CN103558694B - 用于设计眼镜镜片的方法和眼镜镜片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括第一透镜元件(18)和第二透镜元件(24)的眼镜镜片(10),第一透镜元件(18)具有前表面(16)和包括第一后表面区域(30)和第二后表面区域(32)的后表面(28),至少一个第二透镜元件(24)包括前表面(34)和后表面(36),第一透镜元件(18)的第二后表面区域(32)和第二透镜元件(24)的前表面(34)是邻接的,眼镜镜片(10)的前表面(14)由第一透镜元件(18)的前表面(16)形成,以及眼镜镜片(10)的后表面(26)由第一透镜元件(18)的第一后表面区域(30)在基区(20)中和由至少一个第二透镜元件(24)的后表面(36)在消色差区(22)中形成,第一透镜元件(18)的第一后表面区域(30)具有在眼镜镜片(10)的横截面(25)中的基区(20)和消色差区(22)之间的至少一个第一过渡点(40)处的第一切线(54),至少一个第二透镜元件(24)的后表面(36)具有在横截面(25)中的至少一个第一过渡点(40)处的第二切线(56),其中第一切线(54)和第二切线(56)在第一横截面(25)中彼此相交。本发明此外涉及用于设计这样的眼镜镜片的方法。

Description

用于设计眼镜镜片的方法和眼镜镜片
技术领域
根据第一个方面,本发明涉及一种用于为使用者设计眼镜镜片的方法,该眼镜镜片包括第一透镜元件和至少一个第二透镜元件,该第一透镜元件具有前表面和包括第一后表面区域和第二后表面区域的后表面,该至少一个第二透镜元件包括前表面和后表面,该第一透镜元件的第二后表面区域和第二透镜元件的前表面是邻接的,该眼镜镜片的前表面由第一透镜元件的前表面形成,并且该眼镜镜片的后表面由第一透镜元件的第一后表面区域在基区中以及由至少一个第二透镜元件的后表面在消色差区中形成。
此外,根据第二个方面,本发明此外涉及一种用于生产眼镜镜片的方法,该方法包括根据第一个方面的用于设计眼镜镜片的方法。
根据第三个方面,本发明涉及一种计算机程序产品,其具有用于执行根据本发明的第一个方面的用于设计眼镜镜片的方法的程序代码。
根据第四个方面,本发明此外涉及一种眼镜镜片,包括第一透镜元件和至少一个第二透镜元件,该第一透镜元件由第一材料形成,以及该第二透镜元件由第二材料形成,该第一材料和该第二材料至少部分消色差地相互作用,该第一透镜元件具有前表面和包括第一后表面区域和第二后表面区域的后表面,该至少一个第二透镜元件包括前表面和后表面,该第一透镜元件的第二后表面区域和第二透镜元件的前表面是邻接的,该眼镜镜片的前表面由第一透镜元件的前表面形成,以及该眼镜镜片的后表面通过第一透镜元件的第一后表面区域在基区中以及通过至少一个第二透镜元件的后表面在消色差区中形成,该第一透镜元件的第一后表面区域具有在该眼镜镜片的第一横截面中的基区和消色差区之间的至少一个第一过渡点处的第一切线,该至少一个第二元件的后表面具有在第一横截面中的至少一个第一过渡点处的第二切线。
根据第四个方面,本发明此外涉及包括框架和至少一个的眼镜镜片的眼镜。
背景技术
众所周知,由于制造眼镜镜片的光学材料的折射率的波长相关性,当仅由一个透镜元件制造眼镜镜片时,该眼镜镜片引起色差。该色差包括对于不同波长的光产生不同的聚焦(foci)的轴向色差。这也被称作纵向色差。除了轴向色差外,横向色差作为进一步的色差而出现,该横向色差表现为图像平面中的彩色边纹或彩色边缘,即,在眼镜镜片的情况下出现在眼睛的视网膜上,对此眼镜佩戴者觉察和发现超过一定强度的干扰。横向色差也被称作色彩放大率中的差异或侧向色差。
根据标准技术文献,可以对所产生的彩色边纹的宽度或者横向色差进行估计,例如,Diepes/Blendowske,“Optik und Technik der Brille”(眼镜的光学系统和技术),OptischeGmbH,Heidelberg,德国,2005,5.3章,通过公式:
其中,Δδchrom表示中彩色边纹的宽度,其与所讨论中的位置处的棱镜焦度δe以及所讨论中的材料的阿贝数的倒数成正比。在这种情况下,棱镜焦度和阿贝数与相同的波长相关,在上述公式中与e线(即546.074nm的波长)相关。
在眼镜镜片具有较短长度的情况下,对于眼镜佩戴者而言,横向色差作为扰动是不引人注意的。但是,在眼镜镜片具有增加的棱镜焦度的情况下,色差,尤其是横向色差增加。此外,即使研磨规定(ground prescription)不包括棱镜校正,但由于根据大视角的勃伦蒂斯定律的棱镜侧效应,尽管要校正的视觉缺陷是基于近视或远视,眼镜镜片仍然可能展现出横向色差。
出于美观的原因,现今经常使用高折射率材料,尤其是塑胶或高折射率玻璃类型,以便保持眼镜镜片的厚度尽可能薄。然而正是在具有高折射率的材料的情况下,因为增加的折射率通常伴有较低的阿贝数,所以横向色差也会变得更加强。
因此期望至少减弱由眼镜镜片所产生的横向色差。
在物镜领域中,例如对于照相机而言,所已知的是通过所谓的消色差透镜来校正色差。光学系统中的消色差透镜意指至少两个透镜的系统,该至少两个透镜由具有不同阿贝数和/或不同折射率并因此具有不同的色散性能的材料构成。两个透镜之一是汇聚透镜,该汇聚透镜常规上由较高阿贝数的材料构成,例如,冕牌玻璃,以及另一个透镜是由较低阿贝数的材料构成的并因此具有比汇聚透镜更高的色散的发散透镜,该发散透镜例如由无色玻璃构成。
通过以这样的方式将这两个透镜成型并在互补表面处连接在一起,使得色差实质上针对两个波长而被消除。这两个透镜则消色差地相互作用。
在本发明的上下文中,“与另一个至少部分消色差地相互作用”或者“消色差地相互作用”意在表示的意思是横向色差或者色差不必完全被消除,而是至少被减弱。
上述传统的消色差透镜不适于用作眼镜镜片。这是因为,由于这些消色差透镜由两个完整的透镜组成,因此它们也具有相应的厚度以及伴随着太大的重量。
文件GB 487546A中所公开的镜片由本质上具有相同折射率的两个透镜元件组成,其中一个透镜元件由具有大约1.61的折射率和大约36的相对逆散射(inverse relativedispersion)的无色玻璃构成。另一个透镜元件由具有大约1.61的和大约50的相对逆散射的钡冕牌玻璃构成。前一个透镜元件是发散透镜元件,以及后一个透镜元件是汇聚透镜元件。这两个透镜元件在互补表面处连接在一起。
