用于向佩戴者的眼睛提供可定制的眼镜片的方法及相关联的主动视觉系统的制作方法

用于向佩戴者的眼睛提供可定制的眼镜片的方法及相关联的主动视觉系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种用于向眼睛提供可定制的眼镜片的方法，该可定制的眼镜片包括与所述镜片的表面并列的透明电活性单元格集合（24），所述单元格集合是可激活的并适用于提供光相移分布函数，所述方法包括以下步骤：-提供（402）被适配成用于提供一个给定屈光函数DF（α，b）的参考相移分布函数；-确定（404）眼睛的实际注视方向（αa，ba）；-选择（406）参考注视方向（αR，bR）；-计算（408）一个实际点Pa和一个参考点PR，所述实际点Pa是眼睛的实际注视方向和透明电活性单元格集合之间的交点，并且所述参考点PR是眼睛的参考注视方向和透明电活性单元格集合之间的交点；-通过根据一个向量对该参考相移分布函数进行移位来计算（410）一个经修改的相移分布函数；以及-根据所述经修改的相移分布函数激活（412）这些电活性单元格，以便向这只眼睛提供一个定制的眼镜片。
【专利说明】用于向佩戴者的眼睛提供可定制的眼镜片的方法及相关联 的主动视觉系统 发明领域
[0001] 本发明涉及一种用于向佩戴者的眼睛提供可定制的眼镜片的方法，并涉及一种被 适配成用于实施所述方法的步骤的主动视觉系统。
[0002] 本发明进一步涉及一种计算机程序产品及一种计算机可读介质。
[0003] 发明背景
[0004] 本发明涉及主动像素化透明光学元件领域，具体用于实现眼镜片。
[0005] 在本发明的意义内，当自己横穿光学元件的观察者可以观看位于该光学元件的第 一侧的物体而没有显著对比度损失时，该光学元件是透明。物体和观察者各自位于距离光 学元件一定距离处。换言之，通过该光学元件形成物体的图像并且观察者（还称为"佩戴 者"）的视觉感知没有显著的质量损失。
[0006] 已知的是，以透明基片的形式实现光学元件，该透明基片在其面中的至少一个面 上支撑着至少部分覆盖此面的并列单元格集合。单元格具有特定光学特性的物质包含在这 些单元格内并且协力给予光学组件具体应用所需的光学特性。例如，单元格具有不同折射 率的透明物质可以分开在单元格中，从而使得产生的组件是适用于矫正视觉缺陷的镜片草 案。关于光学组件怎样修改波前的光学特性（也称为"屈光功能"）产生透明基片和并列单 兀格集合的光学组合。
[0007] 这些并列单元格可以是薄膜的形式，该薄膜可以粘着在光学透明基片上。
[0008] 然后，可以通过根据对应于佩戴者所选择的眼镜架的轮廓对光学元件进行磨边来 获得最终镜片。
[0009] 这种包括平行于光学元件的表面的并列单元格集合的透明光学元件通常被称为 像素化光学元件。
[0010] 这种透明光学元件还可以具有各种附加光学功能，如光吸收、偏振能力、对比度加 强能力等。
[0011] 光学元件的屈光功能的特征可以在于针对横穿光学元件的给定单色光波的光相 移分布。
[0012] 以一般的方式，透明光学元件具有与光轴相比横向延伸的表面。然后，光波的平均 传播方向可以被选择为叠加在此轴上，并且可以在元件的所述表面内给出光相移分布。在 像素化光学元件的情况下，光相移具有在组成透明光学元件的可用表面的采样的点内实现 的离散值。以简化的方式，环绕每个采样点所限制的区（通常称为单元格）内可以良好地建 立光相移。因此，元件在每个单元格的任何点内的光相移值将等于位于此单元格内的采样 点的光相移值。以更加现实的方式，相移在每个单元格内不恒定，但在此单元格的相移的目 标函数所固定的最小值和最大值之间的中间。这些单元格在光学元件的可用表面内相连， 并且形成此表面的铺砌。然后，像素化的透明光学元件的实际屈光函数产生于此铺设与所 有单元格内所实现的光相移值的组合。可以用具有宽度的壁将相连的像素分开。
[0013] 而且，众所周知的是，单色光波的光相移Δφ等于数字JI的二倍与每个单元格的横 跨长度L、以及与填充此单元格的透明材料的折射率的值η和空气折射率的值之差以及与 波长λ的倒数的乘积。换言之：Δφ = 2π * L * (η - 1)/λ。那么，实现透明光学元件的方式可 以在于改变元件的不同单元格之间的单元格的填充材料的折射率值。在这种情况下，所有 单元格可以具有相同的深度，根据元件的光轴测量该长度。
[0014] 例如，对于矫正镜片应用，可建议光学元件的不同单元格包含不同折射率的物质， 这样使得折射率适应于根据所估计的有待矫正的眼睛的屈光不正沿着光学元件的表面而 变化。
