CN107850791A - 用于确定光学镜片的光焦度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于确定有待放置在人的眼睛前方并且与所述人相适配的光学镜片的光焦度的方法，所述方法包括：‑第一距离确定步骤，在该步骤过程中，确定第一注视距离，所述第一注视距离是当所述人沿给定注视方向以第一注意力水平来注视第一视觉刺激物时所述人的眼睛与所述第一视觉刺激物之间的距离，‑第二距离确定步骤，在该步骤过程中，确定第二注视距离，所述第二注视距离是当所述人沿所述给定注视方向以第二注意力水平来注视第二视觉刺激物时所述人的眼睛与所述第二视觉刺激物之间的距离，所述第二注意力水平与所述第一注意力水平不同，‑光焦度确定步骤，在该步骤过程中，基于所述第一和第二注视距离来确定与所述人相适配的光焦度。

Description

用于确定光学镜片的光焦度的方法

技术领域

本发明涉及：一种用于确定有待放置在人的眼睛前方并且与所述人相适配的光学镜片的光焦度的方法；一种用于确定与人相适配的光学镜片的屈光功能的方法；以及一种用于制造光学镜片的方法。

背景技术

通常，希望获得光学设备的人会去拜访眼睛护理从业者。

可以为这个人开出正或负的光焦度矫正处方。对于老花眼配戴者，由于其眼睛在视近时的调节是困难的，对于视远和视近而言焦度矫正值是不同的。处方因此包括视远焦度值和下加光，下加光表示视远与视近之间的焦度增量。下加光被称为处方下加光。适合于老花眼配戴者的眼科镜片是多焦点镜片，最合适的镜片是渐变多焦点镜片。

通常确定光焦度以允许人进行若干活动：例如近距离活动可以是阅读或做针线活；中等距离活动可以是使用计算机、烹饪；并且远距离活动可以是开车或打高尔夫。

通常，每种距离的活动是与光学镜片的、人在进行此类活动时透过其来进行搜寻的区相关联的，并且光学镜片的每个区是与距离相关联的。典型地，视近区与40cm的观看距离相关联；视中区与1m的距离相关联，并且视远区与5m的距离相关联。

因此，当确定与人相适配的光焦度时，眼睛护理从业者在这样的预定距离处进行测试。例如，为了确定视近区的光焦度，眼睛护理从业者在40cm的距离处进行视力测试。

虽然这样的做法提供了良好的平均结果，但是一些人可能在不同于40cm的距离处进行其大多数视近活动。因此确定每个人在40cm处的视近光焦度可能导致不令人满意的结果。此外，发明人提出，针对给定活动的工作距离可以随着人根据他/她的注意力水平而改变。

因此，需要一种更加个性化的方法来提高人在戴着一副眼科镜片时的总体满意度。

本发明的一个目的是提供这样的方法。

发明内容

为此，本发明提出了一种用于确定有待放置在人的眼睛前方并且与所述人相适配的光学镜片的光焦度的方法，所述方法包括：

-第一距离确定步骤，在该步骤过程中，确定第一注视距离，所述第一注视距离是当所述人沿给定注视方向以第一注意力水平来注视第一视觉刺激物时所述人的眼睛与所述第一视觉刺激物之间的距离，

-第二距离确定步骤，在该步骤过程中，确定第二注视距离，所述第二注视距离是当所述人沿所述给定注视方向以第二注意力水平来注视第二视觉刺激物时所述人的眼睛与所述第二视觉刺激物之间的距离，所述第二注意力水平与所述第一注意力水平不同，

-光焦度确定步骤，在该步骤过程中，基于所述第一和第二注视距离来确定与所述人相适配的光焦度。

发明人已经观察到，取决于人在进行活动时的注意力水平，执行这样的活动的距离改变。例如人在阅读本文(这要求高注意力水平，例如阅读哲学散文)时，例如与人在阅读漫画书时相比，可能倾向于减小离本文的距离。

有利的是，本发明的方法允许在确定与人相适配的眼科镜片的光焦度时考虑这种观察。与针对给定注视方向来强加某一注视距离的现有技术方法不同，根据本发明的方法允许针对注视方向具有不同的注视距离。

