CN112602001B - 用于生成目标设计的计算机实施的方法、数据处理系统和存储介质及相关方法和存储介质 - Google Patents

用于生成目标设计的计算机实施的方法、数据处理系统和存储介质及相关方法和存储介质 Download PDF

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Abstract

一种用于产生目标设计的计算机实施的方法，该目标设计考虑散光度并且适合在优化具有散光度的眼镜镜片时使用。该方法包括：‑提供初始目标设计，该初始目标设计没有直接考虑该眼镜镜片的散光度，以及‑通过基于直接考虑该眼镜镜片的散光度的校正目标设计对该初始目标设计进行校正来生成该目标设计。

Description

用于生成目标设计的计算机实施的方法、数据处理系统和存储介质及相关方法和存储介质
技术领域
本发明涉及一种用于生成适合于在优化眼镜镜片时使用的目标设计的计算机实施的方法以及数据处理系统。另外，本发明涉及一种具有用于生成这种目标设计的指令的计算机程序以及非易失性计算机可读存储介质。此外，本发明涉及一种用于提供眼镜镜片的方法、一种具有眼镜镜片的数值表示的存储介质以及一种用于生产眼镜镜片的方法。
背景技术
眼镜镜片可以分为仅具有屈光度的眼镜镜片（根据DIN ISO 13666: 2013-10的第8.3.1节的所谓的单光镜片）以及具有不同聚焦能力的眼镜镜片（根据DIN ISO 13666:2013-10的第8.3.2节的所谓的多焦点镜片）。术语“屈光度”是眼镜镜片的聚焦能力和棱镜度的集合术语；术语“聚焦能力”进而是眼镜镜片的球镜度（平行光的近轴束根据球镜度聚焦在某个点处（DIN ISO 13666: 2013-10的第11.1节），并且在处方中通常通过“球镜”值考虑球镜度）以及散光度（平行光的近轴束根据散光度相互成直角聚焦在两个单独的线焦点（DIN ISO 13666: 2013-10的第12.1节）上，并且在处方中通常通过“柱镜”值考虑散光度）的集合术语。在本说明书的范围内，如果光束的直径不超过0.05 mm、尤其是0.01 mm，则该光束被视为近轴光束。根据DIN ISO 13666: 2013-10的第11.2节，“球镜”值表示球镜度镜片的后顶焦度的值或散光度镜片的两条主子午线之一上的顶点焦度的值。此处，主子午线（DIN ISO 13666: 2013-10的第7.4节）是在对表面进行测量时示出最大或最小曲率的表面的子午面，术语“子午面”（DIN ISO 13666: 2013-10的第5.7.1节）表示包含表面曲率的（多个）中心的平面。根据DIN ISO 13666: 2013-10的第12.2节，具有散光度的眼镜镜片的主子午线应理解为是指尤其平行于两个线焦点的两个相互垂直的子午面之一。此处，“柱镜”值（DIN ISO 13666: 2013-10的第12.5节）表示散光差异，根据DIN ISO 13666: 2013-10的第12.4节，散光差异是关于第一主子午线或第二主子午线具有散光度的眼镜镜片的第一主子午线上的顶点焦度与第二主子午线上的顶点焦度之间的差。用作参考的主子午线的方向用“轴线”的角度来表征（DIN ISO 13666: 2013-10的第12.6节）。根据DIN ISO 13666: 2013-10的第12.2.1节，在这种情况下第一主子午线是具有较低屈光力的主子午线；第二主子午线（DIN ISO 13666: 2013-10的第12.2.2节）是具有较高屈光力的主子午线。
多个聚焦能力的使用有助于使用单个眼镜镜片对眼镜配戴者的视近部分和视远部分的视觉缺陷进行矫正。如果视远部分与视近部分之间的焦度转变是连续的，则参考DINISO 13666: 2013-10的第8.3.5节中定义的渐进式多焦点镜片。渐进式多焦点镜片是具有至少一个渐变表面并且在眼睛配戴者向下看时（正）焦度递增的眼镜镜片。根据标准的DINISO 13666: 2013-10的第7.7节，渐变表面限定了非旋转对称的表面，在该表面的部分或全部上具有连续变化的曲率，通常旨在提供递增的下加光或递减的焦度。
目前，渐进式多焦点镜片可以基于所述被测眼睛的测得屈光结果来单独地适应患者的眼睛。为此，眼镜镜片表面中的至少一个表面（通常是在按预期使用眼镜时面对眼睛的后表面或眼睛侧表面（DIN ISO 13666: 2013-10的第5.9节））设置有自由形式表面。此处，自由形式表面表示能够在生产期间自由形成的、尤其不需要轴向对称或旋转对称并且在眼镜镜片的不同区域产生不同焦度（球镜度和/或散光度和/或棱镜度）的表面。在广义上，自由形式表面应理解为是指复杂表面，该复杂表面尤其可以使用分段函数、特别是两次连续可微分的分段函数来表示。合适的分段函数的示例是（尤其分段的）多项式函数（尤其是多项式样条，诸如双三次样条、四阶或更高阶的高阶样条、泽尼克多项式、福布斯表面、切比雪夫多项式、非均匀有理多项式B样条（NURBS））或傅里叶级数。这些复杂表面应区别于简单表面（诸如例如球面表面、非球面表面、柱面表面、环曲面、非环曲面或WO 89/04986 A1的第12页第6至13行描述的其他表面，这些表面被描述为至少沿主子午线为圆形。对应于2015年12月的DIN SPEC 58194的第2.1.2节的更窄意义上的自由形式表面是使用自由形式的技术制造的眼镜镜片表面，该眼镜镜片表面在数学上在微分几何的范围内描述并且既不是点对称的也不是轴对称的。
通常，通过对眼镜镜片进行机械加工（即，例如通过铣削）或在CNC方法的范围内（通过基于表面的数学描述在数值控制下产生自由形式表面）在眼镜镜片上产生自由形式表面。自由形式表面的数学描述通常借助于分段函数来实施。在这种情况下，分段函数是被限定在通常为平面的二维网格（例如，在矩形网格的矩形区域上）的网格点之间的函数，并且该函数定义了自由形式表面的一部分。举例来说，如果矩形网格位于笛卡尔坐标系的xy平面中，则分段函数可以是x坐标和y坐标的函数。然后，它们的函数值形成分配给xy平面中某个点的z坐标，并且分段函数的所有z坐标的集合形成自由形式表面的一部分。在最简单的情况下，在xy平面的每个位置通过z坐标指定自由形式表面的点。换句话说，分段函数的函数值指定了自由形式表面的点在xy平面中的点之上的相应高度。通常，以如下方式确定分段函数：使得到限定在相邻网格区域上的分段函数的过渡至少在一阶导数、优选地还在二阶导数中是连续的。如果分段函数是多项式，这些函数也称为样条。