以这种方式产生的镜片具有后表面,即,面对佩戴者的眼睛的表面,其完全由发散透镜元件形成,而镜片的前表面,即,背对佩戴者的眼睛的镜片侧面,部分由汇聚透镜的表面形成,且在它的边缘区域中由发散透镜的表面形成。此外,该镜片所经受的缺点在于,它由两个透镜元件组成,并因此相对较厚,并且具有较高重量。
技术文章“Hybrid diffractive-refractive achromatic spectacle lenses”,W.N.Charman,Ophthal.Physiol.Opt.1994,Vol.14,389至392页也涉及减少眼镜镜片中的色差。其中强调了包括具有低折射率和高阿贝数的透镜和具有高折射率和低阿贝数的透镜的消色差透镜,因为它们与眼镜镜片的小厚度和低重量的期望相抵触,所以其作为眼镜镜片是不可实行的,该两个透镜中的第一透镜是发散的而另一个透镜是汇聚的。为了克服消色差透镜的困难,其中提出将折射透镜与衍射元件组合,在该情况下,折射透镜与衍射元件的组合可具有与折射透镜单独所具有的实质上相同的厚度和相同的重量。
然而,因为必须以高精度生产衍射元件以便防止由衍射元件引入其他成像缺陷,所以由折射透镜和衍射元件组成的眼镜镜片在其生产方面是非常精心制作的。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供一种用于设计眼镜镜片的改进的方法,一种用于生产眼镜镜片的改进的方法,一种改进的眼镜镜片以及改进的眼镜,不管眼镜镜片的至少部分消色差效应,该眼镜镜片具有尽可能小的厚度以及尽可能低的重量,并允许使用者或者眼镜镜片的佩戴者具有尽可能地免除扰动以及尽可能地舒适的视觉感知。
根据本发明的第一个方面,因此提出的是。序言中所提及的方法由下述步骤所细化:
-第一确立第一透镜元件的第一材料和至少一个第二透镜元件的第二材料,
一确知(ascertain)该眼镜镜片的后表面上的基区和消色差区之间的至少一个第一过渡点,该眼镜镜片的第一横截面贯穿该至少一个第一过渡点,
-第一确定在第一横截面中的至少一个第一过渡点处该至少一个第二透镜元件的后表面和该至少一个第二透镜元件的前表面之间的楔形边缘角,以及确定第一横截面中的第一后表面区域在至少一个第一过渡点处的切线和第一横截面中的至少一个第二透镜元件的后表面在至少一个第一过渡点处的切线之间的弯折角(kink angle),以这样的方式,使得对于使用者而言,基区中的该眼镜镜片在该至少一个第一过渡点处的棱镜焦度与消色差区中的该眼镜镜片在该至少一个第一过渡点处的棱镜焦度相对应,
-第二确立第一横截面中的该至少一个第二透镜元件的后表面在该过渡点处的第四曲率半径,
-第二确定第一横截面中的该第一透镜元件的至少一个第二后表面区域的该至少一个第二透镜元件的前表面在该过渡点处的第三曲率半径,以这样的方式,使得对于眼镜镜片的使用者而言,基区中的眼镜镜片在过渡点处的球面焦度和散光焦度与消色差区中的眼镜镜片在过渡点处的球面焦度和散光焦度相对应。
除非另有指示,否则本申请的上下文中所使用的术语与DIN Deutschen institutfür Normung e.V.的标准DIN EN ISO 13666:1998-11相对应。
相应地,参照标准DIN EN ISO 13666的第8.1.2章,“眼镜镜片”指代佩戴在眼睛前方但不接触眼睛的眼科透镜。在本申请的上下文中,根据标准DIN EN ISO 13666的第8.4.6章,完成的眼镜镜片也意图被理解为术语“眼镜镜片”。因此,这是具有两个完全处理过的光学表面的眼镜镜片。它可以是修边(edge)前或修边后的眼镜镜片。原则上,将眼镜镜片作为所谓的未切割的眼镜镜片,或者带有毛边而被完成的眼镜镜片进行交付,例如,从大型实验室到眼镜配制技师(dispensing optician)。该未切割的眼镜镜片通常具有圆形或椭圆形边缘形状。该未切割的眼镜镜片仅适用于特定的框架,并在眼镜配制技师的前提下通过修边使其达到最终的大小和形状。
参见标准DIN EN ISO 13666第4.8章,术语“光轴”意图表示的意思是垂直于眼镜镜片的两个光学表面的直线并且沿该直线光不偏移地穿过眼镜镜片。
根据DIN EN ISO 13666的5.7.2,“子午面”意图表示的意思是包含眼镜镜片的光轴的任何平面。
术语“阿贝数”意图表示的意思是根据标准DIN EN ISO 13666的第4.7章的阿贝数。例如,这可以由以下表达式所描述,
其中ne作为绿色汞e线(波长:546.07nm)的折射率,nF’作为蓝色镉F’线(波长:479.99nm)的折射率以及nC’作为红色镉C’线(波长:643.85nm)的折射率。
在本发明的上下文中,“横截面”意图表示的意思是穿过眼镜镜片的横截面,其平行于穿过眼镜镜片的使用者预期主固定方向。如果该眼镜镜片具有光轴,则该横截面可以是子午面。如果该眼镜镜片不具有光轴,则该横截面可包含根据标准DIN EN ISO 13666第5.5章的几何中心,即,盒体的水平和垂直中心线的交叉点,与未切割的眼镜镜片的形状相关。“几何中心轴”则贯穿该几何中心与穿过眼镜镜片的预期主固定方向平行。因此,横截面包含根据标准DIN EN ISO 13666第5.11章的视点,即,视线与眼镜镜片的后表面的交叉点。
根据标准DIN EN ISO 13666第5.32章,在这种情况下,“视线”意图表示的意思是连接眼睛的中央凹的中心和出射光瞳的中心的线以及它从入射光瞳的中心向前至物体空间中的延续。
在本申请的上下文中,这种情况下,“主视点”意图表示的意思是当眼睛假设一个放松的位置时眼镜镜片后表面上的点,在该点处视线与眼镜镜片的后表面相交。这也被称作根据标准DIN EN ISO 13666第5.31章的“初级位置(primary position)”,即,对于眼睛在固定方向上直视位于眼睛高度处的物体的情况,眼睛相对于身体的位置。
根据眼镜镜片的标准DIN EN ISO 13666第5.23章,在偏心的情况下,将标准DINEN ISO 13666中的针对“偏心”的第5.23章与针对“中心点”的第5.24章进行比较,所需的中心点不同于修边的眼镜镜片的形式中的几何盒体化中心(boxed centre)。特别地,横截面可然后包括根据标准DIN EN ISO 13666第5.24章的“装配点(fitting point)”,即,眼镜镜片或者根据制造商的规定的未切割的眼镜镜片的前表面上的点,被用作用于将镜片定位在眼睛前面的参考点。装配点的位置通常被放置并作为眼镜镜片中的标记可读取。