[0015] 虽然如此，但可以注意到，当佩戴着像素化的透明光学元件时可能出现光学缺陷， 如像素的周期性重新分区的情况下所生成的寄生图像或像素的非周期性重新分区（下文 详述的沃罗诺伊（Vorono'i)结构）的情况下的模糊。
[0016] 本发明的一个目的是提供一种用于定制主动视觉系统的方法，该主动视觉系统增 强了佩戴者的视觉舒适度并且适用于将例如日常生活中可能遇到的不同观看条件考虑在 内。
[0017] 本发明的另一目的是提供一种允许以灵活且模块化的方式提供具有一种或多种 光学功能的光学组件的结构。
[0018] 为了实现这一点，本发明提出了一种用于向佩戴者的眼睛提供可定制的眼镜片的 方法，该可定制的眼镜片包括与所述镜片的一个表面并列的透明电活性单元格集合，所述 单元格集合是可激活的并且适用于提供光相移分布函数，所述方法包括以下步骤：
[0019] -提供被适配成用于向该佩戴者提供一个给定屈光函数DF(d，β)的一个参考相 移分布函数，相对于一个参考点Pk表达所述参考相移分布函数，该参考相移函数在所述参 考点P k具有一个零梯度；
[0020] -确定当该佩戴着该可定制的眼镜片时该佩戴者的这只眼睛的实际注视方向 (aa，D ;
[0021] -选择一个参考注视方向（α κ，β κ)以用于定位所述参考点Pk ;
[0022] -计算一个实际点Pa和该参考点Pk，所述实际点Pa是该佩戴者的这只眼睛的该实 际注视方向和该透明电活性单元格集合之间的交点，并且所述参考点P k位于该佩戴者的这 只眼睛的该参考注视方向和该透明电活性单元格集合之间的交点处；
[0023] -通过根据一个向量对该参考相移分布函数进行移位来计算一个经修改的 相移分布函数；以及
[0024] -单元格根据所述经修改的相移分布函数激活这些电活性单元格，以便向该佩戴 者的这只眼睛提供一个定制的眼镜片。
[0025] 在本发明的框架中，措辞"可定制的镜片"用于指定像素化镜片，可以根据佩戴者 的需要修改该像素化镜片的屈光函数。
[0026] 其中的光相移很可能取不同值的像素化光学元件的个体单元格具有最小尺寸，这 一般由元件的制造技术所确定。这个最小尺寸在空间上限制了该光相移的分布函数的采 样，该函数被用作用于满足想要的屈光函数的目标。换言之，数值元件的真实光相移分布函 数仅粗略地重新产生目标分布函数。这两个分布函数之间的差异构成由光学元件真实产生 的图像变换的缺陷。情况就是如此，尤其是当目标分布函数相连、或在元件的可用表面的部 分内相连时。
[0027] 针对像素间的壁的给定宽度,此缺陷随着铺砌的步伐的增大而显著地增大，即，随 着单元格尺寸的增大而增大。针对壁和单元格的给定尺寸以及目标分布函数（如给定目标 屈光力或散光），目标与像素化分布函数之间的局部差异随着距离光学函数中心的距离的 增加而增加。因此，像素化所引起的缺陷在佩戴者的注视方向从此中心移开时增大。
[0028] 由于本发明，现在可以与佩戴者的注视方向相比来确定镜片的光学函数的中心。 可以通过选择P k作为镜片的光学函数的中心根据佩戴者的观看行为连续地完成与佩戴者 的注视方向相比确定镜片的光学函数的中心。然后，将像素化所引起的缺陷显著地最小化， 并且显著地提高视觉质量。
[0029] 图1示意性展现了单视觉像素化镜片10的二次相移分布函数。在一般情况下，在 方向1上所看到的以镜片的光学函数为中心的图像的质量对于够小的像素尺寸而言是正 确的。当眼睛的注视方向根据方向2偏移时，图像的质量大幅度降低。
[0030] 由于本发明，相移分布函数沿着注视方向并因此与眼睛的注视方向相比一直保持 居中。因此，图像质量不再受眼睛的注视方向的偏移的影响。
[0031] 根据实施例，该方法通过技术手段实现，例如，通过控制这种装置的计算机装置。
[0032] 根据可以根据所有可能的组合来组合的各实施例：
[0033] -该透明电活性单元格集合被并列成平行于所述镜片的表面；
[0034]-可激活单元格的光相移分布函数在每个单元格内是基本上恒定的；
[0035] -该方法进一步包括以下步骤：
[0036] 〇提供多个被适配成用于向该佩戴者提供多个给定屈光函数DFn(a，β)的参考 相移分布函数；以及
[0037] 〇取决于当佩戴着该可定制的眼镜片时该佩戴者的这只眼睛的实际注视方向 (a a，β a)，在该多个参考相移分布函数当中选择一个参考相移分布函数；
[0038] -该方法进一步包括由以下各项组成的步骤：
[0039] 〇提供多个被适配成用于向该佩戴者提供多个给定屈光函数DFn(a，β)的参考 相移分布函数；以及
[0040] O确定该佩戴者的这只眼睛的一个实际观看距离；以及
