了确定用于助视器的镜片验光单，眼睛护理专业人员确定多个参数。例如，在眼镜片的情况下，最相关的参数是：通常以球面、柱面和轴的形式给定的屈光值；诸如瞳孔距离、装配高度、全景角度等的装配参数；以及例如在渐进透镜的情况下的近视力增加值(nearvisionaddition)。对于接触透镜，参数组通常至少包括与眼镜片类似的屈光值、和角膜曲率。

照惯例，屈光值的确定包括利用主观屈光技术。典型地，这是通过建立第一组(球面、柱面、轴)值作为优化的起始点来执行的。例如，该起始点可以例如通过凭借当前佩戴的眼镜片的测量的视网膜检影法(自动屈光计测量)、或其他方法来提供。然后，开始迭代优化过程，在该过程中不同屈光校正、即多组(球面、柱面、轴)值被提供给患者，直到他/她达到视力检查表上的视敏度最大值。在文献US8226238B2中提供了用于确定眼睛的主观屈光的例子，通过引用将该文献结合于此并且可以寻求其特征保护。

尽管较新的和先进的客观屈光技术是可用的，然而它们没有达到广泛采用，这是因为很多眼睛护理专业人员不愿意从被证明了的且受信任的主观屈光进行改变。

此外，已经发现用于提供客观屈光技术的当前方法导致如下镜片验光单，这些镜片验光单偏离通过主观屈光技术针对相同眼睛得到的镜片验光单。当然，提供不遵守经由主观屈光技术得到的镜片验光单的通过客观屈光技术确定的镜片验光单是不受欢迎的，并且因此不可能被患者认为是最适宜的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于以自动化方式或者经由更紧密地遵守经由主观屈光技术得到的镜片验光单的客观屈光技术确定患者的眼睛的镜片验光单的系统和方法。

因此，根据本发明的第一方面，提供一种用于确定眼睛的镜片验光单的方法，特别是通过利用非暂时性计算机可读介质，该方法包括如下步骤：提供指示眼睛的屈光特性的测量，特别是波前或表示波前的测量；建立对应于用于眼睛的多个可能的镜片验光单的优化空间；确定优值函数，其中优值函数的值对应于在利用优化空间内的多个可能的镜片验光单中的一个校正时眼睛的视功能，其中优值函数包括如下项，该项取决于所述多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值，并且导致校正散光的量值越高和/或校正散光和主观校正散光之间的差的量值越高，优值函数的值越不是最优的；以及通过优化优值函数的值确定镜片验光单。

已经发现，平均起来，相比较于相同眼睛的主观屈光，用于利用客观屈光从波前像差确定镜片验光单的本方法系统地估计更高量值散光校正。已经发现，这表明用于确定最好的验光单的客观度量(metrics)中的系统误差。因此，优值函数包括如下项，该项取决于多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值，并且导致校正散光的量值越高，优值函数的值越不是最优的。替代地或附加地，该优值函数包括如下项，该项取决于多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值，并且导致校正散光和主观校正散光之间的差的量值越高，优值函数的值越不是最优的。主观校正散光可以通过主观屈光、特别是公知的主观屈光技术、特别是经由较早的测量来提供。替代地，主观屈光也可以作为数值、特别是固定的数值、特别是以数据组来提供。

术语“优值函数”对于本领域技术人员来说是众所周知的。优值函数(也称为品质因数函数)是针对参数的特殊选择测量最佳和拟合模型(这里是视功能)之间的一致的函数。换句话说，优值函数通过提供值、即优值函数的值来评价参数选择。当接近最佳时，优值函数可以变小。但是，其也可以以如下方式来设计，即针对参数的更好选择，其变大。在优化期间，基于优值函数的值调整参数直到获得最佳值(最大或者最小值)，因此利用给定优值函数的最优值的相应参数产生最佳拟合或最佳值。

因此，建议将如下项增加到度量或优值函数，该项基于例如由镜片验光单的“cyl”值表达的其校正散光的量值惩罚(punish)潜在的或可能的镜片验光单。因此，如下面将更详细解释的，这种修改的度量将不仅导致在为视功能提供相同最佳值的两个解决方案的情况下具有要优选的更小散光的解决方案，其而且将导致统计学上被规定的较小的散光量值。因此，本发明考虑到由于最佳验光单的患者感知上的校正散光引起的畸变的负面影响。