根据可以单独或组合地考虑的进一步实施例：

-所述第一和第二视觉刺激物位于视近距离处、例如被实现在小于50cm的距离处；和/或

-所述第一和第二视觉刺激物是文本，并且基于所述文本的复杂度来适配所述人的注意力水平；和/或

-所述第一和第二视觉刺激物位于视中距离处、例如被实现在大于50cm且小于1m的距离处；和/或

-在计算机屏幕上显示所述第一和第二视觉刺激物，并且基于所述人在所述计算机上进行的任务的复杂度来适配所述人的注意力水平；和/或

-所述方法进一步包括注视方向确定步骤，在该步骤过程中，确定所述给定视方向。

本发明还涉及一种用于确定与人相适配的光学镜片的屈光功能的方法，所述方法包括：

-人数据提供步骤，在该步骤过程中，提供包括所述人的眼科处方的人数据，所述眼科处方包括根据本发明的方法确定的所述第一和第二注视距离，

-屈光功能确定步骤，在该步骤过程中，至少基于所述第一和第二注视距离来确定屈光功能。

根据可以单独或组合地考虑的进一步实施例：

所述屈光功能包括具有基于所述第一和第二注视距离的加权和确定的光焦度的区；和/或

至少基于所述人每天以第一或第二注意力水平来进行所述活动的频率和/或所花时间量来确定所述加权和的系数；和/或

所述屈光功能包括具有基于所述第一注视距离确定的光焦度的第一区、以及具有基于所述第二注视距离确定的光焦度的第二区；和/或

所述配戴者数据提供步骤，提供所述人在进行所述活动时的一组注视方向，并且所述第一和第二区对应于所述组注视方向中的极端注视方向。

本发明进一步涉及一种用于制造与人相适配的眼科镜片的方法，所述方法包括：

-镜片毛坯提供步骤，在该步骤过程中，提供镜片毛坯，

-屈光功能提供步骤，在该步骤过程中，提供根据本发明的方法确定的屈光功能，

-制造步骤，在该步骤过程中，基于所述屈光功能来制造所述光学镜片毛坯。

本发明还涉及一种被配置成用于确定有待放置在人的眼睛前方并且与所述人相适配的光学镜片的光焦度的光焦度确定装置，所述装置至少包括：

-距离测量模块，所述距离测量模块被配置成用于测量视觉刺激物与人的眼睛之间的距离，

-存储器，所述存储器被配置成用于存储计算机可执行指令；以及

-处理器，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，其中，所述计算机可执行指令包括用于以下操作的指令：

-确定第一注视距离，所述第一注视距离是当所述人沿给定注视方向以第一注意力水平来注视第一视觉刺激物时所述人的眼睛与所述第一视觉刺激物之间的距离，

-确定第二注视距离，所述第二注视距离是当所述人沿所述给定注视方向以第二注意力水平来注视第二视觉刺激物时所述人的眼睛与所述第二视觉刺激物之间的距离，所述第二注意力水平与所述第一注意力水平不同，

-基于所述第一和第二注视距离来确定至少一个与所述人相适配的光焦度。

根据本方面的装置可以进一步包括：被配置成用于显示视觉刺激物的显示模块。

本发明进一步涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括一个或多个存储的指令序列，所述指令序列是处理器可存取的、并且在被所述处理器执行时致使所述处理器至少实施根据本发明的方法的数据收集步骤以及个性化步骤。

本发明还涉及一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上记录了程序；其中所述程序使所述计算机至少执行本发明的方法的数据收集步骤以及个性化步骤。

本发明进一步涉及一种包括处理器的设备，所述处理器被适配成用于存储一个或多个指令序列并且至少实施根据本发明的方法的数据收集步骤以及个性化步骤。

附图说明

现将仅以举例方式并且参考以下附图对本发明的实施例进行描述，在附图中：

-图1展示了在TABO惯例中镜片的散光轴位γ；

-图2展示了常规用于表征非球面的柱镜轴位γ_AX；

-图3和图4图解地示出了眼睛和镜片的光学系统；

-图5示出了自眼睛转动中心的光线跟踪；

-图6示出了镜片的视野区；

-图7是根据本发明的光焦度确定方法的实施例的流程图图示；

-图8是根据本发明的屈光设计提供方法的实施例的流程图示；并且

-图9至图10展示了实施根据本发明的方法的实例。

具体实施方式

附图中的要素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，这些图中的某些要素的尺寸可以相对于其他要素被放大，以便帮助提高对本发明的实施例的理解。

在本发明的意义上，光学功能对应于针对每个注视方向提供光学镜片对穿过所述光学镜片的光线的影响的功能。

光学功能可以包括如屈光功能、光吸收、偏振能力、对比度加强能力等……

屈光功能与根据注视方向而变的光学镜片焦度(平均焦度、散光等)相对应。

措辞“光学设计”是广泛使用的措辞，其由本领域的技术人员已知在眼科领域中用于指定允许限定眼科镜片的屈光功能的参数集；每个眼科镜片设计者具有其自己的设计，特别是针对渐变眼科镜片。作为实例，渐变眼科镜片“设计”带来渐变表面的优化，以便恢复远视眼者在所有距离处看清楚的能力，而且还最优地关注中央窝视觉、中央凹外视觉、双眼视觉等所有生理视觉功能，并且使不想要散光最小化。例如，渐变镜片设计包括：

