用于確定包括至少一個光學鏡片和一個眼鏡架的光學設備的方法
【專利摘要】由計算機裝置實現的用于確定包括至少一個光學鏡片和一個眼鏡架的光學設備的方法，該光學鏡片被適配成安裝在佩戴者眼睛前方的該眼鏡架中，該方法包括：?佩戴者數據提供步驟，在該步驟過程中，提供至少與該佩戴者的光學要求、與佩戴者的臉形以及與當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時該光學設備相對于該佩戴者臉部的位置相關的佩戴者數據；?光學成本函數提供步驟，在該步驟過程中，提供光學成本函數，該光學成本函數與當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時該至少一個光學鏡片的光學功能相關；?光防護成本函數提供步驟，在該步驟過程中，提供光防護成本函數，該光防護成本函數至少與當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時至少在給定的條件下在該佩戴者眼睛和/或在該佩戴者眼睛的眶周區(qū)中的佩戴者皮膚之上的光譜輻照度估計相關；?光學設備確定步驟，在該步驟過程中，確定使總成本函數與該總成本函數的目標值之間的差最小化的光學設備，該總成本函數是該光學成本函數與該光防護成本函數的函數。
【專利說明】
用于確定包括至少一個光學鏡片和一個眼鏡架的光學設備的 方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于確定包括至少一個光學鏡片和一個眼鏡架的光學設備的方 法，該光學鏡片被適配成安裝在佩戴者眼睛前方的眼鏡架中。本發(fā)明進一步涉及一種計算 機程序產品，該計算機程序產品包括一個或多個存儲的指令序列，這些指令序列是處理器 可訪問的、并且在被該處理器執(zhí)行時致使該處理器實施根據本發(fā)明的方法的步驟。
【背景技術】
[0002] 對本發(fā)明的背景的討論包括于此以解釋本發(fā)明的上下文。這將不被認為是承認所 引用的任何材料被公開、已知或者是權利要求書中的任一項權利要求的優(yōu)先權日下的公共 常識的一部分。
[0003] 根據其光譜范圍（紫外線、可見光、IR)光輻射對于包括安裝在眼鏡架中的光學鏡 片的光學設備的佩戴者而言可能是有害的和/或不舒適的。
[0004] 在可以到達佩戴者的眼睛或到達佩戴者的眶周區(qū)中的皮膚的輻射之中，可以考慮 以下類型的輻射。
[0005] 首先，進入穿過光學鏡片的正面并且向上透射到眼睛的透射輻射。這種輻射直接 通過兩次折射或者通過在由光學鏡片的背面最終折射并到達佩戴者的眼睛之前在光學鏡 片的背面上并且然后在光學鏡片的正面上多次內反射的更復雜路徑到達眼睛。
[0006] 其次，在已經由光學鏡片的背面反射之后到達眼睛的反射輻射。通常，來自佩戴者 后方的輻射如果其不經受佩戴者頭部的或眼鏡架的遮蔽效應則可以由光學鏡片的背面朝 佩戴者的眼睛反射。
[0007] 第三，在沒有被光學鏡片反射或透射的情況下直接到達佩戴者的眼睛的直接輻 射。
[0008] 通常，光學鏡片有效地吸收可以直接透射過鏡片的有害紫外線輻射而透射有用的 可見光輻射。但是從佩戴者后方而來的輻射可以通過施加于鏡片背面的多層涂層被反射并 因此到達佩戴者的眼睛。標準多層涂層被設計以便減少被反射的不舒適可見光輻射的量。
[0009] 減少紫外線輻射的反射的特定涂層可以被涂覆在光學鏡片的后表面上以便在已 經在光學鏡片的后表面上被反射之后限制到達佩戴者眼睛的危險輻射。
[0010] 然而，除了光學鏡片的后表面的涂層外，許多其他參數可以影響到達佩戴者眼睛 的間接輻射的量。例如，眼鏡架的形狀和/或佩戴者的臉形和/或光學鏡片的幾何結構可以 影響到達佩戴者眼睛的間接輻射的量。光學鏡片的幾何結構還可以影響在已經穿過光學鏡 片之后到達佩戴者眼睛的間接輻射的量。
[0011] 因此，看起來需要提供改進的光學設備，該改進的光學設備被安排成通過在光學 鏡片的后表面上的反射或者通過光學鏡片減少到達佩戴者眼睛的不期望的輻射的量。

【發(fā)明內容】

[0012] 為此，本發(fā)明提出一種例如由計算機裝置實現的用于確定包括至少一個光學鏡片 和眼鏡架的光學設備的方法，該光學鏡片被適配成安裝在佩戴者眼睛前方的眼鏡架中，該 方法包括：
[0013] -佩戴者數據提供步驟，在該步驟過程中，提供至少與該佩戴者的光學要求、與佩 戴者的臉形以及與當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時該光學設備相對于該佩戴者臉部 的位置相關的佩戴者數據，
[0014] -光學成本函數提供步驟，在該步驟過程中，提供光學成本函數，該光學成本函數 與當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時該至少一個光學鏡片的光學功能相關，
