用于生产定制渐进式眼科镜片的方法与流程

本发明涉及一种用于生产定制渐进式眼科镜片的方法，并且涉及一种使用这样一种方法直接获得的定制渐进式眼科镜片。

背景技术：

眼科镜片并且具体为渐进式镜片的当前设计没有考虑针对每一个体的自然会聚能力。实际上假设物体调节平面完全对应于会聚平面。

然而，由于例如会聚延迟，观察到这两个平面之间的移位并非是罕见的。这种移位会导致视觉疲劳和不适症状，诸如例如模糊视觉和头痛。

会聚幅度的动态测量使得能够对个体的自然能力进行量化并且对这种移位进行表征。此外，其还可突出动眼协同失调，一只眼快于另一只眼。

从这种情况出发，本发明的目的在于当设计渐进式表面时有效地考虑会聚平面与物体调节平面之间差异的存在，诸如会聚延迟。

技术实现要素：

为满足此目的或其他目的，本发明提出了一种用于生产定制渐进式眼科镜片的方法，该定制渐进式眼科镜片旨在用于具有与所述镜片相对应的佩戴者眼睛处方的佩戴者，该方法包括以下步骤：

a)提供具有子午线的初始渐进式眼科镜片设计；

b)提供该佩戴者的双眼会聚数据；以及

c)针对所述处方修改该初始设计，从而使得该子午线相对于所述初始设计在位置上发生横向移位以便与在步骤b)提供的该会聚数据相匹配，

并且由步骤c)所产生的该经修改的设计用于该定制镜片，

其中，步骤b)包括以下子步骤：

b1)在该佩戴者的矢状平面内提供视觉刺激物；并且

b2)在该矢状平面内在预定最大距离与预定最小距离之间移动该视觉刺激物。

因此，本发明在于根据佩戴者的实际会聚能力适配渐进式眼科镜片的子午线的空间轮廓，从而提高视野的会聚并且因此增加佩戴者的视觉舒适度。

根据本发明的另外一个特征，步骤b)还包括以下子步骤：

b3)针对该视觉刺激物在该预定最大距离与该预定最小距离之间的至少一个距离确定当该佩戴者正在观看位于所述视觉刺激物距离处的该视觉刺激物时针对该佩戴者眼睛的眼轴存在的方位角；以及

b4)针对在步骤b3)确定的每个方位角计算会聚距离。

然后，每个会聚距离至该相应的视觉刺激物距离的分配形成在步骤c)中所使用的该会聚数据。

根据本发明的该方法可能进一步包括以下特征中的一项或多项：

-在步骤c)中对该子午线进行移位以便当该佩戴者正在观看位于所述视觉刺激物距离处的该视觉刺激物时与该佩戴者的眼睛的眼轴相交，并且在步骤c)的修改后的该初始设计针对所述视觉刺激物距离产生平均屈光力，该平均屈光力最初由在步骤c)的修改前的该初始设计且针对所述视觉刺激物距离在与该子午线相交的注视方向上产生；

