一种渐进多焦点镜的设计方法、系统和渐进多焦点镜与流程

本发明涉及渐进多焦点镜设计，尤其涉及一种渐进多焦点镜的设计方法、系统和渐进多焦点镜，以及计算机可读存储介质和计算机设备。

背景技术：

1、渐进多焦点镜也称为渐进片或者渐进镜(下文简称渐进镜)，即一只镜片上有多个焦点。按照焦点来划分，可以把镜片划分为单焦点镜片、双焦点镜片、多焦点镜片。老年人的视力缺陷通常包括了看近和看远的双重缺陷，而渐进镜能够很好的解决上述问题，从而成为了镜片科学研究的主要方向之一。

2、目前，个性化渐进镜的设计，提高渐进镜佩戴舒适性、使患者获得最佳视觉体验，已成为各大厂商的重要研究领域：法国essilor公司的varilux s系列，荣获silmo d'or大奖，其在个性化方面将双眼视觉同步和主视眼考虑到镜片设计中，获得大视野、快速视觉反应、平滑焦点过渡；德国carl zeiss公司的gradal individual framefit tm系列，其根据配镜者个人数据(瞳高、瞳距、倾斜角以及镜架尺寸等)进行个性化设计，获得最佳视觉体验；日本haoya公司的luxid系列，采用“双面复合渐进设计”：考虑人体工学内移及眼球回旋，降低视野畸变，塑造视野广阔、易适应、舒适的渐进镜；美国sola公司的percepta系列，获得全美眼镜商会最佳镜片优异奖：根据青少年生理和心理特点设计青少年渐进镜；根据大量老视眼患者的眼球运动数据，视力数据等，个性化设计老视渐进镜。以及在2020年，以色列shamir推出ai辅助的个性化渐进镜：通过大数据分析生活习惯，结合12种独特的创新渐进理念，让年龄与add(即远用度数与近用度数之间的差的绝对值，被称为下加光，配渐进镜的主要参数)不再按部就班，提高渐进镜佩戴舒适性，缩短适应时间。

3、综上，国内外的渐进镜产品越来越多地针对眼睛特征、渐进镜参数、戴镜位置及应用场景等进行个性化设计。就渐进镜来说，其非旋转面型决定其固有像差将大于普通单/双光镜，其低阶像差(如离焦、散光等)决定能否看得“清”，而高阶像差决定其是否能看得“健康”和“舒服”，因此，对戴镜后残余像差的精细测量及补偿技术，对渐进镜自由曲面的设计和高舒适性渐进镜的应用具有重要意义。

4、然而，市场上流行的渐进镜产品主要针对眼睛特征、渐进镜参数、戴镜位置及应用场景等进行个性化设计，以实现消除摇晃感、快速适应、宽阔视野的发展目标，而在实现本发明过程中，发明人发现相关技术中的至少以下技术问题：在日常生活某些常用场景下佩戴渐进镜会明显不舒适，例如上下楼梯时阶梯会有较大畸变，暗环境中工作、开车等场景有眩光症状，这是由于相关技术的个性化设计，并未考虑到视角及瞳孔直径等会增大眼球和镜片高阶像差，导致降低佩戴渐进镜的视觉质量。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种渐进多焦点镜的设计方法、系统和渐进多焦点镜，以及计算机可读存储介质、计算机设备。

2、为达上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种渐进多焦点镜的设计方法，其中，该方法包括：

3、确定所述渐进多焦点镜的主子午线；

4、基于所述主子午线上所述渐进多焦点镜的屈光度的分布值和轮廓线函数，确定所述渐进多焦点镜的镜面轮廓线；

5、通过所述镜面轮廓线和预设的弧长迭代算法，确定所述渐进多焦点镜的初始矢高，以得到所述渐进多焦点镜的第一自由曲面面型；

6、获取高阶像差参数，以根据所述高阶像差参数确定第二自由曲面面型；

7、利用所述第二自由曲面面型对所述第一自由曲面面型进行高阶像差补偿，得到所述渐进多焦点镜的最终自由曲面面型。

8、第二方面，本发明实施例提供了渐进多焦点镜的设计系统，其中，该系统包括：

9、主子午线确定模块，用于确定所述渐进多焦点镜的主子午线；

10、镜面轮廓线确定模块，用于基于所述主子午线上所述渐进多焦点镜的屈光度的分布值和轮廓线函数，确定所述渐进多焦点镜的镜面轮廓线；

11、矢高确定模块，用于通过所述镜面轮廓线和预设的弧长迭代算法，确定所述渐进多焦点镜的初始矢高，以得到所述渐进多焦点镜的第一自由曲面面型；

12、高阶像差获取模块，用于获取高阶像差参数，以根据所述高阶像差参数确定第二自由曲面面型；

13、自由曲面面型确定模块，用于利用所述第二自由曲面面型对所述第一自由曲面面型进行高阶像差补偿，得到所述渐进多焦点镜的最终自由曲面面型。

14、第三方面，本发明实施例提供了渐进多焦点镜，其中，其包括由如前述一种渐进多焦点镜的设计方法确定得到的自由曲面面型。

15、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述的渐进多焦点镜的设计方法。

16、第五方面，发明实施例提供了一种计算机设备，其包括：

17、一个或多个处理器；

18、存储装置，用于存储一个或多个程序；

19、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现前述的渐进多焦点镜的设计方法。

20、上述技术方案具有如下有益效果：

21、在确定渐进多焦点镜的渐进自由曲面的初始设计基础上(即第一自由曲面面型)，利用高阶像差参数确定的自由曲面(即第二自由曲面面型)对渐进自由曲面的初始设计进行高阶像差补偿，从而提高渐进多焦点镜的视觉质量。