通过优化方法来确定自由形式表面的数学模型，该优化方法中指定了要实现的光学目标设计或要实现的表面目标设计。光学目标设计是在眼镜配戴者的光束路径中在整个眼镜镜片上或之外的图像像差的分布或处方（例如，散光残余偏差、球镜残余偏差、棱镜、水平对称、畸变或更高级像差，诸如例如彗形像差（coma））。另外，光学目标设计可以包含针对参考点（例如，视远设计参考点或视近设计参考点）处的散光残余偏差和球镜残余偏差的处方，或者针对测量设备（例如，顶点焦度测量设备）的测量光束路径中的下加光的处方。光学目标设计指定例如通过眼镜镜片获得的在所谓的眼镜配戴者的光束路径（即，在穿过眼睛的瞳孔或眼睛的支点的光束路径）中眼镜镜片的容许球镜残余像差和容许散光残余像差的值的分布。通常，在眼镜镜片的前表面上的多个点（即，在眼镜镜片的背离眼睛的一侧）（所谓的优化点）处限定这些呈单独值形式的残余像差。球镜残余像差应理解为是指眼镜镜片引起的球镜矫正与根据处方的球镜矫正的偏差；散光残余像差应理解为是指眼镜镜片引起的散光矫正与根据处方的散光矫正的偏差。在用于计算整个眼镜镜片的球镜残余像差和散光残余像差的值的分布的光线计算的范围内使用光束，这些光束各自的光线（以下称为主光线）不仅穿过眼镜镜片，还穿过眼睛的支点，并且主光线在最优点处穿过眼镜镜片的前表面。通常，在这种情况下考虑相应眼镜镜片的使用条件，并且针对相应的使用条件优化自由形式表面。举例来说，使用条件可以通过“配戴”前倾角（DIN ISO 13666: 2013-10的第5.18节）、镜圈面部弧度（DIN ISO 13666: 2013-10的第17.3节）以及顶点距离（DIN ISO 13666:2013-10的第5.27节）指定，并且针对每个眼镜镜片的相应配戴者进行配适。此处，术语“配戴”前倾角表示眼镜镜片的前表面在其方框中心处的法线（方框系统是基于在眼镜镜片或眼镜镜片毛坯的外边缘处由水平切线和竖直切线形成的矩形的度量和定义的系统）与在第一眼位的眼睛视线（通常是水平的（主注视方向））之间在竖直平面中的角度。术语“镜圈面部弧度”应理解为是指眼镜前部的平面与右镜片形状或左镜片形状的平面之间的角度，其中，术语“镜片形状的平面”描述了在眼镜架的几何形状中心处与在眼镜架上的演示形状或虚拟形状的前表面相切的平面（演示形状或虚拟形状是制造商出于演示目的而没有将屈光度插入眼镜架的眼镜镜片），并且术语“眼镜前部的平面”描述了穿过镜片形状的左平面和右平面的两条竖直中心线的平面（在这两条中心线彼此不平行的情况下，这大致是适用的）。术语“顶点距离”表示眼镜镜片的后表面与角膜顶点之间的距离，该距离在垂直于眼镜前部的平面的观看方向上进行测量。
除了“配戴”前倾角、镜圈面部弧度以及顶点距离之外，使用条件通常还包括瞳孔间距（DIN ISO 13666: 2013-10的第5.29节）（即，当眼睛在笔直向前注视无限远处的物体时瞳孔中心之间的距离）、定心数据（即，使眼镜镜片在眼睛前部居中所需的尺寸和距离）以及物距模型（该物距模型设置物距，针对该物距对眼镜镜片表面上某个点进行优化）。通常相对于眼镜镜片前表面来限定光学目标设计，因为通常在眼镜镜片的情况下，也在前表面上限定了视远设计参考点和视近设计参考点，其中，根据DIN ISO 13666: 2013-10的第5.13节和第5.14节的视远设计参考点和视近设计参考点是由制造商规定的、在成品镜片的前表面或镜片的成品表面上分别应用视远部分和视近部分的设计规范的那些点。
用于指定目标设计的光学目标设计的替代性选项包括：在目标设计中指定自由形式表面的表面特性，例如在相应优化点处的表面屈光力和表面散光，在这种情况下，相应优化点位于应该形成自由形式表面的表面上。此处，表面屈光力是对围绕优化点的表面部分改变从空气入射到该表面部分上的光束的聚散度（眼镜镜片材料的折射率除以波阵面的曲率半径）的能力的度量。优化点处的表面散光表示表面的优化点处的主子午线的表面屈光力差异。此处，优化点处的主子午线是围绕优化点的表面部分的具有最大和最小曲率的子午面，其中，子午面是包含围绕优化点的表面部分的曲率中心和优化点处的表面部分的法向量的平面。在下文中，术语“目标设计”应该包括区域目标设计和光学目标设计两者。
在优化方法的范围内指定了初始眼镜镜片，例如，简单的单光镜片。根据DIN ISO13666: 2013-10的第8.3.1节，单光镜片是由于构造而仅存在屈光度的镜片。初始眼镜镜片的几何形状从眼镜配戴者的验光数据得出，并且通常包含球面或环曲面的后表面，该后表面被近似的表面替代以进行优化，所述近似的表面由分段函数定义。针对该初始眼镜镜片，通过光线计算来计算在相应优化点处的例如球镜残余误差和散光残余误差的结果值，并将这些结果值与光学目标设计所规定的值进行比较。此处，在各自情况下，所执行的光线计算针对主光线穿过眼镜镜片前侧上的优化点并且穿过眼睛的支点（即，观看移动时眼睛围绕其旋转的点）延伸的光束来计算各个优化点处的值。根据例如首先在球镜残余像差和散光残余像差的指定值与其次所计算的值之间的偏差，可以确定误差函数或全局误差，该误差函数或全局误差的一个或多个值取决于分段函数的形式或其参数。可以通过优化方法使该误差函数或该全局误差最小化，在该优化方法中，改变分段函数（即，这些分段函数的参数），其方式使得误差函数最终满足终止条件。举例来说，可以通过使误差函数的值达到最小值或低于预定极限值来满足终止条件。优化的分段函数最终表示自由形式表面。基于该自由形式表面对眼镜镜片的后表面进行计算机控制的处理。除了后表面或作为其替代方案，也可以相应地使用优化方法来优化前表面（根据DIN ISO 13666: 2013-10的第5.8节，在按预期使用眼镜时，背离眼睛的眼镜镜片表面）。代替基于光学目标设计，优化还可以基于表面目标设计来实施，其中，然后该优化方法被适配用于表面目标设计的使用。
这种单独优化的目标是为眼镜镜片族的眼镜镜片的所有配戴者提供相同的视觉印象，而与验光数据的值和使用条件无关。也就是说，单独优化的目标是例如针对眼镜镜片族的所有镜片实现相同的光学设计。此处，眼镜镜片族应理解为是指具有相同焦度增加的一组渐进式多焦点镜片，即，相同的渐变长度以及视近区（视近部分）的焦度与视远区（视远部分）的焦度之间的相同差。渐变长度表示限定渐变区或中间走廊在焦度增加的方向上延伸的长度。根据DIN EN ISO 13666: 2013-10的第14.2.14节，渐变区是覆盖渐进式多焦点镜片的视远部分与视近部分之间的过渡或者递减焦度镜片的视近部分与视中部分之间的过渡的区域。根据DIN EN ISO 13666: 2013-10的第14.1.25节，中间走廊是渐进式多焦点镜片的为视远与视近之间的视中范围提供清晰视觉的部分。举例来说，中心视场中从眼镜镜片前表面上焦度开始增加的点到前表面上第一次实现视近所需的焦度增加的点的竖直距离可以用作渐变长度。可替代地，例如也可以使用在渐变区的中心在视近部分的点与视远部分的点（例如，近用参考点和远用参考点）之间延伸的曲线长度。
举例来说，在DE 10 2012 000 390 A1和WO 2008/089999 A1中描述了眼镜镜片的优化方法。
如果目标设计应考虑指定的方向，则很难为具有散光度的眼镜镜片创建目标设计。在多焦点镜片（诸如尤其是渐进式多焦点镜片）中，眼镜镜片在其使用期间的取向通过视近部分相对于视远部分的布置来设置。该设置需要在考虑指定方向的同时创建目标设计。同样地，眼镜镜片的使用条件可以设置其在使用期间的取向。因此，考虑目标设计中的使用条件还可能导致必须考虑目标设计中的指定方向。由于指定的方向，有各种选择将柱镜度的轴线相对于指定的方向进行定向，因此，由于轴线相对于指定方向有大量的可能取向，因此需要大量的目标设计。因此，创建表示不同散光度的大量目标设计将需要大量费用。
