CN114730102A - 用于确定眼科镜片相对于配戴者参考系的配适位置的方法和系统以及用于确定眼科镜片的镜片设计的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定要安装在为配戴者(100)配备的眼镜架(120)上的眼科镜片(130)的配适位置的方法，所述配适位置是相对于与配戴者的头部相关联的配戴者参考系(XYZ)来定义的，所述方法包括以下步骤：定义与眼科镜片相对于眼镜架的定位相关的至少一个配适标准；确定至少部分地表示所述眼镜架的几何形状和该眼镜架相对于所述配戴者参考系的位置的镜架3D数据；确定至少部分地表示所述眼科镜片的至少周边部分(140)的几何形状的镜片3D数据；使用所述镜架3D数据和所述镜片3D数据来确定所述眼科镜片相对于所述配戴者参考系的所述配适位置，以便将所述眼科镜片配适在所述眼镜架内，满足所述配适标准。本发明进一步涉及一种用于实施所述方法的系统。本发明最后提出了一种配适在眼镜架上的眼科镜片，该眼镜架适于设置在配戴者的头部上，并且该眼科镜片根据这种方法进行设计。

Description

用于确定眼科镜片相对于配戴者参考系的配适位置的方法和 系统以及用于确定眼科镜片的镜片设计的方法

技术领域

本发明总体上涉及眼科光学器件领域。

更具体地，本发明涉及一种用于确定要安装在为配戴者配备的眼镜架上的眼科镜片的配适位置的方法和系统。当眼科镜片实际安装在由配戴者选择的眼镜架上时，该眼科镜片的配适位置表示配戴时位置。

本发明进一步涉及一种用于确定眼科镜片的镜片设计的方法。

本发明最后涉及一种利用这种方法设计的眼科镜片。

背景技术

在光学设计矫正眼科镜片时，当镜片被安装在配戴者选择的眼镜架上时，如今试图更好地考虑镜片相对于配戴者头部、更精确地相对于配戴者眼睛的位置。此位置可能部分地取决于美学原因，比如从侧面看尽可能少地看到镜片的周边边缘。为了设计矫正眼科镜片，配镜师利用他所拥有的资源尽最大努力估计这个位置。

例如，镜片相对于配戴者的位置对于向他提供不同注视方向的正确光焦度分布(即，光学设计)是重要的。

镜片的位置对应于三维构型，该三维构型由以下项确定：i)镜片相对于配戴者的对应眼睛的取向；以及ii)镜片与配戴者的对应眼睛之间的距离。

为了确定此三维构型，配镜师在配戴者的鼻子上放置一副展示眼镜架。然后，配镜师用小尺子手动地测量一组配适参数。该组配适参数通常包括两个关于镜片取向的角度和一个眼睛-镜片距离。

目前，该组配适参数是相对于贴着展示眼镜架的后表面设置的理论平面来测得的。例如，在实践中，此平面对应于眼镜架的镜框的后轮廓的平均平面。这种测量方法既不考虑镜片的形状或曲率，也不考虑镜片在眼镜架内的轴向位置。因此，根据该理论平面获得的配适参数不同于利用安装在眼镜架上的已经设计好的眼科镜片测得的精确参数。因此，配适参数的这种近似导致显著的误差，这对于个性化镜片设计计算的恰当性是非常不利的。

此外，出于美学原因，眼睛护理专业人员可能会调整镜片边缘上的斜削部(bevel)的位置。这对镜片以后的位置有影响。

此外，虽然瞳孔与镜片之间的距离是可最容易获得的，但是当通过矫正镜片的光线追踪来计算个性化镜片设计时，该距离不是最恰当的量值。为了正确地进行计算，设计者希望知道的是眼睛转动中心的位置。

在目前的实践中，通过假定眼睛半径的平均值(通常为约15毫米的值)，从角膜的位置大致推断出眼睛转动中心的位置。不幸的是，眼睛的半径在不同个体之间变化很大，从而这种近似也会导致镜片设计计算的误差。

发明内容

因此，本发明的一个目的是精确地估计要安装在由配戴者选择的眼镜架上的眼科镜片的配戴时位置。

为此目的，本发明提出了一种用于确定要安装在为配戴者配备的眼镜架上的眼科镜片的配适位置的方法，所述配适位置是相对于与配戴者的头部相关联的配戴者参考系来定义的，所述方法包括以下步骤：

-定义与所述眼科镜片相对于所述眼镜架的轴向定位相关的至少一个配适标准；

-确定至少部分地表示所述眼镜架的几何形状和该眼镜架相对于所述配戴者参考系XYZ的位置的镜架3D数据；

-确定至少部分地表示所述眼科镜片的至少周边部分的几何形状的镜片3D数据；

-使用所述镜架3D数据和所述镜片3D数据来确定所述眼科镜片相对于所述配戴者参考系的所述配适位置，以便将所述眼科镜片配适在所述眼镜架内，满足所述配适标准。

“轴向定位”是指沿着基本上正交于镜片的中平面的轴线定位，此轴线可以是例如配戴者的眼睛的注视方向。实际上，配适位置包括关于三维构型(类似于引言中呈现的三维构型)的数据，描述了眼科镜片相对于配戴者头部并因此相对于其眼睛的位置。