因此，本发明的基本思想是增加如下项，该项惩罚基于校正散光的量值的度量。

提供指示眼睛的屈光特性的测量的步骤在实践中可以例如通过利用波前像差计的波前测量来实施。然而，提供指示眼睛的屈光特性的测量的步骤也可以简单地通过提供指示眼睛的屈光特性的数据组来实施。该数据组于是可以是先前已经获得的，特别是在另一个位置处，或者可以已经手动地被设定以表示真实或虚构的眼睛的屈光特性。

根据本发明的第二方面，提供一种用于制造助视器的方法，该方法包括如下步骤：提供指示眼睛的屈光特性的测量，特别是波前或表示波前的测量；建立对应于用于眼睛的多个可能的镜片验光单的优化空间；确定优值函数，其中优值函数的值对应于在利用优化空间内的多个可能的镜片验光单中的一个校正时眼睛的视功能，其中优值函数包括如下项，该项取决于所述多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值，并且导致校正散光的量值越高和/或校正散光和主观校正散光之间的差的量值越高，优值函数的值越不是最优的；以及通过优化优值函数的值确定镜片验光单，并且根据该镜片验光单制造助视器。

根据本发明的第三方面，提供一种用于确定眼睛的镜片验光单的系统，包括：处理单元，该处理单元被配置成从波前像差计接收关于测量的波前的信息，建立对应于用于眼睛的多个镜片验光单的优化空间，确定优值函数，其中优值函数的值对应于在利用优化空间内的多个可能的镜片验光单中的一个校正时眼睛的视功能，其中优值函数包括如下项，该项取决于可能的镜片验光单的校正散光的量值，并且导致校正散光的量值越高和/或校正散光和主观校正散光之间的差的量值越高，优值函数的值越不是最优的，以及通过优化优值函数的值确定镜片验光单。

根据本发明的第四方面，特别是通过利用非暂时性计算机可读介质提供一种特别是非暂时性的计算机程序产品，该计算机程序产品包括特别是在计算机上运行该计算机程序产品时用于执行用于确定眼睛的镜片验光单的方法的步骤的程序代码装置，该方法包括如下步骤：提供指示眼睛的屈光特性的测量，特别是波前或表示波前的测量；建立对应于用于眼睛的多个可能的镜片验光单的优化空间；确定优值函数，其中优值函数的值对应于在利用优化空间内的多个可能的镜片验光单中的一个校正时眼睛的视功能，其中优值函数包括如下项，该项取决于所述多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值，并且导致校正散光的量值越高和/或校正散光和主观校正散光之间的差的量值越高，优值函数的值越不是最优的；以及通过优化优值函数的值确定镜片验光单。

根据本发明的第二方面的方法、根据本发明的第三方面的系统以及根据本发明的第四方面的计算机程序产品提供与根据本发明的第一方面的方法同样的优点。

在根据第一方面的方法的改进方案中，建立优化空间包括定义表征验光单的一个或多个参数的范围。

由此，作为优化过程的结果，表征镜片验光单的参数可以作为优化过程的结果直接得到。

在另一改进方案中，表征镜片验光单的一个或多个参数包括一个或多个从包括球面、柱面、轴、M、J₀和J₄₅的组中选择的参数。特别地，参数可以是球面、柱面和轴，或者可以是M、J₀和J₄₅。

当然，另外的参数可以是可能的，例如，二阶Zernike多项式。例如，建立优化空间可以包括定义表征验光单的一个或多个参数的范围。

优化空间能够是单个空间，诸如，例如具有三个或更多维度的空间。三个或更多维度能够包括球面、柱面和轴或M、J₀和J₄₅。在一些实施例中，优化空间包括两个或更多子空间。子空间中的一个能够包括用于球面的维度。子空间中的另一个能够包括用于柱面的维度和用于轴的维度。在某些实施例中，子空间中的一个能够包括用于M的维度，而子空间中的另一个包括用于J₀的维度和用于J₄₅的维度。

不管参数可以被设定成球面、柱面和轴或者M、J₀、J₄₅还是可以甚至被设定成二阶Zernike系数，可以取决于用于确定优值函数或任何其他优先选择的视功能。所有参数或参数组合可以被同样地利用。如本领域技术人员容易知道的，包括球面、柱面和轴的参数组可以通过下列等式被重新计算以提供包括M、J₀和J₄₅的参数组：

