本發(fā)明涉及用于增強現(xiàn)實的方法、系統(tǒng)、和設(shè)備。

本發(fā)明更具體地涉及用于改善配備有頭戴式顯示設(shè)備的佩戴者的視覺舒適度的鏡片和方法。

背景技術(shù)：

頭戴式顯示設(shè)備(如‘智能眼鏡’)在本領(lǐng)域中是已知的。這樣的設(shè)備可以允許佩戴者享有雙重可視化：一方面是通過‘自然’視覺得到的對‘現(xiàn)實生活’物體的可視化；而另一方面是‘虛擬’事物在顯示器上的可視化。這些‘虛擬’事物一般是計算機生成的信息內(nèi)容，如文本、圖像等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

對于屈光不正佩戴者而言，‘現(xiàn)實生活’物體的可視化需要矯正。這可以用被設(shè)計用于矯正佩戴者的視力缺陷以使佩戴者享有最佳視覺敏銳度的處方眼科鏡片來實現(xiàn)。這些眼科鏡片可以有利地針對個體佩戴者進行定制以獲得改進的視覺舒適度。這些眼科鏡片可以是接觸鏡片或眼內(nèi)鏡片。然而，這些類型的鏡片不適合所有佩戴者。一些佩戴者還可能出于個人原因而非實際的醫(yī)學(xué)禁忌癥候而喜歡眼鏡。那么這樣的佩戴者選擇眼鏡片。

因此，使用頭戴式顯示設(shè)備的屈光不正佩戴者需要該設(shè)備包括在‘自然’視覺和‘虛擬’視覺兩種情形下提供增強的視覺舒適度的眼鏡片。

在廣義上，本發(fā)明提供了讓使用頭戴式顯示設(shè)備的屈光不正佩戴者獲得改善的視覺舒適度的方法、系統(tǒng)和設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明，該頭戴式顯示設(shè)備包括眼科鏡片和顯示元件。該顯示元件被安排成一種構(gòu)型，使得當(dāng)佩戴者佩戴該頭戴式顯示設(shè)備時，該眼科鏡片位于該顯示元件與佩戴者的眼睛/臉之間。這與顯示元件嵌入鏡片體積中的頭戴式設(shè)備形成對比。

一方面，本發(fā)明提供了一種眼科鏡片供應(yīng)系統(tǒng)。該鏡片供應(yīng)系統(tǒng)允許基于佩戴者數(shù)據(jù)(如處方數(shù)據(jù)和/或生物統(tǒng)計學(xué)數(shù)據(jù))、并且基于頭戴式顯示設(shè)備數(shù)據(jù)來供應(yīng)個性化/定制的眼科鏡片。

另一方面，本發(fā)明提供了一種用于確定(計算)旨在配適到頭戴式顯示設(shè)備上的眼科鏡片的計算機實施方法。該方法依賴于對鏡片的相關(guān)視覺區(qū)的設(shè)計優(yōu)化、并且尤其是對鏡片的可用于‘虛擬’視覺的這部分的優(yōu)化。

另一方面，本發(fā)明提供了一種用于供應(yīng)或制造此類眼科鏡片的方法。

另一方面，本發(fā)明提供了一種用于實施本發(fā)明的這些方法的計算機程序產(chǎn)品和計算機可讀介質(zhì)。

另一方面，本發(fā)明提供了一種頭戴式顯示設(shè)備，該頭戴式顯示設(shè)備包括眼科鏡片和顯示元件，其中，該鏡片的設(shè)計在其相關(guān)區(qū)域進行了特殊優(yōu)化，以實現(xiàn)對由該顯示元件顯示的信息內(nèi)容的可視化。

根據(jù)本發(fā)明，該眼科鏡片可以是單焦鏡片或漸進式多焦點鏡片。

根據(jù)本發(fā)明，該頭戴式顯示設(shè)備可以是一幅眼鏡(智能眼鏡)。

本發(fā)明的這些系統(tǒng)、方法和設(shè)備對配備有頭戴式顯示設(shè)備的屈光不正佩戴者提供了改進的視覺舒適度，這樣佩戴者對于‘現(xiàn)實生活’世界的‘自然’視覺和由該設(shè)備提供的信息內(nèi)容的‘虛擬’視覺的體驗得到增強。

這是通過鏡片的、針對自然視覺進行優(yōu)化的中央視力區(qū)與該鏡片的針對虛擬視覺進行優(yōu)化的專門周邊視力區(qū)的特定組合來實現(xiàn)的。

本發(fā)明涉及‘自然’視覺的光焦度與‘虛擬’視覺的光焦度相同或不同的情形。因此在一些實施例中，該顯示元件用于顯示在無限距離處的信息內(nèi)容顯示，而在其他實施例中，該顯示元件用于顯示在有限距離處的信息內(nèi)容。例如，在一些實施例中，該顯示元件可以被配置成用于顯示在0.8至4m的距離(例如0.8至1m的距離)處的信息內(nèi)容。

參照下面列出的附圖，本發(fā)明的進一步的特征和優(yōu)點將從本發(fā)明的以下實施例(作為非限制性實例給出)的描述中顯現(xiàn)。

附圖說明

-圖1至圖3以圖解方式示出了眼睛和鏡片與從眼睛的轉(zhuǎn)動中心跟蹤的光線的光學(xué)系統(tǒng)；

-圖4和圖5分別為帶有微標(biāo)記的表面和為不帶有微標(biāo)記的表面示出了所定義的關(guān)于微標(biāo)記的坐標(biāo)系；

-圖6和圖7示出了鏡片的視野區(qū)；

-圖8至圖12展示了本發(fā)明的HMD設(shè)備和鏡片；

-圖13示意性地展示了本發(fā)明的示例性眼科鏡片供應(yīng)系統(tǒng)。

-圖14至圖38示出了根據(jù)本發(fā)明的鏡片的光學(xué)圖或表面圖。

可以認識到，展示圖中的元件是為了簡單和清晰起見并且不必按比例繪制。例如，圖中的一些元件的尺寸可能相對于其他元件被放大，以便有助于提高對本發(fā)明實施例的理解。

具體實施方式

提供了以下定義來對本發(fā)明進行描述。

“處方數(shù)據(jù)”在本領(lǐng)域中是已知的。處方數(shù)據(jù)指的是為佩戴者獲得的并且為每只眼睛指示以下內(nèi)容的一項或多項數(shù)據(jù)：處方遠視覺平均光焦度P_FV、和/或處方散光值CYL_FV和/或處方散光軸線AXE_FV和/或適合于矯正每只眼睛的屈光不正和/或遠視眼的處方下加光A。平均光焦度P_FV是通過將處方散光值CYL_FV的半值加到處方球鏡值SPH_FV上獲得的：P_FV＝SPH_FV+CYL_FV/2。然后，通過將處方下加光A加到針對同一只眼睛處方的遠視覺平均光焦度P_FV上針對近距離(近)視覺獲得每只眼睛的平均光焦度：P_NV＝P_FV+A。在漸進式鏡片的處方的情況下，處方數(shù)據(jù)包括為每只眼睛指示SPH_FV、CYL_FV及A的值的佩戴者數(shù)據(jù)。需要處方來矯正具有至少0.25D的光焦度或散光模數(shù)的屈光不正。也針對閱讀者(“柜臺交易”眼鏡)定義了處方。

“眼科鏡片”在本領(lǐng)域中是已知的。根據(jù)本發(fā)明，眼科鏡片可以選自漸進式鏡片，包括漸進式多焦點鏡片；單焦(單光)、雙焦、或更普遍地多焦點鏡片。該鏡片是用于頭戴式設(shè)備中，例如眼鏡(目鏡)。該鏡片可以是處方鏡片。該鏡片還可以適合于濾除經(jīng)過它或不經(jīng)過它的特定振幅和/或光譜的光。根據(jù)本發(fā)明可獲得的所有眼科鏡片可以與另一個鏡片成對從而形成一副鏡片。

“注視方向”可由一對角度值(α，β)標(biāo)識，其中所述角度值是關(guān)于中心在眼睛轉(zhuǎn)動中心(CRE)上的參考軸位測量的。更準(zhǔn)確地，圖1表示這種系統(tǒng)的透視圖，展示了用來定義注視方向的參數(shù)α和β。圖2是平行于佩戴者頭部的前后軸位的豎直平面圖，并且在當(dāng)參數(shù)β等于0時的情況下該豎直平面穿過眼睛轉(zhuǎn)動中心。將眼睛轉(zhuǎn)動中心標(biāo)記為Q’。圖2上以一條點劃線示出的軸位Q'F'是穿過眼睛轉(zhuǎn)動中心并且在佩戴者前方延伸的水平軸位，即對應(yīng)于主注視方向的軸位Q'F'。此軸位在稱為裝配十字的一個點上切割鏡片的前表面，該點存在于鏡片上從而使得眼科醫(yī)生能夠?qū)㈢R片定位在一個眼鏡架中。這個裝配十字指的是鏡片上必須與佩戴者看向一定距離時其視線相交的參考點。裝配十字對應(yīng)于0°的降低角α和0°的方位角β。鏡片的后表面與軸位Q’F’的相交點是點O。如果O位于后表面上，它可以是裝配十字。中心Q’的及半徑q’的頂點球面在水平軸位的一個點攔截了鏡片的后表面。作為實例，25.5mm的半徑q’的值對應(yīng)于一個常用值，并且在佩戴鏡片時提供令人滿意的結(jié)果。