归功于根据本发明的方法，在眼科镜片已经安装在眼镜架上之后，可以获得眼科镜片的准确对应于配戴时位置的配适位置。这允许例如比相对于贴着眼镜架的后表面设置的理论平面用手动测量更精确地确定配适参数。

有利地，当所述眼镜架包括配适有所述眼科镜片的镜框时，所述镜架3D数据包括至少部分地表示设置在所述镜框内部的眼镜架凹槽的几何形状和位置的凹槽3D数据；所述镜片3D数据包括至少部分地表示在所述眼科镜片的周边边缘上设置的斜削部的几何形状和位置的斜削部3D数据；并且可以使用所述凹槽3D数据和所述斜削部3D数据来定义所述配适位置，用于将所述斜削部配适在所述眼镜架凹槽内。

这样，眼科镜片的配适位置甚至更准确，因为它的确定还考虑了将来将斜削部接合到眼镜架凹槽中。

优选地，根据所述眼镜架镜框内的默认偏移量或眼镜架厚度来取得所述凹槽3D数据。

在特定实施例中，基于以下参数中的至少一个参数来确定所述斜削部3D数据：眼科镜片的前基弯、眼科镜片的周边边缘的厚度以及眼镜架基弯。

根据本发明的方法的其他有利的和非限制性的特征是：

-所述至少一个配适标准包括以下之一：使所述眼科镜片的前光学表面与眼镜架的正面齐平；以及提供镜片的周边边缘相对于眼镜架的正面的预定溢出(overflow)；

-使用配备有所述眼镜架的配戴者的用3D扫描仪获取的3D数据来确定所述镜架3D数据。

本发明还提出了一种用于确定适于矫正配戴者视力的眼科镜片的镜片设计的方法，所述方法包括以下步骤：

-根据先前描述的用于确定眼科镜片的配适位置的方法，确定要安装在为配戴者配备的眼镜架上的所述眼科镜片的配适位置；以及

-基于眼科镜片相对于所述配戴者参考系的所述配适位置来确定所述镜片设计。

因此，配适位置允许计算用于矫正眼科镜片的个性化镜片设计。

根据本发明的有利特征，该方法可以进一步包括确定配戴者的所述眼睛的转动中心相对于所述配戴者参考系的位置的步骤，其中，眼睛的转动中心的所述位置被用来确定所述眼科镜片的所述镜片设计。

归功于这个额外的步骤，计算个性化镜片设计可以更精确地完成，因为配适位置中包含的镜片的三维构型和眼睛的转动中心的位置是在与配戴者的头部相关联的同一参考系中确定的。

因此，可以订购和制造需要尽可能少的形状修改的眼科镜片。

用于确定镜片设计的方法的其他有利的和非限制性的特征是：

-所述镜片设计至少部分地表示所述眼科镜片的光学表面的几何形状，并且至少一个配适参数的改进值是基于所述镜片设计确定的；

-所述镜片设计是基于以下各项中的至少一项确定的：眼睛-镜片距离、面部弧度(face form angle)和前倾角；以及

-配戴者的所述眼睛的转动中心相对于所述配戴者参考系的位置的确定是使用配戴者的面部的用3D扫描仪获取的3D数据来确定的；以及

-基于所述镜片设计对所述镜片3D数据进行更新，并且基于更新后的镜片3D数据确定眼科镜片的第二配适位置，有利地重复此操作以便建立迭代过程。

本发明还涉及一种用于确定要安装在为配戴者配备的眼镜架上的眼科镜片的配适位置的系统，所述配适位置是相对于与配戴者的头部相关联的配戴者参考系来定义的，所述系统包括：

-输入装置，该输入装置适于确定：

-至少部分地表示所述眼镜架的几何形状和该眼镜架相对于所述配戴者参考系的位置的镜架3D数据；以及

-至少部分地表示所述眼科镜片的至少周边部分的几何形状的镜片3D数据；以及

-处理器，该处理器被编程为使用所述镜架3D数据和所述镜片3D数据来确定所述眼科镜片相对于所述配戴者参考系的所述配适位置，以便将所述眼科镜片配适在所述眼镜架内，满足与所述眼科镜片相对于所述眼镜架的轴向定位相关的配适标准。

有利地，输入装置适于确定配戴者的所述眼睛的转动中心相对于所述配戴者参考系的位置；并且处理器被编程为基于眼科镜片相对于所述配戴者参考系的所述配适位置来确定镜片的镜片设计，并且眼睛的转动中心的位置被用来确定所述眼科镜片的所述镜片设计。

本发明最后涉及一种配适在眼镜架上的眼科镜片，该眼镜架适于设置在配戴者的头部上、在配戴者的眼睛前方，其中，对所述眼科镜片的至少一个几何或光学参数的确定是基于：

-配戴者的眼睛的转动中心相对于所述参考系的位置；以及

-至少部分地表示所述眼镜架的几何形状和该眼镜架相对于所述配戴者参考系的位置的镜架3D数据；

-至少部分地表示所述眼科镜片的至少周边部分的几何形状的镜片3D数据；以及

-所述眼科镜片相对于所述配戴者参考系的配适位置，该配适位置使用所述镜架3D数据和所述镜片3D数据，以便将所述眼科镜片配适在所述眼镜架内，满足与所述眼科镜片相对于所述眼镜架的轴向定位相关的配适标准。