$M=sph+\frac{1}{2}cyl$

$J_0=-\frac{1}{2}cylcos\left(2\mathrm{\α}\right)$

$J_{45}=-\frac{1}{2}cylsin\left(2\mathrm{\α}\right)$

其中α指明轴，cyl指明以屈光度为单位的散光光焦度并且sph指明以屈光度为单位的球面光焦度。正好相反，下列等式可以被用来从J₀和J₄₅中确定柱面和轴分量：

$C=-2\sqrt{J_0^2+J_{45}^2}$

$\mathrm{\α}=\frac{1}{2}\arctan \left(\frac{J_{45}}{J_0}\right)$

进一步地，利用下列等式，二阶Zernike系数和能够被用作参数组。然而，甚至这些Zrenike系数可以利用下列等式从参数组M、J₀和J₄₅中得出，其中r_P是瞳孔的半径：

$M<dpt>=\frac{-4\sqrt{3}}{r_p^2}{c}_2^0<\mathrm{\&mu;}m>$

$J_0<dpt>=\frac{-2\sqrt{6}}{r_p^2}{c}_2^{+2}<\mathrm{\&mu;}m>$

$J_{45}<dpt>=\frac{-2\sqrt{6}}{r_p^2}{c}_2^{-2}<\mathrm{\&mu;}m>$

在另一改进方案中，优化优值函数的值包括迭代地确定指示眼睛的屈光特性的校正波前以及相应的可能的镜片验光单。

由此，基于每一个可能的镜片验光单确定校正波前。基于校正波前，计算优值函数的相应值。优值函数的值取决于眼睛的哪个视功能被用来构建优值函数并提供优值函数的相应值。

不同种类的用于提供客观屈光技术的结果的优化度量和优值函数已经被设想并且对于本领域技术人员来说是众所周知的。例如，在文献US7857451B2“Systemandmethodforoptimizingclinicalopticprescriptions”、文献US2012/0069297A1“Eyeglassprescriptionmethod”、US2005/0110946A1“Objectivemanifestrefraction”、WO03/092485A1“Sharpnessmetricforvisionquality”、US2008/0100800A1“Eyeglassprescriptionmethod”、US2009/0015787A1“Apparatusandmethodfordetermininganeyeglassprescriptionforavisiondefectofaneye”以及文献US8205987B2“Methodforoptimizingaspectaclelensforthewavefrontaberrationsofaneye”中给定例子，这些文献中的每一个的公开内容都通过引用结合于此，并且可以寻求其特征保护。在矛盾的情况下，本说明书将进行控制。

在另一改进方案中，通过将优值函数的值优化到最大值来确定镜片验光单，并且其中确定，多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值越高，该值越小。

替代地，通过将优值函数的值优化到最小值来产生镜片验光单，并且其中多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值越高，该项的值越大。

取决于优值函数和取决于优值函数正描述的视功能，最佳值可以是最小值或最大值。相应地，该项必须引起相反方向以便“惩罚”用于利用具有高量值的校正散光的优化过程。因此，在寻找最大值的情况下，如果散光量值较高，该项必须变小(或者更负)。进一步地，在寻找最小值的情况下，如果校正散光的量值较高，该项必须变大(或者更正)。

在根据第一方面的方法的另一改进方案中，视功能以单位来表达，该单位是屈光度。

由此，能够以一致的方式直接将散光的量值实施到优值函数中。例如，散光的量值能够被表达为镜片验光单的柱面分量(cyl)并且因此单位是屈光度。因此，如果优值函数也将等于以屈光度为单位的值，将是最一致的。

在根据本发明的第一方面的方法的另一改进方案中，当被校正时，视功能是眼睛的敏度值。

替代地，例如，当被校正时，视功能可以是眼睛的模糊值。

例如，在如上面所提供的文献中建议了利用像敏度值或模糊值的视功能的可能优值函数，并且通过引用结合于此，并且可以寻求其特征保护。因此，这种没有本发明所建议的增加项的优值函数对于本领域技术人员来说是普遍已知的。

进一步地，敏度值和模糊值都以屈光度作为其单位被表达。因此，能够将散光的量值直接实施到优值函数中。

在根据本发明的第一方面的方法的另一改进方案中，该项是与校正散光的量值成比例的。

由此，可以提供校正散光的量值到优值函数中的简单实施。举例来说，通过比较经由客观屈光技术确定的预测镜片验光单和用于一大组已测眼睛的客观屈光技术的结果可以调整比例常数。在下面的公开内容中进一步给出关于此的例子。

在另一例子中，该项可以具有C·MOA的形式，其中MOA是以屈光度为单位的多个可能镜片验光单中的一个的校正散光的量值，而C是+0.15或-0.15的比例常数。

已经发现该项的这种实施导致凭经验地完全遵守主观屈光技术的结果的简单和一致的优值函数。

在另一改进方案中，该项也可以具有以下形式：

$\&PlusMinus;\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{C}_i\&CenterDot;{\mathrm{MOA}}^i$

