CN106104364B - 根据给定眼镜架计算光学系统的方法 - Google Patents
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Abstract
用于根据给定眼镜架计算光学系统的方法。一种根据给定眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，所述眼科镜片包括被安排成用于传递眼科视力图像(VI)的后表面(BS)和前表面(FS)、具有近端表面(PS)和远端表面(DS)的导光光学元件，所述导光光学元件被安排成用输出补充图像(SI)，其中，该方法包括以下步骤：·至少提供该镜架的或该导光光学元件的形态几何参数数据；·至少根据该形态几何参数数据作为目标来优化该光学系统(OS)。
Description
技术领域
本发明总体上涉及根据给定眼镜架优化眼科镜片的光学系统(OS)的领域。更确切地，本发明涉及一种至少根据镜架的形态几何参数数据计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，所述光学系统被安排成用于向镜片佩戴者传递眼科视力图像(VI)和补充视力(SV)两者。
背景技术
提供眼科视力和补充视力的眼科眼镜片是现有技术中公知的。所述眼科镜片具有前表面和后表面并且包括导光光学元件。所述导光光学元件是被设计成用于将光从光源(例如，光束发生器系统)传送至佩戴者的眼睛从而使得能够以最小的信息损失查看信息内容的器件。根据实施例，光束在两个“反射”面之间、在被引入镜片和从眼镜片射出之间被反射多次，所述两个反射面是导光光学元件的面。
在本发明的镜架中，出于审美原因和紧凑性，导光光学元件必须完全包含在镜片内。
发明内容
本发明旨在解决的问题是提供一种眼科眼镜片，该眼科眼镜片根据给定眼镜架同时为佩戴者提供合适的眼科视力和合适的补充视力两者。
为此目的，本发明的目的是一种根据给定眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，所述眼科镜片包括被安排成用于传递眼科视力图像(OV)的后表面(BS)和前表面(FS)，其中，在该眼科镜片被佩戴时，该后表面被定位成离佩戴者的眼睛最近，该眼科镜片包括具有近端表面(PS)和远端表面(DS)的导光光学元件，所述导光光学元件被安排成用于通过位于该近端表面(PS)上的出射面(ES)向该佩戴者输出补充图像(SI)，其中，该方法包括以下步骤：
·至少提供该镜架的或导光光学元件的形态几何参数数据；
·至少根据该形态几何参数数据作为目标来优化该光学系统(OS)。
根据本发明的实施例，该形态几何参数数据是该镜架的(多个)形态几何参数数据。
在本发明的背景下，表达“眼科视力”指对佩戴者的环境场景的可视感知，使得这个场景出现在他前面，通过使用(如果有必要的话)矫正镜片或太阳镜片。场景的图像直接源于当观看所述场景时佩戴者的环境。
此类镜片不修改因此感知到的在该场景中所包含的全局信息，即使使该场景的图像可以变形从而根据佩戴者的处方提供经矫正的图像或由于太阳镜片而被着色。
与眼科视力不同，补充视力可以为受试者提供不直接源自他的环境的信息。该信息可以是呈现给受试者的数据。例如，被投影为覆盖在飞机飞行员的头戴式耳机的面罩上的导航数据构成信息视力类型的补充视力。另一种类型的补充视力可以提供受试者的环境的某些部分的经修改的图像。从而，补充视力的其他实例是提供被转换成可见光的红外图像、或受试者的环境的一部分的被放大的图像。
在本发明的背景下，表达“远端表面”指离佩戴者的眼睛最远的表面。
相反，表达“远端表面”指离佩戴者的眼睛最近的表面。
本发明所应用于的眼镜片被设计成用于在佩戴者的视野内、或在此视野的一部分内呈现此类补充图像，同时保持眼科视力。换言之，佩戴者可使用这两种视力(眼科视力和补充视力)。它们可以是可同时或交替使用的。在信息补充视力的情况下，补充图像对应于信息数据的视觉呈现。这些数据可以以覆盖在眼科图像上的形式出现，尤其是具有更大的光强度或具有不同的颜色。当信息补充视力的数据呈现给佩戴者时，眼科图像可以保持是可见的或不可见的。
在本发明的背景下，表达包括导光光学元件的眼科镜片的“光学系统(OS)”是限定所述镜片的后表面(BS)和前表面(FS)、所述导光光学元件的近端表面(PS)和远端表面(DS)、所述不同表面的相对位置以及这些不同表面之间的折射率的一组数据和/或方程式。
