CN112997111A - 用于确定适合于配戴者的光学设备的方法和用于确定适合于配戴者的光学设备的处理装置 - Google Patents

Abstract

为了确定适合于配戴者并且包括光学镜片(3，7)和眼镜架(5)的光学设备(1)，一种由处理装置实现的方法包括以下步骤：‑提供与所述配戴者有关的数据，所述数据包括所述配戴者的光学要求，‑提供与光学镜片(3，7)的光学功能参数有关并且至少基于与配戴者有关的数据的一部分来定义的光学成本函数(O)，‑提供与舒适性参数有关的舒适性成本函数C，‑提供根据眼镜架(5)的几何参数和光学镜片(3，7)的几何参数而变化的机械相互作用成本函数M，‑确定最小化总体成本函数G的光学设备(1)，总体成本函数G是所有成本函数的加权和。还描述了一种对应的处理装置。

Description

用于确定适合于配戴者的光学设备的方法和用于确定适合于 配戴者的光学设备的处理装置

技术领域

本发明涉及光学设备的设计。

更确切地，本发明涉及一种用于确定适合于配戴者的光学设备的方法，该光学设备包括光学镜片和眼镜架。

本发明还涉及一种用于制造光学设备的方法以及一种光学元件。

背景技术

眼科镜片制造的最新改进已允许为配戴者提供定制的光学设备。例如，配戴者首先选择眼镜架。由于眼镜架通常是针对标准配戴者设计的，因此它们可能不配适特定配戴者。然后，可以确定配戴者的形态参数，比如鼻子形状和面部宽度。可以修改所选眼镜架的几何形状以配适配戴者的形态参数，并且可以产生为配戴者定制的所选眼镜架的模型。

然而，改变眼镜架的几何形状以更好地配适戴者会影响光学镜片的几何形状，或者影响光学镜片在眼镜架中的安装和配适。修改光学镜片的几何形状可能进而修改其光学功能。然而，最根本的是，光学功能为配戴者提供了合适的光学矫正。

在这方面，文件WO 2014/195471描述了一种用于优化配戴者的光学设备的方法，考虑了光学镜片的光学功能以及舒适标准。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于确定适合于配戴者的光学设备的方法，所述光学设备包括光学镜片和眼镜架，所述方法由处理装置实现并且包括以下步骤：

-提供与所述配戴者有关的数据，所述数据包括所述配戴者的光学要求，

-提供光学成本函数，所述光学成本函数与所述光学镜片的光学功能参数有关，并且至少基于与所述配戴者有关的所述数据的一部分来定义，

-提供舒适性成本函数，所述舒适性成本函数与舒适性参数有关，

-提供机械相互作用成本函数，所述机械相互作用成本函数根据所述眼镜架的几何参数和所述光学镜片的几何参数而变化，

-确定最小化总体成本函数的光学设备，所述总体成本函数是所述光学成本函数、所述舒适性成本函数和所述机械相互作用成本函数的加权和。

例如，矫正近视的光学镜片(负镜片)的周边要比其中心厚。此外，周边的厚度随着光学镜片的大小增加而增加。如果高度近视的配戴者希望或要求大眼镜架(以及因此，具有厚边缘的大光学镜片)，则光学镜片的边缘可能会接触眼镜架的铰链、镜腿或鼻托。然后由眼镜架施加在光学镜片上的机械力可能会损坏它们。

相比之下，矫正远视的光学镜片(正镜片)的周边比其中心薄。如果高度远视的配戴者希望或要求大眼镜架，则镜片的周边将很薄。在无框眼镜架的情况下，在光学镜片的周边附近钻孔，以便组装镜腿。最根本的是，光学镜片要足够厚，所以在钻孔期间所施加的机械力不会破坏它们。