其中MOA是多个可能镜片验光单中的一个的校正散光的量值，n是阶常数，并且C_i是各阶的系数。通过这种多项式，甚至更复杂形式的项或客观屈光结果偏差能够被实施到优值函数中，从而向被患者或佩戴者发现最适宜的镜片验光单提供用于影响客观屈光技术形成的结果的经验方法。

在另一个替代方案，该项可具有以下形式：

±C·e^MOA

其中MOA是多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值，e是数学常数e，并且C是比例系数。

由此，散光的量值可以以较硬的超保护的方式来惩罚，并且基于统计分析可以提供考虑被佩戴者认为不便的校正的适当方法。

在该方法的另一改进方案中，通过利用波前像差计的测量提供指示眼睛的屈光特性的波前的测量。

例如，波前像差计可以是哈特曼-夏克传感器、切尔宁(Tscherning)像差计、塔尔博特像差计或双通像差计。

在根据本发明的第一方面的方法的另一改进方案中，该方法还包括输出镜片验光单的步骤。

输出设备可以包括电子显示器或打印机。然而，输出步骤也可以通过在存储设备、特别是在非暂时性存储设备上存储镜片验光单来实施，或者通过经由数据网络传送镜片验光单到制造位置来实施。

该方法的另一改进方案，提供波前的测量的步骤在第一位置处实施，并且其中建立优化空间、确定优值函数以及通过优值函数的值来确定镜片验光单的步骤在远离第一位置的第二位置处实施，并且其中所提供的测量经由数据网络从第一位置被传送到第二位置。

由此，相对高数量的计算能力可被提供给众多的眼镜商店、眼科专家等。因此，所建议的方法的优点能够被更容易地提供给所有佩戴者。经由像差计提供的波前像差数据能够经由数据网络发送给计算或处理单元。这里，能够实施最佳镜片验光单的计算。然后，所确定的镜片验光单的结果可被发送回安置像差计的位置。替代地，数据也可以被发送到制造最终眼镜片的第三实体或第三位置。当然，也可以在计算单元的第二位置处或在像差计的第一位置处制造眼镜片。

在根据本发明的第三方面的系统的另一改进方案中，该系统还包括配置成测量指示眼睛的屈光特性的波前的波前像差计。再次，波前像差计可以是哈特曼-夏克传感器、切尔宁像差计、塔尔博特像差计或双通像差计。

在另一改进方案中，波前像差计位于第一位置处，其中处理单元位于第二位置处，且其中第一位置和第二位置经由数据网络连接。

如上面所展示的，这可以使得单个处理单元能够为各自具有波前像差计的众多眼镜商店服务。因此，处理单元所处于的单个第二位置可以经由数据网络连接到众多第一位置。这例如避免被直接位于每个第一位置或眼镜商店处的必需的计算能力。

在另一改进方案中，系统包括配置成输出所确定的镜片验光单的输出设备。

如上面已经展示的，输出设备可以是电子显示器或打印机。进一步地，输出设备可以是存储镜片验光单的存储介质。

不言而喻，上面提及的特征和下面的特征可以不仅以所提供的组合，而且可以以不同的组合或者单独地被使用，而不脱离本发明的范围。

附图说明

根据下面的详细描述，本发明的其他特征和优点将是显而易见的。除非另外限定，否则所使用的所有技术和科技术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员所普遍理解的含义相同的含义。在附图中：

图1示出用于确定眼睛的镜片验光单的方法的一个实施例；

图2示出用于制造助视器的方法的一个实施例；

图3示出解释本发明的优点的图表；

图4示出解释本发明的优点的另一个图表；

图5示出系统的一个实施例；

图6示出系统的另一个实施例；以及

图7示出系统的另一个实施例。

具体实施方式

参考图1，方法100的一个实施例一般包括多个步骤，如流程图所示。在第一步骤110中，利用客观方法测量患者眼睛的光学相位误差。典型地，这包括利用适当的传感器测量从眼睛反射的波前。传感器的例子包括各种波前像差计，例如，哈特曼-夏克(Hartmann-Shack)波前传感器，切尔宁(Tscherning)像差计，塔尔博特(Talbot)像差计和双通像差计。在DE60121123T2中描述了波前像差计的功能原理，其也包括多个不同变型方案的概要。