本申请上下文中的术语“前表面”和“后表面”指的是在其上施加了第二透镜元件的第一透镜元件的表面。第二透镜元件始终是被施加在第一透镜元件的后表面上。因此,背对第二透镜元件的第一透镜元件的表面始终是第一透镜元件的前表面。第二透镜元件的连接第一透镜元件的表面始终是第二透镜元件的前表面。第二透镜元件的背对第一透镜元件的侧面始终是第二透镜元件的后表面。
由此可以得出,本申请上下文中的术语“前表面”和“后表面”可以与标准DIN ENISO 13666中的“前表面”和“后表面”相对应,尽管它们不必须相对应。根据标准DIN EN ISO13666第5.8章,术语“前表面”意图表示的意思是眼镜镜片的预期背对戴着眼镜的眼睛的表面。根据DIN EN ISO 13666第5.9章,术语“后表面”意图表示的意思是眼镜镜片的预期面对戴着眼镜的眼睛的表面。于是,当第二透镜元件最终意图被布置在第一透镜元件的眼睛侧上时,本申请的术语与标准DIN EN ISO 13666的那些术语相对应。如果第二透镜元件意图被布置在背对眼睛的一侧上时,正好是与标准DIN EN ISO 13666的那些术语相反意思的结果。本申请上下文中的“前表面”则将是在标准DIN EN ISO 13666的意义上的后表面,以及本申请上下文中的“后表面”将是在标准DIN EN ISO 13666的意义上的前表面。
根据标准DIN EN ISO 13666第10.9章,术语“棱镜焦度”意图表示的意思是棱镜偏移和棱镜偏移的基本设置两者。根据第10.8章,“棱镜偏移”意图表示的意思是一束光由于折射而在方向上的改变。当棱镜焦度指的是相对于横截面或在横截面中时,那么这意图表示的意思是对应横截面中的棱镜焦度。根据标准DIN EN ISO 13666第10.7章对基础位置进行定义,并且其可以在例如根据TABO方案的极坐标中被指示,弧形图的半圆度对于所属技术领域的技术人员来说是众所周知的。
参考标准DIN EN ISO 13666第9.3章,术语“屈光焦度”意图表示的意思是眼镜镜片的光焦度和棱镜焦度两者。
参考标准DIN EN ISO 13666中第9.2章,术语“光焦度”描述了在特定点处眼镜镜片的球面焦度和散光焦度两者。在这种情况下,术语“球面焦度”和“散光焦度”指的是标准DIN EN ISO 13666中第11和12部分中所给出的定义。
“邻接的”意图表示的意思是两个表面被连接在一起或紧挨彼此进行布置,同时在它们之间不形成空间。因此,邻接的透镜元件的两个表面被配置具有相互补充的形状。
术语“在过渡点处”意图表示的意思是对该过渡点的无穷小接近。
“过渡点”意图表示的意思是第一透镜元件的表面和第二透镜元件的表面彼此接触并因此过渡到彼此中的点。
“扰动横向色差”意图表示的意思是一种极值,其可被定义为超过其横向色差则被定义为扰动的并因此应该被消除的极值。这样的极值的例子可以是0.25cm/m或者例如0.5cm/m。横向色差实际上何时开始作为扰动而被使用者所觉察个别地不同。通常,扰动横向色差被定义为大于0.25cm/m的横向色差。
术语“对使用者而言”意图表示的意思是对为其设计该眼镜镜片的使用者而言眼镜镜片的效果。因此,“对使用者而言”的考虑是基于使用者数据来执行的。特别地,这些使用者数据涉及相对于眼镜镜片的假设眼睛转动点的位置。特别地,眼睛转动点的位置被指示为离眼镜镜片的后表面的距离。例如,在转动对称的眼镜镜片的情况下,例如,眼睛转动点位于它的光轴上离眼镜镜片的后表面一定距离处。
“使用者数据”可以是个别使用者数据和标准使用者数据两者。例如,具有特定屈光焦度的单焦点眼镜镜片可被配置用于标准使用者数据。个别使用者数据例如可由眼镜技师所记录并被发送至眼镜制造者以便考虑眼镜镜片的设计。
与为使用者确定眼镜镜片的特定效果相关的术语“以这样的方式为了”意图表示的意思是使用者贯穿眼睛转动点的主光线的效果。对于使用者而言,横向色差中的变化也基于使用者贯穿眼睛转动点的主光线。
这里的“法平面”意图表示的意思是垂直于横截面的平面。因此,该法平面是例如眼镜镜片的盒框架也被指定在其中的法平面。例如,如果法平面是X-Y平面,则横截面可以位于Y-Z平面中。
与横截面的位置相关的“轴向位置范围”或者“轴向位置”因此意图表示的意思是以与TABO方案相同的方式在法平面内的角位置。特别地,在参考图8的附图描述中对其进行解释。
如以上所已经提到的,在本申请的上下文中,“与彼此至少部分消色差地相互作用”或者“消色差地相互作用”意图表示的意思是横向色差或者色差不必全部被消除,而是至少被减弱。因此,第一透镜元件的第一材料和第二透镜元件的第二材料在相同的波长处具有不同的折射率和/或不同的阿贝数,使得第一透镜元件和第二透镜元件于是至少部分消色差地相互作用。
根据本发明的眼镜镜片的后表面具有“基区”和“消色差区”。在这种情况下,“基区”被定义为眼镜镜片的由第一透镜元件的第一后表面区域所形成的后表面的区域。“消色差区”被定义为由第二透镜元件的后表面所形成的后表面的区域。在消色差区中,第一透镜元件和第二透镜元件因此至少部分消色差地相互作用。
在本申请的上下文中,第一透镜元件的“基本设计”意图表示的是描述第一透镜元件的除第二后表面区域的轮廓之外的数据。因此基本设计包括第一透镜元件的材料,前表面的轮廓或几何图形的数据,第一后表面区域的轮廓或几何图形的数据以及第一透镜元件的中心厚度。它此外包括前表面和第一后表面区域相对于彼此的倾斜度,或者,一般来说,包括描述前表面的坐标系以及描述第一后表面区域的坐标系相对于彼此的位置。
“盒体”或者“盒体化系统”是基于由眼镜镜片或者半成品眼镜镜片的最外侧边缘的水平和垂直切线所形成的矩形的尺寸和界定的系统。“水平中心线”是离两个水平切线等距离的线。“垂直中心线”是离两个垂直切线等距离的线。垂直中心线和水平中心线的交叉点也被称为“几何中心”。在用于框架中的修边的眼镜镜片的盒体的情况下,交叉点也被称为“盒体化中心”。对应的界定可在标准DIN EN ISO 13666中的第5部分中找到。盒体系统的更多的实质标准可在标准DIN EN ISO 8624中找到。眼镜的“眼镜平面”是包含第一或者左眼镜镜片的垂直中心线和第二或者右眼镜镜片的垂直中心的平面。盒体系统,或者盒体尺寸以及眼镜平面的甚至更实质的标准也在标准DIN 58208-1.9中被解释。