可以使用光线跟踪方法或优化算法来执行计算步骤。这些方法对于本领域的技术人员而言是已知的，例如在出版物“Application of optimization in computer-aidedophthalmic lens design(计算机辅助眼科镜片设计的优化的应用)”(P.艾利森(P.Allione)、F.阿斯巴斯(F.Ahsbahs)、以及G.勒索克斯(G.Le Saux)，国际光学工程学会(SPIE)，第3737卷，EUROPTO光学系统的设计与工程会议，柏林，1999年5月)中，其通过引用结合在本文件中。
使用给定的前表面来计算镜片的光学系统对本领域的技术人员而言也是已知的，并且在专利文件WO 2007/017766中披露了精确方法的实例。
根据本发明的实施例，该眼镜架的和/或该光导光学元件的形态几何参数是在由以下各项组成的列表中选择的：该镜架的全视角；该镜架的面形角度；该镜架的基弯和该镜架的轮廓；该导光光学元件的全视角。
根据本发明的实施例，该形态几何参数是眼镜架的(多个)形态几何参数或者是在由以下各项组成的列表中选择的：该镜架的全视角；该镜架的面形角度；该镜架的基弯和该镜架的轮廓。
在本发明的背景下：
·“镜架的全视角”是“镜片形状的平面”与“镜架臂的平面”之间的角度的竖直分量；“镜架臂的平面”是包括左臂段和右臂段的平面。臂段是将臂到镜架形状的紧固与臂和佩戴者耳朵之间的接触点衔接的段。在大多数情况下，镜架臂具有从镜架形状延伸至耳朵的线性/直线部，并且这个线性/直线部可以被当做对段的良好近似；
·“面形角度”指眼镜前框平面与右镜架形状平面或左镜片形状平面之间的角度；其中：
o“镜片形状平面”指与当安装在镜架中时与平的或示范或仿制镜片在其方框中心的前表面相切的平面。优选地，使用平光镜片；
o“眼镜前框平面”指包含右和左方框镜片形状的竖直中心线的平面；
在国际标准ISO13666给出了上述定义，该国际标准通过引用结合在本文件中。
·应当将“镜架的基弯”理解为最靠近眼镜架的轮廓的点集的球镜的曲率(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，式中，n＝1.53；
·“镜架的轮廓”表示沿装配镜片的镜架槽的点的坐标。如果镜架是无框的(没有槽)，镜架轮廓是示范/仿制镜片的轮廓。
·“导光光学元件的全视角”应被理解为导光光学元件的出射面的平面的法线与处于主位置时的眼睛的视线之间的角度。所述定义在图7a和图7b上进行了展示，稍后在下文中对其进行描述。
根据实施例，通过测量眼镜架和/或由镜架和安装在所述镜架中的眼科镜片组成的系统来获得形态几何参数。
根据另一个实施例，从眼镜架数据库获得形态几何参数。
根据实施例，本发明的镜片是单视力镜片。
根据另一实施例，本发明的镜片是渐进焦度镜片。
渐变焦镜片或渐进式多焦点镜片是具有正屈光下加光的镜片。
“渐进式多焦点表面”指具有至少两个距离视力区和连接所述两个距离视力区的区的连续的球面，其中，该连接区中，屈光度在最远距离视力区(远端视力区)和最近距离视力区(较近的视力区)之间增大。
“回归表面”指具有至少两个距离视力区和连接所述两个距离视力区的区的连续的球面，其中，该连接区中，屈光度在最远距离视力区和最近距离视力区之间减小。
“距离视力区”指多焦点镜片的观看者针对给定距离具有舒适视力区；距离视力区通常是在由远视力区(远看距离，即大于四米的观看距离)、中间视力区(中距离，如计算机观看距离，即约60cm至四米的观看距离)、近视力区(阅读距离，即小于60cm的观看距离)组成的列表中选择的。
“屈光下加光”指两个距离视力区之间的屈光度差的量，其中，所述差是在最近距离视力区的屈光度与最远距离视力区的屈光度之间计算的。
渐进式多焦点眼科镜片现在是公知的。此类镜片用于补偿老花眼并且允许眼镜佩戴者在不必摘掉他或她的眼镜的情况下看到许多各种不同距离内的物体。渐进式多焦点镜片通常(但不限于)具有位于镜片顶部的远端视力区和位于镜片底部的较近的视力区。给定老花眼佩戴者的处方包括远端视力的处方焦度值和表示远端视力和较近视力之间需要的焦度增量的处方焦度增加。焦度增加被称作“处方下加光”。
根据佩戴者的需要，渐进式多焦点眼科镜片包含如下不同实施例：
·该远端视力是远视力，并且较近的视力是近视力；
·远端视力是中间视力，并且较近的视力是近视力；
·远端视力是远视力，并且较近的视力是中间视力。
根据实施例，根据本发明的方法中所实现的眼科镜片是在由以下各项组成的列表中选择的渐进式多焦点镜片：包括远视力区、中间视力区和近视力区的镜片；包括中间视力区和近视力区的镜片；包括远视力区和中间视力区的镜片。
根据本发明的另一个实施例，本发明的方法进一步包括在于以下内容的步骤：
·针对该补充图像提供期望的观察方向；