-沿着镜片配戴者在白天活动过程中使用的主注视方向(子午线)的焦度轮廓，

-在镜片两侧(即，远离主注视方向)的焦度(平均焦度、散光……)分布。

这些光学特性是由眼科镜片设计者限定并计算、并且配备有渐变镜片的“设计”的一部分。

虽然本发明不限于渐变镜片，但是图1至6中展示了针对渐变镜片使用的措辞。本领域技术人员可以在单光镜片情况下调整这些定义。

一种渐变镜片包括至少一个但优选地两个非旋转对称的非球面表面，例如但不限于渐变表面、回归表面、环曲面表面、或非环曲面表面。

已知的是，非球面表面上的任一点处的最小曲率CURV_min由以下公式来定义：

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

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

其中R_min为局部最小曲率半径，用米来表示，并且CURV_max用屈光度来表示。

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。当表面是非球面时，局部最小曲率半径R_min和局部最大曲率半径R_max是不同的。

根据最小曲率CURV_min和最大曲率CURV_max的这些表达式，标记为SPH_min和SPH_max的最小球镜度和最大球镜度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，这些表达式如下：

以及

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)时，这些表达式如下：

以及

其中，n为镜片的成分材料的指数。

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

因此，平均球镜度的表示取决于所考虑的表面：

如果所述表面是物体侧表面，则

如果所述表面是眼球侧表面，则

还通过公式CYL＝|SPH_max-SPH_min|定义柱镜度CYL。

镜片的任何非球面的特性可以借助于局部平均球镜度和柱镜度来表示。当柱镜度大于0.25屈光度时，可以认为表面是局部非球面的。

对于非球面表面，可以进一步定义局部柱镜轴位γ_AX。图1展示了如在TABO惯例中定义的散光轴位γ，而图2展示了在被定义成用于表征非球面表面的惯例中的柱镜轴位γ_AX。

柱镜轴位γ_AX是最大曲率CURV_max的取向相对于参考轴线并且在所选转动方向上的角度。在以上定义的惯例中，参考轴位是水平的(此参考轴位的角度为0°)并且所述旋转方向在看向配戴者时对于每一只眼而言是逆时针的(0°≤γ_AX≤180°)。因此，柱镜轴位γ_AX的+45°轴位值表示倾斜定向的轴线，在看向配戴者时，所述轴线从位于右上方的象限延伸到位于左下方的象限。

此外，考虑到配戴着镜片的人的状况，渐变多焦点镜片还可以用光学特性限定。

图3和图4是眼睛和镜片的光学系统的图示，因此示出了在本说明书中使用的定义。更精确地，图3展现了这种系统的透视图，展示了用于定义注视方向的参数α和β。图4是平行于配戴者头部的前后轴线的竖直平面图，并且在当参数β等于0时的情况下所述竖直平面穿过眼睛转动中心。

将眼睛转动中心标记为Q’。图4上以点划线示出的轴线Q’F’是经过眼睛转动中心并且在配戴者前方延伸的水平轴线，即对应于主注视视角的轴线Q’F’。此轴线在被称为配镜十字的点上切割镜片的非球面，所述点存在于镜片上而使眼镜师能够将镜片定位在镜架中。镜片的后表面与轴线Q’F’的相交点是点O。如果O位于后表面上，它可以是配镜十字。具有中心Q’和半径q’的顶球，在水平轴线的一点上与镜片的后表面相切。作为实例，25.5mm的半径q’值对应于常用值，并且在配戴着镜片时提供令人满意的结果。

图3中由实线表示的给定注视方向对应于围绕Q’旋转的眼睛的位置并且对应于顶球的点J，角β是在轴线Q’F’与直线Q’J在包含轴线Q’F’的水平平面上的投影之间形成的角；这个角出现在图3的图中。角α是在轴线Q’J与直线Q’J在包含轴线Q’F’的水平平面上的投影之间形成的角，这个角出现在图3和图4上的方案中。给定的注视视角因此对应于顶球的点J或者对应于点对(α,β)。下降注视角的正值越大，则注视下降越多；并且负值越大，则注视上升越多。

在给定的注视方向上，在物体空间中位于给定物距处的点M的图像在对应于最小距离JS和最大距离JT的两个点S与T之间形成，所述最小距离和最大距离将是矢状局部焦距和切向局部焦距。物体空间中在无穷远处的一点的图像在点F’处形成。距离D对应于镜片的后冠状面。