US 6,382,789 B1已经披露了一种用于眼镜镜片的优化方法，其中使用球镜目标设计来优化具有散光度的眼镜镜片。在优化期间，残余散光被最小化，该残余散光指定了由要生成的镜片获得的散光度与根据处方的散光度之间的差。
在球镜目标设计中，可以考虑根据等式（等效球镜度 = 球镜 + 0.5 × 柱镜）计算的呈等效球镜度形式的散光度。
结果，球镜值为+3屈光度并且无散光度的眼镜镜片的目标设计与球镜值为+2屈光度并且柱镜值为+2屈光度的目标设计或球镜值为0屈光度并且柱镜值为+6屈光度的眼镜镜片的目标设计相同。
使用US 6,382,789 B1中描述的方法来创建目标设计所需的费用相对较低，因为在目标设计中没有考虑轴线相对于指定方向的取向；然而，当使用球镜目标设计来优化具有散光度的眼镜镜片时，没有考虑要生成的眼镜镜片的可实现非球面化，这些可实现非球面化取决于柱镜值的大小而沿两条主子午线不同，其结果是例如在优化算法的范围内，对一个主子午线施加无法实现的要求，而对另一个主子午线上给与不必要的自由度。在任何情况下，在目标设计中都未找到柱镜值和轴位值，这阻碍了优化算法可能性的全面发展。
发明内容
因此，与US 6,382,789 B1相比，本发明的目的是提供一种用于生成目标设计的方法，该方法允许更完整地发展优化算法的可能性。另外，本发明的目的是提供一种用于生成目标设计的数据处理系统，该数据处理系统允许更完整地发展优化算法的可能性。本发明的进一步目的是提供一种促进执行根据本发明的方法的计算机程序和存储介质。另外，本发明的目的是提供一种用于提供眼镜镜片的有利方法、一种具有眼镜镜片的有利数值表示的非易失性计算机可读存储介质以及一种用于生产眼镜镜片的有利方法。
这些目的是通过根据本发明的计算机实施的方法、根据本发明的计算机程序、根据本发明的数据处理系统、根据本发明的非易失性计算机可读存储介质来实现。
根据本发明，提供了一种用于生成目标设计的计算机实施的方法，该目标设计考虑散光度并且适合在优化具有散光度的优化眼镜镜片时使用。该方法包括提供初始目标设计的步骤，该初始目标设计没有直接考虑散光度。举例来说，初始目标设计可以被适配用于获得要生成的眼镜镜片中的特定球镜度，或者在为多焦点镜片生成目标设计的情况下用于获得多个特定球镜度。
根据本发明的方法的区别在于：通过基于直接考虑该眼镜镜片的散光度的校正目标设计对该初始目标设计进行校正来生成该目标设计。此处，如果目标设计考虑要生成的眼镜镜片中的可实现非球面化（这些可实现非球面化取决于柱镜值的大小而沿两条主子午线不同），则该目标设计应该被视为直接考虑散光度。相应地，如果目标设计没有考虑要生成的眼镜镜片中的可实现非球面化（这些可实现非球面化取决于柱镜值的大小而沿两条主子午线不同），则该目标设计应该被视为没有直接考虑散光度。举例来说，基于来自用户处方的球镜值和柱镜值的等效球镜度的球镜目标设计没有考虑要生成的眼镜镜片中的可实现非球面化，这些可实现非球面化取决于柱镜值的大小而沿两条主子午线不同，因此该目标设计没有直接考虑散光度。应当注意的是，既不包括来自用户处方的柱镜值也不包括轴位值、并且因此根本不考虑散光度的球镜目标设计也是没有直接考虑散光度的目标设计。因此，在本发明的范围内，“没有直接考虑”还包括“根本没有考虑”的情况。
因此，根据本发明的方法提供由处方产生的眼镜镜片的散光度，该散光度没有在目标设计中直接考虑，而是间接地以校正形式考虑，该校正直接考虑初始目标设计的散光度，该初始目标设计没有直接考虑散光度。该过程的优点在于，初始目标设计不需要直接考虑散光度（但是可以可选地间接地考虑该散光度，例如以等效球镜度的形式）。替代地，初始目标设计可以考虑其他参数，考虑这些参数并直接考虑散光度将需要大量费用。然后这些参数不需要在校正目标设计中考虑。如果要生成的目标设计是例如对在其使用期间具有特定取向的眼镜镜片进行优化时所使用的目标设计，则该初始目标设计可以考虑表示指定方向的数据，其中，该指定方向是该眼镜镜片在其使用期间的取向所需要的。然后在不考虑指定方向的情况下创建校正目标设计。因此，例如，根据视近部分相对于视远部分的布置，眼镜镜片的取向以及目标设计中需要的指定方向出现在多焦点镜片（诸如尤其是渐进式多焦点镜片）中。考虑眼镜镜片的使用条件还需要目标设计中的指定方向。因此，在单光镜片的情况下，由于考虑使用条件，可能需要目标设计中的指定方向。在为多焦点镜片或单光镜片创建目标设计的范围内，通常在该过程中使用一般使用条件，即，与限定的配戴者组相匹配的使用条件。然后，通常借助于所创建的目标设计考虑用户的个体使用条件来优化眼镜镜片。
通过根据本发明的方法，其中仅在校正目标设计中直接考虑散光度，可以利用很少的费用提供或确定合适的初始目标设计以及提供或确定合适的校正目标设计，尤其在例如眼镜镜片的特定取向需要目标设计中的指定方向的情况下。校正本身同样可以用很少的费用进行。因此，所生成的目标设计可以避免在用于优化具有散光度的眼镜镜片的优化算法的范围内对一个主子午线施加无法获得的需求以及对另一个主子午线给与不必要的自由度，其将导致优化算法在其可能性的全面发展中受到阻碍。相比之下，利用根据本发明的方法生成的目标设计可以实现优化算法的可能性的完整发展。同时，用于创建目标设计的费用保持可管理。
直接考虑散光度的校正目标设计可以尤其是针对单光镜片的目标设计。此处，针对单光镜片的目标设计应理解为是指可以用于优化单光镜片的目标设计。与针对多焦点镜片的目标设计相比，创建针对单光镜片的目标设计要容易得多。尽管如此，即使初始目标设计应该是多焦点镜片，针对单光镜片的目标设计也适合用于校正初始目标设计。此处，特别地，针对单光镜片的目标设计是针对非环曲面单光镜片的目标设计。这促进了对像差更好地校正。
特别地，校正目标设计可以基于来自用户处方的柱镜值。结果，创建校正目标设计时所需的值可以直接从处方中获取而无需转换。在基于校正目标设计对初始目标设计进行校正时，可以使用用户处方的轴位值，以便设置校正目标设计相对于初始目标设计的取向。因此，每个柱镜与轴位的组合不需要专门的校正目标设计；替代地，仅针对每个柱镜值需要专门的校正目标设计，其结果是校正目标设计的数量大大减少。
在根据本发明的方法的一种配置中，所提供的初始目标设计还基于特定球镜初始值。该特定球镜初始值可以是任何球镜值，这使提供初始目标设计的费用特别低。然而，其也可以由来自用户处方的柱镜值和轴位值的等效球镜度指定。然后，这种初始目标设计已经对要生产的眼镜镜片的散光度有一定的适应性，因此与在初始目标设计中使用任何随机球镜初始值的情况相比，校正量较小。然后，根据基于来自用户处方的柱镜值的目标设计以及基于球镜初始值的目标设计形成该校正设计。因此，可以从两个易于形成的目标设计生成校正目标设计。特别地，可以根据基于来自用户处方的柱镜值的目标设计与基于球镜初始值的目标设计之间的差异可以形成该校正目标设计。将两个目标设计相减不是一个计算量很大的过程。此处，基于球镜初始值的目标设计和基于来自用户处方的柱镜值的目标设计分别尤其是非球面单光镜片和非环曲面单光镜片的目标设计，即，在各自情况下旨在优化非球面单光镜片或非环曲面单光镜片的目标设计。此类目标设计具有简单的结构并且因此可以利用非常少的费用形成和减去。