附图说明

以被视为非限制性示例的附图进行充实的以下描述将有助于理解本发明并明白其是如何实现的。

在附图中：

-图1是根据本发明的方法的实施例的步骤的框图；

-图2示出了安装在位于个人头部的眼镜架上的眼科镜片；

-图3示出了适于实施根据本发明的方法的系统。

具体实施方式

为了制造用于配戴者100的视力矫正的眼镜，需要考虑许多参数。

眼镜典型地包括眼镜架120和两个眼科镜片130。为了给特定配戴者100定制眼科镜片130，确定配戴者100的许多几何和/或生理和/或姿势和/或行为参数。还可以考虑眼镜架120的一些特征和/或与眼镜架120在配戴者100头部上的放置相关的一些参数。

眼镜架120由配戴者100选择。因此，基于不同的参数来确定眼科镜片130的特征，这些参数包括与所选眼镜架120相关的参数、与配戴者100相关的参数(例如瞳孔间距)以及与眼镜架120在配戴者100面部上的相对位置相关联的参数(例如配适高度)。这些参数通常被称为几何形态参数。

在这个背景下，如图1所示，本披露内容涉及一种用于确定要安装在为配戴者100配备的眼镜架120上的眼科镜片130的配适位置的方法。更准确地说，眼科镜片130要被安装在眼镜架120的镜框121上。术语“镜框”是指全镜框或半镜框。

当眼科镜片130实际安装在由配戴者100选择的眼镜架120上时，眼科镜片130的配适位置表示配戴时位置。配适位置例如是一组3D数据，其包括与眼科镜片130的外表面有关的点的列表。此列表中的每个点具有三个坐标，定义了其在与配戴者100的头部相关联的参考系XYZ中的位置。此列表可以包括几个子列表，例如与眼科镜片130的后光学表面132(其是眼科镜片130的面向眼睛110的表面)有关的一个子列表、与眼科镜片130的前光学表面131(其是与后光学表面132相反的表面)有关的一个列表、以及与眼科镜片130的周边边缘133(其将前光学表面131连接到后光学表面132)有关的一个列表。这些点提供了眼科镜片130的几何形状和该眼科镜片相对于配戴者100的头部的位置的精确数字3D表示。点越多，眼科镜片130的3D表示就越精确。

归功于本发明，可以非常精确地确定配适位置。

因此，配适位置可以用于实施眼科镜片130的个性化镜片设计，例如通过微调眼科镜片130的前光学表面131和/或后光学表面132、和/或计算眼科镜片130的折射率梯度。

这里，所谓的镜片设计是眼科镜片130的不同特征，比如前光学表面131的几何形状、后光学表面132的几何形状、眼科镜片130的厚度、眼科镜片130的材料或眼科镜片130的折射率。一旦眼科镜片130定位在配戴者100的眼睛的前方，镜片设计就为配戴者提供了光学设计。

确定镜片设计意味着确定眼科镜片130的至少一个特征，例如后光学表面132的几何形状，使得由镜片设计提供的光学设计等于或非常接近配戴者100所需的光学设计。

特别地，确定镜片设计可以包括优化参数(例如后光学表面132)以使当前光学设计和配戴者100所需的光学设计之间的差异最小化。

更具体地，知道配适位置使得镜片设计更加独立于配适参数的手动测量。

为了确定配适参数，配戴者100优选地处于坐姿或站姿，使得配戴者100的头部是直的，即，与配戴者头部有关的法兰克福平面PF是基本上水平的。法兰克福平面PF被定义为包含配戴者100的眼眶下缘点和外耳门上缘点的平面，其中外耳门上缘点是耳道对应于耳朵耳屏在头骨中的最高点。配戴者的注视轴线是主要注视轴线，即，配戴者100正看着正前方的地平线。也可以说，配戴者100采取“直立”姿势，这是需要最少努力的姿势。

如图2所示，矢状平面SP被定义为包含两只眼睛110之间的正平分线的竖直平面。眼睛110之间的正平分线是穿过由两只眼睛110的转动中心CR所定义的线段的中点并且平行于法兰克福平面PF的轴线。面部平面PP也被定义为穿过眼睛110的转动中心CR并与法兰克福平面PF正交的竖直平面。

这些平面PF、SP、PP可以用于定义与配戴者100的头部相关联的参考系XYZ。水平轴线Oz被定义为正交于面部平面PP的轴线。竖直轴线Oy被定义为正交于法兰克福平面FP的轴线。横轴线Ox被定义为与矢状平面SP正交的轴线，因此与后两个轴线正交。

与配戴者100的头部相关联的用于在空间中定位参考系XYZ的参考点可以是配戴者100面部的任何点。优选地，参考点是在眼科镜片130前方的眼睛110的转动中心CR。在这种情况下，水平轴线Ox可能对应于主要注视轴线。

配适参数在这里是允许将镜片130配适到镜架120中、即允许确定如何将镜片130配适到镜架120中的参数。这种配适是根据配戴者的需要来完成的。换句话说，配适参数在这里是允许相对于配戴者、特别是相对于其眼睛将眼科镜片130定位在镜架120内的参数。这里的配适参数还包括可以用于确定镜片130的位置的上述几何形态参数。

