本发明涉及包括一件式防护罩的非矫正单镜片式眼镜和安全头盔、以及用于设计和制造这样的一件式防护罩的方法。根据本发明的用于设计非矫正单镜片式眼镜或安全头盔的一件式防护罩（300）的方法是计算机实施的，其中所述防护罩（300）具有前表面（302）和后表面（304），并且所述方法包括以下步骤：提供所述防护罩（300）的前表面几何形状；提供所述前表面几何形状相对于配戴者眼睛中的至少一只眼睛的预定转动中心的预定局部关系；通过以下方式计算所述防护罩（300）的后表面几何形状中的属于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的预定部分（307a，307b）：针对由于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定转动中心的眼睛转动而在所述预定部分（307a，307b）内与所述后表面（304）相交并且与所述前表面（302）相交的多条配戴者视线建立非零负焦度并最小化配戴棱镜，其中所述后表面几何形状的所述预定部分（307a，307b）自由形式表面几何形状。
- 一件式防护罩（300，400），所述防护罩（300，400）具有前表面（302，402）和后表面（304，404），其中所述前表面（302，402）具有前表面几何形状，并且所述后表面（304，404）具有后表面几何形状；
- 安装有所述一件式防护罩（400）或形成所述防护罩（300）的组成部分的镜架；所述镜架被构造成将所述一件式防护罩（300，400）相对于配戴者的头部和眼睛以预定局部关系进行设置，其中所述配戴者的头部是下组中的多个标准化头部模型中的一个，所述组由以下各项组成：具有Alderson头形的头部模型、具有符合EN 168的头形的头部模型、具有符合ISO 12311:2013的头形的头部模型、具有符合ISO 12312-1的头形的头部模型、以及具有Canadian头形的头部模型；其中所述标准化头部模型各自具有位于标准化位置的左眼和右眼，从而提供所述左眼和右眼的相应的标准化理论转动中心、相应的标准化理论单眼瞳距、以及相应的标准化“正常”视线；
- 所述一件式防护罩（300，400）相对于所述配戴者的头部和眼睛以预定局部关系进行设置，从而在所述后表面（304，404）的部分（307a，307b，407a，407b）内建立非零负焦度和小于0.15棱镜屈光度的配戴棱镜，所述部分围绕所述配戴者的一只眼睛的标准化“正常”视线与所述后表面（304，404）的交点，由于所述配戴者眼睛中的所述那只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述那只眼睛的预定转动中心的眼睛转动，配戴者的所有视线在所述部分（307a，
307b，407a，407b）内与所述后表面相交，其中所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度小于0.12 D，其中所述部分（307a，307b，407a，407b）大于0.1 cm2，其中所述后表面（304，404）的所述部分（307a，307b，407a，407b）具有自由形式表面几何形状。
2.根据权利要求1所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述前表面（302，402）的平均曲率在所述“正常”笔直向前视线与所述前表面（302，402）相交的点处为6.5 D或更大。
3.根据权利要求1-2之一所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述一件式防护罩（300，400）在所述“正常”笔直向前视线与所述前表面（302，402）相交的点处垂直于所述前表面（302，402）测量到的厚度为至少1.95 mm。
4.根据权利要求1-2之一所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述部分（307a，
307b，407a，407b）大于0.25 cm²。
5.根据权利要求4所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述部分（307a，307b，
6.根据权利要求4所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述部分（307a，307b，
7.根据权利要求1-2之一所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述部分（307a，
307b，407a，407b）内的所述非零负焦度小于0.09 D。
8.根据权利要求7所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述部分（307a，307b，
407a，407b）内的所述非零负焦度小于0.05 D。
9.根据权利要求1-2之一所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述部分（307a，
307b，407a，407b）内的所述非零负焦度超过0.01 D。
10.根据权利要求9所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述部分（307a，307b，
407a，407b）内的所述非零负焦度超过0.03 D。
11.根据权利要求9所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述部分（307a，307b，
407a，407b）内的所述非零负焦度超过0.04 D。
12.根据权利要求1-2之一所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述部分（307a，
307b，407a，407b）内的所述配戴棱镜小于0.10棱镜屈光度。
13.根据权利要求12所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述部分（307a，307b，
407a，407b）内的所述配戴棱镜小于0.08棱镜屈光度。
14.根据权利要求12所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述部分（307a，307b，
407a，407b）内的所述配戴棱镜小于0.06棱镜屈光度。
15.根据权利要求12所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述部分（307a，307b，
407a，407b）内的所述配戴棱镜小于0.05棱镜屈光度。
16.根据权利要求1-2之一所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，后顶点到所述配戴者眼睛中的所述那只眼睛的标准化理论转动中心之间的距离为在22 mm与32 mm之间的离散值。
17.根据权利要求16所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，后顶点到所述配戴者眼睛中的所述那只眼睛的标准化理论转动中心之间的距离为在24 mm与30 mm之间的离散值。
18.根据权利要求16所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，后顶点到所述配戴者眼睛中的所述那只眼睛的标准化理论转动中心之间的距离为在26 mm与28 mm之间的离散值。
19.根据权利要求16所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，后顶点到所述配戴者眼睛中的所述那只眼睛的标准化理论转动中心之间的距离为27 mm。
20.根据权利要求1-2之一所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述单眼瞳距为在28 mm与36 mm之间的离散值。
21.根据权利要求20所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述单眼瞳距为在30 mm与34 mm之间的离散值。
22.根据权利要求20所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述单眼瞳距为在31 mm与33 mm之间的离散值。
23.根据权利要求20所述的非矫正单镜片式眼镜，其特征在于，所述单眼瞳距为32 mm。
24.一种用于设计非矫正单镜片式眼镜的一件式防护罩（300，400）的计算机实施的方法，所述防护罩（300，400）具有前表面（302，402）和后表面（304，404），所述方法包括以下步骤：- 提供所述防护罩（300，400）的前表面几何形状；