給定的注視方向-在圖1上由實線所表示-對應(yīng)于眼睛繞著Q’轉(zhuǎn)動的位置和頂點球面的點J(參見圖2)；角β是在軸位Q’F’與直線Q’J在包括軸位Q’F’的水平平面上的投影之間形成的角；這個角出現(xiàn)在圖1的示意圖上。角α是在軸位Q’J與直線Q’J在包括軸位Q’F’的水平平面上的投影之間形成的角；這個角出現(xiàn)在圖1和圖2的示意圖上。給定的注視視野因此對應(yīng)于頂點球面的點J或者對應(yīng)于一對(α，β)。如果下降注視角的值為正并且越大，則注視下降越大；并且如果該值為負并且越大，則注視上升越大。

在給定的注視方向上，在物體空間中位于給定物距處的點M的圖像形成在對應(yīng)于最小距離JS和最大距離JT的兩個點S與T之間，該最小距離和最大距離將是矢狀局部焦距和切向局部焦距。在點F’處形成了無窮遠處的物體空間中一點的圖像。距離D對應(yīng)于鏡片的后正平面。

針對每個注視方向(α，β)，定義了光焦度P_α,β、散光模數(shù)Ast_α,β及此散光的軸位Axe_α,β、以及所產(chǎn)生的(也被稱為剩余的或不想要的)散光模數(shù)Asr_α,β。

“工作視景(Ergorama)”是將物點的通常距離與每個注視方向相關(guān)聯(lián)的函數(shù)。典型地，在遵循主注視方向的遠視覺中，物點處于無窮遠處。在遵循基本上對應(yīng)于在朝向鼻側(cè)的絕對值為約35°的角α和約5°的角β的注視方向的近視覺中，物距大約為30cm到50cm。為了了解關(guān)于工作視景的可能定義的更多細節(jié)，可以考慮美國專利US-A-6,318,859。該文獻描述了工作視景、其定義及其建模方法。對于本發(fā)明的方法而言，點可以處于無窮遠處或不處于無窮遠處。工作視景可以是佩戴者的屈光不正的函數(shù)。在單焦點鏡片的環(huán)境下，工作視景可以被定義為一個位于無窮遠距離處的平面。

使用這些元素可以在每一個注視方向上定義佩戴者的光焦度和散光。針對一個注視方向(α，β)來考慮在由工作視景給定的一個物距處的物點M。在物體空間中在對應(yīng)光線上針對點M將物體接近度ProxO定義為頂點球面的點M與點J之間的距離MJ的倒數(shù)：

ProxO＝1/MJ

這使得能夠在針對頂點球面的所有點的薄鏡片近似法內(nèi)計算物體接近度，該薄鏡片近似法用于確定工作視景。對于真實鏡片而言，物體接近度可以被視為物點與鏡片的前表面之間的在對應(yīng)光線上的距離的倒數(shù)。

對于同一注視方向(α，β)而言，具有給定物體接近度的點M的圖像形成于分別對應(yīng)于最小焦距和最大焦距(其將是矢狀焦距和切向焦距)的兩個點S與T之間。量ProxI稱為點M的圖像接近度：

$\mathrm{Pr}oxI=\frac{1}{2}(\frac{1}{JT}+\frac{1}{JS})$

通過用一個薄鏡片的情況類推，因此針對一個給定注視方向和一個給定物體接近度，即，針對物體空間在對應(yīng)光線上的一點，可以將光焦度Pui定義為圖像接近度與物體接近度之和。

Pui＝ProxO+ProxI

借助于相同的符號，針對每個注視方向并針對給定物體接近度，將散光Ast定義為：

$Ast=|\frac{1}{JT}-\frac{1}{JS}|$

此定義對應(yīng)于由鏡片產(chǎn)生的一條光束的散光。

圖3展現(xiàn)了一種配置的透視圖，其中，參數(shù)α和β非零。因此，可以通過示出固定參考系{x，y，z}和與眼睛關(guān)聯(lián)的參考系{x_m，y_m，z_m}來展示眼睛的轉(zhuǎn)動的影響。參考系{x，y，z}的原點在點Q’處。x軸是Q’O軸，并且是從鏡片朝向眼睛定向。y軸是豎直的并且向上定向。z軸使得參考系{x，y，z}是正交且直接的。參考系{x_m，y_m，z_m}關(guān)聯(lián)于眼睛，并且其中心是點Q’。x_m軸對應(yīng)于注視方向JQ'。因此，對于主注視方向而言，這兩個參考系{x，y，z}和{x_m，y_m，z_m}是相同的。已知的是，鏡片的性質(zhì)可以用若干不同的方式表示，并且值得注意的是，用表面和光學(xué)方式表示。因此，表面表征等效于光學(xué)表征。在眼科鏡片的情況下，該表征可以是表面類型或光學(xué)類型，這兩種表征能用兩個不同視點描述同一物體。每當(dāng)鏡片的表征為光學(xué)類型時，它指代上述工作視景眼鏡片系統(tǒng)。為了簡單，術(shù)語‘鏡片’用于本說明書中，但是須被理解為‘工作視景眼鏡片系統(tǒng)’。表面項的值可以相對于各點來表示。

光學(xué)項中的值可針對注視方向來表示。注視方向通常是由它們的降低程度以及原點在眼睛轉(zhuǎn)動中心的參考系中的方位角來給定。當(dāng)鏡片被安裝在眼睛前方時，對于主注視方向而言，稱為裝配十字的點被置于眼睛的瞳孔前面或眼睛轉(zhuǎn)動中心Q'前面。該主注視方向?qū)?yīng)于佩戴者正直視前方的情形。在所選擇的參考系中，不論裝配十字定位在鏡片的哪個表面(后表面或前表面)，該裝配十字因此對應(yīng)于0°的降低角α和0°的方位角β。

以上參考圖1至圖3所進行的描述是針對中央視覺給出的。在周邊視覺中，由于注視方向固定，因此瞳孔的中心取代眼睛的轉(zhuǎn)動中心而被考慮并且周邊光線方向取代注視方向而被考慮。當(dāng)考慮周邊視覺時，角α和角β對應(yīng)于光線方向，而非注視方向。

在該描述的剩余部分，可以使用術(shù)語如“向上”、“底部”、“水平”、“豎直”、“以上”、“以下”，或其他指示相對位置的字。在鏡片的佩戴條件下理解這些術(shù)語。值得注意地，鏡片的“上”部分對應(yīng)于一個負降低角α<0°以及鏡片的“下”部分對應(yīng)于一個正降低角α>0°。類似地，鏡片的表面的“上”部對應(yīng)于一個沿y軸的正值，并且優(yōu)選地對應(yīng)于一個沿y軸的大于對應(yīng)于該裝配十字處的y值的值，以及鏡片的或半成品鏡片毛坯的表面的“下”部對應(yīng)于一個沿如以上關(guān)于圖4和圖5定義的參考系內(nèi)的y軸的負值，并且優(yōu)選地對應(yīng)于一個沿y軸的小于該裝配十字處的y值的值。

通過漸進式鏡片看到的“視野區(qū)”對于技術(shù)人員是已知的并且被示意性地展示在圖6和圖7中。該鏡片包括位于該鏡片的上部的遠視力區(qū)26、位于該鏡片的下部的近視力區(qū)28和位于遠視力區(qū)26和近視力區(qū)28之間的中間區(qū)30。該鏡片還具有一條屬于例如前表面并且穿過這三個區(qū)域且限定鼻側(cè)和顳側(cè)的表面子午線32。

眼科鏡片可以被分成兩個部分：中央視力區(qū)和周邊視力區(qū)。該中央視力區(qū)和周邊視力區(qū)是互補的，因為在合在一起時它們允許重新構(gòu)成完整的鏡片。中央視力區(qū)(相應(yīng)地周邊視力區(qū))是關(guān)于佩戴者限定的，考慮了鏡片的位置/取向以及眼睛的轉(zhuǎn)動中心的位置。

眼科鏡片的“中央視力區(qū)”是指鏡片的、佩戴者通過它可以享有自然視覺的這部分。這對應(yīng)于鏡片的被最有用的或反射的注視方向攔截的部分。這個中央視力區(qū)可以使用眼睛追蹤方法、例如用眼睛追蹤眼鏡來確定。

眼科鏡片的“周邊視力區(qū)”是指鏡片的、與鏡片的中央視力區(qū)互補的部分。在一些實施例中，該周邊視力區(qū)是由這組注視方向(αi，βi)所攔截的鏡片部分，其中αi、βi用度數(shù)(°)表示，使得SQRT(αi²+βi²)≥15°。

“散光”指的是鏡片產(chǎn)成的散光，或指與處方散光(佩戴者散光)和鏡片產(chǎn)生的散光之間的差異對應(yīng)的殘余散光(不想要的散光)；在每種情況下，與振幅或振幅和軸位兩者相關(guān)。