通常，配适参数至少包括：

-面部弧度，该面部弧度表示眼科镜片130的中平面围绕竖直轴线Oy的旋转；

-前倾角，该前倾角表示眼科镜片130的中平面围绕横轴线Ox的旋转；

-眼睛110与眼科镜片130的后光学表面132之间的眼睛-镜片距离。

步骤a)

在步骤a)中，确定与眼科镜片130相对于眼镜架120的轴向定位相关的配适标准。

轴向定位是指眼科镜片130沿着与眼科镜片130的中平面基本上正交的轴线的定位。例如，在图2中，轴向定位是指眼科镜片130沿着水平轴线Oz的位置。一般地，两个不同的轴向定位由两个不同的眼睛-镜片距离来表征。

配适标准通常是指美学方面的考虑。例如，眼睛护理专业人员可以调整眼科镜片130的轴向定位，使得前光学表面131与眼镜架120的正面125齐平。眼镜架120的正面125对应于在前视图中(当看配备有眼镜架120的配戴者100的面部时)可见的镜框121的部分。镜框121的与正面125相反的面是眼镜架120的背面124。使前光学表面131与眼镜架120的正面125齐平使得在前视图中看不到眼科镜片130的任何部分。图2示出了轴向定位的示例，其中考虑了上述配适标准。

配适标准还可以包括提供周边边缘133的前部部分相对于眼镜架120的正面125的预定溢出。周边边缘133的前部部分是周边边缘133的与前光学表面131邻接的部分。

步骤b)

在步骤b)中，确定至少部分地表示眼镜架120的几何形状和该眼镜架相对于配戴者参考系XYZ的位置的镜架3D数据。在本披露内容的上下文中，镜架3D数据至少表示镜框121的几何形状和位置。

使用输入装置210来执行镜架3D数据的确定。输入装置210可以包括测量设备和/或用户接口。这里，如图3所示，输入装置210包括作为测量设备的图像捕获设备211和作为用户接口的计算机212。计算机212包括至少一个处理器230和至少一个存储器，该至少一个处理器例如被编程用于图像处理。

眼镜架120的几何形状描述了眼镜架120的外表面，即，眼镜架120的形状。眼镜架120的几何形状是由配戴者100选择的眼镜架120所固有的。

这里，表示眼镜架120的几何形状的镜架3D数据包括眼镜架120的外表面的三维表示(例如网格表示)。此三维表示可以由与眼镜架120的表面有关的点的列表组成，其中每个点由表征它们相对于彼此的位置的三个坐标来定义。这里，表示眼镜架120的几何形状的镜架3D数据包含在电子文件中，并且可以从存储装置(例如计算机212的存储器、远程服务器或云220)收集。眼睛护理专业人员通过输入装置210(这里是通过计算机212)访问电子文件。

也可以通过对眼镜架120进行3D扫描和通过使用图像处理算法(例如使用作为输入装置210的图像捕获设备211的智能手机和专用应用程序)来取得眼镜架120的几何形状。眼睛护理专业人员可以在配戴者100选择眼镜架130后进行这种扫描。如果眼镜架130并不伴随包括表示其几何形状的眼镜架3D数据的电子文件，则这是特别有用的。

表示眼镜架120的几何形状的镜架3D数据也可以包括一组参数，比如描述眼镜架120的几何形状的长度、角度、曲率半径。这里同样地，这些参数可以包含在与眼镜架120有关的电子文件中、或者可以由眼睛护理专业人员自己测量。

眼镜架120的位置描述了眼镜架120在特定参考系内的位置。因此，表示眼镜架120的位置的镜架3D数据可以包括在特定参考系中与眼镜架120有关的至少三个点(例如用于定义眼镜架120的几何形状的三个点)的坐标。例如，表示眼镜架120的位置的镜架3D数据包括在配戴者参考系XYZ中与眼镜架有关的至少100个点的坐标。

眼镜架120的位置取决于配戴者100，并且因此必须在配戴者100选择眼镜架120之后确定。

有利地，使用配备有眼镜架120的配戴者100的由3D扫描仪211获取的3D数据来确定表示眼镜架120的位置的镜架3D数据，该3D扫描仪用作输入装置210的图像捕获设备211。如已经描述的，3D扫描仪211可以是智能手机，或者如果需要更高的精度则可以是专用装置。这样的3D扫描允许确定眼镜架120的形状和相对位置以及配戴者100面部的一部分的形状和相对位置。然后，处理器230例如通过图像处理或深度学习、直接在配戴者参考系XYZ中确定眼镜架120的几何形状。在此实施例中，表示眼镜架120位置的镜架3D数据可以包括与表示眼镜架120的几何形状的镜架3D数据一样多的点。换句话说，与眼镜架120的表面有关的点的位置是相对于彼此并且相对于配戴者参考系XYZ来确定的。

此外，根据描述配戴者100的面部的该部分的数据，可以取得眼睛110的转动中心CR的位置。因此，如图2所示，眼睛110的转动中心CR可以用作与配戴者头部相关联的参考系XYZ的原点。根据此替代方案，相对于眼睛110的转动中心CR来确定眼镜架120的位置。

