一种用于向佩戴者提供定制的渐进式眼镜眼科镜片的方法与流程

文档序号:14685622发布日期:2018-06-14 18:08
渐进式眼镜眼科镜片被佩戴并被广泛地用于矫正许多不同类型的视觉缺陷,如近视眼(近视)或远视眼(远视)、散光、以及通常与老龄化相关联的近范围视力缺陷(老花眼)。眼科医师或验光师常规地通过矫正在球面、柱面、轴线和下加光方面的屈光不正来提高视觉敏锐度。本发明所要解决的问题是,更好地满足镜片使用者的视觉需要并且提高渐进式眼镜眼科镜片使用者的舒适度,从而帮助他们适应镜片并减弱摇摆效应。出于此目的,本发明的主题是一种由计算机装置实现的用于向佩戴者提供定制的渐进式眼镜眼科镜片的方法,所述定制的渐进式眼镜眼科镜片特征在于光学数据集(COD),所述方法包括:a)提供该佩戴者的处方数据,所述处方数据包括:针对所述佩戴者的球面处方值、柱面处方值、轴线处方值和下加光(Add)处方值,针对该佩戴者的佩戴条件以及该佩戴者的眼睛的慧差;b)提供表征适合于满足该佩戴者的该处方数据的要求的初始渐进式眼镜眼科镜片的初始光学数据(IOD),包括前表面和后表面、远视觉点(x_VL,y_VL)、近视觉点(x_VP,y_VP)以及表示当佩戴者正从远视觉点看向近视觉点时其中点的轨迹的子午线;c)在该初始渐进式眼镜眼科镜片的该子午线上选择基准点(x_ref;y_ref);d)计算当该佩戴者的眼睛正透过该基准点进行观看时该初始渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统的残余散光AR_ini(x_ref;y_ref)、以及当该佩戴者的眼睛正透过该基准点进行观看时该初始渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统的残余慧差CR_ini(x_ref;y_ref);e)借助于以下等式,根据该基准点计算该渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统的残余散光目标值AR_cib(x_ref;y_ref):|AR_cib(x_ref;y_ref)|=S×|CR_ini(x_ref;y_ref)|,其中,0.5≤S≤3,并且其中,AR_cib和CR_ini的值的单位是μm;f)根据以下步骤计算校正函数SUR_cor(x;y):·根据以下等式计算AR_cor(x_ref;y_ref):AR_cor(x_ref;y_ref)=AR_cib(x_ref;y_ref)-AR_ini(x_ref;y_ref)·确定在该点(x_ref;y_ref)处具有所述AR_cor(x_ref;y_ref)值的圆环面的半径R_cor;·将SUR_cor(x;y)计算作为所述圆环面的点;g)通过将该校正函数SUR_cor(x;y)组合到该初始渐进式眼镜眼科镜片的初始光学数据(IOD)的该前表面或该后表面来计算该定制的渐进式眼镜眼科镜片的该定制的光学数据(COD);并且其中,(x,y)是在表面上的几何坐标。诸位发明人已经发现人们可以将初始渐进式眼镜眼科镜片表面与圆环面相组合,从而允许当根据本发明的教导选择所述圆环面的特征时在不降低佩戴者的佩戴舒适度(即敏锐度)的情况下减少不想要的散光。他们已经借助于上文的方法论证了这一点,当与适合于满足佩戴者的处方数据的要求的初始渐进式眼镜眼科镜片进行比较时,佩戴者的舒适度得到了显著提高。浮动效应也就由于渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统的横向残余散光减少而被减弱。根据本发明的可以被组合的不同实施例:-在该初始渐进式眼镜眼科镜片的子午线上的基准点是在由远视觉点、配适点、近视觉点组成的列表内选择;-S等于1;-该佩戴者的眼睛的慧差是在远视觉条件下直接测量的;根据另一个实施例,该佩戴者的眼睛的慧差是在近视觉条件下测量的;-该佩戴者的眼睛的慧差是针对包括在2mm与8mm之间(例如等于5mm)的眼睛瞳孔测量的;-表征该初始渐进式眼镜眼科镜片的初始光学数据(IOD)是借助于标准渐进式眼镜眼科镜片设计并且借助于佩戴者的处方数据获得的;根据另一个实施例,表征该初始渐进式眼镜眼科镜片的该初始光学数据(IOD)是借助于根据佩戴者的处方数据并且根据如例如眼睛-头部系数、渐进长度、佩戴条件等佩戴者特定的参数对渐进式眼镜眼科镜片进行优化获得的;-这些佩戴条件是标准的佩戴者条件,其中,该镜片关于该佩戴者的眼睛的位置是通过-8度的全景角度、14mm的镜片-瞳孔距离、11.5mm的瞳孔-眼睛转动中心以及0度的包角定义的。