艾格玛函数(Ergorama)是对每一个注视方向关联物点的通常距离的函数。典型地，在沿主注视方向进行视远时，物点处于无穷远处。在沿基本上对应于朝向鼻侧的、绝对值为约35°的角α和约5°的角β的注视方向进行视近时，物距为30cm到50cm。为了了解关于艾格玛函数的可能定义的更多细节，可以考虑美国专利US-A-6,318,859。所述文献描述了艾格玛函数、其定义及其建模方法。对于本发明的方法而言，点可以处于无穷远处或不处于无穷远处。艾格玛函数可以是配戴者的屈光不正或配戴者的下加光的函数。

通过使用这些要素，可以在每一个注视方向上定义配戴者的光焦度和散光。针对注视方向(α,β)来考虑在由艾格玛函数给定的物距处的物点M。在物体空间中针对对应光线上的点M将物体接近度ProxO定义为点M与顶球的点J之间的距离MJ的倒数：

ProxO＝1/MJ

这使得能够针对顶球的所有点在薄镜片近似内计算物体接近度，所述薄镜片近似用于确定艾格玛函数。对于真实镜片而言，物体接近度可以被视为在对应光线上在物点与镜片的前表面之间的距离的倒数。

对于同一注视方向(α,β)而言，具有给定物体接近度的点M的图像形成于分别对应于最小焦距和最大焦距(其将是矢状焦距和切向焦距)的两个点S与T之间。量ProxI被称为点M的图像接近度：

通过用薄镜片的情况类推，因此针对给定注视方向和给定物体接近度，即，针对物体空间在对应光线上的一点，可以将光焦度Pui定义为图像接近度与物体接近度之和。

Pui＝ProxO+ProxI

用相同的符号表示法，针对每个注视方向和给定物体接近度将散光Ast定义为：

此定义对应于由镜片产生的光束的散光。可以注意到，所述定义在主注视方向上给出了散光的典型值。通常被称为轴位的散光角是角γ。角γ是在与眼睛关联的参考系{Q’，x_m，y_m，z_m}中测量的。它对应于借以形成图像S或T的角，所述角取决于关于平面{Q’，z_m，y_m}中的方向z_m所使用的惯例。

在配戴条件下，镜片的光焦度和散光的可能定义因此可以如B.Bourdoncle等人的论文中所阐释那样计算，所述论文的题目为“Ray tracing through progressiveophthalmic lenses[通过渐变眼科镜片的光线跟踪]”(1990年国际镜片设计会议，D.T.Moore编，英国光电光学仪器学会会议记录)。

图5表示一种构型的透视图，其中参数α和β非零。因此，可以通过示出固定参考系{x，y，z}和与眼睛关联的参考系{x_m，y_m，z_m}来展示眼睛的转动的影响。参考系{x，y，z}的原点在点Q’处。x轴是Q’O轴，并且是从镜片朝向眼睛定向。y轴是竖直的并且向上定向。z轴使得参考系{x，y，z}是正交且直接的。参考系{x_m，y_m，z_m}关联于眼睛，并且其中心是点Q’。x_m轴对应于注视方向JQ’。因此，对于主注视方向而言，这两个参考系{x，y，z}和{x_m，y_m，z_m}是相同的。已知的是，镜片的性质可以用若干不同的方式表示，并且尤其用表面和光学方式表示。因此，表面表征等效于光学表征。在毛坯的情况下，可以只使用表面表征。须理解的是，光学表征要求根据配戴者的处方来对镜片进行机加工。相比之下，在眼科镜片的情况下，这种表征可以是表面类型或光学类型，这两种表征能用两种不同观点描述同一物体。每当镜片的表征为光学类型时，它指代上述艾格玛函数眼睛-镜片系统。为了简单，术语‘镜片’用于本说明书中，但是须被理解为‘艾格玛函数-眼睛-镜片系统’。

光学项中的值可针对注视方向来表示。注视方向通常是由它们的降低程度以及在原点是眼睛转动中心的参考系中的方位角来给定的。当镜片被安装在眼睛前方时，对于主注视方向而言，被称为配镜十字的点被置于眼睛的瞳孔前方或眼睛转动中心Q’前方。主注视方向对应于配戴者正直视前方的情形。在所选择的参考系中，不论配镜十字定位在镜片的哪个表面(后表面或前表面)，配镜十字因此对应于0°的降低角α和0°的方位角β。

以上参考图3至图5所作的描述是针对中央视觉给出的。在周边视觉中，由于注视方向固定，因此瞳孔的中心取代眼睛的转动中心而被考虑并且周边光线方向取代注视方向而被考虑。当考虑周边视觉时，角α和角β对应于光线方向，而非注视方向。

