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CN107407825B - 用于确定具有不需要的散光的眼科镜片的方法 - Google Patents

用于确定具有不需要的散光的眼科镜片的方法 Download PDF

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CN107407825B CN201680015884.5A CN201680015884A CN107407825B CN 107407825 B CN107407825 B CN 107407825B CN 201680015884 A CN201680015884 A CN 201680015884A CN 107407825 B CN107407825 B CN 107407825B
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Abstract

本发明提供了一种用于确定具有不需要的散光的眼科镜片的方法，所述眼科镜片与配戴者相适配，其中，所述方法包括：‑配戴者处方数据提供步骤，在所述步骤过程中，提供指示所述配戴者的眼科处方的配戴者处方数据，‑配戴者聚焦数据提供步骤，在所述步骤过程中，提供指示所述配戴者偏好的像方焦平面的配戴者聚焦数据，‑眼科镜片确定步骤，在所述步骤过程中，基于所述配戴者的所述处方以及所述配戴者聚焦数据来确定所述眼科镜片以减小所述眼科镜片的不需要的散光对所述配戴者的影响。

Description

用于确定具有不需要的散光的眼科镜片的方法
技术领域
本发明涉及一种例如由计算机装置实施的、用于确定具有不需要的散光的眼科镜片的方法，所述眼科镜片与配戴者相适配。本发明进一步涉及一组眼科镜片并且涉及一种用于确定具有不需要的散光并且与配戴者相适配的眼科镜片的系统。
背景技术
通常，当确定与配戴者相适配的眼科镜片时，考虑处方数据。眼科镜片、具体而言渐变多焦点眼科镜片可以包括由于所述眼科镜片的光学设计而产生的不需要的散光。镜片设计者可以修改光学设计来尝试减小不需要的散光，但是在一些情况下，这样的不需要的散光不能被完全避免，或减小不需要的散光要求降低光学镜片的光学性能。
因此，需要一种用于确定具有不需要的散光并且与配戴者相适配的眼科镜片的方法，以便减小所述眼科镜片的不需要的散光对所述配戴者的影响。
本发明的一个目的是提供这样的方法。
发明内容
为此，本发明提出了一种例如由计算机装置实施的、用于确定具有不需要的散光的眼科镜片的方法，所述眼科镜片与配戴者相适配，其中，所述方法包括：
-配戴者处方数据提供步骤，在所述步骤过程中，提供指示所述配戴者的眼科处方的配戴者处方数据，
-配戴者聚焦数据提供步骤，在所述步骤过程中，提供指示所述配戴者偏好的像方焦平面的配戴者聚焦数据，
-眼科镜片确定步骤，在所述步骤过程中，基于所述配戴者的所述处方以及所述配戴者聚焦数据来确定所述眼科镜片以减小所述眼科镜片的不需要的散光对所述配戴者的影响。
有利的是，基于所述配戴者聚焦数据来确定所述眼科镜片允许减小所述不需要的散光对所述配戴者的影响。
发明人发现，当所述眼科镜片具有不需要的散光时，所述配戴者偏好的像方焦平面的位置不总是与最小弥散圆相对应。
实际上，发明人已经注意到，所述配戴者偏好的像方焦平面的位置例如根据所述配戴者的屈光不正而在斯图姆氏间距内偏移。
根据本发明的方法提出，考虑这种效果以限制不需要的散光对配戴者的影响，因此在配戴具有不需要的散光的镜片时延长主观视野和/ 或配戴者的视觉敏锐度。
根据可以单独或组合地进行考虑的进一步的实施例：
-在所述眼科镜片确定步骤过程中，基于所述配戴者的所述处方以及所述配戴者偏好的像方焦平面的位置来确定所述眼科镜片在至少一个注视方向(αi，βi)上的球镜度，以便减小所述眼科镜片的不需要的散光对所述配戴者的影响；和/或
-在所述眼科镜片确定步骤过程中，确定所述眼科镜片的球镜度，使得所述配戴者偏好的像方焦平面与所述配戴者的视网膜之间的距离减小；和/或
-所述眼科镜片在至少一个注视方向(αi，βi)上具有水平轴位的不需要的散光，并且在所述眼科镜片确定步骤过程中，针对所述至少一个注视方向(αi，βi)：
当所述配戴者偏好的像方焦平面对应于竖直方向偏好时，将所述眼科镜片的球镜度相对于基于所述配戴者的所述眼科处方的球镜度增大；并且
当所述配戴者偏好的像方焦平面对应于水平方向偏好时，将所述眼科镜片的球镜度相对于基于所述配戴者的所述眼科处方的球镜度减小；和/或
-所述眼科镜片在至少一个注视方向(αi，βi)上具有竖直轴位的不需要的散光，并且在所述眼科镜片确定步骤过程中，针对所述至少一个注视方向(αi，βi)：
当所述配戴者偏好的像方焦平面对应于竖直方向偏好时，将所述眼科镜片的球镜度相对于基于所述配戴者的所述眼科处方的球镜度减小；并且
当所述配戴者偏好的像方焦平面对应于水平方向偏好时，将所述眼科镜片的球镜度相对于基于所述配戴者的所述眼科处方的球镜度增大；和/或
-所述方法进一步包括：
初始光学函数Fi提供步骤，在所述步骤过程中，提供初始光学函数，所述初始光学函数针对一组注视方向S((α1，β1)；(α2，β2)；…；(αn，βn))中的每个注视方向(αi，βi)包括不需要的散光的值ASRi以及球镜度的值Pi，