通过本发明的方法，可以考虑到光学设备的各种参数，并对其进行优化，使得没有一个参数对其他参数有害，或者以获得参数之间的最佳折衷。

根据本发明的方法的其他有利的且非限制性的特征包括：

-当光学镜片仅干涉镜圈时，机械相互作用成本函数被布置为最小，

-当光学镜片的周边边缘的外形形状与镜圈的内周边边缘的形状明显相似时，机械相互作用成本函数被布置为最小，

-当光学镜片的周边边缘的厚度大于厚度阈值时，机械相互作用成本函数被布置为最小，厚度被至少局部地考虑，

-当安装在镜圈中的光学镜片的周边边缘的可见性最小时，机械相互作用成本函数被布置为最小，

-眼镜架的几何参数选自包括以下各项的组：

-眼镜架的镜圈的外形形状，

-眼镜架的镜圈的至少局部厚度，

-眼镜架的镜腿的形状，

-铰链在眼镜架上的位置，

-眼镜架的鼻托的位置，

-眼镜架的鼻托的形状、眼镜架的镜圈的基弧，

-没有镜圈，

-适于与镜片的斜面配合的眼镜架的凹槽的几何形状，

-光学镜片的几何参数选自包括以下各项的组：

-光学镜片的厚度约束，特别是光学镜片的周边边缘的厚度，

-光学镜片的基弧，

-光学镜片的斜面几何形状，

-光学镜片的凹槽

-光学镜片的大小，特别是光学镜片的宽度，

-与配戴者有关的数据进一步包括与配戴者的形态有关的形态数据，

-基于形态数据确定眼镜架的几何参数，

-舒适性参数选自包括以下各项的组：

-光学设备的重量，

-当被配戴者戴着时，配戴者的面部的一部分与光学设备之间的距离，

-镜腿的长度，

-鼻托的形状，

-眼镜架的形状，

-前倾角，

-包角，

-光学功能参数选自包括以下各项的组：

-光学镜片的表面的方程，

-表面的相对位置，

-形成光学镜片的材料的折射率，

-光学镜片的光焦度

-渐进式多焦点镜片的光学镜片上的光焦度分布，

-光学镜片上的散光分布，

-畸变，-渐进式多焦点镜片的视野，

-所述方法进一步包括提供与美观参数有关的美观成本函数的可选步骤，

-美观参数选自包括以下各项的组：

-眼镜架的外形形状，

-光学镜片的边缘的可见性，

-光学设备的颜色，

-眼镜架上的装饰图案，

-总体成本函数是光学成本函数、舒适性成本函数、机械相互作用成本函数和美观成本函数的加权和，

-所述方法进一步包括以下步骤：

-提供具有多个参数的光学设备的模型，所述参数包括适合于配戴者的光学要求的光学镜片的初始几何参数、以及眼镜架的初始几何参数，

-评估光学设备的模型的总体成本函数，

-修改光学设备的模型的参数，

-重复评估步骤和修改步骤，以使总体成本函数与总体成本函数的目标值之间的差异最小，

-在修改步骤期间至少修改光学镜片的几何参数和眼镜架的几何参数，

-模型的参数进一步包括舒适性参数和美观参数，

-在修改步骤期间修改舒适性参数和美观参数，

-模型参数进一步选自包括以下各项的组：

-光学镜片的材料，

-光学镜片的涂层，

-眼镜架的材料，

-眼镜架的重量分布，

-光学镜片的重量分布，

-在修改步骤期间修改进一步的模型参数，

-所述方法进一步包括以下步骤：

-提供描述制造系统的数据，

-光学设备的模型的参数包括制造系统数据。

-所述方法进一步包括以下步骤：

-确定适合于配戴者的光学设备，

-使用制造系统制造确定的光学设备，

-制造系统至少包括增材制造机器。

本发明还涉及一种适合于配戴者的光学设备，具有通过所述方法确定的构造特征。

本发明还涉及一种用于确定适合于配戴者的光学设备的处理装置，所述光学设备包括光学镜片和眼镜架，所述处理装置包括微处理器、存储计算机程序的存储器，所述计算机程序适合于在被所述微处理器执行时执行以下步骤：