[0015] -光防護成本函數提供步驟，在該步驟過程中，提供光防護成本函數，該光防護成 本函數至少與當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時至少在給定的條件下在該佩戴者眼睛 和/或在該佩戴者眼睛的眶周區(qū)中的佩戴者皮膚之上的光譜輻照度估計相關，
[0016] -光學設備確定步驟，在該步驟過程中，通過修改該光學設備的至少一個參數確定 使總成本函數與該總成本函數的目標值之間的差最小化的光學設備，該總成本函數是該光 學成本函數與該光防護成本函數的函數。
[0017] 有利地，在光學設備確定步驟過程中考慮作為光防護成本函數的函數的總成本函 數允許提供根據佩戴者眼睛和/或在眶周區(qū)中的佩戴者皮膚的光譜輻照度優(yōu)化的光學設 備。
[0018] 換言之，不像到目前為止已經完成的，根據本發(fā)明確定的光學設備不僅是根據光 學功能而且還是根據由所述光學設備提供的光防護確定的。
[0019] 此外，根據本發(fā)明的方法允許確定適合于佩戴者的臉形的光學設備和/或該光學 設備有待在其中使用的大氣條件和/或所述光學設備的特定佩戴條件。
[0020] 換言之，根據本發(fā)明的方法是允許通過將個性化使用環(huán)境的特殊性考慮在內確定 定制化設備的工具。這相比于針對眼科鏡片和眼鏡光學設備建立的設計技術是技術突破。
[0021] 根據可以單獨或組合地進行考慮的進一步的實施例：
[0022] -該給定的條件包括關于所述佩戴者站立于其中的至少一個場景的位置的信息， 所述至少一個場景包括光譜反照率的空間重分和至少一個輻射源，所述至少一個輻射源具 有確定的發(fā)射光譜以及當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時相對于該佩戴者臉部的位置， 其中，所述光防護成本函數提供步驟涉及對來自被所述至少一個輻射源照亮的所述至少一 個場景的輻照度進行建模的步驟;和/或
[0023] -所述確定的發(fā)射光譜被至少限制于光譜窗，如紫外線A窗、紫外線B窗、可見光窗、 近紅外窗、中紅外窗、遠紅外窗;和/或
[0024] -所述光學成本函數是通過考慮第一光譜窗確定的，所述光防護成本函數是通過 考慮第二光譜窗確定的，其中，所述第一光譜窗和所述第二光譜窗是不同的;和/或
[0025] -所述輻射源是太陽或人造輻射源;和/或
[0026] -所述場景位置是由地面上的位置定義的并且所述給定的條件包括日期和時間信 息;和/或
[0027] -當所述至少一個輻射源是太陽時，所述地面上的位置以及所述日期和時間信息 用于確定太陽高度角;和/或
[0028] -該給定的條件包括場景大氣的氣膠成分和/或覆蓋該場景的云層描述;和/或
[0029] -該給定的條件包括關于光譜反照率的所述空間重分所反射的輻射的偏振的信 息;和/或
[0030] -所述光學設備確定步驟涉及在考慮該光學設備的至少一個參數的用于確定使總 成本函數與該總成本函數的目標值之間的差最小化的所述光學設備的值集時確定所述光 學成本函數的以及所述光防護成本函數的值集(OCFi，…，0CF n; LPCFi，…，LPCFn)的步驟； 和/或
[0031] -該光學設備的所述至少一個參數是該至少一個光學鏡片的幾何參數;和/或
[0032] -該光學設備的所述至少一個參數是在由以下各項組成的列表中選擇的：
[0033] -當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時將所述至少一個光學鏡片的背面與該佩戴 者眼睛分開的距離；
[0034] -所述至少一個光學鏡片的包角和/或全視角；
[0035] -所述至少一個光學鏡片的背面的曲率圖；
[0036]-所述至少一個光學鏡片的正面的曲率圖；
[0037] -所述至少一個光學鏡片的輪廓形狀;和/或
[0038] -該光學設備的該至少一個參數是減反射涂層參數;和/或
[0039]-該減反射涂層參數與在減反射涂層的列表中對減反射涂層的選擇有關;和/或
[0040]-該光學設備的所述至少一個參數是該眼鏡架的幾何參數;和/或
[0041 ]-該光學設備的所述至少一個參數是在由以下各項組成的列表中選擇的：
[0042] -所述至少一個光學鏡片的輻射衰減系數的空間圖；
[0043] -所述至少一個光學鏡片的輻射偏振系數，和/或
[0044] -該總成本函數的該目標值是至少部分地從包括在標準中的眼睛安全建議中確定 的；和/或
[0045] -該總成本函數的該目標值是至少部分地從該佩戴者提供的或對該佩戴者所測量 的佩戴者數據中確定的;和/或
[0046] -所述光防護成本函數提供步驟涉及確定當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時該 至少一個光學鏡片相對于該佩戴者眼睛的位置，其中，所述對該至少一個光學鏡片的位置 進行建模的步驟考慮當該佩戴者正佩戴與該眼睛架完全相同的試驗鏡架時對該佩戴者所 確定的多個實際佩戴參數;和/或
[0047] -佩戴者數據進一步包括屬于在由以下各項組成的列表中選擇的類型的數據： [0048]-佩戴者視覺行為；