其中，还根据所期望的观察方向作为目标对该光学系统(OS)进行优化。
因而，根据上述实施例，当针对补充图像的观察方向与佩戴者的眼睛方向一致时，佩戴者所感知到的光通量(以及补充图像的亮度)最大化。
根据本发明的另一个实施例，在远端表面(DS)与前表面(FS)之间的距离d1以及近端表面(PS)与后表面(BS)之间的距离d2等于或大于阈值0.1mm、优选地大于0.2mm的条件下对光学系统(OS)进行优化，从而提供镜片架的机械稳定性。发明人已经确定等于0.1mm的阈值是有利的。优选的阈值是0.2mm。
根据本发明的可以与以上实施例中任一者结合的另一实施例，还根据眼科镜片的目标中心厚度和目标边缘厚度优化光学系统(OS)。
在本发明的背景下，
·表达“目标中心厚度”指镜片的在其光学中心或设计基准点、或者对于渐进式多焦点镜片在散光基准点或任何其他选择的基准点(例如，可以是镜片上的标记)测量的厚度；
·表达“目标边缘厚度”指在切割或未切割的镜片的大致平行于光轴的边缘上的点处的给定厚度。
根据本发明的可以与以上实施例中任一者结合的另一实施例，根据本发明的方法进一步包括在于以下内容的步骤：
·提供该佩戴者的处方数据；
其中，还根据该佩戴者的处方数据作为目标来对该光学系统(OS)进行优化。
在本发明的背景下，表达“处方数据”指光焦度、散光以及下加光(在相关情况下)的一组光学特性，这些光学特性是由眼科医师或眼睛护理从业者(ECR)确定的以便例如借助于定位在他的眼睛前方的镜片来矫正个人的视力缺陷。术语‘散光’用于表示由幅度值和角度值形成的数据对。尽管这是语言的滥用，但有时它还用于仅表示散光的幅度。上下文使得本领域技术人员可以理解该术语使用的本意。一般来讲，渐进镜片的处方数据包括在远视点处的光焦度和散光的值以及在适宜情况下下加光值。
根据本发明的可以与以上实施例中任一者结合的另一实施例，根据本发明的方法进一步包括在于以下内容的步骤：
·提供该导光光学元件的初始位置；
其中，还通过移位和/或通过倾斜该导光光学元件的初始位置来对该光学系统(OS)进行优化。
根据实施例，倾角包括在关于导光光学元件的初始位置-15°和+15°之间。
根据另一个实施例，位移包括在关于导光光学元件的初始位置-8mm和+8mm之间。
根据本发明的可以与以上实施例中任一者结合的另一实施例，出射面(ES)是由表示为AC(α,β)的孔径张角轮廓限定的，并且根据本发明的方法还包括在于以下内容的步骤：
·提供佩戴者的调节力度阈值(AET)；
·在AC(α,β)内优化该光学系统(OS)，使得当观看该补充图像(SI)时该佩戴者的调节力度等于或小于该佩戴者的调节力度阈值(AET)。
根据实施例，调节力度阈值是根据佩戴者的年龄确定的。
例如，对于年轻佩戴者(约20岁)，可以选择+10D的调节力度阈值。
对于40岁左右的佩戴者，可以选择+5D的调节力度阈值。
对于50岁左右的佩戴者，可以选择+2D的调节力度阈值。
根据本发明的可以与前一实施例结合的另一实施例，当(α,β)在轮廓AC(α,β)之外时，也同时优化光学系统(OS)的前表面(FS)和后表面(BS)，从而实现该佩戴者的眼科视力。
根据本发明的可以与以上实施例中任一者结合的另一实施例，根据本发明的方法进一步包括在于以下内容的步骤：
·提供设计光学数据；
其中，还根据所述设计光学数据作为目标来优化该光学系统(OS)的该前表面(FS)和/或该后表面(BS)。
根据本发明的可以与前一实施例结合的另一实施例，分别对前表面(FS)或后表面(BS)的优化包括在模型眼科镜片前表面(FS)或后表面(BS)上添加与模型眼科镜片的设计光学数据相对应的棱镜。
在本发明的背景下，本领域技术人员已知的广泛使用的措辞表达“设计光学数据”指允许定义通用光学系统的光学函数的参数集。就一个实例而言，PAL“设计”引起渐进表面的优化，以便恢复远视者在所有距离处看清楚的能力，而且还最优地尊重中央窝视力、中央凹外视力、双眼视力等所有生理视力功能，并且使不想要的散光最小化。
本发明的另一个目的是一种用于根据如以上实施例中所定义的光学系统(OS)通过对镜片毛坯进行机加工来制造多焦眼科镜片的方法。
本发明的另一目的是一种根据上述方法制造的眼科镜片，其中，前表面上或者在后表面上，在根据穿过出射面(ES)的注视方向的平均球镜与镜片周缘的一点处的平均球镜(Periph)之间的差异(Δ1)大于4屈光度(Δ1>4D)。
上述实施例提供了一种与具有高面形角度的镜架相容的眼科镜片。