目标光学函数确定步骤，在所述步骤过程中，确定目标光学函数，所述目标光学函数针对一组注视方向S((α1，β1)；(α2，β2)；…； (αn，βn))中的每个注视方向(αi，βi)包括不需要的散光的目标值ASRt以及球镜度的目标值Pt，其中ASRt＝ASRi并且Pt＝Pi+ Corr，
Corr是至少基于所述配戴者聚焦数据的球镜度矫正值；并且
在所述眼科镜片确定步骤过程中，基于所述目标光学函数来确定所述眼科镜片；和/或
-基于所述配戴者的所述眼科处方来确定所述初始光学函数Fi；和/或
-所述配戴者处方数据包括柱镜度处方值，并且至少基于所述柱镜度处方值来确定所述球镜度矫正值Corr；和/或
-所述配戴者处方数据包括柱镜处方轴位值，并且至少基于所述柱镜处方轴位值来确定所述球镜度矫正值Corr；和/或
-所述配戴者处方数据包括球镜度处方值，并且至少基于所述球镜度处方值来确定所述球镜度矫正值Corr。
根据进一步方面，本发明涉及一种用于在配戴着具有不需要的散光的眼科镜片时确定配戴者偏好的像方焦平面的方法，所述方法包括：
-光学镜片提供步骤，在所述步骤过程中，向所述配戴者提供具有受控柱镜度和轴位的眼科镜片，
-配戴者偏好的像方焦平面位置确定步骤，在所述步骤过程中，通过调整所述图像平面的位置直至到达所述配戴者指示为偏好的位置来确定所述配戴者偏好的像方焦平面的位置。
本发明进一步涉及一组具有相同处方的眼科镜片，所述组眼科镜片至少包括第一眼科镜片和第二眼科镜片，其中
-针对每个注视方向(αi，βi)，所述第一眼科镜片与第二眼科镜片之间的不需要的散光之差小于或等于0.12D，并且
-在针对所述第一眼科镜片和第二眼科镜片中的每一者而言与大于0.75D的不需要的散光相对应的一组注视方向上，所述第一眼科镜片与第二眼科镜片之间的不需要的散光之差大于或等于0.12D。
本发明还涉及一种用于确定具有不需要的散光、与配戴者相适配的眼科镜片的系统，包括：
-非瞬态计算机可读介质；
-存储在所述非瞬态计算机可读介质上并且可由至少一个处理器执行用于以下各项的程序指令：
接收指示所述配戴者的眼科处方的配戴者处方数据，
接收指示所述配戴者偏好的像方焦平面的配戴者聚焦数据，
基于所述配戴者的所述处方以及所述配戴者聚焦数据来确定所述眼科镜片以减小所述眼科镜片的不需要的散光对所述配戴者的影响。
本发明进一步涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括一个或多个存储的指令序列，所述指令序列是处理器可存取的并且在被所述处理器执行时致使所述处理器实施根据本发明的方法的步骤。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质具有记录在其上的程序；其中所述程序使所述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，所述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，所述动作和/或过程对于在所述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/或将其转换成在所述计算系统的存储器、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。这些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合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设备相关。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更专用的设备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。应了解的是，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。
附图说明
现将仅以实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展示了在TABO惯例中镜片的散光轴位γ；
-图2展示了在用于表征非球面的惯例中的柱镜轴位γAX；
-图3和图4图解地示出了眼睛和镜片的光学系统；
-图5示出了自眼睛转动中心的光线追踪；
-图6和图7示出了镜片的视野区；
-图8是根据本发明的方法的实施例的流程的图示；并且
-图9展示了由球复曲面镜片产生的、在斯图姆氏间距内的散焦光斑；
-图10表示根据处方的球镜度的绝对值获得的偏移量值；
-图11表示根据散光人群的处方的柱镜值获得的偏移量值；并且
-图12至图14展示了根据本发明的方法的实现方式的实例。
在本发明的意义上，光学功能对应于针对每个注视方向提供光学镜片对穿过所述光学镜片的光线的影响的功能。
光学功能可以包括如屈光功能、光吸收、偏振能力、对比度加强能力等……
屈光功能对应于随着注视方向而变的镜片光焦度(平均焦度、散光等……)。
