專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)函數(shù)確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種籍助于計(jì)算機(jī)裝置實(shí)施的方法，用于為指定佩戴者確定與眼鏡鏡片的光學(xué)函數(shù)相關(guān)的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀(ergorama)系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及具有與虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)相關(guān)的光學(xué)函數(shù)的眼鏡鏡片的計(jì)算和制造方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)慣例，為了獲得與佩戴者處方相對(duì)應(yīng)的一副眼鏡鏡片，半成品眼鏡鏡片毛坯由鏡片制造商提供給處方實(shí)驗(yàn)室。通常，半成品眼鏡鏡片毛坯包括對(duì)應(yīng)于光學(xué)參考表面的第一表面，例如在漸進(jìn)式鏡片的情況下為漸進(jìn)表面，和第二球形表面。根據(jù)佩戴者的處 方來(lái)選擇具有適當(dāng)光學(xué)特性的標(biāo)準(zhǔn)半成品鏡片毛坯。最終，由處方實(shí)驗(yàn)室加工和拋光背面的球形表面，從而獲得符合處方的球形復(fù)曲面的表面。于是，可獲得符合處方的眼科光學(xué)鏡片。為了提升眼鏡鏡片的光學(xué)特性，使用眼鏡鏡片的參數(shù)優(yōu)化方法。這種優(yōu)化方法可設(shè)計(jì)成便于將眼鏡鏡片的光學(xué)函數(shù)盡可能接近于預(yù)定的目標(biāo)光學(xué)函數(shù)。該目標(biāo)光學(xué)函數(shù)代表眼鏡鏡片應(yīng)具有的光學(xué)特性。在某些情況下，雖然眼鏡鏡片已作了優(yōu)化，但優(yōu)化后的眼鏡鏡片的光學(xué)函數(shù)可能仍沒(méi)有達(dá)到目標(biāo)光學(xué)函數(shù)。在某些情況下，優(yōu)化后的眼鏡鏡片的光學(xué)函數(shù)可能比未優(yōu)化的眼鏡鏡片的光學(xué)特性還要差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在改進(jìn)這一現(xiàn)狀。為此，它提出了一種籍助于計(jì)算機(jī)裝置實(shí)施的方法，用于確定與指定佩戴者的眼鏡鏡片的光學(xué)函數(shù)相關(guān)的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)，該方法包括-處方數(shù)據(jù)提供步驟，其中提供表示佩戴者處方的處方數(shù)據(jù)，-光學(xué)參考表面數(shù)據(jù)提供步驟，其中提供表示對(duì)應(yīng)于佩戴者處方的光學(xué)參考表面的表面數(shù)據(jù)，-虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)確定步驟，其中使用處方和表面數(shù)據(jù)來(lái)確定虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)，-標(biāo)準(zhǔn)選擇步驟，其中選擇與該虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)相關(guān)的光學(xué)函數(shù)的至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；-目標(biāo)數(shù)值定義步驟，其中根據(jù)至少一個(gè)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義與所述標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的目標(biāo)數(shù)值，-估算步驟，其中估算與虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)相關(guān)的光學(xué)函數(shù)的至少一個(gè)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)的估算數(shù)值，-修改步驟，其中修改與眼鏡鏡片的基本曲線不同的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)，以便最小化目標(biāo)數(shù)值和估算標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值之間的差值，其中在修改步驟期間，表不與佩戴者處方對(duì)應(yīng)的光學(xué)參考表面的表面數(shù)據(jù)未被改變。有利地，根據(jù)本發(fā)明的方法提供一種虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)，并因此提供可能根據(jù)預(yù)先選擇的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定與這種系統(tǒng)相關(guān)的光學(xué)函數(shù)。有利地，與現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)函數(shù)相比，與所確定的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)相關(guān)的光學(xué)函數(shù)具有較低水平的光學(xué)像差。此外，在本發(fā)明的方法中使用光學(xué)參考表面有可能確保設(shè)計(jì)出一種具有與確定的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)相關(guān)的光學(xué)函數(shù)的光學(xué)鏡片。有利地，為了確保能夠確定具有這種光學(xué)函數(shù)的眼鏡鏡片，可優(yōu)化虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)以及與這種系統(tǒng)相關(guān)的光學(xué)函數(shù)，或者在至少優(yōu)化眼鏡鏡片的參數(shù)以 便使得它的光學(xué)函數(shù)對(duì)應(yīng)于所期望的光學(xué)函數(shù)時(shí)，可以提升眼鏡鏡片的光學(xué)特性。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的方法包括單個(gè)下述特征或者下述特征的
結(jié)合-至少一個(gè)光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)選自下述三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組中的一個(gè)或多個(gè)中央視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)(CVOC)組包括中央視覺(jué)的屈光力，中央視覺(jué)的散光，中央視覺(jué)的高階像差，中央視覺(jué)的敏銳度，中央視覺(jué)的對(duì)比度，中央視覺(jué)的棱鏡偏差，眼球偏斜，中央視覺(jué)的物體視野，中央視覺(jué)的圖像視野，中央視覺(jué)的放大率以及上述標(biāo)準(zhǔn)的變化；周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)(PVOC)組包括周邊視覺(jué)的屈光力，周邊視覺(jué)的散光，周邊視覺(jué)的高階像差，瞳孔場(chǎng)視線偏差，周邊視覺(jué)的物體視野，周邊視覺(jué)的圖像視野，周邊視覺(jué)的棱鏡偏差，周邊視覺(jué)的放大率以及上述標(biāo)準(zhǔn)的變化；全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(GOC)組包括眼睛的屈光力和太陽(yáng)穴偏移；并且其中在目標(biāo)數(shù)值定義步驟期間定義每一項(xiàng)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)估算區(qū)包括一個(gè)或多個(gè)估算域以及與所述估算域相關(guān)的一組目標(biāo)數(shù)值，只要所述標(biāo)準(zhǔn)屬于中央或周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組，或者，目標(biāo)數(shù)值與所述標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)，只要所述標(biāo)準(zhǔn)屬于全局標(biāo)準(zhǔn)組；以及在估算步驟期間，如果所選擇的標(biāo)準(zhǔn)屬于中央或周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組，則估算與所述估算域相關(guān)的一組標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，-在修改步驟期間，修改虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)，以便最小化考慮目標(biāo)數(shù)值的代價(jià)函數(shù)，通過(guò)重復(fù)估算步驟直到滿(mǎn)足停止標(biāo)準(zhǔn)，-該代價(jià)函數(shù)是覆蓋所選標(biāo)準(zhǔn)的下列內(nèi)容之和對(duì)于屬于中央視覺(jué)和周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，估算域內(nèi)與估算域相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值和與所述估算域相關(guān)的目標(biāo)數(shù)值之差的平方之和，以及對(duì)于屬于全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值和目標(biāo)數(shù)值之差與其兩者平方之和，代價(jià)函數(shù)J的數(shù)學(xué)表達(dá)式為
NI MkN2J(V)=SE * (Hk{D\,v)-T\) 2 + Xw%*Ttk) *其中k和i是整數(shù)變量，N1是大于或等于I的整數(shù)并且表示屬于中央視覺(jué)和周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組所選擇的標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量；N2是大于或等于I的整數(shù)并且表示屬于全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組所選擇的標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量；Mk是大于或等于I的整數(shù)并且表示屬于中央視覺(jué)或周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組的索引為k的標(biāo)準(zhǔn)所適用的估算域的數(shù)量；V定義虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的參數(shù)；Wik是相關(guān)于屬于中央視覺(jué)或周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組索引為k的標(biāo)準(zhǔn)以及屬于索引為i的估算域的權(quán)重?cái)?shù)值；w’ k是相關(guān)于屬于全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組的索引為k的標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)重?cái)?shù)值；