[0041] O取决于该佩戴者的这只眼睛的该实际观看距离，在该多个参考相移分布函数当 中选择一个参考相移分布函数。
[0042]-在由以下各项组成的多个参考相移分布函数的一个列表当中选择一个参考相移 分布函数：被适配成用于向该佩戴者提供一个适用于近视觉的给定屈光函数DFnvU，β) 的至少一个参考相移分布函数，被适配成用于向该佩戴者提供一个适用于远视觉的给定屈 光函数DF fvU，β)的至少一个参考相移分布函数、被适配成用于向该佩戴者提供一个适 用于中间视觉的给定屈光函数DF IV(a，β)的至少一个参考相移分布函数；
[0043]-该方法进一步包括由以下各项组成的步骤：
[0044] 〇提供至少三个参考相移分布函数，这些参考相移分布函数被适配成用于向该佩 戴者提供一个分别适用于近视觉DFNV(a，β)、适用于中间视觉DFIV(a，β)和适用于远视 觉DF fv ( a，β )的给定屈光函数；
[0045] 〇确定该佩戴者的这只眼睛的一个实际观看距离；以及
[0046] ο取决于该佩戴者的这只眼睛的该实际观看距离，在这至少三个参考相移分布函 数当中选择一个参考相移分布函数，这样使得：
[0047] 如果该佩戴者的这只眼睛的该实际观看距离在一个第一范围内，则选择被适 配成用于向该佩戴者提供分别适用于近视觉DF nvU，β)的给定屈光函数的参考相移分布 函数；
[0048] 如果该佩戴者的这只眼睛的该实际观看距离在比该第一范围更大的一个第二 范围内，则选择被适配成用于向该佩戴者提供分别适用于中间视觉DFivU，β)的给定屈 光函数的参考相移分布函数；以及
[0049] 如果该佩戴者的这只眼睛的该实际观看距离在比该第二范围更大的一个第三 范围内，则选择被适配成用于向该佩戴者提供分别适用于远视觉DFfvU，β)的给定屈光 函数的参考相移分布函数；
[0050] -通过由于一个眼睛跟踪器装置跟踪该佩戴者的这只眼睛的瞳孔来确定当佩戴着 该可定制眼镜片时该佩戴者的这只眼睛的该实际注视方向（a a，β3)。
[0051] 此外，本发明还提出了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括一个或多个 存储的指令序列，这些指令对一个处理器而言是可访问，并且当被该处理器执行时，致使该 处理器执行前述方法的不同实施例的步骤。
[0052] 本发明还提出了一种计算机可读介质，该计算机可读介质存储前述计算机程序产 品的一个或多个指令序列。
[0053] 而且，本发明还提出了一种用于佩戴者的眼睛的主动视觉系统，该主动视觉系统 被适配成安置在该佩戴者的眼睛的前面并且包括：
[0054] --个可定制的眼镜片，该眼镜片包括一个与所述镜片的一个表面并列的透明电 活性单元格集合，所述单元格集合是可激活的并适用于提供一个光学相移分布函数，每个 电活性单元格（24)具有使得其可以完全被包括在一个70μπι直径的圆内的尺寸；
[0055] --个装置，被适配成用于确定当佩戴着该可定制的眼镜片时该佩戴者的这只眼 睛的实际注视方向（aa，β 3);
[0056] --个处理器，操作性连接至该透明电活性单元格集合以及被适配成用于确定该 实际注视方向的该装置，其中，该处理器被配置成用于：
[0057] 〇提供被适配成用于向该佩戴者提供一个给定屈光函数DF(a，β)的一个参考 相移分布函数，相对于一个参考点Pk表达所述参考相移分布函数，该参考相移函数在所述 参考点P k具有一个零梯度；
[0058] 〇选择一个参考注视方向（α κ，β κ)以用于定位所述参考点Pk ;
[0059] 〇从所述装置接收多个取决于这只眼睛的该实际注视方向的电信号；
[0060] O计算一个实际点Pa和该参考点Pk，所述实际点Pa是该佩戴者的这只眼睛的该实 际注视方向和该透明电活性单元格集合之间的交点，并且所述参考点P k位于该佩戴者的这 只眼睛的该参考注视方向和该透明电活性单元格集合之间的交点处；
[0061] O通过根据一个向量^对该参考相移分布函数进行移位来计算一个经修改的 相移分布函数；以及
[0062] 〇单元格根据所述经修改的相移分布函数激活这些电活性单元格，以便向该佩戴 者的这只眼睛提供一个定制的眼镜片。
[0063] 由于该系统是眼镜的形式，因此，其是轻的且非常紧凑。其可以用于日常生活中， 甚至当用户包含不同的连续观看条件时。具体地，佩戴着本发明的一副眼镜的人保留完全 的移动自由并且观看能力良好。
[0064] 根据可以根据所有可能的组合来组合的各实施例：
[0065]-该主动视觉系统进一步包括另一个被适配成用于测量当佩戴着该可定制的眼镜 片时该佩戴者的这只眼睛的该实际观看距离的装置；