作为变型，可以使用夹在眼镜架120上的定位器件和图像捕获设备来确定眼镜架120的几何形状和位置。这样的定位器件携带预定图案，允许容易地确定其位置和取向。

在可能的实施例中，镜架3D数据包括至少部分地表示设置在镜框121内部的眼镜架凹槽122的几何形状和位置的凹槽3D数据。眼镜架凹槽122的几何形状描述了在眼镜架120的镜框121中限定凹部的表面的形状。眼镜架凹槽122的位置描述了凹部在镜框121的圆形内表面126上的位置。眼镜架凹槽122的位置主要描述了轴向定位。在图2中，轴向定位主要是指眼镜架凹槽122沿着水平轴线Oy的位置。轴向定位描述了眼镜架凹槽122是更靠近眼镜架120的正面125还是更靠近眼镜架120的背面124。在图2中，眼镜架凹槽122基本上位于镜框122的面表面125与背面124中间。

这里，凹槽3D数据包括对镜框121中的凹部进行限定的表面的三维表示。此三维表示可以由与对镜框121中的凹部进行限定的表面有关的点的列表组成，其中每个点由与眼镜架120相关联的参考系中的三个坐标来定义。凹槽3D数据是眼镜架120固有的；它们不取决于配戴者100。凹槽3D数据可以通过3D扫描以与镜架3D数据相同的方式来确定。

在实施例中，根据默认偏移量或眼镜架厚度来取得表示眼镜架凹槽122的位置的凹槽3D数据。实际上，眼镜架凹槽122可能难以通过图像处理来检测，因为它与眼镜架120本身相比相对较小。这样的估计是眼镜架凹槽122的位置的精度与测量眼镜架凹槽122所需的时间和精力之间的良好折衷。

例如，可以将眼镜架凹槽122的位置估计为在眼镜架厚度的一半处。例如，眼镜架凹槽122可以被估计为距眼镜架120的正面125和背面124是等距的。

镜架3D数据(可能包括凹槽3D数据)也可以用两次不同的3D扫描来确定，一次扫描是针对单独的眼镜架120，而另一次扫描是针对没有配备眼镜架120的配戴者100的面部。这种确定是通过虚拟调整(虚拟试戴)来完成的。

步骤c)

在步骤c)中，确定表示眼科镜片130的至少周边部分140的几何形状的镜片3D数据。

眼科镜片130的周边部分140包括眼科镜片130的周边边缘133。眼科镜片130的周边部分133还可以包括前光学表面131和后光学表面132的与周边边缘133接触的环形外周边部分。

周边部分140的几何形状描述了周边部分140的外表面。

此外，镜片3D数据表示前光学表面131和后光学表面132的几何形状。因此，镜片3D数据包括关于每个光学表面131、132的曲率的信息。

这里，表示眼科镜片130的几何形状的镜片3D数据包括眼科镜片130的外表面的三维表示(例如网格表示)或至少周边部分140的外表面的三维表示。此三维表示可以由与眼科镜片130的表面或至少周边部分140的表面有关的点的列表组成，其中每个点由表征它们相对于彼此的位置的三个坐标来定义。

确定眼科镜片130的至少周边部分140的几何形状的一种方式是使用可通过输入装置210访问的数据库。这里，数据库位于云220上。该数据库包括各种镜片设计、材料、前基弯或直径。对于眼科镜片的选定屈光力和/或材料，数据库提供了对眼科镜片130的几何形状的估计。可以通过所关注的屈光力范围(例如每0.5屈光度)对此数据库进行采样。此外，也可以在一组可用的前基弯中选择前基弯(前光学表面131和/或后光学表面132的几何形状将取决于所选择的前基弯)。数据库可以将镜片的几何形状存储为网格表示，包括前光学表面131、后光学表面132和周边边缘133的网格表示。

给定由配戴者100选择的眼镜架120，眼睛护理专业人员可以根据目标屈光力选择镜片设计、材料和直径。目标屈光力是在屈光测试期间预先估计的。对于给定的目标屈光力，选择数据库中最接近的屈光力。这种选择可以由实际原因驱动，比如具有确保眼科镜片130覆盖镜框121的整个内表面的最小直径。

作为变型，可以通过模拟眼科镜片来确定镜片3D数据。模拟可以基于目标屈光力以及对配适参数(眼睛-镜片距离、前倾角、面部弧度)的估计。

对眼科镜片130的至少周边部分140的几何形状的确定还考虑了瞳孔间距(瞳孔中心之间的距离)、配适高度(瞳孔中心与镜框121的底部边缘之间的距离)或安装十字(眼科镜片130的应当定位成面向瞳孔的点)。

在可能的实施例中，确定在眼科镜片130的周边边缘133上设置的斜削部134的几何形状和位置。表示斜削部134相对于眼科镜片130的几何形状和位置的数据被包括在被称为斜削部3D数据的数据集中。

斜削部134的几何形状描述了形成斜削部134的突起的外表面。例如，斜削部134可以是V形的或矩形的。斜削部134的几何形状也描述了斜削部134围绕眼科镜片130延伸的方式；斜削部134例如可以是直线的或弯曲的。

斜削部134的位置描述了斜削部在周边边缘133上的位置，即，相对于与眼科镜片130相关联的参考系的位置。特别地，斜削部134的位置描述了斜削部134与前光学表面131和/或后光学表面132之间的距离。