测量数据被用作处理单元的输入，该处理单元典型地包括电子处理器(例如，计算机)。该处理单元建立多维优化空间(步骤120)，处理单元为优化空间计算对应于例如眼睛的视敏度的优值函数。优化空间的维度典型地对应于表征镜片验光单(例如，球面、柱面和轴)的球-柱面校正。优化空间的每个维度的范围可以通过眼睛护理专业人士设定，或者由处理单元预设。例如，用于建立优化空间的算法能够在每个维度的一定范围内缺省，或者该缺省可由眼睛护理专业人士基于对患者的专业经验而拒绝。每个范围内的球-柱面校正的值可如期望的那样被建立。例如，每个维度可包括多个预设数量的值(例如，10个或更多，100个或更多)，所以通过范围确定值之间的递增改变。替代地，或附加地，值之间的递增改变可以被预设，在该情况下通过设定范围来确定每个维度的值的数量。在一些实施例中，值可以对应于每个维度中的范围内的库存透镜(stocklens)值。

作为例子，能够基于患者的预先存在的验光单建立优化空间，其中用于球面和柱面的范围被设定为在预先存在的验光单的球面和柱面值附近的-5屈光度到+5屈光度。例如，在每个范围内，这些值可以被递增0.25屈光度。

典型地，结果是优化空间，该优化空间由有限数量的(球面，柱面，轴)或(平均光焦度(′M′)，J₀，J₄₅))坐标组成，针对这些坐标可以评价优值函数。

在一些实施例中，优化空间由单个空间组成。例如，优化空间中的每个点可以是三个分量向量，例如，具有对应于球面、柱面和轴或者替代地杰克逊柱面分量(M，J₀，J₄₅)的分量。在特定实施例中，优化空间被分成多个优化子空间，例如，两个优化子空间。例如，第一子空间中的每个点可以是用于球面校正或散焦的值，而第二子空间中点的分量可以是用于柱面和轴或杰克逊柱面分量(J₀，J₄₅)的值。在第三步骤中，在任一情况下，表示用于优化空间或子空间中的每个坐标的光学校正的波前的表面被创建并且从原始波前减去，这产生一系列校正波前(步骤130)。

然后，在步骤4中，为那些波前中的每一个计算优值函数(步骤140)，其与视敏度、对比灵敏度相关联，或者与视觉功效的其另一量度相关联，或者与视觉功效的那些量度的组合相关联。

通常，当优化空间被分成多于一个子空间时，第一子空间(例如，球面)的校正应首先被确定，并且然后在确定第二子空间(例如，柱面和轴)的校正之前从已测量的波前减去。

为了为优化空间中的每一点计算数据，相应的校正波前被计算。校正波前是通过相应的球面校正值校正的已测量波前。特别地，在特定实施例中，取决于优化空间中的点，球面(这里称为球面校正值)被增加。这种球面在任何径向位置、即以毫米为单位的r处的形状由下面的等式给定：

$SphericalShape=C_2^0\sqrt{3}(2{\left(\frac{r}{r_0}\right)}^2-1)$

其中r₀为以毫米为单位的瞳孔半径并且

$C_2^0=-\frac{{\mathrm{Dr}}_0^2}{4\sqrt{3}}$

其中D是以屈光度为单位的球面光焦度(spherepower)优化子空间中的点。

然后，计算用于产生的校正波前中的每一个的优值函数值。通常，可以用各种各样的方式计算优值函数值。在特定示例实施例中，可根据于2007年8月17日提交的US专利申请序列号11/840,688、名称为“APPARATUSANDMETHODFORDETERMININGANEYEGLASSPRESCRIPTIONFORAVISIONDEFECTOFANEYE”中公开的方法计算优值函数，通过引用将该专利申请的全部内容结合于此并且可以寻求其特征保护。

例如，在一些实施例中，能够为通过由眼睛和对应于镜片验光单的光学部件表示的光学系统的光传播的不同阶段中的参数组中的一个确定至少两个子度量。换句话说，光穿过由眼睛和光学部件表示的光学系统。现在，考虑当光线已经穿过(传播通过)由眼睛和通过不同行进距离的校正表示的系统时光线相比于理想情况的偏差，如通过品质度量(子度量)来表达的。在例如从由眼睛和光学部件表示的系统朝向物体定向的相反方向中的传播同样是可设想的。这里所考虑的传播并不与通过由眼睛和校正表示的系统的固定方向，而是能够针对任何期望数量的方向实施(例如，在视线的普通方向上)。

例如，这些子度量能够包括光线品质度量，诸如测量包括在艾里斑(Airydisc)内的斯特列尔比(Strehlratio)或点图像冲刷(washout)函数的能量的度量。