本发明的另一个目的是一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括一个或多个存储的指令序列，该指令序列对于处理器而言是可存取的并且在由该处理器执行时致使该处理器实施至少以上实施例中所描述的步骤。
本发明的另一个目的是一种计算机可读介质，该计算机可读介质承载上述计算机程序产品的一个或多个指令序列。
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，使用如“运算”、“计算”、“产生”或类似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/或过程对在该计算系统的寄存器和/或存储器内表现为物理(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现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。
此处所提出的方法和显示器并非本来就与任何具体的计算机或其他设备相关。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照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。
在计算由包括导光光学元件的镜片和不具有导光光学元件的镜片组成的设备(安装在镜架中的右眼镜片和左眼镜片)时，将根据本发明的包括导光光学元件的镜片的几何形状应用至这副镜片中的第二镜片是优选的。对于双眼具有相似的几何形状就棱镜偏差和失真而言减小了双眼视差。这还使得该设备在审美上更讨人喜欢。这还减小了两个镜片的重量差。
附图说明
现在将参考附图描述实例，在附图中：
图1a和图1b是佩戴者的眼睛和能够矫正佩戴者的眼科视力并且包括导光光学元件的眼科眼镜片的草图，该导光光学元件被安排成用于输出补充图像。
图2是根据本发明计算的光学系统的水平横截面，其中，已经根据镜架的基弯作为目标对眼科镜片的后表面和前表面进行了优化。
图3是根据本发明计算的光学系统的水平横截面，其中，已经根据镜架的面形角度作为目标对眼科镜片的后表面和前表面进行了优化。
图4是根据本发明计算的光学系统的水平横截面，其中，在导光光学元件从其初始位置倾斜之后，已经根据镜架的面形角度作为目标对眼科镜片的后表面和前表面进行了优化。
图5是根据本发明计算的光学系统的竖直横截面，其中，已经根据镜架的全视角作为目标对眼科镜片的后表面和前表面进行了优化。
图6是根据本发明计算的光学系统的竖直横截面，其中，在导光光学元件从其初始位置倾斜之后，已经根据全视角作为目标对眼科镜片的后表面和前表面进行了优化。
图7a和图7b是佩戴者的眼睛和被安排成用于输出补充图像的导光光学元件的草图，其中，所述图展示了镜架的全视角以及导光光学元件的全视角的定义。
附图中的元件仅是为了简洁和清晰而展示的，并且不一定是按比例绘制的。例如，图中的一些元件的尺寸可以相对于其他尺寸被放大，以便帮助提高对本发明的实施例的理解。
“水平横截面”应当被理解为根据穿过主注视方向和眼睛(左眼和右眼两者)的两个转动中心的平面(称为水平面)的横截面。
“竖直横截面”应当被理解为根据垂直于水平面并且穿过主注视方向的平面(称为竖直平面)的横截面。
具体实施方式
图1a和图1b是展示了眼镜片10的原理的草图，该眼镜片通过向佩戴者的眼睛100输出补充图像SI提供了眼科视力OV和补充视力两者。该眼镜片能够矫正佩戴者的眼科视力；该眼镜片具有后表面BS和前表面FS，其中，当该眼镜片被佩戴时该后表面被定位成离佩戴者的眼睛最近；所述眼镜片还包括导光光学元件2，该导光光学元件被安排成用于通过所述导光光学元件的出射面ES向佩戴者输出补充图像SI。
镜片10由至少两种透明且有折射力的材料组成，这些材料可以是眼科领域中所使用的任何有机或矿物材料。导光光学元件2插在后表面BS和前表面FS之间。导光光学元件2具有命名为“近端表面”PS和“远端表面”DS的两个相对面，其中，当眼镜片被佩戴时，近端表面比远端表面更靠近佩戴者的眼睛。相应地，近端表面PS是导光光学元件离后表面BS最近的表面，而远端表面DS是光学元件离前表面FS最近的面。
根据实施例，近端表面PS和远端表面DS是平行的表面。
根据另一实施例，近端表面PS和远端表面DS是非平行的表面。
根据实施例，近端表面PS和/或远端表面DS是平面表面。
根据实施例，近端表面PS和/或远端表面DS是弯曲表面；这种弯曲表面是例如球面、复曲面、复球面；这种弯曲表面还可以是非球状的球面或复曲面或复球面。
第一种透明且具有折射力的材料位于导光光学元件2周围；导光光学元件2由第二种透明且具有折射力的材料制成；所述两种材料的折射率可以完全相同、稍微不同或明显不同。
