用于修改眼科镜片表面的屈光功能的方法与流程
本发明涉及一种由计算机装置实施的、用于修改初始眼科镜片表面的初始屈光功能以便制造眼科镜片的方法。
对本发明的背景的讨论包括于此以解释本发明的上下文。这不得当作是承认所引用的任何材料被公开、已知或者是权利要求书中的任一项权利要求的优先权日下的公共常识的一部分。
通常，需要佩戴眼镜并因此具有眼科医师开出的处方的人会去眼镜师的商店。眼镜师订购与佩戴者处方相对应的一副光学镜片。
发送至眼镜师的那副光学镜片是根据光学标准设计和制造的。
在眼科镜片领域中多项最近改进已经允许提供定制的光学镜片，这种定制超出了佩戴者处方。当设计和制造该副眼科镜片时可以考虑除了佩戴者处方以外更进一步的参数。
为了满足佩戴者的新要求或规格，通常使用根据分割/定制的设置来优化光学镜片的方法。因此，在镜片供应商想要实施产品定制时，他需要计算在优化光学镜片时用来产生光学功能的一组新的“光学设计目标”。
这种方法具有不容易可转换成每个光学设计或产品的缺点。的确，这样的方法需要优化与现有产品一样多的光学设计。
因此，需要一种用于对与佩戴者的给定需要相适配的光学设计实施“有效”改变、而无需对每种设计进行重复作业(设计时间)和优化时间的方法。
本发明的目标是提供这样一种方法。
为此，本发明提出了一种例如计算机装置实施的、修改初始眼科镜片表面的初始屈光功能以便制造眼科镜片的方法，该方法包括：
-初始表面提供步骤，在该步骤过程中，提供与第一坐标系相关联的初始表面sini，所述初始表面sini包括多个表面点p1，每个表面点p1具有平均球镜sph(p1)和柱镜cyl(p1)，每个初始表面sini提供所述初始屈光功能，
-修改表面选择步骤，在该步骤过程中，选择n个非零修改表面smod1、…、smodn，所述修改表面smod1、…、smodn与第二坐标系相关联，该修改表面smodi包括多个表面点pi1、…pij、…、pimi，每个表面点pij具有平均球镜sph(pij)和柱镜cyl(pij)，n、i、j、mi是整数，其中n≥1，1≤i≤n，1≤j≤mi并且mi≥1，
-定向步骤，在该步骤过程中，确定该第一坐标系和该第二坐标系的相对位置和定向，
-组合步骤，在该步骤过程中，根据以下表达式：
其中，归一化修改表面snmodi的归一化球镜值sph’smodi的归一化球镜标准偏差小于或等于0.2，其中：
该归一化修改表面snmodi与最佳复球面表面已经被减去的修改表面smodi相对应，并且
该归一化修改表面snmodi上在smodi的具有坐标(x，y，z)的点pij处的归一化球镜值为：
sphnsmod,i(x,y)是该归一化修改表面snmodi上在snmodi的具有坐标(x，y)的点处的球镜，
max(sphnsmod,i)是该归一化修改表面snmodi上的最大球镜值，
min(sphnsmod,i)是该归一化修改表面snmodi上的最小球镜值，
αi是非零加权系数。
有利的是，低标准偏差是指这些值(经修改的设计)非常靠近平均值。换言之，该修改表面在整个表面上均匀地影响初始设计。因此，该修改表面使该初始表面略微地变形。实际上，其在此意味着该初始设计的修改局限于该初始表面的一小部分，其余部分不变。
根据本发明的方法提出了n个修改表面，这些修改表面与初始表面相组合以便定制该光学镜片的光学功能。
这些修改表面中的每个修改表面或特定组合允许在添加至该初始表面时将特定光学功能添加至该初始光学功能。
可以在以下各处实施根据本发明的方法：
-在该光学镜片的优化过程中在镜片设计者侧，或
-在镜片制造商，例如通过修改制造数据。
有利的是，根据本发明的方法允许：
-在定制该设计时节约时间，仅有几个修改表面需要被优化，
-定制和分割的灵活性在实验室变成真正的选择计算，的确，根据本发明的方法允许向初始表面简单地添加修改表面。
根据可以单独或组合地进行考虑的进一步的实施例：
-归一化修改表面snmodi的归一化球镜值sph’smodi的归一化球镜标准偏差小于或等于0.15；和/或
-这些归一化球镜值sph’i沿着该归一化修改表面的中心线的标准偏差小于或等于0.3、优选地小于或等于0.2、更优选地小于或等于0.1；和/或
-该归一化修改表面snmodi的、具有小于0.2的归一化球镜值sph’i的区域小于该归一化修改表面snmodi的总表面积的25％、优选地小于该归一化修改表面snmodi的总表面积的15％；和/或
-该归一化修改表面snmodi的、具有大于0.6的归一化柱镜值cyl’smodi的区域小于该归一化修改表面snmodi的总表面积的25％、优选地小于该归一化修改表面snmodi的总表面积的15％，其中，该归一化修改表面上在smodi的具有坐标(x，y，z)的点pij处的归一化柱镜值是：
cylnsmod,i(x,y,z)是该归一化修改表面snmodi上在snmodi的具有坐标(x,y)的点处的柱镜，
max(cylnsmod,i)是该归一化修改表面snmodi上的最大球镜值，
min(cylnsmod,i)是该归一化修改表面snmodi上的最小球镜值；和/或
-该归一化修改表面snmodi上的归一化柱镜cyl’smodi的平均值小于或等于0.35、优选地小于或等于0.3；和/或
-该第一坐标系包括原点，其中该归一化修改表面是snmodi是被视为具有60mm直径、以该初始坐标系的原点为中心的圆盘来计算的；和/或
-该初始坐标系的原点在该眼科镜片是单光镜片时位于该镜片的光学中心、或者在该眼科镜片是多焦点镜片时位于微型雕刻物的中间；和/或
-在该组合步骤过程中，复球面表面进一步被添加至该初始表面sini以获得该经功能化的眼科镜片表面；和/或
-该方法进一步包括加权系数确定步骤，在该步骤过程中，基于该眼科镜片的佩戴者参数来确定该加权系数αi的值；和/或
-该眼科镜片是渐进式镜片；和/或
-所述眼科镜片包括远视力控制点和近视力控制点，其中，
-对于该表面sigma的位于近控制点附近的任何表面点而言，平均球镜和柱镜使得sph(p3)<0.12并且cyl(p3)<0.12。
本发明进一步涉及一种制造眼科镜片的方法，该方法至少包括：
-眼科镜片确定步骤，在该步骤过程中，确定该眼科镜片的表面并且确定这些眼科镜片表面的相对位置，
-机加工步骤，在该步骤过程中，制造该眼科镜片，
其中，在该眼科镜片确定步骤过程中，根据本发明的方法修改这些眼科镜片表面中的至少一个表面的屈光功能。
本发明还涉及一种被适配成用于实施根据本发明的方法的眼科镜片计算设备，该计算设备包括：
-订单请求接收装置，该订单请求接收装置被适配成用于接收眼科镜片订单请求，该订单请求至少包括佩戴者的眼科处方以及要给所述眼科镜片添加的至少一个额外功能，
-初始表面确定装置，该初始表面确定装置被适配成用于基于该订单请求来确定该初始表面sini并且确定眼科镜片的相对位置，
-修改表面提供装置，该修改表面提供装置被适配成用于提供至少一个修改表面smodi以及至少一个非零加权系数αi，该至少一个非零加权系数与要给所述眼科镜片添加的该至少一个希望的额外功能相对应，
-计算装置，该计算装置被适配成用于将该初始表面sini和该至少一个修改表面smodi进行组合。
根据本发明的眼科镜片计算设备可以进一步包括通信装置，该通信装置被适配成用于与至少一个远程实体通信以提供该修改表面smodi和/或该对应的加权系数αi。
本发明进一步涉及一种被适配成用于矫正佩戴者视力的眼科镜片，该眼科镜片具有第一表面和第二表面的眼科镜片，该第一表面被适配成在该佩戴者佩戴该镜片时被定位成最靠近该佩戴者的眼睛，所述眼科镜片包括：
-具有第一屈光力的远视力区域；
-具有第二屈光力的近视力区域；以及