“最小曲率”CURV_min在非球面表面上的任一點處由以下公式定義：

${\mathrm{CURV}}_{\min }=\frac{1}{R_{max}}$

其中，R_max為局部最大曲率半徑，用米來表示，并且CURV_min用m^-1來表示。

“最大曲率”CURV_max可以在非球面表面上的任一點處由以下公式來定義：

${\mathrm{CURV}}_{max}=\frac{1}{R_{min}}$

其中，R_min為局部最小曲率半徑，用米來表示，并且CURV_max用m^-1來表示。

標(biāo)記為SPH_min和SPH_max的“最小及最大球鏡度”可根據(jù)所考慮的表面的種類來推導(dǎo)。

當(dāng)所考慮的表面是物體側(cè)表面(前表面)時，這些表示如下：

并且

其中，n為鏡片的成分材料的折射率。

如果所考慮的表面是眼球側(cè)表面(后表面)，那么這些表示如下：

并且

“平均球鏡度”SPH_mean在非球面表面上的任一點處也可以通過以下公式來定義：

${\mathrm{SPH}}_{mean}=\frac{1}{2}({\mathrm{SPH}}_{\min }+{\mathrm{SPH}}_{max})$

因此，平均球鏡度的表示取決于所考慮的表面：

-如果該表面是物體側(cè)表面，那么

-如果該表面是眼球側(cè)表面，那么

-柱鏡度CYL也用公式CYL＝|SPH_max-SPH_min|來定義。

“柱鏡軸位”γ_AX為最大曲率CURV_max的定向相對于參考軸位并且在所選的轉(zhuǎn)動方向上的角度。在TABO慣例中，參考軸位是水平的(此參考軸位的角度為0°)并且該轉(zhuǎn)動方向在看向佩戴者時對于每一只眼而言是逆時針的(0°≤γ_AX≤180°)。因此，+45°的柱鏡軸位γ_AX的軸位值表示一條傾斜定向的軸線，在看向佩戴者時，該軸線從位于右上方的象限延伸到位于左下方的象限。

鏡片的任何非球面的特性可以借助于局部平均球鏡度和柱鏡度來表示。

因此，表面可以局部由一個三元組來定義，該三元組由最大球鏡度SPH_max、最小球鏡度SPH_min和柱鏡軸位γ_AX構(gòu)成?？商娲?，該三元組可以由平均球鏡度SPH_mean、柱鏡度CYL和柱鏡軸位γ_AX構(gòu)成。

協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)ISO 8990-2規(guī)定“微標(biāo)記”在漸進式鏡片上是強制的?！芭R時標(biāo)記”也可以應(yīng)用在該鏡片的兩個表面中的至少一個上，指示該鏡片上的控制點(參考點)的位置，例如，如針對遠視覺的控制點、針對近視覺的控制點、棱鏡參考點和裝配十字。這里在將微標(biāo)記連接的直線段的中點處考慮了棱鏡參考點PRP。如果沒有臨時標(biāo)記或者其已經(jīng)被清除，技術(shù)人員始終可以通過使用安裝圖紙和永久性微標(biāo)記在鏡片上定位這些控制點。類似地，在半成品鏡片毛坯上，標(biāo)準(zhǔn)ISO 10322-2要求應(yīng)用微標(biāo)記。

“佩戴者數(shù)據(jù)”(WD)指獲得的關(guān)于佩戴者的一項或多項數(shù)據(jù)。佩戴者數(shù)據(jù)通常包括“處方數(shù)據(jù)”(PD)和/或“生物統(tǒng)計數(shù)據(jù)”(BD)。上文定義了處方數(shù)據(jù)。佩戴者生物統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括關(guān)于佩戴者的形態(tài)的數(shù)據(jù)，并且通常包括以下各項中的一項或多項：單目瞳孔距離、瞳孔間距、眼睛的軸向長度、眼睛的轉(zhuǎn)動中心(CRE)的位置。佩戴者數(shù)據(jù)還包括“佩戴者鏡架數(shù)據(jù)”，這是與當(dāng)配適到鏡架上并由佩戴者佩戴時鏡片的取向相關(guān)的數(shù)據(jù)，諸如全視角、包角、頂點距離、針對主注視方向在眼睛的轉(zhuǎn)動中心與鏡片的眼睛側(cè)表面之間的距離等。佩戴者數(shù)據(jù)還可以包括如頭/眼增益等行為數(shù)據(jù)或如CAPE角等姿勢數(shù)據(jù)。佩戴者數(shù)據(jù)還可以包括安裝數(shù)據(jù)，該安裝數(shù)據(jù)是用于將佩戴者的眼睛相對于鏡架定位的數(shù)據(jù)，例如，像佩戴者的瞳孔間距和瞳孔高度。通常為每只眼睛提供佩戴者數(shù)據(jù)，但佩戴者數(shù)據(jù)還可以包括雙目生物統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

一般佩戴條件應(yīng)當(dāng)理解為鏡片相對于標(biāo)準(zhǔn)佩戴者的眼睛的位置，尤其是由(-7°)的全視角、鏡片的眼睛側(cè)表面與眼睛轉(zhuǎn)動中心之間的25.5mm的距離以及7°的包角來限定的。

“鏡架數(shù)據(jù)”(FD)指的是表征HMD鏡架的一項或多項數(shù)據(jù)的集合。所述數(shù)據(jù)可以包括以下各項中的一項或多項：待裝配的鏡片的尺寸(長度和高度)、用于鏡片的預(yù)期裝配的鏡架的內(nèi)鏡圈形狀、鏡片之間的距離(DBL)、鏡架的凸性、鏡架鏡圈的傾斜角度等。鏡架數(shù)據(jù)可以通過對實際鏡架進行物理測量獲得，例如，使用鏡架閱讀器。鏡架數(shù)據(jù)還可以在于對目錄或?qū)︻A(yù)定鏡架的集合(范圍)的引用。

“頭戴式設(shè)備數(shù)據(jù)(HMDD)”包括HMD的“鏡架數(shù)據(jù)”(FD)和與顯示元件在鏡架上的位置、顯示元件相對于一個鏡片或另一個鏡片的相對位置、顯示元件在鏡架上的取向、顯示元件相對于一個鏡片或另一個鏡片的相對取向、顯示元件的幾何形狀(包括形狀和/或一個或多個尺寸)、使得顯示元件能夠顯示由佩戴者看得見的信息內(nèi)容的距離(“虛擬圖像顯示距離”)有關(guān)的“顯示元件數(shù)據(jù)”(DED)。

“鏡片數(shù)據(jù)”(LD)指的是表征眼鏡片的一項或多項數(shù)據(jù)的集合。所述數(shù)據(jù)包括定義鏡片的一個或多個幾何(表面)特性和/或一個或多個光學(xué)特性的數(shù)據(jù)，如鏡片材料的光學(xué)折射率。鏡片架數(shù)據(jù)還可以延伸至進一步的信息，諸如鏡片設(shè)計的類型、鏡片材料、鏡片上一個或多個可能涂層的選擇等)。此類特性可以是從以上列出的光學(xué)參數(shù)中選擇的。鏡片數(shù)據(jù)可以是電子文件的形式，例如表面文件。所述表面文件可以對應(yīng)于有待制造的鏡片的成品后表面，例如其中，該鏡片是可以通過對半成品毛坯的后表面進行機械加工獲得的。所述表面文件還替代地對應(yīng)于有待制造的鏡片的前表面。所述鏡片數(shù)據(jù)還可以包括兩個表面文件，一個用于每個前和后表面、其相對位置和鏡片材料的折射率。

“眼鏡片的目標(biāo)光學(xué)功能”表示對于所述鏡片而言要達到的全局光學(xué)性能，即，眼鏡片應(yīng)該具有的特性的集合。在本發(fā)明的上下文中以及在本說明書的其余部分中，為了方便而使用術(shù)語“鏡片的目標(biāo)光學(xué)功能”。這種使用不是嚴格正確的，因為目標(biāo)光學(xué)功能是相對于眼鏡片和工作視景系統(tǒng)的給定佩戴者定義的。

此類系統(tǒng)的光學(xué)目標(biāo)功能是在許多給定注視方向上定義的一個或多個光學(xué)參數(shù)的目標(biāo)值的集合。在每個給定注視方向上為每個光學(xué)參數(shù)定義了一個目標(biāo)值。光學(xué)參數(shù)目標(biāo)值的結(jié)果集合就是目標(biāo)光學(xué)功能。

一方面，可以用單個光學(xué)參數(shù)定義一個目標(biāo)光學(xué)功能，例如，光焦度或不希望的散光或散光。另一方面，可以用兩個光學(xué)參數(shù)定義目標(biāo)光學(xué)功能，如光焦度和不想要的散光，或者光焦度和散光。另一方面，可以用進一步的光學(xué)參數(shù)定義目標(biāo)光學(xué)功能，如光焦度和散光的線性組合，或者可以考慮涉及更高階像差的其他參數(shù)。目標(biāo)光學(xué)功能中使用的光學(xué)參數(shù)的數(shù)量N取決于所期望的精度水平。事實上，光學(xué)參數(shù)越多，得到的鏡片越可能滿足佩戴者的需要。然而，增加參數(shù)數(shù)量N可能導(dǎo)致增加計算所花費的時間。所考慮的參數(shù)數(shù)量N的選擇將可以是這兩種需要之間的折中。關(guān)于目標(biāo)光學(xué)功能、光學(xué)參數(shù)定義和光學(xué)參數(shù)求值的更多細節(jié)可以在WO 2011/042504中找到。

目標(biāo)光學(xué)功能用于鏡片“光學(xué)優(yōu)化”過程中。所述過程通常包括

-定義目標(biāo)光學(xué)功能的步驟，其中，定義了目標(biāo)光學(xué)功能。所述目標(biāo)光學(xué)功能通常是通過考慮到佩戴者處方數(shù)據(jù)、佩戴者生物統(tǒng)計數(shù)據(jù)、及其他因素(如佩戴者行為，包括頭/眼行為)而設(shè)計的；

-定義初始鏡片的步驟；

-定義當(dāng)前鏡片的步驟，為所述當(dāng)前鏡片定義了當(dāng)前光學(xué)功能，該當(dāng)前鏡片初始地被定義為初始鏡片；

-一個或多個用于將該當(dāng)前光學(xué)功能與該目標(biāo)光學(xué)功能之間的差異最小化的光學(xué)優(yōu)化的步驟，例如，通過修改當(dāng)前鏡片。