- 提供所述前表面几何形状相对于配戴者的至少一只眼睛的预定转动中心的预定局部关系- 通过以下方式计算所述防护罩（300，400）的后表面几何形状中的属于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的预定部分（307a，307b，407a，407b）：针对由于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定转动中心的眼睛转动而在所述预定部分（307a，307b，407a，407b）内与所述后表面（304，404）相交并且与所述前表面（302，402）相交的多条配戴者视线建立非零负焦度并最小化配戴棱镜，其中所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度小于0.12 D，其中所述后表面几何形状的所述预定部分（307a，307b，407a，407b）是自由形式表面几何形状。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度小于0.09 D。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度小于0.05 D。
27.根据权利要求24或25之一所述的方法，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度超过0.02 D。
29.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度超过0.03 D。
30.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度超过0.04 D。
31.根据权利要求24至25之一所述的方法，其特征在于，所述最小化棱镜包括最小化竖直配戴棱镜和/或最小化水平配戴棱镜。
32.根据权利要求24至25之一所述的方法，其特征在于，建立非零负焦度并最小化棱镜的所述多条配戴者视线包括多于10条不同的配戴者视线，这些视线由于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定转动中心的眼睛转动而在所述预定部分（306a，306b，406a，406b）内与所述后表面（304，404）相交并且与所述前表面（302，402）相交。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，建立非零负焦度并最小化棱镜的所述多条配戴者视线包括多于20条不同的配戴者视线，这些视线由于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定转动中心的眼睛转动而在所述预定部分（306a，306b，406a，406b）内与所述后表面（304，404）相交并且与所述前表面（302，402）相交。
34.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，建立非零负焦度并最小化棱镜的所述多条配戴者视线包括多于30条不同的配戴者视线，这些视线由于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定转动中心的眼睛转动而在所述预定部分（306a，306b，406a，406b）内与所述后表面（304，404）相交并且与所述前表面（302，402）相交。
35.根据权利要求24至25之一所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，406a，406b）的尺寸大于0.25 cm²。
37.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，406a，406b）的尺寸大于0.5 cm²。
38.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，406a，406b）的尺寸大于0.75 cm²。
39.根据权利要求24至25之一所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，
40.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，406a，406b）的尺寸小于2.0 cm²。
41.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，406a，406b）的尺寸小于1.5 cm²。
42.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，406a，406b）的尺寸小于1.0 cm²。
43.根据权利要求24至25之一所述的方法，其特征在于，属于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定部分（306a，306b，406a，406b）和属于所述配戴者眼睛中的另一只眼睛的所述预定部分（306a，306b，406a，406b）彼此不相交。
44.根据权利要求24至25之一所述的方法，其特征在于，所述计算步骤包括针对至少一条预定配戴者视线建立零竖直配戴棱镜和零水平配戴棱镜。
45.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，所述计算步骤包括针对至少一条预定配戴者视线建立零竖直配戴棱镜和零水平配戴棱镜，其中所述至少一条预定视线是理论上的笔直向前视线、个体的所测得的笔直向前视线、理论上的功能视线、或个体的所测得的功能视线中的至少一个。
46.一种用于制造非矫正单镜片式眼镜的一件式防护罩的方法，所述防护罩（300，400）具有前表面（302，402）和后表面（304，404），所述方法包括以下步骤：- 使用根据权利要求24至45之一所述的方法来设计所述防护罩（300，400）并且- 将具有或不具有镜架的所述防护罩（300，400）模制为单一模制件。
47.一种包括程序代码的计算机程序，该程序代码用于当该计算机程序被加载到计算机中和/或在计算机中被执行时执行根据权利要求24至45之一所述的所有方法步骤。
48.一种其上存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其中，所述计算机程序包括程序代码，该程序代码用于当该计算机程序被加载到计算机中和/或在计算机中被执行时执行根据权利要求24至45之一所述的所有方法步骤。
- 一件式防护罩（300，400），所述防护罩（300，400）具有前表面（302，402）和后表面（304，404），其中所述前表面（302，402）具有前表面几何形状，并且所述后表面（304，404）具有后表面几何形状；
- 安装有所述一件式防护罩（400）或形成所述防护罩（300）的组成部分的镜架；所述镜架被构造成将所述一件式防护罩（300，400）相对于配戴者的头部和眼睛以预定局部关系进行设置，其中所述配戴者的头部是下组中的多个标准化头部模型中的一个，所述组由以下各项组成：具有Alderson头形的头部模型、具有符合EN 168的头形的头部模型、具有符合ISO 12311:2013的头形的头部模型、具有符合ISO 12312-1的头形的头部模型、以及具有Canadian头形的头部模型；其中所述标准化头部模型各自具有位于标准化位置的左眼和右眼，从而提供所述左眼和右眼的相应的标准化理论转动中心、相应的标准化理论单眼瞳距、以及相应的标准化“正常”视线；
- 所述一件式防护罩（300，400）相对于所述配戴者的头部和眼睛以预定局部关系进行设置，从而在所述后表面（304，404）的部分（307a，307b，407a，407b）内建立非零负焦度和小于0.15棱镜屈光度的配戴棱镜，所述部分围绕所述配戴者的一只眼睛的标准化“正常”视线与所述后表面（304，404）的交点，由于所述配戴者眼睛中的所述那只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述那只眼睛的预定转动中心的眼睛转动，配戴者的所有视线在所述部分（307a，
307b，407a，407b）内与所述后表面相交，其中所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度小于0.12 D，其中所述部分（307a，307b，407a，407b）大于0.1 cm2，其中所述后表面（304，404）的所述部分（307a，307b，407a，407b）具有自由形式表面几何形状。