-本方法的步骤f)和步骤g)由以下各项组成:f)步骤f)进一步包括由以下各项组成的子步骤f2):f2)计算第二校正函数SUR_cor2(x;y):其中,SUR_cor2(x;y)=F(x;y);g)通过将该校正函数SUR_cor(x;y)和该第二校正函数SUR_cor2(x;y)组合到该初始渐进式眼镜眼科镜片的初始光学数据(IOD)的该前表面或该后表面来计算该定制的渐进式眼镜眼科镜片的该定制的光学数据(COD),其中,F是在由以下各项组成的列表内选择的:·球面函数;·非圆环面函数;·F(x;y)=-S×Add×C1×e-2(y-(yVP-yVL)/2)2(yVP-yVL)2]]>其中,0.02≤C1≤1(C1单位是μm/D);·F(x;y)=-S×C2×(y-yVL)×(2.5-Add)(yVP-yVL),]]>其中,-1≤C2≤1并且C2≠0(C2单位是μm);·两个或更多个以上函数的组合;-将校正函数与初始光学数据的表面组合在于:o确定与该校正函数相关联的表面坐标(x,y,z)以及在相同的(x,y)坐标处的初始光学数据的表面坐标(x,y,z’);o将组合表面(x,y,z+z’)限定为该定制的渐进式眼镜眼科镜片的该定制的光学数据(COD)。本发明还涉及一种用于为佩戴者制造渐进式眼镜眼科镜片的方法,该方法包括以下步骤:aa)提供根据以上权利要求中任一项所述的定制的光学数据(FOS);bb)提供镜片基片;cc)根据该定制的光学数据(FOS)制造该眼镜眼科镜片。根据不同的实施例,所述制造方法结合了之前所描述的特征以及以上用于向佩戴者提供定制的渐进式眼镜眼科镜片的方法的不同实施例。本发明还涉及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,这些指令对处理器而言是可访问的,并且当被该处理器执行时致使该处理器执行以上方法的不同实施例的至少一个步骤。本发明还涉及一种承载以上计算机程序产品的一个或多个指令序列的计算机可读介质。定义:表面坐标(x,y,z):渐进式眼镜眼科镜片包括彼此间隔34mm的两个微标记,这两个微标记已经按照协调标准ISO8990-2被作成强制性的。根据所述标准,当考虑经过配适点或者经过棱镜基准点的竖直平面时,这些微标记是等距的。该表面的中心(x=0,y=0)为该表面的这样一个点:在该点上,该表面的法线N与连接这两个微标记的线段的中心相交。基准系的中心为该表面的中心x=0mm,y=0mm。根据另一个实施例,可以借由于多个临时标记限定基准系中心,这些临时标记也可以应用在镜片的表面上,指示镜片上的控制点的位置,举例而言,如用于远视的控制点、用于近视的控制点、棱镜基准点和配适点。如果没有临时标记或者已经被清除,技术人员始终可以通过使用安装图纸和永久性微标记在该镜片上定位这些控制点。这些微标记还使得可以定义用于为该镜片的两个表面的基准系。当将平面(x=0,y=0)看作基准平面时,“z”值对应于表面的高度。远视觉点、近视觉点、配适点是在渐进式眼镜眼科镜片领域中公知的点,并且在标准ISO13666:1998:中进行定义。远视觉点(也称为远用基准点或主基准点)是在镜片的前表面上的点,在该点处施加针对远用部分的屈光度。近视觉点(也称为近用设计基准点)是由制造商规定的在成品镜片的前表面上或在镜片毛坯的成品表面上的点,在该点处施加针对近用部分的设计规范。配适点是在镜片或半成品镜片毛坯的前表面上的由制造商规定作为用于将镜片定位在眼睛前方的基准点的点。在本发明的框架中,眼镜眼科镜片的“设计”需被理解为所述镜片的光学系统的一部分,该部分不是通过由针对所述佩戴者确定的球面值、柱面值、轴线值和屈光度下加光值组成的佩戴者标准处方参数所确定的。与散光和慧差这两个特征均有关的数据包括“值”和“方向”数据。“值”数据涉及这些特征的最大振幅,而方向涉及所述特征的角度。在本发明的框架中,如根据在以下标准中描述的OSA建议所表达的值符号和变化:“美国国家眼科标准–用于报告眼睛的光学像差的方法(AmericanNationalStandardforOphthalmics–Methodsforreportingopticalaberrationsoftheeye)”;2004:ANSIZ80.28-2004。在本发明的框架中,“镜片-眼睛系统”是将从有待看见的物体到眼睛的中心并穿过镜片的光线路径考虑在内的光学系统。考虑标准的视觉条件。因此可以使用“工作视景”,该工作视景是将这些通常的物距点与每个凝视方向联接起来的函数。根据本发明的实施例,佩戴者的眼睛是佩戴者的真实的眼睛,并且该定制的渐进式眼镜眼科镜片是针对所述佩戴者定制的。根据本实施例,对佩戴者的眼睛的慧差进行测量。