[0049] -佩戴者個性化光敏感度；
[0050] -佩戴者光學鏡片審美偏好；
[0051] -佩戴者職業(yè)活動；
[0052] -佩戴者年齡。
[0053] 根據進一步的方面，本發(fā)明涉及一種包括一個或多個存儲的指令序列的計算機程 序產品，該一個或多個存儲的指令序列可由處理器存取并且當由該處理器執(zhí)行時致使該處 理器實施根據本發(fā)明的方法的步驟。
[0054]根據另一方面，本發(fā)明涉及一種使計算機執(zhí)行本發(fā)明的方法的程序。
[0055]本發(fā)明還涉及一種計算機可讀介質，該計算機可讀介質承載有根據本發(fā)明的計算 機程序的一個或多個指令序列。
[0056]本發(fā)明進一步涉及一種其上記錄有程序的計算機可讀存儲介質；其中，該程序使 計算機執(zhí)行本發(fā)明的方法。
[0057] 本發(fā)明涉及一種包括一個處理器的裝置，該處理器被適配成用于存儲一個或多個 指令序列并且實施根據本發(fā)明的方法的步驟中的至少一個步驟。
【附圖說明】
[0058] 現在將參照附圖來描述本發(fā)明的非限制性實施例，在附圖中：
[0059] 〇圖1是根據本發(fā)明的第一實施例的方法的流程圖，
[0060] 0圖2是根據本發(fā)明的另一個實施例的方法的流程圖，并且 [0061] 〇圖3和圖4表示減反射涂層的特征。
[0062] 附圖中的元件僅是為了簡潔和清晰而展示的并且不一定是按比例繪制的。例如， 圖中的某些元件的尺寸可以相對于其他尺寸被放大，以便幫助提高對本發(fā)明的實施例的理 解。
【具體實施方式】
[0063] 在本發(fā)明的框架中，以下術語具有以下在此指示的含義。
[0064]-術語"光學鏡片"應被理解為是指預期由佩戴者的臉部支撐的任何類型的已知鏡 片。該術語可以指眼科鏡片，如非矯正鏡片，矯正鏡片，如漸進式多焦點鏡片、單焦點或多焦 點鏡片。該術語還可以指能夠呈現如以下各項中的至少一個增加值的所述眼鏡片:例如，色 調、光致變色性，偏振濾波、電致變色性、減反射特性，抗劃傷特性……
[0065]-術語"光學設備"應被理解為指包括眼鏡架和至少一個光學鏡片的任何類型的已 知眼鏡。光學設備可以包括覆蓋佩戴者的或者兩只眼睛(例如護目鏡或面罩)或者僅一只眼 睛(例如頭戴式顯示器)的單個光學鏡片。光學設備可以包括各自覆蓋佩戴者的一只眼睛的 兩個光學鏡片。該術語可以指眼科光學設備、非眼科光學設備、太陽鏡、針對運動應用的眼 鏡(如護目鏡、閱讀眼鏡、防護眼鏡、駕駛眼鏡）。
[0066]-術語'處方'應當被理解為指光學屈光力、散光、棱鏡偏差以及（當相關時）下加光 的一組光學特性，該組光學特性是由眼科醫(yī)師或驗光師確定的以便例如借助于位于佩戴者 眼睛前面的鏡片矯正佩戴者的視力缺陷。例如，針對漸進式多焦點鏡片的處方包括光學屈 光力值和在遠視點處的散光值，以及下加光值(在適當情況下）。
[0067]-全視角（pantoscopic angle)是光學鏡片的光軸與處于主位置的眼睛的視軸之 間的豎直平面中的角，該視軸通常被視為是水平的。
[0068]-包角是光學鏡片的光軸與處于主位置的眼睛的視軸之間的水平平面中的角，該 視軸通常被視為是水平的。
[0069]-光學鏡片的光軸是垂直于光學鏡片的正面并穿過光學鏡片的光學中心或者在漸 進式光學鏡片的情況下穿過棱鏡參考點(PRP)的方向。
[0070] -根據本發(fā)明的方法包括確定到達佩戴者的眼睛和眶周區(qū)的光線的分布。眼睛和 眶周區(qū)的這整個區(qū)域被定義為曝光區(qū)。
[0071] -術語"模擬"用于指輻射度和光學模擬。這是一項不僅考慮光線(這些光線是由在 3D空間中其起始點、其方向定義的向量）的幾何特性，而且考慮其各自的能量、其光譜范圍 以及可能其偏振的光線追蹤計算技術。光線追蹤是對光線在所考慮的系統的不同環(huán)境中的 傳播路徑的計算。具有波長λ的光線沿著其方向向量以直線傳播直到其遇到在波長λ具有不 同折射率的兩種介質之間的接口，然后其根據斯涅耳-笛卡爾定律被折射、反射(直接反射 或漫反射)或吸收。在與表面相交之后，交叉點和光束的新方向由軟件計算并且光線傳播直 到其遇到另一個表面(其在之前的功能中可以與系統的幾何形狀相同）。
[0072] -術語"錐"以及因此術語"入射錐"被廣義地使用以簡化描述。入射錐實際上是光 線在光學鏡片之上的分布包絡。此分布是由入射在光學鏡片的面上的實際上與鏡片表面光 學上相交的所有光線(具有在之前的解釋中描述的特性)組成的。這個錐僅包含實際上到達 光學鏡片的一側的光線，因為即使輻射源在空間的所有方向上發(fā)射，這些方向中的一些方 向也不允許光線到達光學鏡片，因為它們將被頭部或鏡架的遮蔽擋住。由于包絡的這個定 義，此光線分布不限于如在數學或物理中通常已知的僅一個完美錐的幾何形狀。其確實可 以具有多個錐、或者任何形狀的隱含項的一個或多個集合。
[0073] 本發(fā)明涉及一種例如由計算機裝置實現的用于確定光學設備的方法。該光學設備 通常包括至少一個光學鏡片和眼鏡架，該光學鏡片被適配成安裝在佩戴者眼睛前方的眼鏡 架中。