-提供与所述配戴者有关的数据，所述数据包括所述配戴者的光学要求，

-提供光学成本函数，所述光学成本函数与所述光学镜片的光学功能参数有关，并且至少基于与所述配戴者有关的所述数据的一部分来定义，

-提供舒适性成本函数，所述舒适性成本函数与舒适性参数有关，

-提供机械相互作用成本函数，所述机械相互作用成本函数根据所述眼镜架的几何参数和所述光学镜片的几何参数而变化，以及

-确定最小化总体成本函数的光学设备，所述总体成本函数是光学成本函数、舒适性成本函数(C)和机械相互作用成本函数的加权和。

附图说明

接下来将参考附图描述根据本发明的方法和中间光学元件。

在附图中：

-图1图示了根据本发明的方法制造的光学设备的示意性前视图，

-图2图示了图1所示的光学设备的示意性侧视图，以及

-图3是根据本发明的方法的步骤的示意图。

具体实施方式

图1表示了根据本发明的方法制造的光学设备1。光学设备1包括光学(或眼科)镜片3和眼镜架5。这里，光学设备1包括另一个光学(或眼科)镜片7。

眼镜架5包括镜圈9、11，其中安装有光学镜片3、7。眼镜架5的镜圈9、11通过鼻梁12连接。

眼镜架5包括镜腿13、15、或侧面、以及鼻托17、19，以将眼镜架5保持在配戴者上。

每个鼻托17、19经由鼻托臂23、25连接到镜圈9、11之一。如图2所示，鼻托19经由螺柱21连接到鼻托臂25。

镜腿13、15通过在一侧的一端处的铰链27连接到镜圈9、11，该侧的另一端被布置为与配戴者的耳廓接触。

通过包括图3中表示的步骤的方法来确定适合于配戴者的光学设备1。

用于确定适合于配戴者的光学设备1的方法包括：

-步骤S1，提供与配戴者有关的数据，该数据包括配戴者的光学要求，

-步骤S2，确定与光学镜片3、7的光学功能参数有关并且至少基于与配戴者有关的部分数据来定义的光学成本函数O，

-步骤S3，提供舒适性成本函数C，该舒适性成本函数C与舒适性参数有关，

-步骤S4，提供机械相互作用成本函数M，该机械相互作用成本函数M根据眼镜架5的几何参数g_f和光学镜片3、7的几何参数g_l而变化，

-步骤S5，确定最小化总体成本函数G的光学设备1，该总体成本函数G是光学成本函数O、舒适性成本函数C和机械相互作用成本函数M的加权和。

在步骤S5期间，修改眼镜架5的几何参数g_f和/或光学镜片3、7的几何参数g_l，使得总体成本函数G被修改并且更接近目标值。

优选地，在步骤S5期间修改眼镜架5的至少一个几何参数g_f和光学镜片3、7的至少一个几何参数g_l。

例如，该方法由处理装置实现。例如，该处理装置包括微处理器和存储器。处理装置的存储器存储计算机程序，该计算机程序当被微处理器执行时适合于实现如下所述的用于确定光学设备1的方法。

在步骤S1期间，提供与配戴者有关的数据。例如，将数据提供给处理装置。

与配戴者有关的数据包括配戴者的光学要求。配戴者的光学要求包括与光学设备1的光学功能有关的配戴者的所有类型的要求。例如，光学要求可以单独地或组合地选自包括但不限于以下各项的组：滤光要求，比如透射功能要求、反射功能要求、和/或吸收功能要求。

配戴者数据可以包括与初始选择的眼镜架有关的初始眼镜架选择数据。例如，初始眼镜架由配戴者选择。初始眼镜架数据包括但不限于初始形状、初始重量、初始色调、初始尺寸。

与配戴者有关的数据可以单独地或组合地选自包括但不限于以下项的组：配戴者的处方、配戴者的头部/眼睛运动策略、配戴条件。

与配戴者有关的数据可以包括与配戴者的面部和头部的任何解剖学特征有关的配戴者的形态数据。

配戴者的形态数据可以单独地或组合地选自包括但不限于以下项的组：

-眼睛特征，比如配戴者的瞳孔间距、配戴者的每只眼睛的转动中心的位置以及眼睛和/或眼睑的解剖学表面特征(例如，中角、外侧角、中连合、侧连合、内眦、外眦、泪阜、泪沟线、下眼睑边缘和睑裂)，

-鼻子特征，比如鼻子的形状和位置、鼻尖和/或鼻侧数据，

-耳朵特征，比如配戴者的耳廓的形状和位置，特别是耳廓的上部与头部之间的接合点，

-配戴者的肤色，

-唇部特征，

-镜腿或颞区特征，

-眉毛特征，

-面部特征，比如面部形状(椭圆形、圆形、矩形、方形、三角形)、发际线特征、从前额到脸颊的区域的特征。

有利地，配戴者形态数据可以包括关于头部和面部与光学设备1的接触区的数据并且更具体地支撑与光学设备1的机械接触的面部和头部区的特定位置和/或形状和/或空间范围和/或取向，比如当配戴者戴着光学设备1时配戴者的颞部和鼻子的两侧。