当使用像差计时可以获得所述数据。根据本发明的另一个实施例,佩戴者是虚拟佩戴者,并且佩戴者的眼睛是模型眼睛。在以下出版物中披露了“模型眼睛”的示例:“有限示意性眼睛模型及其针对体内数据的精确度(Finiteschematiceyemodelsandtheiraccuracytoin-vivodata)”–RaviC.Bakaraju;KlausEhrmann;EricPapas;ArthurHo–视觉研究48(2008)1681-1694。根据本发明的实施例,所选择的“模型眼睛”是如在“具有非球面镜的人眼的依赖调节的模型(Accommodation-dependentmodelofthehumaneyewithaspherics)”–NavarroR.;SantamariaJ.和BescosJ.(1985)–美国光学学会杂志A,2(8)1273-1281中披露的“Navarro等人”模型眼睛。例如,模型眼睛的慧差值被选择为针对5mm的瞳孔的0.18μm。针对瞳孔大小确定慧差。可以很容易地针对不同的瞳孔大小确定慧差。根据实施例,根据L.和P.Unsbo(生物医学和X射线物理学,瑞典皇家工学院)的教导将瞳孔大小变化成另一个大小–“泽尼克系数变换:圆形和椭圆形瞳孔的缩放的、平移的和旋转的波前(TransformationofZernikecoefficients:scaled,translated,androtatedwavefrontswithcircularandellipticalpupils)”-卷24,第3期/2007年3月/美国光学学会期刊。根据实施例,借助于可以使用泽尼克多项式进行分析的波前测量来确定慧差。这种分析例如由美国光学学会(OSA)推荐,用于描述眼睛的波前像差,但是其他多项式(如例如,泰勒级数或者样条函数)也可以用于在数学上描述波前。泽尼克展开式表示在正交多项式集中的像差。其可以以金字塔的形式呈现。竖直地,每一列表示像差的典型形式;这些被称为(径向)阶。顶部被称为零阶,其实际上是无像差的,而是可以被添加用于例如进行缩放的常量。第二列(第一阶)表示棱镜效应。像差的每个表示被称为项。棱镜效应基于竖直项(Z_2项,向上或向下)和水平项(Z_3项,向内或向外)。由于零阶和第一阶(Z_1项和Z_3项)与特定的视觉缺陷或者与特定的测量条件相联系,这些项通常不被描绘出来。自第二阶起,它开始变得相关。在金字塔的中间,可以找到散焦(Z_4项)。它被放置在金字塔的轴线处。这是因为散焦(折射的球面部分)是旋转对称的(零角频率)。在散焦的两侧,可以找到散光(折射中的柱面)项Z_3和Z_5。这些是散焦的特定条件,因为它们只在一条子午线中起作用。因此,这些必须表明方向(柱面轴线),Z_3对应斜向散光,而Z_5对应水平散光。第三阶像差包括各自具有方向的慧差和三叶差,因此在这一行中没有Z项处于中间。慧差值和取向数据与Z_7项和Z_8项有关。Z_7是慧差的水平分量,而Z_8是慧差的垂直分量;因此,慧差值是(Z_72+Z_82)1/2,而慧差方向的角度CA是artan(Z_8/Z_7)。接下来是第四阶的5项。球面像差(Z_12)是旋转对称的,其他项(具有方向)是次级散光和三叶草像差。为了描述光学中的像差,金字塔以更多的阶和项继续进行下去。通常这些在眼睛中不存在或者极低。即使在所讨论的14个Z项中,不是所有的项对眼睛都同等重要。针对眼睛,第二阶像差被称为“低阶像差”并且包括折射的球面和柱面值。第三阶及以上被称为“更高阶像差”。像差计(用于眼睛的特定测量的波前传感器)是被设计成用于测量眼睛的波前(包括球面、柱面和高阶像差)的仪器。使用这种仪器使得有可能测量和/或计算眼睛的像差级别并且将低阶像差与高阶像差的贡献(即慧差)分开。像差计被设计成用于测量眼睛的波前,包括球面、柱面和高阶像差。夏克-哈特曼像差测量被认为是当今使用的最流行的测量人类眼睛的像差的方式。商业的眼科夏克-哈特曼像差计例如由雅培医学光学(AbbotMedicalOptics)、VISX、ALCON、ImagineEyes销售(参见例如irx3像差计)。所述像差计通过测量由眼睛的光学元件折射的波前表面与位于眼睛的入射光瞳中的基准平面之间的距离来测量波前形状。此距离被称为波前误差。夏克-哈特曼数据集由针对在光瞳面上的不同位置的数字(波前误差)的大数组组成。总的来说,整个数据集被称为波前。为了确定在点(x_ref;y_ref)处具有AR_cor(x_ref;y_ref)值的圆环面的半径R_cor,可以使用以下度量:限定a(x’,y’)基准系和圆环面的一般等式:x′=xcosθ-ysinθy′=xsinθ+ycosθ]]>Z=R-R2-x′2]]>其中,θ是环面的轴线,而R是环面的半径。