-中间区域，该中间区域连接该远视力区域和该近视力区域并且具有逐渐变化的屈光力，
其中，该第一或第二表面的表面sini是包括渐进式表面的复合表面，该表面sini提供初始屈光功能，并且
其中，该表面sini进一步包括至少一个修改表面smodi，
其中，归一化修改表面snmodi的归一化球镜值sph’smodi的归一化球镜标准偏差小于或等于0.2，其中：
该归一化修改表面snmodi与最佳复球面表面已经被减去的修改表面smodi相对应，并且
该归一化修改表面snmodi上在smodi的具有坐标(x，y，z)的点pij处的归一化球镜值为：
sphnsmod,i(x,y)是该归一化修改表面snmodi上在snmodi的具有坐标(x，y)的点处的球镜，
max(sphnsmod,i)是该归一化修改表面snmodi上的最大球镜值，
min(sphnsmod,i)是该归一化修改表面snmodi上的最小球镜值。
根据进一步的方面，本发明涉及一种包括一个或多个存储的指令序列的计算机程序产品，该一个或多个存储的指令序列可由处理器存取并且当由该处理器执行时致使该处理器实施根据本发明的方法的步骤。
本发明进一步涉及一种计算机可读介质，该计算机可读介质承载了根据本发明的计算机程序产品的一个或多个指令序列。
此外，本发明涉及一种使计算机执行本发明的方法的程序。
本发明进一步涉及一种其上记录有程序的计算机可读存储介质；其中，该程序使计算机执行本发明的方法。
本发明进一步涉及一种包括处理器的装置，该处理器被适配成用于存储一个或多个指令序列并且实施根据本发明的方法的这些步骤中的至少一个步骤。
除非另有具体规定，从以下讨论中明显的是，将认识到贯穿本说明书，使用了如“计算”、“运算”等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/或过程对于在该计算系统的寄存器和/或存储器内表示为物理(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、传输或显示设备内类似地表示为物理量的其他数据。
本发明的实施例可以包括用来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。
现将仅以示例方式并且参考以下附图对本发明的实施例进行描述，在附图中：
●图1是光学镜片的总体轮廓图，
●图2展示了在tabo惯例中的镜片的散光轴线γ；
●图3展示了在用于表征非球面的惯例中的柱镜轴线γax；
●图4示出了沿着任何轴线的局部球镜；
●图5和图6a分别为带有微标记的表面和为不带有微标记的表面示出了关于微标记定义的参考系；
●图6b和图6c概略地示出了眼睛和镜片的光学系统；
●图6d示出了自眼睛转动中心开始的光线追踪；
●图7是根据本发明的修改屈光功能的方法的不同步骤的流程图，
●图8是根据本发明的制造眼科镜片的方法的不同步骤的流程图，
●图9a和图9b是根据本发明的计算设备的示意图，
●图10至图36展示了实施根据本发明的方法的实例。
附图中的元件仅是为了简洁和清晰而展示的，并且不一定是按比例绘制的。例如，图中的一些元件的尺寸可以相对于其他尺寸被放大，以便帮助提高对本发明的实施例的理解。
在本发明的意义上，“表面设计”指定允许限定眼科镜片或光学镜片构件的面的表面的参数集合。例如，表面设计可以包括眼科镜片或光学镜片构件的面的表面的表面方程、位置和定向，如在参考系中限定的方程、位置和定向。
在本发明的上下文中，术语“光学镜片构件”可以指镜片毛坯、或半成品镜片。
在本发明的上下文中，术语“眼科镜片”可以指代未切割的镜片、半成品镜片、或适合于佩戴者的眼镜片。
如在图1中所表示的，眼科镜片1具有第一光学面f1和第二光学面f2。该第一光学面和该第二光学面通过外周边表面2连接。
在该第一与第二光学面之间，构成了通常是均匀的折射透明介质。镜片可以是成品眼镜镜片，其两个面f1和f2具有限定的形状。
该第一和第二面中的至少一个面包括相关光学区，该相关光学区至少包括：
-远视力控制点fv，
-近视力控制点nv，
-主线m，该主线从该相关光学区的一端开始在该相关光学区的对端结束并且穿过该远视力控制点和近视力控制点。
一种渐进式镜片包括至少一个但优选地两个非旋转对称的非球面表面，例如但不限于渐进表面、回归表面、复曲面或非复曲面表面。
如已知的是，非球面表面上的任一点处的最小曲率curvmin由以下公式来定义：
其中，rmax为局部最大曲率半径，用米来表示，并且curvmin用屈光度来表示。
类似地，非球面表面上的任一点处的最大曲率curvmax可以由以下公式来定义：
其中，rmin为局部最小曲率半径，用米来表示，并且curvmax用屈光度来表示。
可以注意到，当表面局部为球面时，局部最小曲率半径rmin和局部最大曲率半径rmax是相同的，并且相应地，最小和最大曲率curvmin和curvmax也是完全相同的。当表面是非球面时，局部最小曲率半径rmin和局部最大曲率半径rmax是不同的。
根据最小曲率curvmin和最大曲率curvmax的这些表达式，标记为sphmin和sphmax的最小球镜和最大球镜可以根据所考虑的表面类型来推断。
当所考虑的表面是物体侧表面(又称为前表面)时，这些表达式如下：
其中，n为镜片的成分材料的指数。
如果所考虑的表面是眼球侧表面(也称为后表面)时，这些表达式如下：
其中，n为镜片的成分材料的指数。
如熟知的，在非球面表面上的任一点处的平均球镜sphmean也可以通过下公式来定义：
因此，平均球镜的表示取决于所考虑的表面：
-如果该表面是物体侧表面，那么
-如果该表面是眼球侧表面，那么
-柱镜cyl也用公式cyl＝|sphmax-sphmin|来定义。
镜片的任何非球面的特性可以借助于局部平均球镜和柱镜来表示。
对于非球面表面而言，可以进一步定义局部柱镜轴线γax。图2展示了如在tabo惯例中定义的散光轴线γ，而图3展示了被定义成用于表征非球面表面的惯例中的柱镜轴线γax。
柱镜轴线γax为最大曲率curvmax的定向相对于参考轴线并且在所选择的旋转方向上的角度。在以上定义的惯例中，参考轴线是水平的(此参考轴线的角度为0°)并且该旋转方向在看向佩戴者时对于每一只眼而言是逆时针的(0°≤γax≤180°)。因此，+45°的柱镜轴线γax的轴线值表示一条倾斜定向的轴线，在看向佩戴者时，该轴线从位于右上方的象限延伸到位于左下方的象限。
此外，基于对局部柱镜轴线γax的值的了解，高斯公式能够表示沿着任何轴线θ的局部球镜sph，θ为图3中定义的参考系中的一个给定角度。图4中示出了轴线θ。
sph(θ)＝sphmaxcos2(θ-γax)+sphminsin2(θ-γax)
如所预期的，当使用高斯公式时，sph(γax)＝sphmax并且sph(γax+90°)＝sphmin。
高斯公式还可以用曲率的方式来表示，使得沿着每条轴线的曲率curv与水平轴线形成角度θ，如下：
curv(θ)＝curvmaxcos2(θ-γax)+curvminsin2(θ-γax)
因此，表面可以局部由一个三元组来定义，该三元组由最大球镜sphmax、最小球镜sphmin和柱镜轴线γax构成。可替代地，该三元组可以由平均球镜sphmean、柱镜cyl和柱镜轴线γax构成。
每当镜片特征在于参考其非球面表面之一时，如在图5和图6中所示，分别为带有微标记的表面和为不带有微标记的表面定义了关于微标记的参考。