措辞“光学设计”是广泛使用的措辞，本领域技术人员在眼科领域中已知其用于指代允许限定眼科镜片的屈光功能的参数集；每个眼科镜片设计者具有其自己的设计，特别是针对渐变眼科镜片。作为实例，渐变眼科镜片“设计”带来渐变表面的优化，以便恢复远视眼者在所有距离处看清楚的能力，而且还最优地关注中央窝视觉、中心凹外视觉、双眼视觉等所有生理视觉功能，并且使不需要的散光最小化。例如，渐变镜片设计包括：
-沿着镜片配戴者在白天活动过程中使用的主注视方向(子午线) 的焦度轮廓，
-在镜片侧面上(即，背离主注视方向)的焦度(平均焦度、散光……)分布。
这些光学特性是由眼科镜片设计者限定并计算、并且配备有渐变镜片的“设计”的一部分。
虽然本发明不限于渐变镜片，但是图1至10中展示了针对渐变镜片使用的措辞。本领域技术人员可以在单光镜片情况下调整这些定义。
一种渐变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，例如但不限于渐变表面、回归表面、复曲面表面、或非复曲面表面。
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：
Figure BDA0001408408020000071
其中，Rmax为局部最大曲率半径，用米为单位来表示，并且 CURVmin用屈光度为单位来表示。
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：
Figure BDA0001408408020000072
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的最小球镜度和最大球镜度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：
Figure BDA0001408408020000081
以及
Figure BDA0001408408020000082
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(又称为后表面)时，这些表达式如下：
Figure BDA0001408408020000083
以及
Figure BDA0001408408020000084
其中，n为镜片的成分材料的指数。
众所周知，在非球面表面上的任一点处的平均球镜度SPHmean也可以通过下公式来定义：
Figure BDA0001408408020000085
因此，平均球镜度的表达取决于所考虑的表面：
如果所述表面是物体侧表面，则
Figure BDA0001408408020000086
如果所述表面是眼球侧表面，则
Figure BDA0001408408020000087
还通过公式CYL＝|SPHmax-SPHmin|定义柱镜度CYL。
镜片的任何非球面的特性可以借助于局部平均球镜度和柱镜度来表示。当柱镜度为至少0.25屈光度时，可以认为表面是局部非球面的。
对于非球面表面，可以进一步定义局部柱镜轴位γAX。图1展示了如在TABO惯例中定义的散光轴位γ，而图2展示了在被定义成用于表征非球面表面的惯例中的柱镜轴位γAX。
柱镜轴位γAX为最大曲率CURVmax的取向相对于参考轴位并且在所选择的旋转方向上的角度。在以上定义的惯例中，参考轴位是水平的(此参考轴位的角度为0°)并且所述旋转方向在看向配戴者时对于每一只眼而言是逆时针的(0°≤γAX≤180°)。因此，柱镜轴位γAX的 +45°轴位值表示倾斜定向的轴位，在看向配戴者时，所述轴位从位于右上方的象限延伸到位于左下方的象限。
此外，考虑到配戴着镜片的人的状况，渐变多焦点镜片还可以用光学特性限定。
图3和图4是眼睛和镜片的光学系统的图解展示，因此示出了在本说明书中使用的定义。更精确地，图3展现了这种系统的透视图，展示了用于定义注视方向的参数α和β。图4是平行于配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时的情况下所述竖直平面经过眼睛转动中心。
将眼睛转动中心标记为Q’。图4上以点划线示出的轴位Q’F’是经过眼睛转动中心并且在配戴者前方延伸的水平轴位，即对应于主注视视角的轴位Q’F’。此轴位在称为配镜十字的点上切割镜片的非球面，所述点在镜片上存在使得眼镜师能够将镜片定位在镜架中。镜片的后表面与轴位Q’F’的相交点是点O。如果O位于后表面上，它可以是配镜十字。具有中心Q’和半径q’的顶球在水平轴位的点上与镜片的后表面相切。作为实例，25.5mm的半径q’值对应于常用值，并且在配戴着镜片时提供令人满意的结果。
图3中用实线表示的给定注视方向对应于围绕Q’旋转的眼睛位置并且对应于顶球的点J；角β是在轴位Q’F’与直线Q’J在包含轴位 Q’F’的水平平面上的投影之间形成的角；这个角出现在图3的方案中。角α是在轴位Q’J与直线Q’J在包含轴位Q’F’的水平平面上的投影之间形成的角，这个角出现在图3和图4上的方案中。给定的注视视角因此对应于顶球的点J或者对应于点对(α，β)。下降注视角的值越为正，则注视下降越多；并且所述值越为负，则注视上升越多。
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的图像在对应于最小距离JS和最大距离JT的两个点S与T之间形成，所述最小距离和最大距离将是矢状局部焦距和切向局部焦距。物体空间中在无穷远处的一点的图像在点F’处形成。距离D对应于镜片的后冠状面。