通过任何已知的方法(比如3D扫描方法)和/或配戴者的面部和轮廓的图片，可以提供配戴者的这些形态数据。

与配戴者有关的数据可以包括与光学镜片功能有关的功能偏好数据，这些光学镜片功能对光学镜片几何形状和/或相对于配戴者的面部的定位敏感。

更具体而言，功能数据与镜片相对于配戴者的视轴的位置和取向和/或光学镜片的正面和背面的曲率和/或方框法镜片数据相关。

功能偏好数据可以是指期望的滤光特性，比如光学镜片3、7的透射和/或吸收和/或反射特性。例如，光学镜片3、7应具有期望的UV防护水平、期望的透射梯度。

在步骤S2期间，确定与光学镜片3、7的光学功能参数有关并且至少基于与配戴者有关的部分数据来定义的光学成本函数O。例如，步骤S2由处理装置实现。

光学功能参数可以基于配戴者的光学要求。光学功能参数还可以基于配戴者的形态数据，比如要与光学设备接触的面部和/或头部区的几何形状和相对位置、以及配戴者的瞳孔间距离。

光学功能参数可以单独地或组合地选自包括但不限于以下各项的组：

-光学镜片的表面的方程，

-所述表面的相对位置，

-形成光学镜片的材料的折射率，

-渐进式多焦点镜片的光学镜片上的光焦度分布，

-光学镜片上的散光分布，

-畸变，

-渐进式多焦点镜片的视野。

例如，光学成本函数O可以被计算为在光学镜片3、7的边缘的外形形状内在光学镜片上的光焦度分布与配戴者的光学要求之间的偏差。

例如，可以使用以下光学成本函数O：

o＝∑_x，yα_x，y(S_e(x，y)-S_or(x，y))²

其中，(x，y)是光学镜片3、7上的局部坐标，S_e对应于球镜和/或柱镜和/或棱镜和/或柱镜轴位和/或畸变光学参数，S_or对应于配戴者的光学要求，并且α_x，y对应于取决于(x，y)坐标的加权参数。

在步骤S3期间，提供舒适性成本函数C。舒适性成本函数C与舒适性参数有关。

舒适性参数选自包括但不限于以下各项的组：

-光学设备1的重量，

-当由所述配戴者戴着时配戴者的面部的一部分与光学设备1之间的距离，

-镜腿13、15的长度，

-鼻托17、19的形状，

-眼镜架5的形状，

-眼镜架5的前倾角α，

-包角。

例如，光学设备1的重量包括光学设备1的总重量。通常，光学设备1越轻，则可以认为越舒适。例如，当光学设备1的重量最小时，舒适性成本函数可以被布置为最小。

例如，光学设备1的重量包括光学设备1的前侧与后侧之间和/或左侧与右侧之间的重量重新分配。

例如，当光学设备1在右侧13与左侧15之间的重量差对应于重量差预定值时，舒适性成本函数C被布置为最小。

例如，配戴者的面部的一部分与光学设备1之间的距离包括配戴者的睫毛和/或眉毛的自由端与光学镜片3、7之间的距离。通常，优选地是，配戴者的睫毛不触碰到光学镜片3、7，因为睫毛可能弄脏光学镜片3、7。

例如，当配戴者的睫毛的自由端与光学镜片3、7之间的距离大于睫毛的长度时，舒适性成本函数C可以被布置为最小。

例如，配戴者的面部的一部分与光学设备1之间的距离包括光学设备1的下部与配戴者的颧骨和/或脸颊之间的距离，而与配戴者的面部表情无关。优选地是，颧骨和/或脸颊不干涉光学镜片3、7，因为颧骨可能弄脏光学镜片3、7。

例如，当颧骨与光学元件之间的距离足够大以使得无论配戴者的面部表情如何它们都不会干涉时，舒适性成本函数C可以被布置为最小。

通常，优选地是，镜腿13、15不突出于配戴者的耳廓很远，因为当搁置她/他的头部时，它可能使配戴者感到不适。

例如，当镜腿13、15不超过超出配戴者耳廓的预定长度时，舒适性成本函数C可以被布置为最小。

鼻托17、19的形状可以适合于配戴者的鼻子。例如，鼻托17、19的大小适合于配戴者的鼻子的大小。选择鼻托17、19的材料以便不在配戴者的鼻子上滑动。例如，可以基于配戴者的皮肤类型和/或配戴条件来选择材料。