能够从先前确定的子度量的加权和中确定特别是反映焦散品质(“焦散度量”)的总度量。在一些实施例中，所有子度量在总度量(焦散度量)的确定中都被给予相等的权重。在特定实施例中，优选传播阶段的子度量比这一优选传播阶段之前和/或之后的传播阶段中的子度量更重地被加权。如果使用例如考虑不同平面的图像品质的子度量时，视网膜上的图像的子度量(其对应于优选传播阶段中的子度量)将优选地被给予比眼睛的视网膜之前或之后的图像的子度量更多的权重。权重比可以是例如60/40。文献US2010/0039614A1中给定了这种可能度量例子的详细说明，通过引用将该文献的公开内容结合于此并且可以寻求其特征保护。

根据本发明，优值函数包括考虑在镜片验光单的优化解决方案中发现的校正散光的量值的项。因此，这种所谓的“惩罚项”导致，可能验光单的量值越高和/或校正散光与主观屈光所提供的主观校正散光之差的量值越高，视功能的结果就越不是最优的。包括主观校正散光的主观校正验光单可以作为固定数提供或者可以是已经经由较早的主观屈光技术测量的。由此，具有较低散光量值或与主观校正散光的偏差的较低量值的解决方案将是优选的。例如，视功能可以是有效模糊的并且在优化期间这种视功能可以变得最小化。然后，该项可被设定为与校正散光的量值成比例。因此，如下面将更详细地展示的，该项可以是可能的镜片验光单的散光量值的+0.15倍。所有单位都是屈光度并且较低散光解决方案将因此是优选的。

作为例子，可以假定优值函数是已测量波前的近轴曲率和客观验光单之间的平方屈光差。仅考虑通过四阶的Zernike像差，这种优值函数可以由下式给定：

其中是Zernike系数，r是瞳孔半径，并且m、j₀和j₄₅是试验验光单分量。在这种情况下，最优验光单分量M、J₀、J₄₅是最小化优值函数的那些，并且由下式给定：

$M=\frac{-c_2^{0}4\sqrt{3}+c_4^{0}12\sqrt{5}}{r^2}$

$J_0=\frac{-c_2^{2}2\sqrt{6}+c_4^{2}6\sqrt{10}}{r^2}$

$I_{45}=\frac{-c_2^{-2}2\sqrt{6}+c_4^{-2}6\sqrt{10}}{r^2}.$

作为惩罚散光的量值的修改的优值函数、即metric′的例子，特别是客观cyl从通过主观屈光获得的那个的偏离将是

metric′＝metric+k((j₀-J₀)²+(j₄₅-J₄₅)²)。

其中J₀和J₄₅是主观屈光的cyl分量，k是控制惩罚的量值的常数。最大化新度量的cyl分量J′₀和J′₄₅简单地通过下式给定：

${J^{\&prime;}}_0=\frac{J_0+{\mathrm{kJ}}_0}{1+k}$

${J^{\&prime;}}_{45}=\frac{J_{45}+{\mathrm{kJ}}_{45}}{1+k}.$

应该注意，对于这种简单度量，最终cyl分量仅仅是利用该度量找到的分量和来自主观屈光的分量的加权平均。

作为数值例子，可以假定具有4mm瞳孔直径的患者具有在0度时cyl的-2屈光度(负cyl协定)和球面的+1屈光度、或者等价地M＝1.00、J₀＝1.00以及J₄₅＝0的验光单的测量值。进一步，并且所有其他Zernike系数等于0。利用该度量将这些数字输入到M、J₀和J₄₅的表达式中产生M＝1.00、J₀＝1.25和J₄₅＝0。利用具有k＝0.5的修改的度量的结果给定M′＝1.00、J′₀＝1.17、J′₄₅＝0。

在这种简单例子中，修改的度量推动客观取得的cyl更接近于所期望的主观规定的cyl。对于更复杂的优值函数和眼睛像差，额外的cyl惩罚也可以系统地按比例缩小远离规定的cyl的局部最佳值，从而允许算法定位最接近于主观结果的局部最佳值。

最后，在步骤160中，确定镜片验光单作为优化过程的结果。

图2示出制造方法200的一个实施例。这种制造方法可以在起始步骤205中开始。然后，可以实施确定相应镜片验光单的方法100。然后，在步骤170中，可以制造助视器，例如眼镜片。该方法然后在步骤210中结束。

替代地，在步骤100中确定镜片验光单之后，可以在步骤180中输出镜片验光单。该输出可以在电子显示器上，通过打印机或者可以是存储镜片验光单的输出存储设备。该方法然后在步骤215中结束。