根据本实施例，镜片10具有凸形前表面FS和凹形后表面BS。表面FS和BS具有相应的曲率，这些曲率一起根据所述两个表面之间的材料的光折射率的值确定针对眼科视力OV的眼镜片光焦度。
在本发明的框架中，这个光焦度在视线方向之间变化，从而提供多焦点视力。
导光光学元件2适于从未详细展示的源3带来补充光，从而产生补充图像SI。导光光学元件2的结构不是本说明书的主题，并且可以参照关于这个主题上可用的其他文件。专利文件WO2005024491中或专利文件WO200195027中以LUMUS公司的名义描述了合适的轻光学元件的一个实例。总体上，本发明可以适用于任何嵌入镜片中的提供补充图像的轻光学元件，为此可以通过镜片的后表面FS的光学特性使补充图像畸变或对其进行修改。
镜片10具有位于导光光学元件2与前表面FS之间的前部部分13以及位于导光光学元件2和后表面BS之间的后部部分12。
在大致平行于面FS和BS的某些方向上，导光光学元件2被横向地限制在镜片10的区域内。在这种构型下，镜片10的前部部分13和后部部分12延伸到导光光学元件2的周缘2e之外。镜片10则具有延伸到导光光学元件2的边缘2e之外并且连续地连接部分13和12至镜片10的周缘E的中间部分11。
导光光学元件2虚拟地分成被虚拟边缘2e’分开的两个区2a和2b。区2a是成像部分，根据佩戴者的眼睛，补充图像来自该成像部分；区2b是传播部分，在该传播部分，从源3传播补充图像但不向佩戴者提供图像。
区2a的边缘是导光光学元件所输出的补充图像的轮廓。所述补充图像根据出射面ES拦截近端表面PS。将对应于远端表面上的出射面ES的表面命名为“相对表面”OPS。根据本实例，成像部分基本上是矩形，其宽度为W并且其高度为H。
根据一般使用的光学参照，出射面ES由表示为AC(α,β)的孔径张角轮廓限定的，α是眼睛倾角并且β是眼睛方位角，α、β顶点是镜片后面的佩戴者的眼睛100的转动中心CRE。101对应于α＝β＝0时的轴线。
根据实例，孔径AC可以是补充视力的光轴任一侧+/-15°(度)，该光轴穿过出射面ES的中心。所述孔径在方位平面中由|β1|+|β2|限定。它在竖直平面中由|α1|+|α2|限定。孔径张角轮廓的界限的母线与镜片的后表面BS在眼科和补充视力两者重叠的区域内交叉。在图1a和图1b的构型下，眼科视力和补充视力的相应光轴是同一条光轴，但它们可以不同。
图1a和图1b表示处于被佩戴者的使用位置的眼镜片。因此，佩戴者100的眼睛位于镜片10的后表面这一侧的后面，从而使得它一方面接收源自位于镜片前面的环境的光OV，并且另一方面接收导光光学元件2带来的对应于补充图像SI的光。这两种光OV和SI的光束分别对应于眼科视力和补充视力。在穿过瞳孔120之后，这些光束在佩戴者的视网膜110上形成眼科图像和补充图像。参考号130指代佩戴者的环绕其瞳孔120的虹膜。佩戴者所看向的方向对应于眼睛100的光轴。该方向在相应点与眼镜片的表面FS和BS交叉，这些相应点在眼睛100在佩戴者的眼眶内转动时改变。
考虑到光OV穿过镜片的这两个表面FS和BS，它们都对镜片的关于眼科视力的光学特性有贡献。然而，光SI不穿过表面FS，从而使得这个表面对镜片的关于补充视力的光学特性没有贡献。由于光OV与SI之间的这个差，这些光在它们穿过后表面BS之后不会呈现完全相同的会聚特性。由于这个原因，形成于视网膜上的眼科图像和附加图像可能不是同时清楚的。
表达“镜片的关于眼科视力和补充视力中一者或另一者的光学特性”应当尤其被理解为指针对佩戴者观看的每个方向镜片的光焦度值、散光值、光学畸变值等。
给出了以下实例(实例1至5)来展示本发明的方法的实施例。
实例1：根据镜架的基弯作为目标来优化前表面和后表面。
图2表示根据现有技术的眼科镜片10和具有预定镜架基弯的给定眼镜架4的光学系统。
所述眼科镜片10包括被安排成用于传递眼科视力(OV)的后表面(BS)和前表面(FS)。
所述眼科镜片10还包括被安排成用于通过入射面5输入补充图像(SI)并通过出射面6输出所述补充图像(SI)的导光光学元件2，该出射面是由表示为AC(α,β)的孔径张角轮廓限定的，由两个方向102和103界定该孔径张角轮廓。
这种眼科镜片10不能整体包含在所述镜架4中。
从而，在本实例中，根据预定镜架基弯计算光学系统，从而提供完全包含在镜片的镜架内的眼科镜片。
在本实例中，提供了以下参数数据：
·镜架的基弯值：4D
·针对补充图像121的相对于水平面倾斜0°并且相对于竖直平面倾斜-10°的期望的观察方向；