渐进式镜片包括已经被协调标准iso8980-2作成强制性的微标记。还可以在镜片的表面上应用临时标记，从而指示镜片上的屈光度测量位置(有时被称为控制点)(如针对远视力fv和针对近视力nv)，例如棱镜参考点o以及装配十字fc，如在图1中示意性地表示的。应当理解，在此由术语远视力控制点和近视力控制点所指的可以是包括在镜片的第一表面上的由镜片制造商分别提供的fv和nv临时标记的正交投影中的点中的任何一个点。如果没有临时标记或者其已经被清除，技术人员始终可以通过使用安装图纸和永久性微标记在镜片上定位这种控制点。
这些微标记还使得可以定义该镜片的两个表面的坐标系。
图5展示了带有微标记的表面的坐标系。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。mg为这两个微标记定义的共线单一向量。参考系的向量z等于单一法线(z＝n)；参考系的向量y等于z与mg的向量乘积；参考系的向量x等于y与z的向量乘积。{x，y，z}由此形成一个直接标准正交三面形。该参考系的中心为该表面的中心x＝0mm，y＝0mm。x轴为水平轴线并且y轴为竖直轴线，如图3所示。
图6a展示了与带有微标记的表面相反的表面的坐标系。此第二表面的中心(x＝0，y＝0)为与连接该第一表面上的两个微标记的区段的中心相交的法线n与该第二表面相交所在的点。以与该第一表面的参考系相同的方式构建该第二表面的参考系，即，向量z等于该第二表面的单一法线；向量y等于z与mg的向量乘积；向量x等于y与z的向量乘积。至于第一表面，x轴为水平轴线并且y轴为垂直轴线，如图3所示。该表面的参考系的中心也为x＝0mm，y＝0mm。
类似地，在半成品镜片毛坯上，标准iso10322-2要求应用微标记。因此可以与如上所述的参考系一样良好地确定半成品镜片毛坯的非球面表面的中心。
此外，考虑到佩戴镜片的人的状况，渐进式多焦点镜片还可由光学特性限定。
图6b和图6c是眼睛和镜片的光学系统的图示，从而示出了在说明书中使用的定义。更精确地，图6b表示这种系统的透视图，展示了用于定义注视方向的参数α和β。图6c是平行于佩戴者头部的前后轴线的竖直平面图，并且在当参数β等于0时的情况下该竖直平面穿过眼睛转动中心。
将眼睛转动中心标记为q’。图6c上以点划线示出的轴线q’f’是穿过眼睛的转动中心并且在佩戴者前方延伸的水平轴线，即对应于主注视视角的轴线q’f’。此轴线在称为装配十字的一个点上切割镜片的非球面表面，该装配十字出现在镜片上以使眼镜师能够将镜片定位在镜架中。镜片的后表面与轴线q’f’的相交点是点o。如果o位于后表面上，它可以是装配十字。具有中心q’和半径q’的顶点球面，在水平轴线的一点上与镜片的后表面相切。作为示例，25.5mm的半径q’的值对应于一个常用值，并且在佩戴镜片时提供令人满意的结果。
给定注视方向—图6b中的实线所表示—对应于眼睛绕着q’转动的位置和顶点球镜的点j；角β是在轴线q’f’与直线q’j在包括轴线q’f’的水平平面上的投影之间形成的角；这个角出现在图7的示意图上。角α是在轴线q’j与直线q’j在包括轴线q’f’的水平平面上的投影之间形成的角；这个角出现在图6b和图6c的示意图上。一个给定的注视视野因此对应于顶点球镜的点j或者对应于一对(α，β)。如果下降注视角的值为正并且越大，则注视下降越大；并且如果该值为负并且越大，则注视上升越大。
在给定的注视方向上，在物体空间中位于给定物距处的点m的图像形成在对应于最小距离js和最大距离jt的两个点s与t之间，该最小距离和最大距离将是矢状局部焦距和切向局部焦距。在点f’处形成了无穷远处的物体空间中一点的图像。距离d对应于镜片的后正平面。
工作视景(ergorama)是使一个物点的通常距离关联于每一个注视方向的函数。典型地，在遵循主注视方向的远视觉中，物点处于无穷远处。在遵循基本上对应于在朝向鼻部侧的绝对值为约35°的角α和约5°的角β的注视方向的近视中，物距大约为30cm到50cm。为了了解关于工作视景的可能定义的更多细节，可以考虑美国专利us-a-6,318,859。该文献描述了工作视景、其定义及其建模方法。对于本发明的方法而言，点可以处于无穷远处或不处于无穷远处。工作视景可以是佩戴者的屈光不正的函数。
使用这些元素可以在每一个注视方向上定义佩戴者的光学屈光力和散光。针对注视方向(α，β)来考虑在物距处的物点m。在物体空间中在对应光线上针对点m将物体接近度proxo定义为顶点球面的点m与点j之间的距离mj的倒数：
proxo＝1/mj
这使得能够在针对顶点球面的所有点的一种薄镜片近似内计算物体接近度。对于真实镜片而言，物体接近度可以被视为物点与镜片的前表面之间的在对应光线上的距离的倒数。
对于同一注视方向(α，β)而言，具有给定物体接近度的点m的图像形成于分别对应于最小焦距和最大焦距(其将是矢状焦距和切向焦距)的两个点s与t之间。量proxi称为点m的图像接近度：
通过用一个薄镜片的情况类推，因此针对一个给定注视方向和一个给定物体接近度，即，针对物体空间在对应光线上的一点，可以将光学屈光力pui定义为图像接近度与物体接近度之和。
pui＝proxo+proxi
借助于相同的符号，针对每个注视方向和一个给定物体接近度，将散光ast定义为：
此定义对应于由镜片产生的一条光束的散光。可以注意到，该定义在主凝视方向上给出了散光的典型值。通常被称为轴线的散光角是角γ。角γ是在与眼睛关联的参考系{q’，xm，ym，zm}中测量的。它对应于借以形成图像s或t的角，该角取决于相对于平面{q’，zm，ym}中的方向zm所使用的惯例。
在佩戴条件中，镜片的光学屈光力和散光的可能定义因此可以如b.bourdoncle等人的论文中所阐释那样计算，该论文的题目为“通过渐进式眼科镜片的光线追踪(raytracingthroughprogressiveophthalmiclenses)”(1990年国际镜片设计会议，d.t.moore编，英国光电光学仪器学会会议记录)。
标准或一般的佩戴条件应当理解为镜片相对于标准佩戴者的眼睛的位置，尤其通过与主观看方向相交的装配十字(cm)、眼睛的转动中心与该眼科镜片的第一主表面之间的距离是25.5mm、全景角是8°并且包角是0°来定义。
该全视角是眼镜片的光轴与处于主位置的眼睛的视轴之间在竖直平面中的角，通常被视为是水平的。
该包角是眼科镜片的光轴与处于主位置的眼睛的视轴之间在水平平面中的角，通常被视为是水平的。
可以使用其他条件。可以从用于给定镜片的光线跟踪程序来计算佩戴条件。此外，可以计算光学焦度和散光，使得针对在这些佩戴条件中佩戴眼镜的一位佩戴者在参考点(即，远视中的控制点)处满足处方或者通过一个前聚焦计来测得处方。
图6d展现了一种配置的透视图，其中参数α和β非零。因此，可以通过示出固定参考系{x，y，z}和与眼睛关联的参考系{xm，ym，zm}来展示眼睛的转动的影响。参考系{x，y，z}的原点在点q’处。x轴是q’o轴，并且是从镜片朝向眼睛定向。y轴是竖直的并且向上定向。z轴使得参考系{x，y，z}是正交且直接的。参考系{xm，ym，zm}关联于眼睛，并且其中心是点q’。xm轴对应于注视方向jq’。因此，对于主注视方向而言，这两个参考系{x，y，z}和{xm，ym，zm}是相同的。已知的是，镜片的性质可以用若干不同的方式表示，并且值得注意的是，用表面和光学方式表示。因此，表面表征等效于光学表征。在毛坯的情况下，只可以使用表面表征。需理解，光学表征要求根据佩戴者的处方来对镜片进行机加工。相比之下，在眼科镜片的情况下，该表征可以是表面类型或光学类型，这两种表征能用两个不同视点描述同一物体。每当镜片的表征为光学类型时，它指代工作视景眼科镜片系统。为了简单，术语‘镜片’用于本说明书中，但是须被理解为‘工作视景眼镜片系统’。表面项的值可以相对于各点来表示。各点借助于上文关于图3、图5和图6a所定义的某一参考系中的横坐标或纵坐标来定位。