[0074] 根據本發(fā)明所述的方法允許為佩戴者確定具有針對光輻射的增強型和個性化防 護的光學設備。這種結果是通過優(yōu)化光輻射在佩戴者的眼睛和眶周區(qū)上的分布來實現的。 這種優(yōu)化可以使用由光學設備的光學鏡片折射或反射的輻射的光度流模擬來執(zhí)行。
[0075] 如圖1所示，根據本發(fā)明的方法至少包括：
[0076]-佩戴者數據提供步驟S1，
[0077]-光學成本函數提供步驟S2，
[0078]-光防護成本函數提供步驟S3，以及 [0079]-光學設備確定步驟S4。
[0080] 佩戴者數據在佩戴者數據提供步驟過程中被提供。佩戴者數據至少與佩戴者的光 學要求、與佩戴者的臉形以及與當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時該光學設備相對于佩 戴者臉部的位置相關。
[0081] 當光學鏡片是眼科鏡片時，佩戴者的光學要求可以包括佩戴者的處方。佩戴者的 光學要求還可以包括佩戴者不要求任何眼科處方的指示。
[0082] 佩戴者的臉形可以與佩戴者的鼻子的和/或耳廓的和/或顳區(qū)的形狀和位置和/或 佩戴者的頭發(fā)相關。
[0083] 佩戴者數據可以進一步包括與佩戴者的視覺行為相關的佩戴者視覺行為數據。通 常，可以考慮佩戴者的眼睛/頭部移動策略。
[0084] 實際上，當接連地注視不同的方向時，個人具有移動他們眼睛或他們頭部的不同 傾向。當確定光學鏡片時，這種傾向可以具有重要意義。例如，如果佩戴者具有移動其頭部 的很大傾向，那么他將主要使用光學鏡片的中央部分，而如果他具有移動其眼睛的很大傾 向，那么他可能更多地使用光學鏡片的周邊部分。
[0085] 佩戴者數據可以進一步包括佩戴者光敏感度的指示。實際上，所有佩戴者對光不 具有相同的敏感度。具體地，佩戴者眼睛的虹膜顏色可以提供這種光敏感度的指示。
[0086] 佩戴者數據可以進一步包括佩戴者的審美光學偏好，如光學設備的正面的期望曲 線或者關于眼鏡架的前方與光學鏡片的正面之間的曲線差的要求。
[0087] 佩戴者數據可以進一步包括當佩戴光學設備時佩戴者的活動的指示。實際上，當 確定光學設備時，具體地針對光防護函數，佩戴者的活動類型可能是重要的。通常，當光學 設備有待用于閱讀時相比用于滑雪或航海在光防護方面的要求是不同的。
[0088] 佩戴者數據可以包括佩戴者將在其中使用光學設備的優(yōu)選地理定位的指示。實際 上，這種指示可以提供關于在根據本發(fā)明所述的方法中有待考慮的照明類型的有用指示。 發(fā)光條件各處不同并且甚至取決于一年和/或一日的時間。
[0089] 有利地，根據本發(fā)明的方法允許確定適配于地面上的特定場所的以及甚至針對一 年或一日的特定時間的發(fā)光條件的光學設備。
[0090] 佩戴者數據可以進一步包括關于佩戴者年齡的指示。
[0091 ]在光學成本函數提供步驟S2過程中，提供光學成本函數。
[0092] 當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時，光學成本函數與至少一個光學鏡片的光學 功能相關。
[0093] 在本發(fā)明的意義上，光學功能與針對每個注視方向提供光學鏡片對穿過該光學鏡 片的光線的影響的功能相對應。光學功能可以僅在光學鏡片的一部分(光學相關部分)上定 義，即，光學鏡片的被佩戴者使用最多的部分。
[0094]光學功能可以包括如屈光功能、光吸收、偏振能力、對比度加強能力等……
[0095]屈光功能于根據注視方向的光學鏡片屈光力(平均屈光力、散光等)相對應。
[0096] 在光防護成本函數提供步驟S3過程中，提供光防護成本函數。
[0097] 該光防護成本函數至少與當佩戴者正佩戴光學設備時在給定的條件下在佩戴者 眼睛和/或在佩戴者眼睛的眶周區(qū)中的佩戴者皮膚之上的光譜輻照度估計相關。
[0098]給定的條件可以包括關于佩戴者將站立于其中的場景或視覺環(huán)境的信息。
[0099] 該場景包括至少一個輻射源以及光譜反照率的空間重分。輻射源具有確定的發(fā)射 光譜以及當光學設備由佩戴者佩戴時相關于佩戴者臉部的給定位置。
[0100] 發(fā)射光譜可以被限制于如紫外線A或紫外線B的光譜窗。光譜邊界取決于所使用的 定義，例如，如果針對紫外線和可見光中的光譜邊界引用ISO標準8980-3,那么將考慮在 280nm與315nm之間的紫外線B、在315nm與380nm之間的紫外線A、在380nm與780nm之間的可 見光。
[0101] 近紅外窗可以被認為是從0.78μηι到3μηι，中間紅外窗通常從3μηι到50μηι，遠紅外窗 通常從50μπι到1_。至于紫外線，光譜邊界取決于用于定義它的參考。例如，在關于紅外輻射 暴露極限的ICNIRP指南中，紅外區(qū)被細分為從0·78μπι到1 ·4μπι的紅外-Α、從1 ·4μπι到3μπι的紅 外-Β以及從3μηι到1mm的紅外-C〇