50.根据权利要求49所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述前表面（302，
402）的平均曲率在所述“正常”笔直向前视线与所述前表面（302，402）相交的点处为6.5 D或更大。
51.根据权利要求49-50之一所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述一件式防护罩（300，400）在所述“正常”笔直向前视线与所述前表面（302，402）相交的点处垂直于所述前表面（302，402）测量到的厚度为至少1.95 mm。
52.根据权利要求49-50之一所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）大于0.25 cm²。
53.根据权利要求52所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述部分（307a，
307b，407a，407b）大于0.5 cm²。
54.根据权利要求52所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述部分（307a，
307b，407a，407b）大于0.75 cm²。
55.根据权利要求49-50之一所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度小于0.09 D。
56.根据权利要求55所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述部分（307a，
307b，407a，407b）内的所述非零负焦度小于0.05 D。
57.根据权利要求49-50之一所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度超过0.01 D。
58.根据权利要求57所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述部分（307a，
307b，407a，407b）内的所述非零负焦度超过0.03 D。
59.根据权利要求57所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述部分（307a，
307b，407a，407b）内的所述非零负焦度超过0.04 D。
60.根据权利要求49-50之一所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述配戴棱镜小于0.10棱镜屈光度。
61.根据权利要求60所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述部分（307a，
307b，407a，407b）内的所述配戴棱镜小于0.08棱镜屈光度。
62.根据权利要求60所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述部分（307a，
307b，407a，407b）内的所述配戴棱镜小于0.06棱镜屈光度。
63.根据权利要求60所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述部分（307a，
307b，407a，407b）内的所述配戴棱镜小于0.05棱镜屈光度。
64.根据权利要求49-50之一所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，后顶点到所述配戴者眼睛中的所述那只眼睛的标准化理论转动中心之间的距离为在22 mm与32 mm之间的离散值。
65.根据权利要求64所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，后顶点到所述配戴者眼睛中的所述那只眼睛的标准化理论转动中心之间的距离为在24 mm与30 mm之间的离散值。
66.根据权利要求64所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，后顶点到所述配戴者眼睛中的所述那只眼睛的标准化理论转动中心之间的距离为在26 mm与28 mm之间的离散值。
67.根据权利要求64所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，后顶点到所述配戴者眼睛中的所述那只眼睛的标准化理论转动中心之间的距离为27 mm。
68.根据权利要求49-50之一所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述单眼瞳距为在28 mm与36 mm之间的离散值。
69.根据权利要求68所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述单眼瞳距为在
70.根据权利要求68所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述单眼瞳距为在
71.根据权利要求68所述的非矫正单镜片式安全头盔，其特征在于，所述单眼瞳距为32 mm。
72.一种用于设计非矫正单镜片式安全头盔的一件式防护罩（300，400）的计算机实施的方法，所述防护罩（300，400）具有前表面（302，402）和后表面（304，404），所述方法包括以下步骤：- 提供所述防护罩（300，400）的前表面几何形状；
- 提供所述前表面几何形状相对于配戴者的至少一只眼睛的预定转动中心的预定局部关系- 通过以下方式计算所述防护罩（300，400）的后表面几何形状中的属于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的预定部分（307a，307b，407a，407b）：针对由于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定转动中心的眼睛转动而在所述预定部分（307a，307b，407a，407b）内与所述后表面（304，404）相交并且与所述前表面（302，402）相交的多条配戴者视线建立非零负焦度并最小化配戴棱镜，其中所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度小于0.12 D，其中所述后表面几何形状的所述预定部分（307a，307b，407a，407b）是自由形式表面几何形状。
73.根据权利要求72所述的方法，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度小于0.09 D。
74.根据权利要求73所述的方法，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度小于0.05 D。
75.根据权利要求72或73之一所述的方法，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，
76.根据权利要求75所述的方法，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度超过0.02 D。
77.根据权利要求75所述的方法，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度超过0.03 D。
78.根据权利要求75所述的方法，其特征在于，所述部分（307a，307b，407a，407b）内的所述非零负焦度超过0.04 D。
79.根据权利要求72或73之一所述的方法，其特征在于，所述最小化棱镜包括最小化竖直配戴棱镜和/或最小化水平配戴棱镜。
80.根据权利要求72或73之一所述的方法，其特征在于，建立非零负焦度并最小化棱镜的所述多条配戴者视线包括多于10条不同的配戴者视线，这些视线由于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定转动中心的眼睛转动而在所述预定部分（306a，306b，406a，406b）内与所述后表面（304，404）相交并且与所述前表面（302，402）相交。
81.根据权利要求80所述的方法，其特征在于，建立非零负焦度并最小化棱镜的所述多条配戴者视线包括多于20条不同的配戴者视线，这些视线由于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定转动中心的眼睛转动而在所述预定部分（306a，306b，406a，406b）内与所述后表面（304，404）相交并且与所述前表面（302，402）相交。