[0066]-被适配成用于测量该佩戴者的这只眼睛的该实际观看距离的该另一装置包括被 适配成用于测量当佩戴着该可定制的眼镜片时该佩戴者的这只眼睛的该实际观看距离； [0067]-在由以下各项组成的多个参考相移分布函数的一个列表当中选择一个参考相移 分布函数：被适配成用于向该佩戴者提供一个适用于近视觉的给定屈光函数DF nvU，β) 的至少一个参考相移分布函数、被适配成用于向该佩戴者提供一个适用于远视觉的给定屈 光函数DF fvU，β)的至少一个参考相移分布函数、被适配成用于向该佩戴者提供一个适 用于中间视觉的给定屈光函数DF ivU，β)的至少一个参考相移分布函数；
[0068]-被适配成用于确定该实际注视方向的该装置安置于该透明的电活性单元格集合 的面向该眼睛的一面上；
[0069]-该主动视觉系统包括进一步特征，其中：
[0070] 〇该可定制的眼镜片进一步包括与所述镜片的一个表面并列的另一透明电活性 单元格集合，所述单元格集合适用于提供另一光相移分布函数，
[0071] O该透明电活性单元格集合和该另一透明电活性单元格集合根据该镜片的一条 光轴而叠加；
[0072] 〇该透明单元格集合所提供的该光相移分布函数与该另一透明单元格集合所提 供的该另一光相移分布函数的组合被适配成用于向该佩戴者提供一个结果屈光函数；以及
[0073] 〇该透明电活性单元格集合在一个垂直于该光轴的表面上的投影与该另一透明 电活性单元格集合在垂直于该光轴的所述表面上的投影不一致，这样使得与该透明单元格 集合中的一个单元格相邻的单元格中的某些单元格之间的界限在所述投影中切割该另一 透明单元格集合中的多个单元格；
[0074] -该主动视觉系统包括进一步特征，其中：
[0075] 〇该透明电活性单元格集合由一个壁网络形成，
[0076] 〇形成这些单元格之一的一个中心的每个点集的是该镜片的该表面中的一个不 规则点集；以及
[0077] 〇确定每个壁的位置和取向，这样使得该单元格集合形成该镜片的该表面的一个 VoronoY 分区。
[0078] 根据本发明的主动视觉系统可以有利地用于若干应用，例如用于在航空领域中或 在自适应光学中。

【专利附图】

【附图说明】
[0079] 参照下列附图，从本发明的以下实施例（作为非限制性示例）的描述中将得知本 发明的进一步的特征和优点：
[0080] -图1展示了标准单视觉像素化眼镜片的相移函数；
[0081] -图2是平面图，示出了根据本发明的主动视觉的使用；
[0082]-图3是根据本发明的用于佩戴者的眼睛的主动视觉系统的示意性图示；
[0083]-图4是一个示例性流程图，展示了根据本发明的用于向佩戴者的眼睛提供可定 制的眼镜片的方法的步骤；
[0084] -图5展示了图4的方法的示意性原理；以及
[0085] -图6是一个示例性流程图，展示了根据本发明的用于向佩戴者的眼睛提供可定 制的眼镜片的方法的另一实施例的步骤。
[0086] 为了清晰起见，这些图中所展现的元件的尺寸与实际尺寸不成比例，也不与实际 尺寸的比率成比例。此外，不同图中的完全相同的参考号表示完全相同的元件或具有完全 相同功能的元件。

【具体实施方式】
[0087] 参照图2,一副眼镜包括眼镜架3和两个眼镜片，对于右和左镜片分别用1和2表 示。眼镜架3将镜片1和2固定在相对固定的位置上，并且允许以在连续的使用期中保持 基本恒定的方式将其放置在佩戴者的眼睛的前面。可以使用眼科医生已知的组装方法之一 将镜片1和2永久地组装在眼镜架3中。
[0088] 参考号100和200表不佩戴者的双眼，100表不右眼并且200表不左眼。对于佩 戴者的双眼100、200中的每一只，参考号S、I、P、L和R分别表示巩膜、虹膜、瞳孔、角膜缘、 和眼睛的转动中心。已知虹膜I是具有可变并且决定瞳孔P的尺寸的内径和恒定外径的圆 环。角膜缘L是虹膜L的外边界，在虹膜和巩膜S之间。因此，当眼睛绕其转动中心R转动 时，其是相对于相应的眼睛固定的具有恒定尺寸的圆。在视觉上，角膜缘L是白色巩膜S和 彩色虹膜I之间的圆形边界。
[0089] 对于每只眼睛100、200,穿过转动中心R和相应瞳孔P的中心A的对应轴Dl、D2是 那只眼睛的光轴。瞳孔P的中心A还是晶状体的顶点。光轴D1、D2相对于对应的眼睛100、 200固定，这样使得其随着角膜缘L转动。双眼100和200的光轴Dl和D2会聚至公共点 C，该公共点被称为双眼的会聚点并且是佩戴者在给定时刻所观看的虚拟物体的位置。光轴 Dl和D2的平均方向DO是佩戴者在那个时刻的注视方向。通常，注视方向DO将双眼的转动 中心R之间的区段的中点和会聚点C连接。在图2中用D表示的观察距离是会聚点C相对 于转动中心R的距离。