-针对该预定最大距离与该预定最小距离之间的多个视觉刺激物距离执行子步骤b3)；

-在该佩戴者没有眼科镜片的情况下执行子步骤b3)，并且步骤c)包括将当与该处方相匹配时由该渐进式眼科镜片产生的注视方向偏差考虑在内；

-在该矢状平面内的该视觉刺激物的高度至少根据所述视觉刺激物距离发生变化；

-该预定最大距离基本上等于2m，并且该预定最小距离基本上等于20cm；

-在子步骤b2)的过程中以恒定速度移动该视觉刺激物；该视觉刺激物的恒定速度允许提高测量重复性。

-以包括在0.05m/s与0.3m/s之间的速度移动该视觉刺激物；这个速度范围使得能够在自然条件下使用会聚。

-步骤c)包括实现优化过程以便从该初始设计横向地移位该子午线；

-步骤c)包括以下子步骤：

c1)针对该初始设计，获得平均屈光力PPO(α，β)和所产生的散光模数ASR(α，β)的对应分布；

c2)从所述分布并且针对与在步骤c)之前存在的该子午线相交的多个注视方向，在降低角α下，获得方位角β子午线(α)；

c3)分别针对所述注视方向基于在步骤b)所提供的该会聚数据确定多个目标方位角值；

c4)基于该初始设计，形成目标设计，该目标设计针对多个注视方向包括以下值中的至少一个值：

-平均屈光力PPO目标(α，β)，从而使得

PPO目标(α，β)＝PPO(α，β-β子午线_目标(α)+β子午线(α))；

以及

-所产生的散光模数ASR目标(α，β)，从而使得

ASR目标(α，β)＝ASR(α，β-β子午线_目标(α)+β子午线(α))；

以及

c5)相对于该目标设计优化测试镜片设计，并且优化所产生的该测试镜片设计形成经修改的设计；

-根据一组穿过配备有所述初始设计的渐进式眼科镜片的注视方向确定该初始设计的该子午线，其中，所产生的散光模数当在恒定降低角α下改变方位角β时是最小的；

-该方法进一步包括步骤d)：基于该定制镜片设计制造该定制渐进式眼科镜片；并且

-该佩戴者具有小于或等于预定阈值的断点值。

本发明还提出了一种用于生产旨在用于具有针对每只眼睛的处方的佩戴者的一副定制渐进式眼科镜片的方法，其中，针对该副镜片的每个镜片单独执行如上所述的方法。

便利地，可以使用计算机装置来实现本发明的方法。

本发明进一步提出了一种使用如上提及的方法直接获得的定制渐进式眼科镜片。

附图说明

本发明的这些和其他特征以及优点将从下面的详细说明书中变得明显，提供详细说明仅用于说明目的而非引起任何限制，并基于现在所列出的附图：

-图1和图2概略地示出了眼睛和镜片的光学系统；

-图3示出了来自眼睛转动中心的光线追踪；

-图4是展示根据本发明的方法的不同步骤的图示；

-图5是示出具有会聚延迟的佩戴者的真实会聚的示意图；

-图6是表示针对具有会聚延迟的佩戴者和针对不具有会聚延迟的佩戴者的根据视觉刺激物所处的距离的方位角演变的图示；

-图7是示出视觉刺激物在佩戴者的矢状平面内的移动的示意图；

-图8a和图8b是分别针对具有根据本发明的初始设计和经修改的设计的右镜片的平均屈光力和所产生的散光的图；

-图9是示出如何针对具有会聚延迟的佩戴者确定目标方位角的示意图；

-图10a和图10b是针对图8a和图8b的初始设计和经修改的设计分别根据方位角并以等于0°的降低角展示平均屈光力和所产生的散光的图示；并且

-图11a至图13b是分别以等于10°、20°和30°的降低角与图10a和图10b的图示完全相同的图示。

在这些附图的不同附图中所使用的相同符号具有相同含义。

具体实施方式

提供了以下定义来对本发明进行描述。

“处方数据”在本领域中是已知的。处方数据指的是针对佩戴者所获得并且为每只眼睛指示以下内容的一项或多项数据：处方远视觉平均屈光力PFV、和/或处方散光值CYLFV和/或适合于矫正每只眼睛的屈光不正和/或远视眼的处方下加光A。平均屈光力PFV是通过将处方散光值CYLFV的半值加到处方球面值SPHFV上获得的：PFV＝SPHFV+CYLFV/2。然后，通过将处方下加光A加到针对同一只眼睛处方的远视觉平均屈光力PFV上针对近距离(近)视觉获得每只眼睛的平均屈光力：PNV＝PFV+A。在渐进式镜片的处方的情况下，处方数据包括为每只眼睛指示SPHFV、CYLFV及A的值的佩戴者数据。

“注视方向”可由一对角度值(α,β)标识，其中所述角度值是关于中心在眼睛转动中心(CRE)上的参考轴线测量的。更准确地，图1表示这种系统的透视图，展示了用来定义注视方向的参数α和β。图2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2上以一条点划线示出的轴线Q’F’是穿过眼睛转动中心并且在佩戴者前方延伸的水平轴线，即对应于主注视方向的轴线Q’F’。此轴线在称为拟合相交点的一个点上切割镜片的前表面，该点存在于镜片上从而使得眼科医生能够将镜片定位在一个眼镜架中。拟合相交点对应于0°的降低角α和0°的方位角β。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，它可以是拟合相交点。中心Q’的及半径q’的顶点球面在水平轴线的一个点拦截了镜片的后表面。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。