艾格玛函数(Ergorama)是对每一个注视方向关联物点的通常距离的函数。典型地，在按照主注视方向进行视远时，物点处于无穷远处。在按照基本上对应于朝向鼻侧的、绝对值为约35°的角α和约5°的角β的注视方向进行视近时，物距为30cm到50cm。为了了解关于艾格玛函数的可能定义的更多细节，可以考虑美国专利 US-A-6,318,859。所述文献描述了艾格玛函数、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是。艾格玛函数可以是配戴者的屈光不正或配戴者的下加光的函数。
通过使用这些要素，可以在每一个注视方向上定义配戴者的光焦度和散光。针对注视方向(α，β)来考虑在由艾格玛函数给定的物距处的物点M。在物体空间中针对对应光线上的点M将物体接近度 ProxO定义为顶球的点M与点J之间的距离MJ的倒数：
ProxO＝1/MJ
这使得能够针对顶球的所有点在薄镜片近似内计算物体接近度，所述薄镜片近似用于确定艾格玛函数。对于真实镜片而言，物体接近度可以被视为在对应光线上在物点与镜片的前表面之间的距离的倒数。
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：
Figure BDA0001408408020000101
通过用薄镜片的情况类推，因此针对给定注视方向和给定物体接近度，即，针对物体空间在对应光线上的一点，可以将光焦度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：
Figure BDA0001408408020000102
此定义对应于由镜片产生的一条光束的散光。可以注意到，所述定义在主注视方向上给出了散光的典型值。通常被称为轴位的散光角是角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，所述角取决于相对于平面{Q’， zm，ym}中的方向zm所使用的惯例。
在配戴条件下，镜片的光焦度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，所述论文的题目为“Ray tracing through progressive眼科镜[通过渐变眼科镜片的光线追踪]” (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)。
图5表示一种构型的透视图，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。须理解的是，光学表征要求根据配戴者的处方来对镜片进行机械加工。相比之下，在眼科镜片的情况下，所述表征可以是表面类型或光学类型，这两种表征能用两种不同观点描述同一物体。每当镜片的表征为光学类型时，它指代上述艾格玛函数眼睛- 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‘艾格玛函数-眼睛-镜片系统’。
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，称为配镜十字的点被置于眼睛的瞳孔前面或眼睛转动中心Q’前面。所述主注视方向对应于配戴者正直视前方的情形。在所选择的参考系中，不论配镜十字定位在镜片的哪个表面(后表面或前表面)，所述配镜十字因此对应于0°的降低角α和0°的方位角β。
以上参考图3至图5所作的描述是针对中央视觉给出的。在周边视觉中，由于注视方向固定，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注视方向而被考虑。当考虑周边视觉时，角α和角β对应于光线方向，而非注视方向。
在所述描述的剩余部分，可以使用术语如“向上”、“底部”、“水平”、“竖直”、“以上”、“以下”，或其他指示相对位置的字。在镜片的配戴条件下理解这些术语。值得注意地，镜片的“上”部分对应于一个负降低角α<0°以及镜片的“下”部分对应于一个正降低角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轴的大于所述配镜十字处的y_值的值，并且镜片的或半成品镜片毛坯的表面的“下”部分对应于参考系内的y轴的负值，并且优选地对应于沿y轴的小于所述配镜十字处的y_值的值。
这些配戴者条件应被理解为眼科镜片相对于配戴者眼睛的位置，例如由前倾角、角膜到镜片距离、瞳孔-角膜距离、CRE到瞳孔距离、 CRE到镜片距离、以及包角来定义。
角膜到镜片距离是沿着处于主位置的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)在角膜与镜片的后表面之间的距离，例如等于12mm。
瞳孔-角膜距离是沿着眼睛的视轴在其瞳孔与角膜之间的距离，通常等于2mm。
CRE到瞳孔距离是沿着眼睛的视轴在其转动中心(CRE)与角膜之间的距离，例如等于11.5mm。
CRE到镜片距离是沿着处于主位置的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)在眼睛的CRE与镜片的后表面之间的距离，例如等于25.5 mm。