[0090] 现在在如图2中所描绘的特定实施例中所描述的发明基于相对于佩戴者的面部 确定注视方向D0。为了实现这一点，实施用于确定佩戴者的注视方向的方法。例如，WO 2010/130932 Al提出了这种用于确定佩戴者的注视方向的方法。
[0091] 在WO 2010/130932 Al中，通过检测每只眼睛100、200相对于相应的镜片1、2的 转动位置来确定注视方向D0。因此，根据WO 2010/130932 Al的每个镜片允许1、2确定相 应眼睛100、200的光轴Dl、D2的角位置。然后，从这两条光轴Dl和D2的对应位置推导佩 戴者的注视方向D0。
[0092] 为了定义每只眼睛的光轴的位置，使用了两个角，α和β，分别被称为仰角和偏 心角。仰角α对于双眼100和200通常完全相同，并且是每条光轴Dl或D2与当佩戴者的 头坚直时的水平参考平面之间的角。然后，注视方向DO的仰角值也等于此公共值。
[0093] 每只眼睛的光轴Dl或D2的偏心角β是此轴和面部的正中面之间的角，当佩戴者 的头部坚直时该正中面坚直。可以认为偏心角β对于每只眼睛在佩戴者的鼻子的方向上 为正，并且通常在同一时刻针对双眼具有不同的绝对值。这两个绝对值之差决定了眼睛的 会聚，意思是观察距离D。注视方向DO的方位角值等于双眼的对应偏心角值之差的一半，使 用刚才指示的偏心角的取向惯例。
[0094] 实际上，每只眼睛100、200的光轴Dl、D2的仰角和偏心角可以基于那只眼睛的角 膜缘L的位置来确定。
[0095] 给定的注视方向对应于一对（α，β )。
[0096] 本领域技术人员熟知定义被适配成用于在此参考坐标系（α，β)中（即，根据佩 戴者的每个注视方向）矫正佩戴者的视觉缺陷的屈光函数DF(a，β)。
[0097] 现在，将参照图3详细描述根据本发明的用于佩戴者的眼睛的主动视觉系统（视 觉系统）。
[0098] 用于佩戴者的眼睛100、200的主动视觉系统20包括可定制的眼镜片22。该主动 视觉系统被适配成安置在佩戴者的眼睛前面。
[0099] 该可定制的眼镜片包括平行于所述镜片的表面的并列透明电活性单元格集合24。 所述单元格集合适用于为光相移分布函数提供在每个单元格内基本上恒定的值。
[0100] 优选地，每个单元格26充满活性电材料，这样使得折射率在个体电极28所引起的 电场的作用下可以在每个像素内独立于彼此而变化。
[0101] 当然，该主动视觉系统包括被适配成用于提供适合的电场的装置30。
[0102] 图3展示了具有平面表面的像素化镜片。虽然如此，但该表面可以是未指定的。的 确，制造具有未指定的表面的像素化眼镜片的方法是本领域技术人员熟知的。
[0103] 该单元格集合适用于为光相移分布函数提供在每个单元格内恒定的值。
[0104] 有利的是，该单元格集合覆盖镜片的整个表面。这使得能够在宽视野内向佩戴者 提供良好的视觉。
[0105] 此外，用于佩戴者的眼睛的主动视觉系统包括一个被适配成用于确定当佩戴着该 可定制的眼镜片时该佩戴者的眼睛的实际注视方向（a a，β3)的装置32。
[0106] 例如，所述装置被适配成用于根据WO 2010/130932 Al表征佩戴者的注视方向。
[0107] 该装置可以安置于透明电活性单元格集合的面向眼睛的一面上。
[0108] 例如，装置32包括被适配成用于确定当佩戴着该可定制的眼镜片时佩戴者的眼 睛的实际注视方向（a a，β3)的眼睛跟踪器系统。
[0109] 而且,该主动视觉系统进一步包括控制单元34,该控制单元格包括操作性连接至 该透明电活性单元格集合并连接至该装置的处理器36。因此，处理器36被配置成用于从所 述装置32接收取决于眼睛的实际注视方向的电信号。
[0110] 此外，该处理器被配置成用于提供被适配成用于佩戴者提供给定屈光函数DF(a， β)以及选择参考注视方向（ακ，βκ)的参考相移分布函数。
[0111] 为了实现这一点，控制单元34包括其中存储有参考控制信号的存储器38 ;该参考 控制信号被适配成用于激活每个电活性单元以提供参考相移分布函数。
[0112] 激活该透明电活性单元格集合隐含地需要使用像素化的相移分布函数来驱动个 体单元格。或者可以事先实施、或者可以在注视方向的每次改变时实施像素化操作。第一 情况就计算负荷而言是有利的；第二情况就定位经修改的相移分布函数的精度而言是有利 的。
[0113] 更确切地，在第一情况下，当单元格集合包括具有规律且周期的空间重新分区的 恒定形状尺寸的单元格时，参考控制信号包括根据电活性单元格集合尺寸、形状和位置对 所述参考相移分布函数实施的一次像素化操作的结果。然后，取决于注视方向对参考控制 信号进行移位。
