CN108957785A - 眼用镜片设计装置、存储设备以及眼用镜片设计方法 - Google Patents

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Abstract

一种眼用镜片设计方法，用于设计眼用镜片的一目标曲面，该方法包括：预先构建一B样条曲面，根据该B样条曲面、该目标曲面上所有坐标点一预设的屈光度分布和对应该屈光度分布的一曲率分布获得一价值函数；选取该B样条曲面的多个控制点；将所述多个控制点的坐标位置均代入所述价值函数中以计算所述价值函数的值；分析所述价值函数的值是否趋近于零；以及当所述价值函数的值趋近于零时，判断优化后的该B样条曲面即为该目标曲面，当所述价值函数的值并不趋近于零时，控制至少一所述控制点相应移动以优化该B样条曲面，直至所述价值函数的值趋近于零。

Description

眼用镜片设计装置、存储设备以及眼用镜片设计方法
技术领域
本发明涉及镜片设计领域，尤其涉及一种眼用镜片设计装置、存储设备以及眼用镜片设计方法。
背景技术
渐进多焦点镜片设计的初衷是为老年人提供自然、方便和舒适的矫正方式，通常包括位于镜片上部的视远区、位于镜片底部的视近区、位于视近区和视远区之间的过渡区、以及位于边缘区域的像散区四个区域。渐进多焦点镜片的设计过程中，若需改变某一区域(如视远区)的屈光度，为保证屈光度从视远区向视近区逐渐、连续地增加，则视近区的屈光度也需要相应变化，此设计过程较为繁琐，也可能会导致最后得到的镜片表面不够平滑。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种眼用镜片设计装置、存储设备以及眼用镜片设计方法，能够解决上述问题。
一种眼用镜片设计装置，用于设计眼用镜片的一目标曲面，该眼用镜片设计装置包括：一存储设备，用于存储多条指令；以及一处理器，用于加载所述指令以执行如下步骤：预先构建一B样条曲面；根据该B样条曲面、该目标曲面上所有坐标点一预设的屈光度分布和对应该屈光度分布的一曲率分布获得一价值函数；选取该B样条曲面的多个控制点；将所述多个控制点的坐标位置均代入所述价值函数中以计算所述价值函数的值；分析所述价值函数的值是否趋近于零；以及当所述价值函数的值趋近于零时，判断优化后的该B样条曲面即为该目标曲面，当所述价值函数的值并不趋近于零时，控制至少一所述控制点相应移动以优化该B样条曲面，直至所述价值函数的值趋近于零。
一种存储设备，其应用于一眼用镜片设计装置中，该眼用镜片设计装置用于设计眼用镜片的一目标曲面，该眼用镜片设计装置包括一处理器，该存储设备用于存储多条指令，所述指令由该处理器加载并执行如下步骤：预先构建一B样条曲面；根据该B样条曲面、该目标曲面上所有坐标点一预设的屈光度分布和对应该屈光度分布的一曲率分布获得一价值函数；选取该B样条曲面的多个控制点；将所述多个控制点的坐标位置均代入所述价值函数中以计算所述价值函数的值；分析所述价值函数的值是否趋近于零；以及当所述价值函数的值趋近于零时，判断优化后的该B样条曲面即为该目标曲面，当所述价值函数的值并不趋近于零时，控制至少一所述控制点相应移动以优化该B样条曲面，直至所述价值函数的值趋近于零。
一种眼用镜片设计方法，用于设计眼用镜片的一目标曲面，该眼用镜片设计方法包括步骤：预先构建一B样条曲面，根据该B样条曲面、该目标曲面上所有坐标点一预设的屈光度分布和对应该屈光度分布的一曲率分布获得一价值函数；选取该B样条曲面的多个控制点；将所述多个控制点的坐标位置均代入所述价值函数中以计算所述价值函数的值；分析所述价值函数的值是否趋近于零；以及当所述价值函数的值趋近于零时，判断优化后的该B样条曲面即为该目标曲面，当所述价值函数的值并不趋近于零时，控制至少一所述控制点相应移动以优化该B样条曲面，直至所述价值函数的值趋近于零。
本发明较佳实施方式的眼用镜片设计，通过判断该价值函数的值是否趋近于零来判断该B样条曲面是否已经充分逼近该目标曲面，并当该价值函数的值并非趋近于零时，控制至少一所述控制点相应移动以优化该B样条曲面，从而使优化后的B样条曲面充分逼近该目标曲面，此设计过程较为简单，且能够保证最后得到的目标曲面表面平滑。
附图说明
图1为本发明一较佳实施方式中的眼用镜片设计装置的程序模块图。
图2为本发明一较佳实施方式中的眼用镜片设计方法的流程图。