前倾角是在镜片的后表面与处于主位置的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)之间的相交处、在所述镜片的后表面的法线与处于主位置的眼睛的视轴之间在竖直平面上的角，例如等-8°。
包角是在镜片的后表面与处于主位置的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)之间的相交处、在所述镜片的后表面的法线与处于主位置的眼睛的视轴之间、在水平平面上的角，例如等0°。
配戴者状况的实例可以由：8°的前倾角、12mm的角膜到镜片距离、2mm的瞳孔-角膜距离、11.5mm的CRE到瞳孔距离、25.5mm 的CRE到镜片距离、以及0°的包角来限定。
可以使用其他条件。配戴条件可以从用于给定镜片的光线跟踪程序来计算。
如之前所指示的，这些注视方向通常是根据配戴者的眼睛转动中心限定的。
图6和图7中示意性地示出了透过镜片看到的视野区。所述镜片包括位于所述镜片的上部的视远区26、位于所述镜片的下部的视近区 28和位于镜片的下部在所述视远区26和所述视近区28之间的视中区 30。所述镜片还具有一条穿过这三个区并限定鼻侧和颞侧的主子午线 32。
出于本发明的目的，渐变镜片的子午线32定义如下：对于与所述配镜十字相对应的注视方向与在所述视近区内的注视方向之间的角α＝α1的视野的每次降低，搜索所述注视方向(α1，β1)，因为在所述注视方向上，局部残余散光是最小的。因此，所有这些以那种方式定义的注视方向形成艾格玛函数-眼睛-镜片系统的子午线。所述镜片的子午线表示当配戴者从视远到视近观看时他的平均注视方向的轨迹。镜片的表面的子午线32被定义如下：属于镜片的光学子午线的每个注视方向(α，β)与表面在点(x，y)上相交。所述表面的子午线为与所述镜片的子午线的注视方向相对应的点集。
如图7中所示，子午线32将镜片分成鼻区和颞区。如所预期的，所述鼻区域为在所述子午线和配戴者的鼻子之间的镜片区域，而所述颞区域为在所述子午线和配戴者的颞之间的区域。鼻区被标记为 Area_nasal且颞区被标记为Area_temporal，如在所述描述的剩余部分中一样。
本发明涉及一种例如由计算机装置实施的用于确定眼科镜片具有不需要的散光的方法，所述眼科镜片与配戴者相适配。
如图8所示，根据本发明的方法至少包括：
-配戴者处方数据提供步骤S1，
-配戴者聚焦数据提供步骤S2，以及
-眼科镜片确定步骤S3。
在配戴者处方数据提供步骤S1过程中，提供指示所述配戴者的眼科处方的配戴者处方数据。典型地，提供配戴者的眼科处方。替代地，可以提供允许确定这样的眼科处方的信息，例如可以提供允许从数据库中确定配戴者的眼科处方的指示。
配戴者的眼科处方是光焦度、散光以及下加光(在相关情况下) 的一组光学特性，这些光学特性是由眼科医师确定的以便例如借助于被定位在个体的眼睛前方的镜片来矫正所述个体的视觉缺陷。一般来讲，针对渐变多焦点镜片的处方包括球镜度的值和在视远点处的散光的值、以及下加光值(在适当情况下)。
根据本发明的实施例，配戴者的眼科处方包括柱镜度处方值、和/ 或柱镜轴位处方值和/或球镜度处方值。
在配戴者聚焦数据提供步骤S2过程中，提供指示所述配戴者偏好的像方焦平面的配戴者聚焦数据。典型地，提供所述配戴者偏好的像方焦平面，具体而言所述配戴者偏好的像方焦平面的位置。替代地，可以提供允许确定这样的配戴者偏好的像方焦平面的信息，例如可以提供允许在数据库中确定所述配戴者偏好的像方焦平面的指示。
如之前所述，所述配戴者的偏好的像方焦平面的此类位置可以是斯图姆氏间距内的任何位置。
如图9所展示的，由球复曲面镜片所产生的散焦光斑的形状在斯图姆氏间距内从竖直线变化到竖直椭圆、到圆、到水平椭圆、然后到水平线。
图9示出了在存在1D散光的情况下穿过斯图姆氏间距的光线束、以及针对与不同散焦偏移量相对应的各个焦平面所得的点状物体的图像。水平条形图对应于5组不同受试者通过实验获得的平均像方焦平面。所述参照位置(0散焦偏移量)与最小弥散圆相对应。当受试者优选对应于所得竖直图像的像方焦平面的位置(由于与竖直光线相比，水平光线更好聚焦，如图中左部分的情况)时，认为受试者具有竖直方向偏好(对于组1和组4、并且在较小程度上对于组3的受试者)。当受试者优选对应于所得水平图像的像方焦平面的位置(由于与水平光线相比，竖直光线更好聚焦，如图中右部分的情况)时，认为受试者具有水平方向偏好(对于组5的受试者)。来自组2的受试者偏好的像方焦平面几乎在最小弥散圆上的位置，这意味着它们没有取向偏好。
可以通过根据本发明的方法来确定当配戴着具有不需要的散光的眼科镜片时所述配戴者偏好的像方焦平面。所述方法包括：
-“不需要的散光”提供步骤
-配戴者偏好的像方焦平面位置确定步骤
在所述“不需要的散光”提供步骤的过程中，向所述配戴者提供产生特定量散光的装置。除了与配戴者的处方相对应的最终散光矫正之外，还提供这种散光，从而产生不需要的散光的等效物。
在所述“不需要的散光”提供步骤的过程中，可以使用具有受控柱镜度的光学镜片来向配戴者提供“不需要的散光”。例如，可以使用水平方向或竖直方向1D的值。替代地，可以使用任何其他值和取向。
在所述配戴者偏好的像方焦平面位置确定步骤的过程中，通过调整所述图像平面的位置直至到达所述配戴者指示偏好的位置，来确定所述配戴者偏好的像方焦平面的位置。例如可以调整图像平面的位置，从而修改向配戴者提供的球镜度。