在本说明书的剩余部分，可以使用术语如“向上”、“底部”、“水平”、“竖直”、“上方”、“下方”，或其他指示相对位置的字。在镜片的配戴条件下理解这些术语。值得注意地，镜片的“上”部对应于负降低角α<0°以及镜片的“下”部对应于正降低角α>0°。类似地，镜片的或半成品镜片毛坯的表面的“上”部对应于沿y轴的正值，并且优选地对应于沿y轴的大于所述配镜十字处的y值的值，并且镜片的或半成品镜片毛坯的表面的“下”部对应于沿参考系内的y轴的负值，并且优选地对应于沿y轴的小于所述配镜十字处的y值的值。

配戴条件应被理解为眼科镜片相对于配戴者眼睛的位置，例如由前倾角、角膜到镜片距离、瞳孔-角膜距离、ERC到瞳孔距离、ERC到镜片距离、以及包角来定义。ERC表示眼睛转动中心

角膜到镜片距离是沿着处于主位置的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)在角膜与镜片的后表面之间的距离，例如等于12mm。

瞳孔-角膜距离是沿着眼睛的视轴在其瞳孔与角膜之间的距离，通常等于2mm。

ERC到瞳孔距离是沿着眼睛的视轴在其眼睛转动中心(ERC)与角膜之间的距离，例如等于11.5mm。

ERC到镜片距离是沿着处于主位置的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)在眼睛的ERC与镜片的后表面之间的距离，例如等于25.5mm。

前倾角是在镜片的后表面与处于主位置的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)之间的相交处、在所述镜片的后表面的法线与处于主位置的眼睛的视轴之间在竖直平面上的角，例如等-8°。

包角是在镜片的后表面与处于主位置的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)之间的相交处、在所述镜片的后表面的法线与处于主位置的眼睛的视轴之间、在水平平面上的角，例如等0°。

配戴者条件的实例可以由-8°的前倾角、12mm的角膜到镜片距离、2mm的瞳孔-角膜距离、11.5mm的ERC到瞳孔距离、25.5mm的ERC到镜片距离、以及0°的包角来限定。

可以使用其他条件。配戴条件可以从用于给定镜片的光线跟踪程序来计算。

如之前所指示的，注视方向通常是根据配戴者的眼睛转动中心限定的。

图6示意性地展示了透过镜片看到的视野区。所述镜片包括位于所述镜片的上部的视远区26、位于所述镜片的下部的视近区28和位于视远区26和视近区28之间、在镜片的下部的中间区30。所述镜片还具有一条穿过这三个区并限定鼻侧和颞侧的主子午线32。

本发明涉及一种用于确定有待放置在人的眼睛前方并且与所述人相适配的光学镜片的光焦度的方法。

如图7中所示，根据本发明的方法包括：

-第一距离确定步骤S1，

-第二距离确定步骤S2，

-光焦度确定步骤S3。

在第一距离确定步骤S1过程中，确定第一注视距离。所述第一注视距离是当人沿给定注视方向、以第一注意力水平来注视第一视觉刺激物时所述人的眼睛与所述第一视觉刺激物之间的距离。

人的眼睛与视觉刺激物之间的距离可以被限定为人的瞳孔与视觉刺激物的参考点之间的距离。

优选地，将视觉刺激物定位在人的正中面中，因此配戴者的两只眼睛与视觉刺激物之间的距离基本上相同。

视觉刺激物典型地是例如被印制或显示在屏幕(例如，智能手机、平板电脑、计算机屏幕、或TV屏幕)上的文本或图像。

例如通过使用允许人仅沿特定注视方向观看的装置来强加人的注视方向。

可以简单地请求人沿特定注视方向注视。可以例如使用眼睛跟踪装置来确定注视方向，以检查人正在沿特定注视方向注视。

在第一距离确定步骤过程中，人可以对视觉刺激物与他/她的眼睛之间的距离进行适配。在现有技术的方法中，这种距离是固定的。例如，当眼睛护理从业者确定用于视近的光焦度时，他将视觉刺激物布置在给定距离、通常为40cm处，以确定与视近相适配的所述光焦度。

第一距离对应于人将第一视觉刺激物放置成以第一注意力水平来注视所述第一视觉刺激的距离。

可以通过任何已知方法、例如使用以下方法来确定所述距离：

-光学运动跟踪器，或

-超声波测距仪，或

-卷尺，

-摄像机和图像处理器(诸如标记)，或

-为人配备智能镜架，所述智能镜架识别(相机与图像处理器)这个人进行的动作并且测量离被注视物体的距离。

在第一距离确定步骤过程中，要求人以第一注意力水平来注视第一视觉刺激物。

可以基于人同时执行两个任务的能力来确定这个人的注意力水平。例如，如果人在执行主要任务时在短时间内对请求作出响应，则认为他对主要任务的注意力水平低。替代地，如果人的响应时间长，则可以认为他对主要任务的注意力水平高。例如，如果人花费超过3秒钟来响应系统的请求，则可以认为，注意力水平高(Kim和Rieh 2005年)，这样的时间可以基于人和/或其周围环境和/或活动来定制。

