人眼成像的光学元件、辅助焦度生成方法、介质及设备与流程

所属的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式（包括固件、微代码等），或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。根据本发明的这种实施方式的电子设备。电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。电子设备以通用计算设备的形式表现。电子设备的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器、上述至少一个储存器、连接不同系统组件（包括储存器和处理器）的总线。其中，储存器存储有程序代码，程序代码可以被处理器执行，使得处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。储存器可以包括易失性储存器形式的可读介质，例如随机存取储存器（ram）和/或高速缓存储存器，还可以进一步包括只读储存器（rom）。储存器还可以包括具有一组（至少一个）程序模块的程序/实用工具，这样的程序模块包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。总线可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括储存器总线或者储存器控制器、外围总线、图形加速端口、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。电子设备也可以与一个或多个外部设备（例如键盘、指向设备、蓝牙设备等）通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备交互的设备通信，和/或与使得该电子设备能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备（例如路由器、调制解调器等等）通信。这种通信可以通过输入/输出（i/o）接口进行。并且，电子设备还可以通过网络适配器与一个或者多个网络（例如局域网（lan），广域网（wan）和/或公共网络，例如因特网）通信。网络适配器通过总线与电子设备的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等）执行根据本公开实施方式的方法。在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、可擦式可编程只读存储器（eprom或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网（lan）或广域网（wan），连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

背景技术：

1、人眼的调节能力会随年龄增长逐渐减弱，到一定程度时仅凭人眼自身调节无法保证全距离下的清晰视觉，近年来电子设备的普及和人们用眼习惯的改变进一步加重了这个趋势。对应功能的光学元件即为用于补偿对应类型调节能力不足的产物。

2、其中，调节能力尚可的中年人群，由于本身有能力通过调节看清楚近处/远处，但长时间、频繁的调节容易导致眼球疲劳，因此可利用镜片的附加焦度来辅助调节，减轻眼球负担。而已出现老花等症状的老年人，则是由于眼球本身调节能力不足，难以依靠自身获得清晰的全距离视力，因此需要依赖镜片的辅助调节来弥补眼球本身的调节能力缺失。

3、目前在这些功能光学元件的设计中，以下加光双焦式设计和渐进多焦式自由曲面的结构设计为主。但是这些结构设计只有透过光学元件的特定区域才能获得某一距离的清晰视野。存在无法同时获得远中近清晰视力且注视方向受限等问题。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

2、根据本发明的一个方面，提供了一种人眼成像的光学元件，在光学元件的前表面或后表面上设置有辅助光学调节区域，用于调节进入人眼的光线的聚散程度；

3、辅助光学调节区域中包括至少一个沿某一方向呈连续周期性变化的微调节曲面；一个变化周期内的微调节曲面的辅助焦度在正负之间连续变化；辅助焦度为光学元件某一点的焦度与处方焦度的差值；

4、一个变化周期内的微调节曲面的平面投影长度小于或等于单位视窗直径；单位视窗直径为用户使用光学元件进行人眼成像时，瞳孔的直径映射在光学元件上的长度。

5、进一步的，一个变化周期内的微调节曲面的辅助焦度按照正弦变化规律在正负之间连续变化。

6、进一步的，辅助光学调节区域中包括分别沿两个相互交叉方向设置的两个微调节曲面；

7、辅助光学调节区域中任意位置的辅助焦度为正交设置的两个微调节曲面在该位置处辅助焦度的干涉叠加值、最大值、最小值、均值或乘积。

8、进一步的，辅助光学调节区域中包括一个沿径向从中心向外部扩散设置的微调节曲面。

9、进一步的，辅助光学调节区域中还包括一个沿周向设置的微调节曲面；

10、辅助光学调节区域中任意位置的辅助焦度为沿径向设置的微调节曲面与沿周向设置的微调节曲面在该位置处辅助焦度的干涉叠加值、最大值、最小值、均值或乘积。

11、进一步的，一个变化周期内的微调节曲面的辅助焦度按照螺旋正弦的变化规律在正负之间连续变化；螺旋正弦为螺旋变化与正弦变化的交叉叠加；

12、辅助光学调节区域中包括沿周向旋转分布的多个微调节曲面；形成以辅助光学调节区域中心为螺旋中心的螺旋分布式第一波纹曲面结构。

13、进一步的，辅助光学调节区域中还包括一个第二波纹曲面结构，第二波纹曲面结构包括沿径向从辅助光学调节区域中心向外部扩散的微调节曲面，第二波纹曲面结构中一个变化周期内的微调节曲面的辅助焦度按照正弦变化规律在正负之间连续变化；