确定R和θ,以获得在(x_ref;y_ref)点处的期望AR_cor(x_ref;y_ref);当R和θ为已知时,那么可以根据相同的等式在每个(x;y)点处计算SUR_cor(x;y)。如从以下讨论中明显的是,除非另有具体规定,否则应认识到,贯穿本说明书,使用如“运算”、“计算”、“产生”或类似术语的讨论是指计算机或计算系统或类似的电子计算装置的动作和/或过程,该动作和/或过程对在该计算系统的寄存器和/或存储器内表现为物理(如电子)量的数据进行操纵和/或将其转换成在该计算系统的存储器、寄存器或其他此类信息存储、传输或显示装置内类似地表现为物理量的其他数据。本发明的实施例可以包括用于执行在此所述操作的设备。此设备可以是为所期望的目的而专门构建的,或此设备可以包括一个通用计算机或被储存在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的数字信号处理器(“DSP”)。这种计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中,如但不限于任何类型的磁盘,包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁性或光学卡,或任何其他类型的适合于存储电子指令并且能够耦联到计算机系统总线上的介质。此处所提出的方法和显示器并非本来就与任何具体的计算机或其他装置相关。不同通用系统都可以与根据此处的传授内容的程序一起使用,或者其可以证明很方便地构建一个更专用的装置以执行所希望的方法。各种这些系统所希望的结构将从以下描述中得以明了。此外,本发明的实施例并没有参照任何具体的编程语言而进行描述。将认识到的是,各种编程语言都可以用来实现如在此描述的本发明的传授内容。本发明的这些特征以及本发明自身,就其结构及其操作而言,将从所附非限制性附图和示例与所附描述相结合得到最好的理解,在附图中:-图1至图3涉及一种初始渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统;-图4至图6涉及根据本发明所述的一种定制的渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统;-图7是示出了根据针对根据本发明的初始渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统以及定制的渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统的散焦球面值的Vol(MTF)变化的图。根据本发明的示例:佩戴者的处方数据如下:·球面=-4D·柱面=0·轴线=0·下加光(Add)=2D佩戴者的眼睛的慧差针对5mm的瞳孔直径为0.18μm。适合于满足佩戴者的处方数据的要求的初始渐进式眼镜眼科镜片是根据依视路(ESSILOR)公司设计的渐进式眼镜眼科镜片。图1至图3展示出了所述设计。基准点(x_ref;y_ref)是配适点。借助于以下等式,根据基准点AR_cib(x_ref;y_ref)计算渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统的残余散光目标值:|AR_cib(x_ref;y_ref)|=|CR_ini(x_ref;y_ref)|,意味着S=1;借助于以下各项,校正函数与初始光学数据的前表面相组合:·确定与该校正函数相关联的表面坐标(x,y,z)以及在相同的(x,y)坐标处的初始光学数据的表面坐标(x,y,z’);·将组合表面(x,y,z+z’)限定为该定制的渐进式眼镜眼科镜片的该定制的光学数据(COD)。图1、图2、图3分别表示适合于满足佩戴者的处方数据的要求的初始渐进式眼镜眼科镜片的沿着子午线的屈光度轮廓、屈光度等值线图和散光等值线图。图4、图5、图6分别表示根据本发明根据上文提及的示例的定制的渐进式眼镜眼科镜片的沿着子午线的屈光度轮廓、屈光度等值线图和散光等值线图。图1和图4的水平轴线指示沿着子午线的光学屈光度相对于针对与远视控制点对应的凝视方向产生的光学屈光度值的变化。竖直轴线指示眼睛倾斜角α的值,其中,正值针对向下定向的眼睛方向。基准眼睛方向是针对配适点限定的。中心曲线(101,201)对应于平均光学屈光度,平均光学屈光度被计算为含有眼睛方向并且围绕此方向旋转的平面的平均值。其他曲线对应于在这些平面中产生的最大(102,202)和最小(103,203)光学屈光度值。图2和图5为光学屈光度图。