可以基于生理学标记来确定人的注意力水平。例如，可以考虑人的心率。人对任务的注意力水平可以同他当前的心跳与他的平均心跳之间的差相关。例如，如果心跳比平均高每分钟至少15次，则可以认为，人的注意力水平高(Dehais等人，2012年)，可以基于人和/或其周围环境和/或活动来定制这样的差异水平。

可以基于脑标记来确定这个人的注意力水平。使用近红外光谱法(NIRS近红外光谱法)，脱氧血红蛋白水平与氧合血红蛋白(rSO2)水平之比可以提供对人注意力水平的指示。例如，如果脱氧血红蛋白水平与氧合血红蛋白(rSO2)水平之比小于70％，则可以认为，人的注意力水平高(参见Braasch 2010年)，可以基于人和/或其周围环境和/或活动来定制这样的差异水平。

可以使用眼睛跟踪装置来确定人的注意力水平。

典型地，可以使用眼睛跟踪装置来确定人的瞳孔直径。已知人的一般瞳孔直径，可以确定这个直径的变化。如果直径增大，则可以认为，人的注意力水平高。如果直径保持在其一般水平，则可以认为，人的注意力水平低。例如，多于1mm的增大量可以被认为指示高注意力水平(Hossain和Yeasin 2014年)，可以基于人和/或其周围环境和/或活动来定制这样的增大水平。

可以使用眼睛跟踪装置来确定人的眨眼频率。如果眨眼频率减小，则可以指示人的注意力水平提高。例如，小于每分钟17次眨眼的眨眼频率可以认为指示高注意力水平(Benedetto等人2011年)，可以基于人和/或其周围环境和/或活动来定制这样的频率。

可以使用眼睛跟踪装置来确定人的注视方向。例如，可以使用眼睛跟踪装置来确定人的眼睛是在进行环顾眼移动还是在进行聚焦眼移动(Follet Le Meur Baccino 2011年)。如果人在进行聚焦移动，即他聚焦于其视觉周围环境的细节上，则可以认为他的注意力水平高。如果人进行环顾移动，即人没有聚焦于周围环境的仅一个给定区上、而是在不同区之间规律地切换，则可以认为他的注意力水平低。

在第二距离确定步骤S2过程中，确定第二注视距离。

第二注视距离是当人沿所述给定注视方向、以第二注意力水平来注视所述第二视觉刺激物时人的眼睛与所述第二视觉刺激物之间的距离。

第二注意力水平与第一注意力水平不同。

根据本发明的实施例，第二视觉刺激物可以与第一视觉刺激物相同。使用周围环境参数来改变注意力水平。

例如，在第一距离确定步骤过程中，请求人在她/他的周围正播放音乐时阅读本文，并且在第二距离确定步骤过程中，请求人在安静环境中阅读相同本文。在进行第一和第二距离确定步骤时，人所需要的注意力水平不同。阅读动作可以是他/她的默读或者读出。

根据进一步的实施例，第二视觉刺激物可以与第一视觉刺激物不同。例如，第一视觉刺激可以是具有标点符号的本文，并且第二视觉刺激物可以是以下本文：标点符号已经被去除，使得本文阅读理解起来更复杂，因此人在阅读它时需要更高的注意力水平。

视觉刺激物和周围环境也可以与人相适配。实际上，不同的人对给定视觉刺激物可能不需要相同的注意力水平。

根据实施例，第一和第二视觉刺激物位于视近距离处、例如被实现在小于50cm的距离处、诸如在30与50cm之间。例如，第一和第二视觉刺激物是文本，并且基于待阅读的文本的复杂度来适配人的注意力水平。

根据本发明的实施例，所述第一和第二视觉刺激物位于视中距离处、例如被实现在大于50cm且小于1m的距离处。例如，在计算机屏幕上显示第一和第二视觉刺激物，并且基于人在计算机上进行的任务(例如，输入文字、观看视频、或玩视频游戏)的复杂度来适配人的注意力水平。