在没有提供不需要的散光的情况下可以重复所述配戴者偏好的像方焦平面位置确定步骤，以确定参考位置。对于指示配戴者偏好的像方焦平面的配戴者聚焦数据，可以提供这两个位置之间的差异。
在提供与不提供不需要的散光的情况下所测得的球镜度之间的差异对应于配戴者聚焦数据(WFD)。
可以通过控制眼科镜片的球镜度，来实现对图像平面的位置的调整。
更一般地，确定所述配戴者聚焦数据要求：
-一种方式来产生散光，如在0°的1D散光测试玻璃、或有源系统，如有源镜片或可变形反射镜或者综合屈光检查仪。
-改变焦点的装置，如测试镜片、包括可移动平面镜和镜片的 Badal系统、具有可变焦度镜片或可变形反射镜的有源系统、被观察的物体的位移，以及
-受试者的主观(偏好或对进展的直接控制)或客观(对调节力的直接测量)的反馈。
本发明人使用的实验设备
使用电磁可变形反射镜(52个致动器以及50微米行程；MIRAO， Imagine Eyes公司，法国)来引起散光并矫正受试者的像差。借助于安装在线性马达台上的Badal系统来实现焦距矫正。
最佳焦点搜索方法
使用基于交叉阶梯的最佳焦点搜索算法。所述算法基于随机化阶梯高效方法，其中受试者报告(使用键盘中的两个按钮)显示器中呈现的灰度图像是否比前一个图像更模糊或更清晰。每个阶梯的最大试验次数为30次，并且在最多11次反转之后选择最佳焦点。从初始焦点设置中将四个阶梯与不同的初始值[-0.75D，-0.50D，+0.50D，+0.75 D]交叉。受试者的反应可能超出所述初始设置给出的间距。最佳焦点被定义为最后8次反转的平均值。根据受试者的反应，借助于机动化 Badal系统自动设定试验期间的焦点位置。对于每种实验条件，使用四种不同的图像类型(白色背景上的斜体黑色E字母、脸部图像、城市景观、以及水果图像)来执行最佳焦点搜索。
实验协议
始终以相同的量(+1D)并且在斯图姆氏间距的各向同性焦点处引起散光。在实验开始时每隔10分钟、并且接着每60分钟用1％的托品酰胺两滴将受试者散瞳，以确保在测量期间失去调节力。在散瞳后，使眼睛的天然瞳孔与仪器的光轴对准，通过使用牙印模来保证稳定性。将可变形反射镜设定成用于补偿受试者的自然像差。所述受试者执行后续手动主观焦点设置。这种设置用作基于阶梯的最佳焦点搜索的基线。在不引起和引起“不需要的散光”的情况下进行矫正的像差下重复这种基于阶梯的最佳焦点。针对所述实验中使用的四个不同图像重复所述相同的程序。
在眼科镜片确定步骤S3过程中，基于所述配戴者的处方以及所述配戴者聚焦数据来确定所述眼科镜片以减小所述眼科镜片的不需要的散光对所述配戴者的影响。
根据本发明的实施例，基于所述配戴者的处方以及所述配戴者偏好的像方焦平面的位置来确定所述眼科镜片的球镜度以减小所述眼科镜片的不需要的散光对所述配戴者的影响。
例如，针对眼科镜片具有不需要的散光的每个注视方向(αi，βi)，确定所述眼科镜片的球镜度，使得所述配戴者偏好的像方焦平面与所述配戴者的视网膜之间的距离减小。优选地，针对使得眼科镜片具有不需要的散光的每个注视方向(αi，βi)，确定所述眼科镜片的球镜度，使得所述配戴者偏好的像方焦平面与所述配戴者的视网膜相对应。
视网膜应理解为与视网膜光学地共轭的任何表面。它可以是受试者的真实视网膜。在这样的情况下，减小所述配戴者偏好的像方焦平面与所述配戴者的视网膜之间的距离必须考虑所述配戴者的眼睛的几何形状或其模型。有利的是，可以针对在眼睛外与视网膜共轭的表面进行所述计算。在图4上用经过点F’的球表示这样的表面。这些表面通常由所述处方推导出。在这样的情况下，减小与所述配戴者偏好的像方焦平面的距离是在不需要眼睛的几何形状也不需要其模型的情况下实现的。
根据本发明的实施例，其中，所述眼科镜片在至少一个注视方向 (αi，βi)上具有水平轴位的不需要的散光，在所述眼科镜片确定步骤过程中，针对所述至少一个注视方向(αi，βi)：
-当所述配戴者偏好的像方焦平面对应于竖直方向偏好时，将所述眼科镜片的球镜度相对于基于所述配戴者的所述眼科处方的球镜度增大；并且
-当所述配戴者偏好的像方焦平面对应于水平方向偏好时，将所述眼科镜片的球镜度相对于基于所述配戴者的所述眼科处方的球镜度减小。
这样的实施例应结合正的柱镜度惯例来理解，其中散光是用正的焦度来指示。水平和竖直方向应如在Tabo惯例中所定义的来理解。
根据本发明的实施例，其中，所述眼科镜片在至少一个注视方向 (αi，βi)上具有竖直轴位的不需要的散光，并且在所述眼科镜片确定步骤过程中，针对所述至少一个注视方向(αi，βi)：
-当所述配戴者偏好的像方焦平面对应于竖直方向偏好时，将所述眼科镜片的球镜度相对于基于所述配戴者的所述眼科处方的球镜度减小；并且
-当所述配戴者偏好的像方焦平面对应于水平方向偏好时，将所述眼科镜片的球镜度相对于基于所述配戴者的所述眼科处方的球镜度增大。
这样的实施例应结合正的柱镜度惯例来理解，其中散光是用正的焦度来指示。水平和竖直方向应如在Tabo惯例中所定义的来理解。
如图8上所展示的，根据本发明的实施例，所述方法在眼科镜片确定步骤S3之前可以进一步包括：
-初始光学函数Fi提供步骤S21，以及
-目标光学函数确定步骤S22。