在图3中，图表220示出对于刚超过9000只眼睛在计算的散光和通过主观屈光规定的散光之间的差的分布。“没有项”曲线表示利用已知度量的差，而“具有项”曲线示出在基于散光的量值成比例地增加所谓的“橡皮带”惩罚之后的分布。在这一数据组中，其规定的散光精确地为零的所有眼睛(原始组的大约10％)被移除，因为它们将偏置结果。

惩罚项被设定成散光的量值的0.15倍。换句话说，不是最小化有效模糊，而是最小化模糊估计加上估计的散光的0.15倍，都是以屈光度为单位。因此，较低散光解决方案是有利的。

与该数据组的传统度量的中值差是0.11屈光度，传统度量具有比主观屈光更高的散光量值。利用修改的度量，中值差被消除；减少到0.00。同时，分布的宽度不明显地受偏移影响。针对传统度量，对于0.360的宽度，25到75百分比差是-0.059到0.301屈光度，而针对修改的度量，对于0.348屈光度的宽度，范围是更对称的-0.168到0.178。

在图4中，示出了用于散光差的量值的之前和之后曲线(与cyl量值的差相对)。这里，修改的度量的分布稍微较窄。对于其cyl被移动超过0.01屈光度的眼睛，更接近于主观验光单移动的眼睛按大约2∶1的比率数量超过那些更远离移动的眼睛。

图5示出根据本发明的系统10的一个实施例。用于确定眼睛的镜片验光单的系统10包括处理单元14，该处理单元被配置成接收关于指示眼睛的屈光特性的测量的信息，建立对应于用于眼睛的多个镜片验光单的优化空间，确定优值函数，其中优值函数的值对应于当利用优化空间内的多个可能的镜片验光单中的一个校正时眼睛的视功能，其中优值函数包括如下项，该项取决于所述可能的镜片验光单的校正散光的量值并且导致校正散光的量值越高，优值函数的值越不是最优，以及通过优化优值函数的值确定镜片验光单。

图6示出根据本发明的系统10的另一个实施例。通过像差计12可以确定具有波前像差的患者眼睛的光学波前像差。进一步地，主观屈光也可以是可确定的。然后，在处理单元14上实施镜片验光单的计算。处理单元14可以包括计算机程序产品15，该计算机程序产品存储可执行的程序代码以执行上面解释的方法。然后，系统10还可以包括可以是显示器、打印机的输出设备16或者输出所确定的镜片验光单到输出设备16的存储设备。像差计12经由线路18连接到处理单元14。处理单元14经由线路20连接到输出设备16。线路18和20各自是用于处理单元14从或到像差计12和输出设备16之间的数据传输的有线连接或无线连接。

由此，系统10能够基于经由像差计提供的数据自动地确定镜片验光单。然而，代替像差计12，为优化过程的基础的数据也可以经由线路18从存储事先获得的多个患者数据的存储设备获得。

在图7中，示出了系统10′的另一个实施例。像差计12可以位于第一位置26处。处理单元14位于第二位置28处。输出设备16可以位于第三位置30处或也可以位于第一位置26处。进一步地，来自制造助视器的制造单元32可以存在于第三位置30或第一位置26处。

第一位置26、第二位置28和第三位置30彼此远离。第一位置26经由数据网络22与第二位置28连接。第二位置28和第三位置30经由数据网络24连接。由此，可以是可能的是，经由像差计12提供的屈光数据能够被发送到处理单元14。进一步地，主观屈光、特别是主观校正散光也可以例如从第一位置26或者任何其他位置被发送到处理单元14。进一步地，例如，所确定的镜片验光单可以然后被发送回第一位置，例如眼镜商店，以便被眼科专家识别，并且被提供给例如可能的佩戴者。进一步地，所确定的镜片验光单也可以被转发到远程制造单元以便制造相应的助视器。制造单元也可以位于第一位置26处。在这种情况下，像差计的数据经由连接22被传送到第二位置28处的处理单元14，并且然后，所计算的镜片验光单被传输回第一位置26和其可能的制造单元32。替代地，从第二位置28，所确定的镜片验光单可以被传输到具有可能的制造单元32的第三位置30以制造助视器。最后，可能的是从该第三位置30，所制造的助视器然后如箭头34所示的那样被装运到第一位置26。

尽管前面的论述涉及用于校正直至二阶像差的实施方案，但是一般而言，本发明并不限于二阶像差。例如，在一些实施例中，所述方法可以被扩展以允许使用更高阶像差的屈光。在这样的情况下，优化空间被扩展一个或多个另外的维度，例如，用于诸如球差和/或彗差的更高阶像差。这种更高阶屈光然后可以被眼睛护理专业人员用来通过根据所规定的更高阶像差校正改变瞳孔的平面中的入射波前的相位而指定包括更高阶校正的眼睛校正。