例如，当鼻托17、19稳定在配戴者的鼻子上时，舒适性成本函数C可以被布置为最小。

如果表示镜圈9、11相对于镜腿13、15的倾斜度的前倾角α没有被很好地选择，则镜圈9、11可能会干涉配戴者的面部。

例如，当前倾角α使得镜圈9、11不干涉配戴者的面部时，舒适性成本函数C可以被布置为最小。

在步骤S4期间，提供机械相互作用成本函数M。机械相互作用成本函数M根据眼镜架5的几何参数和光学镜片3、7的几何参数而变化。

眼镜架5的几何参数单独地或组合地选自包括但不限于以下各项的组：

-眼镜架5的镜圈9、11的外形形状，

-眼镜架5的镜圈9、11的至少局部厚度，

-眼镜架5的镜腿13、15的形状，

-铰链27在眼镜架5上的位置，

-眼镜架5的鼻托23、25的位置，

-眼镜架5的鼻托17、19的形状，

-眼镜架5的镜圈的基弧，或更一般地，眼镜架5的镜圈的三维外形形状，包括但不限于球形或球柱形，

-将与光学镜片3、7的斜面配合的眼镜架5的凹槽的几何形状，

-没有镜圈。

如果与配戴者有关的数据包括配戴者的形态数据，则眼镜架5的几何参数可以基于所述形态数据。

光学镜片的几何参数选自包括但不限于以下各项的组：

-光学镜片3、7的厚度、光学镜片3、7的周边边缘的局部厚度特别相关，因为其是与眼镜架5接触的区域，

-光学镜片3、7的基弧，或更一般地，光学镜片3、7的后表面和前表面的三维表面几何形状，包括但不限于球形、球柱形、非球形或渐变表面，

-光学镜片3、7的斜面几何形状，

-光学镜片3、7的凹槽，

-光学镜片3、7的宽度w3、w7。

例如，当光学镜片3、7仅干涉镜圈9、11时，机械相互作用成本函数M可以被布置为最小。换句话说，眼镜架5中与光学镜片3、7接触的唯一元件是镜圈9、11。镜腿13、15、其铰链27或鼻托17、19都不会干涉光学镜片3、7。

例如，当光学镜片3、7的外形形状周边边缘的厚度大于厚度阈值时，机械相互作用成本函数M可以被布置为最小。该厚度被至少局部地考虑。这在眼镜架5包括无框镜架时是特别有利的。该厚度阈值则对应于所需的最小厚度，使得光学镜片3、7能够经受钻孔而不破裂。周边边缘的厚度应在钻孔区域中至少局部大于阈值，以使机械相互作用成本函数M最小。

例如，当光学镜片3、7的周边边缘的外形形状合理地对应于镜圈9、11的内周边边缘的轮廓形状时，机械相互作用成本函数M可以被布置为最小。

例如，当所安装的光学镜片3、7的边缘的可见性最小时，机械相互作用成本函数M可以被布置为最小。

附加地，在可选步骤S6期间，提供了美观成本函数E。美观成本函数E与选自包括但不限于以下各项的组的美观参数有关：

-眼镜架的外形形状5，

-光学镜片3、7的边缘的可见性，

-光学设备的颜色1，

-眼镜架5上的装饰图案。

可能期望修改眼镜架5的外形形状，以使眼镜架5更好地适合于配戴者的形态，同时保持相同的外观。

当安装在眼镜架5中时，还期望减小光学镜片3、7的边缘的可见性。

例如，当所安装的光学镜片3、7的边缘的可见性最小时，美观成本函数E可以被布置为最小。

例如，当光学镜片5、7的凹槽或斜面的大小与光学镜片3、5的周边边缘的厚度相比较小时，美观成本函数E可以被布置为最小。

可能期望修改光学设备1的颜色。例如，配戴者可能期望具有类似色调的眼镜架5和光学镜片3、7。

替代性地，眼镜架5的色调和光学镜片3、7的色调可以不同。眼镜架5的色调和光学镜片3、7的色调可以关联，使得色调之一的改变引起另一个色调的改变，从而保留色调之间的差异。