[0114] 有利的是，可以通过专用连接器或提供对控制单元34和存储器38的访问的无接 触连接在主动视觉系统内来上传参考控制信号。这允许与需要佩戴者的眼科矫正的变化有 关的参考控制信号的廉价更新。
[0115] 与参考相移分布函数相关联的参考注视方向（ακ，βκ)也存储在存储器中。在操 作时，处理器在存储器中读取与参考相移分布函数相关联的参考注视方向（α κ，βκ)。
[0116] 然后，处理器36被配置成用于计算实际点Pa和参考点Pk。所述实际点P a由佩戴 者的眼睛的实际注视方向和透明电活性单元格集合之间的交点定义，并且所述参考点Pk由 佩戴者的眼睛的参考注视方向和透明电活性单元格集合之间的交点定义。
[0117] 可替代地，存储参考点Pk并计算参考注视方向（ακ，β κ)。
[0118] 而且，处理器被配置成用于通过根据向量使参考相移分布函数移位来计算 经修改的相移分布函数，并用于根据所述经修改的相移分布函数激活电活性单元格，从而 向佩戴者的眼睛提供定制的眼镜片。而且，处理器被有利地进一步配置成用于通过根据预 先定义的角度值转动参考相移分布函数来计算经修改的相移分布函数，从而将这只眼睛的 散光轴方向的变化考虑在注视方向函数内向佩戴者的眼睛提供定制的眼镜片。
[0119] 该装置被适配成用于实施根据本发明的方法400的步骤，这将参照图4。
[0120] 该方法包括用于提供被适配成用于佩戴者提供给定屈光函数DF(a，β)的参考 相移分布函数的步骤402。
[0121] 预先计算此屈光函数，以便矫正佩戴者的视觉缺陷。然后，计算参考相移分布函 数，以与参考点关联地向佩戴者提供给定屈光函数DF(a，β )。例如，屈光函数DF(a， β)包括旋转对称，并且Pk位于屈光函数DF(a，β)的对称中心。
[0122] 然后，根据所述所计算的相移分布函数激活每个电活性单元格。
[0123] 然后，继续进行用于确定当佩戴着该可定制的眼镜片时该佩戴者的眼睛的实际注 视方向（a a，Pa)的步骤404。例如并且优选地，通过由于眼睛跟踪器装置跟踪佩戴者的眼 睛的瞳孔来确定佩戴者的眼睛的实际注视方向（a a，i3a)。如之前所指示的，例如实施根据 WO 2010/130932 Al的用于确定佩戴者的实际注视方向的方法。
[0124] 在步骤406的过程中选择参考注视方向（α κ，β κ)。
[0125] 例如，参考注视方向（ακ，βκ)是主注视方向。
[0126] 此外，该方法包括用于计算实际点Pa和参考点Pk的步骤408。实际点P a是之前所 检测到的佩戴者的眼睛的实际注视方向与透明电活性单元格集合之间的交点。参考点匕是 佩戴者的眼睛的参考注视方向与透明电活性单元格集合之间的交点。
[0127] 然后，在步骤410,通过根据向量/yf对该参考相移分布函数进行移位来计算经 修改的相移分布函数。
[0128] 而且，该方法包括用于根据所述经修改的相移分布函数激活这些电活性单元格， 从而向佩戴者的眼睛提供定制的眼镜片的步骤412。
[0129] 图5展示了通过此方法获得的结果。展现了图1的像素化镜片的同一相位函数。 因此，当佩戴者的眼睛向方向1看时，所看到的图像的质量是正确的，因为镜片的屈光函数 集中在参考注视方向上。并且，当佩戴者的眼睛向方向2看（例如，经过镜片的外围）时， 应用就之前所计算的用于矫正佩戴者的视觉缺陷的就屈光力和散光而言的同一屈光函数。
[0130] 示例
[0131] 让我们考虑被550nm波长单色光所照亮的像素化镜片，其相移分布函数是二次 的，对应于屈光力P。此镜片的每个像素具有正方形形状，并且用P表示其间距。认为像素 之间的壁的尺寸为零。此镜片的瞳孔应是正方形AXA，其中A = 6_。
[0132] 在从出版物《马里厄斯拍卢（Marius Peloux)、皮埃尔沙维尔（Pierre Chavel)、弗 朗索瓦古达耶（Frangois Goudail)、和珍塔布尔（Jean Taboury)的居中和偏心像素化镜片 的衍身寸级的形状（Shape of diffraction orders of centered and decentered pixelated lenses)，应用光学49 (6) :1054 - 1064页，2010年》所计算的表I中，示出了有用光部分 Π (〇,〇),对应于（〇,〇)衍射级效应,剩余光在对应于寄生图像的其他衍射级下被衍射。
[0133] 由于P = 2δ，除非像素间距ρ非常小（例如，5μπι)，否则我们看出η (0,0)在眼 科光学中显示不可接受的值。