82.根据权利要求80所述的方法，其特征在于，建立非零负焦度并最小化棱镜的所述多条配戴者视线包括多于30条不同的配戴者视线，这些视线由于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定转动中心的眼睛转动而在所述预定部分（306a，306b，406a，406b）内与所述后表面（304，404）相交并且与所述前表面（302，402）相交。
83.根据权利要求72或73之一所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，
84.根据权利要求83所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，406a，406b）的尺寸大于0.25 cm²。
85.根据权利要求83所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，406a，406b）的尺寸大于0.5 cm²。
86.根据权利要求83所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，406a，406b）的尺寸大于0.75 cm²。
87.根据权利要求72或73之一所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，
88.根据权利要求87所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，406a，406b）的尺寸小于2.0 cm²。
89.根据权利要求87所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，406a，406b）的尺寸小于1.5 cm²。
90.根据权利要求87所述的方法，其特征在于，所述预定部分（306a，306b，406a，406b）的尺寸小于1.0 cm²。
91.根据权利要求72或73之一所述的方法，其特征在于，属于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定部分（306a，306b，406a，406b）和属于所述配戴者眼睛中的另一只眼睛的所述预定部分（306a，306b，406a，406b）彼此不相交。
92.根据权利要求72或73之一所述的方法，其特征在于，所述计算步骤包括针对至少一条预定配戴者视线建立零竖直配戴棱镜和零水平配戴棱镜。
93.根据权利要求92所述的方法，其特征在于，所述计算步骤包括针对至少一条预定配戴者视线建立零竖直配戴棱镜和零水平配戴棱镜，其中所述至少一条预定视线是理论上的笔直向前视线、个体的所测得的笔直向前视线、理论上的功能视线、或个体的所测得的功能视线中的至少一个。
94.一种用于制造非矫正单镜片式安全头盔的一件式防护罩的方法，所述防护罩（300，
400）具有前表面（302，402）和后表面（304，404），所述方法包括以下步骤：- 使用根据权利要求72至92之一所述的方法来设计所述防护罩（300，400）并且- 将具有或不具有镜架的所述防护罩（300，400）模制为单一模制件。
带一件式防护罩的眼镜以及用于设计所述防护罩的方法
[0001] 本发明涉及包括一件式防护罩的非矫正单镜片式眼镜和安全头盔、以及用于设计和制造这样的一件式防护罩的方法。
[0002] 单镜片眼镜或头盔的“防护罩”由单一镜片构成。通常，这种“防护罩”由透明材料形成为单一件，即，它是一件式防护罩。典型地，这种一件式防护罩被设计成围绕眼睛向头部的侧面弯曲（“包裹式”）和/或向内朝颊骨倾斜（前倾角）。
[0003] 通过对下文中使用的一些措辞进行定义，将有助于解释本发明。
[0004] 球面是球体的内表面或外表面的一部分。柱面是柱体的内表面或外表面的一部分。环曲面是具有相互垂直的曲率不等的主子午线的表面，其在这两个主子午线上的截面名义上是圆形的。非球面是从顶点到周边具有连续可变曲率的回转表面的一部分。非环曲面是具有相互垂直的曲率不等的主子午线的表面，其在至少一条主子午线上的截面不是圆形的。表面的主子午线是表面的在测量时显示出最大和最小曲率的那些子午线。渐变表面是非旋转对称的表面，在部分或全部表面上具有连续变化的曲率，通常旨在提供递增的下加光或递减光焦度。
[0005] 自由形式表面区别于上述球面、柱面、环曲面、非球面和非环曲面。自由形式表面是在整个区域上没有对称性的表面。如以上定义的另外特别是不具有镜像对称性的渐变表面可以是自由形式表面。目前大多数计算机化建模系统使用非均匀有理B样条（NURBS）数学来描述表面形式；但也存在其他方法，比如双三次样条、或戈登曲面（Gorden surface）、或孔斯曲面（Coons surface）。
[0006] 平光镜片是名义上屈光度为零的镜片。球面镜片是具有两个球面的镜片。柱面镜片是具有至少一个柱面的镜片。环曲面镜片是具有至少一个环曲面的镜片。非球面镜片是具有至少一个非球面的镜片。非环曲面镜片是具有至少一个非环曲面的镜片。
[0007] 眼科镜片是旨在用于测量、矫正和/或保护眼睛或改变其外观的用途的镜片。眼镜镜片是配戴在眼球前方但不与眼球接触的眼科镜片。矫正型镜片是具有屈光度的眼镜镜片。非矫正型镜片是不具有屈光度或屈光度很低以致其名义上不用于矫正用途的眼镜镜片。
[0008] 眼镜镜片的前表面是眼镜镜片的旨在远离眼睛装配的表面。相应地，眼镜镜片的后表面是眼镜镜片的旨在靠近眼睛装配的表面。
[0009] 焦度是包括眼镜镜片的球镜顶焦度和散光顶焦度的通用术语。后顶焦度是以米为单位测量的近轴后顶焦距的倒数。球镜度是球镜度镜片的后顶焦度的值、或散光焦度镜片的两条主子午线之一上的顶焦度的值，这取决于所选择以供参考的主子午线。
[0010] 棱镜偏差是由折射引起的施加于光线的方向变化。棱镜效应是棱镜偏差和基底设置（即，棱镜底的设置位置）的总称。棱镜度是设计参考点处棱镜效应的棱镜值。
[0011] 屈光度是包括眼镜镜片的焦度和棱镜度的通用术语。
[0012] 光轴是垂直于眼镜镜片的两个光学表面的直线，光可以沿着光轴无偏离穿过。顶点是光轴与镜片表面的交点。因此，后顶点是光轴与镜片后表面的交点。
[0013] 视线是连接中央窝的中心到眼睛出瞳中心的线，并从入瞳中心延伸到物体空间。
[0014] 正常视线是从眼睛向前投射的注视线，沿着在头部直视前方时在第一眼位的眼睛笔直向前延伸的线。视线通常理解为不会随给定个体而变化。然而，由于决定眼镜的配戴取向的头部和面部形态（比如眼睛之间的距离、以及鼻根和耳朵的位置）的变化，个体之间的正常视线可能会有变化（在水平和竖直方向上都变化）。此外，由于面部不对称，正常视线可能在给定个体的右眼和左眼之间在竖直方向上变化。因此，“正常”视线通常是在标准化头形上进行确定，比如Alderson头形或者更加现代且准确的Canadian头形，其中已经确定了视线的统计学上的平均位置。
[0015] 视点是视线与镜片后表面的交点。远视点是镜片上视点的假设位置，其在给定条件下用于视远。这通常被认为是视线与镜片的交点，眼睛处于头部直立时的第一眼位。
[0016] 后顶距离是镜片后表面与角膜顶点之间的距离，用垂直于眼镜前部的平面的视线进行测量。
[0017] 主注视方向是视线相对于第一眼位的最常见的方向。
[0018] 第一眼位是直视前方视平线处的物体时人类眼睛相对于头部的位置。单眼瞳距是眼睛处于第一眼位时瞳孔中心与鼻梁或眼镜架的中线之间的距离。
[0019] “配戴”前倾角是眼镜镜片的前表面在其方框中心处的法线与处于第一眼位的眼睛的视线之间在竖直平面中的角度。
[0020] 侧向包裹是指眼镜镜片围绕眼睛向头部的侧面弯曲或扭转。包角（也称为镜圈面部弧度（face form angle）或全景角）是眼镜前部的平面与右镜片形状或左镜片形状的平面之间的角。如果右镜片平面或左镜片平面的颞侧比眼镜前部的平面更接近头部，则将右或左镜圈面部弧度视为正的。
[0021] “鼻”方向通常是朝向鼻子，并且“颞”方向通常是朝向颞区。“上”方向通常是向上，并且“下”方向通常是向下。
[0022] 如果沿着既不沿镜片光轴、也不沿镜片表面的法线的凝视方向观察图像，则镜片产生图像的线性位移或透视短缩（foreshortening）。
[0023] 如果凝视方向不平行于光轴，则不管镜片上凝视方向与表面相交的位置在哪里，同样可能引起棱镜偏差。当凝视方向与镜片的光轴不重合时，镜片典型地将产生总偏差，其为透视短缩和棱镜偏差的组合。
[0024] 常规地，棱镜偏差的量用棱镜屈光度（PD或D）测量。