给定的注视方向——在图1上由实线所表示——对应于眼睛绕着Q’转动的位置和顶点球面的点J(参见图2)；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1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1和图2的示意图上。给定的注视视野因此对应于顶点球面的点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对应于镜片的后焦距。

在镜片上，针对每个注视方向(α，β)，定义了屈光力PPOα,β、散光模数Astα,β及此散光的轴线Axeα,β、以及所产生的(也被称为剩余的或不想要的)散光模数Asrα,β。

“工作视景(Ergorama)”是将物点的通常距离与每个注视方向相关联的函数。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的注视方向的近视觉中，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。针对一个注视方向(α，β)来考虑在由工作视景给定的一个物距处的物点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薄镜片近似法内计算物体接近度，该薄镜片近似法用于确定工作视景。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Prox I称为点M的图像接近度：

光学屈光力还被称为屈光力。

通过用一个薄镜片的情况进行类推，因此针对给定注视方向并针对给定物体接近度，即，针对物体空间在对应光线上的一点，可以将光学屈光力PPO定义为图像接近度与物体接近度之和。

PPO＝ProxO+ProxI

借助于相同的符号，针对每个注视方向并针对给定物体接近度，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。

图3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。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’。

光学项中的值可针对注视方向来表达。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一个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，称为拟合相交点的一个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，不论该拟合相交点定位在镜片的什么表面(后表面或前表面)，该拟合相交点因此对应于一个0°的降低角α和一个0°的方位角β。

图4展示了根据本发明的用于生产定制渐进式眼科镜片方法的不同步骤，该定制眼科镜片旨在用于具有针对与所述镜片对应的佩戴者眼睛的处方的佩戴者。

如以上所提及的，本发明旨在根据佩戴者的真实会聚能力调整镜片的子午线的空间轮廓以便帮助聚散运动并提高双眼性能。

因此，该方法包括步骤b)：通过测量佩戴者的会聚路径提供佩戴者的双眼会聚数据。

为此，步骤b)包括子步骤b1)：在佩戴者的矢状平面内提供视觉刺激物。

有利地，视觉刺激物是点刺激。视觉刺激物可以是实际物体或光源、或者由合适的光学器件产生的虚拟物体。

如图5上所示，遭受会聚延迟的佩戴者在与矢状平面垂直且视觉刺激物所在的调节平面内并不会聚，而是稍微在此调节平面后面，在同样与矢状平面垂直的所谓会聚平面内会聚。

在此图上，佩戴者的双眼被展示为以相似方式会聚，即具有相同的会聚角β会聚。然而，情况并不总是这种，并且双眼可以以彼此不同的方式(以可以不同的对应会聚角)会聚。这就是为什么当生产旨在用于具有针对每只眼睛的处方的佩戴者的一副定制渐进式眼科镜片时针对该副镜片的每个镜片单独执行本发明的方法的原因。然而，应当理解的是，可同时(意味着以单操作方式)针对双眼执行步骤b)：通过测量佩戴者的会聚路径提供佩戴者的双眼会聚数据。

步骤b)进一步包括子步骤b2)：在矢状平面内在预定最大距离d最大与预定最小距离d最小之间移动视觉刺激物。

例如，d最大基本上等于2m且d最小基本上等于20cm。坐标轴的原点位于将两个眼睛转动中心连接的线与矢状平面的相交点处。

在本发明的实施例中，可在子步骤b2)的过程中以恒定速度v刺激物移动视觉刺激物。

有利地，v刺激物被包括在0.05m/s与0.3m/s之间。

然后，步骤b)包括子步骤b3)：针对视觉刺激物在d最大与d最小之间的至少一个距离d刺激物确定当佩戴者正在观看位于d刺激物处的视觉刺激物时针对佩戴者眼睛的眼轴存在的方位角β会聚。眼轴源自眼睛转动中心。