光学项中的值可针对注视方向来表示。注视方向通常是由它们的降低程度以及原点在眼睛转动中心的参考系中的方位角来给定。当镜片被安装在眼睛前方时，对于主注视方向而言，称为装配十字的点被置于眼睛的瞳孔前面或眼睛转动中心q’前面。该主注视方向对应于佩戴者正直视前方的情形。在所选择的参考系中，不论装配十字定位在镜片的哪个表面(后表面或前表面)，该装配十字因此对应于0°的降低角α和0°的方位角β。
以上参考图6b至图6d所作的描述是针对中央视觉给出的。在周边视觉中，由于凝视方向固定，因此瞳孔的中心取代眼睛的转动中心而被考虑并且周边光线方向取代凝视方向而被考虑。当考虑周边视觉时，角α和角β对应于光线方向，而非凝视方向。
在该描述的剩余部分，可以使用术语如《向上》、《底部》、《水平》、《垂直》、《以上》、《以下》、《前》、《后》，或其他指示相对位置的字。在镜片的佩戴条件下理解这些术语。
值得注意地，镜片的“上”部分对应于负降低角α<0°以及镜片的“下”部分对应于正降低角α>0°。类似地，镜片的或半成品镜片毛坯的表面的“上”部分对应于沿y轴的正值，并且优选地对应于沿y轴的大于该装配十字处的y值的值，并且镜片的或半成品镜片毛坯的表面的“下”部分对应于沿如以上关于图3、图6a和6b定义的参考系内的y轴的负值，并且优选地对应于沿y轴的小于该装配十字处的y值的值。
本发明涉及一种例如由计算机装置实施的、用于修改初始眼科镜片表面的初始屈光功能以便制造眼科镜片的方法。
如在图7上所展示的，该方法至少包括：
-初始表面提供步骤s1，
-修改表面选择步骤s2，
-定向步骤s3，以及
-组合步骤s4。
在初始表面提供步骤s1过程中，提供与第一坐标系相关联的初始表面sini。初始表面sini包括多个表面点p1，每个表面点p1具有平均球镜sph(p1)和柱镜cyl(p1)。
该初始表面sini具有初始屈光功能。
有待制造的眼科镜片可以是单光眼科镜片。当有待制造的眼科镜片是单光镜片时，第一坐标系的原点优选地位于镜片的光学中心上。
根据本发明的另外的实施例，有待制造的眼科镜片可以是多焦点眼科镜片或渐进式眼科镜片。当有待制造的眼科镜片是多焦点眼科镜片时，第一坐标系的原点优选地位于微型雕刻物的中间，如图5上所示。
在修改表面选择步骤s2过程中，选择n个非零修改表面smod1、…、smodn。这些修改表面smod1、…、smodn与第二坐标系相关联。
每个修改表面smodi包括多个表面点pi1、…pij、…、pimi，每个表面点pij具有平均球镜sph(pij)和柱镜cyl(pij)，n、i、j、mi是整数，其中n≥1，1≤i≤n，1≤j≤mi并且mi≥1。
针对这些修改表面smodi中的每一个表面，可以限定所谓的“归一化修改表面”snmodi。归一化修改表面snmodi对应于最佳复球面表面已经被减去的修改表面smodi。
在本发明的意义上，“最佳复球面表面”是在控制点处与修改表面最佳匹配的表面。该表面的控制点被定义为该表面的、与使用所述表面获得的眼科镜片的控制点相对应的点。
针对光学镜片，控制点一般是要保证佩戴者的眼科处方的点，在很多时候为远视力点或近视力点。
根据本发明的实施例，该归一化修改表面是被视为直径为60mm、以第一坐标系的原点为中心的圆盘来计算的，该第一坐标系与在初始表面提供步骤s1过程中提供的初始表面相关联。
针对每个归一化修改表面snmodi，可以定义归一化球镜值sph’smodi。归一化球镜值sph’smodi在snmodi的具有坐标(x，y)的点pij处被定义为：
sphnsmod,i(x,y)是该归一化修改表面snmodi上在snmodi的具有坐标(x，y)的点处的球镜，
max(sphnsmod,i)是该归一化修改表面snmodi上的最大球镜值，
min(sphnsmod,i)是该归一化修改表面snmodi上的最小球镜值。
根据本发明，在修改选择步骤过程中，针对所选择的修改表面smodi中的每一个表面，这些归一化修改表面snmodi的归一化球镜值sph’smodi的归一化球镜标准偏差小于或等于0.2、优选地小于或等于0.15。
有利的是，选择具有这些归一化修改表面snmodi的归一化球镜值sph’smodi的小于或等于0.2的归一化球镜标准偏差的修改表面确保了修改表面在组合时受到的影响局限于希望的额外功能并且不完全改变初始表面的屈光功能。
根据本发明的实施例，针对所选择的修改表面smodi中的每一个表面，归一化球镜值sph’i沿着归一化修改表面的中心线的标准偏差小于或等于0.3、优选地小于或等于0.2、例如小于或等于0.1。
有利的是，具有沿着中心线的小归一化球镜值sph’i允许修改表面影响均匀地围绕该中心线的初始设计。
根据有待制造的眼科镜片具有微雕刻物的本发明实施例，该中心线被定义为由这些微型雕刻物形成的线段的平分线，如图5所示。
根据有待制造的眼科镜片是单光眼科镜片并且不具有微型雕刻物的本发明实施例中，该中心线被定义为在该眼科镜片被佩戴者佩戴、被定位上主注视方向上时包含在竖直平面中的、并且穿过有待制造的眼科镜片的光学中心的直线。
根据本发明的实施例，针对所选择的修改表面smodi中的每一个表面，归一化修改表面snmodi的、具有小于0.2的归一化球镜值sph’i的区域例如小于例如直径为60mm的、以归一化修改表面snmodi的初始坐标系的原点为中心的圆盘的总表面积的25％、例如小于15％。
有利的是，使归一化修改表面snmodi的具有小于0.2的归一化球镜值sph’i的区域小将允许限制修改表面对初始设计的局部区域的影响。
针对每个归一化修改表面snmodi，可以定义归一化柱镜值cyl’smodi。归一化修改表面上在smodi的具有坐标(x，y，z)的点pij处的归一化柱镜值可以被定义为：
cylnsmod,i(x,y,z)是该归一化修改表面snmodi上在snmodi的具有坐标(x，y)的点处的柱镜，
max(cylnsmod,i)是该归一化修改表面snmodi上的最大球镜值，
min(cylnsmod,i)是该归一化修改表面snmodi上的最小球镜值。
根据本发明的实施例，针对所选择的修改表面smodi中的每一个表面，归一化修改表面snmodi上的归一化柱镜cyl’smodi的平均值小于或等于0.35、例如小于或等于0.3。
使归一化修改表面snmodi上的归一化柱镜cyl’smodi的平均值小于或等于0.35允许对修改表面具有局部影响。
根据本发明的实施例，针对所选择的修改表面smodi中的每一个表面，归一化修改表面snmodi的、具有大于0.6的归一化柱镜值cyl’smodi的区域小于归一化修改表面snmodi的总表面积的25％、例如小于15％。
有利的是，使归一化修改表面snmodi的、具有大于0.6的归一化柱镜值cyl’smodi的区域小、小于25％，将允许限制修改表面该初始设计的局部区域的影响。
在定向步骤s3过程中，确定该第一坐标系和该第二坐标系的相对位置和定向。这样的位置和定向可以例如通过将该第一和第二坐标系定位并且定向在第三共同的坐标系中来完成。
替代地，该位置和定向可以通过将该第一和第二坐标系中的一者定位并定向在另一者中来完成。例如，该第一坐标系被定位并定向在该第二坐标系中，或反之亦然。在组合步骤s4过程中，根据以下表达式：
有利的是，通过将初始表面与所选择的修改表面中的至少一个表面组合，初始表面的屈光功能通过向该至少一个选择修改表面添加屈光功能而被调整。
当通过使用第三共同的坐标系来完成定向步骤s3时，该组合可以是沿着所述第三坐标系的轴线进行添加。