在步骤S5期间，确定最小化总体成本函数G的光学设备1。总体成本函数G是光学成本函数O、舒适性成本函数C和机械相互作用成本函数M的加权和。

可选地，当提供美观成本函数E时，总体成本函数G是光学成本函数O、舒适性成本函数C、机械相互作用成本函数M和美观成本函数E的加权和。

为了最小化总体成本函数G，该方法包括：

-步骤S51，提供具有多个参数的光学设备1的模型，这些参数包括适合于配戴者的光学要求的光学镜片3、7的初始几何参数、以及眼镜架5的初始几何参数，

-步骤S53，评估光学设备1的模型的总体成本函数G，

-步骤S55，修改光学设备1的模型的参数。

重复步骤S53和S55，以使总体成本函数G与总体成本函数G的目标值之间的差异最小。

在步骤S51期间，提供光学设备1的模型。例如，光学设备的此模型是由处理装置提供的数字模型。

在步骤S51的第一实现方式中，光学设备的模型包括适于配戴者的光学要求的光学镜片3、7的初始几何参数，眼镜架5的初始几何参数例如对应于由配戴者所选的眼镜架的类型。经由眼镜架的数字表示，配戴者可能已经选择了给定的眼镜架或者可能已经挑选了眼镜架。根据替代性实施例，可以由配戴者独立确定初始眼镜架。

在步骤S53期间，评估模型光学设备的总体成本函数G。

例如，光学设备1被确定为符合一组约束条件P1、P2、P3、P4，这些约束条件分别被考虑到光学成本函数O、舒适性成本函数C、机械相互作用成本函数M、美观成本函数E中：

约束P1与光学功能参数有关。例如，根据约束P1，光学镜片3、7的焦度应在配戴者的整个视野上保持尽可能接近配戴者的光学要求。

在另一个示例中，根据约束P1，至少在由眼镜架5的镜圈的外形形状提供的一部分视野中，光焦度应保持尽可能接近配戴者的光学要求。例如，在光学镜片3、7的90％的表面上，光焦度应保持尽可能接近配戴者的光学要求，而在光学镜片3、7的其余10％的表面中允许偏差更大。例如，在与光学镜片3、7的周边边缘附近的表面区域对应的光学镜片3、7的10％表面中允许较大的偏差。此较大的偏差允许改变光学镜片3、7的厚度或几何形状，并改善了镜片3、7的周边边缘与眼镜镜片5的镜圈的外形形状之间的配合。

约束P2与舒适性参数有关。例如，根据约束P2，眼镜架5的宽度必须符合配戴者的头部的宽度，例如160mm。

约束P3与眼镜架的几何参数和光学镜片3、7的几何参数有关。例如，根据约束P3，镜圈9、11必须保持光学镜片3、7的边缘而不破坏光学镜片3、7的边缘。例如，光学镜片3、7的边缘的厚度必须大于0.6mm。

约束P4与美观参数有关。例如，光学镜片3、7的边缘应被镜圈9、11遮盖。

然后，总体成本函数G被定义如下：

G(g_l，g_f)＝αO(g_l，g_f，P1)+βC(g_l，g_f，P2)+γM(g_l，g_f，P3)+δE(g_l，g_f，P4)

其中，g_l是光学镜片3、7的几何形状。

其中，g_f是眼镜架5的几何形状。

其中，α、β、γ和δ是用于加权每个成本函数O、C、M、E的系数，其总和等于1。系数α、β、γ、δ的相应值表示约束的重要性。例如，如果主要约束是约束P1，则系数α大于其他系数。

这里，当光学镜片3、7的几何形状g_l和光学镜片3、7相对于配戴者的头部的位置使得光学镜片焦度尽可能接近P1时，光学成本函数O最小。

当光学镜片3、7的几何形状g_l使得镜腿13、15之间的距离等于或接近配戴者的颞部距离时，舒适性成本函数C最小。

当光学镜片3、7的几何形状g_l使得光学镜片3、7的边缘的厚度大于光学镜片3、7的边缘的最小厚度时，机械相互作用成本函数M最小。

当光学镜片3、7的几何形状g_l和眼镜架5的几何形状g_f对于光学镜片3、7的边缘和镜圈9、11的厚度都给出相似的厚度时，美观成本函数E最小。

在另一个示例中，光学镜片3、7的周边边缘仅被镜圈9、11部分地遮盖。根据约束P4，镜片前边缘与镜圈9、11之间的距离沿着镜圈的整个外形形状是恒定的。在本上下文中，镜片前边缘是光学镜片的周边边缘与光学镜片3、7的前表面之间的相交部。例如，该距离为1mm。根据此示例，当镜片前边缘与镜圈9、11之间的距离沿着镜圈的整个外形形状等于1mm时，美观成本函数E最小。