Dik是相關(guān)于屬于中央視覺(jué)或周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組的索引為k的標(biāo)準(zhǔn)的估算區(qū)的索引為i的估算域；Hk使得標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值相關(guān)于屬于中央視覺(jué)或周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組的索引為k的標(biāo)準(zhǔn)、估算域Dik以及由它的參數(shù)V所定義的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)；H’ k使得標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值相關(guān)于屬于全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組的索引為k的標(biāo)準(zhǔn)以及由它的參數(shù)V所定義的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)；Tik是與屬于中央視覺(jué)或周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組的索引為k的標(biāo)準(zhǔn)的估算域Dik相關(guān)的目標(biāo)數(shù)值組的索引為i的目標(biāo)數(shù)值，T’ k是相關(guān)于屬于全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組的索引為k的標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)數(shù)值，-虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)選自下述四個(gè)參數(shù)組中的一個(gè)或多個(gè)眼睛參數(shù)組，包括瞳孔的直徑，瞳孔的位置，眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心的位置，眼睛不同屈光度的位置，例如視網(wǎng)膜，眼睛不同屈光度的曲率，例如視網(wǎng)膜，眼睛不同環(huán)境的索引；眼鏡鏡片參數(shù)組，包括眼鏡鏡片在指定點(diǎn)的緊密性，眼鏡鏡片的棱鏡，基片的索弓I ;佩戴參數(shù)組，包括頂點(diǎn)距離，全景角度，包圍角度；以及，物體空間參數(shù)組，包括作為眼睛各自注視方向和/或物體尺寸的函數(shù)的距離的重新劃分，-眼鏡鏡片是漸進(jìn)式眼鏡鏡片，-眼鏡鏡片參數(shù)組進(jìn)一步包括漸進(jìn)式眼鏡鏡片的不同表面的增量，-選擇的標(biāo)準(zhǔn)屬于中央視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組并且其中相關(guān)的估算域包括至少一個(gè)注視方向，所述方向考慮為與眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心相關(guān)的參考軸并且用于針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)估算來(lái)實(shí)施來(lái)自眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心的視線追蹤，-選擇的標(biāo)準(zhǔn)屬于周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組并且相關(guān)的估算域包括至少一個(gè)周邊視線方向，所述方向考慮為關(guān)于與沿著確定注視方向移動(dòng)的入射瞳孔中心相關(guān)的參考軸并用于針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)估算來(lái)實(shí)施來(lái)自入射瞳孔中心的視線追蹤。本發(fā)明還涉及一種計(jì)算眼鏡鏡片的方法，該眼鏡鏡片由光學(xué)函數(shù)識(shí)別，至少兩個(gè)光學(xué)表面包括由第一等式定義的第一光學(xué)表面和由第二等式定義的第二表面，該方法進(jìn)一步包括-光學(xué)函數(shù)確定步驟，其中該光學(xué)函數(shù)通過(guò)根據(jù)本發(fā)明所確定的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)來(lái)確定，
-計(jì)算步驟,其中第二等式根據(jù)光學(xué)函數(shù)和第一等式來(lái)計(jì)算。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種制造眼鏡鏡片的方法，該眼鏡鏡片與光學(xué)函數(shù)相關(guān)，該眼鏡鏡片包括由第一等式定義的第一表面和由第二等式定義的第二表面，該方法包括-根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算步驟，其中第二等式根據(jù)光學(xué)函數(shù)和第一等式來(lái)計(jì)算；-半成品眼鏡鏡片提供步驟，其中提供包括第一表面的半成品眼鏡鏡片；以及，-加工步驟，其中加工半成品眼鏡鏡片，以便進(jìn)一步提供由第二等式所定義的第二表面，從而獲得眼鏡鏡片。本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括可由處理器訪問(wèn)的一個(gè)或多個(gè)所存儲(chǔ)的 指令序列，當(dāng)它由處理器執(zhí)行時(shí)，使處理器執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟，并且還涉及一種攜帶根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的一個(gè)或多個(gè)指令序列的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。除非特定說(shuō)明，否則下文討論顯而易見(jiàn)可以理解為，說(shuō)明書(shū)全文所討論使用的術(shù)語(yǔ)例如“計(jì)算(computing) ” “計(jì)算(calculating) ” “生成(generating) ”以及其它等等，均指計(jì)算機(jī)或計(jì)算系統(tǒng)或者相似電子計(jì)算裝置的動(dòng)作和/或處理，將在計(jì)算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲(chǔ)器內(nèi)以物理(例如，電子的)量形式所展示的操作和/或轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，在計(jì)算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲(chǔ)器中的量可以轉(zhuǎn)換為計(jì)算系統(tǒng)的寄存器或其它這種信息存儲(chǔ)、傳輸或顯示裝置中以物理量形式所展示的相同數(shù)據(jù)。本發(fā)明的實(shí)施例包括用于執(zhí)行本文操作的裝置。這一裝置可專(zhuān)為期望目的構(gòu)建，或者它可包括通用計(jì)算機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，并由存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的計(jì)算機(jī)程序選擇性激活或重構(gòu)。這種計(jì)算機(jī)程序可存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，例如，但并不限制于，任意類(lèi)型的磁盤(pán)，包括軟盤(pán)，光盤(pán)，CD-ROMs，磁光盤(pán)，只讀存儲(chǔ)器(ROMs)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAMs)，電編程只讀存儲(chǔ)器(EPROMs)，電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROMs)，磁或光卡，或適于存儲(chǔ)電子指令并能耦合到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線的任意其他類(lèi)型的媒體。本文展示的處理或顯示并不固有地相關(guān)于任意特定的計(jì)算機(jī)或其它裝置。具有依照本文教導(dǎo)的程序的多種通用系統(tǒng)都可使用，或者可證明構(gòu)建更加特定的裝置來(lái)執(zhí)行所期望的方法是方便的。對(duì)于多種這些系統(tǒng)的期望結(jié)構(gòu)將根據(jù)下文的說(shuō)明呈現(xiàn)出來(lái)。此外，并不參考任何特定的程序語(yǔ)言描述本發(fā)明的實(shí)施例?？梢岳斫獾氖?，多種程序語(yǔ)言都可用于執(zhí)行本文所述的本發(fā)明的教導(dǎo)。從本發(fā)明的意義上說(shuō)，“優(yōu)化”應(yīng)優(yōu)先理解為“最小化”一個(gè)實(shí)函數(shù)(realfunction) 0當(dāng)然，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解本發(fā)明并不被限制為最小化本身。優(yōu)化還可為最大化一個(gè)實(shí)函數(shù)。也就是說(shuō)，“最大化” 一個(gè)實(shí)函數(shù)等價(jià)于“最小化”的可逆。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，根據(jù)下述定義理解上述術(shù)語(yǔ)“光學(xué)系統(tǒng)”(OS)由它的所有表面定義，主要由所述表面的等式的系數(shù)、玻璃的折射率以及各個(gè)表面相對(duì)于彼此的位置(偏移、轉(zhuǎn)動(dòng)和傾斜)定義。這些元素稱(chēng)之為光學(xué)系統(tǒng)
(OS)的光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)(OSP)。光學(xué)系統(tǒng)的表面通常使用基于B樣條或澤爾尼克(Zernile)多項(xiàng)式的模型所獲得的多項(xiàng)式或參數(shù)方程來(lái)表示。這些模型提供整個(gè)鏡片的連續(xù)曲率。表面還可為菲涅爾(Fresnel)或像素化表面。表面可為多個(gè)表面的函數(shù)(例如，該函數(shù)可為加權(quán)和)。材料的折射率可為不均勻的并且可依賴(lài)于光學(xué)系統(tǒng)(OS)的一些參數(shù)；“光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)”定義為影響佩戴者和/或佩戴者的觀察者的視覺(jué)性能的標(biāo)準(zhǔn)。光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)為三組