[0102] 相同的輻射源可以用于估計光學功能。
[0103] 根據本發(fā)明的實施例，光學功能在不同于用于估計光防護函數的第二光譜窗的第 一光譜窗中被估計。
[0104] 通常，光學功能是在可見光窗中估計的，而光防護函數是在紫外線A或B窗中估計 的。
[0105] 輻射源可以是天然光源(通常為太陽）或人造輻射源。當佩戴光學設備時，可以基 于佩戴者將要執(zhí)行的活動類型完成天然和人造輻射源之間的選擇。
[0106] 當確定輻射源和光譜反照率的空間重分時可以考慮地面上的位置以及日期和時 間。通常，當輻射源是太陽時，地面上的位置、日期和小時可以用于確定太陽高度角。給定的 條件可以包括場景大氣的氣膠成分和/或覆蓋場景的云層描述。
[0107] 給定的條件可以進一步包括關于光譜反照率的所述空間重分所反射的輻射的偏 振的信息。
[0108] 在光學設備確定步驟S4過程中確定經優(yōu)化的光學設備。
[0109] 經優(yōu)化的光學設備對應于使總成本函數與總成本函數的目標值之間的差最小化 的光學設備的配置。總成本函數是光學成本函數與光防護成本函數的函數。例如，總成本函 數可以是光學成本函數與光防護成本函數的加權總和，其中，這些加權系數都不等于零。 [0110]通常，光學設備確定步驟包括模擬步驟，在該步驟過程中，來自被所述至少一個輻 射源照亮的場景的輻射被模擬。
[0111] 根據本發(fā)明的實施例，該光學設備確定步驟涉及在考慮該光學設備的至少一個參 數的用于確定使總成本函數與該總成本函數的目標值之間的差最小化的所述光學設備的 值集時確定光學成本函數的值集(OCFi，…，0CF n)以及光防護成本函數的值集(LPCFi，…， LPCFn)的步驟。
[0112] 總成本函數的目標值可以至少部分地從包括在標準中的眼睛安全建議和/或從佩 戴者提供的或對佩戴者所測量的佩戴者數據中確定。
[0113] 通常，光學設備的至少一個參數是光學設備的光學鏡片的幾何參數。
[0114] 光學設備參數中的至少一個參數可以涉及：
[0115]-當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時將所述至少一個光學鏡片的背面與該佩戴 者眼睛分開的距離;和/或
[0116] -所述至少一個光學鏡片的包角和/或全視角;和/或
[0117] -所述至少一個光學鏡片的背面的曲率圖；和/或
[0118] -所述至少一個光學鏡片的正面的曲率圖；和/或
[0119] -所述至少一個光學鏡片的輪廓形狀。
[0120] 根據實施例，光學設備的至少一個參數是例如與在減反射涂層列表中減反射涂層 的選擇相關的減反射涂層參數。
[0121 ]光學設備的最少一個參數可以是在包括各項的列表中選擇的：
[0122] -所述至少一個光學鏡片的輻射衰減系數的空間圖；
[0123] -所述至少一個光學鏡片的輻射偏振系數。
[0124] 建模步驟可以進一步包括確定當光學設備由佩戴者佩戴時最少一個光學鏡片相 對于佩戴者眼睛的位置。通常，光學鏡片的位置考慮當佩戴者正佩戴與該眼睛架完全相同 的試驗鏡架時對佩戴者所確定的多個實際佩戴參數。這些佩戴參數包括：
[0125] -當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時，所述至少一個光學鏡片的包角；
[0126] -當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時，所述至少一個光學鏡片的全視角；
[0127] -當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時將所述至少一個光學鏡片的背面與該佩戴 者眼睛分開的距離；
[0128] 圖2表示根據本發(fā)明的實施例的方法的流程圖。如圖2所示，根據這個實施例的方 法包括：
[0129]-佩戴者數據提供步驟S100，
[0130]-入射錐確定步驟S102，
[0131]-目標光分布提供步驟S104，
[0132] -初始光學鏡片確定步驟S106，
[0133] -初始光分布確定步驟S108，
[0134] -光分布比較步驟S110，
[0135] -光學設備參數修改步驟S112，
[0136] -光分布確定步驟S114。
[0137] 重復光分布比較步驟S110、光學鏡片參數修改步驟S112和光分布確定步驟S114直 到光分布與目標光分布之間的差小于閾值。
[0138] 如之前詳細描述的，在佩戴者數據提供步驟S100過程中提供佩戴者數據。佩戴者 數據至少與佩戴者的光學要求、與佩戴者的臉形以及與當光學設備由佩戴者佩戴時該光學 設備相對于佩戴者臉部的位置相關。
[0139] 基于包括在佩戴者數據中的不同數據，入射錐可以在入射錐確定步驟S102過程中 被確定。
[0140] 例如，使用光線追蹤模擬，可以確定從光源開始擊中光學鏡片的光線。