基区和消色差区中的球面焦度或者散光焦度“相互对应”的概念意图表示的意思是这些焦度相对于彼此位于0.1dpt的公差范围内,并且特别是它们是相同的。例如,基区中在过渡点处的球面焦度可以是+2.0dpt。在消色差区中在过渡点处的球面焦度大于+1.9dpt和小于+2.1dpt的情况下,这些焦度将仍然“相互对应”。特别地,这些焦度是相同的,即,在以上所提及的例子中,两个焦度则将都是+2.0dpt。因而,术语“相互对应”可以被理解为小于0.1dpt差异的公差范围。
因此,根据本发明,提出了在第一透镜元件的后表面上配置第二透镜元件并从这两个透镜元件形成眼镜镜片。在这种情况下,这两个透镜元件至少部分消色差地相互作用。这意味着从具有不同的阿贝数的不同材料形成第一透镜元件和至少一个第二透镜元件。
对于眼镜镜片的使用者而言,当他将他的视线从第一透镜元件或者基区移动至具有至少一个第二透镜元件的消色差区中时,眼镜镜片的效果可能突然变化。但是,原则上,对于眼镜镜片的使用者而言,在过渡点处或者由基区和消色差区之间的过渡点组成的过渡线处的这种焦度不连续性可能是扰动。
尽管通过消色差区中的至少一个第二透镜元件可以显著地减小横向色差,但是在另一方面,可能被感知为扰动的这些焦度不连续性,仍会在基区和消色差区之间的过渡线处出现。然而,借助于根据本发明所提出的方法,有可能为眼镜镜片的使用者消除基区和消色差区之间的所有焦度不连续性。从而明显地改善了视觉感知。
特别是通过消除眼镜镜片传统设计所需的眼镜镜片的后表面的连续可微性,使得这一点成为可能。根据本发明,第一横截面中基区中的第一透镜元件的第一后表面区域在过渡点处的切线与该横截面中消色差区中的至少一个第二透镜元件的后表面在过渡点处的切线可以彼此相交。换句话说,眼镜镜片的后表面则在过渡点处具有弯折。
切线之间的角度将也被称作“弯折角”。令人惊讶的是,正是眼镜镜片的后表面上的这个弯折在配置中允许额外的自由度,对于使用者而言,以这样的方式使得在过渡点处在棱镜焦度、球面焦度或者散光焦度中没有焦度不连续性,使配置成为可能。
因此,所提出的方法使得成为可能的是,提供一种需要仅在已确定横向色差为扰动的区域中提供至少一个第二透镜元件的眼镜镜片。例如,在转动对称的眼镜镜片的情况下,这可能涉及眼镜镜片的周边区域。因此,该第一和第二透镜元件不需要完全覆盖彼此。后表面部分地由第一透镜元件的后表面所形成,也就是说,在对于使用者而言横向色差不是扰动的区域中形成。在其他区域中,至少一个第二透镜元件被施加在第一透镜元件的后表面上,并且由于第一和第二透镜元件的至少部分消色差相互作用,这些区域中同样减小了横向色差。同时,因为仅在需要之处提供该至少一个第二透镜元件,所以与两个透镜元件全表面相互连接的“全消色差透镜”相比,整个眼镜镜片的重量被减小。此外,通过消除对过渡点处,或者基区和消色差区之间的过渡线上眼镜镜片的后表面的连续可微性的要求,可以避免棱镜焦度不连续性以及球面焦度和散光焦度中的不连续性。这允许无扰动和舒适的视觉感知。
根据本发明的第二个方面,此外提供了一种用于生产眼镜镜片的方法,该方法包括根据本发明的第一个方面设计眼镜镜片的步骤并此外包括制造第一透镜元件、制造至少一个第二透镜元件、以及连接第一透镜元件和至少一个第二透镜元件的步骤。
以这种方式,有可能生产具有上述优点的眼镜镜片。
根据本发明的第三个方面,此外提供了一种计算机程序产品,该产品具有被配置以便在计算机程序产品被运行在数据处理设备上时执行根据本发明的第一个方面的方法或者其实施例之一的程序代码。
因此,该计算机程序产品允许眼镜镜片的上述配置,并因此具有相同的优点。
根据本发明的第四个方面,提出的是,序言中所提及的眼镜镜片应该以这样的方式被改善,使得第一切线和第二切线在第一横截面中以一定的弯折角彼此相交,该弯折角的大小小于90°。
如上所述,通过这种设计特征,对于特定使用者而言,在过渡点处或者在基区和消色差区之间的过渡线上眼镜镜片不具有焦度不连续性成为了可能。如上所述,眼镜镜片的后表面因此不连续可微。换句话说,眼镜镜片的后表面在第一个过渡点处具有弯折。因此,该弯折角大于0°。
于是,这样的眼镜镜片具有上述优点,也就是说,尽管显著地减小了横向色差,但该眼镜镜片仍然以相对低的重量而被生产,以及因为焦度不连续性不在基区和消色差区之间发生,所以进一步对使用者赋予舒适的视觉印象。
根据本发明的第五个方面,提供了具有框架以及第一和第二眼镜镜片的眼镜,第一和/或第二眼镜镜片是根据第四个方面的眼镜镜片,横截面或者各个眼镜镜片的每个横截面包含各个眼镜镜片的盒化中心(boxed centre)并作为针对眼镜的眼镜平面的平面的法线而延伸,该眼镜平面的平面包含第一和第二眼镜镜片的盒体的垂直中心线。
因此,完全实现了引言中所陈述的目的。
在根据本发明的第一个方面的方法的一个实施例中,第一透镜元件的第一材料和至少一个第二透镜元件的第二材料可以被如此确立,使得第一透镜元件和至少一个第二透镜元件至少部分消色差地相互作用。
因此,即使在提供一个以上的第二透镜元件的情况下,该至少一个第二透镜元件也可分别由第二材料形成。然后它与第一透镜元件至少部分消色差地相互作用。这样的效果在于第一材料和第二材料具有不同的阿贝数。作为替代,在提供一个以上的第二透镜元件的情况下,不同的第二透镜元件当然可以分别由不同的材料构成。然而,在这种情况下,同样地,每个第二透镜元件由具有与第一透镜元件的第一材料的阿贝数不同的阿贝数的材料构成。
在根据本发明的第一个方面的方法的另一个实施例中,第一确立步骤可包括确立第一透镜元件的基本设计,该基本设计至少包括第一透镜元件的前表面和第一透镜元件的第一后表面区域。
这样,可首先确立基区中的眼镜镜片,或者第一透镜元件的外观。对于基本设计而言,则可以为使用者确知横向色差,以及因此确知过渡点的位置,或者基区和消色差区的位置。例如,基本设计可以是以这样的方式配置和优化的设计,使得其为使用者实现规定的校正。
在根据本发明的第一个方面的方法的另一个实施例中,第一透镜元件的前表面可以是球面的,以及第一确立步骤可包括确立第一透镜元件的前表面的第一半径。
该实施例允许眼镜镜片和第一透镜元件的前表面的几何形状上直接的配置。此外,这样的球面前表面可以利用简单的制造手段进行制造。自然地,眼镜镜片的这样的球面前表面本身被限制于效果的本质和其在前表面上的分布。然而,这可以通过眼镜镜片的后表面的对应配置来补充。
根据按照第一个方面的方法的另一个实施例,第一透镜元件的第一后表面区域在基区中是球面的,以及第一确立步骤包括确立第一后表面区域的第二半径。
