Método de diseño y fabricación de una lente de gafas para astigmatismo,

que comprende las etapas de: proporcionar un modelo matemático de una lente de gafas basado en una pluralidad de parámetros de la lente, establecer, en una superficie de lente, una pluralidad de puntos de evaluación sobre una primera y una segunda superficies de refracción de la lente que tiene distancias diferentes desde un eje óptico de la lente; expresar aberraciones ópticas en los puntos de evaluación mediante una función de mérito; usar un procedimiento de cálculo de optimización para minimizar la función de mérito a fin de evaluar el rendimiento óptico de la lente, una etapa de diseño que consiste en utilizar los parámetros de la lente que constituyen las superficies de refracción de la lente hasta que la función de mérito alcanza un valor objetivo predeterminado para determinar la forma de las superficies de refracción de la lente; y fabricar la lente según el diseño obtenido en la etapa de diseño, caracterizado porque: la función de mérito incluye una función de evaluación de la agudeza visual logMAR derivada de valores de agudeza visual medidos, que se interpolan según la fórmula: donde X es un coeficiente seleccionado de entre 0,5 y 2 según dichos valores de agudeza visual medidos y la curvatura de campo y el astigmatismo residual se calculan basándose en los parámetros de lente

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método de diseño de lente de gafas y a una lente de gafas diseñada mediante el mismo.

Técnica anterior

La ley de Listing en un movimiento del globo ocular significa que, cuando un globo ocular mira lejos hacia adelante (primera posición del ojo), existe un eje de rotación del movimiento del globo ocular en una superficie que incluye el centro de rotación del globo ocular y que es perpendicular a esta posición del ojo (superficie de Listing). En este caso, cuando el globo ocular gira desde la primera posición del ojo a lo largo de los meridianos principales de la gafa (que representan dos líneas vertical y horizontal ortogonales entre sí sobre una superficie curvada gaussiana y que representan lo mismo por debajo) según la ley de Listing en el momento que se llevan gafas astigmáticas, los meridianos principales de la gafa y los ejes de un sistema de coordenadas que giran según la ley de Listing se hacen paralelos entre sí y un ángulo entre ellos se hace 0.

Sin embargo, cuando el movimiento del globo ocular cambia en una dirección diferente con respecto a los meridianos de la gafa, el ángulo entre los meridianos de la gafa y los ejes de coordenadas que giran según la ley de Listing no se hace 0 para producir una desviación del ángulo.

Teniendo en cuenta esta desviación del ángulo del sistema de coordenadas, puede calcularse un astigmatismo y una curvatura de campo (también llamada error de potencia) precisos.

Un método de diseño de lente de gafas en el que se tiene en cuenta este movimiento del globo ocular (ley de Listing) se da a conocer en la publicación de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º Sho 57-10112 (denominada a continuación en el presente documento técnica anterior 1)(véase la figura 5 en la técnica anterior 1). El documento US 4.613.217 da a conocer un método de diseño de lente de gafas similar.

Mientras, se conoce la optimización de funciones de evaluación para diversos tipos de aberraciones, una forma de lente, etc. mediante el cálculo de optimización en un procedimiento de corrección de aberración en el diseño de una lente tal como se da a conocer, por ejemplo, en la publicación de patente japonesa n.º Hei 2-38930.

Para explicar las líneas generales de este cálculo de optimización, tomando como ejemplo el diseño de una lente asférica monofocal, aunque es una técnica conocida en el diseño de lente de gafas, los datos sobre un material de lente y las especificaciones de prescripción se facilitan como especificaciones de diseño básicas, elementos tales como un espesor del centro se incluyen además como especificaciones adicionales en caso de una lente positiva, y se obtiene mediante cálculo una combinación de formas de superficie de refracción de una superficie frontal y una superficie posterior que los satisfaga y que tenga una aberración óptica lo más pequeña posible. La superficie de refracción se expresa como una superficie que está matematizada mediante una función y la función consiste en una pluralidad de parámetros que definen una lente de gafas. Los parámetros incluyen un índice de refracción del material, un diámetro de lente, los radios de curvatura de la superficie frontal y la superficie posterior, el espesor del centro, un coeficiente cónico asférico, un coeficiente asférico de grado elevado, etc. Se clasifican en factores fijos y factores variables según el objeto del diseño de la lente, y los factores variables se tratan como parámetros variables.

Entonces, usando un método de trazado de rayos y un método de trazado de frente de onda, se establece una pluralidad de puntos de evaluación cuyas distancias desde un eje óptico sobre la superficie de refracción son diferentes sobre la superficie de la lente, expresándose la aberración óptica en cada uno de los puntos de evaluación como una función de evaluación (función de mérito), y se realiza el cálculo para obtener la función de evaluación mínima usando un método de cálculo de optimización tal como un método de mínimos cuadrados amortiguado. En este momento, se repiten las simulaciones mientras se operan los parámetros variables de la superficie de refracción, y cuando se obtiene un valor objetivo, se determina la forma final de la superficie de refracción.