在步骤S53的第一实现期间，评估光学设备1的模型的总体成本函数G，该模型包括光学镜片3、7的初始参数和眼镜架5的初始参数。

在步骤S55期间，修改光学设备1的模型的至少一个参数。可以修改眼镜架的几何参数g_f、光学镜片的几何参数g_l、舒适性参数、光学功能参数、美观参数中的任一个。可以修改眼镜架的几何参数g_f、光学镜片的几何参数g_l、舒适性参数、光学功能参数、美观参数中的多个。

例如，为了符合约束条件P2并提高配戴者的舒适性，可以增加眼镜架5的宽度。

例如，为了符合约束P4并因此减小光学镜片3、7的边缘的可见性，可以增加镜圈9、11的厚度。替代性地，在负镜片的情况下，可以减小光学镜片3、7的宽度w3、w7。

光学功能成本函数O、舒适性成本函数C、机械相互作用成本函数M和美观成本函数E可以被共同优化，只要它们取决于一组共用的配戴者形态数据即可。

重复步骤S53和S55，以使总体成本函数G与总体成本函数G的目标值之间的差异最小。

目标值可以被确定为光学/舒适性/机械相互作用标准与由处理装置和/或由制造系统提供的技术可能性之间的折衷。

目标值可以等于零，此时，总体成本函数G最小。

当确定使总体成本函数G与目标值之间的差异最小化的最佳参数时，确定光学设备1。然后将所确定的光学设备1和最佳参数存储在文件中。

在步骤S7期间，使用制造系统基于存储文件来制造所确定的光学设备1。

考虑到制造系统的特殊性，在步骤S5之前，在步骤S71期间提供描述制造系统的数据。例如，相比于对于减材制造装置，对于增材制造装置，制造可能非常不同。

然后，通过考虑由制造数据识别的制造系统的技术参数，可以在步骤S5期间使用这种制造数据。然后基于技术参数评估总体成本函数G。

可以基于不同的制造系统来确定光学设备1的不同模型。然后，使用每个制造系统评估总体成本函数G，以确定哪个潜在制造系统允许更大地最小化总体成本函数与目标值之间的差异。

在示例中，所确定的光学设备1是使用增材制造机器制造的。

增材制造是基于比如在国际标准ASTM 2792-12中定义的制造技术，其提到了结合材料以根据3D模型数据制造物体的工艺，通常层层叠加，与减材制造技术相反，比如传统的机加工。

可以在(但不限于)由以下各项组成的列表中选择增材制造方法：立体光刻、掩模立体光刻或掩模投影立体光刻、聚合物喷射、扫描激光烧结或SLS、扫描激光熔化或SLM、熔融沉积成型或FDM。

增材制造技术包括多项工艺，这些工艺通过根据可以在CAD(计算机辅助设计)文件中定义的预定安排并置多个体积元素来创造物体。这种并置被理解为顺序操作的结果，如在之前获得的材料层顶上建造材料层和/或在之前获得的体积元素旁并置材料体积元素。

增材制造方法允许形成几乎任何形状或几何特征。有利地，在确定步骤S5期间，使用这种增材制造方法提供了大得多的自由。

根据本发明，光学设备的至少一部分可以使用增材制造方法来制造。

例如，光学镜片3、7可以通过增材制造来制造，或者可以使用增材制造方法将一些材料添加到光学镜片3、7的任一表面。

例如，所确定的光学设备1的光学镜片3、7可以由不同密度的透明材料制成。

根据本发明的实施例，眼镜架5的至少一部分旨在使用增材制造方法来制造。

作为替代方案，眼镜架5可以使用增材制造技术来制造，而光学镜片3、7可以使用自由曲面技术来制造。自由曲面技术用于修改毛坯镜片的前表面和后表面，以及修改半成品镜片的一个未成品表面。

Claims (15)