确定斜削部3D数据是在考虑以下三个主要数据的情况下进行的：眼科镜片130的前基弯、周边边缘133的厚度以及眼镜架基弯(其可以根据镜架3D数据计算出)。此外，在确定斜削部3D数据期间，可以考虑预定义的规则(例如磨边机上的自动模式)或眼睛护理专业人员的选择。

例如，斜削部134的位置可以被定义为与前光学表面131和后光学表面132是等距的，或者与前光学表面131相距固定距离。

步骤d)

在步骤d)中，使用镜架3D数据和镜片3D数据确定眼科镜片130相对于配戴者参考系XYZ的配适位置，以将眼科镜片130配适在眼镜架120内，满足配适标准。

处理器230被编程为实施数值方法，其中，眼科镜片130被配适在眼镜架120内。这里，如图3所示，处理器230位于输入装置210的计算机212中。

一方面使用表示眼镜架120的几何形状的镜架3D数据，另一方面使用表示眼科镜片130的至少周边部分140的几何形状的镜片3D数据，处理器230被编程为模拟光学系统，该光学系统描述眼科镜片130相对于眼镜架120的相对位置。这种模拟是可想到的，因为眼科镜片130的周边部分140的几何形状已经被确定成使得眼科镜片130配适在眼镜架120的镜框121中。

然后，对眼科镜片130的轴向位置进行数值调整，以满足配适标准。例如，调整眼科镜片130的轴向位置，使得眼科镜片130的前光学表面131与眼镜架120的正面125齐平。

在此第一调整步骤中，处理器230确定眼科镜片130的至少周边部分140相对于眼镜架120的位置。由于镜架3D数据表示眼镜架120相对于配戴者参考系XYZ的位置(此位置在步骤b中确定)，处理器230可以确定周边部分140相对于配戴者参考系XYZ的位置。

然后，处理器230基于周边部分140相对于配戴者参考系XYZ的位置来确定眼科镜片130的配适位置。实际上，确定眼科镜片130的周边部分140的位置足以定位整个眼科镜片130，尤其是定位前光学表面131和后光学表面132。

此外，根据可能的实施例，前光学表面131和后光学表面132可以相对于眼睛110的转动中心CR来确定，这使得眼科镜片130的镜片设计更准确。实际上，在此实施例中，眼睛110的转动中心CR的位置在步骤b)中通过图像处理(而不是使用眼睛转动中心相对于角膜的平均位置)被准确地确定。

在镜架3D数据包括凹槽3D数据并且镜片3D数据包括斜削部3D数据的可能的实施例中，将眼科镜片130配适在所述眼镜架120内还考虑将斜削部134配适在眼镜架凹槽122内。

此数值调整可以由处理器230使用优化程序来执行。确定斜削部134相对于配戴者参考系XYZ的初始位置，并且将该初始位置包括在斜削部3D数据中。此初始位置可以考虑第一调整步骤。使用凹槽3D数据和斜削部3D数据来定义描述眼镜架凹槽122与斜削部134之间的距离的成本函数。使此成本函数最小化是估计当眼科镜片130安装在眼镜架120上时斜削部134如何接合在眼镜架凹槽122中的一种方式。

使此成本函数最小化(例如在最小二乘法意义上)给出了斜削部134相对于眼镜架120的位置。由于斜削部134相对于眼科镜片130的周边边缘133的位置已经确定(步骤c)，并且由于眼镜架120相对于配戴者参考系XYZ的位置已经确定(步骤b)，因此处理器230可以确定眼科镜片130的周边边缘133相对于配戴者参考系XYZ的位置。

然后，确定眼科镜片130的配适位置。实际上，周边部分140的几何形状允许确定周边部分140相对于眼镜架120的位置和因此相对于配戴者参考系XYZ的位置。因此，周边部分140的几何形状允许确定眼科镜片130的配适位置相对于配戴者参考系XYZ的位置，因此这里确定例如前光学表面131和后光学表面132相对于配戴者参考系XYZ的位置。

根据眼科镜片130的配适位置，处理器230可以基于眼科镜片130的曲率来在配戴者参考系XYZ中确定眼科镜片130的中平面。然后使用中平面来定义面部弧度和前倾角。

这里，中平面被定义为在眼科镜片130的方框中心处与后光学表面相切的平面。方框中心是包含眼科镜片130的最小水平矩形的中心。通常，在配戴时状况下，方框中心位于眼科镜片130与主要注视轴线的交叉点的稍下方。

此外，眼科镜片130的配适位置允许以良好的准确度确定眼睛转动中心CR与后光学表面132之间的距离的值。具体地，根据眼科镜片130的配适位置，处理器230可以确定眼睛转动中心CR与后光学表面132之间沿着主要注视轴线的距离的值，该距离通常被称为眼睛转动中心距离。

以这种方式，根据眼科镜片130的配适位置，以良好的准确度确定配戴时状况下的配适参数的值。这些值被称为配适参数的改进值。

由于眼科镜片130的配适位置，例如眼睛护理专业人员或镜片制造商可以例如通过确定后光学表面132和/或前光学表面131的几何形状来为配戴者100确定个性化镜片设计，以便达到光学设计。确定镜片设计，使得眼科镜片130为配戴者100提供所需的光学设计。