[0134] 针对P的更低值，假设P = 0. 5 δ，可以接受高达50 μ m的像素间距。因此，本发明 处理间距通常小于50 μ m的电活性单元格（像素）集合即，具有使得其可以完全被包括在 a ^ 70 μ m直径圆中的尺寸的像素。
[0135]

【权利要求】
1. 用于向佩戴者的眼睛提供可定制的眼镜片的方法，该可定制的眼镜片包括与所述镜 片的表面并列的透明电活性单元格（24)集合，所述单元格的集合是可激活的并适用于提 供光相移分布函数，每个电活性单元格（24)具有使得其可W完全被包括在70 ym直径的圆 内的尺寸，所述方法包括W下步骤： -提供（420)适于向该佩戴者提供给定屈光函数DF(a，目）的参考相移分布函数，相 对于参考点Pc表达所述参考相移分布函数，该参考相移函数在所述参考点Pc具有零梯度； -当佩戴着该可定制的眼镜片时，确定（404)该佩戴者的该只眼睛的实际注视方向 (a a，目 a); -选择（406)参考注视方向（a c，目c) W用于定位所述参考点Pc; -计算（408)实际点P。和该参考点Pc,所述实际点P。是该佩戴者的该只眼睛的该实际 注视方向和该透明电活性单元格集合之间的交点，并且所述参考点Pc位于该佩戴者的该只 眼睛的该参考注视方向和该透明电活性单元格集合之间的交点处； -通过根据向量/^;声>才该参考相移分布函数进行移位来计算（410)经修改的相移分 布函数；W及 -根据所述经修改的相移分布函数来激活（412)该些电活性单元格，W便向该佩戴者 的该只眼睛提供定制的眼镜片。
2. 根据权利要求1所述的用于向佩戴者的眼睛提供可定制的眼镜片的方法，其中，所 述方法进一步包括W下步骤： -提供（420)多个被适配成用于向该佩戴者提供多个给定屈光函数DF"(a，目）的参考 相移分布函数；W及 -取决于当佩戴着该可定制的眼镜片时该佩戴者的该只眼睛的该实际注视方向（a 目。)，在该多个参考相移分布函数当中选择（422) -个参考相移分布函数。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述的用于向佩戴者的眼睛提供可定制的眼镜片的方 法，其中，所述方法进一步包括W下各项组成的步骤： -提供（420)多个被适配成用于向该佩戴者提供多个给定屈光函数DF"(a，目）的参考 相移分布函数；W及 -确定（424)该佩戴者的该只眼睛的一个实际观看距离；W及 -取决于该佩戴者的该只眼睛的该实际观看距离，在该多个参考相移分布函数当中选 择（426) -个参考相移分布函数。
4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的用于向佩戴者的眼睛提供可定制的眼镜片 的方法，其中，在由W下各项组成的多个参考相移分布函数的一个列表当中选择一个参考 相移分布函数：被适配成用于向该佩戴者提供一个适用于近视觉的给定屈光函数DFwv( a， 目）的至少一个参考相移分布函数、被适配成用于向该佩戴者提供一个适用于远视觉的给 定屈光函数DFpv(a，目）的至少一个参考相移分布函数、被适配成用于向该佩戴者提供一 个适用于中间视觉的给定屈光函数DF"(a，目）的至少一个参考相移分布函数。
5. 根据权利要求3或当从属于权利要求3时权利要求4所述的用于向佩戴者的眼睛提 供可定制的眼镜片的方法，其中，所述方法进一步包括W下各项组成的步骤： -提供至少H个参考相移分布函数，该些参考相移分布函数被适配成用于向该佩戴 者提供分别适用于近视觉DFw(a，目）、适用于中间视觉DF"(a，目）和适用于远视觉 DFpv(a，目）的给定屈光函数； -确定该佩戴者的该只眼睛的一个实际观看距离；W及 -取决于该佩戴者的该只眼睛的该实际观看距离，在该至少H个参考相移分布函数当 中选择一个参考相移分布函数，该样使得： 0如果该佩戴者的该只眼睛的该实际观看距离在一个第一范围内，则选择被适配成用 于向该佩戴者提供分别适用于近视觉DFwv(a，目）的给定屈光函数的参考相移分布函数； 0如果该佩戴者的该只眼睛的该实际观看距离在比该第一范围更大的一个第二范围 内，则选择被适配成用于向该佩戴者提供分别适用于中间视觉DF"(a，目）的给定屈光函 数的参考相移分布函数；W及 0如果该佩戴者的该只眼睛的该实际观看距离在比该第二范围更大的一个第H范围 内，则选择被适配成用于向该佩戴者提供分别适用于远视觉DFpv(a，目）的给定屈光函数 的参考相移分布函数。