可以尤其基于针对单光镜片的多个目标设计确定基于来自用户处方的柱镜值的针对单光镜片的目标设计，该多个目标设计均由球镜值与柱镜值的组合来表征。这种配置使得可以预先基于不同的柱镜值和球镜值计算多个目标设计并将其分组，例如以矩阵的形式。在用于确定基于来自用户处方的柱镜值的目标设计的费用特别少的第一特定配置中，确定该目标设计是通过从针对单光镜片的多个目标设计中选择目标设计来实施的，即，例如通过从上述矩阵中选择目标设计来实施。随着矩阵中针对单光镜片的多个目标设计的布置密度的增加，确定基于来自用户处方的柱镜值的目标设计的过程效果越好，即，矩阵中彼此相邻的单光镜片的球镜值与柱镜值之间的差越小，所述过程效果越好。
然而，还可以通过在针对单光镜片的多个目标设计中的两个目标设计之间进行内插（即例如，通过在至少两个目标设计（例如，矩阵中彼此相邻的目标设计）之间内插球镜值和内插柱镜值）来确定基于用户处方的柱镜值的针对单光镜片的目标设计。如果具有单光镜片的矩阵不是很密集，即球镜值之间的差以及柱镜值之间的差在矩阵中彼此相邻的针对单光镜片的目标设计之间相对较大，该过程也可以获得良好的结果。然而，即使在相对密集的矩阵的情况下，内插法的使用也可能导致更好地适配于根据处方的值的目标设计，并且因此可以导致更好地适配于处方的校正目标设计。
一种根据本发明的用于生成目标设计的计算机程序包括指令，该目标设计考虑散光度并且适合在优化具有散光度的镜片时使用，这些指令当在计算机上被执行时提示该计算机提供初始目标设计，该初始目标设计没有直接考虑散光度。此外，根据本发明的计算机程序包括指令，这些指令当在计算机上被执行时提示该计算机通过基于直接考虑该眼镜镜片的散光度的校正目标设计对该初始目标设计进行校正来生成该目标设计。因此，根据本发明的计算机程序包含指令，这些指令当在计算上被执行时使得执行根据本发明的方法。关于根据本发明的方法描述的发展以及与之相关的优点还可以通过根据本发明的计算机程序经由该计算机程序的对应指令来实现。
一种根据本发明的用于生成目标设计的数据处理系统包括处理器和存储器，该目标设计考虑散光度并且适合在优化具有散光度的眼镜镜片时使用。该处理器被配置为基于存储在存储器中的计算机程序的指令提供输出目标设计，该输出目标设计没有直接考虑散光度。此外，该处理器被配置为基于存储在该存储器中的计算机程序的指令通过基于直接考虑该眼镜镜片的散光度的校正目标设计对该初始目标设计进行校正来生成该目标设计。
可以使用根据本发明的数据处理系统执行根据本发明的计算机实施的方法。根据本发明的数据处理系统的发展由根据本发明的方法产生，该方法随后以具有对应指令的计算机程序的形式存储在数据处理系统的存储器中。因此，关于根据本发明的方法的发展描述的优点可以转移到根据本发明的数据处理系统的对应发展。
根据本发明的非易失性计算机可读存储介质包含用于生成目标设计的指令，该目标设计考虑散光度并且适用于在优化具有散光度的眼镜镜片时使用。该存储介质中包含的指令当在计算机上执行时提示计算机提供没有直接考虑散光度的初始目标设计。此外，存储介质包括存储在其上的指令，这些指令当在计算机上被执行时提示该计算机通过基于直接考虑该眼镜镜片的散光度的校正目标设计对该初始目标设计进行校正来生成该目标设计。
根据本发明的计算机可读存储介质促进为数据处理系统提供指令，这些指令促进执行根据本发明的计算机实施的方法。根据本发明的计算机可读存储介质的发展包括表示根据本发明的方法的发展的指令。因此，根据本发明的计算机可读存储介质的发展的优点可以很容易地从参考根据本发明的计算机实施的方法所描述的优点中得出。
在根据本发明的用于提供眼镜镜片的方法中，指定了初始眼镜镜片和目标设计，该目标设计指定要由该眼镜镜片实现的至少一种特性。使用优化算法来优化该初始眼镜镜片的至少一个表面，其方式使得具有优化表面的初始眼镜镜片获得如该目标设计所指定的要在容许偏差内实现的至少一个特性。最终，将具有该优化表面的初始眼镜镜片提供作为眼镜镜片。
根据本发明的用于提供眼镜镜片的方法的区别在于，将根据基于本发明的用于生成考虑散光度的目标设计的方法生成的目标设计指定为目标设计。与之相关的优点直接来自关于用于生成考虑散光度的目标设计的计算机实施的方法所描述的优点。
举例来说，特性可以是散光残余像差或球镜残余像差。然而，特性还可以是表面散光力或表面屈光力。
被优化的至少一个表面可以是眼镜镜片的后表面或前表面。然而，还可以优化眼镜镜片的前表面和后表面两者。
初始眼镜镜片的要优化的至少一个表面可以是自由形式表面。这样，它们可以例如通过一开始描述的分段函数来表示。
例如，该偏差可以通过误差函数的函数值来指定，其中，误差函数的函数值取决于所实现的特性与要实现的特性之间的差异，或者在具有多个特性的情况下取决于已实现的特性与要实现的各个特性之间的差异。举例来说，如果误差函数的函数值未超过指定的阈值，或者误差函数的函数值具有最小值，则可以认为偏差是容许的。
特别地，可以通过提供该眼镜镜片的数值表示来提供该眼镜镜片，其中，该眼镜镜片的数值表示然后由具有该优化表面的初始眼镜镜片的数值表示给出。此外，根据本发明，提供了具有眼镜镜片的这种数值表示的存储介质。
此外，根据本发明，提供用于生产眼镜镜片的方法。在该方法中，提供了一种初始主体，通过材料烧蚀工艺（特别是通过机械加工）基于所提供的眼镜镜片的数值表示从该初始主体生产眼镜镜片。特别地，可以用计算机控制的方式实施该生产。眼镜镜片的数值表示从根据本发明的包含眼镜镜片的数值表示的存储介质读取，或者借助于根据本发明的用于提供眼镜镜片的方法来提供。与根据本发明的用于生产眼镜镜片的方法相关的优点来自于根据本发明的用于提供眼镜镜片的方法的优点，并且因此，如上所述来自于关于用于产生考虑散光度的目标设计的计算机实施的方法所描述的优点。
从以下示例性实施例的描述并参考附图，即可明白本发明的其他特征、特性和优点。
附图说明
图1示出了表示用于产生目标设计的计算机实施的方法的示例性实施例的流程图。
图2示出了用于确定校正目标设计的可能方法的流程图。
图3在框图中示意性地示出了适合用于执行用于产生目标设计的方法的数据处理系统的部件。
具体实施方式
在本发明的描述范围内使用以下定义：
目标设计
在本发明的意义上的目标设计是在优化过程中应当实现的眼镜镜片上的图像像差的分布的处方或眼镜镜片的表面特性的处方。在第一种情况下提到的是光学目标设计，而在第二种情况下提到的是表面目标设计。相应地，光学目标设计是在眼镜配戴者的光束路径上在整个眼镜镜片上或之外的图像像差的分布的处方（例如，散光残余偏差、球镜残余偏差、棱镜、水平对称、畸变或更高级像差，例如彗形像差（coma））。另外，光学目标设计可以包含参考点（例如，视远设计参考点或视近设计参考点）处的散光残余偏差和球镜残余偏差的处方，或者测量设备的测量光束路径（例如，顶点焦度测量设备的光束路径）上的下加光的处方。相比之下，表面目标设计指定应在优化过程中实现的要形成的自由形式表面的表面特性，例如，表面屈光力和表面散光。此处，表面屈光力是对围绕优化点的表面部分改变从空气入射到该表面部分上的光束的聚散度（眼镜镜片材料的折射率除以波阵面的曲率半径）的能力的度量。优化点处的表面散光表示表面的优化点处的主子午线的表面屈光力差异。如果下面的文字没有专门涉及光学目标设计或表面目标设计，而是仅涉及目标设计，则术语“目标设计”应始终包括这两种类型的目标设计。