根据要由眼镜镜片为使用者所执行的校正,以这样的方式所配置的第一后表面区域已经是足够的。然后转而利用简单手段来制造以这样的方式所配置的第一后表面区域。尤其是当第一透镜元件的前表面和第一透镜元件的第一后表面区域都是球面时,第一透镜元件则具有贯穿前表面的转动对称点以及第一后表面区域的转动对称点的光轴。
根据第一个方面的方法的另一个实施例,在第一确定弯折角的步骤中,该弯折角可被确定为以下各项的函数:第一材料、至少一个第二材料、对于眼镜镜片的使用者而言横向色差在过渡点处的预定变化、基区中在第一横截面中的第一透镜元件在过渡点处的棱镜焦度、第一透镜元件的前表面在来自使用者的眼睛转动点的穿过至少一个第一过渡点的主光线穿过第一透镜元件的前表面的经过点处相对于第一横截面的法平面的倾斜角、以及第一后表面区域在至少一个第一过渡点处相对于法平面的倾斜角。
弯折角的这样的确定可以按照直接的方式来执行,并且该确定足够精确地表示物理情况,以便提供满意的配置结果。存储在相应使用者数据中的对于使用者的眼睛的主光线的考虑,即,对于不经历由使用者眼睛进行的光学偏移且贯穿使用者的眼睛转动点的光线的考虑,允许了与必要的精确度要求相对应的眼镜镜片的配置。之后借助于多个主光线来执行眼镜镜片的配置,这些主光线被考虑用于眼睛的不同的固定方向。所提出的弯折角的确定使得基区和消色差区的切线可能在横截面中的过渡点处相交。避免了对于眼镜镜片的后表面的连续可微性的要求。这样,在第一确定步骤中,有可能以这样的方式配置横截面中消色差区的棱镜焦度,使得其在过渡点处与横截面中基区的棱镜焦度相对应。因此,获得了棱镜焦度在眼镜镜片的高度上没有不连续点的连续轮廓。如果使用者将他的眼睛或者横截面中的固定方向在眼镜镜片的高度上转动,例如,当他注视在周边视场中的物体上时,在从基区到消色差区的过渡区上没有出现将会对于使用者而言不舒服或损害他的视觉印象的棱镜焦度不连续性。
根据第一个方面的方法的另一个实施例中,可借助于以下方程来至少近似确定弯折角:
KW=Kh-Kv+w1-w2
其中,KW是弯折角的度数,Kh是楔形边缘角的度数,Kv是对于来自使用者的眼睛转动点的主光线的第一透镜元件的前表面和至少一个第二透镜元件的前表面之间的另外的楔形角的度数,w1是第一透镜元件的前表面在来自使用者的眼睛转动点的穿过至少一个第一过渡点的主光线穿过第一透镜元件的前表面的经过点处相对于第一横截面的法平面的倾斜角,以及w2是第一后表面区域在至少一个第一过渡点处相对于法平面的倾斜角。
在上面给出的方程式中,角度Kh和Kv与它们的正负号无关,即,仅使用相应角度的度数的大小。角度w1和w2有正负号。当w1和w2在正Z轴方向上,从X-Y平面,或者法平面,或者指向使用者的眼睛时,这些w1和w2是正的。对于弯折角KW,则给出横截面中对应的角度。因此,正弯折角KW表示的意思是眼镜镜片的后表面在使用者的方向上在过渡点处具有弯折。相应地,对于负弯折角KW,差别在于在过渡点处眼镜镜片的后表面远离使用者进行弯折。换句话说,在函数z(y)中,当弯折角KW是正的时,在眼镜镜片的后表面的横截面中,消色差区在过渡点处的梯度大于基区在过渡点处的梯度。如果跨越过渡点的梯度变得更小,那么该弯折角KW是负的。
这样,在设计眼镜镜片时,已经能够直接地将该弯折角确定为相对好的近似值。借助于由上述近似值所确知的该弯折角,已经能够制造眼镜镜片。此外,当然可能将以这种方式所找到的近似解用作用于基于该近似解的优化的开始值。借助于上面所描述的近似解所开始的优化相比基于不同或任意开始值的优化更快地产生结果。
因此,上面所描述的近似值能够节约在电子数据处理中所必需的资源以及节约找到优化解的计算时间。
在根据第一个方面的本发明的另一个实施例中,在第一确定楔形边缘角的步骤中,楔形边缘角可被确定为以下各项的函数:第一材料、至少一个第二材料以及在过渡点处眼镜镜片的横向色差中预定的变化。
这使得成为可能的是,不仅避免发生在横截面中的过渡点处的棱镜焦度的不连续性,还由于弯折角和楔形边缘角的自由度而实现了在过渡点上或者在过渡点处的横向色差中预定的变化。这样,有可能确立在过渡点处横向色差所经历的减小。同时,仅仅在使得眼镜镜片的横向色差在尽可能大的视场中不被感知为扰动的刚好必要的尺寸下,这些自由度使得可能将在过渡点处横向色差的减小确立为过渡点相对于眼镜镜片的边缘的位置和被确立为扰动的横向色差极值的函数。这样,至少一个第二透镜元件的尺寸或者厚度,即,Z方向上的范围,能被保持如必要的那样的小。因此,楔形边缘角和弯折角为眼镜镜片的配置提供两个自由度,这使得可能实现过渡点处横向色差中的预定变化并此外避免过渡点处的棱镜焦度不连续性。
在根据第一个方面的方法的另一个实施例中,可以借助于以下方程来至少近似地确定楔形边缘角:
其中Kh是楔形边缘角的度数,nr是至少一个第二材料在计算波长下的折射率,以及ah是横截面中的偏移角,该偏移角借助于以下方程来至少近似地确定:
其中Δ是过渡点处眼镜镜片的横向色差中的预定变化,nyg是第一透镜元件在计算波长下的阿贝数,以及nyr是至少一个第二透镜元件在计算波长下的阿贝数。
再者,上面提出的过程允许至少近似确定楔形边缘角。这样,同样可能找到已经能够被用于制造眼镜镜片的楔形边缘角的解。此外,该解可以被用作眼镜镜片的后续优化的开始值。这样的优化可以被更快速地完成,其能够节省计算时间和数据处理的资源。
在根据第一个方面的本发明的另一个实施例中,另外的楔形角可借助于以下方程来至少近似地确定:
其中Kν是另外的楔形角的度数,ng是第一材料在计算波长下的折射率,以及aν是第一横截面中的另外的偏移角,该偏移角借助于以下方程来至少近似地确定:
其中Δ是过渡点处眼镜镜片的横向色差中的预定变化,nyg是第一透镜元件在计算波长下的阿贝数,nyr是至少一个第二透镜元件在计算波长下的阿贝数,以及Pg是在基区中在第一横截面中的第一透镜元件在过渡点处的棱镜焦度。
这样,同样可能在第一确定步骤期间至少近似地确定另外的楔形角Kν。这使得可能的是,使用于眼镜镜片的可能的进一步的后续优化的开始条件近似为更接近于最终的解,并且为该计算节约计算次数和资源。此外,当然可能将借助于上述公式所找到的解直接用于制造眼镜镜片。
在根据第一个方面的一个实施例中,在至少一个第二确定第三曲率半径的步骤中,可此外借助于以下方程来至少近似地确定该第三曲率半径:
其中r3是第三曲率半径,单位是mm,r2第二个曲率半径,单位是mm,以及r4是第四曲率半径,单位是mm,ng是第一材料在计算波长下的折射率,以及nr是至少一个第二材料在计算波长下的折射率。