中央視覺(jué)光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(CVOC)組包括中央視覺(jué)的屈光力，中央視覺(jué)的散光，中央視覺(jué)的高階像差，中央視覺(jué)的敏銳度，中央視覺(jué)的對(duì)比度，中央視覺(jué)的棱鏡偏差，眼球偏斜，中央視覺(jué)的物體視野，中央視覺(jué)的圖像視野，中央視覺(jué)的放大率或上述標(biāo)準(zhǔn)的變化；周邊視覺(jué)光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(PVOC)組包括周邊視覺(jué)的屈光力，周邊視覺(jué)的散光，周邊視覺(jué)的高階像差，瞳孔場(chǎng)視線偏差，周邊視覺(jué)的物體視野，周邊視覺(jué)的圖像視野，周邊視覺(jué)的棱鏡偏差，周邊視覺(jué)的放大率或上述標(biāo)準(zhǔn)的變化；全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(GOC)組包括眼睛的放大率，太陽(yáng)穴移位。根據(jù)本發(fā)明，“局部標(biāo)準(zhǔn)”應(yīng)意味著該標(biāo)準(zhǔn)在由至少一個(gè)注視方向或周邊視線方向所定義的估算域上估算。特別地，上述中央視覺(jué)光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(CVOC)和周邊視覺(jué)光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(PVOC)都是局部性的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明，“全局標(biāo)準(zhǔn)”應(yīng)意味著該全局標(biāo)準(zhǔn)考慮光學(xué)系統(tǒng)(OS)作為整體而估 笪
ο在本發(fā)明的范圍內(nèi)，根據(jù)下述定義理解其它上述的術(shù)語(yǔ)“中央視覺(jué)”(還稱(chēng)之為“中央窩視覺(jué)”)描述了中央窩的工作，它是含有豐富視錐細(xì)胞的視網(wǎng)膜中心的一塊小區(qū)域。在中央視覺(jué)的情況下，觀察者看著保持在注視方向上的物體并且該觀察者的中央窩被移動(dòng)以跟隨該物體。中央視覺(jué)使人能夠閱讀，駕駛以及執(zhí)行需要精細(xì)和銳利視覺(jué)的其他活動(dòng)；“注視方向”由相關(guān)于以眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心為中心的參考軸測(cè)量的兩個(gè)角度來(lái)定義；“局部景觀(ergorama) ”是將物體點(diǎn)的普通距離與各個(gè)注視方向相關(guān)聯(lián)的函數(shù)；“周邊視覺(jué)”描述了看到物體以及視覺(jué)直線外部運(yùn)動(dòng)的能力。在周邊視覺(jué)的情況下，觀察者沿著固定的注視方向看去并能看到在其視覺(jué)直線之外的物體。于是，從該物體到眼睛的視線方向不同于注視方向，并稱(chēng)之為周邊視線方向。周邊視覺(jué)主要是位于視網(wǎng)膜中央窩外部的視桿細(xì)胞(rods)、感光細(xì)胞的工作；“周邊視線方向”由相關(guān)于以眼睛入射瞳孔為中心并沿著注視方向軸移動(dòng)的參考軸所測(cè)量的兩個(gè)角來(lái)定義；“子午線(meridian line) ”由鏡片前側(cè)(物體側(cè))表面和當(dāng)佩戴者徑直向前觀看位于子午面內(nèi)、位于不同距離的物體時(shí)的平均佩戴者掃視的相交線構(gòu)成；在這種情況下，根據(jù)平均佩戴者的眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)的姿勢(shì)點(diǎn)的定義、框架的位置、框架與垂線所呈的角度、近視覺(jué)距離等獲得該子午線；這些各種不同參數(shù)使得該子午線畫(huà)在鏡片的表面上。法國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2，753，805是此類(lèi)方法的一個(gè)示例，其中通過(guò)視線追蹤獲得子午線，并考慮閱讀面的緊密度以及棱鏡效果；“中央視覺(jué)的屈光力”意味著為考慮佩戴者所規(guī)定的屈光力。計(jì)算與光學(xué)函數(shù)相關(guān)的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)，以便最小化對(duì)于每個(gè)注視方向的屈光力誤差；“中央視覺(jué)的散光”意味著計(jì)算與光學(xué)函數(shù)相關(guān)的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)，以便最小化為佩戴者所規(guī)定的散光與由中間光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的散光之間的差值。無(wú)論是幅度還是其在與眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心(CRE)和各個(gè)注視方向相關(guān)參考軸中的軸,該差值都稱(chēng)之為殘余散光；“中央視覺(jué)的高階像差”描述了修改除了通常的殘余屈光力和殘余散光(例如球面像差和彗形像差)外的在佩戴者中央視覺(jué)中所看到物體圖像的模糊度的像差。像差所指的階是通常由澤爾尼克多項(xiàng)式表示的階；
光學(xué)系統(tǒng)的高階像差可由下述參數(shù)特征化“高階像差RMS (均方根)值”，“斯太爾率(Strehl Ratio) 瞳孔率(Pupil Ratio) ”，“調(diào)制傳輸函數(shù)容積(Modulation Transferfunction volume)”?！案唠A像差均方根”通常記為HOA RMS ;它的單位通常為微米(μ m)。在不考慮像差的情況下，在高斯像點(diǎn)處亮度最大?！八固珷柭省庇糜谔卣骰癫钏窃诟唠A像差存在時(shí)處于高斯像點(diǎn)的亮度(參考球體的原點(diǎn)是觀察面中的最大亮度點(diǎn))除以在高階像差不存在時(shí)會(huì)獲得的亮度的比率。MTF是表不由光學(xué)系統(tǒng)針對(duì)每個(gè)空間頻率從物體獲得的圖像中的調(diào)制幅度(或者正弦周期結(jié)構(gòu)的對(duì)比度)的函數(shù)(詳見(jiàn)，例如鏡片設(shè)計(jì)手冊(cè)(Handbook of lens design),作者為Malacara D.和Malacara Z.，第295至303頁(yè)，1994年，馬塞爾 德克爾公司)。通過(guò)在典型的介于O和無(wú)窮的空間頻率上對(duì)此函數(shù)進(jìn)行積分，能夠計(jì)算MTF的容積。很多其他典型的參數(shù)在下列文獻(xiàn)中進(jìn)行了描述“來(lái)自波前像差的目標(biāo)折射的準(zhǔn)確度和精密度(Accuracy and precision of objective refraction from wavefront aberrations)”, 作者為 Larry N. Thibos, Xin Hong, Arthur Bradley, Raymond A. Applegate,視覺(jué)雜志(Journal of Vision) (2004) 4，參見(jiàn)第 329 至 351 頁(yè)。”應(yīng)當(dāng)注意的是，高階像差水平越低，HOARMS值越低，則斯太爾率(最大值1)越高以及MTF容積越高?！爸醒胍曈X(jué)的視敏度”是視覺(jué)的敏銳度或清晰度。它是當(dāng)黑色符號(hào)的尺寸改變時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)距離下識(shí)別白色背景上的該黑色符號(hào)的能力的數(shù)量測(cè)試。視敏度表示能夠可靠識(shí)別的最小尺寸，并且是視覺(jué)功能的最普遍的臨床測(cè)試。視敏度可通過(guò)考慮中央視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)的模型估算出，例如屈光力誤差或散光，例如由FAUQUIER C. , BONNIN T.，MIEGE C. , ROLAND E.所公開(kāi)的屈光力誤差和散光的結(jié)合對(duì)視敏度的影響(Influence of Combined Power Errorand Astigmatism on Visual Acuity),視覺(jué)科學(xué)及其應(yīng)用(VSIA),新墨西哥州圣達(dá)菲(美國(guó))，2月2-7日，1995年?！爸醒胍曈X(jué)的對(duì)比度(敏感度)”是檢測(cè)亮度對(duì)比的視覺(jué)能力，也就是在靜態(tài)圖像中不同等級(jí)的亮度之間進(jìn)行辨別的能力。相較于標(biāo)準(zhǔn)視敏度測(cè)試，眼睛的對(duì)比敏感度的測(cè)試是更為完整的視覺(jué)評(píng)定。它提供了變化的空間頻率的以及變化的對(duì)比度的物體的檢測(cè)的估算(通常正弦光柵)并因此獲得對(duì)比敏感度函數(shù)(CSF)。對(duì)比敏感度還可根據(jù)例如由Peter G. J，Barten公開(kāi)的模型作出估算詳見(jiàn)“人類(lèi)眼睛的對(duì)比敏感度及其對(duì)圖像質(zhì)量的影響”，Knegsel, 1999 年?！爸苓呉曈X(jué)的屈光力”被定義為通過(guò)位于周邊視覺(jué)中的物體由光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的屈光力；“周邊視覺(jué)的散光”被定義為通過(guò)位于周邊視覺(jué)中的物體在幅度和軸方面由光學(xué)系統(tǒng)所產(chǎn)生的散光；“眼球偏斜”定義為在中央視覺(jué)中并且描述這一事實(shí)添加一鏡片導(dǎo)致眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)以便保持對(duì)同一物體的聚焦。該角度能夠以棱鏡屈光度或度數(shù)來(lái)測(cè)試；“中央視覺(jué)的物體視野”定義為由眼睛通過(guò)掃描至少兩個(gè)注視方向所定義的鏡片的角度部分可觀察到的空間部分的物體空間。例如，這些注視方向可由鏡框的形狀所定義或由阻礙以足夠好的銳利度對(duì)物體空間形象化的像差等級(jí)來(lái)定義；
“中央視覺(jué)的圖像視野”將在圖像空間(眼睛空間)中的中央視覺(jué)的確定和固定的物體視野定義為由眼睛掃描的角度部分，以形象化物體空間中的視野；“周邊視覺(jué)的高階像差”描述了修改除了通常的殘余屈光力和殘余散光(例如周邊球面像差和周邊彗形像差)外由佩戴者在周邊視覺(jué)中可觀察到的物體圖像的模糊度的像差。像差所指的階是通常由澤爾尼克多項(xiàng)式表示的階；“瞳孔場(chǎng)視線偏差”描述來(lái)自于位于周邊視野的物體的視線通過(guò)在其至眼睛入射瞳孔的路徑上添加鏡片而被修改；“周邊視覺(jué)的物體視野”定義為物體空間。它是在由產(chǎn)生于眼睛入射瞳孔中心的至少兩個(gè)視線所定義的周邊視野中眼睛可觀察到的空間部分(同時(shí)眼睛以固定的方向注視)。例如，這些視線可由鏡框的形狀所定義或者由阻礙以足夠好的銳利度對(duì)物體空間形象 化的像差等級(jí)來(lái)定義；“周邊視覺(jué)的圖像視野”將確定和固定的周邊物體視野定義為由眼睛的周邊視覺(jué)可觀察到的圖像空間中的相應(yīng)角度部分；“中央視覺(jué)的棱鏡偏差”定義為鏡片的棱鏡的數(shù)量所引入的產(chǎn)生于眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心的視線的角度偏差的物體空間；“周邊視覺(jué)的棱鏡偏差”是由鏡片的棱鏡的數(shù)量所引入的產(chǎn)生于入射瞳孔中心的視線的角度偏差；“中央/周邊視覺(jué)的放大率”定義為在沒(méi)有鏡片的情況下在中央/周邊視覺(jué)中所看到的物體的表面角度大小(或立體角)與在中央/周邊視覺(jué)中通過(guò)鏡片所看到的物體的表面角度大小(或立體角)之間的比率；“眼睛的放大率”定義為由觀察者所估算的佩戴者的眼睛的放大率；“太陽(yáng)穴移位”定義為由觀察者所估算的佩戴者太陽(yáng)穴的偏移；“估算區(qū)”與要估算的局部標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)；它由一個(gè)或多個(gè)估算域組成。