在所述初始光学函数Fi提供步骤的过程中，提供初始光学函数。所述初始光学函数针对一组注视方向S((α1，β1)；(α2，β2)… (αn，βn))中的每个注视方向(αi，βi)至少包括不需要的散光的值ASRi，并且提供球镜度的值Pi。典型地，使用现有的光学设计确定方法，基于所述配戴者的眼科处方来确定所述初始光学函数。
在所述目标光学函数确定步骤过程中，确定目标光学函数Ft。所述目标光学函数针对一组注视方向S((α1，β1)；(α2，β2)…(αn，βn))中的每个注视方向(αi，βi)包括不需要的散光的目标值ASRt 以及球镜度的目标值Pt，其中ASRt＝ASRi并且Pt＝Pi+Corr，
Corr是至少基于在所述配戴者聚焦数据提供步骤过程中提供的配戴者聚焦数据的球镜度矫正值。
在所述眼科镜片确定步骤过程中，基于所述目标光学函数来确定所述眼科镜片。
球镜度矫正值Corr可以根据不需要的散光目标值来限定，所述不需要的散光目标值被限定为所述眼科镜片的散光与配戴者的眼科处方的散光之间的差，Corr＝f(CYLcib)，例如Cor r＝CYLcib
这个函数还可以用配戴者聚焦数据WFD的函数来加权。
Corr＝f(CYLcib)*g(WFD)
例如，如果针对指示配戴者偏好的像方焦平面的配戴者聚焦数据提供如在步骤S2的实例中在具有和没有不需要的散光AST的情况下测得的所述两个位置之间的差异，则
g(WFD)＝WFD/ASTmes
发明人已经显示，受试者在存在取决于其处方的散光值的情况下移动其偏好焦平面。实际上，图9中表示的这5组受试者对应于具体限制组：G1：正视眼，G2：近视眼，G3：远视眼，G4：0°(水平) 散光，G5：90°(竖直，在Tabo下)。散光观察到的结果是，正视眼者在存在散光情况下具有竖直方向偏好，屈光不正者在没有散光的情况下保持接近与最佳焦点为零偏移量相对应的最小弥散圆，散光组朝相反方向上偏移：对应于具有与其自然散光相关的方向的偏好。
更具体地，可以与受试者的屈光不正以及散光处方成线性比例地估计偏移量，如图10和图11所示。
图10表示根据受试者处方的球镜度的绝对值获得的偏移量值。
图11表示根据这两个散光组各自的处方的柱镜度值获得的偏移量值。
观察到，所测得的偏好平面位置偏移量可以用配戴者处方的函数来得出近似值。
例如，对于由(SPH，CylRX，axeRx)限定的眼科处方以及由(CYLcib， axecib)限定的不需要的散光的目标值，可以将球镜度矫正值Corr定义为：
Corr＝f(CYLcib)*g(│SPH│,CylRX,axeRx,axecib)
函数g可以与灵敏度系数相关联，所述灵敏度系数是针对每个配戴者根据Corr的至少一个测量值针对给定柱镜值可定制的。
本发明人已经基于实验结果得到了以下公式：
Corr＝-CYLcib*{(-0.175+0.056*|SPH|)*cos(2*[axecib-axeRx]))+0.1* CYLRx*cos(2*[axecib-axeRx])}，如果0.056*|SPH|≤0.175并且
Corr＝-CYLcib*{0.1*CYLRx*cos(2*[axecib-axeRx])}，如果 0.056*|SPH|≥0.175
图12a和图12b示出了2D下加光的平光镜标准渐变下加光的特征。
图12a示出了相等球镜度线，即，由球镜度具有相同值的点形成的线。x轴和y轴给出了对应于视角(αi，βi)的坐标，以度计。
图12b使用与图12b相同的轴线示出了相等轴位线，并且图12b 的箭头示出了轴位的方向。
图13a示出了相等球镜度线，其中球镜度偏移量是使用本发明的方法、基于图12b中表示的散光值来确定的。
图13b示出了通过用图12a的球镜度减去图13a的球镜度得到的球镜度偏移量。新眼科镜片的柱镜度和散光不变。
图14示出了针对与SPH＝-4D、CYLRx＝-1D、axeRx＝90°的处方相对应的初始眼科镜片确定的球镜度偏移量的实例。
由于|SPH|≥3.125D，因此如下计算球镜度矫正值：
Corr＝-CYLcib*{0.1*CYLRx*cos(2*[axecib-axeRx])}
即，Corr＝-0.1*CYLcib*cos(2*axecib)
本发明还涉及一组具有相同处方的眼科镜片，即被适配成用于提供相同眼科矫正，所述组眼科镜片至少包括第一眼科镜片和第二眼科镜片。
-针对每个注视方向(αi，βi)，所述第一眼科镜片与第二眼科镜片之间的不需要的散光之差小于或等于0.12D。换言之，针对每个注视方向(αi，βi)，所述第一眼科镜片与第二眼科镜片的不需要的散光基本上相同。
在针对所述第一眼科镜片和第二眼科镜片中的每一者而言与大于 0.75D的不需要的散光相对应的一组注视方向上，所述第一眼科镜片与第二眼科镜片之间的不需要的散光之差大于或等于0.12D。换言之，这些眼科镜片之一已经根据本发明的方法进行适配以减小所述眼科镜片的不需要的散光对所述配戴者的影响，而另一个眼科镜片是在没有对球镜度进行适配来减小所述眼科镜片的不需要的散光对所述配戴者的影响的情况下确定的。
以上已经借助于实施例描述了本发明，这些实施例并不限制本发明的发明构思。
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”不排除其他的要素或步骤，并且不定冠词“一个(a)或(an)”不排除多个。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本发明的范围。