[0025] 一个棱镜屈光度是棱镜偏差的单位，等于100 tanδ，其中δ是偏差角，单位为度（°）。棱镜屈光度是在以米为单位测量到的距离下、以厘米为单位测量到的偏差。因此，棱镜屈光度也可以用厘米/米（cm/m）表示。偏心可以是水平的、竖直的或斜向的，但通常在水平偏差和竖直偏差方面进行评估。非平光镜片相对于眼睛的水平偏心通常产生水平棱镜偏差。正焦度镜片的鼻偏心产生被称为“基底朝内”棱镜的棱镜偏差。类似地，正焦度镜片的颞偏心产生称为“基底朝外”棱镜的棱镜偏差。负焦度镜片的鼻偏心和颞偏心分别产生基底朝外和基底朝内棱镜。
[0026] 为了补偿眼镜中的水平棱镜，眼睛必须水平转动约等于棱镜偏差的角度。如果双眼的棱镜偏差具有相同的大小和方向，则正常视线偏离，但眼睛以所谓的“共轭”对齐方式移动。如果棱镜偏差的大小或方向不同，则需要一只眼睛或者双眼进行朝向彼此（会聚）或背向彼此（发散）的相对运动以避免复视（双象）。因此，棱镜偏差的差异会引起分离或聚散度需求，其被量化为通过组合单独棱镜偏差获得的净棱镜偏差。聚散度需求可能要求眼睛会聚或发散，但在任一情况下都称为聚散度需求。为允许准确的空间知觉和预测时机、并避免眼睛疲劳，如果使共轭需求和聚散度需求保持较小，则配戴者会感觉更舒适。
[0027] 双眼的棱镜偏差引起的聚散度取决于棱镜偏差的大小和方向两者。
[0028] 如果每只眼睛引起的棱镜量相同，则双眼将一起以“共轭”转动方式移动。如果每只眼睛的棱镜量不相等，则会对双眼施加额外的聚散度需求，其中一只眼睛或双眼必须朝向彼此（会聚）或背向彼此（发散）相对移动。这种聚散度往往不完整，这可能导致复视或知觉不良。即使聚散度完整，它也会引发令配戴者不舒适的动眼神经疲劳。
[0029] 竖直棱镜效应通常分为基底朝上和基底朝下棱镜。所讨论的关于基底朝外和基底朝内棱镜的问题同样适用于竖直棱镜。竖直棱镜的差异不能很好地容忍，但是对于双眼来说是一样的“共轭”型棱镜可以很好地容忍。
[0030] 水平棱镜量可能在整个镜片上变化，并且在周边上不平衡的问题更大，其中一只眼睛透过镜片的鼻部观看，而另一只眼睛透过镜片的颞部观看。当眼睛透过镜片的上部或下部观看时，竖直棱镜量也可能以类似的方式在整个镜片上变化。这种变化可能会造成整个视野中的视觉知觉不准确、难以补偿，在需要精确视觉输入的娱乐或体育活动中比较麻烦。
[0031] 存在多个专利、专利申请和其他文件涉及配戴者眼睛前方的一件式防护罩的形状和布置、对美学方面的相应影响、以及相应产生的光学特性和对配戴者视觉印象的影响。下面介绍了这些文件中的一些文件。
[0032] US 4,859,048披露了一种用于一副太阳镜的柱面镜片，该柱面镜片包括围绕轴线弯曲并具有基本恒定半径的透明材料的单片块，使得镜片限定柱体的壁的一部分。该镜片遮盖配戴者的双眼，并且有效地保护眼睛不受周边以及直接的强光的影响。该镜片可以整个具有均匀的厚度，或者可以从以大致位于配戴者鼻子上方的中点为中心的区域的较大厚度逐渐减小到镜片周边端附近的较小厚度。单镜片具有上边缘和下边缘，其中所述下边缘中形成有用于将所述镜片安装在配戴者的鼻子上的鼻件开口。
[0033] US 5,774,201披露了一种用于单镜片眼镜的镜片。该镜片具有外凸表面和内凹表面、以及其之间的厚度。所述外凸表面和所述内凹表面中的至少一个具有基本上与具有偏心率的椭圆一致的弧形截面构型。该镜片可以在竖直平面中具有各种构型中的任何一种，与水平椭圆形状无关。另外，该镜片可以具有均匀的厚度，或厚度从相对较厚的中间部分逐渐减小到较薄的侧向部分。该镜片具有上边缘和下边缘，并且下边缘中形成有用于将镜片安装在配戴者鼻子上的鼻件开口。这种镜片不符合当代美学要求。
[0034] 因此，现在，常规防护罩的表面通常是球面或环曲面的，即，中心处水平和竖直截面为圆形。如果要使光焦度为零，则这种防护罩必须是“锥形”的。像这种光焦度为零的一件式防护罩（即环曲面平光镜片）在两只眼睛之间自动具有零棱镜不平衡。这种防护罩的光学特性只能符合配戴者眼睛前方的特定布置的当前要求。特别地，如果这样的镜片是包裹式的并且倾斜定向的话，则配戴者的知觉会被扭曲。
[0035] US 6,010,217披露了一种用于单镜片式眼镜或安全头盔的光学矫正防护罩。优选的镜片（防护罩）几何形状可以是球面或环曲面。特别地，该防护罩至少前表面与球面的一部分或环曲面的一部分一致。该防护罩具有在竖直平面上与具有第一圆心的第一圆的一部分一致的前表面，并且该防护罩具有在竖直平面上与具有第二圆心的第二圆的一部分一致的后表面。第一和第二圆心不重合，并且位于延伸穿过防护罩的光轴上。镜片通过镜架或头盔在配戴者的头部上进行定向，该镜架或头盔提供包角和前倾角，但将镜片保持在使得光轴基本保持平行于配戴者的正常视线的位置。发现光学中心线与正常视线之间的平行关系在最小化由包角和前倾角引起的光学畸变方面取得了部分成功，但是这些镜片仍然具有所不希望的周边表现，其中棱镜效应产生共轭和聚散度需求。
[0036] 该文件概述了代替球面或环曲面的前后表面，还可以使用其他镜片几何形状，比如椭圆形或非球形。但是，所述文件中没有关于这种镜片几何形状的详细描述。
[0037] US 6,129,435和WO 99/52480 A1分别披露了具有侧向包角和前倾角的非矫正保护眼镜，该眼镜包括镜片，镜片的光轴在大致与侧向包角的向内倾斜（水平倾斜）和/或前倾角（竖直倾斜）的倾斜相反的方向上背向视线偏离，以抵消倾斜引起的（水平和竖直）棱镜（具体参见图11和图12及其中给出的解释）。特别地，光轴与视线平行方向偏离足够的角度，以使沿视线和视野周边的棱镜畸变都最小化。
[0038] 根据所述文件的传授内容，可以将低焦度引入镜片中，以减小其锥度，进一步抵消倾斜引起的棱镜和散光（特别是在周边视野中），减轻重量，提供更好的物理稳定性，并且实现比平光镜片更均匀的光透射。该文件概述了倾斜产生的棱镜可以通过一个或多个参数组合来减少，比如增大视线与光轴之间的偏离角度、增加镜片的负光焦度、或减小镜片的基底曲率。分别根据US 6,129,435和WO 99/52480 A1，具有这种参数的镜片可以是球面、柱面、环曲面、椭圆形或其他未进一步指定的构型。
[0039] US 6,454,408 B1披露了一种光学镜片元件，例如，该光学镜片元件适于安装在包括曲率互补的第一和第二表面的防护罩类型的镜架中。至少一个表面展现出了引起光学畸变（比如大于1.0 D的散光）的沿水平子午线相对于球面或环曲面形状的标准光学表面的曲率偏差。第一和第二表面组合限定了光学区，该光学区展现出沿恒定在 ±0.25 D的至少一条子午线的平均透过焦度。此文件披露了第一和第二表面的曲率可以是平滑变化的函数，这允许光学镜片元件的表面例如基本上偏离常规圆锥形截面，同时在这些表面之间提供透过镜片的在 ±0.25 D内的恒定平均透过焦度。即，光学镜片元件的表面被披露为不对称的。
[0040] US 6,364,481 B1特别披露了用于环绕式或防护罩类型的眼镜的平光镜片。镜片可以包括球面、非球面、环曲面、非环曲面或其任意组合或任何其他复合形式，并且可以展现出散光矫正。镜片包括周边颞区，该周边颞区包括棱镜矫正以改善配戴者的整体视野。光学镜片的前表面和/或后表面可以进一步包括表面矫正，以至少部分地补偿主视线（‘笔直向前’看的区）中的棱镜误差。表面矫正可以是棱镜矫正，特别是应用于前表面和/或后表面的基底朝内矫正或基底朝鼻矫正。
[0041] 以下参考图1和图2描述了现有技术中已知的用于改善配戴者的视觉表现的单式眼镜的另外两种途径。图1a) 示出了具有一件式防护罩102和支撑所述防护罩102的镜架104的非矫正单镜片式眼镜100的第一实例的透视图。图1b) 示出了防护罩102在鼻件开口
106上方的平面中的水平截面。图2a) 示出了具有一件式防护罩202和支撑所述防护罩202的镜架204的非矫正单镜片式眼镜200的第二实例的透视图。图2b) 示出了防护罩202在鼻件开口206上方的平面上的水平截面。
[0042] 如果球面或环曲面防护罩具有单一光轴和零后顶焦度，则当平行于光轴观看时，防护罩配戴时也将具有零棱镜。然而，对于任一特定瞳孔距离的转动眼睛而言，这个零棱镜标准并未全面实现。如果防护罩具有两个分条的光轴（每只眼睛一条），则包角和曲率可以分离。但是，在所述情况下，防护罩的两个半部不会在中心处平滑地结合。图1和图2示出了具有这样的防护罩102、202的镜片眼镜100、200，该防护罩由两个半部组成，每个半部具有自己的光轴。分别构成防护罩102和202的防护罩半部102a、102b和202a、202b各自是球面的或环曲面的，并且各自具有平行于视线的分开的光轴。这些防护罩半部102a、102b和202a、202b中的每一个都朝镜腿逐渐减小。根据第二实例的防护罩202包括在鼻件206上方的较宽的非光学矫正特征208，而非单纯地将两个防护罩半部102a、102b彼此“对接”。这些安全护目镜200中的单独防护罩半部202a、202b也是球面的或环曲面的。