綜上所述，技術(shù)人員理解針對給定鏡片定義“當(dāng)前光學(xué)功能”或“中間光學(xué)功能”。當(dāng)前或中間鏡片的所述當(dāng)前或中間光學(xué)功能是所述鏡片在與目標(biāo)光學(xué)功能相同的注視方向上一個或多個相同光學(xué)參數(shù)的值的集合。光學(xué)優(yōu)化的目的是將當(dāng)前光學(xué)功能與目標(biāo)光學(xué)功能之間的差異最小化。該優(yōu)化可通過迭代執(zhí)行，例如，通過使用光線追蹤方法。EP-A-0 990 939中描述了使用目標(biāo)定義進行鏡片光學(xué)優(yōu)化的實例。

頭戴式顯示設(shè)備

頭戴式顯示設(shè)備(HMD)在本領(lǐng)域中是已知的。這類設(shè)備要佩戴在佩戴者的頭上或周圍，包括頭盔式顯示器、光學(xué)頭戴式顯示器、頭戴式顯示器等等。它們包括用于顯示(計算機生成的)信息內(nèi)容以便佩戴者可看到的顯示元件。HMD可以提供計算機生成的信息內(nèi)容的顯示，有利地提供對計算機生成的信息內(nèi)容(‘虛擬顯示’)和‘現(xiàn)實生活’視野二者的可視化。HMD可以是單目的(單眼)或雙目的(雙眼)。本發(fā)明的HMD可以采取各種形式，包括眼鏡、面具(如滑雪或潛水面具)、眼罩等。HMD可以包括一個或多個鏡片。

根據(jù)本發(fā)明，HMD是這樣的：它包括具有物體側(cè)表面(S1)和眼睛側(cè)表面(S2)的眼科鏡片、以及顯示元件。該鏡片和顯示元件以一種方式安排成使得，該顯示元件被安排來通過朝佩戴者的眼睛發(fā)出光來顯示信息內(nèi)容，其方式為使得該顯示元件發(fā)出的光在到達佩戴者眼睛之前被該眼科鏡片的所述物體側(cè)表面(S1)折射、并且接著被所述眼睛側(cè)表面(S2)折射。因此該顯示元件被安排成一種構(gòu)型，使得當(dāng)佩戴者佩戴該頭戴式顯示設(shè)備時，該眼科鏡片位于該顯示元件與佩戴者的眼睛/臉之間。這與顯示元件嵌入鏡片體積中的頭戴式設(shè)備形成對比。

鏡片供應(yīng)系統(tǒng)

本發(fā)明涉及用于提供旨在由佩戴者佩戴的眼科鏡片的一種系統(tǒng)和多種方法，其中，該鏡片旨在配適到并且被設(shè)計成用于配適到頭戴式設(shè)備上。

一方面，本發(fā)明提供了一種用于提供旨在用于佩戴者的眼科鏡片的眼科鏡片供應(yīng)系統(tǒng)，其中：

-該眼科鏡片具有物體側(cè)表面和眼睛側(cè)表面，

其中，該眼科鏡片被安排成用于矯正該佩戴者的一只眼睛的屈光不正，并且該眼科鏡片旨在配適到頭戴式設(shè)備上，

-該頭戴式設(shè)備設(shè)有顯示元件，

其中，該顯示元件被安排成通過朝該佩戴者的眼睛發(fā)出光來顯示信息內(nèi)容，其方式為使得該顯示元件發(fā)出的光在到達該佩戴者眼睛之前被該眼科鏡片的所述物體側(cè)表面折射、并且接著被所述眼睛側(cè)表面折射。

有利地，該鏡片為佩戴者在自然視覺和虛擬視覺兩方面都提供了改進的視覺舒適度。該鏡片旨在矯正佩戴者的屈光不正，并且它可以選自單光鏡片和漸進式多焦點鏡片。

根據(jù)本發(fā)明，該供應(yīng)系統(tǒng)包括：

-被配置成用于對眼鏡片下訂單的第一處理裝置(PM1)，其中，所述第一處理裝置(PM1)位于鏡片訂購側(cè)(LOS)，并且其中，所述第一處理裝置(PM1)包括：

■被配置成用于輸入佩戴者數(shù)據(jù)(WD)的第一輸入裝置(IM1)，

其中，所述佩戴者數(shù)據(jù)(WD)可以包括與所述眼睛有關(guān)的處方數(shù)據(jù)(PD)，如處方光焦度(P)和/或處方散光(A)和生物統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以及

■被配置成用于輸入頭戴式設(shè)備數(shù)據(jù)(HWDD)的第二輸入裝置(IM2)，

其中，所述頭戴式設(shè)備數(shù)據(jù)(HMDD)可以包括顯示元件數(shù)據(jù)(DED)，如關(guān)于該顯示元件的位置、方位和幾何形狀的數(shù)據(jù)、或虛擬現(xiàn)實距離，即，該顯示元件顯示該信息內(nèi)容以便該佩戴者看得見時所處的距離；

-被配置成基于佩戴者數(shù)據(jù)(WD)和頭戴式設(shè)備數(shù)據(jù)(HMDD)來處理鏡片數(shù)據(jù)(LD)的第二處理裝置(PM2)，這樣該眼科鏡片包括：

■中央視力區(qū)，該中央視力區(qū)被安排成用于矯正該佩戴者的所述眼睛的屈光不正，從而提供該佩戴者敏銳的自然視覺，以及

■周邊視力區(qū)，該周邊視力區(qū)包括光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)被安排成用于矯正該佩戴者的所述眼睛的屈光不正，從而提供該佩戴者對由該顯示元件顯示的信息內(nèi)容的敏銳的虛擬視覺；

其中，所述第二處理裝置位于鏡片確定側(cè)(LDS)，并且其中，所述第二處理裝置(PM2)包括被配置成用于輸出所述鏡片數(shù)據(jù)(LD)的輸出裝置(OM)，以及

-被配置成用于將所述佩戴者數(shù)據(jù)(WD)和頭戴式設(shè)備數(shù)據(jù)(HMDD)從所述第一處理裝置(PM1)傳輸?shù)剿龅诙幚硌b置(PM2)的第一傳輸裝置(TM1)；并且

可選地其中，該供應(yīng)系統(tǒng)進一步包括：

-被配置成用于基于鏡片數(shù)據(jù)(LD)來制造眼科鏡片的制造裝置(MM1，MM2)，其中，所述制造裝置(MM1，MM2)位于鏡片制造側(cè)(LMS)，以及

-被配置成用于將所述鏡片數(shù)據(jù)(LD)從所述第二處理裝置(PM2)傳輸?shù)剿鲋圃煅b置(MM1，MM2)的第二傳輸裝置(TM2)。

有利地根據(jù)本發(fā)明，該處理裝置被配置成用于通過考慮該眼睛的轉(zhuǎn)動中心的位置、該鏡片相對于該眼睛的位置和取向、與該顯示元件相對于該眼睛和鏡片的位置、取向和幾何形狀之間的關(guān)系來確定該光學(xué)系統(tǒng)。

該鏡片訂購側(cè)(LOS)通常在為佩戴者(顧客)訂購鏡片的眼部保養(yǎng)專業(yè)人員或眼科醫(yī)生的處所內(nèi)。

鏡片確定側(cè)(LDS)裝配有處理裝置，該處理裝置可有利地被安排成用于執(zhí)行如在此所述的鏡片確定方法中的任何一種方法，或者可有利地包括如下文中所描述的計算機程序產(chǎn)品。

以上輸入裝置(IM)中的每一個輸入裝置可以是任何適合于相關(guān)數(shù)據(jù)的輸入的輸入裝置。所述輸入裝置是優(yōu)選地為方便界面(例如，可與顯示裝置相連使用)而選擇的，并且可以是計算機(諸如個人計算機或膝上型計算機、平板計算機、手機、終端、遙控器等)的鍵盤。

本發(fā)明的系統(tǒng)可進一步包括被配置成用于鏡架數(shù)據(jù)(FD)的輸入的輸入裝置(IM3)，其中，所述鏡架是意在用于裝配鏡片的眼架，和/或被配置成用于佩戴者生物統(tǒng)計數(shù)據(jù)(BD)的輸入的輸入裝置(IM4)。

根據(jù)本發(fā)明，輸入裝置(IM1-IM4)可(部分地或完全地)彼此不同或可被組合起來。例如，一種情況可以是(IM1)＝(IM2)或者(IM1)＝(IM2)＝(IM4)等。

鏡片制造側(cè)通常位于光學(xué)實驗室里，即，裝備有用于基于先前獲得或生成的鏡片數(shù)據(jù)制造符合鏡片訂單的鏡片的制造裝置的地方。

鏡片制造裝置(MM、MM1、MM2)在本領(lǐng)域是已知的，并且技術(shù)人員熟悉合適的制造裝置。所述制造裝置可包括以下各項中的一項或多項：表面修整(包括數(shù)字表面修整)、拋光、磨邊裝置等。鏡片制造側(cè)(LMS)可包括制造裝置的組合，包括若干不同的表面修整裝置和/或若干拋光裝置等。

鏡片制造側(cè)可進一步包括被配置成用于從所述第二處理裝置接收信息的輸入裝置并且進一步將該信息傳輸?shù)较嚓P(guān)制造裝置。

鏡片制造側(cè)(LMS)可進一步包括第三處理裝置(PM3)。第三處理裝置可以例如相對于制造裝置發(fā)送進一步的數(shù)據(jù)，諸如特定制造裝置或與特定制造裝置一起使用的制造規(guī)則的指定(選擇)，例如，給定制造協(xié)議的選擇或關(guān)于特定制造裝置的設(shè)置的特定制造參數(shù)的標(biāo)識。