初始目标设计
在本发明的范围内，术语“初始目标设计”应理解为是指适合用于在优化眼镜镜片时使用的并且形成起始点的目标设计，基于该起始点，最终通过校正的方式生成要生成的目标设计。
指定方向
在多焦点镜片（诸如例如渐进式多焦点镜片）中，镜片在其使用期间的取向通过视近部分相对于视远部分的布置来设置。眼镜镜片的使用条件还可以限定该眼镜镜片在其使用期间的特定取向，并且因此，如果考虑使用条件，则在单光眼镜镜片中还可以限定该眼镜镜片在其使用期间的特定取向。眼镜镜片的取向以考虑眼镜镜片的取向的指定方向的形式被包括在用于优化这种眼镜镜片的目标设计中。
校正目标设计
在本发明的范围内，术语“校正目标设计”应理解为是指适合用于在优化眼镜镜片时使用的并且用于校正初始目标设计的目标设计。
处方
术语“处方”表示以适当的值的形式指定了用于校正诊断的屈光不正所需的屈光度的概括。在球镜度的情况下，处方可以包含球镜的“sph”值。在散光度的情况下，处方可以包含柱镜的“cyl”值以及轴位的“axis”值，并且在棱镜度的情况下，处方可以包含棱镜值。此外，处方可以包含其他值，例如在多焦点眼镜镜片的情况下的“下加”值，所述“下加”值指定眼镜镜片的视近部分的顶点焦度与眼镜镜片的视远部分的顶点焦度之间的差。瞳孔间距的值“PD”也可以包含在处方中。
球镜初始值
在本发明的范围内，术语“球镜初始值”应理解为是指“球镜”值，该球镜值可以被随机选择并且尤其不需要对应于来自眼镜镜片的用户处方的“球镜”值。在本发明的示例性实施例中，球镜初始值是与来自用户处方的球镜值和柱镜值的等效球镜度相对应的值。然而，这并不是强制性的。
等效球镜度
术语“等效球镜度”表示具有球镜度和散光度的眼镜镜片的平均球镜度，其中，该平均球镜度基于眼镜镜片的球镜度和散光度两者。等效球镜度是根据以下等式计算：等效球镜度 = 球镜 + 0.5 × 柱镜。
使用条件
术语“使用条件”表示戴眼镜时眼镜相对于配戴者的眼睛和面部的位置和取向。举例来说，使用条件可以通过“配戴”前倾角（DIN ISO 13666: 2013-10的第5.18节）、镜圈面部弧度（DIN ISO 13666: 2013-10的第17.3节）以及顶点距离（DIN ISO 13666: 2013-10的第5.27节）指定，并且针对每个眼镜镜片的相应配戴者进行配适。“配戴”前倾角的典型值在-20度到+30度之间；顶点距离的典型值在20 mm到30 mm之间的范围内；并且镜圈面部弧度的典型值在-5度到+15度之间的范围内。除了“配戴”前倾角、镜圈面部弧度以及顶点距离之外，使用条件通常还包括瞳孔间距（DIN ISO 13666: 2013-10的第5.29节）（即，当眼睛在笔直向前注视无限远处的物体时瞳孔中心之间的距离）、定心数据（即，使眼镜镜片在眼睛前部居中所需的尺寸和距离）以及物距模型（该物距模型设置物距，针对该物距对眼镜镜片表面上某个点进行优化）。使用条件可以是个体使用条件（即，这些使用条件与特定的配戴者匹配），或者是一般的使用条件（即，这些使用条件与限定的配戴者组匹配）。
主子午线
主子午线（DIN ISO 13666: 2013-10的第7.4节）是在测量所述表面时示出最大或最小曲率的表面的子午面，术语“子午面”（DIN ISO 13666: 2013-10的第5.7.1节）表示包含表面曲率的（多个）中心的平面。
内插
在本发明的范围内，术语“内插”应理解为是指确定数据记录的离散值之间的中间值的任何方法。举例来说，可以借助于拟合到数据记录的离散值的连续或不连续的函数来实施内插，其方式使得数据记录的离散值分别由函数值表示，并且然后将位于表示数据记录的离散值的函数值之间的函数值用作中间值。
提供
在本发明的范围内，术语“提供”应理解为是指使数据可用的任何方式；特别地，术语“提供”应该包括通过从存储器或网络中读取而提供、通过接收输入到计算机的数据而提供等。
非球面镜片
术语“非球面镜片”应理解为是指具有非球面表面的眼镜镜片，其中，非球面表面是具有从顶点到外围连续变化的曲率的旋转表面的一部分（DIN ISO 13666: 2013-10的第7.3节）。相比之下，球面表面是球体内表面或外表面的一部分（DIN ISO 13666: 2013-10的第7.1节）。
非环曲面镜片
术语“非环曲面镜片”应理解为是指具有非环曲面表面的眼镜镜片，其中，非环曲面表面中是具有两个相互垂直的、曲率不相等的主子午线的表面，其中至少一个主子午线的截面不是圆形（DIN ISO 13666: 2013-10的第7.6节）。相比之下，两条主子午线的截面在环曲面表面中标称地是圆形的（DIN ISO 13666: 2013-10的第7.5节）。
下文使用创建用于在优化除球镜度之外还包括散光度的渐进式多焦点镜片时使用的目标设计的示例来描述根据本发明的用于创建目标设计的方法。此处，渐进式多焦点镜片是具有至少一个渐变表面的眼镜镜片，当配戴者向下看时，该眼镜镜片提供增加的（正）下加光（DIN ISO 3666: 2013-10的第8.3.5节），其中，根据DIN ISO 3666: 2013-10的第7.7节，渐变表面是非旋转对称的表面，在该表面的部分或全部上具有连续变化的曲率，通常旨在提供增加的下加光。根据DIN ISO 13666: 2013-10，下加光是用指定方法测量的眼镜镜片的视近部分的顶点焦度与眼镜镜片的视远部分的顶点焦度之间的差。在渐进式多焦点镜片的处方中，除上述值之外，在处方中还指定了下加光值。通常，处方还包含瞳孔间距的值。
出于解释本发明的目的，假设在处方中通过球镜值和下加光值指定了要由渐进式多焦点镜片获得的球镜度，同时通过柱镜值和轴位值指定了要获得的散光度。渐进式多焦点镜片具有视近部分和视远部分，该视近部分和该视远部分相对于彼此的布置设置了眼镜镜片在其使用期间的取向，并且使得需要目标设计中的指定方向。通常，指定方向与散光度的轴线所提供的方向（即，与来自用户处方的轴位值所提供的方向）不对应。
为了能够为用户最佳地配适渐进式多焦点镜片，在目标设计中还考虑了一般使用条件，即，针对所限定的用户组的包含“配戴”前倾角、镜圈面部弧度以及顶点距离的典型值的使用条件。因此，除了包含在处方中的值，在创建用于优化渐进式多焦点镜片的目标设计时还可以包括镜圈面部弧度、顶点距离以及“配戴”前倾角的一般值。在单光镜片的情况下，通过考虑使用条件来设置在创建目标设计时要考虑的眼镜镜片的取向以及指定方向。
在图1中基于流程图展示的计算机实施的方法开始于在计算机上提供在用户处方中指定的值以及表示指定方向的数据，该方法在该计算机上执行并且该计算机表示根据本发明的数据处理系统。举例来说，可以借助于通过人机接口（诸如例如键盘、触摸屏、语音输入单元等）将值输入到计算机中来实施该提供，或者，如果这些值以电子方式获得，则所述值经由适当的接口从存储器中读取到计算机中，或者由计算机经由网络接收（步骤S1）。