[0141] 在目標光分布提供步驟S104過程中提供在佩戴者的眼睛和/或眶周區(qū)之上的目標 光分布。目標光分布可以使用包括在標準中的眼睛安全建議來確定。光目標分布可以是與 波長相關的。換言之，取決于波長，目標分布可以是不同的。
[0142] 例如，對于可見光，目標分布可以與在由光學鏡片透射之后到達佩戴者眼睛的光 線的最大值相對應，并且對于紫外線，與到達佩戴者眼睛的光線的最小值相對應，而無論紫 外線輻射所沿著的光路如何。
[0143] 在初始光學鏡片確定步驟S106過程中確定初始光學鏡片。初始光學鏡片可以是基 于期望的光學功能來確定的。通常，使用已知的優(yōu)化方法，可以確定光學鏡片的正面和背面 的表面、兩個表面之間的距離以及光學鏡片的折射率以便最好地滿足光學功能要求。
[0144] 這種初始光學鏡片確定步驟通常是通過光線追蹤計算完成的。
[0145] 初始光分布是針對在初始光學鏡片確定步驟過程中確定的初始光學鏡片確定的。 通常，初始光分布是使用入射錐通過光線追蹤模擬確定的。
[0146] 在光分布比較步驟S110過程中，將初始光分布與目標光分布進行比較。
[0147] 在光學設備參數修改步驟S112過程中，修改光學設備的至少一個參數。
[0148] 在光學設備參數修改步驟S112過程中可以修改的這些光學設備參數之中，可以考 慮兩組:在可見光波帶中可以改變光學鏡片的光學功能的參數(例如，對佩戴者顯而易見 的）以及在可見光波帶不影響光學鏡片的光學功能的參數（假定對佩戴者不是顯而易見 的)。
[0149] 在可以改變光學功能的這些參數之中，針對給定的佩戴條件，可以考慮光學鏡片 的表面以及眼鏡架的幾何形狀。
[0150]通常，光學鏡片的背面的表面可以被修改成減少在于光學鏡片的背面上反射之后 可以到達佩戴者眼睛的光線量?？紤]到光學鏡片的背面的表面改變，光學鏡片的正面的表 面有待被修改以便保持光學鏡片的整體光學性能。光學鏡片的正面的表面的這種補償改變 可能受限于光學鏡片的背面的表面的在光學相關區(qū)中完成的改變。通常，如果光學鏡片的 背面的表面的最外周邊被改變，那么可以不用考慮改變正面的表面，因為光學鏡片的這種 周邊部分非常不可能由體驗典型的注視方向分布的佩戴者使用。
[0151] 在可見光波帶中不影響光學功能的這些參數之中，可以考慮有待置于光學鏡片的 前表面和/或后表面上的減反射涂層。
[0152] 在光學設備參數修改步驟過程中，可以改變兩種類型的參數。
[0153] 在光分布確定步驟S114過程中，確定與經修改的光學設備相對應的光分布。
[0154] 重復光分布比較步驟S110、光學鏡片參數修改步驟S112和光分布確定步驟S114直 到光分布與目標光分布之間的差小于閾值。
[0155] 如所指出的，光學設備參數修改步驟可以包括修改對光學功能沒有影響的參數， 如置于光學鏡片上的減反射涂層的類型。
[0156] 根據這種實施例，不需要進一步確定光學功能。
[0157] 根據本發(fā)明的一些實施例，光學設備參數修改步驟可以包括修改影響光學功能的 參數，如光學鏡片的表面輪廓。
[0158] 根據這種實施例的方法，光學設備修改步驟可以包括修改進一步的參數以便限制 改變對光學功能的影響并且該方法可以進一步包括光學功能評估步驟。這個參數修改步驟 未在任何附圖上示出。
[0159] 在光學功能評估步驟過程中，例如通過光線追蹤模擬確定經修改的光學設備的光 學功能、并且將其與光學功能要求進行比較。鏡片設計者可以在修改光學設備時確定所允 許的光學功能的改變量。例如，鏡片設計者可以考慮光學設備的參數改變受限于可以被補 償的改變以便保持光學鏡片的光學功能。
[0160] 可以在光學設備修改步驟過程中修改的參數還可能受到可用于制造光學設備(具 體為用于制造光學鏡片）的制造方法的限制。
[0161] 在典型使用半成品光學鏡片坯件的機加工的情況中，在正面上的自由度受到限 制。因此，在光學設備修改步驟S112過程中在光學鏡片的背面上可能的修改也被限制。
[0162] 本發(fā)明的目標于是為不僅將光學功能而且將針對光輻射(如紫外線輻射）的防護 考慮在內來選擇半成品鏡片坯件以及因此眼科鏡片的正面。已經論證了有可能設法在大范 圍的正面曲線之上保持光學鏡片的光學性能。因此，有可能在這個范圍的正面曲線之上修 改光學鏡片的后表面以便在曝光區(qū)之上優(yōu)化光分布。
[0163] 當制造方法允許對光學鏡片的兩個表面進行數字表面修整時，可以應用本發(fā)明的 方法。在這種情況下，可以在制造工藝以及審美標準的限制內修改光學鏡片的前表面和后 表面，從而提供關于光學設備的參數改變的很大的自由度同時保持光學鏡片的光學性能。
[0164] 示例 1
[0165] Μλ已經實現了根據本發(fā)明的用于單焦點光學鏡片、考慮允許修改光學鏡片的 前表面和后表面兩者的制造工藝的方法。
[0166] 在這個示例中，發(fā)明人已經考慮了紫外線在佩戴者的眼角膜之上的分布，盡力嘗 試避免紫外線輻射到達佩戴者的眼角膜。在這個示例中所考慮的紫外線輻射在280nm與 380nm之間并且被認為是來自空間上位于佩戴者后方、與水平平面形成15°的入射角（高度 角)并且在33°處對鏡片具有水平影響的來源。在佩戴者的右眼上執(zhí)行模擬。