在第一确定步骤之后,用于设计眼镜镜片的方法在过渡点处仍然具有两个可用的自由度,即,第三曲率半径和第四曲率半径。换句话说,这样,第二透镜元件的前表面和后表面的二阶导数被指定为过渡点处无穷小的近似值。因为眼镜镜片的后表面由消色差区中的第二透镜元件的后表面所形成,所以它在配置中被确立。取决于第二透镜元件的后表面的进一步的轮廓,过渡点处第四曲率半径的确立可以已经任选地将第二透镜元件的后表面的进一步的轮廓精确地限定到边缘。这将在下面进一步解释。因此,借助于确立第四曲率半径,例如,在第二透镜元件的球面后表面的情况下,可以已经确立眼镜镜片的后表面以及因此确立眼镜镜片的厚度,尤其是在眼镜镜片的边缘处的厚度。利用第二透镜元件的前表面或者第一透镜元件的第二后表面区域的第三曲率半径,进一步的自由度因此也是可得的,该进一步的自由度以这样的方式被选择,使得消色差区在过渡点处的球面焦度和散光焦度与基区在过渡点处的球面焦度和散光焦度相对应。这样,消色差效应和眼镜镜片的球面焦度的轮廓是连续跨越过渡点的。当眼睛转动时,或者如果眼睛的固定方向在过渡点上方,球面焦度或散光焦度中不出现不连续性。此外,当第二后表面区域和/或第二透镜元件的后表面由圆形部分截面、复曲面或者二阶多项式所形成时,借助于确立第四曲率半径以及确定第三曲率半径,可以调整消色差区中的横向色差的轮廓。
因此,当第二后表面区域和/或第二透镜元件的后表面由圆形部分截面、复曲面或者二阶多项式所形成时,确立第四曲率半径和随后的第二确定第三曲率半径的步骤,使得成为可能的是,一方面确立眼镜镜片的后表面的轮廓和消色差区上的横向色差的轮廓,以及然后,以此为基础,以这样的方式调整消色差区的球面焦度和散光焦度,使得在过渡点处在球面焦度和散光焦度中不出现不连续性。
在根据第一个方面的方法的另一个实施例中,至少第一确定楔形边缘角和弯折角的步骤以及至少一个第二确定第三曲率半径的步骤可以在多个不同的横截面中被执行,以及针对在多个横截面的每一个横截面中的至少一个过渡点来执行。
因此,容易可能的是,将不只一个横截面而是将多个不同的横截面放置穿过眼镜镜片,以及执行每一个横截面中的方法的配置步骤。例如,相对于彼此倾斜1度的360个横截面可被放置在眼镜镜片的周围并在每个横截面内执行优化。这样,能够在眼镜镜片的整个圆周上执行配置的优化。
在根据第一个方面的方法的另一个实施例中,眼镜镜片相对于眼镜镜片的光轴是转动对称的,以及仅在一个横截面中执行第一确定楔形边缘角和弯折角的步骤以及确定第三个曲率半径的步骤。
在眼镜镜片相对于眼镜镜片的光轴转动对称地被形成的情况下,要理解的是,仅在一个横截面中优化眼镜镜片是足够的,以便确立眼镜镜片的总体设计,或者第一透镜元件和至少一个第二透镜元件的总体设计。这样,提供了特别直接的眼镜镜片的配置。
特别地,提供了根据第一个方面的本发明的实施例,其中第一横截面是眼镜镜片的子午面。如果该眼镜镜片具有光轴,则第一横截面或者多个横截面分别以这样的方式延伸,使得它们包含光轴。在转动对称的眼镜镜片的情况下,该光轴此外与转动对称轴相对应。
在根据第一个方面的方法的另一个实施例中,横截面可包括相应的至少一个第一过渡点、使用者的眼睛转动点和眼镜镜片的后表面上的零视点。
这样,独立于眼镜镜片的几何形状来为配置方法定义横截面的位置。此外,其确保了眼镜镜片的配置和优化分别从眼睛的放松位置以及用于开始于这个放松位置的视线的偏转的对应的零视线开始执行。
在根据第一个方面的方法的另一个实施例中,第一透镜元件的前表面和/或第一透镜元件的第一后表面区域可以是球面的。
此外,在根据第一个方面的方法的实施例中,至少一个第二透镜元件的前表面和/或至少一个第二透镜元件的后表面可在第一横截面中具有常曲率。如果至少一个第二透镜元件的前表面具有常曲率,那么由此得出第二后表面区域同样具有常曲率。
如上面已经提到的,能够特别直接地制造球面的子表面。在设计至少一个第二透镜元件的前表面和/或后表面在横截面中具有常曲率的情况下,由楔形角和弯折角两者以及消色差区在过渡点处的第三曲率半径和第四曲率半径的配置,按照它们进一步的轮廓来确立相应的表面。在横截面中具有常曲率的表面或者子表面例如也可由横截面中的圆形部分截面所形成。例如,对应的表面可以是复曲面。
在该方法的另一个配置中,至少一个第二透镜元件的前表面和/或第一至少一个第二透镜元件的后表面在横截面中的曲率中心在这种情况下可位于至少一个第二透镜元件的前表面的对称轴外侧或者相应地位于至少一个第二透镜元件的后表面的对称轴外侧。
因此,至少一个第二透镜元件的前表面或者后表面的曲率中心不一定依赖于光轴或者零视线。这样,第二透镜元件由复曲面任选地界定。
在根据第一个方面的方法的另一个配置中,至少一个第二透镜元件的前表面和/或至少一个第二透镜元件的后表面可以是非球面的。在这种情况下,至少一个第二透镜元件的前表面和/或至少一个第二透镜元件的后表面可以相对于眼镜镜片的光轴转动对称。然而,至少一个第二透镜元件的前表面和/或至少一个第二透镜元件的后表面也可以是非转动对称的。
特别地,至少一个第二透镜元件的前表面和/或至少一个第二透镜元件的后表面可以是由二阶或更高阶多项式可描述的。例如,特别是可提供三阶或四阶多项式。例如,三阶多项式可以按照z(y)=Ay3+By2+Cy+D的形式来配置,其中A、B、C和D是常数。
在二阶多项式的情况下,由于按照楔形边缘角、弯折角以及第三曲率半径和第四曲率半径来针对过渡点所确立的限制,不再存在针对对应二阶多项式的配置的任何自由度,使得第二透镜元件的前表面或后表面的轮廓被确立,以及因此也使得横截面中眼镜镜片的后表面的进一步的轮廓被确立。然而,在三阶或者四阶多项式的情况下,在一阶中反而存在自由度,利用该自由度,能够影响眼镜镜片的后表面或者第二透镜元件的后表面的轮廓以及可选地也能够影响第二透镜元件的前表面的轮廓。再者,在消色差区的高度上的横向色差的轮廓和球面焦度的轮廓两者,以及散光焦度的轮廓,可以借助于这个附加的自由度来影响。然而,还有可能在实现尽可能小的眼镜镜片的边缘厚度的程度上来执行眼镜镜片的优化。
在根据第一个方面的方法的另一个实施例中,可以在确定步骤中近似确定楔形边缘角、弯折角和第三曲率半径,随后通过使用光线追踪方法来执行优化楔形边缘角、弯折角和第三曲率半径的步骤。此外,眼镜镜片的前表面和后表面的其他参数当然也可以借助于光线追踪方法来进行优化。例如,当第二透镜元件的后表面由三阶或更高阶多项式所形成时,多项式的系数可同样借助于光线追踪方法来进行优化。