6. 根据权利要求1至5中任意一项所述的用于向佩戴者的眼睛提供可定制的眼镜片的 方法，其中，通过由于一个眼睛跟踪器装置跟踪该佩戴者的该只眼睛的瞳孔来确定当佩戴 着该可定制的眼镜片时该佩戴者的该只眼睛的该实际注视方向（a目。)。
7. -种计算机程序产品，包括一个或多个存储的指令序列，该些指令对一个处理器而 言是可访问的并且在由该处理器执行时，致使该处理器实施如权利要求1至6中任意一项 所述的步骤。
8. -种计算机可读介质，存储了如权利要求7所述的计算机程序产品的一个或多个指 令序列。
9. 一种用于佩戴者的眼睛（100 ;200)的主动视觉系统，所述主动视觉系统适于安置在 一个佩戴者的眼睛前面并且包括： -可定制的眼镜片（22)，该眼镜片包括与所述镜片的表面并列的透明电活性单元格 (24)集合，所述单元格集合是可激活的并适于提供光相移分布函数，每个电活性单元格 (24)具有使得其可W完全被包括在70ym直径的圆内的尺寸； -装置（32)，其适于确定当佩戴着该可定制的眼镜片时该佩戴者的该只眼睛的实际注 视方向（a。，目。）； -处理器（36)，其操作性地连接至该透明电活性单元格集合和该装置，其中，该处理器 被配置成用于： 0提供适于向该佩戴者提供给定屈光函数DF(a，目）的参考相移分布函数，相对于参 考点Pc表达所述参考相移分布函数，该参考相移函数在所述参考点Pc具有零梯度； 0选择参考注视方向（a C，Pc) W用于定位所述参考点Pc; 0从所述装置接收多个取决于该只眼睛的该实际注视方向的电信号； 0计算实际点P。和该参考点Pc，所述实际点P。是该佩戴者的该只眼睛的该实际注视方 向和该透明电活性单元格集合之间的交点，并且所述参考点Pc位于该佩戴者的该只眼睛的 该参考注视方向和该透明电活性单元格集合之间的交点处； 0通过根据向量/;/^对该参考相移分布函数进行移位来计算一个经修改的相移分布 函数；W及 O根据所述经修改的相移分布函数来激活该些电活性单元格，W便向该佩戴者的该只 眼睛提供定制的眼镜片。
10. 根据权利要求9所述的主动视觉系统，其中，主动视觉系统进一步包括另一个被适 配成用于测量当佩戴着该可定制的眼镜片时该佩戴者的该只眼睛的该实际观看距离的装 置。
11. 根据权利要求10所述的主动视觉系统，其中，所述另一个装置包括一个测距仪，该 测距仪被适配成用于测量当佩戴着该可定制的眼镜片时该佩戴者的该只眼睛的该实际观 看距离。
12. 根据权利要求9至11中任意一项所述的主动视觉系统，其中，在由W下各项组成 的多个参考相移分布函数的一个列表当中选择一个参考相移分布函数：被适配成用于向该 佩戴者提供一个适用于近视觉的给定屈光函数DFwv(a，目）的至少一个参考相移分布函 数、被适配成用于向该佩戴者提供一个适用于远视觉的给定屈光函数DFpv(a，目）的至少 一个参考相移分布函数、被适配成用于向该佩戴者提供一个适用于远视觉的给定屈光函数 DFpv(a，目）的至少一个参考相移分布函数、被适配成用于向该佩戴者提供一个适用于中间 视觉的给定屈光函数DF"(a，目）的至少一个参考相移分布函数。
13. 根据权利要求9至12中任意一项所述的主动视觉系统，其中，所述装置安置于该透 明电活性单元格集合中的面向该只眼睛的一面上。
14. 根据权利要求9至13中任意一项所述的主动视觉系统，其中： -所述可定制的眼镜片进一步包括与所述镜片的一个表面并列的另一透明电活性单元 格集合，所述单元格集合适用于提供另一光相移分布函数； -该透明电活性单元格集合和该另一透明电活性单元格集合根据该镜片的一条光轴而 叠加； -该透明单元格集合所提供的该光相移分布函数与该另一透明单元格集合所提供的该 另一光相移分布函数的组合被适配成用于向该佩戴者提供一个结果屈光函数；W及 -该透明电活性单元格集合在一个垂直于该光轴的表面上的投影与该另一透明电活性 单元格集合在垂直于该光轴的所述表面上的投影不一致，该样使得与该透明单元格集合中 的一个单元格相邻的单元格中的某些单元格之间的界限在所述投影中切割该另一透明单 元格集合中的多个单元格。
15. 根据权利要求9至14中任意一项所述的主动视觉系统，其中： -该透明电活性单元格集合由一个壁网络形成， -形成该些单元格之一的一个中也的每个点集是该镜片的该表面中的一个不规则点 集；W及 -确定每个壁的一个位置和一个取向，该样使得该单元格集合形成该镜片的该表面的 一个VoronoY分区。
【文档编号】G02C7/08GK104428709SQ201380037724
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2012年8月3日
【发明者】马里尤斯·佩劳克斯 申请人:依视路国际集团（光学总公司）