子步骤b3)例如是用眼睛跟踪器设备来执行的。

优选地，针对在d最大与d最小之间的多个视觉刺激物距离d刺激物来执行子步骤b3)。

在本发明的实施例中，在佩戴者没有眼科镜片的情况下执行子步骤b3)以便应用佩戴者的自然会聚。

在一种变体中，可以在佩戴者配备有与处方相匹配的渐进式眼科镜片的情况下执行子步骤b3)。

图6是展示β会聚根据d刺激物演变的图示。还展示了β刺激的演变，该β刺激是在佩戴者不具有会聚延迟的情况下所经历的方位角，意味着佩戴者实际上会聚在调节平面内。

应当注意，矢状平面内的视觉刺激物的高度还根据视觉刺激物距离d刺激物发生变化。如图7上所示，注视方向从远视觉降低到近视觉。例如，高度y可针对d刺激＝d最大等于0mm并且针对d刺激物＝d最小等于-15mm。

步骤b)进一步包括子步骤b4)：针对在子步骤b3)所确定的每个方位角β会聚计算会聚距离d会聚。

d会聚由以下公式给出：

d会聚＝MPD/tan(β会聚)

其中，MPD是所考虑的眼睛的佩戴者单眼瞳孔距离。

结果，通过将每个会聚距离d会聚分配至相应的视觉刺激物距离d刺激物形成会聚数据d会聚(d刺激物)。

返回参照图4，该方法包括提供具有子午线ML的初始渐进式眼科镜片设计的步骤a)。

初始设计的子午线ML是所产生的散光在初始设计的水平截面内是最小的(即当以恒定降低角α改变方位角值β时)的位置。

可替代地，在所产生的散光等于0.5D的情况下可以通过取两个β值的中间值定义针对每个降低角α的子午线ML位置。换言之，针对给定的α值，子午线处于所产生的散光0.5D等值曲线的中间。

该方法进一步包括步骤c)：针对所述处方修改初始设计从而使得子午线ML相对于所述初始设计在位置上横向地移位以便与在步骤b)所提供的会聚数据d会聚(d刺激物)相匹配，并且由步骤c)所产生的该经修改的设计用于该定制镜片。

步骤c)包括子步骤c1)：针对该初始设计，用工作视景且在标准的或定制穿戴条件下获得针对平均屈光力PPO(α，β)和所产生的散光模数ASR(α，β)的对应分布。

该标准的穿戴条件可以是在本领域是已知的通常条件。具体地，镜片被安装在眼镜架(未示出)内，从而使得镜片的背表面可以位于距眼睛转动中心约25.5mm的距离处。全视角可以是8°，其中，镜片上边缘相对于佩戴者的面部向前倾斜。包角可以具有约5°的平均值，此角度对应于镜片绕竖直轴线的倾斜度，从而使得镜片的颞边缘相对于其鼻边缘向后移位。还可使用定制配戴条件。

图8a和图8b分别是具有0屈光度的处方远视觉平均屈光力和2.00度的处方下加光ADD的右镜片的平均屈光力和所产生的散光的地图，初始设计由实线来表示。

步骤c)进一步包括子步骤c2)：根据所述分布并且针对与在步骤c)之前存在的该子午线ML相交的多个注视方向以降低角α获得方位角β子午线(α)。

仅通过阅读这些图来获得对应于子午线ML的方位角β子午线(α)。

步骤c)进一步包括子步骤c3)：分别针对如在步骤c)之前存在的所述注视方向(也就是说针对与该子午线ML相交的注视方向)基于在步骤b)所提供的该会聚数据d会聚(d刺激物)确定目标方位角值β子午线_目标(α)。