[0167] 考慮佩戴者的臉形，佩戴者的頭部向下調整15°，對應于步行時的自然視線。
[0168] 佩戴者具有-2.5屈光度的球面處方。
[0169] 在這個示例中考慮具有不同的佩戴者參數但是在單個佩戴者上的兩個眼鏡架。針 對兩個眼鏡架考慮在587nm波長具有1.65的折射率的單折射率材料。針對包括在設備中的 光學鏡片考慮單一光學設計。初始光學鏡片被選擇成具有球面后表面，該初始光學鏡片針 對后表面具有110mm的曲率半徑以及針對前表面具有190mm的曲率半徑。
[0170] 第一眼鏡架被認為具有8°的包角以及-8°的全視角。
[0171] 光線追蹤模擬指示針對初始光學設備（即，安裝在第一眼鏡架中的光學鏡片），佩 戴者的幾乎所有的眼角膜接收紫外線輻射。
[0172] 后表面曲率半徑于是變?yōu)?00mm。為了補償鏡片的這個幾何修改并且為了保持光 學鏡片的相同的光學功能，前表面的曲率半徑變?yōu)?62.2mm。光線追蹤模擬指示紫外線輻射 空間上轉移至佩戴者眼睛的鼻側并且影響佩戴者的眼角膜的更小區(qū)域。
[0173] 后表面曲率半徑于是變?yōu)?3mm，而前表面曲率半徑變?yōu)?44.7mm。光線追蹤模擬指 示紫外線輻射更加空間上轉移至佩戴者眼睛的鼻側并且影響佩戴者的眼角膜的更小區(qū)域。
[0174] 根據本發(fā)明所述的方法使得由于后表面92_的曲率半徑以及前表面142.3mm的曲 率半徑而沒有紫外線輻射到達佩戴者的眼角膜。
[0175] 發(fā)明人已經用具有10°的包角以及-8°的全視角的眼鏡架運行了根據本發(fā)明的方 法。根據本發(fā)明的方法為背面提供值為105mm的曲率半徑并且為前表面提供值為175.6mm的 曲率半徑，從而使得沒有紫外線輻射到達佩戴者的眼角膜。
[0176] 示例2
[0177] 發(fā)明人已經實現了根據本發(fā)明的方法以選擇最適當的減反射涂層。
[0178] 通常，在這一示例中，并且更一般地當在本發(fā)明的方法中有待改變的光學設備的 參數不影響光學鏡片的光學功能時，光學功能在第一情形中被優(yōu)化。光學成本函數不與光 防護成本函數一起被重新計算。
[0179] 這個示例是針對紫外線A和紫外線B(即，在280nm與380nm之間）實現的。
[0180]光防護目標是減少在已經在光學鏡片的后表面上被反射之后到達佩戴者的眼角 膜的紫外線輻射的水平。
[0181]以下表格總結了模擬中使用的參數。
[0182]
[0183] 基于ASTM G173-03規(guī)范（美國試驗和材料學會)使用光譜線對源光譜分布進行建 模。（在此規(guī)范中的紫外線光譜排序類似于在CIE85規(guī)范中定義的紫外線光譜排序）
[0184] 光譜紫外線危險函數S(A)是由D.斯里尼(D.Sliney)及合作者定義的函數并且現 在被用作參考:如在ICNIRP指南中，這在紫外線光譜域中表示眼睛光譜敏感度。
[0185] 根據在保健物理學(Health Physics)87(2): 171-186,2004中發(fā)布的關于紫外線 輻射暴露極限的ICNIRP指南考慮紫外線照射量限制。
[0186]此論文聲明在8小時周期內在區(qū)域315nm至400nm中的總(未加權的）紫外線光譜福 射曝光不應超過l〇4J.m-2并且在180nm與400nm之間紫外線曝光不應超過有效光譜加權后的 30J.m- 2〇
[0187] 這個限制表示這樣的條件:在這些條件下，預期可以反復地暴露幾乎所有的個人 而沒有嚴重的副作用并且沒有延遲效應的顯著風險。
[0188] 圖3上表示第一減反射涂層的特征。
[0189] 圖4上表示第二減反射涂層的特征。
[0190] 發(fā)明人已經觀察到，針對0°包角，兩個減反射涂層達到閾值的曝光時間非常類似。
[0191] 針對10°的包角，在考慮所有其他參數相等時，發(fā)明人已經觀察到第一減反射涂層 允許曝光時間達到1小時37分的閾值而第二減反射涂層僅允許1小時13分的時間。
[0192] 因此，根據本發(fā)明所述的方法允許根據光學設備的包角優(yōu)化選擇減反射涂層。
[0193] 以上已經借助于實施例描述了本發(fā)明，這些實施例并不限制本發(fā)明的發(fā)明構思。
[0194] 對于參考了以上說明的實施例的本領域技術人員來說，還可以提出很多進一步的 修改和變化，這些實施例僅以實例方式給出，無意限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍僅由所 附權利要求書予以限定。
[0195] 在權利要求書中，詞"包括"不排除其他的元件或步驟，并且不定冠詞"一個(a)"或 "一個(an)"不排除多個。不同的特征在相互不同的從屬權利要求中被敘述這個單純的事實 并不表示不能有利地使用這些特征的組合。權利要求書中的任何參考符號都不應當被解釋 為限制本發(fā)明的范圍。