另外，尽管上面论述的实施例涉及镜片式助视器，但是一般而言，所述技术能够被应用于确定用于应被认为是“助视器”的接触透镜或还有屈光手术的验光单。已经描述了多个实施例。其他的实施例在权利要求中。

Claims (15)

1.一种用于确定眼睛的镜片验光单的方法(100)，特别是通过利用非暂时性计算机可读介质，该方法包括如下步骤：

提供(110)指示眼睛的屈光特性的测量；

建立(120)对应于用于眼睛的多个可能的镜片验光单的优化空间；

确定(130，140)优值函数，其中所述优值函数的值对应于当利用所述优化空间内的多个可能的镜片验光单中的一个校正时眼睛的视功能，其中所述优值函数包括如下项，该项取决于所述多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值，并且导致校正散光的量值越高和/或校正散光和主观校正散光之间的差的量值越高，所述优值函数的值越不是最优的；以及

通过优化(150)所述优值函数的值确定(160)所述镜片验光单。

2.根据权利要求1的方法，其中建立(120)优化空间包括定义表征所述镜片验光单的一个或多个参数的范围。

3.根据权利要求1或2的方法，其中优化(150)所述优值函数的值包括迭代地确定指示眼睛的屈光特性的校正波前以及相应的可能的镜片验光单。

4.根据权利要求1-3中任一的方法，其中通过将所述优值函数的值优化到最大值来确定所述镜片验光单，并且其中所述多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值越高，该项具有越小的值，或通过将所述优值函数的值优化到最小值来确定所述镜片验光单，并且其中所述多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值越高，该项具有越大的值。

5.根据权利要求1-4中任一的方法，其中所述视功能是在被校正时眼睛的敏度值或在被校正时眼睛的模糊值。

6.根据权利要求1-5中任一的方法，其中所述项与所述校正散光的量值成比例。

7.根据权利要求1-6中任一的方法，其中所述项具有以下形式：

$\&PlusMinus;\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{C}_i\&CenterDot;{\mathrm{MOA}}^i$

其中MOA是所述多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值，n是阶常数，并且C_i是各阶的系数。

8.根据权利要求1-6中任一的方法，其中所述项具有以下形式：

±C·e^MOA

其中MOA是所述多个可能的镜片验光单中的一个的校正散光的量值，e是数学常数e，并且C是比例系数。

9.根据权利要求1-8中任一的方法，所述方法还包括输出(180)所述镜片验光单的步骤。

10.根据权利要求1-9中任一的方法，其中所述提供(110)测量的步骤在第一位置(26)处实施，并且其中所述建立(120)优化空间、确定(140)优值函数以及通过优化所述优值函数的值来确定(160)所述镜片验光单的步骤在远离所述第一位置(26)的第二位置(28)处实施，并且其中所提供的测量经由数据网络从所述第一位置(26)被传送到所述第二位置(28)。

11.一种用于制造助视器的方法(200)，该方法包括如下步骤：

根据权利要求1-10中任一个的方法确定(100)镜片验光单；以及

根据所述镜片验光单制造(170)所述助视器。

12.一种用于确定眼睛的镜片验光单的系统(10)，包括处理单元(14)，所述处理单元被配置成接收关于指示眼睛的屈光特性的测量的信息，建立对应于用于眼睛的多个镜片验光单的优化空间，确定优值函数，其中所述优值函数的值对应于当利用所述优化空间内的多个可能的镜片验光单中的一个校正时眼睛的视功能，其中所述优值函数包括如下项，该项取决于所述可能的镜片验光单的校正散光的量值，并且导致校正散光的量值越高和/或校正散光和主观校正散光之间的差的量值越高，所述优值函数的值越不是最优的，以及通过优化所述优值函数的值确定所述镜片验光单。

13.根据权利要求12的系统，其中波前像差计(12)位于第一位置(26)处，其中所述处理单元(14)位于第二位置(28)处，并且其中所述第一位置(26)和所述第二位置(28)经由数据网络(22)连接。

14.根据权利要求12或13的系统，其中所述系统(10)还包括配置成输出所确定的镜片验光单的输出设备(16)。

15.一种特别是非暂时性的计算机程序产品，包括用于特别是当所述计算机程序产品在计算机或处理单元(14)上运行时执行根据权利要求1-10中任一个的方法(100)的步骤的程序代码装置。