[發明專利]一種眼鏡鏡架設計方法及制造方法及方法

在審

• 申請號: 202010930194.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN114154357A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 高梁;劉斌;楊暉;許建文;仇中寶;曹偉
• 申請（專利權）人: 廈門天允星途醫療科技有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;B29C64/393;B33Y40/00;G06F119/14;G06F111/04;B29L12/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 連耀忠;李艾華

本發明公開了一種眼鏡鏡架設計方法及制造方法，包括：接收三維掃描儀輸入的頭部點云數據，將所述頭部點云數據重構為三角網格模型，獲得頭部模型及臉部特征信息；利用非完備模型的對稱面提取算法提取模型對稱面；進行眼鏡與頭部模型的虛擬裝配及匹配；提取眼鏡設計所需頭部特征點和相應的特征尺寸；初始匹配性分析；鏡架各向異性縮放及變形；再次匹配性分析；匹配性數據及鏡架模型輸出；根據匹配性數據對鏡架再設計；鏡架平衡性分析；鏡架多孔結構和裝飾元素添加相結合的鏡架平衡性設計；鏡架3D打印及表面處理。本發明解決了平衡性與輕量化協調設計問題，使佩戴更舒適和健康；同時解決了個性化快速定制與長周期批量制造之間的矛盾。

技術領域

本發明涉及眼鏡技術領域與計算機圖形學領域，特別是一種眼鏡鏡架設計方法及制造方法及方法。

背景技術

隨著計算機輔助設計及3D打印技術的快速發展，眼鏡技術領域越來越關注眼鏡設計的適配性和個性化。隨著電子產品的高速發展，我國的近視率逐年增長。對于青少年近視問題，以預防為主。但對于已經近視的孩子，佩戴合適的近視眼鏡應該是重要的選擇。目前市面上的近視鏡對于青少年來說，主要存在以下問題：1)鏡架形狀不適配孩子臉型，佩戴舒適性差，使孩子不愿佩戴；2)由于鏡架對臉型的適配性差，特別是鼻托部分設計不到位，致使眼鏡佩戴過程中，經常沿著鼻梁向下滑動，使鏡片傾斜，從而使本來和孩子視力相匹配的眼鏡度數在實際效果上有較大偏差，會造成視力的進一步下降；3)部分近視者左右視力相差較大時，因左右鏡片厚度不同而造成眼鏡左右不平衡，一方面佩戴不舒服，另一方面因左右傾斜也會引起視力進一步惡化的危險；4)鏡架相對偏重。

針對上述問題，學術界和產業界都有進行相關的研究和探索，但相對比較片面，沒有形成完整的解決方案，主要體現為：1)雖然現在三維掃描技術和裝備發展較快，獲取三維頭部模型已經不是問題，但一方面由于三維模型的不完備性，基于三維模型的適配性評價和個性化設計研究還不深入，目前大多是基于圖像的虛擬試戴；另一方面，存在個性化定制與批量生產之間的矛盾，不管是金屬鏡架還是塑料類鏡架，其制造成型過程都需要模具或板材切割，而模具制造一般周期長、成本高，難以在實際上滿足大批量的個性化定制需求。2)對于鏡架的佩戴平衡性問題，有部分學者進行了初步的數值模擬探討，但沒有應用于鏡架設計和后續的制造，更沒有把平衡性和適配性、輕量化有機結合起來。

綜合起來說，在技術層面，存在非完備模型的對稱面提取、匹配性評價、形狀與尺寸的人因設計、平衡性與輕量化協調設計等問題尚未解決；在方案層面，存在個性化快速定制與長周期批量制造之間的矛盾。因此，有必要提出一種新的設計和制造方法。

發明內容

本發明的主要目的在于提出一種眼鏡鏡架設計方法及制造方法及方法，能夠解決了平衡性與輕量化協調設計問題，使佩戴更舒適和健康；同時解決了個性化快速定制與長周期批量制造之間的矛盾。

本發明采用如下技術方案：

一方面，本發明一種眼鏡鏡架設計方法，包括：

步驟101，接收輸入的頭部點云數據，將所述頭部點云數據重構為三角網格模型，獲得頭部模型及臉部特征信息；

步驟102，基于非完備頭部模型對稱面提取算法，對所述三角網格模型進行處理，獲得頭部模型的對稱面；

步驟103，接收輸入的眼鏡鏡架初始模型，基于ICP算法將所述眼鏡鏡架初始模型與步驟102處理后的頭部模型對齊，進行虛擬裝配；

步驟104，提取眼鏡設計所需臉部特征點及對應的尺寸；提取眼鏡鏡架初始模型特征點及對應的尺寸；獲取眼鏡鏡架初始模型特征點和臉部特征點的相對位置；

步驟105，基于所述眼鏡鏡架初始模型特征點和臉部特征點的相對位置，進行匹配性分析，輸出第一匹配性分析結果與相對位置；如果所述相對位置在預設容差范圍內，轉步驟109；否則，轉步驟106；