【主權項】
1. 由計算機裝置實現的用于確定包括至少一個光學鏡片和一個眼鏡架的光學設備的 方法，該光學鏡片被適配成安裝在佩戴者眼睛前方的眼鏡架中，該方法包括： -佩戴者數據提供步驟，在該步驟過程中，提供至少與該佩戴者的光學要求、與佩戴者 的臉形以及與當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時該光學設備相對于該佩戴者臉部的位 置相關的佩戴者數據， -光學成本函數提供步驟，在該步驟過程中，提供光學成本函數，該光學成本函數與當 所述光學設備由所述佩戴者佩戴時該至少一個光學鏡片的光學功能相關， -光防護成本函數提供步驟，在該步驟過程中，提供光防護成本函數，該光防護成本函 數至少與當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時至少在給定的條件下在該佩戴者眼睛和/或 在該佩戴者眼睛的眶周區(qū)中的佩戴者皮膚之上的光譜輻照度估計相關， -光學設備確定步驟，在該步驟過程中，通過修改該光學設備的至少一個參數確定使總 成本函數與該總成本函數的目標值之間的差最小化的光學設備，該總成本函數是該光學成 本函數與該光防護成本函數的函數。2. 根據權利要求1所述的方法，其中，該給定的條件包括關于所述佩戴者站立于其中的 至少一個場景的位置的信息，所述至少一個場景包括光譜反照率的空間重分和至少一個輻 射源，所述至少一個輻射源具有確定的發(fā)射光譜以及當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時 相對于該佩戴者臉部的位置，其中，所述光防護成本函數提供步驟涉及對來自被所述至少 一個輻射源照亮的所述至少一個場景的輻照度進行建模的步驟。3. 根據權利要求2所述的方法，所述確定的發(fā)射光譜被至少限制于光譜窗，如紫外線A 窗、紫外線B窗、可見光窗、近紅外窗、中紅外窗、遠紅外窗。4. 根據權利要求1至3中任一項所述的方法，所述光學成本函數是通過考慮第一光譜窗 確定的，所述光防護成本函數是通過考慮第二光譜窗確定的，其中，所述第一光譜窗和所述 第二光譜窗是不同的。5. 根據權利要求1至4所述的方法，其中，所述光學設備確定步驟涉及在考慮該光學設 備的至少一個參數的用于確定使總成本函數與該總成本函數的目標值之間的差最小化的 所述光學設備的值集時確定所述光學成本函數的和所述光防護成本函數的值集(OCFi，…， OCFn; LPCFi，…，LPCFn)的步驟。6. 根據權利要求5所述的方法，其中，該光學設備的所述至少一個參數是該至少一個光 學鏡片的幾何參數。7. 根據權利要求5或6所述的方法，其中，該光學設備的所述至少一個參數是在由以下 各項組成的列表中選擇的： -當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時將所述至少一個光學鏡片的背面與該佩戴者眼 睛分開的距離； -所述至少一個光學鏡片的包角和/或全視角； -所述至少一個光學鏡片的背面的曲率圖； -所述至少一個光學鏡片的正面的曲率圖； -所述至少一個光學鏡片的輪廓形狀。8. 根據權利要求5至7中任一項所述的方法，其中，該光學設備的該至少一個參數是減 反射涂層參數。9. 根據權利要求8所述的方法，其中，該減反射涂層參數與在減反射涂層的列表中對減 反射涂層的選擇有關。10. 根據權利要求5至9中任一項所述的方法，其中，該光學設備的所述至少一個參數是 該眼鏡架的幾何參數。11. 根據權利要求5至10中任一項所述的方法，其中，該光學設備的所述至少一個參數 是在由以下各項組成的列表中選擇的： -所述至少一個光學鏡片的輻射衰減系數的空間圖； -所述至少一個光學鏡片的輻射偏振系數。12. 根據權利要求1至11中任一項所述的方法，其中，該總成本函數的該目標值是至少 部分地從標準中所包括的眼睛安全建議中確定的。13. 根據以上權利要求中任一項所述的方法，其中，該總成本函數的該目標值是至少部 分地從該佩戴者提供的或對該佩戴者所測量的佩戴者數據中確定的。14. 根據以上權利要求中任一項所述的方法，其中，所述光防護成本函數提供步驟涉及 確定當所述光學設備由所述佩戴者佩戴時該至少一個光學鏡片相對于該佩戴者眼睛的位 置，其中，所述對該至少一個光學鏡片的位置進行建模的步驟考慮當該佩戴者正佩戴與該 眼睛架完全相同的試驗鏡架時對該佩戴者所確定的多個實際佩戴參數。15. 根據以上權利要求中任一項所述的方法，其中，佩戴者數據進一步包括屬于在包括 以下各項的列表中選擇的類型的數據： -佩戴者視覺行為； -佩戴者個性化光敏感度； -佩戴者光學鏡片審美偏好； -佩戴者職業(yè)活動； -佩戴者年齡。
【文檔編號】G02C7/10GK105874376SQ201480071784
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年12月30日
【發(fā)明人】M·特希耶爾斯, C·貝貢
【申請人】埃西勒國際通用光學公司