Como parámetros que constituyen la función de evaluación (función de mérito) en el cálculo de optimización, se conocen generalmente el astigmatismo y la curvatura de campo, y en un caso, por ejemplo, cuando la superficie frontal y la superficie posterior se diseñan ambas de manera esférica en un método de diseño en una técnica anterior, suponiendo que las aberraciones que muestran, en una unidad de dioptría, dos posiciones focales Ft, Fs obtenidas por el método de trazado de rayos basándose en un foco D obtenido por un trazado de rayo paraxial son t (error tangencial) y s (error sagital) tal como se muestra en la figura 11, una lente en la que el astigmatismo = (t - s) es mínimo se denomina una forma de Tscherning y una lente en la que la curvatura de campo = (t + s)/2 es mínima se denomina una forma de Percival. En la publicación de patente japonesa n.º Sho 42-9416, se da a conocer una función de evaluación en la que t y s se combinan de manera complicada y que se expresa como una aberración horizontal.

También se conoce que una aberración de distorsión es una función de evaluación importante en el cálculo de optimización del diseño mencionado anteriormente, y se propone un diseño en el que se tiene en cuenta, por ejemplo, en la publicación de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º Sho 55-59425 (denominada a continuación en el presente documento técnica anterior 2) y el documento APPLIED OPTICS, Vol. 21, n.º 1629822991: escrito por Milton Katz (denominada a continuación en el presente documento técnica anterior 3).

Como una de las superficies curvadas libres entre las formas de superficie de refracción de la lente, se conoce una superficie atórica además de una superficie esférica y una superficie astigmática.

Se da a conocer el uso de una función de spline como una ecuación usada para expresar la superficie atórica en la publicación de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º Sho 62-30216 (técnica anterior 4) y se da a conocer una ecuación que usa funciones ortogonales de xy en la publicación internacional n.º WO 93/07525 (denominada a continuación en el presente documento técnica anterior 5).

En los últimos años, sin embargo, se ha descubierto que la agudeza visual está estrechamente relacionada con el procesamiento en el cerebro y se ha conocido que la agudeza visual está constituida principalmente por una imagen en la retina y el procesamiento de la imagen en la retina y el cerebro.

Mientras, en el diseño de lentes de gafas en la técnica anterior, en dicha idea ha predominado que el rendimiento de una lente de gafas mejora a medida que el rendimiento óptico de la lente se hace superior.

Por ejemplo, en el método de cálculo de optimización descrito anteriormente, la función de evaluación en la técnica anterior se basa en una evaluación solamente mediante cálculo óptico, tal como una evaluación del tamaño de una imagen y t (error tangencial) y s (error sagital) de la aberración etc., que se calculan en una esfera de punto lejano (FPS) en la figura 11 mediante el método de trazado de rayos, y además, un plano de imagen o una superficie de retina también se tratan como una superficie de película de una cámara sin considerar una función fisiológica de un ojo tal como el movimiento del globo ocular.

Además, puesto que la aberración de distorsión se trata como una cantidad óptica de una cámara como se describió anteriormente también en la técnica anterior 3 mencionada anteriormente, la función de evaluación usada en ella es diferente de una función de evaluación basándose en una aumento de ángulo visual M que se usa en las gafas (por ejemplo, KOHGAKU (OPTICS), Vol. 19, n.º 10 “Futatabi Kakubairitsu nitsuite (On Angle Magnification Again)” Kazuo Miyake), y además, tampoco se da a conocer una lente astigmática ni el diseño en el que se tiene en cuenta el movimiento del globo ocular. Además, la técnica anterior 2 mencionada anteriormente no da a conocer ningún contenido técnico concreto de la misma y su estado real no queda claro.

Mientras, en el diseño de lentes, el uso de la función de spline para la superficie atórica que tiene un grado superior... [Seguir leyendo]

**(Ver fórmula)**

donde X es un coeficiente seleccionado de entre 0,5 y 2 según dichos valores de agudeza visual medidos y la curvatura de campo y el astigmatismo residual se calculan basándose en los parámetros de lente.

2. Método de diseño y fabricación de una lente de gafas para astigmatismo según la reivindicación 1, en el que dicha función de mérito incluye una función de evaluación sobre una aberración de distorsión (aberración de distorsión residual DIST) expresada mediante la ecuación (3) siguiente:

**(Ver fórmula)**

donde la aberración de distorsión residual y el aumento de ángulo visual residual son respectivamente la aberración de distorsión y un aumento de ángulo visual, que se producen en una dirección de radiación desde un centro de una superficie de lente y se calculan basándose en la ley de Listing, y Signo es un signo positivo/negativo.

3. Método de diseño y fabricación de una lente de gafas para astigmatismo según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicha función de mérito se usa para realizar un procedimiento de cálculo de optimización para el diseño de una lente biasférica en la que una superficie frontal es una superficie asférica axialmente simétrica y una superficie posterior es una superficie asférica expresada mediante la ecuación (4) siguiente:

**(Ver fórmula)**

donde: . c(θ), k(θ) son funciones para un azimut θ; . a(n, C) es un coeficiente de rn, y una función del azimut θ;

. en cuanto a un dominio de definición del azimut θ, de 0 grados a 90 grados representa de 0 grados a 360 grados debido a una simetría de plano de una lente astigmática;

. c(θ) es una curvatura de un centro de lente y se expresa mediante la ecuación (5) siguiente basándose en el teorema de Euler, si una curvatura de un meridiano principal de gafas en un teorema de la curva gaussiana es c(0) a 0 grados y c(90) a 90 grados, en la que 0 grados es un eje de dioptría esférico y 90 grados es un eje de dioptría cilíndrico;

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

donde un parámetro de control es un parámetro de control P1(n) para el grado n de la distancia r desde el centro.