当定向步骤s3没有使用第三共同的坐标系时，该组合可以通过主轴线并且第一坐标中的至少一个点与第二坐标系的点相对应来连接第一和第二坐标系，沿着该主轴线进行所述添加。
根据本发明的实施例，在该组合步骤(s4)过程中，进一步向该初始表面sini添加复球面表面(st)以获得该经功能化的眼科镜片表面。根据实施例，在下加光的意义上沿着垂直于初始表面的方向添加复球面表面。
本发明的方法可以进一步包括在组合步骤之前的加权系数确定步骤，在该加权系数确定步骤过程中，基于眼科镜片的佩戴者参数，例如基于佩戴者处方来确定加权系数αi的值是。
例如，可以考虑由佩戴者进行的眼睛和头的移动的相对幅度。在美国专利us8,142,017中披露了一种用于测量这种相对幅度的方法。
例如，如果佩戴者倾向于主要移动他的眼睛，则应用于修改表面(扩宽了近视力区和远视力区)的权重增大，而佩戴者倾向于主要移动他的头，则可以减小应用于修改表面的权重。
在确定加权系数αi时，可以进一步考虑佩戴者的活动。例如，向佩戴者提供活动清单。佩戴者在该活动清单中选择他在使用眼科镜片时最频繁进行的活动。
针对所列出的每项活动，可以影响近视力与远视力之间的预定加权系数。以下列出了活动和加权系数的实例：
-高尔夫：远视力系数：0.25；近视力系数：0；
-缝纫：远视力系数：0；近视力系数：0.33；
-驾驶：远视力系数：0.5；近视力系数：0；
-使用智能手机：远视力系数：0；近视力系数：0.25；
-看电视：远视力系数：0.25；近视力系数：0.12。
为了确定扩宽近视力区和远视力区的修改表面的加权系数，添加选择的活动的每个加权系数。
有利的是，使该加权系数与佩戴者适配允许调整在组合步骤s4过程中一个或多个修改表面与初始表面相组合的效果。例如，如果佩戴者将其大部分时间花费在室外活动上，则可以向扩宽了远视力区的修改表面应用高加权系数。如果佩戴者的下加光低，则可以对修改表面应用较低的加权系数以使得修改表面的影响与光学设计的光学焦度变化成比例。
根据本发明的实施例，其中，该眼科镜片包括远视力控制点(fv)和近视力控制点(nv)，
有利的是，使平均球镜和柱镜成sph(p3)<0.12并且cyl(p3)<0.12允许限制修改表面对初始表面、特别是对修改表面的处方的影响。
在本发明的意义上，附近被定义为包含在以控制点为中心、具有等于4mm的直径的圆内的多个点。
另外，根据实施例，对于表面sigma的位于近视力控制点(nvp)附近的任何表面点(p4)而言，平均球镜和柱镜使得sph(p3)<0.12并且cyl(p3)<0.12。
如图8上所展示的，本发明进一步涉及一种用于制造眼科镜片的方法，该方法至少包括：
-眼科镜片确定步骤sa，以及
-机加工步骤sb。
在该眼科镜片确定步骤sa过程中，确定该眼科镜片的表面并且确定该眼科镜片的相对位置。根据本发明方法修改这些眼科镜片表面中的至少一个表面的屈光功能。
在机加工步骤sb过程中，制造该眼科镜片。可以使用任何已知的制造技术来制造该眼科镜片。
本发明进一步涉及一种被适配成用于实施根据本发明的方法的眼科镜片计算设备。如图9上所展示的，计算设备10至少包括：
-订单请求接收装置12，
-初始表面确定装置14，
-修改表面提供装置16，以及
-计算装置18。
订单请求接收装置12被适配成用于接收眼科镜片订单请求，该订单请求至少包括佩戴者的眼科处方以及要给所述眼科镜片添加的至少一个额外功能。
可以在由以下各项组成的清单中选择该额外功能：
-扩宽光学设计，
-修改内凹，
-扩宽近视力区，
-柔化光学设计，
-修改(减小或增大)渐进长度，
-扩宽远视力区，
-将设计与眼镜架设计相适配，
-扩宽中间视力，以及
-减小柱镜的最大值。
初始表面确定装置14被适配成用于基于该订单请求来确定初始表面sini并且确定眼科镜片的相对位置。
修改表面提供装置16被适配成用于提供至少一个修改表面smodi以及至少一个非零加权系数αi，该至少一个非零加权系数与要给所述眼科镜片添加的该至少一个希望的额外功能相对应。
计算装置18被适配成用于将该初始表面sini和该至少一个修改表面smodi进行组合。
计算装置18还可以被适配成用于确定与该初始表面相关联的第一坐标系的、以及与该至少一个修改表面相关联的第二坐标系的相对位置和定向。
根据图9b上所展示的本发明实施例，计算设备10可以进一步包括通信装置19，该通信装置被适配成用于例如经由内联网或因特网与至少一个远程实体20通信以提供该修改表面smodi和/或对应的加权系数αi。
以下实例给出了修改表面的、以及修改表面的组合对初始表面的影响的实例。
实例1：偏侧
根据实例1的修改表面旨在扩宽眼科镜片一侧上的光学设计。典型地，扩宽了在阅读时使用最多的眼科镜片的那侧。针对惯用右手的佩戴者，这意味着扩宽了左眼科镜片的鼻侧上的光学设计。
发明人针对惯用右手的佩戴者开发了一种有待施加到左初始表面的修改表面。
图10a至图10c示出了这样的修改表面的表面特征。
图10a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图10b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴以mm为单位给出坐标。
图10c使用与图10b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图10d和图10e示出了与图10a至图10c上所展示的修改表面相对应的归一化修改表面snmod。
图10d和图10e都使用与图10b相同的轴线来分别示出了具有相等平均球镜的线和具有相等柱镜的线。
图11a至图11c示出了渐进式眼科镜片的初始表面中的表面特征，该渐进式眼科镜片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
图11a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图11b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。
图11c使用与图11b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图12a至图12c示出了通过将图10a至图10c上所示的修改表面与图11a至图11c上所示的初始表面相组合而获得的光学表面的表面特征。
图12a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图12b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。
这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图12c使用与图12b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
如在将初始表面的光学特与经修改的光学表面的光学特征进行比较时所观察到的，平均球镜和柱镜分布仅在近视力控制点的鼻侧上的区域中被扩宽、而在其他区域中不变。
因此，通过将图10a至图10c所示的修改表面与初始表面相组合，可以向初始表面的光学设计添加偏侧特征而无需进行新的光学优化。
实例2：内凹
根据实例2的修改表面旨在修改初始光学设计的内凹。发明人开发了以下修改表面，该修改表面有待施加到经优化的多焦点眼科镜片的后表面上以便使近视力(近视力内凹修改)区的设计移位而无需修改平均屈光力和散光分布。