對(duì)于屬于中央視覺(jué)光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(CVOC)組或幾何局部標(biāo)準(zhǔn)組的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，估算域由一個(gè)或多個(gè)注視方向組成，對(duì)于屬于周邊視覺(jué)光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組(PVOC)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，估算域由一個(gè)或多個(gè)外圍視線方向組成；“目標(biāo)數(shù)值”是標(biāo)準(zhǔn)要達(dá)到的數(shù)值。當(dāng)所選的標(biāo)準(zhǔn)是局部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，目標(biāo)數(shù)值與估算域相關(guān)。當(dāng)所選的標(biāo)準(zhǔn)是全局標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，目標(biāo)數(shù)值與整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)(OS)相關(guān)；“停止標(biāo)準(zhǔn)”用于查找迭代以停止最優(yōu)化算法；也就是說(shuō)系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到“均衡”；“代價(jià)函數(shù)”是實(shí)(數(shù))函數(shù)，用于計(jì)算全局代價(jià)函數(shù)(GCF)；“全局代價(jià)函數(shù)”(GCF)定義為至少一個(gè)代價(jià)函數(shù)的函數(shù)并提供中間光學(xué)系統(tǒng)(IOS)的性能等級(jí)；“紀(jì)律(discipline) ”是一組標(biāo)準(zhǔn)，并為這組標(biāo)準(zhǔn)定義了相同的可變參數(shù)向量；“均衡”是一種狀態(tài)，其中所考慮的系統(tǒng)不能以某種方式作進(jìn)一步的優(yōu)化。平衡的示例為納什(Nash)均衡和史塔克堡(Stackelberg)均衡；根據(jù)特定注視方向(Cii, ^i)的一個(gè)組分，歸因于該特定注視方向中的一個(gè)估算
函數(shù)而估算的中央視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)的偏差可理解為所述標(biāo)準(zhǔn)的所述估算函數(shù)關(guān)于所述組分的導(dǎo)
3·//
數(shù)?？紤]估算函數(shù)Hk,能夠考慮到Hk關(guān)于α的偏導(dǎo)數(shù)能夠考慮到Hk關(guān)于β
O;)//
的偏導(dǎo)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的偏差可估算為估算函數(shù)關(guān)于α和β的偏導(dǎo)數(shù)的組合，例如^K，A)或·ia^，β )或I普:根據(jù)特定視線方向(a' i7 β / J的一個(gè)組分，歸因于該特定視線方向中的一個(gè)估算函數(shù)而估算的周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)的偏差可理解為所述標(biāo)準(zhǔn)的所述估算函數(shù)關(guān)于所述組分
ΛI(xiàn)J
的導(dǎo)數(shù)?？紤]估算函數(shù)Hk，能夠考慮到Hk關(guān)于a '的偏導(dǎo)數(shù)能夠考慮到Hk關(guān) ；)//
于β '的偏導(dǎo)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的偏差可估算為估算函數(shù)關(guān)于a '和β '的偏導(dǎo)數(shù)的組合,例如ψ±(as',^’)或’·AI或’凡)J +1普’Λ)j
·


現(xiàn)在將參考下述附圖描述本發(fā)明的非限制性實(shí)施例，附圖包括圖I表示根據(jù)本發(fā)明方法的步驟的流程圖。圖2示出了鏡片加上眼睛系統(tǒng)的示意圖。圖3示出了來(lái)自眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心的視線追蹤。圖4示出了來(lái)自眼睛入射瞳孔中心的視線追蹤。圖5圖解說(shuō)明了周邊視覺(jué)的棱鏡偏差。圖6圖解說(shuō)明了眼球偏斜。圖7圖解說(shuō)明了瞳孔視線視野偏差。圖8圖解說(shuō)明了中央視覺(jué)的物體視野。圖9圖解說(shuō)明了水平的物體視野。圖10圖解說(shuō)明了中央視覺(jué)的水平棱鏡偏差。圖11圖解說(shuō)明了整個(gè)的物體視野。圖12圖解說(shuō)明了中央視覺(jué)的圖像視野。圖13圖解說(shuō)明了周邊視覺(jué)的物體視野。圖14圖解說(shuō)明了周邊視覺(jué)的圖像視野。圖15圖解說(shuō)明了眼睛的放大率。圖16a和b圖解說(shuō)明了太陽(yáng)穴移位。圖17a、17b和17c分別表示沿著示例I中使用的光學(xué)參考表面的子午線、球面輪廓圖和柱面輪廓圖的球面輪廓。圖18a、18b和18c分別表示沿著根據(jù)使用現(xiàn)有技術(shù)的方法獲得的示例I的漸進(jìn)式鏡片的子午線、屈光力輪廓圖和散光輪廓圖的屈光力輪廓。圖19a、19b和19c分別表示沿著根據(jù)使用本發(fā)明的方法獲得的示例I的漸進(jìn)式鏡片的子午線、屈光力輪廓圖和散光輪廓圖的屈光力輪廓。圖20a、20b和20c分別表示沿著示例2中使用的光學(xué)參考表面的子午線、球面輪廓圖和柱面輪廓圖的球面輪廓。圖21a、21b和21c分別表示沿著根據(jù)使用現(xiàn)有技術(shù)的方法獲得的示例2的漸進(jìn)式鏡片的子午線、屈光力輪廓圖和散光輪廓圖的屈光力輪廓。圖22a、22b和22c表示沿著根據(jù)使用本發(fā)明的方法獲得的示例2的漸進(jìn)式鏡片的子午線、屈光力輪廓圖和散光輪廓圖的屈光力輪廓。圖23a和23b分別表不不例3中使用的光學(xué)參考表面的球面輪廓圖和柱面輪廓圖。圖24a和24b分別表示根據(jù)使用現(xiàn)有技術(shù)的方法獲得的示例3的漸進(jìn)式鏡片的屈光力輪廓圖和散光輪廓圖。圖25a和25b表示根據(jù)使用本發(fā)明的方法獲得的示例3的漸進(jìn)式鏡片的屈光力輪廓圖和散光輪廓圖。圖26a和26b分別表不不例4中使用的光學(xué)參考表面的球面輪廓圖和柱面輪廓圖。
圖27表示根據(jù)使用現(xiàn)有技術(shù)的方法獲得的示例4的漸進(jìn)式鏡片的漸進(jìn)式表面的高階像差RMS圖。圖28表示根據(jù)使用本發(fā)明的方法獲得的示例4的漸進(jìn)式鏡片的漸進(jìn)式表面的高階像差RMS圖。
具體實(shí)施例方式本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，為了簡(jiǎn)便和清晰而示出的附圖中的元件不必按比例繪制。例如，附圖中某些元件的尺寸可相對(duì)于其它元件放大，以幫助增進(jìn)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解。圖17、20、23和26給出了所考慮的光學(xué)表面的幾何特性。圖17a和20a的水平軸指示關(guān)于位于遠(yuǎn)視覺(jué)控制點(diǎn)的平均球面值沿著子午線的平均球面的變化。X軸以屈光度為單位，而y軸值以mm為單位。該連續(xù)的曲線對(duì)應(yīng)于平均球面值。虛的曲線對(duì)應(yīng)于最大和最小球面值。圖17b、20b、23a、26a是平均球面輪廓圖。該示意圖的垂直和水平坐標(biāo)的單位為mm。這些示意圖中所表示的曲線連接著對(duì)應(yīng)于相同平均球面值的位置。曲線的各自平均球面值在相鄰的曲線間增加O. 25屈光度，并表示在這些曲線的某些曲線上。圖17c、20c、23b、26b是柱面輪廓圖，其坐標(biāo)相似于平均球面輪廓圖的坐標(biāo)。所表示的曲線連接著對(duì)應(yīng)于相同球面值的位置。圖18、19、21、22、24和25給出了所考慮的鏡片的光學(xué)分析。圖18a、19a、21a和22a的水平軸表示與為對(duì)應(yīng)于遠(yuǎn)視覺(jué)控制點(diǎn)的注視方向所產(chǎn)生的光學(xué)屈光力值相關(guān)的光學(xué)屈光力沿著子午線的變化。垂直軸表示眼睛偏轉(zhuǎn)角α的值，當(dāng)眼睛方向向下時(shí)它具有正值。參考的眼睛方向定義為擬合交叉(fitting cross)。連續(xù)的曲線對(duì)應(yīng)于平均光學(xué)屈光力，用于計(jì)算包括眼睛方向并繞著這一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的平面的平均值。不連續(xù)的曲線對(duì)應(yīng)于在這些平面中產(chǎn)生的最大和最小光學(xué)屈光力值。圖18b、19b、21b、22b、24a和25a是光學(xué)屈光力示意圖。這些示意圖的垂直和水平坐標(biāo)分別是眼睛偏轉(zhuǎn)角α和眼睛方位角β的值。這些示意圖中所表示的曲線連接著對(duì)應(yīng)于相同光學(xué)屈光力值的眼睛方向。這些曲線各自的光學(xué)屈光力值在相鄰的曲線間增加O. 25屈光度，并表示在這些曲線的某些曲線上。
圖18c、19c、21c、22c、24b和25b是殘余散光輪廓圖,其坐標(biāo)相似于光學(xué)屈光力不意圖的坐標(biāo)。所表示的曲線連接著對(duì)應(yīng)于相同散光值的眼睛方向。根據(jù)如圖I所示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，確定眼鏡鏡片的光學(xué)性能的方法包括處方數(shù)據(jù)提供步驟SI，光學(xué)參考表面數(shù)據(jù)提供步驟S2，虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)確定步驟S3，標(biāo)準(zhǔn)選擇步驟S4,目標(biāo)數(shù)值定義步驟S5， 估算步驟S6,以及，修改步驟S7。在處方數(shù)據(jù)提供步驟SI期間，提供表示佩戴者處方的處方數(shù)據(jù)H)。在光學(xué)參考表面數(shù)據(jù)提供步驟S2期間，提供表示符合佩戴者處方的光學(xué)參考表面的表面數(shù)據(jù)SD。在虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)確定步驟S3期間，至少使用處方和表面數(shù)據(jù)來(lái)確定虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)WLES。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)WLES可能通過(guò)使用產(chǎn)生于佩戴者處方的變換的處方數(shù)據(jù)來(lái)確定。這種變換的一個(gè)不例在US6382789中描述。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)確定步驟S3可包括眼睛特征提供步驟S31，眼鏡鏡片提供步驟S32，以及，局部景觀(ergorama)提供步驟S33。在眼睛特征提供步驟S31期間，提供表示佩戴者右眼和/或左眼特征的特征數(shù)據(jù)。眼睛特征數(shù)據(jù)可包括測(cè)試數(shù)值，例如單眼瞳孔間距或瞳孔高度，或佩戴者左右眼的相對(duì)位置，或右和/或左眼的轉(zhuǎn)動(dòng)中心(CRE)的位置。有利地，所獲得的測(cè)試數(shù)值可提升全部方法的準(zhǔn)確性。眼睛特征數(shù)據(jù)可包括基于佩戴者左右眼的相對(duì)位置的已知平均值的平均值。