22、基于渐进多焦点镜的初始矢高，确定渐进多焦点镜的平均球光度和散光度，进而确定傅里叶优化函数，并通过迭代法求解偏微分方程来计算傅里叶优化函数，以优化的初始矢高得到最终矢高，可以降低散光度，减少渐进多焦点镜的像散区的不规则散光，提高戴镜的舒适度。

23、而在利用三维点云模型的弧长迭代算法，确定初始矢高后，利用三次多项式拟合渐进多焦点镜的自由曲面，可以在自由曲面的每个反射点处用三阶算子修正前后两段镜面圆弧的曲率误差，使得反射点处的曲率半径真正代表了镜面曲线的局部曲率半径，以得到更优的渐进多焦点镜的自由曲面面型。

24、此外，利用泽尼克zernike多项式在单位圆域内独立正交的特点，以及眼球回旋内外表面敏感的固有特性(按照预设视角范围和视觉环境范围，获取配镜者不同的不同环境中的设计参数(例如，高阶像差))，分离像差参数来设计渐进多焦点镜的自由双曲面结构(即第二自由曲面面型)，以用来依据视角、瞳孔特性在渐进多焦点镜相应位置补偿高阶像差，提高戴镜视觉质量。

25、再者，主子午线由高阶多项式曲线拟合而成，原点处一阶导数平滑，例如设其值为k0，通过选择不同的k0值控制子午线渐进通道处光焦度增加速率，可以灵活地调整通道宽度。而采用主子午线上轮廓线的分布值作为边界条件，解拉普拉斯方程以设计渐进多焦点镜轮廓线，能够有效增大远用区和近用区范围，减小渐变通道长度，且最大散光较小。

技术特征：

1.一种渐进多焦点镜的设计方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种渐进多焦点镜的设计方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1或2所述的一种渐进多焦点镜的设计方法，其特征在于，所述获取高阶像差参数，以根据所述高阶像差参数确定第二自由曲面面型，包括：

4.根据权利要求1或2所述的一种渐进多焦点镜的设计方法，其特征在于，所述利用所述第二自由曲面面型对所述第一自由曲面面型进行高阶像差补偿，得到所述渐进多焦点镜的最终自由曲面面型，包括：

5.根据权利要求1或2所述的一种渐进多焦点镜的设计方法，其特征在于，所述确定所述渐进多焦点镜的主子午线，包括：

6.根据权利要求5所述的一种渐进多焦点镜的设计方法，其特征在于，所述基于所述主子午线的调节系数通过高阶多项式曲线拟合确定所述主子午线的形状，以得到所述渐进多焦点镜的主子午线，包括：

7.根据权利要求1或2所述的一种渐进多焦点镜的设计方法，其特征在于，所述基于所述主子午线上所述渐进多焦点镜的屈光度的分布值和轮廓线函数，确定所述渐进多焦点镜的镜面轮廓线，包括：

8.根据权利要求1或2所述的一种渐进多焦点镜的设计方法，其特征在于，所述通过所述镜面轮廓线和预设的弧长迭代算法，确定所述渐进多焦点镜的初始矢高，以得到所述渐进多焦点镜的第一自由曲面面型，包括：

9.一种渐进多焦点镜的设计系统，其特征在于，所述系统包括：

10.一种渐进多焦点镜，其特征在于，其包括由如权利要求1-8中任意一项所述的一种渐进多焦点镜的设计方法确定得到的自由曲面面型。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任意一项所述的一种渐进多焦点镜的设计方法。

12.一种计算机设备，其特征在于，其包括：

技术总结本发明实施例提供一种渐进多焦点镜的设计方法、系统和渐进多焦点镜，以及计算机可读存储介质、计算机设备。一种渐进多焦点镜的设计方法，包括：确定渐进多焦点镜的主子午线；基于主子午线上渐进多焦点镜的屈光度的分布值和轮廓线函数，确定渐进多焦点镜的镜面轮廓线；通过镜面轮廓线和预设的弧长迭代算法，确定渐进多焦点镜的初始矢高，以得到渐进多焦点镜的第一自由曲面面型；获取高阶像差参数，以根据高阶像差参数确定第二自由曲面面型；利用第二自由曲面面型对第一自由曲面面型进行高阶像差补偿，得到渐进多焦点镜的最终自由曲面面型。利用高阶像差参数确定的自由曲面对渐进自由曲面的初始设计进行高阶像差补偿，提高戴镜视觉质量。技术研发人员：张文杰,刘建剑,陈永霞,苏强,王马腾,陈西西,付磊受保护的技术使用者：天津松润医疗器械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11