图13a至图13c示出了被适配成用于将内凹从2.5mm修改为5mm的这样的修改表面的表面特征。
图13a示出了沿着子午线的屈光力。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以度数为单位给出了该高度。
图13b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有弯曲相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图13c使用与图13b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图13d和图13e示出了与图13a至图13c所展示的修改表面相对应的归一化修改表面snmod。图13d和图13e都使用与图13b相同的轴线来分别示出了具有相等平均球镜的线和具有相等柱镜的线。
图14a至图14c示出了初始渐进式镜片的光学特征，该初始渐进式镜片被配置成用于具有2屈光度的下加光和2.5mm(即5°)的内凹的普通处方的佩戴者。
图14a示出了沿着子午线的屈光力。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以度数为单位给出了该高度。
图14b示出了具有相等屈光力的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，屈光力具有完全相同的值。x轴和y轴分别给出角度[α]和[β]。
图14c使用相同的轴线示出了具有相等散光的线。
图15a至图15c示出了通过将图13a至图13c上所示的修改表面与图14a至图14c上所示的镜片的初始前表面相组合而获得的光学镜片的光学特征。
图15a示出了沿着子午线的屈光力。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以度数为单位给出了该高度。
图15b示出了具有相等屈光力的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，屈光力具有完全相同的值。该x轴和y轴分别给出角度[α]和[β]。
图15c使用相同的轴线示出了具有相等散光的线。
如图15a至图15c上所示，经修改的光学表面具有5mm的内凹并且屈光力和散光分布紧靠初始表面中的屈光力和散光分布。
实例3：扩宽近视力区
根据实例3的修改表面旨在扩宽初始多焦点眼科镜片设计的近视力区。
发明人开发了以下修改表面：该修改表面有待施加到经优化的多焦点眼科镜片(例如，前面表面)的这些表面之一以便扩宽近视力区域而不修改其余部分的平均球镜和柱镜分布。
图16a至图16c示出了这样的修改表面的表面特征。
图16a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。图16b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。
图16c使用与图16b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图16d和图16e示出了与图16a至图16c所展示的修改表面相对应的归一化修改表面snmod。图16d和图16e都使用与图16b相同的轴线来分别示出了具有相等平均球镜的线和具有相等柱镜的线。
图17a至图17c示出了渐进式眼科镜片的初始表面的表面特征，该渐进式眼科镜片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
图17a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图17b示出了具有相等平均球镜的线，即由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图17c使用与图17b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图18a至图18c示出了通过将图16a至图16c上所示的修改表面与图17a至图17c上所示的初始表面相组合而获得的光学表面的表面特征。
图18a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图18b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图18c使用与图18b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
如在将初始表面的光学特征与经修改的光学表面的光学特征进行比较时所观察到的，平均球镜和柱镜分布仅在近视觉力中被扩宽、而在其他区域中不变。
因此，通过将图16a至图16c所示的修改表面与初始表面相组合，可以向初始表面的光学设计添加偏侧特征而无需进行新的光学优化。
实例4：柔化
根据实例4的修改表面旨在柔化初始多焦点眼科镜片设计。
发明人开发了以下修改表面：该修改表面有待施加到经优化的多焦点眼科镜片的这些表面之一(例如，正面表面)以便柔化初始多焦点眼科镜片设计而不修改其余部分的平均球镜和柱镜分布。
图19a至图19c示出了这样的修改表面的表面特征。
图19a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图19b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图19c使用与图19b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图19d和图19e示出了与图19a至图19c所展示的修改表面相对应的归一化修改表面snmod。图19d和图19e都使用与图19b相同的轴线来分别示出了具有相等平均球镜的线和具有相等柱镜的线。
图20a至20c示出了渐进式眼科镜片的初始表面的表面特征，该渐进式眼科镜片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
图20a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。图20b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图20c使用与图20b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图21a至图21c示出了通过将图19a至图19c上所示的修改表面与图20a至图20c上所示的初始表面相组合而获得的光学表面的表面特征。
图21a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。图21b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图21c使用与图21b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
如在将经修改的光学表面的光学特征与初始表面的光学特征进行比较时所观察到的，平均球镜和柱镜分布仅在近视觉力中被扩宽、而在其他区域中不变。
因此，通过将图19a至图19c所示的修改表面与初始表面相组合，可以柔化初始表面的光学设计而无需进行新的光学优化。
实例5：减小渐进长度
根据实例5的修改表面旨在减小渐进式眼科镜片设计的渐进长度。技术人员可以将该实例适配成用于例如通过使用相同的修改表面乘以负的系数来增大渐进长度。