主要元件符号说明
眼用镜片设计装置 1
输入装置 2
存储设备 10
处理器 20
眼用镜片设计系统 100
参数获取模块 101
曲面构建模块 102
函数构建模块 103
控制点选取模块 104
误差分析模块 105
曲面优化模块 106
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1所示，本发明具体实施方式提供一种眼用镜片设计装置1。所述眼用镜片设计装置1包括一存储设备10和一处理器20。所述存储设备10用于存储一眼用镜片设计系统100。所述眼用镜片设计系统100包括一个或多个由程序代码组成的程序模块。所述处理器20用于加载并执行所述眼用镜片设计系统100的各个程序模块，从而设计出符合特定需求的眼用镜片的目标曲面。其中，所述眼用镜片可以是框架眼镜、隐形眼镜或人工水晶体等。更具体的，所述眼用镜片可以是渐进多焦点镜片。
所述眼用镜片设计系统100包括一参数获取模块101、一曲面构建模块102、一函数构建模块103、一控制点选取模块104、一误差分析模块105以及一曲面优化模块106。以下将结合图2说明各程序模块的具体功能。
参阅图2所示，本发明一较佳实施方式的眼用镜片设计方法包括：
步骤S21：所述参数获取模块101获取该眼用镜片所需的规格参数。其中，所述规格参数包括但不限于所述眼用镜片的屈光度、渐变通道(即过渡区)的长度或宽度、视远区范围以及视近区范围等中的至少一种。在本实施方式中，所述眼用镜片设计装置1与一输入装置2连接，所述输入装置2用于供设计者输入所述规格参数，以使所述参数获取模块101获取所述规格参数。其中，所述输入装置2可以是键盘、鼠标等。
步骤S22：所述曲面构建模块102预先构建一B样条曲面。该B样条曲面并不需要充分接近该眼用镜片的目标曲面，设计者可根据任意常规的眼用镜片的表面形状设计该B样条曲面。可以理解，之所以构建该B样条曲面，是因为B样条曲面通常具有几何连续性且曲率均匀变化的特点，其更接近该眼用镜片的目标曲面的实际形状。
步骤S23：所述函数构建模块103根据该B样条曲面、该目标曲面上所有坐标点一预设的屈光度分布和对应该屈光度分布的一曲率分布获得一价值函数。该价值函数用于减小该B样条曲面和该目标曲面之间的误差，即，使该B样条曲面充分逼近该目标曲面。
其中，所述屈光度分布可通过传统的设计方法获得。例如，若该眼用镜片为一渐进多焦点镜片，则该屈光度分布为：前表面曲率从该目标曲面顶部到镜片底部连续增加，从而使其屈光度相应变化，即屈光度从位于该目标曲面上部的视远区向位于该目标曲面底部的视近区逐渐、连续地增加，直至在该视近区达到所需的屈光度。
其中，所述函数构建模块103根据该屈光度分布计算获得该曲率分布，该计算方法为现有技术，此不赘述。
其中，该价值函数F可由以下函数计算获得：
F＝∫[a×(H2-G)+b×(H-P)2)]dA
G＝(fxx×fyy-fxy)/g4
上述a和b为权重因子，f(x,y)表示该B样条曲面，P(x,y)表示该目标曲面上的屈光度分布。因此，该价值函数F可直观地反映该目标曲面上任意坐标点(x,y)处的曲率以及屈光度。
步骤S24：所述控制点选取模块104选取该B样条曲面的多个控制点。其中，所述控制点的数量可根据具体需求进行选择。
步骤S25：所述误差分析模块105将所述多个控制点的坐标位置均代入所述价值函数中以计算所述价值函数的值。
步骤S26：所述误差分析模块105分析所述价值函数的值是否趋近于零，若是，则进行步骤S27；否则，则进行步骤S28。
步骤S27：所述曲面优化模块106判断该B样条曲面即为该目标曲面。
步骤S28：所述曲面优化模块106根据获取的规格参数控制至少一所述控制点相应移动以优化该B样条曲面，从而使优化后的该B样条曲面更加逼近该目标曲面，然后重复步骤S23(此时f(x,y)表示优化后的该B样条曲面)，直至所述价值函数的值趋近于零。其中，所述规格参数能够用于确定所述控制点的移动方向以及移动距离。
在本实施方式中，分析所述价值函数的值是否趋近于零为：计算所述价值函数的值是否小于或等于一预定值，若是，则判断所述价值函数的值趋近于零。所述预定值可根据实际需求进行设定，如，该预定值可设定为0.01。当然，该预定值也可设为零。