[0043] Becken等人：“Brillengläser im Sport: Optimierung der Abbildungseigenschaften unter physiologischen Aspekten”, Zeitschrift für medizinische Physik, Urban und Fischer, Jena, Deutschland, 第17卷， 第1期，2007年5月3日, 第56-66页披露了矫正型运动眼镜片的个性化数学优化方法。
[0044] 出于美观的原因，图1和图2所示的非矫正单镜片式眼镜100、200可能不用于所有用途。因此，为了同时满足美学和光学需求，需要替代的解决方案。
[0045] US 2006/0098161 A1披露了一种整体式单镜片或防护罩。防护罩分别具有左右镜片部分，各镜片部分具有在配戴状态下位于配戴者左眼和右眼的视线上的视觉中心。就此而言，每个镜片部分都是单独构造的。每个镜片部分具有视觉中心、中央区域和周边区域，并且镜片的凸面和凹面都相应地进行设计。每个部分的内凹面可以定义为非球面NURBS表面。该文件披露了在球面镜片、柱面镜片和环曲面镜片的情况下改善周边视觉，并且作为此发明的延伸可以应用于任何形状（自由形式）。
[0046] 此文件还披露了一种制造适于在适当抛光之后安装在眼镜中的非矫正光学镜片毛坯的方法，所述方法包括以下步骤：设计镜片毛坯的外凸面；设计镜片毛坯的内凹面；限定相对于外凸面的参考轴线；限定相对于所述参考轴线的视轴；限定围绕视轴的视觉区域，所述视轴显示所述视觉区域在配戴位置上预期处于的位置；并且修改内凹面以便改善镜片的光学质量，使得所述修改后的内凹面在水平和竖直子午线上都具有连续的水平和竖直曲率，但大小不同。该方法不会修改镜片总体的环曲面形状，而仅以不改变总体Gullstrand形状的方式改变这些表面中一个或两个。
[0047] 尽管此文件中披露的整体式单镜片或防护罩已证明其价值，但仍需要进一步改进。
[0048] 因此，本发明的问题在于提供一种非矫正单镜片式眼镜和一种安全头盔，该非矫正单镜片式眼镜和安全头盔包括一件式防护罩和其中安装有所述一件式防护罩的镜架（例如具有镜腿）、或具有镜腿的一件式“带镜架”防护罩，该一件式防护罩或一件式“带镜架”防护罩满足配戴者的美学和光学需求。与所述相关的是，本发明的问题在于提供一种用于设计和制造这样的一件式防护罩或一件式“带镜架”防护罩的方法。
[0049] 这些问题分别通过具有如权利要求1所述的特征的非矫正单镜片式眼镜和安全头盔、以及具有如权利要求18和19所述的特征的方法来解决。
[0050] 有利实施例和进一步的增强是从属权利要求的主题。
[0051] 根据本发明，非矫正单镜片式眼镜或安全头盔包括如以上限定的一件式防护罩和其中安装有所述一件式防护罩的镜架。可替代地，所述非矫正单镜片式眼镜或安全头盔包括一件式“带镜架”防护罩。一件式防护罩和一件式“带镜架”防护罩之间的区别在于，一件式防护罩安装在携带镜腿的镜架中，而一件式“带镜架”防护罩是镜架与防护罩为一体。
[0052] 该一件式防护罩或一件式“带镜架”防护罩具有前表面和后表面。所述前表面具有前表面几何形状，并且所述后表面具有后表面几何形状。
[0053] 所述一件式防护罩具有在水平方向上在左眼的“正常”笔直向前视线与前表面的交点与右眼的“正常”笔直向前视线与前表面的交点之间弯曲的前表面，而没有任何扭结或弯曲方向的改变。优选地，在前表面的这两个交点之间，至少前表面为整体环曲面形状、椭圆形形状或二次曲面（椭圆、双曲线、抛物线等）形状。
[0054] 无论是否满足前一段中概述的优选特征，在“正常”笔直向前视线与前表面相交的点处，一件式防护罩的前表面可以具有6.5 D或更大的平均曲率。前表面在那个点的法线上，测量到的厚度可以进一步是至少1.95 mm、优选大于2.05 mm、更优选大于2.15 mm、最优选大于2.25 mm。
[0055] 镜架（其上安装有所述一件式防护罩或者其形成所述一件式“带镜架”防护罩的组成部分）被构造成将所述一件式防护罩相对于配戴者的头部和眼睛以预定局部关系进行设置。假设所述配戴者的头部是由下组中的多个标准化头部模型中的一个，所述组由以下各项组成：具有Alderson头形的头部模型、具有符合EN 168的头形的头部模型、具有符合ISO 12311:2013的头形的头部模型、具有符合ISO 12312-1的头形的头部模型、以及具有Canadian头形的头部模型。这种标准化头部模型通常用于限定普通消费者的光学特性。它可以与差不多适用于不同人群的服装的标准化尺码相当。
[0056] 特别地，Alderson眼镜仿真头形是从Alderson研究实验室的VIP仿真头形发展而来的。这些VIP仿真头形是为了符合1966年至1972年间的NHTSA要求而发展而来的，用于汽车碰撞测试。对头部和耳部进行了修改，以增强头形保持眼镜在位的能力。头形是根据身高和体重位于特定百分位组的人类受试者模仿的。这些百分位是从二战期间和之后的人体测量学调查中发展而来的。支持这些百分位组的数据出现在Damon, Albert、Stoudt, Howard W、McFarland, Ross Armstrong的《Human Body In Equipment Design》（设备设计中的人体，哈佛大学出版社，剑桥MA 1971，1976年修订，ISBN 0674414500）中。
[0057] 每个所述标准化头部模型、以及因此还有为设计和制造所要求保护和上述的相应眼镜或头盔而选择的具体头形具有位于标准化位置的左眼和右眼，由此提供了所述左眼和右眼的相应标准化理论转动中心、相应标准化理论单眼瞳距、以及每只眼睛相应标准化“正常”视线。在下面假设相应的眼镜或头盔通过所述镜架在所述具体的标准化头形上保持在位，则所述一件式防护罩与所述头形的眼睛之间存在一种单一的预定关系。这意味着所述一件式防护罩以预定方式（即，其之前设计和制造所依照的预定局部关系）定向并且与所述头形的左眼和右眼间隔开。
[0058] 在所述一件式防护罩相对于所述配戴者的头部和眼睛以所述预定局部关系进行设置的情况下，当所述配戴者转动其眼睛时，所述一件式防护罩为所述配戴者建立在一件式防护罩的一个或两个特定部分内非零负焦度和小于0.15棱镜屈光度的配戴棱镜。这一部分（属于一只眼睛）或者这两部分（各自属于所述配戴者的另一只眼睛）位于防护罩的后表面，并且每个部分由围绕所述配戴者的所述配戴者其中一只眼睛的标准化“正常“视线与所述后表面的交点的特定区域限定，即如说明书引言部分中所定义的相应的远视点。
[0059] 所述非零负焦度标准是小于0.12 D的焦度。根据本发明，以上描述的所述部分或所述多个部分的尺寸大于0.1 cm2。
[0060] 因此，由于所述配戴者的所述那只眼睛围绕所述配戴者的眼镜中的所述那只眼睛的相应标准化理论转动中心的眼睛转动，非零负焦度和小于0.15的棱镜屈光度标准适用于配戴者的与所述后表面在所述部分内相交的所有视线。
[0061] 所述部分或视情况而定可以是所述后表面的两个局部分离且不相交的部分，此外由相应的表面几何形状限定，根据本发明，所述表面几何形状是自由形式表面几何形状。
[0062] 所述防护罩（根据情况可能是“带镜架”的）的前表面可以具有任何形状和几何形状。特别地，优选地所述前表面具有如以上定义的（整体）环曲面几何形状、非环曲面几何形状、非球面几何形状或椭圆表面几何形状。在优选实施例中，所述前表面具有“自由形式”几何形状。如果前表面具有“自由形式”几何形状，则可以根据美学要求和光学要求进行调整。
[0063] 防护罩可以包括类似于图1a) 和图2a) 所示的鼻开口106、206的鼻开口。防护罩还可以包括附着在其上的鼻托。
[0064] 防护罩可以由任何种类的透明材料制成。防护罩可以由有机化合物制成，如聚碳酸酯或聚烯丙基二甘醇碳酸酯。这些材料可以包括染料或功能层，比如偏振片等。
[0065] 防护罩可以被一个或多个功能层覆盖，比如耐刮擦层、减反射涂层、着色涂层、偏振涂层、光致变色涂层等。
[0066] 在本发明的优选实施例中，以上描述的所述一个或多个部分的尺寸大于0.25 cm²、优选地大于0.5 cm²、更优选地大于0.75 cm²。尺寸越大，这种非矫正单镜片式眼镜或安全头盔的相应配戴者就越感觉不舒适。
[0067] 每个所述预定部分可以被不再满足所述小于0.15棱镜屈光度标准的另一预定部分围绕。然而，在所述另一预定部分中，可能仍然满足所述非零负焦度标准，其中焦度小于0.12 D、优选地小于0.09 D、更优选地小于0.05 D。优选地，所述另一预定部分的尺寸大于3 cm²。更优选地，所述另一预定部分的尺寸大于4 cm²。最优选地，所述另一预定部分的尺寸大于5 cm²。
[0068] 根据本发明的非矫正单镜片式眼镜或安全头盔可以装备有防护罩，如以上限定的一个/多个部分建立小于0.25 D、优选地小于0.12 D、更优选地小于0.09 D、最优选地小于0.05 D的非零负焦度。