发明人开发了以下修改表面：该修改表面有待施加到经优化的多焦点眼科镜片(例如前面表面)的这些表面之一以便缩短初始多焦点眼科镜片设计而不严重干扰平均球镜和柱镜分布。
图22a至图22c示出了这样的修改表面的表面特征。
图22a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。图22b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。
图22c使用与图22b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图22d和图22e示出了与图22a至图22c上所示的修改表面相对应的归一化修改表面snmod，即，最佳复球面表面已经被减去的修改表面。图22d和图22e都使用与图22b相同的轴线来分别示出了具有相等平均球镜的线和具有相等柱镜的线。
图23a至图23c示出了渐进式眼科镜片的初始表面的表面特征，该渐进式眼科镜片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
图23a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。图23b示出了具有相等平均球镜的线，即，多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图23c使用与图23b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图24a至图24c示出了通过将图22a至图22c上所示的修改表面与图23a至图23c上所示的初始表面相组合而获得的光学表面的表面特征。
图24a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图24b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图24c使用与图24b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
如在将经修改的光学表面的光学特征与初始表面的光学特征进行比较时所观察到的，渐进长度已经从17mm减小为14mm、而在其他区域中不变。
因此，通过将图23a至图23c所示的修改表面与初始表面相组合，可以减小初始表面的光学设计的渐进长度而无需进行新的光学优化。
实例6：扩宽远视力区
根据实例6的修改表面旨在扩宽初始多焦点眼科镜片设计的远视力区。
发明人开发了以下修改表面：该修改表面有待施加到经优化的多焦点眼科镜片的这些表面之一(例如，正面表面)以便扩宽远视力区而不修改其余部分的平均屈光力和散光分布。
图25a至25c示出了这样的修改表面的表面特征。
图25a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。图25b示出了具有相等平均球镜的线，即由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。
图25c使用与图25b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图25d和图25e示出了与图25a至图25c所展示的修改表面相对应的归一化修改表面snmod。图25d和图13e都使用与图25b相同的轴线来分别示出了具有相等平均球镜的线和具有相等柱镜的线。
图26a至图26c示出了渐进式眼科镜片的初始表面的表面特征，该渐进式眼科镜片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
图26a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。图26b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图26c使用与图26b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图27a至图27c示出了通过将图25a至图25c上所示的修改表面与图26a至图26c上所示的初始表面相组合而获得的光学表面的表面特征。
图27a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图27b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图27c使用与图27b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
如在将经修改的光学表面的光学特征与初始表面的光学特征进行比较时所观察到的，平均球镜和柱镜分布仅在远视力区中被扩宽、而在其他区域中不变。
因此，通过将图25a至图25c所示的修改表面与初始表面相组合，可以扩宽初始表面的光学设计的远视力区而无需进行新的光学优化。
实例7：考虑安装参数
根据实例7的修改表面旨在将初始多焦点眼科镜片设计与眼科镜片在选择的眼镜架中的安装参数相适配。可以考虑的安装参数包括包角、全视角、以及眼睛到镜片的距离。
根据实例7的修改表面旨在考虑包角。发明人已经开发了以下修改表面：该修改表面有待施加到经优化的多焦点眼科镜片的后表面上，该眼科镜片旨在以15°的包角来安装以便获得与以0°的包角来安装该经优化的多焦点眼科镜片时相同的光学效果。
图28a至图28c示出了被适配成用于补偿15°包角的这样的修改表面的表面特征。
图28a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图28b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。
图28c使用与图28b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图28d和图28e示出了与图28a至图28c所展示的修改表面相对应的归一化修改表面snmod。图28d和图28e都使用与图28b相同的轴线来分别示出了具有相等平均球镜的线和具有相等柱镜的线。
图29a至图29c示出了渐进式眼科镜片的初始表面的表面特征，该渐进式眼科镜片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
图29a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。图29b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图29c使用与图29b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图29d至图29f示出了初始渐进式镜片的光学特征，该初始渐进式镜片被配置成用于具有2屈光度的下加光以及0°包角的普通处方的佩戴者。
图29d示出了沿着子午线的屈光力。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以度数为单位给出了该高度。
图29e示出了具有相等屈光力的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，屈光力具有完全相同的值。该x轴和y轴分别给出角度[α]和[β]。
图29f使用相同的轴线示出了具有相等散光的线。