原则上这种光线追踪方法对于所属领域的技术人员来说是公知的。例如,该方法在“Robert R.Shannon,The Art and Science of Optical Design,CambridgeUniversity Press,1997”中被描述。
这样,有可能对借助于上面所描述的配置步骤所至少近似地最初确知的眼镜镜片设计进行进一步优化。在这种情况下,尤其是,尤其可以基于至少近似地最初找到的解来更加快速地进行该优化步骤。此外,有可能节约用于此的数据处理设备的资源。
在根据第一个方面的方法的一个实施例中,对至少一个过渡点的确知可基于针对使用者的色差的预定横向色差极值来执行,在至少一个第一过渡点处的针对使用者的横向色差小于或者等于横向色差极值。特别地,在至少一个第一过渡点处的横向色差可等于横向色差极值。
例如,横向色差极值可被确立在0.25cm/m。横截面中的过渡点则以这样的方式被定位,使得针对使用者的横向色差极值不超过它。为了保持至少一个第二透镜元件的体积尽可能少,通常将过渡点精确地放置在横向色差极值刚好到达的点处。然而,在某些情况下这可能是有利的,例如,当意在将基区和至少一个消色差区之间的由过渡点的总和所确定的过渡线尽可能简单地进行配置,例如,以半圆的形式配置时,以将特定的横截面中的过渡点放置在横向色差小于横向色差极值的点中。
在根据第一个方面的方法的另一个实施例中,至少一个第一过渡点是通过在第一透镜元件的后表面上确知针对使用者的横向色差的分布而被确立的,以及该至少一个第一过渡点被设置在第一透镜元件的后表面上的一个点处,在该点处横向色差小于或者等于预定的横向色差极值。
特别地,这样有可能首先确立第一透镜元件的基本设计以及因此确知针对使用者横向色差的轮廓或者针对来自使用者的眼睛转动点的在穿过第一透镜元件的后表面的主光线的经过点处的这些主光线的横向色差的轮廓,并然后在后表面上设置对应的过渡点,在该过渡点处横向色差小于或等于,尤其是等于预定的横向色差极值。根据过渡点的总和或者通过过渡点的插值,然后获得将基区与消色差区划界的过渡线。在这种情况下该消色差区不一定需要连续的表面以及它也可以由彼此不连接的子表面所形成。为了保持基区和消色差区之间的过渡线或者边界线的轮廓在几何形状上简单,因此某些过渡点也可被设置在第一透镜元件的后表面上的点处,在该点处横向色差小于横向色差极值。
这样,在第一透镜元件的基本设计上,获得第一后表面区域,该第一后表面区域形成基区,以及在基区中,形成眼镜镜片的后表面。之后确定第二透镜元件的前表面和后表面,或者消色差区的界面,以及,以第二透镜元件的前表面为基础确定第一透镜元件的第二后表面区域的对应的互补结构。
在根据第一个方面的方法的另一个实施例中,计算波长可以是546.074nm,以及阿贝数可根据以下方程来确定:
其中V是阿贝数,ne是在相应材料在计算波长下的折射率,nF’是相应材料在479.9914nm的波长下的折射率,以及nC’是相应材料在643.8469nm的波长下的折射率。
阿贝数的这种计算与用于确定阿贝数的更新近的惯例相对应,该惯例指定e线作为参考波长。当然,原则上,也可选择除e线以外的参考波长。重要的仅仅是相对于相同的参考波长来执行所有的计算以及第一材料和第二材料在相同的参考波长下具有不同的阿贝数。
在根据第一个方面的方法的一个实施例中,使用者的光轴或者零视线可以贯穿基区。
在这个配置的情况下,将基区近似布置在眼镜镜片的中心,或者几何中心处并在其周围延伸。最小的视角出现在这个区域中,以及色差,即,包括横向色差,也因此至少在这个区域中。
在另一个实施例中,消色差区可在第一横截面中从至少一个第一过渡点延伸至眼镜镜片的边缘。
如上所提到的,“眼镜镜片”意图表示的意思是未切割的眼镜镜片或者半成品,和修边的眼镜镜片两者。因此,“边缘”可以是未切割的眼镜镜片的边缘或者切割、修边的眼镜镜片的边缘。
通常,色差,并且还尤其是横向色差,随着增加的视角而增加,即,在眼镜镜片的周边中。因此,为了在眼镜镜片的这个区域中实现至少部分消色差效应,从过渡点开始直到边缘的消色差区的范围是可取的。
在根据本发明的第二个方面的生产方法的一个实施例中,连接步骤可通过接合(cement)第一透镜元件和至少一个第二透镜元件来执行。
在接合期间,相邻表面,在当前情况下是第一透镜元件的第二后表面区域和第二透镜元件的前表面,借助于薄透明接合层来被粘结在一起。例如,可为此使用合成树脂。此外,原则上,有可能通过接触粘结来将第一透镜元件和至少一个第二透镜元件进行连接。这种类型的制造也被称作分子粘合。在这种情况下,第一和第二透镜元件的表面通过分子吸引力而与彼此连接。原则上,这些制造技术对于所属技术领域的技术人员来说是公知的。
根据本发明的第四方面的眼镜镜片的一个实施例,眼镜镜片在第一横截面中可具有两个过渡点,相应的第一切线和相应的第二切线在两个过渡点的每一个处彼此相交。
原则上,消色差区不需要在眼镜镜片的后表面上全表面地延伸。仅仅将该消色差区设置在特定的角度范围中可能是足够的。因此,原则上,在横截面中只提供一个过渡点。然而,自然地,例如,如果眼镜镜片被转动对称地形成,则消色差区也可在全表面提供。在那种情况下,眼镜镜片在第一横截面中,或者在每个横截面中分别具有两个过渡点。在相应横截面中的每个过渡点处,基区在相应过渡点处的切线,即第一切线,与消色差区在相应过渡点处的切线,即第二切线,彼此互交。
在本发明的另一个实施例中,在至少160°的轴向位置范围内第一切线和第二切线可在至少一个第一过渡点处彼此相交。
如在引言中已经提到的,“轴向位置范围”意图表示的意思是第一横截面和另外的横截面相对于与常规上表示为Y-Z平面的眼镜镜片的平面相对的角度的位置。因此,可以以与根据对所属技术领域的技术人员来说公知的TABO方案的角度信息类似的方式来对角度信息进行解释。例如,至少一个第一过渡点可因此仅具备在眼镜镜片的下半部分中165°的轴向位置范围。相应地,第二透镜元件则例如也仅被布置在眼镜镜片的下半部分中。作为替代,如果消色差区从过渡点延伸至眼镜镜片的边缘,则例如也可能规划该消色差区遍布眼镜镜片的边缘,或者边缘区域的至少120°的范围。
在根据本发明的第四个方面的眼镜镜片的另一个实施例中,第一后表面区域的相应的第一切线与至少一个第二透镜元件的后表面的相应的第二切线可以在眼镜镜片的每个横截面中彼此相交。
相应地,在这种情况下,消色差区完全延伸,即,遍布360°的眼镜镜片边缘。
在这种情况下,在眼镜镜片的整个圆周上从基区到消色差区的过渡处没有焦度不连续性的情况下,提供低横向色差值。