这些图的竖直和水平坐标是眼睛倾斜角度α和眼睛方位角度β的值。在这些图中所指示的曲线将对应于同一光学屈光度值的眼睛方向连接起来。这些曲线的对应的光学屈光度值在相邻曲线之间以0.25屈光度递增,并且在这些曲线中的一些曲线上被指示出来。图3和图6为残余散光等值线图,其中,坐标类似于光学屈光度图中的那些坐标。所指示的这些曲线连接了对应于同一散光值的眼睛方向。在这些图上,以下参考号对应于以下内容:·110是远视觉点;·111是配适点;·112是近视觉点;·115是子午线;·120是在远视觉点的层次上并且针对初始渐进式眼镜眼科镜片上文对应于等于0.50屈光度的两条等散光线之间的视场的箭头;·121是在配适点的层次上并且针对初始渐进式眼镜眼科镜片的对应于等于0.50屈光度的两条等散光线之间的视场的箭头;·122是在近视觉点的层次上并且针对初始渐进式眼镜眼科镜片的对应于等于0.50屈光度的两条等散光线之间的视场的箭头;·123是在中间视觉的范围中的对应于两条等散光线之间的视场的弯曲箭头。可以在图3的区域131、132中以及图6的区域231、232中看到最大残余散光区域。可以清楚地看到,当将图6与图3进行比较(即,将区域231、232与131、132进行比较)时,最大残余散光被减少。还可以看到,与图3相比,在图6中两条等散光线之间的视领域被放大。当与初始渐进式眼镜眼科镜片相比较时,佩戴者的舒适度因此得到了显著的提高;浮动效应也就由于渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统的横向残余散光减少而被减弱。已经借助于多次试验和计算来进行对用于借助于以下等式根据基准点计算渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统的残余散光目标值AR_cib(x_ref;y_ref)的参数S的选择:|AR_cib(x_ref;y_ref)|=S×|CR_ini(x_ref;y_ref)|,从而准许在不降低佩戴者的视觉表现(即敏锐度)的情况下将校正函数SUR_cor(x;y)组合至初始渐进式眼镜眼科镜片的初始光学数据(IOD)的前表面或后表面上。敏锐度可以被表征为“MTF的卷积”Vol(MTF)。MTF是表示由光学系统针对每个空间频率从物体获得的图像中的调制的幅度(或正弦周期结构的对比度)的函数(参见例如:《镜片设计手册》(Handbookoflensdesign)、MalacaraD.和MalacaraZ.,第295至303页,1994,马塞尔·德克尔出版社(MarcelDekkerInc.))。有可能通过在典型地在0与无穷大之间的空间频率范围之上整合此函数而计算MTF的卷积Vol(MTF)。许多其他典型的参数也可以被用来讨论敏锐度,并且例如在以下文献中进行描述:“来自波前像差的客观验光的准确度和精确度(Accuracyandprecisionofobjectiverefractionfromwavefrontaberrations)”,LarryN.Thibos,XinHong,ArthurBradley,RaymondA.Applegate,视觉期刊(2004)4,参见第329至351页。图7示出了分别针对前述示例的初始渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统(对应于图1至图3)以及针对根据本发明的定制的渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统(对应于图4至图6)的Vol(MTF)(301,302)根据散焦球面值、在范围-1≤SPH≤1内的SPH变化的曲线。佩戴者的眼睛的慧差针对5mm的瞳孔直径为0.18μm。根据本发明针对所述示例已经选择了参数S=1;可以清楚地看到,存在多个散焦值,针对这些散焦值,根据本发明所述的渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统的Vol(MTF)几乎是可比较的并且甚至比初始渐进式眼镜眼科镜片-眼睛系统的Vol(MTF)更好。诸位发明人已经论证了选择范围0.5≤S≤3对于针对佩戴者获得良好的敏锐度性能是适合的。因此,借助于本发明的教导,可以定制初始渐进式眼镜眼科镜片,降低浮动效应并维持或甚至增强定制的渐进式眼镜眼科镜片的镜片-眼睛系统和佩戴者的眼睛的敏锐度。以上已经借助于不限制总体发明概念的多个实施例描述了本发明。当前第1页1 2 3 
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