在一副眼鏡鏡片提供步驟S32期間，提供表示眼鏡鏡片的眼鏡數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，眼鏡數(shù)據(jù)包括眼鏡鏡片的裝配數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，裝配數(shù)據(jù)可為平均裝配數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，眼鏡數(shù)據(jù)包括相對(duì)于右和左眼鏡鏡片的頂點(diǎn)距離和/或全景角度和/或眼鏡鏡片的包圍角度。在局部景觀提供步驟S33期間，提供局部景觀數(shù)據(jù)。局部景觀數(shù)據(jù)表示提供作為注視方向函數(shù)的物體點(diǎn)的距離的視覺(jué)環(huán)境。在標(biāo)準(zhǔn)選擇步驟S4期間，選擇與虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)相關(guān)的光學(xué)函數(shù)的至少一個(gè)光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)0C。光學(xué)準(zhǔn)則可選自中央視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組，中央視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組包括中央視覺(jué)的屈光力，中央視覺(jué)的散光，中央視覺(jué)的高階像差，中央視覺(jué)的敏銳度，中央視覺(jué)的對(duì)比度，中央視覺(jué)的棱鏡偏差，眼球偏斜，中央視覺(jué)的物體視野，中央視覺(jué)的圖像視野，中央視覺(jué)的放大率以及上述標(biāo)準(zhǔn)的變化。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，中央視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組包括中央視覺(jué)的屈光力，中央視覺(jué)的散光，中央視覺(jué)的高階像差。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)選自周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組，周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組包括周邊視覺(jué)的屈光力，周邊視覺(jué)的散光，周邊視覺(jué)的高階像差，瞳孔場(chǎng)視線偏差，周邊視覺(jué)的物體視野，周邊視覺(jué)的圖像視野，周邊視覺(jué)的棱鏡偏差，周邊視覺(jué)的放大率，以及上述標(biāo)準(zhǔn)的變化。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)選自全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組，全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組包括眼睛的放大率和太陽(yáng)穴移位。在目標(biāo)數(shù)值定義步驟S5期間，定義或提供針對(duì)至少一個(gè)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)的至少一個(gè)目標(biāo)數(shù)值?！ぴ诠浪悴襟ES6期間，估算與虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)相關(guān)的光學(xué)函數(shù)的至少一個(gè)選擇的光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的估算數(shù)值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在目標(biāo)數(shù)值定義步驟S5期間，對(duì)于每個(gè)選擇的標(biāo)準(zhǔn)定義了 估算區(qū)包括一個(gè)或多個(gè)估算域和與所述估算域相關(guān)的一組目標(biāo)數(shù)值，只要所述標(biāo)準(zhǔn)屬于中央或周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組，或者，與所述標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的目標(biāo)數(shù)值，只要所述標(biāo)準(zhǔn)屬于全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組，此外，在估算步驟期間，如果選擇的標(biāo)準(zhǔn)屬于中央或周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組，估算與估算域相關(guān)的一組標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。在修改步驟S7期間，修改與眼鏡鏡片的基本曲線不同的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)，以便最小化目標(biāo)數(shù)值和估算標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值之間的差值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)選自眼睛參數(shù)組，眼睛參數(shù)組包括瞳孔的直徑，瞳孔的位置，眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心的位置，眼睛的不同屈光度的位置，例如視網(wǎng)膜，眼睛的不同屈光度的曲率，例如視網(wǎng)膜，眼睛的不同環(huán)境的索引。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)選自眼鏡鏡片參數(shù)組，眼鏡鏡片參數(shù)組包括眼鏡鏡片位于指定點(diǎn)的緊密性，眼鏡鏡片的棱鏡，基片的索引。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)選自佩戴參數(shù)組，佩戴參數(shù)組包括頂點(diǎn)距離，全景角度，包圍角度；以及根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)選自物體空間參數(shù)組,物體空間參數(shù)組包括作為每個(gè)眼睛的注視方向的函數(shù)的距離的重新劃分。我們關(guān)注根據(jù)視覺(jué)情況(中央或周邊)的標(biāo)準(zhǔn)估算步驟。為了計(jì)算一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，可使用視線追蹤方法。根據(jù)虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)，視線追蹤具有特殊的特征。圖2示出了鏡片和眼睛系統(tǒng)的示意圖，可為佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的一部分。參考圖2，眼睛的位置可由眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心CRE和入射瞳孔中心點(diǎn)P來(lái)定義。PS是瞳孔大小(并未按比例制圖)。CRE和鏡片20之間的距離q'通常但并不限制于設(shè)置為25. 5mm,并且V定義了眼睛入射瞳孔相對(duì)于CRE的位置。圖3圖解說(shuō)明了一種用于中央視覺(jué)的模型，其目的在于通過(guò)視線追蹤評(píng)定在中央視覺(jué)情況下的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在中央視覺(jué)情況下，與眼睛的入射瞳孔相同，眼睛繞其轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。注視方向由相對(duì)于以CRE為中心的參考軸R = (X，Y，Z)測(cè)試的兩個(gè)角度(α，β )來(lái)定義。對(duì)于評(píng)定沿著注視方向(α，β)的中央視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)，從CRE沿著注視方向(α，β)創(chuàng)建注視視線I。11是穿過(guò)鏡片20后的入射視線。圖4圖解說(shuō)明了一種用于周邊視覺(jué)的模型，其目的在于通過(guò)視線追蹤評(píng)定在周邊視覺(jué)情況下的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在周邊視覺(jué)情況下，固定注視方向(α，β)(此處未示出)，并且沿著不同于該注視方向的周邊視線方向觀看物體。周邊視線方向由相對(duì)于以眼睛入射瞳孔為中心的參考軸R' = (X' ,Y' ,1')測(cè)量的并沿著由固定方向(α，β)所指定的在圖4中由Γ表示的注視方向軸移動(dòng)的兩個(gè)角度(α '，β ')來(lái)定義。為了沿著周邊視線方向(α'，β')評(píng)定周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)，沿著周邊視線方向(α ' , β / )從瞳孔中線P創(chuàng)建周邊視線2。22是穿過(guò)鏡片20后的入射視線。 根據(jù)注視視線I (在中央視覺(jué)中)或者根據(jù)周邊視線2 (在周邊視覺(jué)中)，視線追蹤軟件計(jì)算相應(yīng)的入射視線，二者擇一地在圖3和4的標(biāo)記11和22下。然后，在物體空間中在該視線上選擇一個(gè)物體點(diǎn)，并且從該物體創(chuàng)建一個(gè)光束，以便計(jì)算最終的圖像。視線追蹤然后使得能夠計(jì)算選擇的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，圖5至13圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)估算方法。圖5圖解說(shuō)明了用于估算周邊視覺(jué)的棱鏡偏差H)的視線追蹤。周邊視覺(jué)的棱鏡偏差通過(guò)與周邊視線方向(α '，β ')相關(guān)的視線追蹤估算，該周邊視線方向相對(duì)于以入射瞳孔中心為中心的參考軸給出并且沿著注視方向移動(dòng)，如上文所述。追蹤產(chǎn)生于入射瞳孔中心的沿著相對(duì)于注視方向軸X,的周邊視線方向(α'，β')的視線2。然后創(chuàng)建了對(duì)應(yīng)于視線2的入射視線22。棱鏡偏差表示入射視線22和產(chǎn)生于瞳孔中心沿著視線2的方向并且未被鏡片20的棱鏡偏移的虛擬視線3之間的角度。圖6描述了眼球偏斜O(jiān)⑶。它示出了當(dāng)沒(méi)有鏡片位于物體10至CRE的路徑之間時(shí)來(lái)自于物體的第一視線33，以及來(lái)自于相同物體的第二視線120由于第二視線的路徑增加鏡片20而被修改。視線12對(duì)應(yīng)于穿過(guò)鏡片20后在圖像空間中的視線120。估算在中央視覺(jué)中沿著方向(α，β)的眼球偏斜O(jiān)⑶并定義為下面兩者之間的角度沒(méi)有鏡片的情況下直視物體的眼睛方向(由視線33表示)和當(dāng)所述鏡片被放在觀察者眼睛前時(shí)直視相同物體的眼睛方向(由視線12表示)。圖7圖解說(shuō)明了瞳孔視線域偏差PRFD，它示出了當(dāng)沒(méi)有鏡片位于物體10至眼睛入射瞳孔的路徑中時(shí)，來(lái)自于位于周邊視野中的物體的第一視線34和來(lái)自于相同物體的第二入射視線230，第二入射視線的路徑因鏡片20的引入而修改。視線23在圖像域中對(duì)應(yīng)于入射視線230。瞳孔場(chǎng)視線偏差PRFD在周邊視覺(jué)中估算并定義為在圖像空間中測(cè)量的下列兩者之間的角度來(lái)自于位于眼睛的周邊視野中的物體并進(jìn)入瞳孔中心的直射視線34和來(lái)自于相同物體并當(dāng)所述鏡片被放在佩戴者眼睛上時(shí)進(jìn)入瞳孔中心的視線23。