[0069] 在如以上限定的一个或多个部分中建立的非零负焦度（即非零平均焦度（具有零散光））的值可以超过0.01 D、优选地超过0.03 D并且更优选地超过0.04 D。发明人发现0.02 D和0.09 D之间范围内的非零负焦度值对于大多数配戴者来说是最舒适的。
[0070] 正如在说明书引言部分已经说明的那样，应最小化配戴棱镜，以最小化畸变并且避免配戴者不适。然而，符合审美需求在一定程度上与这一要求相矛盾。因此，如果配戴棱镜小于0.10棱镜屈光度、优选为小于0.08棱镜屈光度、更优选地小于0.06棱镜屈光度并且最优选地小于0.05棱镜屈光度，则可以接受。
[0071] 根据本发明的每个非矫正单镜片式眼镜或安全头盔、并且特别是其防护罩被设计和制造成使得所述（多个）部分内的非零负焦度和小于0.15棱镜屈光度标准适用于一个单一后顶点到转动中心的距离，即后顶点到所述配戴者的所述一只眼睛的标准化理论转动中心之间的一个单一距离，在22 mm与32 mm之间、优选地在24 mm与30 mm之间、更优选地在26 mm与28 mm之间的范围内，最优选地为27 mm。特别地，优选地可以有三种不同类型的防护罩，分别针对24 mm、27 mm或30 mm中的任一值的后顶点到转动中心的距离进行优化（即，满足上述标准）。
[0072] 根据本发明的每个非矫正单镜片式眼镜或安全头盔、并且特别是其防护罩被设计和制造成使得所述（多个）部分内的非零负焦度和小于0.15棱镜屈光度标准适用于在28 mm和36 mm之间、优选地在30 mm与34 mm之间、更优选地在31 mm与33 mm之间范围内的并且最优选地32 mm的一个单一单眼瞳距。特别地，优选地可以有三种不同类型的防护罩，分别针对28 mm、32 mm或36 mm中的任一值的单眼瞳距值进行优化（即，满足上述标准）。
[0073] 根据本发明的用于设计非矫正单镜片式眼镜或安全头盔的一件式防护罩的计算机实施的方法包括以下步骤，其中所述防护罩具有前表面和后表面：
[0074] - 提供所述防护罩的前表面几何形状
[0075] - 提供所述前表面几何形状相对于配戴者的至少一只眼睛的预定转动中心的预定局部关系
[0076] - 通过以下方式计算所述防护罩的后表面几何形状中的属于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的预定部分：针对由于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定转动中心的眼睛转动而在所述预定部分内与所述后表面相交并且与所述前表面相交的多条配戴者视线建立非零负焦度并最小化配戴棱镜，其中所述后表面几何形状的所述预定部分是自由形式表面几何形状。
[0077] 可以基于前表面几何形状数据和配戴者的至少一只眼睛的预定转动中心相对于由所述表面几何形状数据表示的所述前表面的位置和取向的位置数据来将完整的方法安装为计算机模拟。
[0078] 进行所述模拟的计算机假设或假定所述非零负焦度（即，具有零散光的平均焦度）小于0.12 D。优选地所述非零负焦度被假设或给定为小于0.09 D，并且更优选地小于0.05 D。以预定方式配戴如此设计的防护罩的配戴者的预期不舒适性随着所述非零负焦度值减小而减小。
[0079] 进行所述模拟的计算机可以假设或假定所述非零负焦度超过0.01 D的值，优选地超过0.02 D，并且更优选地超过0.03 D。以预定方式配戴如此设计的防护罩的配戴者的预期不舒适性随着随着所述非零负焦度值的增大而减小。
[0080] 另外，所述方法的特征在于，所述最小化棱镜包括最小化竖直配戴棱镜和/或最小化水平配戴棱镜。优选地，竖直配戴棱镜和水平配戴棱镜都应是最小化的。
[0081] 根据本发明的方法的特征可以尤其在于，建立非零负焦度并最小化棱镜的所述多条配戴者视线包括多于10条不同的配戴者视线、优选地多于20条不同的配戴者视线、并且最优选地多于30条不同的配戴者视线，这些视线由于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定转动中心的眼睛转动而在所述预定部分内与所述后表面相交并且与所述前表面相交。用于计算的配戴者的不同视线可以被安排在以相应眼睛的转动中心为中心的规则等距角“网格”中。计算引擎可以使用光线追踪方法。
[0082] 所述预定部分（其中要实现所述光学性质）的尺寸可以大于0.10 cm²。优选为大于0.25 cm²的尺寸、并且最优选为大于0.50 cm²的尺寸可以用于计算。
[0083] 所述预定部分的尺寸可以小于2.5 cm²，优选为小于2.0 cm²，更优选为小于1.5 cm²，并且最优选为小于1.0 cm²。
[0084] 所述预定部分可以被其中不再满足所述小于0.15棱镜屈光度标准的另一预定部分围绕。然而，在所述另一预定部分中，可能仍然满足所述非零负焦度标准，其中焦度小于0.25 D、优选地小于0.12 D、更优选地小于0.09 D、最优选地小于0.05 D。优选地，所述另一预定部分的尺寸大于3 cm²。更优选地，所述另一预定部分的尺寸大于4 cm²。最优选地，所述另一预定部分的尺寸大于5 cm²。
[0085] 如上文已经提及的，针对所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定部分和针对所述配戴者的另一只眼睛的所述预定部分优选为彼此不相交。
[0086] 根据本发明的方法的特征可以在于，所述计算步骤包括针对配戴者的至少一个预定视线建立零竖直配戴棱镜和零水平配戴棱镜。优选地，所述至少一个预定视线是理论上的笔直向前视线、个体的所测得的笔直向前视线、理论上的功能视线、个体的所测得的功能视线中的至少一个。即，可以使用可以对应于普通配戴者的理论视线（即，例如与标准化头部模型有关）或针对特定个体确定的个体视线，从而为配戴者提供零竖直配戴棱镜和零水平配戴棱镜。
[0087] 本发明还涉及一种用于制造非矫正单镜片式眼镜或安全头盔的一件式防护罩的方法，其中所述防护罩具有前表面和后表面，所述方法包括以下步骤：
[0088] - 使用根据上述实施例之一所述的方法来设计所述防护罩，以及
[0089] - 将所述防护罩模制为单一模制件。
[0090] 特别地，所述防护罩可以是如上所描述和限定的“带镜架”防护罩。
[0091] 根据本发明，该方法可以存储为计算机程序。因此，本发明还涵盖一种包括程序代码的计算机程序，该程序代码用于当该计算机程序被加载到计算机中和/或在计算机中被执行时执行根据上面详细描述的实施例之一所述的所有方法步骤。
[0092] 特别地，一种计算机可读存储介质可以具有存储在其上的计算机程序，其中，所述计算机程序包括程序代码，该程序代码用于当该计算机程序被加载到计算机中和/或在计算机中被执行时执行根据上面详细描述的实施例之一所述的所有方法步骤。
[0093] 下面结合多个附图描述本发明。在所示附图中：
[0094] 图1a)根据先前技术的具有一件式防护罩和支撑所述防护罩的镜架的非矫正单镜片式眼镜的第一实例的透视图；
[0095] 图1b)图1a)所示的非矫正单镜片式眼镜的防护罩在鼻件开口上方的平面中的水平截面；
[0096] 图2a)根据先前技术的具有一件式防护罩和支撑所述防护罩的镜架的非矫正单镜片式眼镜的第二实例的透视图；
[0097] 图2b)图2a)所示的非矫正单镜片式眼镜的防护罩在鼻件开口上方的平面中的水平截面；
[0098] 图3根据本发明的用于非矫正单镜片式眼镜的一件式“带镜架”防护罩的第一实施例的透视图；
[0099] 图4根据本发明的用于非矫正单镜片式眼镜的一件式防护罩的第二实施例的透视图；
[0100] 图5a)垂直于图3所示一件式防护罩的一个半部（鼻子到右镜腿）的前部的镜片厚度；
[0101] 图5b)在图3所示的一件式防护罩的图5a) 所示的那个半部（鼻子到右镜腿）的局部z坐标上测量到的镜片厚度；
[0102] 图5c)图3所示的一件式防护罩的图5a) 和图5b) 所示的那个半部（鼻子到右镜腿）的镜度图（前表面平均焦度）；
[0103] 图6沿图3所示的一件式防护罩的一个半部的光学零件的水平子午线截面所截取的曲率的水平分量、以及“类似”椭圆镜片曲率轮廓线可能的样子；
[0104] 图7示出了根据本发明的用于设计一件式防护罩的方法的主要过程步骤的框图。
[0105] 图3示出了根据本发明的用于在其上应用非矫正单镜片式眼镜（未示出）的镜腿（未示出）的一件式“带镜架”防护罩300的第一实施例的透视图。与镜架一起模制成单一件的防护罩具有前表面302和后表面304。前表面302具有预定义的前表面几何形状。在本实例中，前表面具有自由形式形状。