·导光光学元件3的尺寸：40mm大、25mm高、3mm厚；
·所述导光光学元件在眼科镜片内的位置：PRP(棱镜基准点)与导光光学元件的左上角之间的向量定义了所述导向件在镜片内的位置。
根据所述实例，所述向量坐标是x＝-27mm；
y＝+12.5mm；z＝3.7mm
·佩戴者的调节力度阈值(AET)＝1.5D。
首先，在AC(α,β)内优化光学系统(OS)的眼科镜片10a的前表面FSa和后表面BSa，使得当观看补充图像(SI)时佩戴者的调节力度等于或小于佩戴者的调节力度阈值(AET)。
所述优化还考虑针对补充图像的期望的观察方向。在本实例中，来自后表面的目标棱镜偏差在期望的观察方向上接近零。因此，光学系统的观察方向非常接近光学光导向件的观察方向。
其次，当(α,β)在轮廓AC(α,β)之外时对光学系统(OS)的前表面FSa和后表面BSa进行优化从而根据基弯值作为目标来生成不同的曲率。
根据实施例，优化步骤包括：
-提供镜片设计
-对前表面进行优化从而匹配镜架的基弯；
-对后表面进行优化，以便与设计匹配(如上所述的专利WO2007/017766中所描述的)。
在优化过程中，可以考虑光学元件几何形状(厚度、大小)，从而确保将其嵌入在镜片的前表面和后表面之间。如果光学元件比镜架小，则对于镜片的不使光学元件嵌入的部分而言不需要遵守这个条件，从而允许在镜片边缘进行更大范围的曲率修改。
因而，根据本发明的方法使得能够提供一种眼科镜片，该眼科镜片根据镜架的基弯值作为目标来同时向佩戴者提供合适的眼科视力和合适的补充视力。
实例2：根据镜架的面形角度作为目标来优化前表面和后表面
图3表示现有技术的眼科镜片10和具有预定镜架面形角度的给定眼镜架14的光学系统。
所述眼科镜片10包括被安排成用于传递眼科视力的后表面(BS)和前表面(FS)。
所述眼科镜片10还包括被安排成用于通过入射面15输入补充图像(SI)并通过出射面16输出补充图像(SI)的导光光学元件22，该出射面是由表示为AC(α,β)的孔径张角轮廓限定的。
这种眼科镜片10不能整体包含在所述镜架14中。
从而，在本实例中，根据预定镜架面形角度计算光学系统，从而提供完全包含在镜片的镜架内的眼科镜片。
在本实例中，提供了以下参数数据：
·镜架的面形角度＝15°；
·针对补充图像131的相对于水平面倾斜0°并且相对于竖直平面倾斜-10°的期望的观察方向；
·导光光学元件3的尺寸和所述导光光学元件的位置，如实例1中所定义的；
·佩戴者的调节力度阈值(AET)＝1.5D。
首先，在AC(α,β)内优化光学系统(OS)的眼科镜片10b的前表面FSb和后表面BSb，使得当观察补充图像(SI)时佩戴者的调节力度等于或小于佩戴者的调节力度阈值(AET)。
所述优化还考虑补充图像的期望的观察方向。在本实例中，来自后表面的目标棱镜偏差在期望的观察方向上接近零。因此，光学系统的观察方向非常接近光学光导向件的观察方向。
其次，当(α,β)在轮廓AC(α,β)之外时根据面形角度作为目标来对光学系统(OS)的前表面FSb和后表面BSb进行优化。
这种优化产生眼科镜片10b的前表面FSb和后表面BSb的凹凸形状。
因而，根据本发明的方法能够提供一种眼科镜片，该眼科镜片根据镜架的面形角度作为目标同时向佩戴者提供合适的眼科视力和合适的补充视力。
在优化过程中，可以考虑光学元件几何形状(厚度、大小)，从而保证将其嵌入在镜片的前表面和后表面之间。如果光学元件比镜架小，则对于镜片的不使光学元件嵌入的部分而言不需要遵守这个条件，从而允许在镜片边缘进行更大范围的曲率修改。
实例3：根据镜架的面形角度(导光光学元件从其初始位置倾斜)作为目标来优化
前表面和后表面
图4表示根据具有预定镜架面形角度的给定眼镜架24计算的眼科镜片10c的光学系统。
所述眼科镜片包括被安排成用于传递眼科视力的后表面BSc和前表面FSc。
所述眼科镜片还包括被安排成用于通过出射面26输出补充图像(SI)的导光光学元件23，该出射面是由表示为AC(α,β)的孔径张角轮廓限定的。
在本实例中，提供了以下参数数据：
·镜架的面形角度＝20°；
·针对补充图像141的相对于水平面倾斜0°并且相对于竖直平面倾斜0°的期望的观察方向；
·导光光学元件3的尺寸和所述导光光学元件的位置，如实例1中所定义的；
·佩戴者的调节力度阈值(AET)＝1.5D。
首先，在AC(α,β)内优化光学系统(OS)的眼科镜片的前表面FSc和后表面BSc，使得当观察补充图像(SI)时佩戴者的调节力度等于或小于佩戴者的调节力度阈值(AET)。
其次,将导光光学元件23从水平面倾斜8°从而提供具有预定面形角度的光学系统.