在本發(fā)明的系統(tǒng)中，傳輸裝置(TM1、TM2)可包括所有類型的合適的傳輸裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉鏡片供應(yīng)系統(tǒng)領(lǐng)域中有用的合適的傳輸裝置。合適的裝置包括電子通信，諸如通過網(wǎng)絡(luò)連接，例如通過一個或多個服務(wù)器，電子郵件通信等。

在本發(fā)明的一個方面，該第一和/或第二和/或第三處理裝置(PM1、PM2、PM3)可以是計算機實體并且可包括存儲器(MEM)。這些計算機實體可通過一個或多個服務(wù)器彼此連接。所述服務(wù)器可以包括存儲器形式的存儲裝置。

存儲器在本領(lǐng)域中是已知的并且技術(shù)人員熟悉被配置成在鏡片供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)實施的存儲器。該存儲器可以被配置成用于存儲數(shù)據(jù)，如：輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)(如中間計算結(jié)果)。存儲器作為工作存儲器和/或?qū)Υ鎯χ噶钚蛄袝怯杏玫?。存儲器可被設(shè)置在一個或多個存儲元件/裝置中，并且可作為服務(wù)器的一部分。

在圖13示意性地展現(xiàn)了本發(fā)明的示例性眼科鏡片供應(yīng)系統(tǒng)。

鏡片設(shè)計及優(yōu)化方法

另一方面，本發(fā)明提供了一種用于提供旨在用于佩戴者的眼科鏡片(L)的計算機實施方法，其中：

-該眼科鏡片(L)具有物體側(cè)表面(S1)和眼睛側(cè)表面(S2)，

其中，該眼科鏡片(L)被安排成用于矯正該佩戴者的一只眼睛(E)的屈光不正，并且該眼科鏡片旨在配適到頭戴式設(shè)備(HMD)上，該頭戴式設(shè)備(HMD)旨在由該佩戴者佩戴；

并且其中，該眼科鏡片包括：

■中央視力區(qū)，該中央視力區(qū)被安排成用于矯正該佩戴者的所述眼睛的屈光不正，從而提供該佩戴者敏銳的自然視覺，以及

■周邊視力區(qū)，該周邊視力區(qū)包括光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)被安排成用于矯正該佩戴者的所述眼睛的屈光不正，從而提供該佩戴者對由該顯示元件顯示的信息內(nèi)容的敏銳的虛擬視覺；

-該頭戴式設(shè)備(HMD)設(shè)有顯示元件(DE)，

其中，在該頭戴式設(shè)備(HMD)被該佩戴者佩戴時，該顯示元件(DE)被安排成用于通過朝該佩戴者的該眼睛(E)發(fā)出光來顯示信息內(nèi)容，其方式為使得該顯示元件發(fā)出的光在到達該佩戴者眼睛之前被該眼科鏡片的該物體側(cè)表面(S1)的第一子部分(SP1)折射、并且接著被該眼睛側(cè)表面(S2)的第二子部分(SP2)折射；并且其中：

■所述第二子部分(SP2)包括位于該鏡片的眼睛側(cè)表面(S2)上、在攔截該周邊視力區(qū)的注視方向上的幾何質(zhì)心；

■所述第二子部分(SP2)可以在以該眼睛的轉(zhuǎn)動中心為中心的角坐標(biāo)系(α，β)中進行定義，α是降低角并且β是方位角；

■該光學(xué)系統(tǒng)包括具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)，其中，所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)是由該第一子部分(SP1)和第二子部分(SP2)限定的；

■優(yōu)選地，所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)被安排成使得，在一般佩戴條件下，所述第二子部分(SP2)可以內(nèi)接于該眼睛側(cè)表面(S2)的、具有12°-30°邊長的正方形內(nèi)，該邊長是在(α，β)坐標(biāo)系內(nèi)作為距離測量的，α、β用度數(shù)(°)表示，其中按照SQRT((α_M-α_N)²+(β_M-β_N)²)來計算兩個點M、N之間的距離，其中SQRT是平方根函數(shù)。

該方法提供了鏡片計算，即，確定其設(shè)計，從而使得接著可以制造鏡片。

根據(jù)本發(fā)明，所述用于確定眼科鏡片的方法包括以下步驟：

(i)提供包括與該佩戴者的該眼睛(E)有關(guān)的處方數(shù)據(jù)(PD)的佩戴者數(shù)據(jù)(WD)；

(ii)提供與該頭戴式設(shè)備(HMDD)有關(guān)的、包括顯示元件數(shù)據(jù)(DED)的數(shù)據(jù)，

(iii)基于步驟(ii)的數(shù)據(jù)，限定所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)在該鏡片上的位置；可選地確定所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)的閉合孔徑張角輪廓C，該閉合孔徑張角輪廓可以在該(α，β)角坐標(biāo)系中進行定義，α是眼睛降低角并且β是眼睛方位角

(iv)通過以下方式來確定該眼科鏡片(L)：

■考慮步驟(i)的數(shù)據(jù)，并且

■通過光學(xué)定義或表面定義的方式來確定所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)。

例如，步驟(iii)可以使用光線追蹤方法、眼鏡追蹤方法、例如使用眼睛追蹤器(如眼睛追蹤眼鏡)來進行。

有利地，步驟(iii)允許標(biāo)識(界定)鏡片的可用于虛擬視覺的區(qū)，即佩戴者看得見該顯示元件顯示的信息內(nèi)容。接著可以為此具體目的而將這個區(qū)在其光學(xué)設(shè)計和/或表面設(shè)計方面進行優(yōu)化。

本發(fā)明的方法是有利的，因為它在鏡片中獲得了具有穩(wěn)定性能的區(qū)。相應(yīng)地，這允許使光學(xué)缺陷穩(wěn)定，從而根據(jù)本發(fā)明所確定的鏡片可以與各種各樣的顯示器一起使用，而與所述顯示器的精確規(guī)格無關(guān)。

在此方面，在本發(fā)明的所有方法和設(shè)備中，所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)可以是這樣的：該區(qū)中的光焦度不同于‘自然視覺’的光焦度。相反，在所有方法和設(shè)備中，所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)可以是這樣的：該區(qū)中的光焦度與‘自然視覺’的光焦度相同。

通過目標(biāo)介導(dǎo)的光學(xué)優(yōu)化進行鏡片設(shè)計的方法

在一些實施例中，步驟(iv)可以包括通過執(zhí)行光學(xué)優(yōu)化來確定眼科鏡片(L)的步驟。例如，步驟(iv)可以包括以下步驟：

(a)可選地根據(jù)將可視化距離與注視方向(α，β)關(guān)聯(lián)起來來選擇工作視景；

(b)根據(jù)多個注視方向(α_i，β_i)來定義所述眼科鏡片(L)的目標(biāo)光學(xué)功能；

(c)通過以下方式來進行優(yōu)化：

■選擇初始鏡片；

■定義當(dāng)前鏡片，為該當(dāng)前鏡片定義當(dāng)前光學(xué)功能，該當(dāng)前鏡片初始地被定義為該初始鏡片；

■例如以代價或優(yōu)值函數(shù)來進行光學(xué)優(yōu)化以使該當(dāng)前光學(xué)功能與該目標(biāo)光學(xué)功能之間的差異最小化；

在對工作視景的定義中，能夠考慮虛擬圖像顯示距離，即，顯示元件用來顯示信息內(nèi)容以便佩戴者可得見的距離。這個距離因此可以用來定義在鏡片的對應(yīng)區(qū)中工作視景的相關(guān)特性。

當(dāng)前光學(xué)功能與目標(biāo)光學(xué)功能之間的差可以用最小二乘法來計算，例如高斯-牛頓、或Levenberg-Marquardt，如在《數(shù)值最優(yōu)化》，Bonnas等人，施普林格出版社2003中描述的。

在一些實施例中，步驟(iv)可以包括通過進行光學(xué)優(yōu)化來確定眼科鏡片(L)的步驟，其中，在步驟(iv)：

-步驟(b)包括在所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)內(nèi)設(shè)定目標(biāo)值；和/或

-步驟(c)的光學(xué)優(yōu)化包括優(yōu)化所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)內(nèi)的視覺性能，例如通過針對各個注視方向用權(quán)重值來定義該代價或優(yōu)值函數(shù)、并且在所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)內(nèi)所包括的一個或多個注視方向上選擇較高數(shù)值的權(quán)重系數(shù)。

有利地根據(jù)本發(fā)明，這樣的步驟(iv)實現(xiàn)該區(qū)針對信息(虛擬)視覺的特定優(yōu)化。這種優(yōu)化允許在感興趣區(qū)中實現(xiàn)光學(xué)目標(biāo)判據(jù)。

進一步地，該目標(biāo)光學(xué)功能定義步驟(b)可以是這樣的：在所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)中提供改進的光學(xué)性能。例如，該目標(biāo)光學(xué)功能可以考慮關(guān)于所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)及其光學(xué)特性的以下判據(jù)中的一個或多個或所有判據(jù)：

■它可以內(nèi)接于具有12°-30°邊長的正方形內(nèi)，該邊長是在所述(α，β)坐標(biāo)系內(nèi)作為距離測量的，其中α、β用度數(shù)(°)表示；

■其幾何質(zhì)心位于在所述(α，β)坐標(biāo)系中測量的距鏡片的光學(xué)中心為15°的距離處；即，對于在所述(α，β)坐標(biāo)系中位于(α_B，β_B)處的幾何質(zhì)心，SQRT(α_B²+β_B²)≥15°，其中SQRT是平方根函數(shù)；

■它在光焦度和不想要的散光方面是穩(wěn)定的，使得在整個區(qū)上，光焦度和不想要的散光基本上具有恒定值，例如恒定值+/-0.12D或恒定值+/-0.06D；光焦度可以指所有軸位的平均光焦度；