圖8圖解說(shuō)明了在一平面中和兩個(gè)由CRE隨機(jī)選擇的視線4和5的中央視覺(jué)的物體視野。該物體視野表示通過(guò)在物體空間中掃描由視線4和視線5所確定的鏡片的角度部分眼睛可觀察的空間部分。影線部分60表示中央視覺(jué)的物體視野。圖9圖解說(shuō)明了由CRE產(chǎn)生的兩個(gè)視線41和51的中央視覺(jué)中的視野VF的一個(gè)示例。鏡片20表示為具有散光線201-206的表面。視線41和51定義為由方向α所指定的預(yù)定水平軸與兩個(gè)預(yù)定散光線201和204之間的交叉。這些交叉使得能夠沿著方向(α，β I)追蹤視線41并沿著方向(α，β 2)追蹤視線51。中央視覺(jué)的物體視野VF是棱鏡偏差的函數(shù)并且針對(duì)兩個(gè)視線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為VF(a ) = | β l+Dp_H(a，β I) + β 2+Dp_H(a，β 2)Dp_H( a , β I)表不沿著注視方向(α , β I)的水平棱鏡偏差。水平棱鏡偏差是棱鏡偏差在圖8中表示為P的水平面中的組份。
Dp_H(a，β 2)表示沿著注視方向(a，β 2)的水平棱鏡偏差。圖10圖解說(shuō)明了中央視覺(jué)的水平棱鏡偏差HPD。棱鏡偏差定義為視線130和視線35之間的角度差。視線130是視線13在物體空間中的圖像。如圖10所示，在以眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心為中心的固定參考軸(X，Y，Ζ)中根據(jù)方向(α，β)由眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心所產(chǎn)生的視線
13。視線35是根據(jù)方向(α，β)由眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心所產(chǎn)生的虛擬視線，并且不被鏡片的棱鏡偏移。水平棱鏡偏差HPD是棱鏡偏差在平面(XOZ)中的組份并可通過(guò)下述等式計(jì)算
(Vk. λ V”. I 一、其中^ ν/ ·]并且ν-和ν-是二者擇一的
HPO - 、、"V =V — v(V · V)
視線13和130的方向向量。圖11圖解說(shuō)明了由表示眼鏡框形狀210的一組注視方向所定義的中央視覺(jué)的物體視野的另一實(shí)施例。鏡片20表不為具有散光線201-208的表面。對(duì)于所述注視方向的每個(gè)(a i，β i),我們定義Pi平面包括-由注視方向(ai，β i)所定義的向量-由注視方向(0，0)定義的向量，-眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心。我們計(jì)算對(duì)于由(α，β) = (0,0)所指定的注視方向投射在Pi上的棱鏡偏差Dp_i(0,0)ο我們計(jì)算對(duì)于由(a i，β i)指定的注視方向投射在Pi上的棱鏡偏差Dp_i (a i,β i)。此視野稱(chēng)之為總對(duì)象視野并在數(shù)學(xué)上可表達(dá)為
PflO1 Ol νΡ = Σ
iI DpJ.. ((I, G) + P I. + .1 (a.i, β .1.) I其中Dp_i (a i, β i)表示投射在平面Pi上的沿著注視方向(a i，β i)的棱鏡偏差。圖12圖解說(shuō)明了在一個(gè)平面中并針對(duì)由CRE所產(chǎn)生的兩個(gè)任意選擇的視線4和5在中央視覺(jué)中的圖像視野。物體視野表示通過(guò)掃描在物體空間中由視線4和視線5所確定的鏡片的角度部分，眼睛能觀察到的空間部分。點(diǎn)狀部分70表示考慮在影線部分60中所表示的中央視覺(jué)的物體視野所考慮的中央視覺(jué)的圖像視野。
圖13圖解說(shuō)明了在一個(gè)平面中并針對(duì)產(chǎn)生于眼睛入射瞳孔P的兩個(gè)任意選擇的視線6和7在周邊視覺(jué)中的物體視野。影線部分80表示周邊視覺(jué)的物體視野。圖14圖解說(shuō)明了周邊視覺(jué)的圖像視野，視線6和7用于定義周邊視覺(jué)的物體視野80并且點(diǎn)狀部分90表示在影線部分80中表示的周邊視覺(jué)的物體視野所考慮的周邊視覺(jué)的圖像視野。圖15圖解說(shuō)明了佩戴者眼睛的放大率。Ω和Ω '是作為選擇的立體角，在它們下方觀察者看到戴有或不戴鏡片20的佩戴者的眼睛。觀察者距離佩戴者的距離為d，佩戴者的眼睛表示為21，觀察者入射瞳孔的中心表示為OP并且佩戴者眼睛21和鏡片20之間的定點(diǎn)距離表示為q,。例如，距離d舉例來(lái)說(shuō)可以等于I米。圖16a和b圖解說(shuō)明了太陽(yáng)穴移位TS。太陽(yáng)穴移位歸因于當(dāng)佩戴者被觀察者看到時(shí)由鏡片20所帶來(lái)的棱鏡偏差。OP是觀察者注視佩戴者頭部25時(shí)的瞳孔中心點(diǎn)。佩戴者的眼睛表示為21，佩戴者的鼻子表示為27，佩戴者的太陽(yáng)穴表示為26。佩戴者佩戴著眼鏡的鏡片。太陽(yáng)穴移位定義為介于視線100和視線101之間的角度TS，當(dāng)觀察者注視不戴鏡 片的佩戴者的太陽(yáng)穴時(shí)從太陽(yáng)穴26產(chǎn)生視線100，當(dāng)觀察者通過(guò)鏡片20注視佩戴者的太陽(yáng)穴時(shí)從太陽(yáng)穴26產(chǎn)生視線101。例如，佩戴者和觀察者之間的距離可等于I米。現(xiàn)在，描述代價(jià)函數(shù)的非限制性實(shí)施例，以便更好地說(shuō)明本發(fā)明。我們現(xiàn)在參考本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中所選擇的標(biāo)準(zhǔn)屬于中央和周邊標(biāo)準(zhǔn)組并且代價(jià)函數(shù)可定義為覆蓋一組選擇的標(biāo)準(zhǔn)(C1, . . . Cni)的每個(gè)選擇標(biāo)準(zhǔn)的代價(jià)函數(shù)之和。對(duì)于一個(gè)選擇的標(biāo)準(zhǔn)Ck (k e [I... N1J7N1是大于或等于I的整數(shù))，為了定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)代價(jià)函數(shù)，我們進(jìn)一步擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的表達(dá)式。估算區(qū)Dk與標(biāo)準(zhǔn)Ck相關(guān)。估算區(qū)包括一個(gè)或多個(gè)估算域DikQ e [I··· MkLMk是大于或等于I的整數(shù)，它表示與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的估算域的數(shù)量)，所述估算域定義為至少一個(gè)注視方向(α，β)，只要所述標(biāo)準(zhǔn)屬于中央標(biāo)準(zhǔn)組，或者定義為至少一個(gè)周邊視線方向(α'，β')，只要所述標(biāo)準(zhǔn)屬于周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)Ck和估算區(qū)Dk，估算函數(shù)Hk相關(guān)于Dk的一個(gè)估算域Dik,對(duì)于一個(gè)由它的參數(shù)V定義的鏡片來(lái)說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值為Hk (Dik, V)。目標(biāo)數(shù)值也與估算域相關(guān)。目標(biāo)數(shù)值由光學(xué)設(shè)計(jì)者通過(guò)多種方式來(lái)確定通過(guò)使用數(shù)據(jù)庫(kù)，其中預(yù)定適用于標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的估算域組的目標(biāo)數(shù)值。通過(guò)使用解析函數(shù)。給定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值和相應(yīng)的目標(biāo)組，標(biāo)準(zhǔn)的代價(jià)函數(shù)可數(shù)學(xué)定義為
MkJk(V)= J；* (HK(D\, V) — Tik) 2其中Tik是與估算域Dik相關(guān)的目標(biāo)數(shù)值以及Wik是預(yù)定的權(quán)重?cái)?shù)值。能夠注意到，根據(jù)至少兩個(gè)方向(周邊或注視)來(lái)計(jì)算與視野相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于那些標(biāo)準(zhǔn)，估算域Dik由多個(gè)方向(對(duì)于周邊視覺(jué)的視野的周邊視線方向或者對(duì)于中央視覺(jué)的視野的注視方向)組成。然后，在數(shù)學(xué)上代價(jià)函數(shù)可表達(dá)為
AlJ(V) = J k (V)
在一個(gè)實(shí)施例中，先前所選擇的標(biāo)準(zhǔn)(C1,. . . Cni)進(jìn)一步包括屬于全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組的標(biāo)準(zhǔn)(c'N2)。對(duì)于屬于(C' ,, ...C' N2)的標(biāo)準(zhǔn)C' k(k e [I··· N2], N2是大于或等于I的整數(shù))，H, k將一個(gè)單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值關(guān)聯(lián)于參數(shù)V的光學(xué)系統(tǒng)。從而對(duì)于屬于全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的代價(jià)函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為J' k(v) = W1 k*(H' k(v)_T' k)2其中T' k是與C' k相關(guān)的目標(biāo)數(shù)值以及w' k是一個(gè)預(yù)定權(quán)重?cái)?shù)值。于是，與所有選擇的標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的代價(jià)函數(shù)可表達(dá)為
MNI J{v) = Z J K (V) + , Jr k(v)