在本发明较佳实施方式的眼用镜片设计方法中，通过判断该价值函数的值是否趋近于零来判断该B样条曲面是否已经充分逼近该目标曲面，并当该价值函数的值并非趋近于零时，控制至少一所述控制点相应移动以优化该B样条曲面，从而使优化后的B样条曲面充分逼近该目标曲面，此设计过程较为简单，且能够保证最后得到的目标曲面表面平滑。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种眼用镜片设计装置，用于设计眼用镜片的一目标曲面，其特征在于，该眼用镜片设计装置包括：
一存储设备，用于存储多条指令；以及
一处理器，用于加载所述指令以执行如下步骤：
预先构建一B样条曲面；
根据该B样条曲面、该目标曲面上所有坐标点一预设的屈光度分布和对应该屈光度分布的一曲率分布获得一价值函数；
选取该B样条曲面的多个控制点；
将所述多个控制点的坐标位置均代入所述价值函数中以计算所述价值函数的值；
分析所述价值函数的值是否趋近于零；以及
当所述价值函数的值趋近于零时，判断优化后的该B样条曲面即为该目标曲面，当所述价值函数的值并不趋近于零时，控制至少一所述控制点相应移动以优化该B样条曲面，直至所述价值函数的值趋近于零。
2.如权利要求1所述的眼用镜片设计装置，其特征在于，该价值函数F由以下函数计算获得：
F＝∫[a×(H2-G)+b×(H-P)2)]dA
G＝(fxx×fyy-fxy)/g4
其中，上述a和b为权重因子，f(x,y)表示该B样条曲面，P(x,y)表示该目标曲面上的所述屈光度分布。
3.如权利要求1所述的眼用镜片设计装置，其特征在于，所述处理器还用于执行如下步骤：
获取该眼用镜片所需的规格参数，从而根据获取的规格参数控制所述控制点相应移动。
4.如权利要求3所述的眼用镜片设计装置，其特征在于，所述规格参数包括所述眼用镜片的屈光度、渐变通道的长度或宽度、视远区范围以及视近区范围中的至少一种。
5.如权利要求1所述的眼用镜片设计装置，其特征在于，“分析所述价值函数的值是否趋近于零”包括：
计算所述价值函数的值是否小于或等于一预定值；
在所述价值函数的值小于或等于该预定值时，判断所述价值函数的值趋近于零。
6.一种存储设备，其应用于一眼用镜片设计装置中，该眼用镜片设计装置用于设计眼用镜片的一目标曲面，该眼用镜片设计装置包括一处理器，其特征在于，该存储设备用于存储多条指令，所述指令由该处理器加载并执行如下步骤：
预先构建一B样条曲面；
根据该B样条曲面、该目标曲面上所有坐标点一预设的屈光度分布和对应该屈光度分布的一曲率分布获得一价值函数；
选取该B样条曲面的多个控制点，
将所述多个控制点的坐标位置均代入所述价值函数中以计算所述价值函数的值；
分析所述价值函数的值是否趋近于零；以及
当所述价值函数的值趋近于零时，判断优化后的该B样条曲面即为该目标曲面，当所述价值函数的值并不趋近于零时，控制至少一所述控制点相应移动以优化该B样条曲面，直至所述价值函数的值趋近于零。
7.如权利要求6所述的存储设备，其特征在于，该价值函数F由以下函数计算获得：
F＝∫[a×(H2-G)+b×(H-P)2)]dA
G＝(fxx×fyy-fxy)/g4
其中，上述a和b为权重因子，f(x,y)表示该B样条曲面，P(x,y)表示该目标曲面上的所述屈光度分布。
8.如权利要求6所述的存储设备，其特征在于，所述指令由该处理器加载并进一步执行如下步骤：
获取该眼用镜片所需的规格参数，从而根据获取的规格参数控制所述控制点相应移动。
9.如权利要求8所述的存储设备，其特征在于，所述规格参数包括所述眼用镜片的屈光度、渐变通道的长度或宽度、视远区范围以及视近区范围中的至少一种。
10.一种眼用镜片设计方法，用于设计眼用镜片的一目标曲面，其特征在于，该眼用镜片设计方法包括步骤：
预先构建一B样条曲面，根据该B样条曲面、该目标曲面上所有坐标点一预设的屈光度分布和对应该屈光度分布的一曲率分布获得一价值函数；
选取该B样条曲面的多个控制点；
将所述多个控制点的坐标位置均代入所述价值函数中以计算所述价值函数的值；
分析所述价值函数的值是否趋近于零；以及
当所述价值函数的值趋近于零时，判断优化后的该B样条曲面即为该目标曲面，当所述价值函数的值并不趋近于零时，控制至少一所述控制点相应移动以优化该B样条曲面，直至所述价值函数的值趋近于零。
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