■光焦度P_S的所述恒定值基本上等于在該鏡片的光學(xué)中心處的光焦度值P_C，例如ABS(P_S-P_C)≤0.25D或≤0.12D，其中ABS表示絕對值；并且

不想要的散光Asr_S的所述恒定值基本上等于在鏡片的光學(xué)中心處的光焦度值A(chǔ)sr_C，例如ABS(Asr_S-Asr_C)≤0.25D或≤0.12D，其中ABS表示絕對值。

這些特征在下文更詳細地進行了描述。

通過表面組合進行鏡片設(shè)計的方法

在一些實施例中，步驟(iv)可以包括通過表面組合、通過加上和/或減去一個或多個表面進行的表面計算步驟，用于獲得對該眼科鏡片(L)的物體側(cè)表面(S1)和/或眼睛側(cè)表面(S2)的表面定義。

這些表面是位于三維空間內(nèi)的多個點的二維軌跡，在該表面中對于不同的點顯示出變化的‘海拔’(高度)。它們可以在笛卡爾坐標(biāo)系中用數(shù)學(xué)函數(shù)z＝f(x，y)來定義，其中對于表面的每個點，高度(z)是對于具有(x，y)平面坐標(biāo)的點定義的海拔。可以使用多個預(yù)先定義的表面來提供表面‘庫’，其中各種表面輪廓對應(yīng)于各種表面特性。接著可以將這些預(yù)先定義的表面(一些是球面，一些不是)通過相加和/或相減來進行組合從而定義S1和/或S2。當(dāng)組合了表面之后，可以在加法或減法之前對這些表面進行加權(quán)。

例如，步驟(iv)可以包括以下步驟：

-提供一組表面，每個表面適合于給定的處方數(shù)據(jù)；

-選擇加法或減法表面，其中加法或減法表面被定義為在該鏡片上、除了在所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)的至少一個部分之外具有零值的鏡片表面，其中在所述部分上，該加法或減法表面不是零，例如，該表面包括球面、非球面或環(huán)曲面；

-將來自所述組的一個表面與一個或多個加法表面或與一個或多個減法表面進行組合，

-優(yōu)選地選擇兩個加法或減法表面并且在組合之前進行加權(quán)；

以達到所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)的希望的光學(xué)性能。

此步驟(iv)允許專門設(shè)計所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)，即，以在所述區(qū)中提供穩(wěn)定的光學(xué)性能的方式。這改善了佩戴者的虛擬視覺舒適度。

例如，S1可以被定義為球面，并且S2可以由第一加權(quán)球面與在所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)中為環(huán)曲面的第二加權(quán)球面的組合來得到。在另一個實例中，S1可以是第一加權(quán)球面與除了在所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)中之外為零值的另一個第二加權(quán)表面(其中該表面是球面)的組合，而S2可以是球面。設(shè)想到了所有這樣的可能組合(與加權(quán)和非加權(quán)表面)。進一步地，技術(shù)人員了解，S1可以是鏡片的前(物體側(cè))表面，或者它可以是鏡片的后(眼睛側(cè))表面。使用的第一和第二權(quán)重可以通過優(yōu)化方法來確定。

有利地根據(jù)本發(fā)明，可以與(預(yù))優(yōu)化過的表面進行表面組合。這出乎意料地允許達到權(quán)利要求中引用的光學(xué)性能，尤其滿足在此描述的以及在實例中詳述的判據(jù)C1、C2和C3。

鏡片設(shè)計和優(yōu)化方法：多個具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)

在一些實施例中，可以針對具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)的至少兩個可能位置和/或幾何形狀來重復(fù)本發(fā)明的方法。這對于以下情形是特別有利的：HMD被配置成使得顯示元件可以在HMD鏡架上采取兩種或更多相異的構(gòu)型。

有利地，可以針對這兩種(或更多)不同的構(gòu)型來實施本發(fā)明的優(yōu)化方法，從而在該設(shè)備的這兩種構(gòu)型中均實現(xiàn)虛擬視覺的視覺舒適度。這兩種構(gòu)型可以有利地被選擇成該顯示元件的兩個‘極端’位置和/或取向。

因此，在一些實施例中，

-該顯示元件(DE)被配置成使得該佩戴者可以將其位置和/或取向設(shè)置成至少兩種不同的構(gòu)型，

-針對每種構(gòu)型執(zhí)行步驟(ii)和(iii)，以便確定具有穩(wěn)定光學(xué)性能的相應(yīng)區(qū)的相應(yīng)位置，并且

-步驟(iv)包括確定所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的相應(yīng)區(qū)。

鏡片提供和制造方法

另一方面，本發(fā)明提供了一種用于提供或制造旨在由佩戴者佩戴的眼科鏡片的方法，該方法包括如在此描述的用于鏡片確定的計算機實施方法。

計算機程序

另一方面，本發(fā)明提供了一種(非瞬態(tài))計算機程序，該計算機程序包括一個或多個存儲的指令序列，這些指令是處理器可存取的并且在被該處理器執(zhí)行時致使該處理器實施本發(fā)明的方法的步驟。

另一方面，本發(fā)明提供了一種(非瞬態(tài))計算機可讀介質(zhì)，該計算機可讀介質(zhì)實施所述計算機程序產(chǎn)品的一個或多個指令序列。

旨在用于屈光不正佩戴者的眼科鏡片

另一方面，本發(fā)明提供了一種旨在用于佩戴者的一只屈光不正眼睛的眼科鏡片，其中：

-該眼科鏡片具有物體側(cè)表面(S1)和眼睛側(cè)表面(S2)；

-該眼科鏡片被安排成用于矯正該佩戴者的眼睛的屈光不正；

-該眼科鏡片旨在配適到設(shè)有顯示元件的頭戴式設(shè)備上，并且

-該眼科鏡片包括：

■中央視力區(qū)，該中央視力區(qū)被安排成用于矯正該佩戴者的所述眼睛的屈光不正，從而提供該佩戴者敏銳的自然視覺，以及

■周邊視力區(qū)，該周邊視力區(qū)包括光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)被安排成用于矯正該佩戴者的所述眼睛的屈光不正，從而提供該佩戴者對由該顯示元件顯示的信息內(nèi)容的敏銳的虛擬視覺。

在一些實施例中，該眼科鏡片是這樣的：

-其中，該顯示元件被安排成用于通過朝該佩戴者的該眼睛發(fā)出光來顯示信息內(nèi)容，其方式為使得該顯示元件發(fā)出的光在到達該佩戴者眼睛之前被該眼科鏡片的該物體側(cè)表面(S1)的第一子部分(SP1)折射、并且接著被該眼睛側(cè)表面(S2)的第二子部分(SP2)折射；

-所述第二子部分(SP2)包括位于該鏡片的眼睛側(cè)表面(S2)上、在攔截該周邊視力區(qū)的注視方向上的幾何質(zhì)心；

-所述第二子部分(SP2)可以在以該眼睛的轉(zhuǎn)動中心為中心的角坐標(biāo)系(α，β)中進行定義，α是降低角并且β是方位角，

-該光學(xué)系統(tǒng)包括具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)，其中，所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)是由該第一子部分(SP1)和第二子部分(SP2)限定的；

-優(yōu)選地，所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)被安排成使得，在一般佩戴條件下，所述第二子部分(SP2)可以內(nèi)接于該眼睛側(cè)表面(S2)的、具有12°-30°邊長的正方形內(nèi)，該邊長是在(α，β)坐標(biāo)系內(nèi)作為距離測量的，α、β用度數(shù)(°)表示，其中按照SQRT((α_M-α_N)²+(β_M-β_N)²)來計算兩個點M、N之間的距離，其中SQRT是平方根函數(shù)。

一方面，本發(fā)明的鏡片是這樣的：

-該眼科鏡片是旨在配適到頭戴式設(shè)備上的單光鏡片，并且

-在該中央視力區(qū)，該眼科鏡片包括在該物體側(cè)表面(S1)上的第一光學(xué)中心和在該眼睛側(cè)表面(S2)上的第二光學(xué)中心；下文中，第二光學(xué)中心被稱為“光學(xué)中心”。光學(xué)中心是上文定義的PRP。

-在一般佩戴條件下，該周邊視力區(qū)被定義為該鏡片的被這組注視方向(αi，βi)所攔截的部分，其中αi、βi用度數(shù)(°)表示，使得SQRT(αi²+βi²)≥15°。因此，該周邊視力區(qū)被定義為‘位于’距鏡片的光學(xué)中心為15°或更大距離處的一組注視方向，其中該距離是在(α，β)坐標(biāo)系中測量的。這是有利的，因為其最小化了對中央視覺的影響，并且因此基本上不影響佩戴者的中央(自然)視覺。

一方面，本發(fā)明的鏡片是這樣的：在一般佩戴條件下：

-所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)在光焦度和/或不想要的散光方面是穩(wěn)定的，使得在整個區(qū)上，光焦度和/或不想要的散光基本上具有恒定值，例如恒定值+/-0.12D或恒定值+/-0.06D；光焦度可以指所有軸位的平均光焦度；

-光焦度P_S的所述恒定值基本上等于在該鏡片的光學(xué)中心處的光焦度值P_C，例如ABS(P_S-P_C)≤0.25D或≤0.12D，其中ABS表示絕對值；和/或

-不想要的散光Asr_S的所述恒定值基本上等于在該鏡片的光學(xué)中心處的不想要的散光值A(chǔ)sr_C，例如ABS(Asr_S-Asr_C)≤0.25D或≤0.12D，其中ABS表示絕對值。