例如，镜片设计的确定可以考虑前光学表面131的几何形状(其可以是具有固定基弯的球形表面)，同时相对于配戴者参考系XYZ优化后光学表面132。镜片设计的确定也可以考虑配适参数(例如眼睛-镜片距离、面部弧度和前倾角)的改进值。镜片设计的确定还可以考虑眼睛110的转动中心CR在配戴者参考系XYZ中的位置。

以这种方式，镜片设计的确定可以包括考虑固定的前基弯、配适参数的改进值和眼睛110的转动中心CR的位置对后光学表面132进行的优化。

此外，可以基于至少部分地表示眼科镜片130的光学表面131、132的几何形状的镜片设计来确定配适参数的改进值。例如，可以基于经优化的后光学表面132(即，利用关于眼科镜片130的曲率的信息)来确定眼睛-镜片距离。换句话说，一旦已经确定了镜片设计，就可以更新(即，以更好的准确度重新计算)配适参数的值或改进值。

此外，眼科镜片130的配适位置可以用于更新表示眼科镜片130的几何形状的镜片3D数据。实际上，个性化的镜片设计可以用于重新估计在步骤c)中确定的眼科镜片130的几何形状。

例如，当镜片设计包括对后光学表面132进行优化时，可以使用经优化的后表面132来更新在步骤d)中确定的眼科镜片130的配适位置。

以这种方式，可以建立迭代过程以基于更新后的镜片3D数据来确定眼科镜片130的第二配适位置。实际上，根据更新后的镜片3D数据，可以再次执行步骤d)中描述的确定眼科镜片130的配适位置的过程，以确定眼科镜片130的第二配适位置。

根据该第二配适位置，可以确定配适参数的第二改进值。此第二配适位置还可以用于重新估计眼科镜片130的几何形状，以便再次更新镜片3D数据，并且因此再次改进配适参数的值。

这种迭代过程可以根据需要重复多次。例如，当配适参数的值收敛时，即当两次迭代之间的配适参数的改进值之间的差小于阈值时，可以停止迭代过程。

换句话说，步骤a)和步骤b)执行一次，并且由步骤c)和步骤d)组成的循环根据需要执行多次。

本发明还涉及图3所呈现的系统240，该系统用于确定要安装在为配戴者100配备的眼镜架120上的眼科镜片130的配适位置，该配适位置是相对于与配戴者100的头部相关联的配戴者参考系XYZ来定义的，该系统包括：

-输入装置210，该输入装置适于确定至少部分地表示眼镜架120的几何形状和该眼镜架相对于所述配戴者参考系XYZ的位置的眼镜架3D数据；和至少部分地表示眼科镜片130的至少周边部分140的几何形状的镜片3D数据；以及

-处理器230，该处理器被编程为实施根据本披露内容的方法的任何实施例。

特别地，处理器230被编程为使用镜架3D数据和镜片3D数据来确定眼科镜片130相对于配戴者参考系XYZ的配适位置，以便将眼科镜片130配适在眼镜架120内，满足与眼科镜片130相对于眼镜架120的轴向定位相关的配适标准。

在系统240的实施例中：

-输入装置210进一步适于确定配戴者100的眼睛110的转动中心CR相对于配戴者参考系XYZ的位置；以及

-处理器230进一步被编程为基于眼科镜片130相对于配戴者参考系XYZ的配适位置来确定眼科镜片130的镜片设计，并且眼睛110的转动中心CR的位置被用来确定眼科镜片130的镜片设计。

一旦例如使用包括输入装置210和处理器230的系统240确定了镜片设计，眼睛护理专业人员就可以制造要配适在由配戴者100选择的眼镜架120上的眼科镜片130。眼睛护理专业人员也可以订购眼科镜片130，指定要实现的镜片设计。

以这种方式，本发明还涉及一种要配适在眼镜架120上的眼科镜片130，该眼镜架适于设置在配戴者100的头部上、在配戴者100的眼睛110的前方，其中，对眼科镜片130的至少一个几何或光学参数的确定是基于：

-配戴者100的眼睛110的转动中心CR相对于参考系XYZ的位置；

-至少部分地表示眼镜架120的几何形状和该眼镜架相对于配戴者参考系XYZ的位置的镜架3D数据；

-至少部分地表示眼科镜片130的至少周边部分140的几何形状的镜片3D数据；以及

-眼科镜片130相对于配戴者参考系XYZ的配适位置，该配适位置使用镜架3D数据和镜片3D数据，以便将眼科镜片130配适在眼镜架120内，满足与眼科镜片130相对于眼镜架120的轴向定位相关的配适标准。

Claims (13)

1.一种用于确定要安装在为配戴者(100)配备的眼镜架(120)上的眼科镜片(130)的配适位置的计算机实现的方法，所述眼镜架(120)包括配适有所述眼科镜片(130)的镜框(121)，所述配适位置是相对于与所述配戴者(100)的头部相关联的配戴者参考系(XYZ)来定义的，所述方法包括以下步骤：