第三，由于导光光学元件的倾斜产生从出射面26输出的补充图像的偏差，通过添加以下各项来优化光学系统的前表面BSc和前表面FSc：
·棱镜30，从而调整补充图像方向；
·棱镜29，从而调整眼科图像方向。
实例4：根据镜架的全视角作为目标来优化前表面和后表面
图5表示根据具有预定镜架全视角的给定眼镜架(图5上未示出)的眼科镜片10的光学系统。
所述眼科镜片10包括被安排成用于传递眼科视力的后表面(BS)和前表面(FS)。
所述眼科镜片10还包括被安排成用于通过出射面36输出补充图像(SI)的导光光学元件33，该出射面是由表示为AC(α,β)的孔径张角轮廓限定的。
在本实例中，提供了以下参数数据：
·镜架的全视角＝80°；
·针对补充图像151的相对于水平面倾斜0°并且相对于竖直平面倾斜-10°的期望的观察方向；
·导光光学元件3的尺寸和所述导光光学元件的位置，如实例1中所定义的；
·佩戴者的调节力度阈值(AET)＝1.5D。
首先，在AC(α,β)内优化光学系统(OS)的眼科镜片(10d，10d’)的前表面(FSd，FSd’)和后表面(BSd，BSd’)，使得当观察补充图像(SI)时佩戴者的调节力度等于或小于佩戴者的调节力度阈值(AET)。
其次，当(α,β)在轮廓AC(α,β)之外时根据全视角作为目标来对光学系统(OS)的前表面(FSd，FSd’)和后表面(BSd，BSd’)进行优化。
例如，根据全视角来优化前表面和后表面FSd和BSd，该全视角小于优化前表面和后表面FSd’和BSd’所针对的全视角。
因而，根据本发明的方法能够提供一种眼科镜片，该眼科镜片根据镜架的全视角作为目标同时向佩戴者提供合适的眼科视力和合适的补充视力。
在优化过程中，可以考虑光学元件几何形状(厚度、大小)，从而保证将其嵌入在镜片的前表面和后表面之间。如果光学元件比镜架小，则对于镜片的不使光学元件嵌入的部分而言不需要遵守这个条件，从而允许在镜片边缘进行更大范围的曲率修改。
实例5：根据镜架的全视角(导光光学元件从其初始位置倾斜)作为目标来优化前
表面和后表面
图6表示根据具有预定镜架全视角的给定眼镜架(图6上未示出)计算的眼科镜片的光学系统。
所述眼科镜片10e包括被安排成用于传递眼科视力的后表面BSe和前表面FSe。
所述眼科镜片还包括被安排成用于通过出射面46输出补充图像(SI)的导光光学元件52，该出射面是由表示为AC(α,β)的孔径张角轮廓限定的。
在本实例中，提供了以下参数数据：
·镜架的全视角＝75°；
·针对补充图像161的相对于水平面倾斜0°并且相对于竖直平面倾斜-10°的期望的观察方向；
·导光光学元件3的尺寸和所述导光光学元件的位置，如实例1中所定义的；
·佩戴者的调节力度阈值(AET)＝1.5D。
首先，在AC(α,β)内优化光学系统(OS)的眼科镜片10e的前表面FSe和后表面BSe，使得当观察补充图像(SI)时佩戴者的调节力度等于或小于佩戴者的调节力度阈值(AET)。
其次，将导光光学元件从水平面倾斜5°从而提供具有预定全视角的光学系统.