在以上定義中，具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)是在光焦度的意義上表征的，但技術(shù)人員了解，焦度也可以在球鏡值和/或柱鏡值的意義上表示。

表述“具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)內(nèi)接于正方形”中指示，所述區(qū)可以完全配合在此正方形中。并不要求這個區(qū)的輪廓的最少數(shù)量的點與該正方形的輪廓重合。然而要求這個區(qū)的輪廓或表面區(qū)域的任何點都在這個正方形的輪廓上或在該正方形內(nèi)。在表面積的意義上，這指示這個區(qū)的表面積可以是小于30°×30°、或小于20°×20°。

在一些實施例中，單光鏡片旨在用于至少2.00、優(yōu)選地至少3.00D的鏡片光焦度絕對值、和/或用于至少2.00、優(yōu)選地至少3.00D的鏡片散光值。

在一些實施例中，單光鏡片旨在用于至少2.00、優(yōu)選地至少3.00D的處方焦度絕對值、和/或用于至少2.00、優(yōu)選地至少3.00D的處方散光值。

在一些實施例中，單光鏡片是這樣的：光焦度絕對值為至少2.00、優(yōu)選地至少3.00D和/或散光值為至少2.00、優(yōu)選地至少3.00D，其中所述值是在鏡片的光學(xué)中心處測量的。

本發(fā)明的這種特定的鏡片設(shè)計出乎意料地展現(xiàn)出虛擬視覺的改進光學(xué)性能，同時不有損真實/自然視覺。實際上，本發(fā)明的這些設(shè)計對于熟悉單光(SV)鏡片的常規(guī)光學(xué)設(shè)計的技術(shù)人員而言是非常反直覺的。具體地，根據(jù)本發(fā)明，可以通過在所述SV鏡片的周邊視力區(qū)的特定且界定的位置中選擇特定的光學(xué)設(shè)計來獲得改善的光學(xué)性能。然而，如本領(lǐng)域已知的，常規(guī)SV鏡片基本上具有旋轉(zhuǎn)對稱設(shè)計，并且意外發(fā)現(xiàn)不對稱設(shè)計仍為佩戴者提供了舒適的視覺體驗、同時在真實視覺和虛擬視覺兩方面均實現(xiàn)優(yōu)化的視覺性能。

根據(jù)本發(fā)明，所述具有穩(wěn)定性能的區(qū)可以具有任何形狀。具體地，子部分SP1和/或SP2可以具有任何形狀、并且可以是四角形(四邊形)、正方形、矩形、梯形、平行四邊形等、并且可以可選地是變形的、扁平的或長形的。所述具有穩(wěn)定性能的區(qū)可以用其輪廓、即閉合輪廓來定義。所述輪廓可以在所述坐標(biāo)系(α，β)中定義。

有利地根據(jù)本發(fā)明，為了佩戴者在虛擬視覺方面的舒適度而對該穩(wěn)定區(qū)的位置、大小和/或取向進行優(yōu)化。

進一步有利地，根據(jù)本發(fā)明，該鏡片適合于與安排在鏡片的物體側(cè)上的顯示元件一起使用。根據(jù)本發(fā)明，該穩(wěn)定區(qū)可以被確定成略微大于為了使佩戴者看到顯示元件顯示的全部信息內(nèi)容而嚴格要求的大小。相應(yīng)地，本發(fā)明的鏡片和方法可以用于各種佩戴者體型和/或用于顯示元件相對于鏡片的各種位置。因此，在一些實施例中，本發(fā)明提供了在所謂的“柜臺交易閱讀眼鏡”(已做好的閱讀眼鏡)中適合的鏡片：該鏡片可以有利地提供自然視覺和虛擬視覺二者的視覺敏銳度，其中所述鏡片是與提供所述虛擬視覺的顯示元件的各種定位和/或取向兼容的。因此，該鏡片是有利的，因為它可以與各種顯示元件成對，從而顯示器和鏡片可以分開地進貨。

所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)可以位于周邊視力區(qū)中、并且展現(xiàn)出希望的光學(xué)特性以矯正佩戴者的屈光不正。所述區(qū)偏離鏡片的光學(xué)中心從而不影響中央視覺(基本上對自然/真實視覺有用)、同時還提供虛擬顯示的最佳視覺。

有利地根據(jù)本發(fā)明，所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)是某些光學(xué)參數(shù)穩(wěn)定、即具有“高臺”取值分布的區(qū)。這指示中心值在整個高臺上是基本上恒定的，+/-有限誤差/可接受的偏差。技術(shù)人員可以根據(jù)光學(xué)參數(shù)的性質(zhì)來確定可接受的偏差值。

在一些實施例中，該鏡片是這樣的：在一般佩戴條件下，所述第二子部分(SP2)或所述第二子部分(SP2)的周邊包含至少一個點，在該點，θ≥45°，其中θ以度數(shù)表示，其中

-θ針對每個點被定義為以下各項之間的銳角的絕對值：

■在所述點處不想要的散光的梯度方向，以及

■連接所述點與該鏡片的光學(xué)中心的直線的方向；

-所述第二子部分(SP2)的周邊被定義為該眼睛側(cè)表面(S)的、位于距所述第二子部分(SP2)為5°或更小距離處的一組點，其中，該距離是在所述(α,β)坐標(biāo)系中測量的，其中，按照SQRT((α_M-α_N)²+(β_M-β_N)²)來計算兩個點M、N之間的距離，其中SQRT是平方根函數(shù)，

優(yōu)選地其中：

-θ≥70°，并且

-可選地，所述第二子部分(SP2)的幾何質(zhì)心在所述(α，β)坐標(biāo)系中位于(α_B，β_B)處，其中，ABS(α_B)≤10°或ABS(β_B)≤10°，其中，ABS表示絕對值。

如本領(lǐng)域已知的，梯度方向垂直于相關(guān)的等值線。這樣的鏡片出乎意料地提供了改善的視覺舒適度。這是未預(yù)料到的，因為在常規(guī)SV鏡片中，這些梯度是基本上指向鏡片的光學(xué)中心的。相比之下，根據(jù)本發(fā)明，通過如光焦度和不想要的散光等光學(xué)參數(shù)的非徑向梯度方向，實現(xiàn)了穩(wěn)定的光學(xué)性能。這樣的特殊設(shè)計對于SV鏡片是非常反直覺的、并且出乎意料地提供了優(yōu)化的虛擬視覺、同時還在鏡片的中央視力區(qū)(自然視覺)保持了視覺舒適度。

在一些實施例中，所述第二子部分(SP2)或所述第二子部分(SP2)的周邊包含至少兩個、至少五個或至少十個點，在這些點，θ≥45°。

在一些實施例中，ABS(α_B)≤10°或ABS(β_B)≤10°。

在一些實施例中，ABS(α_B)≤8°或ABS(β_B)≤8°。

在一些實施例中，ABS(α_B)≤5°或ABS(β_B)≤5°。

因此，根據(jù)本發(fā)明，所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)可以位于鏡片的周邊且在一條鏡片軸線附近。

在一些實施例中，所述第二子部分(SP2)或所述第二子部分(SP2)的周邊包含至少一個點，在該至少一個點處，在一般佩戴條件下：

-該光焦度梯度的模數(shù)是該光焦度梯度的平均模數(shù)的值的至少五倍，和/或

-該不想要的散光的梯度的模數(shù)是該不想要的散光的梯度的平均模數(shù)的值的至少五倍，

其中，該光焦度梯度的模數(shù)、相應(yīng)地該不想要的散光的梯度的模數(shù)是如下確定的：

-沿著該鏡片的、經(jīng)過所述第二子部分(SP2)的幾何質(zhì)心和該鏡片的光學(xué)中心的第一參考線，或

-沿著該鏡片的、與該第一參考線垂直并且經(jīng)過該鏡片的光學(xué)中心的第二參考線；

并且優(yōu)選地是如下確定的

-沿著該第一參考線的第一線段，或

-沿著該第二參考線的第二線段，

其中，所述第一和第二線段均以該鏡片的光學(xué)中心為中心并且均具有相同長度(SL)，其中，所述長度(SL)小于該鏡片的光學(xué)中心與所述第二子部分(SP2)的任一點相隔的最大距離的兩倍。

同樣，這樣的特征超乎意料地在該區(qū)中提供了虛擬視覺的改善的視覺舒適度。這樣的設(shè)計對于SV鏡片而言是非常規(guī)的，其中這些設(shè)計被選擇成避免這些光學(xué)參數(shù)在鏡片上的突變。相比之下，根據(jù)本發(fā)明，可以在所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)中或在其周邊實施光學(xué)參數(shù)的梯度的模數(shù)的顯著變化。

用途

另一方面，本發(fā)明提供了在此描述的任何眼科鏡片用于改善配備有頭戴式顯示設(shè)備的佩戴者的視覺舒適度的用途。

頭戴式顯示設(shè)備

另一方面，本發(fā)明提供了一種旨在由佩戴者佩戴的頭戴式設(shè)備，該頭戴式設(shè)備包括：

-眼科鏡片，

其中，該眼科鏡片具有物體側(cè)表面(S1)和眼睛側(cè)表面(S2)；

其中，該眼科鏡片被安排成用于矯正該佩戴者的眼睛的屈光不正，從而提供該佩戴者敏銳的自然視覺；

-顯示元件，

其中，該顯示元件被安排成用于通過朝該佩戴者的該眼睛發(fā)出光來顯示信息內(nèi)容，其方式為使得該顯示元件發(fā)出的光在到達該佩戴者眼睛之前被該眼科鏡片的所述物體側(cè)表面(S1)折射、并且接著被所述眼睛側(cè)表面(S2)折射。