MH通過(guò)使用下述示例將進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。示例 I示例I對(duì)應(yīng)于在漸進(jìn)式眼鏡鏡片的情況下的本發(fā)明方法的應(yīng)用。圖17a、17b和17c分別圖解說(shuō)明了在示例I中使用具有3D的基片和2. 5D的增量的光學(xué)參考表面的沿著子午線的球面輪廓、球面輪廓圖和柱面輪廓圖。佩戴者的處方為遠(yuǎn)視-4D屈光力以及增量2. 光學(xué)函數(shù)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)是中央視覺(jué)的散光和中央視覺(jué)的屈光力。對(duì)于中央視覺(jué)的散光，沿著介于遠(yuǎn)視點(diǎn)和近視點(diǎn)之間的子午線目標(biāo)數(shù)值設(shè)置為OD0對(duì)于中央視覺(jué)的屈光力，沿著對(duì)應(yīng)于擬合交叉點(diǎn)之上20°的注視方向目標(biāo)數(shù)值設(shè)置為-4D并且遠(yuǎn)視點(diǎn)和近視點(diǎn)之間的屈光力的差為2. 88D?？赡苄薷牡奶摂M佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的參數(shù)是虛擬漸進(jìn)式眼鏡鏡片的表面的增量，虛擬漸進(jìn)眼鏡鏡片的棱鏡，全景角度以及作為注視方向函數(shù)的距離的重新劃分。虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的其它參數(shù)設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，即眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心和虛擬鏡片之間的距離為25. 5_，虛擬眼鏡鏡片的基本曲線設(shè)置為3. 6D，位于虛擬鏡片側(cè)的緊密度限制為O. 3mm以及位于虛擬鏡片中心處的緊密度限制為I. 9mm。由本發(fā)明的方法所確定的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)具有2. 75D的虛擬漸進(jìn)式眼鏡鏡片的表面增量，O棱鏡屈光度的虛擬漸進(jìn)式眼鏡鏡片的棱鏡，7. 8°的全景角度以及對(duì)于所有注視方向的無(wú)窮遠(yuǎn)的物體距離。圖18a、18b和18c分別表示使用現(xiàn)有技術(shù)方法所獲得的漸進(jìn)式鏡片的沿著子午線的屈光力輪廓、屈光力輪廓圖和散光輪廓圖。圖19a、19b和19c分別表示使用本發(fā)明的方法所獲得的漸進(jìn)式鏡片的沿著子午線的屈光力輪廓、屈光力輪廓圖和散光輪廓圖。通過(guò)比較圖18和19可知，通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的方法，已經(jīng)減少了沿著介于遠(yuǎn)視點(diǎn)和近視點(diǎn)之間的子午線的散光。例如，在近視點(diǎn)處散光已經(jīng)從對(duì)于使用現(xiàn)有技術(shù)方案所獲得的眼鏡鏡片的O. 39D減少至對(duì)于使用根據(jù)本發(fā)明的方法所獲得的眼鏡鏡片的O. 08Do示例 2示例2對(duì)應(yīng)于在漸進(jìn)式眼鏡鏡片的情況下的本發(fā)明的方法的應(yīng)用。
圖20a、20b和20c分別圖解說(shuō)明了在示例2中使用的具有8D基片和2. 5D增量的光學(xué)參考表面的沿著子午線的球面輪廓、球面輪廓圖和柱面輪廓圖。佩戴者的處方為遠(yuǎn)視6D屈光力和增量2D。光學(xué)函數(shù)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)是中央視覺(jué)的散光和中央視覺(jué)的屈光力。對(duì)于中央視覺(jué)的散光，目標(biāo)數(shù)值在擬合交叉點(diǎn)、遠(yuǎn)視點(diǎn)和近視點(diǎn)設(shè)置為0D。對(duì)于中央視覺(jué)的屈光力，目標(biāo)數(shù)值在沿著對(duì)應(yīng)于擬合交叉點(diǎn)上20°的注視方向設(shè)置為5. 9D以及遠(yuǎn)視點(diǎn)和近視點(diǎn)之間的屈光力的差為I. 93D。可能修改的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的參數(shù)是虛擬漸進(jìn)式眼鏡鏡片的棱鏡以及全景角度。
虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的其它參數(shù)設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，即表面增量為2D，眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心和虛擬鏡片之間的距離為25. 5mm，虛擬眼鏡鏡片的基本曲線設(shè)置為I. 53D，位于虛擬鏡片側(cè)的緊密度限制為O. 3mm以及位于虛擬鏡片中心處的緊密度限制為I. 9mm，以及包圍角度為0°。由本發(fā)明的方法所確定的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)具有2D的虛擬漸進(jìn)式眼鏡鏡片的表面增量，O棱鏡屈光度的虛擬漸進(jìn)式眼鏡鏡片的棱鏡，7. 8°的全景角度。圖21a、21b和21c分別表示使用現(xiàn)有技術(shù)方法所獲得的漸進(jìn)式鏡片的沿著子午線的屈光力輪廓、屈光力輪廓圖和散光輪廓圖。圖22a、22b和22c分別表示使用本發(fā)明的方法所獲得的漸進(jìn)式鏡片的沿著子午線的屈光力輪廓、屈光力輪廓圖和散光輪廓圖。通過(guò)比較圖21和22可知，位于近視點(diǎn)的散光已經(jīng)從對(duì)于使用現(xiàn)有技術(shù)方法所獲得的眼鏡鏡片的O. 08D減少為對(duì)于使用根據(jù)本發(fā)明的方法所獲得的眼鏡鏡片的O. 02D。此夕卜，在位于擬合交叉點(diǎn)的散光已經(jīng)從對(duì)于使用現(xiàn)有技術(shù)方案所獲得的眼鏡鏡片的O. IOD減少至對(duì)于使用根據(jù)本發(fā)明的方法所獲得的眼鏡鏡片的O. 05D。示例 3示例3對(duì)應(yīng)于在漸進(jìn)式眼鏡鏡片的情況下的本發(fā)明的方法的應(yīng)用。圖23a和23b分別圖解說(shuō)明了在示例3中使用的具有5. 基片和2. 增量的光學(xué)參考表面的球面輪廓圖和柱面輪廓圖。佩戴者的處方為在遠(yuǎn)視點(diǎn)處2. 5D屈光力以及增量2.光學(xué)函數(shù)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)是中央視覺(jué)的散光和中央視覺(jué)的屈光力。對(duì)于中央視覺(jué)的散光，目標(biāo)數(shù)值設(shè)置為在對(duì)應(yīng)于角度為40°的眼睛下傾處在對(duì)應(yīng)于散光ID的等散光(isoastigmatism)線之間具有的角度為29. 5°。對(duì)于中央視覺(jué)的屈光力，目標(biāo)數(shù)值設(shè)置為在對(duì)應(yīng)于角度為40°的眼睛下傾處，在對(duì)應(yīng)于近視點(diǎn)的屈光力的等屈光力(isopower)線之間具有的角度為17. 5°。可能修改的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的參數(shù)是增量，虛擬漸進(jìn)式眼鏡鏡片的棱鏡，全景角度以及作為注視方向的函數(shù)的物體距離的重新劃分。虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的其它參數(shù)設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，S間艮睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心和虛擬鏡片之間的距離為25. 5mm，虛擬眼鏡鏡片的基本曲線設(shè)置為6. 25D，位于虛擬鏡片側(cè)的緊密度限制為O. 3mm以及位于虛擬鏡片中心處的緊密度限制為I. 9mm，包圍角度為0° 0
由本發(fā)明的方法所確定的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)具有2. 55D的虛擬漸進(jìn)式眼鏡鏡片的表面增量，O棱鏡屈光度的虛擬漸進(jìn)式眼鏡鏡片的棱鏡，10°的全景角度以及對(duì)于所有注視方向的無(wú)窮遠(yuǎn)的物體距離。圖24a和24b分別表示使用現(xiàn)有技術(shù)方法所獲得的漸進(jìn)式鏡片的屈光力輪廓圖和散光輪廓圖。圖25a和25b分別表示使用本發(fā)明的方法所獲得的漸進(jìn)式鏡片的屈光力輪廓圖和散光輪廓圖。通過(guò)比較圖24a和25a可知，在對(duì)應(yīng)于角度為40°的注視方向處，對(duì)應(yīng)于的等屈光力(isopower)線20的寬度已經(jīng)從對(duì)于使用現(xiàn)有技術(shù)的方法所獲得的眼鏡鏡片的11°移至對(duì)于使用根據(jù)本發(fā)明的方法所獲得的眼鏡鏡片的17.5°。 此外，通過(guò)比較24b和25b可知，在對(duì)應(yīng)于角度為40°的注視方向，對(duì)應(yīng)于散光為ID的等散光線22之間的寬度未被改變，對(duì)于使用現(xiàn)有技術(shù)的方法所獲得的眼鏡鏡片為29.5°，對(duì)于使用根據(jù)本發(fā)明的方法所獲得的眼鏡鏡片也為29. 5°。示例 4示例4對(duì)應(yīng)于在漸進(jìn)式眼鏡鏡片的情況下的本發(fā)明的方法的應(yīng)用。圖26a和26b分別圖解說(shuō)明了在示例4中使用的具有4D基片和2. 增量的光學(xué)參考表面的球面輪廓圖和柱面輪廓圖。佩戴者的處方為在遠(yuǎn)視點(diǎn)處OD屈光力和2. 5D增量。光學(xué)函數(shù)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)是高階像差。對(duì)于高階像差的目標(biāo)數(shù)值設(shè)置為具有減小I. 5倍的高階像差的均方根RMS的最大值?？赡苄薷牡奶摂M佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的參數(shù)是佩戴者瞳孔的直徑。虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的其它參數(shù)設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，S間艮睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心和虛擬鏡片之間的距離為25. 5mm，虛擬眼鏡鏡片的基本曲線設(shè)置為6. 25D，位于虛擬鏡片側(cè)的緊密度限制為O. 3mm以及位于虛擬鏡片中心處的緊密度限制為I. 9mm，包圍角度為
0° 0由本發(fā)明的方法所確定的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)具有設(shè)置為6mm的瞳孔直徑。圖27圖解說(shuō)明了不使用本發(fā)明的方法所獲得的眼鏡鏡片的等高階像差RMS值。圖28圖解說(shuō)明了基于由本發(fā)明的方法所確定的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)在使用優(yōu)化方法后所獲得的眼鏡鏡片的等高階像差RMS值。通過(guò)比較圖27和28可知，等高階像差30的RMS的最大值已經(jīng)從對(duì)于使用現(xiàn)有技術(shù)的方法所獲得的眼鏡鏡片的2. 4μπι減少為對(duì)于使用根據(jù)本發(fā)明的方法所獲得的眼鏡鏡片的I. 3 μ m。在不限制一般發(fā)明構(gòu)思的情況下，已經(jīng)在上文借助于實(shí)施例描述了本發(fā)明。特別地，本發(fā)明提出了一種用于通過(guò)優(yōu)化虛擬光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算的方法，該光學(xué)系統(tǒng)為所有類(lèi)型的光學(xué)鏡片，特別為眼鏡鏡片，例如單視(球面，復(fù)曲面)，雙焦點(diǎn)，漸進(jìn)，非球面鏡片(等
坐')
寸/ ο
權(quán)利要求