在光焦度确定步骤过程中，基于第一和第二距离来确定与人相适配的至少一个光焦度。

根据本发明的实施例，可以确定与注视方向相关联的多个光焦度。例如，可以确定与第一距离相对应的第一光焦度以及与第二距离相对应的第二光焦度。

根据本发明的实施例，针对注视方向来确定单一光焦度。

可以基于单一距离来确定所述单一光焦度。所述单一距离是例如基于第一距离和第二距离的组合。

可以基于第一和第二光焦度的组合来确定所述单一光焦度。分别基于第一距离和第二距离来确定所述第一光焦度和第二光焦度。

典型地，可以分别基于第一距离和第二距离的加权和以及第一光焦度和第二光焦度的加权和来确定所述单一距离或单一光焦度。

可以至少基于人每天以第一或第二注意力水平来进行所述活动的频率和/或所花时间量来确定所述加权和的系数。

例如，如果人指示他花费80％的时间来进行需要高专注度的视近任务，则相应地加权根据最高注意力水平确定的距离或光焦度的系数。

可以基于人的模糊容忍度来进一步确定所述单一光焦度。例如，要求人对他对每个刺激物的模糊容忍度进行评级。例如，人可以对于“你在看电视时可以接受模糊视觉吗”的问题指明等级2，并且在“你阅读合同时可以接受模糊视觉吗”的问题指明等级4。与“阅读合同”活动相关联的光焦度或距离具有的权重可以是与“看电视”活动相关联的光焦度或远距离的权重的两倍大。

如图8所示，本发明进一步涉及一种用于确定与人相适配的光学镜片的屈光功能的方法。

所述方法包括：

-人数据提供步骤S10，以及

-屈光功能确定步骤S11。

在人数据提供步骤S10过程中，提供包括人的眼科处方的人数据。人的眼科处方至少包括根据本发明的方法确定的第一和第二注视距离。

替代性地，眼科处方可以包括至少基于所述第一距离和第二距离确定的光焦度、或分别基于所述第一距离和第二距离确定的至少第一光焦度和第二光焦度。

在屈光功能确定步骤过程中，至少基于所述第一和第二注视距离来确定屈光功能。

图9示出了根据本发明的实施例确定的沿着眼科镜片的子午线的光焦度。x轴的刻度为屈光度，并且y轴以度为单位给出了镜片上的高度。光焦度曲线40对应于现有技术的光焦度曲线，而光焦度曲线50对应于根据本发明的方法获得的光焦度。

在这个实例中，人指明她/他花费其80％的时间来进行需要低注意力水平的活动、而花费其20％的时间来进行需要高注意力水平的活动。

使用本发明的方法，可以确定当那个人进行需要高注意力水平的活动时，倾向于在视觉刺激物与他的眼睛之间具有大约35cm的距离，并且当那个人进行需要低注意力水平的活动时，倾向于在视觉刺激物与他的眼睛之间具有大约48cm的距离。

基于这种距离以及人所花的时间，镜片设计师可以修改屈光功能以具有下加光Add＝A*0.8+B*0.2，其中A是在48cm处提供清晰视觉的下加光，并且B是在35cm处提供清晰视觉的下加光。

有利的是，在这种情况下，下加光低于在40cm处具有清晰视觉所需要的下加光(对应于现有技术的方法)。因此，提供了具有较少光学像差并且与人的视觉需要更加匹配的光学设计。

根据图10所展示的本发明的进一步的实施例，所述光学设计可以不仅包括下加光变化还包括光焦度沿着眼科镜片的子午线分布的方式的变化。

如图10所示，所述光学设计可以是至少包括与不同的注视距离或光焦度相对应的第一和第二稳定光焦度区的多稳定区设计。

为了提供多稳定区设计，镜片设计师可以例如使用已知的优化方法来确定光学设计，所述光学设计具有两个跨至少4°的角度范围的稳定光焦度区，其中，所述两个稳定光焦度区之间的光焦度变化小于或等于0.1屈光度/度。

优选地，每个稳定光焦度区成角度地被放置在与实施本发明方法的注视方向相对应的角的任一侧。

所述两个稳定光焦度区可以在度数上具有相同的大小。

在图10的实例中，本发明的方法的注视方向为20°，并且提供了以下测量值：人对低注意力水平活动可能需要2.5屈光度的下加光并且对高注意力水平活动需要2.9屈光度的下加光。

所述光焦度具有在12°与18°之间、对应于2.5屈光度的下加光的第一稳定区、以及在22°与28°之间对应于2.9屈光度下加光的第二稳定区。

因此，当人进行需要低注意力水平的活动时，他可以使用第一稳定区，并且当他进行需要高注意力水平的活动时，他可以使用第二稳定区。

虽然在图10中，两个稳定区覆盖相同的角范围，但是本发明不限于这样的配置。例如，与对应于需要高注意力水平的活动(例如，阅读文本)的第二区相比，对应于需要低注意力水平的活动(例如，看电影)的第一区可以覆盖更大的角范围。