-定义与所述眼科镜片(130)相对于所述眼镜架(120)的定位相关的至少一个配适标准；

-确定至少部分地表示所述眼镜架(120)的几何形状和所述眼镜架相对于所述配戴者参考系(XYZ)的位置的镜架3D数据，所述镜架3D数据包括至少部分地表示设置在所述镜框(121)内部的眼镜架凹槽(122)的几何形状和位置的凹槽3D数据；

-确定至少部分地表示所述眼科镜片(130)的至少周边部分(140)的几何形状的镜片3D数据，所述镜片3D数据包括至少部分地表示在所述眼科镜片(130)的周边边缘(133)上设置的斜削部(134)的几何形状和位置的斜削部3D数据；

-使用所述镜架3D数据和所述镜片3D数据来确定所述眼科镜片(130)相对于所述配戴者参考系(XYZ)的所述配适位置，以便将所述眼科镜片(130)配适在所述眼镜架(120)内，满足所述配适标准，并且使用所述凹槽3D数据和所述斜削部3D数据来确定所述配适位置，用于将所述斜削部(134)配适在所述眼镜架凹槽(122)内。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述眼镜架镜框(121)内的默认偏移量或眼镜架厚度来取得所述凹槽3D数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，基于以下参数中的至少一个参数来确定所述斜削部3D数据：所述眼科镜片(130)的前基弯、所述眼科镜片(130)的周边边缘(133)的厚度以及眼镜架基弯。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述至少一个配适标准包括以下之一：

-使所述眼科镜片(130)的前光学表面(131)与所述眼镜架(120)的正面(125)齐平；

-提供所述眼科镜片(130)的周边边缘(133)相对于所述眼镜架(120)的正面(125)的预定溢出。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，使用配备有所述眼镜架(120)的所述配戴者(100)的用3D扫描仪获取的3D数据来确定所述镜架3D数据。

6.一种用于确定适于矫正配戴者(100)的视力的眼科镜片(130)的镜片设计的方法，所述方法包括以下步骤：

-用根据权利要求1至5中任一项所述的方法确定要安装在为所述配戴者(100)配备的眼镜架(120)上的所述眼科镜片(130)的配适位置；以及

-基于所述眼科镜片(130)相对于所述配戴者参考系(XYZ)的所述配适位置来确定所述镜片设计。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述镜片设计至少部分地表示所述眼科镜片(130)的光学表面(131；132)的几何形状，并且至少一个配适参数的改进值是基于所述镜片设计确定的。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述镜片设计是基于以下各项中的至少一项确定的：眼睛-镜片距离、面部弧度和前倾角。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，进一步包括确定所述配戴者的眼睛(110)的转动中心(CR)相对于所述配戴者参考系(XYZ)的位置的步骤，其中，所述眼睛(110)的转动中心(CR)的所述位置被用来确定所述眼科镜片(130)的所述镜片设计。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述配戴者(100)的所述眼睛(110)的转动中心(CR)相对于所述配戴者参考系(XYZ)的位置的确定是使用所述配戴者的面部的用3D扫描仪获取的3D数据来确定的。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的方法，其中，基于所述镜片设计对所述镜片3D数据进行更新，并且其中，基于更新后的镜片3D数据确定所述眼科镜片(130)的第二配适位置，重复所述更新操作以便建立迭代过程。

12.一种用于确定要安装在为配戴者(100)配备的眼镜架(120)上的眼科镜片(130)的配适位置的系统(240)，所述眼镜架(120)包括配适有所述眼科镜片(130)的镜框(121)，所述配适位置是相对于与所述配戴者(100)的头部相关联的配戴者参考系(XYZ)来定义的，所述系统包括：

-输入装置(210)，所述输入装置适于确定：

-至少部分地表示所述眼镜架(120)的几何形状和所述眼镜架相对于所述配戴者参考系(XYZ)的位置的镜架3D数据，所述镜架3D数据包括至少部分地表示设置在所述镜框(121)内部的眼镜架凹槽(122)的几何形状和位置的凹槽3D数据；以及

-至少部分地表示所述眼科镜片(130)的至少周边部分(140)的几何形状的镜片3D数据，所述镜片3D数据包括至少部分地表示在所述眼科镜片(130)的周边边缘(133)上设置的斜削部(134)的几何形状和位置的斜削部3D数据；以及

-处理器(230)，所述处理器被编程为使用所述镜架3D数据和所述镜片3D数据来确定所述眼科镜片(130)相对于所述配戴者参考系(XYZ)的所述配适位置，以便将所述眼科镜片(130)配适在所述眼镜架(120)内，满足与所述眼科镜片(130)相对于所述眼镜架(120)的轴向定位相关的配适标准，并且使用所述凹槽3D数据和所述斜削部3D数据来确定所述配适位置，用于将所述斜削部(134)配适在所述眼镜架凹槽(122)内。

13.根据权利要求12所述的系统(240)，其中：

-所述输入装置(210)包括图像捕获设备(211)、并且进一步适于确定所述配戴者(100)的所述眼睛(110)的转动中心(CR)相对于所述配戴者参考系(XYZ)的位置；并且

-所述处理器(230)进一步被编程为基于所述眼科镜片(130)相对于所述配戴者参考系(XYZ)的所述配适位置来确定所述眼科镜片(130)的镜片设计，并且所述眼睛(110)的转动中心(CR)的位置被用来确定所述眼科镜片(130)的所述镜片设计。

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