1.一種籍助于計(jì)算機(jī)裝置實(shí)施的方法，用于為指定佩戴者確定一種與眼鏡鏡片的光學(xué)函數(shù)相關(guān)的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)，該方法包括 -處方數(shù)據(jù)提供步驟SI，其中提供表示佩戴者處方的處方數(shù)據(jù)(PD)， -光學(xué)參考表面數(shù)據(jù)提供步驟S2,其中提供表不符合佩戴者處方的光學(xué)參考表面的表面數(shù)據(jù)(SD)， -虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)確定步驟S3，其中使用所述處方和所述表面數(shù)據(jù)來(lái)確定所述虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)(WLES)， -標(biāo)準(zhǔn)選擇步驟S4，其中選擇與所述虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)(WLES)相關(guān)的光學(xué)函數(shù)的至少一個(gè)光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)； -目標(biāo)數(shù)值定義步驟S5，其中為至少一個(gè)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)定義一與所述標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的目標(biāo)數(shù)值， -估算步驟S6，其中估算與所述虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)(WLES)相關(guān)的光學(xué)函數(shù)的至少一個(gè)所選擇的光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的估算數(shù)值， -修改步驟S7，其中修改與眼鏡鏡片的基本曲線不同的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)，以便最小化所述目標(biāo)數(shù)值和所述估算標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值之間的差值， 其中在所述修改步驟S7期間，表示與佩戴者的處方對(duì)應(yīng)的光學(xué)參考表面的表面數(shù)據(jù)(SD)未被改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)選自下述三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組中的一個(gè)或多個(gè) -中央視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)(CVOC)組，其包括中央視覺(jué)的屈光力，中央視覺(jué)的散光，中央視覺(jué)的高階像差，中央視覺(jué)的敏銳度，中央視覺(jué)的對(duì)比度，中央視覺(jué)的棱鏡偏差，眼球偏斜，中央視覺(jué)的物體視野，中央視覺(jué)的圖像視野，中央視覺(jué)的放大率以及上述標(biāo)準(zhǔn)的變化； -周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)(PVOC)組包括周邊視覺(jué)的屈光力，周邊視覺(jué)的散光，周邊視覺(jué)的高階像差，瞳孔場(chǎng)視線偏差，周邊視覺(jué)的物體視野，周邊視覺(jué)的圖像視野，周邊視覺(jué)的棱鏡偏差，周邊視覺(jué)的放大率，以及上述標(biāo)準(zhǔn)的變化； -全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(GOC)組包括眼鏡的放大率和太陽(yáng)穴移位； 以及其中在所述目標(biāo)數(shù)值定義步驟期間，對(duì)于每個(gè)選擇的標(biāo)準(zhǔn)定義了 估算區(qū)，其包括一個(gè)或多個(gè)估算域以及與所述估算域相關(guān)的一組目標(biāo)數(shù)值，只要所述標(biāo)準(zhǔn)屬于中央或周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組，或者， 與所述標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的目標(biāo)數(shù)值，只要所述標(biāo)準(zhǔn)屬于全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組； 并且在估算步驟期間，如果所選擇的標(biāo)準(zhǔn)屬于中央或周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組，則估算與所述估算域相關(guān)的一組標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，在所述修改步驟期間，修改所述虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)，以便通過(guò)重復(fù)估算步驟直到滿(mǎn)足停止標(biāo)準(zhǔn)，從而最小化考慮目標(biāo)數(shù)值的代價(jià)函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的方法，其特征在于，所述代價(jià)函數(shù)是覆蓋所選標(biāo)準(zhǔn)的下列內(nèi)容之和 -對(duì)于屬于所述中央視覺(jué)和周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，覆蓋估算域、與估算域相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值和與所述估算域相關(guān)的目標(biāo)數(shù)值之差的平方之和，以及-對(duì)于屬于全局光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)組的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值和目標(biāo)數(shù)值之間的差的平方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述代價(jià)函數(shù)J數(shù)學(xué)表達(dá)式為
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)選自下述四個(gè)參數(shù)組的一個(gè)或多個(gè) -眼睛參數(shù)組，包括瞳孔的直徑，瞳孔的位置，眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心的位置，眼睛的不同屈光度的位置，例如視網(wǎng)膜，眼睛的不同屈光度的曲率，例如視網(wǎng)膜，眼睛的不同環(huán)境的索引； -眼鏡鏡片參數(shù)組，包括眼鏡鏡片位于指定點(diǎn)的緊密性，眼鏡鏡片的棱鏡，基片的索弓I ; -佩戴參數(shù)組，包括頂點(diǎn)距離，全景角度，包圍角度；以及， -物體空間參數(shù)組，包括作為每個(gè)眼睛的注視方向的函數(shù)的距離的重新劃分。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述眼鏡鏡片是漸進(jìn)式眼鏡鏡片。
8.根據(jù)權(quán)利要求6和7所述的方法，其特征在于，所述眼鏡鏡片參數(shù)組進(jìn)一步包括漸進(jìn)式眼鏡鏡片的不同表面的增量。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述選擇的標(biāo)準(zhǔn)屬于中央視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組并且其中相關(guān)的估算域包括至少一個(gè)注視方向，所述方向考慮相關(guān)于與眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心相關(guān)的參考軸并且用于針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)估算來(lái)實(shí)施來(lái)自眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)中心的視線追蹤。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述選擇的標(biāo)準(zhǔn)屬于周邊視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)組并且相關(guān)的估算域包括至少一個(gè)周邊視線方向，所述方向考慮相關(guān)于沿著確定注視方向移動(dòng)的入射瞳孔中心的參考軸并用于針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)估算來(lái)實(shí)施來(lái)自入射瞳孔中心的視線追蹤。
11.一種計(jì)算眼鏡鏡片的方法，所述眼鏡鏡片由光學(xué)函數(shù)標(biāo)識(shí)，至少兩個(gè)光學(xué)表面包括由第一等式所定義的第一光學(xué)表面和由第二等式所定義的第二表面，該方法進(jìn)一步包括 -光學(xué)函數(shù)確定步驟，其中所述光學(xué)函數(shù)可根據(jù)上述權(quán)利要求任一所述確定的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)來(lái)確定， -計(jì)算步驟，其中第二等式根據(jù)光學(xué)函數(shù)和第一等式來(lái)計(jì)算。
12.一種制造眼鏡鏡片的方法，所述眼鏡鏡片與光學(xué)函數(shù)相關(guān)，所述眼鏡鏡片包括由第一等式所定義的第一表面和由第二等式所定義的第二表面，該方法包括 -根據(jù)權(quán)利要求11的計(jì)算步驟，其中，所述第二等式根據(jù)光學(xué)函數(shù)和第一等式來(lái)計(jì)算； -半成品眼鏡鏡片提供步驟，其中提供包括第一表面的半成品眼鏡鏡片；以及， -加工步驟，其中加工所述半成品眼鏡鏡片，以便進(jìn)一步提供由第二等式所定義的第二表面，從而獲得眼鏡鏡片。
13.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括可由處理器訪問(wèn)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)的指令序列，并且當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)，它使得處理器執(zhí)行權(quán)利要求I至12任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的步驟。
14.一種攜帶權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的一個(gè)或多個(gè)指令序列的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
全文摘要
一種籍助于計(jì)算機(jī)裝置實(shí)施的方法適用于確定與指定佩戴者的眼鏡鏡片的光學(xué)函數(shù)相關(guān)的虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀(ergorama)系統(tǒng)，包括處方數(shù)據(jù)提供步驟，光學(xué)參考表面數(shù)據(jù)提供步驟，虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀確定步驟，標(biāo)準(zhǔn)選擇步驟，目標(biāo)數(shù)值定義步驟，估算步驟，修改步驟，其中修改與該眼鏡鏡片的基本曲線不同的該虛擬佩戴者眼鏡鏡片局部景觀系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)，以便最小化目標(biāo)數(shù)值和估算標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值之間的差值。
文檔編號(hào)G02C7/02GK102918445SQ201080056347
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2010年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月7日
發(fā)明者勞倫特·卡利克斯特, 西里爾·古伊勞克斯 申請(qǐng)人:依視路國(guó)際集團(tuán)(光學(xué)總公司)