如上文指出的，這表明該HMD是這樣的：鏡片位于該佩戴者眼睛與顯示元件之間。這與顯示元件嵌入鏡片體積中的HMD形成對比。

根據(jù)本發(fā)明，該眼科鏡片包括光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)被安排成用于矯正該佩戴者的眼睛的屈光不正，從而提供該佩戴者對由該顯示元件顯示的信息內(nèi)容的敏銳的虛擬視覺。

如上文解釋的，所述區(qū)可以通過光線追蹤來確定。其可以用其輪廓來定義，該輪廓是閉合輪廓、并且可以在(α，β)坐標(biāo)系中定義。

在一些實施例中，該頭戴式設(shè)備是這樣的

-其中，該顯示元件被安排成用于通過朝該佩戴者的該眼睛發(fā)出光來顯示信息內(nèi)容，其方式為使得該顯示元件發(fā)出的光在到達該佩戴者眼睛之前被該眼科鏡片的該物體側(cè)表面(S1)的第一子部分(SP1)折射、并且接著被該眼睛側(cè)表面(S2)的第二子部分(SP2)折射，并且

-該光學(xué)系統(tǒng)包括具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)，其中，所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)是由該第一子部分(SP1)和第二子部分(SP2)限定的。

有利地，根據(jù)本發(fā)明，該光學(xué)系統(tǒng)包括穩(wěn)定光學(xué)性能區(qū)，其中所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)是由該第一子部分(SP1)和第二子部分(SP2)限定的。該光學(xué)系統(tǒng)和所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)可以使用光線追蹤技術(shù)來確定。該顯示元件被配置成發(fā)出光，該光在到達佩戴者眼睛之前被該物體側(cè)表面折射、并且接著被該眼睛側(cè)表面折射。光線追蹤允許確定該物體側(cè)表面和眼睛側(cè)表面的相關(guān)子部分(子區(qū)域)。這種確定可以涉及確定所述這些子部分的輪廓，以便定義根據(jù)本發(fā)明的所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)。

在一些實施例中，本發(fā)明提供了一種頭戴式設(shè)備，其中，眼科鏡片是在此描述的眼科鏡片或一種漸進式多焦點鏡片。

信息內(nèi)容被顯示的距離

根據(jù)本發(fā)明，在一些實施例中，該顯示元件可以被配置成用于顯示在無限距離處的信息內(nèi)容，而在其他實施例中，該顯示元件可以被配置成用于顯示在有限距離處的信息內(nèi)容。例如，該顯示元件可以被配置成用于顯示在0.8至4m的距離(例如0.8至1m的距離)處的信息內(nèi)容。

這樣的針對虛擬可視化的有限距離值在佩戴者的視覺舒適度的意義上是有利的。這是因為，在雙視覺(自然視覺和虛擬視覺)的情形下，佩戴者在這兩個視覺之間切換和/或看到是這兩個視覺的疊加的一個視野。虛擬可視化距離的有限值使得將佩戴者為獲得敏銳度所需的調(diào)節(jié)力度最小化、并且因此將視覺疲勞最小化。

通過以下非限制性實例來對本發(fā)明進行說明。

實例

實例1：頭戴式顯示設(shè)備

圖8和圖9展示了示例性HMD。該HMD包括鏡架F和顯示元件DE。其還包括鏡片L，該鏡片具有物體側(cè)表面S1和眼睛側(cè)表面S2。這些圖示出了眼睛E、鏡片L和顯示元件DE的相對位置。

圖10以及圖11a與圖11b展示了HMD的兩種不同構(gòu)型。HMD與眼睛之間的距離在圖10的HMD中比在圖11a中短。虛線示出了用于確定所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)(虛擬視覺、穩(wěn)定的光學(xué)特性)的可能光線追蹤。圖11b和圖12示出了子部分SP1、SP2。

實例2：鏡片

針對以下處方值(P,Asti)＝(6.00,0.00)設(shè)計多個鏡片，

為了鏡片設(shè)計，實施以下方法：

-無優(yōu)化(無OPTIM)；

-使用目標(biāo)介導(dǎo)的光學(xué)優(yōu)化的第一方法(OPTIM1)；

-使用目標(biāo)介導(dǎo)的光學(xué)優(yōu)化的第二方法(OPTIM2)；

-使用表面組合的第三方法(OPTIM3)。

無OPTIM

-鏡片后表面是球面并且設(shè)計成在鏡片的光學(xué)中心處達到希望的處方值；

-在佩戴條件下分析該鏡片

-對虛擬視覺有用的鏡片區(qū)域(具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū))具有大于0.5D的光焦度和散光缺陷；

-在鏡片的光學(xué)中心處，還存在光焦度(0.06D)和散光(0.19D)缺陷。

結(jié)果在圖14上示出。

OPTIM1

-在希望的區(qū)域中使用目標(biāo)定義來優(yōu)化鏡片；

-優(yōu)化是通過光線追蹤(包角7°、全視度(-7°)、以及CRE到鏡片距離25.5mm)來進行的；

-可以加上棱鏡值(0.14°)以補償包角造成的偏差。

結(jié)果在圖15上示出。

OPTIM2

-在希望的區(qū)域中使用目標(biāo)定義(包括在具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)中設(shè)定目標(biāo))來優(yōu)化鏡片；

-優(yōu)化是通過光線追蹤(包角7°、全視度(-7°)、以及CRE到鏡片距離25.5mm)來進行的；

結(jié)果在圖16上示出。

OPTIM3

-使用表面組合來設(shè)計鏡片；

-起始鏡片可以是OPTIM1中產(chǎn)生的鏡片；

-通過以適當(dāng)?shù)募訖?quán)系數(shù)減去表面來進一步優(yōu)化后(眼睛側(cè))表面。

結(jié)果在圖17上示出。

其他處方值

針對以下處方值重復(fù)這些方法：

- +3.00 0.00，圖18至圖21。

- -3.00 0.00，圖22至圖25。

- -6.00 0.00.圖26至圖29。

實例3：單光鏡片

例示了根據(jù)本發(fā)明的進一步的鏡片(圖30至38)。

實例2和3的所有結(jié)果都表明，根據(jù)本發(fā)明滿足了以下判據(jù)C1、C2、C3中的一個或多個判據(jù)：

C1：所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)(SP1，SP2)被安排成使得：

■所述第二子部分(SP2)可以內(nèi)接于眼睛側(cè)表面(S2)的、具有12°-30°邊長的正方形內(nèi)，該邊長是在所述(α，β)坐標(biāo)系內(nèi)作為距離測量的，其中α、β用度數(shù)(°)表示；

■所述第二子部分(SP2)包括位于該鏡片的眼睛側(cè)表面(S2)上、沿著周邊視力注視方向在眼睛側(cè)表面(S2)的某個位置的幾何質(zhì)心；其中，該周邊視力區(qū)被定義為一組注視方向(αi，βi)，其中αi、βi用度數(shù)(°)表示，使得SQRT(αi²+βi²)≥15°；

■它在光焦度和/或不想要的散光方面是穩(wěn)定的，使得在整個區(qū)上，光焦度和不想要的散光基本上具有恒定值，例如恒定值+/-0.12D或恒定值+/-0.06D；

■光焦度P_S的所述恒定值基本上等于在該鏡片的光學(xué)中心處的光焦度值P_C，例如ABS(P_S-P_C)≤0.25D或≤0.12D，其中ABS表示絕對值；并且

■不想要的散光Asr_S的所述恒定值基本上等于在該鏡片的光學(xué)中心處的光焦度值A(chǔ)sr_C，例如ABS(Asr_S-Asr_C)≤0.25D或≤0.12D，其中ABS表示絕對值；

C2：θ≥45°，其中θ以度數(shù)表示。

■優(yōu)選地，θ≥70°，并且

■可選地，所述具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)的幾何質(zhì)心在所述(α，β)坐標(biāo)系中位于(α_B，β_B)處，其中，ABS(α_B)≤10°或ABS(β_B)≤10°，其中ABS表示絕對值。

C3：其中，所述第二子部分(SP2)或所述第二子部分(SP2)的周邊包含至少一個點，在該至少一個點處：

-該光焦度梯度的模數(shù)是該光焦度梯度的平均模數(shù)的值的至少五倍，和/或

-該不想要的散光的梯度的模數(shù)是該不想要的散光的梯度的平均模數(shù)的值的至少五倍，

其中，該光焦度梯度的模數(shù)、相應(yīng)地該不想要的散光的梯度的模數(shù)是如下確定的：

-沿著該鏡片的、經(jīng)過所述第二子部分(SP2)的幾何質(zhì)心和該鏡片的光學(xué)中心的第一參考線，或

-沿著該鏡片的、與該第一參考線垂直并且經(jīng)過該鏡片的光學(xué)中心的第二參考線；

并且優(yōu)選地是如下確定的：

-沿著該第一參考線的第一線段，或

-沿著該第二參考線的第二線段，

其中，所述第一和第二線段均以該鏡片的光學(xué)中心為中心并且均具有相同長度(SL)，其中，所述長度(SL)小于該鏡片的光學(xué)中心與所述第二子部分(SP2)的任一點相隔的最大距離的兩倍。

附圖圖例

-粗線的四角形對應(yīng)于在HMD鏡架上顯示元件的兩種極端構(gòu)型。

-虛線的框示出了具有穩(wěn)定光學(xué)性能的區(qū)所內(nèi)接于其中的正方形。

-雙箭頭示出了梯度并且展示了θ的值。

-C1(相應(yīng)地，C2、C3)表明判據(jù)C1(相應(yīng)地，C2、C3)被滿足。