优选地，如图10所示，第一稳定区没有延伸至小于0°、优选地不小于10°的角。

以上实例是针对视近、但是也可以适用于视中。

本发明进一步涉及一种用于制造与人相适配的眼科镜片的方法，所述方法包括：

-镜片毛坯提供步骤，在该步骤过程中，提供镜片毛坯，

-屈光功能提供步骤，在该步骤过程中，提供根据本发明的方法确定的屈光功能，

-制造步骤，在该步骤过程中，基于所述屈光功能来制造所述光学镜片毛坯。

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总体发明构思；具体而言，安装式感测设备不限于头戴式设备。

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改进和变化，所述实施例仅以举例方式给出，无意限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求决定。

在权利要求中，词语“包括”并不排除其他的要素或步骤，并且不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”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组合。权利要求中的任何附图标记都不应当被解释为限制本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于确定有待放置在人的眼睛前方并且与所述人相适配的光学镜片的光焦度的方法，所述方法至少包括：

-第一距离确定步骤，在该步骤过程中，确定第一注视距离，所述第一注视距离是当所述人沿给定注视方向以第一注意力水平来注视第一视觉刺激物时所述人的眼睛与所述第一视觉刺激物之间的距离，

-第二距离确定步骤，在该步骤过程中，确定第二注视距离，所述第二注视距离是当所述人沿所述给定注视方向以第二注意力水平来注视第二视觉刺激物时所述人的眼睛与所述第二视觉刺激物之间的距离，所述第二注意力水平与所述第一注意力水平不同，

-光焦度确定步骤，在该步骤过程中，基于所述第一和第二注视距离来确定与所述人相适配的光焦度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二视觉刺激物位于视近距离处。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一和第二视觉刺激物是文本，并且基于所述文本的复杂度来适配所述人的注意力水平。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二视觉刺激物位于视中距离处。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，在计算机屏幕上显示所述第一和第二视觉刺激物，并且基于所述人在所述计算机上进行的任务的复杂度来适配所述人的注意力水平。

6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括注视方向确定步骤，在该步骤过程中，确定所述给定注视方向。

7.一种用于确定与人相适配的光学镜片的屈光功能的方法，所述方法包括：

-人数据提供步骤，在该步骤过程中，提供包括所述人的眼科处方的人数据，所述眼科处方包括根据权利要求1至6中任一项所述的方法确定的所述第一和第二注视距离，

-屈光功能确定步骤，在该步骤过程中，至少基于所述第一和第二注视距离来确定屈光功能。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述屈光功能包括具有基于所述第一和第二注视距离的加权和确定的光焦度的区。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，至少基于所述人每天以第一或第二注意力水平来进行所述活动的频率和/或所花时间量来确定所述加权和的系数。

10.如权利要求7所述的方法，其中，所述屈光功能包括具有基于所述第一注视距离确定的光焦度的第一区、以及具有基于所述第二注视距离确定的光焦度的第二区。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述配戴者数据提供步骤过程中，提供所述人在进行所述活动时的一组注视方向，并且所述第一和第二区对应于所述组注视方向中的极端注视方向。

12.一种用于制造与人相适配的眼科镜片的方法，包括：

-镜片毛坯提供步骤，在该步骤过程中，提供镜片毛坯，

-屈光功能提供步骤，在该步骤过程中，提供根据权利要求7至11中任一项所述的方法确定的屈光功能，

-制造步骤，在该步骤过程中，基于所述屈光功能来制造所述光学镜片毛坯。

13.一种被配置成用于确定有待放置在人的眼睛前方并且与所述人相适配的光学镜片的光焦度的光焦度确定装置，所述装置至少包括：

-距离测量模块，所述距离测量模块被配置成用于测量视觉刺激物与人的眼睛之间的距离，

-存储器，所述存储器被配置成用于存储计算机可执行指令；以及

-处理器，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，其中，所述计算机可执行指令包括用于以下操作的指令：

-确定第一注视距离，所述第一注视距离是当所述人沿给定注视方向以第一注意力水平来注视第一视觉刺激物时所述人的眼睛与所述第一视觉刺激物之间的距离，

-确定第二注视距离，所述第二注视距离是当所述人沿所述给定注视方向以第二注意力水平来注视第二视觉刺激物时所述人的眼睛与所述第二视觉刺激物之间的距离，所述第二注意力水平与所述第一注意力水平不同，

-基于所述第一和第二注视距离来确定至少一个与所述人相适配的光焦度。

14.根据权利要求13所述的装置，进一步包括被配置成用于显示视觉刺激物的显示模块。