1.一种用于确定适合于配戴者的光学设备(1)的方法，所述光学设备(1)包括光学镜片(3，7)和眼镜架(5)，所述方法由处理装置实现并且包括以下步骤：

-提供与所述配戴者有关的数据，所述数据包括所述配戴者的光学要求，

-提供光学成本函数(O)，所述光学成本函数(O)与所述光学镜片(3，7)的光学功能参数有关，并且至少基于与所述配戴者有关的所述数据的一部分来定义，

-提供舒适性成本函数(C)，所述舒适性成本函数(C)与舒适性参数有关，

-提供机械相互作用成本函数(M)，所述机械相互作用成本函数(M)根据所述眼镜架(5)的几何参数和所述光学镜片(3，7)的几何参数而变化，

-确定最小化总体成本函数(G)的光学设备(1)，所述总体成本函数(G)是所述光学成本函数(O)、所述舒适性成本函数(C)和所述机械相互作用成本函数(M)的加权和。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述光学镜片(3，7)仅干涉所述镜圈(9，11)时，所述机械相互作用成本函数(M)被布置为最小。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述光学镜片(3，7)的周边边缘的外形形状与所述镜圈(9，11)的内周边边缘的形状明显相似时，所述机械相互作用成本函数(M)被布置为最小。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述光学镜片(3，7)的周边边缘的局部厚度大于厚度阈值时，所述机械相互作用成本函数(M)被布置为最小。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，当安装在所述镜圈(9，11)中的所述光学镜片(3，7)的周边边缘的可见性最小时，所述机械相互作用成本函数(M)被布置为最小。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述眼镜架(5)的几何参数选自包括以下各项的组：所述眼镜架(5)的镜圈的外形形状、所述眼镜架(5)的镜圈(9，11)的至少局部厚度、所述眼镜架(5)的镜腿(13，15)的形状、铰链(27)在所述眼镜架(5)上的位置、所述眼镜架(5)的鼻托(17，19)的位置、所述眼镜架(5)的鼻托(17，19)的形状、所述眼镜架(5)的镜圈(9，11)的基弧、没有镜圈、所述眼镜架(5)的凹槽的几何形状。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述光学镜片(3，7)的几何参数选自包括以下各项的组：所述光学镜片(3，7)的厚度约束、所述光学镜片(3，7)的大小、所述光学镜片(3，7)的基弧、所述光学镜片(3，7)的斜面几何形状、所述光学镜片(3，7)的凹槽。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，与所述配戴者有关的所述数据进一步包括与所述配戴者的形态有关的数据，并且其中，所述眼镜架(5)的几何参数是基于所述形态数据来确定的。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述舒适性参数选自包括以下各项的组：所述光学设备(1)的重量、当被所述配戴者戴着时所述配戴者的面部的一部分与所述光学设备(1)之间的距离、所述镜腿(13，15)的长度、所述鼻托(17，19)的形状、所述眼镜架(5)的大小、前倾角(α)、包角。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括以下步骤：

-提供具有多个参数的所述光学设备(1)的模型，所述参数包括适合于所述配戴者的光学要求的所述光学镜片(3，7)的初始几何参数、以及所述眼镜架(5)的初始几何参数，

-评估所述光学设备(1)的模型的总体成本函数(G)，

-修改所述光学设备(1)的模型的参数，

其中，重复所述评估步骤和修改步骤，以使全所述总体成本函数(G)与所述总体成本函数(G)的目标值之间的差异最小。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述修改步骤期间至少修改所述光学镜片的几何参数和所述眼镜架的几何参数。

12.根据权利要求10或11中任一项所述的方法，其中，所述模型参数进一步选自包括以下各项的组：所述光学镜片(3，7)的材料、所述光学镜片(3，7)的涂层、所述眼镜架(5)的材料、所述眼镜架(5)的重量分布、所述光学镜片(3，7)的重量分布，并且其中，在所述修改步骤期间修改进一步的模型参数。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：

-提供描述制造系统的数据，

其中，所述光学设备(1)的模型的参数包括所述制造系统数据。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述制造系统至少包括增材制造机器。

15.一种用于确定适合于配戴者的光学设备(1)的处理装置，所述光学设备(1)包括光学镜片(3，7)和眼镜架(5)，所述处理装置包括微处理器和存储计算机程序的存储器，所述计算机程序适合于在被所述微处理器执行时执行以下步骤：

-提供与所述配戴者有关的数据，所述数据包括所述配戴者的光学要求，

-提供光学成本函数(O)，所述光学成本函数(O)与所述光学镜片(3，7)的光学功能参数有关，并且至少基于与所述配戴者有关的所述数据的一部分来定义，

-提供舒适性成本函数(C)，所述舒适性成本函数(C)与舒适性参数有关，

-提供机械相互作用成本函数(M)，所述机械相互作用成本函数(M)根据所述眼镜架(5)的几何参数和所述光学镜片(3，7)的几何参数而变化，以及

-确定最小化总体成本函数(G)的光学设备(1)，所述总体成本函数(G)是所述光学成本函数(O)、所述舒适性成本函数(C)和所述机械相互作用成本函数(M)的加权和。

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