更准确地，根据对应于子午线ML的方位角β子午线(α)并且根据平均屈光力的图以降低角α获得在子午线ML上的平均屈光力，该平均屈光力然后根据以下公式直接给出被清晰地观看的物点的相应距离：

d刺激物(α)＝1/(PPO(α，β子午线(α))-PPO(远视觉点))+d眼睛转动中心-镜片

其中，PPO(α，β)是针对方向(α，β)的镜片的平均屈光力，并且d眼睛转动中心-镜片是从眼睛转动中心到镜片背表面的距离。

将用视觉刺激物对此物点进行标识，从而使得视觉刺激物距离d刺激是通过初始设计的清晰视觉距离。

在一种变体中，根据工作视景并且根据对应于子午线ML上的方位角β子午线(α)的降低角α获得物点的距离并因而获得d刺激物。如上所解释的，工作视景是将物点的通常距离与每个注视方向相关联的函数，并且注视方向可由一对角度值(α,β)来标识。

接下来，根据视觉刺激物距离d刺激物并且根据在步骤b)所提供的会聚数据d会聚(d刺激物)获得会聚距离d会聚。

然后，将标准的或定制穿戴条件考虑在内，通过如图9上所展示的光线追踪确定目标方位角值β子午线_目标(α)。光线源自具有降低角α的眼睛转动中心、穿过镜片并在距离d会聚处与矢状平面相交。这条光线的方位角是β子午线_目标。

定制穿戴条件包括镜片的背表面与眼睛转动中心、全视角与包角之间的距离。

如所示的，光线追踪将当与处方相匹配时由渐进式眼科镜片产生的注视方向偏差考虑在内。

在佩戴者的真实会聚能力在步骤b)中被测量的情况下(其中佩戴者配备有与处方相匹配的渐进式眼科镜片)，则β子午线_目标(α)等于β会聚。

步骤c)进一步包括步骤c4)，基于该初始设计针对多个注视方向(α，β)形成包括以下值中的至少一个值的目标设计：

-平均屈光力PPO目标(α，β)，从而使得

PPO目标(α，β)＝PPO(α，β-β子午线_目标(α)+β子午线(α))；

以及

-所产生的散光模数ASR目标(α，β)，从而使得

ASR目标(α，β)＝ASR(α，β-β子午线_目标(α)+β子午线(α))。

这种设计转变针对每个注视方向执行横向移位(该横向移位依赖于降低角值)，从而使得将子午线从其在初始设计中的位置移动至对应于为佩戴者收集的会聚数据的新位置。

然后，步骤c)包括实现优化过程以便对应于以上目标设计确定测试镜片。

具体地，步骤c)包括相对于该目标设计优化测试镜片设计的子步骤c5)，并且由优化所产生的该测试镜片设计形成经修改的设计。换言之，优化在于提供可能但并不一定等于初始镜片的测试镜片，并且然后修改测试镜片以便使测试镜片的设计与目标设计之间的差异最小化。由此优化产生的测试镜片形成定制镜片。

分别在图10a和图10b上以虚线展示针对经修改的设计的平均屈光力和所产生的散光的分布，对应于同样展示在相同图上的初始设计。针对正降低角值，可观察到由本发明产生的等曲线的横向移位。

图10a和图10b是针对初始的(实线)和经修改的(虚线)设计的分别根据方位角β并以等于0°的降低角α展示平均屈光力和所产生的散光的图示。

图11a至图13b是分别以等于10°、20°和30°的降低角α与图10a和图10b的图示完全相同的图示。

该方法可以最终包括步骤d)：基于该定制镜片设计制造该定制渐进式眼科镜片。

本发明对具有足够会聚能力的佩戴者、特别是对具有被视为正常的会聚能力的佩戴者具有特殊的意义。

可通过会聚近点(PPC)测量来评估会聚能力。断点值是在佩戴者的矢状平面内的可用双眼看到的鼻根与最近点之间的距离，并且恢复值是眼睛可恢复双眼注视的距离。

所以，针对佩戴者实现本发明可能受到其该佩戴者的小于预定阈值的断点值的影响。因而，测量佩戴者的断点值可以形成本发明方法的初始步骤。

通常，当断点值小于或等于20cm(从临床观点来看)或低于个人阅读距离时，会聚能力被视为正常。

因而，本发明提出了一种用于生产旨在用于佩戴者的定制渐进式眼科镜片的方法，从而确保子午线的空间轮廓与佩戴者的实际会聚能力相匹配，以便提高视野的会聚并增加视觉舒适度。