然后，在本示例性实施例中，在步骤S2中，基于处方中指定的球镜值和柱镜值来计算球镜值和柱镜值的等效球镜度。在本示例性实施例中，该等效球镜度既可用于提供初始目标设计，也可用于提供用于对目标设计进行校正的校正目标设计。此处应注意的是，当提供初始目标设计和校正目标设计时，不必考虑等效球镜度，并且可以用可自由选择的特定球镜初始值来代替该等效球镜度，这将在下文进一步解释。然而，将等效球镜度作为特定球镜初始值会导致初始目标设计已经适应眼镜镜片的散光度。
然后，在步骤S3中提供初始目标设计，在本示例性实施例中，该初始目标设计考虑步骤S2中计算的等效球镜度以及表示指定方向的数据。此外，在本示例性实施例中，初始目标设计还考虑下加光值。如果所寻求的目标设计是针对单光镜片的目标设计，而不是针对渐进式多焦点镜片的目标设计，则自然不考虑下加光值。
初始目标设计表示基于表示指定方向的数据并且没有直接考虑散光度的目标设计。在初始目标设计中考虑了包括柱镜值的等效球镜度的程度上，这只会导致由初始目标设计表示的球镜度发生变化，而不会导致要生成的眼镜镜片中的可实现的非球面化的变化，这些可实现非球面化取决于柱镜值的大小而沿两条主子午线不同。由等效球镜度指定的球镜度仅表示折中，通过该折中减小了用户可感知的沿主子午线的差异。因此，初始目标设计是没有直接考虑眼镜镜片的散光度的目标设计。
在本示例性实施例中，通过从一组目标设计中选择初始目标设计来提供初始目标设计，在本示例性实施例中，该组目标设计由球镜值和下加光值以及表示指定方向的数据来表征。此处，在本示例性实施例中，鉴于球镜值来实施初始目标设计选择，其方式使得选择具有与在步骤S2中计算的等效球镜度相对应的球镜值的目标设计。从该组目标设计中选择目标设计可以基于步骤S1中指定的量以自动方式实施，当使用等效球镜度时，其也可以使用步骤S2中的等效球镜度的自动计算来实施。
此处应该注意的是，本示例性实施例的初始目标设计在其焦度方面可以被认为是以下项的总和：首先是考虑指定方向以及下加光（如果可用的话）以及可选的其他参数（诸如例如硬式设计或软式设计）的目标设计，其次是考虑等效球镜度的针对单光镜片的目标设计。
为了使要创建的目标设计可以考虑处方中通过柱镜和轴位指定的散光度，在根据本发明的方法的范围内，借助于在步骤S4中确定的校正目标设计对S3中提供的初始目标设计进行校正，该校正目标设计直接考虑眼镜镜片的散光度。该校正目标设计没有考虑表示指定方向的数据，而是仅考虑来自用户处方的柱镜值。特别地，校正目标设计可以是旨在用于优化具有对应的散光度的单光镜片的目标设计。
图2示出了流程图，下文基于该流程图描述了确定校正目标设计。为了确定校正目标设计，在步骤S401中从非环曲面单光镜片的目标设计矩阵（其中，每个目标设计由柱镜值和球镜值来表征）中自动选择第一目标设计。此处，在本示例性实施例中，从目标设计矩阵选择其柱镜值和球镜值最接近来自用户处方的柱镜值和球镜值的目标设计。可替代地，第一目标设计可以基于矩阵中至少一些目标设计的柱镜值之间和球镜值之间的内插，这些目标设计的柱镜值和球镜值接近来自用户处方的柱镜值和球镜值。在步骤401中确定的第一目标设计表示用于优化非环曲面单光镜片的目标设计。该目标设计不包括考虑指定方向的任何数据。
在步骤S402中选择第二目标设计，该第二目标设计是用于优化非球面单光眼镜镜片的目标设计。该目标设计也不考虑表示指定方向的数据。因此，该目标设计仅由球镜值来表征，球镜值形成非球面单光镜片的基础。通过从由不同球镜值表征的一组目标设计中自动选择目标设计来确定该第二目标设计，所选择的目标设计的球镜值最接近在步骤S2中计算的等效球镜度。与在步骤S401中确定第一目标设计的情况一样，在步骤S402中确定第二目标设计也可以替代地通过在该组目标设计中的多个目标设计之间进行内插来实施。
在步骤S401中选择了第一目标设计并且在步骤S402中选择了第二目标设计之后，在步骤S403中，基于所选择的目标设计来计算校正目标设计。此处，借助于从在步骤S401中选择的第一目标设计减去在步骤S402中选择的第二目标设计来实施该计算。此处，在目标设计的相应点上，将目标设计中指定的图像像差分布或表面特性的值彼此相减。在向量（诸如散光残余偏差）的情况下，相减期间（例如通过形成向量差）还考虑在相应点处的量的方向。因此，所计算的校正目标设计于是表示在图1的步骤S4中确定的校正目标设计。
然后，在步骤S5中，基于所确定的校正目标设计对所选择的初始目标设计进行校正。为此，在本示例性实施例中，将初始目标设计与校正目标设计相加。此处，目标设计相加是指在光学目标设计的情况下，将图像像差的分布的值在初始目标设计和校正目标设计的相应点处加在一起。在表面目标设计的情况下，将初始目标设计和校正目标设计的相应点处的表面特性值相应地相加。在向量的情况下，在相加期间（例如，通过向量相加）还考虑了相应点处的量的方向。此外，在相加期间，通过在相加之前将校正目标设计相对于初始目标设计的取向适配为处方中通过轴位值指定的轴位来考虑来自用户处方的轴位值。
如上所述，由于初始目标设计在其效果方面可以被视为以下项的总和：考虑指定方向以及下加光（如果存在）的目标设计以及基于球镜平均值的针对单光镜片的非球面目标设计，并且从第一目标设计中减去以形成校正目标设计的第二目标设计同样是基于球镜平均值的针对单光镜片的非球面目标设计，因此在由校正目标设计校正的初始目标设计中，基于球镜平均值的贡献被抵消。为此，只要在初始目标设计和校正目标设计中使用相同的球面初始值，就可以使用任何其他球面初始值代替球镜平均值。
在步骤S6中，将由校正目标设计校正的初始目标设计最终输出为在本方法的范围内创建、考虑眼镜镜片的散光度的目标设计。此处，该输出可以通过将目标设计传输到应用程序或存储在存储介质中来实施。
关于图1和图2描述的方法步骤通常由计算机执行。因此，为了执行该方法，提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括指令，当该程序在计算机上执行时，这些指令提示该计算机执行图1和图2所展示的步骤。计算机程序可以存在于计算机上，或者可以被提供在非易失性计算机可读存储介质中，以被加载到计算机上。举例来说，这种非易失性计算机可读存储介质可以是移动或非移动硬盘驱动器、移动或非移动固态驱动器（SSD）、USB记忆棒或任何其他移动或非移动存储介质。在非移动存储介质的情况下，例如，存在经由网络访问存储介质的选项。
下文参考图3描述根据本发明的数据处理系统1，该数据处理系统适合于执行根据本发明的方法。这种数据处理系统1可以是计算机，该计算机具有根据本发明的在其上运行的计算机程序。然而，还存在将数据处理系统1配置为专用装置的选项，在该专用装置中，例如通过专用集成电路（ASIC）来固定地实施这些方法步骤。
图3中所展示的数据处理系统1被设计为尤其执行图1和图2中描述的所有方法步骤。该数据处理系统包括接口3，通过该接口，可以将包含在用户处方中的值和表示指定方向的数据输入或读入数据处理系统1，或者通过该接口，可以接收包含在用户处方中的值和表示指定方向的数据。因此，接口3可以是人机接口或到网络或外部数据介质的数据接口。