[0106] 后表面304的后表面几何形状具有不同的区或部分305、306a、306b、307a、307b、308a、310a、310b，其可以通过相应的局部/区域几何形状来进行区分。
[0107] 镜架与未示出的镜腿一起构造成将所述一件式防护罩300相对于配戴者的头部和眼睛以预定局部关系进行设置。在本实施例中，镜架和镜腿被成形为符合Alderson头形。这意味着镜架和镜腿的形状具有这样的几何形状，使得非矫正单镜片式眼镜被保持在具有Alderson头形形状的配戴者头部上的预定位置。
[0108] 所述Alderson头形的眼睛位于标准化位置，从而提供了所述左眼和右眼的相应的标准化理论转动中心（转动中心位置的标准化理论值在相应角膜之后15 mm；至于本发明，可能有 ±2 mm的变化）、相应的标准化理论单眼瞳距、以及相应的标准化“正常”视线。因此，防护罩300的预定义前表面可以以预定方式相对于所述Alderson头形的眼睛或所述“普通配戴者”的眼睛进行定位。因此，后表面几何形状可以根据具有对应于Alderson头形的头部的配戴者的要求进行调整。
[0109] 根据本发明的防护罩300被设计和制造为用于“普通配戴者”，其具有根据Alderson头形成形的头部并且其眼睛以与标准化Alderson头形相同的方式进行定位。特别地，根据图3所示实施例的后表面几何形状被设计为用于具有的单眼瞳距为32 mm的配戴者。当设计防护罩300的后表面时，将后顶点到转动中心的距离设定为27 mm。
[0110] 不同的部分305、306a、306b、307a、307b、308a、308b、310a、310b可以如下区分：
[0111] 存在鼻部305，其位于鼻开口312上方并且形成为主要符合美学和机械方面。与配戴者在每次使用眼镜时理应看穿的那些区域相对应的部分306a和306b形成为符合光学要求。因此，这些部分306a、306b（包括部分307a、307b）的后表面几何形状被设计成使得对所述“普通配戴者”建立非零负焦度。然而，仅在内部部分307a、307b内建立小于0.15棱镜屈光度的配戴棱镜。特别地，所述部分306a、306b、307a和307b内的表面形状符合相应配戴者眼睛的“正常”视线，并且考虑了相应眼睛围绕相应“普通配戴者”眼睛的转动中心的眼睛转动。所述后表面的这些部分306a、306b、307a、307b具有自由形式表面几何形状。部分308a、308b分别是到根据图3所示的本实施例不进行光学矫正但可以是无光泽的部分310a、310b的过渡区。然而，这些部分310a、310b还可以按照US 6,364,481 B1中披露的周边区来形成。
[0112] 本发明的主要新特征是后表面304的两个部分306a、306b（包括部分307a、307b）是“自由形式”的；它们没有对称轴，并且水平截面不是任何标准几何形状形式的；比如二次曲面（椭圆、双曲线、抛物线等），然而它们同样具有足够的光学质量以通过保护眼镜的ISO 12311:2013、ISO 12312-1、ANSI Z80.3标准和/或AS/NZS1067标准。
[0113] 图4示出了根据本发明的用于安装在非矫正单镜片式眼镜的镜架中的一件式防护罩400的另一实施例。被模制为单一件的防护罩400具有前表面402和后表面404。前表面402具有预定义的前表面几何形状，该前表面几何形状主要与要安装所述防护罩300的镜架互补。在本实例中，前表面具有环曲面形状。
[0114] 后表面404的后表面几何形状具有不同的区或部分405、406a、406b、407a、407b、408a、408b，其区别在于其相应的局部/区域几何形状。
[0115] 具有相应的镜腿的镜架被构造成将所述一件式防护罩400相对于配戴者的头部和眼睛以预定局部关系进行设置。在本实施例中，镜架的形状被确定成符合Canadian头形。防护罩400的后表面几何形状的部分406a、406b、407a、407b的设计对应于关于使用了Alderson头形的一件式防护罩300的部分306a、306b、307a、307b的设计给出的解释。特别地，分别地，部分406a的设计对应于部分306a的设计，部分406b的设计对应于部分306b的设计，部分407a的设计对应于部分3067a的设计，并且部分407b的设计对应于部分307b的设计。
[0116] 总之，存在鼻部405，其位于鼻开口410上方并且形成为主要符合美学和机械方面。与配戴者在每次使用眼镜时理应看穿的那些区域对应的部分406a和406b（包括407a、407b）形成为符合光学要求。因此，这些部分406a、406b（包括部分407a、407b）的后表面几何形状被设计成使得对所述“普通配戴者”在部分407a、407b内建立非零负焦度和小于0.15棱镜屈光度的配戴棱镜，而在部分406a、406b内建立非零负焦度标准，但在部分407a、407b外不建立小于0.15棱镜屈光度的标准配戴棱镜。特别地，所述部分406a、406b、407a和407b内的表面形状符合相应配戴者眼睛的“正常”视线，并且考虑了相应眼睛围绕相应“普通配戴者”眼睛的转动中心的眼睛转动。所述后表面404的这些部分406a、406b（包括部分407a、407b）具有自由形式表面几何形状。部分410a、410b形成为符合眼镜的机械和美学要求。
[0117] 图5a) 示出了垂直于图3中示出的一件式防护罩300的一个半部（鼻子到右镜腿）的前部的镜片厚度（10 µm）。图5b) 示出了在图3所示的一件式防护罩300的图5a) 所示的那个半部（鼻子到右镜腿）的局部z坐标上测量到的镜片厚度（10 µm），并且图5c) 示出了图3所示的一件式防护罩300的图5a) 和图5b) 所示的那个半部（鼻子到右镜腿）的镜度图（前表面平均焦度；0.01 D）。这些图示出防护罩300显著偏离球体。圆圈500示出了标准眼睛将被定位的位置，并且其中心502示出了“正常”视线与后表面404的交点。
[0118] 应提及的是，在“正常”视线与前表面402的相应交点处，前表面402的平均曲率为6.5 D或更大，即所示实施例中的7.5 D。进一步地，在那个点垂直于前表面402测量到的厚度至少为1.95 mm，即所示实施例中的2.10 mm。
[0119] 图6示出了沿图4所示的一件式防护罩300的一个半部的光学零件的水平子午线截面（距鼻子的距离，单位为mm）所截取的曲率600（单位为D）的水平分量，以及“类似”椭圆镜片曲率轮廓线602可能的样子。在这个曲率轮廓线600中可以唯一标识的是防护罩300的后表面几何形状的梯度的突然变化。益处（可论证地）是具有更宽范围的“稍平”曲率，同时仍然朝镜腿紧密包裹，因为前后表面都是自由形式的。
[0120] 图7为示出了根据本发明的用于设计一件式防护罩的方法的主要过程步骤的框图。所述方法包括以下步骤：
[0121] - 提供所述防护罩的前表面几何形状（步骤702）；
[0122] - 提供所述前表面几何形状相对于配戴者的至少一只眼睛的预定转动中心的预定局部关系（步骤704）；
[0123] - 通过以下方式计算所述防护罩的后表面几何形状中的属于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的预定部分：针对由于所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛围绕所述配戴者眼睛中的所述至少一只眼睛的所述预定转动中心的眼睛转动而在所述预定部分内与所述后表面相交并且与所述前表面相交的多条配戴者视线建立非零负焦度并最小化配戴棱镜，其中所述后表面几何形状的所述预定部分是自由形式表面几何形状（步骤706）。
[0124] 所述步骤702例如可以用于设计根据图3的防护罩300，包括将表示前表面的自由形式形状的数据提供给计算机，该数据例如可以是三维格点。这些三维格点可以是比如笛卡尔坐标系等相应三维坐标系内的坐标。作为进一步地维度，可以提供在相应三维格点处的曲率。
[0125] 所述步骤704可以例如用于设计根据图3的防护罩300，包括将表示自由形式的前表面形状的位置和取向的数据、以及表示配戴者的一只眼睛或双眼的预定转动中心的位置的数据提供给计算机。如果表示自由形式的前表面形状的数据以三维（或更多维）格点的形式提供，则也以三维格点的形式提供配戴者一只眼睛或双眼的预定转动中心的位置可能是足够的。
[0126] 所述步骤706可以例如包括对配戴者的不同视线应用光线追踪方法、计算配戴者的这些不同视线与所述后表面在所述（多个）部分内相交的点的位置和曲率，以建立所述光学性质，即非零负焦度及最小化的配戴棱镜。例如，Werner Köppen在《Konzeption und Entwicklung von Progressivgläsern》（Deutsche Optiker Zeitung DOZ 10/95，第42至46页）中披露了用于进行这种计算的方法。