14、辅助光学调节区域中任意位置的辅助焦度为第一波纹曲面结构与第二波纹曲面结构在该位置处辅助焦度的干涉叠加值、最大值、最小值、均值或乘积。

15、进一步的，光学元件包括角膜接触镜镜片及框架镜镜片。

16、进一步的，辅助光学调节区域中包括分别沿两个正交方向设置的两个微调节曲面。

17、进一步的，辅助光学调节区域分布于待加工光学基材的前表面或后表面的目标区域，目标区域为由以待加工光学基材的几何中心为圆心，以r1及r2为半径构成的圆形或环形区域；目标区域用于覆盖佩戴光学元件后人眼的正常扫视范围。待加工光学基材可以为制作框架镜镜片的待加工镜片基材或制作角膜接触镜镜片的待加工镜片基材。

18、进一步的，r1∈[0mm，2mm]，r2∈[3mm，6mm]或r1∈[0mm，5mm]，r2∈[10mm，30mm]。

19、进一步的，一个变化周期内的微调节曲面的辅助焦度按照梯形方波的规律在正负之间连续变化。

20、根据本发明的第二个方面，提供了一种光学元件的辅助焦度生成方法，用于生成如上述的一种光学元件中一个变化周期内的微调节曲面的辅助焦度；

21、方法包括如下步骤：

22、根据用户对光学元件的使用情况，生成调节偏移量b；

23、根据b，生成一个变化周期内的微调节曲面的辅助焦度addend；addend满足如下条件：

24、

25、其中，t为一个变化周期内的微调节曲面的周期长度，0.2d≤t≤1d；d为单位视窗直径；d满足如下条件：d=h×(i+g)/g；h为用户的瞳孔直径；i为用户佩戴由光学元件制成的眼镜后，镜片到眼球之间的距离；g为眼轴长度；s为一个变化周期内的微调节曲面上某点到周期起点的距离；a为辅助调节幅值。

26、进一步的，根据用户对光学元件的使用情况，生成调节偏移量b，包括：

27、若用户对光学元件的使用场景为单个，b按照如下方法生成：

28、根据用户最常用用眼距离l，生成调节需求量e；

29、根据e及用户的年龄n，生成调节偏移量b；b满足如下条件：

30、b=e-（15-0.25n）/2；

31、其中，e=1/l；若e-（15-0.25n）/2<0，则b=0。

32、进一步的，根据用户对光学元件的使用情况，生成调节偏移量b，包括：

33、若用户对光学元件的使用场景为多个；则b符合如下条件：

34、b=t1×b近/（t1+t2+t3）+t2×b中/（t1+t2+t3）+t3×b远/（t1+t2+t3）

35、其中，t1为用户在用眼距离l符合l<50cm的用眼场景中，使用光学元件的每日总时长，b近为该用户在用眼距离l符合l<50cm的用眼场景中最常用用眼距离对应的调节偏移量；t2为用户在用眼距离l符合50cm≤l≤75cm的用眼场景中，使用光学元件的每日总时长，b中为该用户在用眼距离l符合50cm≤l≤75cm的用眼场景中最常用用眼距离对应的调节偏移量；t3为用户在l>75cm的用眼场景中，使用光学元件的每日总时长，b远为该用户在l>75cm的用眼场景中最常用用眼距离对应的调节偏移量，且b远=0。

36、进一步的，a按照如下方法生成：

37、根据用户对光学元件的使用情况，生成极限调节需求量e近；

38、根据e近及用户的年龄n，生成辅助调节幅值a；a满足如下条件：

39、a=e近-（15-0.25n）/2；

40、其中，e近=1/l近，l近为用户在使用光学元件的用眼场景中对应的最近用眼距离，此处单位为m。

41、根据本发明的第三个方面，提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质，非瞬时性计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的一种光学元件的辅助焦度生成方法。

42、根据本发明的第四个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的一种光学元件的辅助焦度生成方法。

43、本发明至少具有以下有益效果：

44、本发明的方案中，在辅助光学调节区域中设置了至少一个连续周期性变化的微调节曲面，且一个变化周期内的微调节曲面的辅助焦度在正负之间连续变化。同时，一个变化周期内的微调节曲面的平面投影长度小于或等于单位视窗直径。由此可以保证在镜片中人眼注视的任意的单位视窗内，均至少包括一个变化周期内的微调节曲面。由于一个变化周期内的微调节曲面的辅助焦度在正负之间连续变换，由此一个周期内的微调节曲面包括可以同时对远中近光进行调节的结构。进而使得镜片的辅助光学调节区域内任一单位视窗中均有正、负辅助焦度的组合。根据“同时视觉”的概念，可以将远中近不同距离的物体，通过镜片和眼睛的屈光系统同时进入眼内，并在视网膜上成像，进而保证了通过镜片可获得远中近全局清晰视野。

45、同时这种微调节曲面遍布了整个佩戴者的可视范围，由此镜片中任意位置的单位视窗内均可以获得远中近全局清晰视野，使得视野不受注视方向限制。