第三，由于导光光学元件的倾斜产生从出射面46输出的补充图像的偏差，通过添加以下各项来优化光学系统的前表面和前表面：
·棱镜49，从而调整补充图像方向；
·棱镜50，从而调整眼科图像方向。
图7a和图7b是佩戴者的眼睛100和被安排成用于在能够矫正佩戴者的眼科的眼镜片中输出补充图像的导光光学元件2的草图，其中，所述镜片并入镜架中。
在这些实施例中，这些图的平面的是竖直平面。
轴线101对应于眼睛的主位置，即，对应于α＝β＝0的轴线，并且穿过眼镜的转动中心(CRE)。
PAF表示镜架的全视角；其是“镜片形状的平面”与“镜架的平面”之间的角度的竖直分量；从而仅基于镜架的几何特征就定义了镜架的全视角。在图7a和图7b中，镜片形状平面指垂直于这些图的平面、包含虚线70的平面；在这些实例中，当镜架被佩戴者佩戴时镜架臂的平面是水平面；所述平面是垂直于这些图的平面、包含线101的平面。在所述实施例中，镜架的全视角约75°。根据其他实施例，镜架臂的平面不是水平面。
PALG表示导光光学元件的全视角。器是导光光学元件的出射面的平面的法线与眼睛处于主位置上时与轴线101相对应的视线之间的角度，所述轴线对应于α＝β＝0时的轴线。
图7a示出了导光光学元件竖直定心于直线101上的实施例；导光光学元件的全视角(PALG)则是线101与出射面ES的平面的法线之间的角。
图7b示出了导光光学元件从线101竖直移位的实施例；线111是平行于线101并且与导光光学元件的出射面全视角的平面的法线相交的直线；PALG则是线111与出射面ES的平面的法线之间的角。
如实例4和实例5中所示，可以根据镜架的全视角作为目标来优化前表面和后表面。
可以用类似的方式根据导光光学元件的全视角作为目标来优化前表面和后表面。
以上已经借助于实施例描述了本发明，所述实施例并不限制本发明的发明构思。具体地，这些优化标准不限于所讨论的实例。
Claims (12)
1.一种根据给定眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，所述眼科镜片包括被安排成用于传递眼科视力图像(OV)的后表面(BS)和前表面(FS)，其中，在该眼科镜片被佩戴时，该后表面被定位成离佩戴者的眼睛最近，该眼科镜片包括具有近端表面(PS)和远端表面(DS)的导光光学元件，所述导光光学元件被安排成用于通过位于该近端表面(PS)上的出射面(ES)向该佩戴者输出补充图像(SI)，其中，该方法包括以下步骤：
·至少提供该镜架的或该导光光学元件的形态几何参数数据；
·至少根据该形态几何参数数据作为目标来优化该光学系统(OS)；并且其中，该眼镜架的和/或该导光光学元件的该形态几何参数是在由以下各项组成的列表中选择的：该镜架的全视角；该镜架的面形角度；该镜架的基弯和该镜架的轮廓；该导光光学元件的全视角。
2.如权利要求1所述的根据给定眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，所述方法进一步包括：
·针对该补充图像提供期望的观察方向；
其中，还根据所期望的观察方向作为目标来对该光学系统(OS)进行优化。
3.如以上权利要求中任一项所述的根据给定眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，根据该方法，在该远端表面(DS)与该前表面(FS)之间的距离d1以及该近端表面(PS)和该后表面(BS)之间的距离d2等于或大于0.2mm的条件下对该光学系统(OS)进行优化。
4.如权利要求1或2所述的根据给定眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，根据该方法，还根据该眼科镜片的目标中心厚度和目标边缘厚度对该光学系统(OS)进行优化。
5.如权利要求1或2所述的根据给定眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，所述方法进一步包括：
·提供该佩戴者的处方数据；
其中，还根据该佩戴者的处方数据作为目标来对该光学系统(OS)进行优化。
6.如权利要求1或2所述的根据给定眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，所述方法进一步包括：
·提供该导光光学元件的初始位置；
其中，还通过移位和/或通过倾斜该导光光学元件的该初始位置来对该光学系统(OS)进行优化。
7.如权利要求1或2所述的根据给定眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，根据该方法，该出射面(ES)是由表示为AC(α,β)的孔径张角轮廓限定的，所述方法还包括：
·提供佩戴者的调节力度阈值(AET)；
·在AC(α,β)内优化该光学系统(OS)，使得当观察该补充图像(SI)时该佩戴者的调节力度等于或小于该佩戴者的调节力度阈值(AET)。
8.如权利要求1或2所述的根据给定眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，所述方法进一步包括：
·提供设计光学数据；
其中，还根据所述设计光学数据作为目标来优化该光学系统(OS)的该前表面(FS)和/或该后表面(BS)。
9.如权利要求8所述的根据给定眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，根据该方法，所述分别对该前表面(FS)或该后表面(BS)的优化包括在模型眼科镜片前表面(FS)或后表面(BS)上添加与模型眼科镜片的该设计光学数据相对应的棱镜。
10.如权利要求7所述的根据给定眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法，所述方法进一步包括：其中，当(α,β)在该轮廓AC(α,β)之外时，同时优化该光学系统(OS)的该前表面(FS)和该后表面(BS)，从而实现该佩戴者的眼科视力。
11.一种用于根据权利要求1或2所述的光学系统(OS)通过对镜片毛坯进行机加工来制造多焦眼科镜片的方法。
12.一种根据权利要求11所述的方法制造的眼科镜片，其中，在该前表面上或者在该后表面上，根据穿过该出射面(ES)的注视方向的平均球镜与位于该镜片的周缘的一点处的平均球镜(Periph)之间的差异(Δ1)大于4屈光度(Δ1>4D)。
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