Claims (9)

1.一种由计算机装置实施的、用于确定具有不需要的散光的眼科镜片的方法，所述眼科镜片与配戴者相适配，其中，所述方法包括：
-配戴者处方数据提供步骤(S1)，在该步骤过程中，提供指示所述配戴者的眼科处方的配戴者处方数据，
-配戴者聚焦数据提供步骤(S2)，在该步骤过程中，提供指示所述配戴者偏好的像方焦平面的配戴者聚焦数据，
-眼科镜片确定步骤(S3)，在该步骤过程中，基于所述配戴者的所述处方以及所述配戴者聚焦数据来确定所述眼科镜片在至少一个注视方向上的球镜度以减小所述眼科镜片的不需要的散光在所述至少一个注视方向上对所述配戴者的影响，
其中，在所述眼科镜片确定步骤过程中：
基于所述配戴者的所述处方以及所述配戴者偏好的像方焦平面的位置来确定所述眼科镜片在所述至少一个注视方向(αi，βi)上的球镜度，以便减小所述眼科镜片的不需要的散光对所述配戴者的影响；和
确定所述眼科镜片的球镜度，使得所述配戴者偏好的像方焦平面与所述配戴者的视网膜之间的距离减小。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述眼科镜片在所述至少一个注视方向(αi，βi)上具有水平轴位的不需要的散光，并且在所述眼科镜片确定步骤过程中，针对所述至少一个注视方向(αi，βi)：
-当所述配戴者偏好的像方焦平面对应于竖直方向偏好时，将所述眼科镜片的球镜度相对于基于所述配戴者的所述眼科处方的球镜度增大；并且
-当所述配戴者偏好的像方焦平面对应于水平方向偏好时，将所述眼科镜片的球镜度相对于基于所述配戴者的所述眼科处方的球镜度减小。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述眼科镜片在所述至少一个注视方向(αi，βi)上具有竖直轴位的不需要的散光，并且在所述眼科镜片确定步骤过程中，针对所述至少一个注视方向(αi，βi)：
-当所述配戴者偏好的像方焦平面对应于竖直方向偏好时，将所述眼科镜片的球镜度相对于基于所述配戴者的所述眼科处方的球镜度减小；并且
-当所述配戴者偏好的像方焦平面对应于水平方向偏好时，将所述眼科镜片的球镜度相对于基于所述配戴者的所述眼科处方的球镜度增大。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括：
-初始光学函数Fi提供步骤(S21)，在该步骤过程中，提供初始光学函数，所述初始光学函数针对一组注视方向S((α1，β1)；(α2，β2)...(αn，βn))中的每个注视方向(αi，βi)包括不需要的散光的值ASRi以及球镜度的值Pi，
-目标光学函数确定步骤(S22)，在该步骤过程中，确定目标光学函数，所述目标光学函数针对一组注视方向S((α1，β1)；(α2，β2)...(αn，βn))中的每个注视方向(αi，βi)包括不需要的散光的目标值ASRt以及球镜度的目标值Pt，其中ASRt＝ASRi并且Pt＝Pi+Corr，
Corr是至少基于所述配戴者聚焦数据的球镜度矫正值；并且
在所述眼科镜片确定步骤过程中，基于所述目标光学函数来确定所述眼科镜片。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述配戴者处方数据包括柱镜度处方值，并且至少基于所述柱镜度处方值来确定所述球镜度矫正值Corr。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述配戴者处方数据包括柱镜处方轴位值，并且至少基于所述柱镜处方轴位值来确定所述球镜度矫正值Corr。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，所述配戴者处方数据包括球镜度处方值，并且至少基于所述球镜度处方值来确定所述球镜度矫正值Corr。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个指令序列，所述指令序列是处理器能够存取的并且在被所述处理器执行时致使所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。
9.一种用于确定具有不需要的散光的、与配戴者相适配的眼科镜片的系统，包括：
非瞬态计算机可读介质；
存储在所述非瞬态计算机可读介质上并且可由至少一个处理器执行用于以下各项的程序指令：
接收指示所述配戴者的眼科处方的配戴者处方数据，
接收指示所述配戴者偏好的像方焦平面的配戴者聚焦数据，
基于所述配戴者的所述处方以及所述配戴者聚焦数据来确定所述眼科镜片在至少一个注视方向上的球镜度以减小所述眼科镜片的不需要的散光在所述至少一个注视方向上对所述配戴者的影响，
其中，在确定所述眼科镜片在至少一个注视方向上的球镜度的过程中：
基于所述配戴者的所述处方以及所述配戴者偏好的像方焦平面的位置来确定所述眼科镜片在所述至少一个注视方向(αi，βi)上的球镜度，以便减小所述眼科镜片的不需要的散光对所述配戴者的影响；和
确定所述眼科镜片的球镜度，使得所述配戴者偏好的像方焦平面与所述配戴者的视网膜之间的距离减小。
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