接口3连接到计算单元5，该计算单元基于通过接口3引入到数据处理系统1中的来自用户处方的球镜值和柱镜值来计算这些值的等效球镜度。
计算单元5连接到第一目标设计确定单元7，该第一目标设计确定单元还连接到接口3。基于计算单元5接收到的等效球镜度的值并且基于表示指定方向的数据，计算单元5选择最佳地对应于等效球镜度和表示指定方向的数据的初始目标设计。从中进行选择的该组目标设计存储在存储器8中。如果所选择的初始目标设计基于等效球镜度，则等效球镜度已经根据处方首次适应散光度。然而，该适应不是强制性的。所选择的初始目标设计也可以基于任何其他球镜初始值。与所选择的初始目标设计基于等效球镜度相比，这只会导致不同的校正目标设计。
数据处理系统1包含另外两个目标设计确定单元，具体是第二目标设计确定单元9和第三目标设计确定单元11。第二目标设计确定单元9连接到接口3以从该接口获得来自用户处方的与柱镜相关的值。基于所接收的值，然后第二目标设计确定单元9根据步骤S401从存储在存储器12的矩阵中选择用于优化非环曲面单光镜片的目标设计。如关于图3中的步骤S401所描述的那样实施该选择。存储器12可以与存储器8和/或存储器10相同。代替选择第一目标设计，第二目标设计确定单元9还可以通过内插来确定第一目标设计，如参考图2已经描述的。
第三目标设计确定单元11连接到计算单元5，以便从该计算单元获得所计算的等效球镜度。其体现为选择在步骤S402中提供的第二目标设计。从中进行选择的该组目标设计存储在存储器10中。存储器10包含针对非球面单光镜片的一组目标设计。第三目标设计确定单元11从该组目标设计中选择就其球镜值而言最接近所计算的等效球镜度的目标设计。可替代地，由第三目标设计确定单元11确定第二目标设计也可以通过该组目标设计中的多个目标设计之间的内插来实施，如参考图2已经描述的。如果初始目标设计包含与球镜平均值不同的球镜初始值，则在第二目标设计中还使用该不同的球镜初始值代替球镜平均值。在这种情况下，计算单元5被用于确定球镜初始值的确定单元代替。该确定单元不需要连接到接口3，因为球镜初始值的选择不必基于处方中包含的数据。
第二目标设计确定单元9和第三目标设计确定单元11连接到微分单元13。微分单元13从选择单元9接收第一目标设计并从选择单元11接收第二目标设计，并且从第一目标设计减去第二目标设计从而生成校正目标设计。
第一目标设计确定单元7和微分单元13均连接到相加单元15，该相加单元从第一目标设计确定单元7接收初始目标设计，并且从微分单元13接收校正目标设计。相加单元15形成初始目标设计和校正目标设计的总和，从而生成期望的目标设计。最后，该目标设计在输出接口17处输出，例如，从该输出接口，可以将该目标设计存储在存储介质上、输入到网络中或传输到制造机器。
目标设计可以用于与初始眼镜镜片一起提供眼镜镜片。在本示例性实施例中，眼镜镜片是在计算机实施的方法的范围内提供的，因此，初始眼镜镜片仅是由所述初始眼镜镜片的参数定义的数值模型。初始眼镜镜片的后表面（即，数值模型的后表面）是自由形式表面，该自由形式表面由许多分段函数描述，如一开始所解释的。
在本示例性实施例中，目标设计至少将球镜残余像差和散光残余像差描述为应由眼镜镜片在容许偏差内获得的特性。为此，对描述自由形式表面的分段函数进行了优化。基于迭代优化算法执行优化，其中，在每个迭代步骤中，描述自由形式表面的分段函数的参数值会被更改，并且使用相应的参数值确定当前获得的球镜残余像差和当前获得的散光残余像差。基于当前获得的球镜残余像差和当前获得的散光残余像差来确定误差函数的函数值。在本示例性实施例中，选择误差函数，使得其函数值随着当前实现的球镜残余像差与目标设计指定的球镜残余像差之间的差异减小以及随着当前获得的散光残余像差与目标设计指定的散光残余像差之间的差异减小而变得越来越小。一旦这些差异小到误差函数的函数值不再超过指定阈值，则迭代优化算法在本示例性实施例中终止。具有由迭代优化算法终止时的分段函数的参数提供的自由形式表面的初始眼镜镜片被提供为优化眼镜镜片。
在本示例性实施例中，通过将优化的眼镜镜片的数值表示存储在非易失性存储介质上或之中来实施该提供，可以从该非易失性存储介质读取或检索该眼镜镜片以供进一步使用。然后，可以使用所提供的优化眼镜镜片的数值表示来生产实体眼镜镜片。为此，提供了一种初始主体，基于所提供的眼镜镜片的数值表示，通过计算机控制的机械加工或任何其他合适的材料烧蚀加工从该初始主体生产眼镜镜片。
不像在本示例性实施例中那样执行迭代方法直到误差函数的函数值不再超过阈值，还可以执行该方法直到找到误差函数的最小值。误差函数的最小值的特点在于，当更改分段函数的参数时，误差函数的函数值不再变得更小。
即使在本示例性实施例中已经优化了眼镜镜片的后表面，也可以替代地或另外地优化眼镜镜片的前表面。在这种情况下，替代地或附加地，前表面将由分段函数表示并且如上所述被优化。
不像在示例性实施例中那样指定球镜残余像差和散光残余像差，在替代性示例性实施例中，目标设计可以指定表面屈光力和表面散光。然后，在优化算法的迭代步骤中确定利用相应参数值当前获得的表面屈光力和利用相应参数值当前获得的表面散光。
已经出于说明性的目的基于具体示例性实施例对本发明进行了详细描述。然而，本领域技术人员应了解的是它们可以脱离所描述的示例性实施例。举例来说，在示例性实施例中指定的步骤S3和S4和/或步骤401和S402的顺序不是必须的。而是，顺序也可以颠倒，或者步骤S3和S4和/或步骤S401和S402可以并行执行。此外，不需要将来自根据用户处方的球镜值和柱镜值的等效球镜度包括在初始目标设计和校正目标设计中。相反，任何球镜值都可以包括在初始目标设计和校正目标设计中。因此，本领域技术人员认识到所要求的保护仅应由所附权利要求限制。

Claims (14)

1.一种用于生成目标设计的计算机实施的方法，该目标设计考虑散光度并且适合在优化具有散光度的眼镜镜片时使用，所述方法包括：
- 提供初始目标设计，该初始目标设计没有直接考虑该眼镜镜片的散光度，或者根本不考虑该眼镜镜片的散光度；
其特征在于，
- 通过基于直接考虑该眼镜镜片的散光度的校正目标设计对该初始目标设计进行校正来生成该目标设计。
2.如权利要求1所述的计算机实施的方法，其特征在于，要生成的该目标设计是在对眼镜镜片进行优化时使用的目标设计，该眼镜镜片在其使用期间具有特定取向，并且该初始目标设计考虑表示指定方向的数据，其中，该指定方向是该眼镜镜片在其使用期间的取向所需要的。
3.如权利要求1或权利要求2所述的计算机实施的方法，其特征在于，该校正目标设计是针对单光镜片的目标设计。
4.如权利要求1或权利要求2所述的计算机实施的方法，其特征在于，该校正目标设计基于来自用户的处方的柱镜值和球镜值。
5.如权利要求4所述的计算机实施的方法，其特征在于，在基于该校正目标设计对该初始目标设计进行校正期间使用来自该用户的处方的轴位值，以设置该校正目标设计相对于该初始目标设计的取向。