图30a至图30c示出了通过将图28a至图28c上所示的修改表面与图29a至图29c上所示的镜片的初始前表面相组合而获得的光学镜片的光学特征。图30a至图30c上所示的光学特征是在包角为15°的情况下获得的。
图30a示出了沿着子午线的屈光力。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以度数为单位给出了该高度。
图30b示出了具有相等屈光力的线，即，由多个点形成的线，针对这些点,屈光力具有完全相同的值。该x轴和y轴分别给出角度[α]和[β]。
图30c使用相同的轴线示出了具有相等散光的线。
如在将图29d至图29f上所示的初始渐进式镜片的、与具有0°包角的初始表面相对应的光学特征与图30a至图30c上所示的初始渐进式镜片的、与具有15°包角的修改表面相对应的光学特征进行比较时所观察到的，尽管包角不同，但是这两者的光学特性非常相似。
因此，通过将图29a至图29c的初始表面与图28a至图28c的修改表面相组合，在以15°包角安装光学镜片时获得的光学特征可以类似于通过初始表面获得(没有与修改表面相组合)并且以0°包角安装的光学镜片获得的光学特征。
实例8：扩宽中间视力区
根据实例8的修改表面旨在扩宽初始多焦点眼科镜片设计的中间视力区。
发明人开发了以下修改表面：该修改表面有待施加到经优化的多焦点眼科镜片(例如前面表面)的这些表面之一以便扩宽中间视力区而不修改其余部分的平均屈光力和散光分布。
图31a至图31c示出了这样的修改表面的表面特征。
图31a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图31b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。
图31c使用与图31b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图31d和图31e示出了与图31a至图31c所展示的修改表面相对应的归一化修改表面snmod。图31d和图31e都使用与图31b相同的轴线来分别示出了具有相等平均球镜的线和具有相等柱镜的线。
图32a至图32c示出了渐进式眼科镜片的初始表面的表面特征，该渐进式眼科镜片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
图32a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。图32b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图32c使用与图32b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图33a至图33c示出了通过将图31a至图31c上所示的修改表面与图32a至图32c上所示的初始表面相组合而获得的光学表面的表面特征。
图33a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。图33b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图33c使用与图33b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
如在将经修改的光学表面的光学特征与初始表面的光学特征进行比较时所观察到的，平均球镜和柱镜分布仅在中间视力区中被扩宽、而在其他区域中不变。
因此，通过将图31a至图31c所示的修改表面与初始表面相组合，可以扩宽初始表面的光学设计的中间视力区而无需进行新的光学优化。
实例9：减小最大柱镜值
根据实例9的修改表面旨在减小初始多焦点眼科镜片设计的最大柱镜值。
发明人开发了以下修改表面：该修改表面有待施加到经优化的多焦点眼科镜片的这些表面之一(例如，正面表面)以便减小最大柱镜值而不修改其余部分的平均屈光力和散光分布。
图34a和图34c示出了这样的修改表面的表面特征。
图34a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。
图34b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有完全相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。
图34c使用与图34b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图34d和图34e示出了与图34a至图图34c所展示的修改表面相对应的归一化修改表面snmod。图34d和图34e都使用与图34b相同的轴线来分别示出了具有相等平均球镜的线和具有相等柱镜的线。
图35a至图35c示出了渐进式眼科镜片的初始表面的表面特征，该渐进式眼科镜片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
图35a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。图35b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图35c使用与图35b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
图36a至36c示出了通过将图34a至图34c上所示的修改表面与图35a至图35c上所示的初始表面相组合而获得的光学表面的表面特征。
图36a示出了沿着子午线由最小和最大球镜曲线围绕的平均球镜曲线。这些x轴的刻度为屈光度，并且y轴以mm为单位给出了镜片上的高度。图36b示出了具有相等平均球镜的线，即，由多个点形成的线，针对这些点，该平均球镜具有相同的值。x轴和y轴分别沿着水平方向和竖直方向以mm为单位给出该高度。图36c使用与图36b相同的轴线示出了具有相等柱镜的线。
如在将经修改的光学表面的光学特征与初始表面的光学特征进行比较时所观察到的，最大柱镜值已经减小、而基本上没有改变柱镜和平均球镜分布。
因此，通过将图33a至图33c所示的修改表面与初始表面相组合，可以减小最大柱镜值而无需进行新的光学优化。
表1报告了归一化表面上的平均柱镜、归一化修改表面的归一化球镜标准偏差、归一化修改表面snmodi上具有大于0.6的归一化柱镜值cyl’smodi的区域、以及归一化修改表面snmodi的、具有小于0.2的归一化球镜值sph’i的区域。
表1
如表1所指示的，在根据本发明的方法的修改表面选择步骤s2过程中可以选择实例1至9的所有修改表面。
对于参考了以上说明的实施例的本领域技术人员来说，还可以提出很多另外的修改和变化，这些实施例仅以实例方式给出，无意限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求书予以限定。
在权利要求书中，词“包括”并不排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一个/一种(a/an)”并不排除复数。不同的特征在相互不同的从属权利要求中被叙述这个单纯的事实并不表示不能有利地使用这些特征的组合。权利要求书中的任何参考符号都不应当被解释为限制权利要求集中所限定的本发明的范围。
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