6.如权利要求4所述的计算机实施的方法，其特征在于，
- 所提供的初始目标设计基于特定球镜初始值；
并且
- 该校正目标设计是在基于来自该用户的处方的柱镜值的目标设计以及基于该特定球镜初始值的目标设计的基础上形成的。
7.如权利要求6所述的计算机实施的方法，其特征在于，该校正目标设计是根据基于来自该用户的处方的柱镜值的目标设计与基于该用户的特定球镜初始值的目标设计之间的差异形成的，和/或
基于该特定球镜初始值的目标设计以及基于来自该用户的处方的柱镜值的目标设计均是针对单光镜片的目标设计。
8.如权利要求7所述的计算机实施的方法，其特征在于，基于来自该用户的处方的柱镜值的针对单光镜片的目标设计是基于针对单光镜片的多个目标设计确定的，所述多个目标设计均由球镜值与柱镜值的组合来表征。
9.如权利要求8所述的计算机实施的方法，其特征在于，确定基于来自该用户的处方的柱镜值的针对单光镜片的目标设计是通过从针对单光镜片的多个目标设计中选择目标设计或通过在来自针对单光镜片的多个目标设计的两个目标设计之间进行内插来实施的。
10.如权利要求6所述的计算机实施的方法，其特征在于，该特定球镜初始值是由来自该用户的处方的柱镜值和球镜值的等效球镜度给出的。
11.一种用于生成目标设计的数据处理系统，该目标设计考虑散光度并且适合在优化具有散光度的眼镜镜片时使用，其中，该数据处理系统包括处理器和至少一个存储器，并且该处理器被配置为基于存储在该存储器中的计算机程序的指令提供初始目标设计，该初始目标设计没有直接考虑该眼镜镜片的散光度，其特征在于，该处理器还被配置为基于存储在该存储器中的计算机程序的指令通过基于直接考虑该眼镜镜片的散光度的校正目标设计对该初始目标设计进行校正来生成该目标设计。
12.一种非易失性计算机可读存储介质，具有存储在其上的用于生成目标设计的指令，该目标设计考虑散光度并且适合在优化具有散光度的眼镜镜片时使用，其中，这些指令当在计算机上被执行时提示该计算机提供初始目标设计，该初始目标设计没有直接考虑该眼镜镜片的散光度，其特征在于，该存储介质还包括存储在其上的指令，这些指令当在计算机上被执行时提示该计算机通过基于直接考虑该眼镜镜片的散光度的校正目标设计对该初始目标设计进行校正来生成该目标设计。
13.一种用于提供眼镜镜片的方法，其中，
- 指定初始眼镜镜片和目标设计，该目标设计指定要由该眼镜镜片实现的至少一个特性，
- 使用优化算法来优化该初始眼镜镜片的至少一个表面，其方式为具有优化表面的初始眼镜镜片获得如该目标设计所指定的要在容许偏差内实现的至少一个特性，以及
- 将具有该优化表面的初始眼镜镜片提供作为该眼镜镜片，
其特征在于，
将如权利要求1或权利要求2所述生成的目标设计指定为该目标设计。
14.一种具有作为所提供的眼镜镜片的眼镜镜片的数值表示的非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，该存储介质包含已经根据如权利要求13所述的方法提供的眼镜镜片的数值表示，其中该眼镜镜片的数值表示由具有该优化表面的初始眼镜镜片的数值表示给出。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114782288A (zh) * 2022-06-22 2022-07-22 深圳市润之汇实业有限公司 基于图像的透镜生产工艺监督方法、装置、设备及介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101075021A (zh) * 2006-03-01 2007-11-21 依视路国际集团（光学总公司） 用于确定渐变眼镜镜片的方法
CN102439511A (zh) * 2009-04-30 2012-05-02 依视路国际集团（光学总公司） 评估眼科镜片设计的光学特征的方法
CN107407825A (zh) * 2015-03-18 2017-11-28 埃西勒国际通用光学公司 用于确定具有不需要的散光的眼科镜片的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3739974A1 (de) 1987-11-25 1989-06-08 Rodenstock Optik G Progressives brillenglas
FR2783938B1 (fr) 1998-09-28 2000-11-17 Essilor Int Lentilles ophtalmiques toriques
JP4195663B2 (ja) * 2004-01-13 2008-12-10 東海光学株式会社 乱視矯正用レンズの製造方法
EP2115527B1 (de) 2007-01-25 2014-04-16 Rodenstock GmbH Verfahren zur optimierung eines brillenglases
DE102010052936B4 (de) * 2010-11-30 2015-07-02 Rodenstock Gmbh Verfahren zur Berechnung eines Brillenglases mit verbessertem Nahbereich
CN102129132B (zh) * 2011-03-29 2012-05-30 南开大学 基于波前技术的角膜接触镜制作方法
DE102012000390A1 (de) 2012-01-11 2013-07-11 Rodenstock Gmbh Brillenglasoptimierung mit individuellem Augenmodell
CN105445956A (zh) * 2014-08-28 2016-03-30 香港理工大学 具有矫正散光的自由曲面渐进式镜片的设计方法及镜片
CA2968454A1 (en) * 2014-12-08 2016-06-16 Essilor International(Compagnie Generale D'optique) A method implemented by computer means for calculating a lens optical system of a spectacle ophthalmic lens for a wearer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101075021A (zh) * 2006-03-01 2007-11-21 依视路国际集团（光学总公司） 用于确定渐变眼镜镜片的方法
CN102439511A (zh) * 2009-04-30 2012-05-02 依视路国际集团（光学总公司） 评估眼科镜片设计的光学特征的方法
CN107407825A (zh) * 2015-03-18 2017-11-28 埃西勒国际通用光学公司 用于确定具有不需要的散光的眼科镜片的方法

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