在根据本发明的第四个方面的眼镜镜片的另一个实施例中,第一透镜元件可被布置在基区和消色差区中,眼镜镜片的前表面由第一透镜元件的前表面形成,第一透镜元件的第二后表面区域和至少一个第二透镜元件的前表面在消色差区中邻接,以及至少一个第二透镜元件的前表面和后表面在至少一个第一横截面中的至少一个第一过渡点上汇聚并形成它们之间的楔形边缘角。
这样,提供了眼镜镜片的紧凑结构。邻接的第二透镜元件的前表面和第一透镜元件的区域中的第二后表面避免了空隙并允许例如借助于接合或者接触粘结来制造眼镜镜片。
在根据本发明的第四个方面的眼镜镜片的一个实施例中,第一透镜元件的前表面和/或第一透镜元件的第一后表面区域可以是球面的。
在根据本发明的第四个方面的眼镜镜片的另一个实施例中,至少一个第二透镜元件的前表面和/或至少一个第二透镜元件的后表面在第一横截面中可具有常曲率。
如以上针对根据第一个方面的方法所已经解释的,设计具有常曲率的至少一个第二透镜元件的表面具有的优点是其能够利用相对简单的手段来制造。
在根据第四个方面的眼镜镜片的另一个实施例中,至少一个第一横截面中的至少一个第二透镜元件的前表面和/或至少一个第二透镜元件的后表面的曲率中心可位于至少一个第二透镜元件的前表面的对称轴外侧或者相应地位于至少一个第二透镜元件的后表面的对称轴外侧。
眼镜镜片的这种配置允许在第二透镜元件的后表面和第一透镜元件的第一后表面区域之间的过渡点处自由选择弯折角,在这种情况下,可以为第二透镜元件的后表面保持具有常曲率的形状。总的来说,由于曲率中心在对称轴外侧的位置,于是存在分别针对第二透镜元件的前表面或后表面的复曲面。
在根据本发明的第四个方面的眼镜镜片的一个实施例中,至少一个第二透镜元件的前表面和/或至少一个第二透镜元件的后表面可以是非球面的,即,不是球面的。
特别地,至少一个第二透镜元件的前表面和/或至少一个第二透镜元件的后表面可以在横截面中由二阶或者更高阶多项式,尤其是由三阶或者四阶多项式所形成。特别地,至少一个第二透镜元件的非球面前表面和/或至少一个第二透镜元件的非球面后表面可以相对于眼镜镜片的光轴转动对称,或者,非转动对称。
如上已经提及的,尽管有弯折角、楔形边缘角、第三曲率半径和第四曲率半径的规范,但尤其是借助于三阶或更高阶多项式进行的形成允许至少一个进一步的自由度,以便例如能够将眼镜镜片的边缘厚度最小化。
在根据第四个方面的眼镜镜片的另一个实施例中,眼镜镜片可以相对于光轴转动对称。
在这种情况下,获得眼镜镜片的特别简单的几何结构。尤其是在要由单焦点透镜执行校正的情况下,为了提供对于使用者而言所需的规定效果,这种简单的结构可能是足够的。
在根据第四个方面的眼镜镜片的另一个实施例中,第一横截面或者每个横截面可以是眼镜镜片的子午面。
如果眼镜镜片具有光轴,则第一横截面或者每个横截面可能因此是子午面。眼镜镜片的后侧上的弯折的位置是为了从预期使用者的眼睛的放松位置开始的相对大的视角,使得尤其是视力可在眼镜镜片的周围边缘区域内被改善。
在根据本发明的第四个方面的眼镜镜片的另一个实施例中,横截面或者每个横截面可包含眼镜镜片的几何中心轴。
在这种情况下,“几何中心轴”贯穿未切割的或修边的眼镜镜片的盒化系统的几何中心。通常,未切割的眼镜镜片中的几何中心将是足够的。然而,在预期框架或者修边的眼镜镜片的非转动对称形状的情况下,先前的配置以及因此在眼镜镜片的结构成形的末尾中可以被定向在修边的眼镜镜片的几何中心上。
该几何中心轴则贯穿平行于穿过眼镜镜片的主固定方向的几何中心。如果第一透镜元件的前表面被转动对称地形成,则该主固定方向尤其平行于第一透镜元件的前表面的对称轴。
在根据第四个方面的眼镜镜片的另一个配置中,第一横截面或者每个横截面可以以这样的方式贯穿眼镜镜片,使得其将眼镜镜片在垂直于其的法平面中划分成两个同样大的面积。
在某些情况下,由于眼镜镜片,或者第一透镜元件和第二透镜元件的前表面和/或后表面的几何配置,可能很难确知该几何中心的位置,或者可能没有光轴。在此程度上,同样很难确知可能的主固定线,从该主固定线开始眼镜镜片的设计适合于在周边视场内避免色差。则可以通过将眼镜镜片,即,未切割的或者修边的眼镜镜片在垂直于横截面延伸的法平面内划分成两个同样大的面积来布置横截面。因此,该法平面是眼镜镜片的X-Y平面,在该平面内,也对眼镜镜片的盒体框架进行了规定。
在另一个配置中,可以提供具有框架和第一和第二眼镜镜片的眼镜,该第一和/或第二眼镜镜片是根据本发明的第四个方面或者其配置之一的眼镜镜片,相应的眼镜镜片的横截面或者每个横截面包含相应的眼镜镜片的几何中心,并且作为针对眼镜的眼镜平面的平面的法线而延伸,该眼镜平面的平面包含第一和第二眼镜镜片的盒体的垂直中心线。
这样,该横截面也可借助完成的眼镜来定义。
在根据第四个方面的眼镜镜片的另一个配置中,透镜元件的前表面可被凸面地形成,以及第一透镜元件的第一后表面区域可被凹面地形成。
在本申请的上下文中,将术语“凸面”和“凹面”在这些术语的常规使用的上下文中给出,也就是说,在从外部观察该眼镜镜片的对应表面时。对于眼镜镜片的外部观察来说,如果该表面远离观察者弯曲,则该表面是凸面。如果该表面朝向观察者弯曲,则它因此是凹面。
将第一透镜元件这样形成为所谓的半月形允许了根据所需要的规定效果以及同时根据直接的制造进行校正的可能性。
在根据第四个方面的眼镜镜片的另一个配置中,第一透镜元件的第二后表面区域可以被凸面地形成,至少一个第二透镜元件的前表面被凹面地形成,以及至少一个第二透镜元件的后表面被凹面地形成。
这样,可以提供用于制造眼镜镜片的特别直接的可能性。特别地,在负弯折角的情况下,提供了第一透镜元件和第二透镜元件可首先连接在一起的可能性。于是,仅对第二透镜元件的后表面可选地进行研磨。
此外,可提供根据第四个方面的眼镜镜片的实施例,其中第一透镜元件的第二后表面区域被凹面地形成,至少一个第二透镜元件的前表面被凸面地形成以及至少一个第二透镜元件的后表面被凹面地形成。
同样在这种情况,尤其是在横截面中的过渡点处的负弯折角的情况下,可以执行对眼镜镜片的特别直接的制造。特别地,直到第一透镜元件和第二透镜元件已经被连接在一起,才可能在此再次处理第二透镜元件的后表面。
如上已经提及的,在根据本发明的第四个方面的眼镜镜片的一个实施例中,至少一个第二透镜元件的前表面和第一透镜元件的第二后表面区域可以被接合在一起。
作为替代,例如,第一透镜元件和第二透镜元件可相互接触粘结。
在眼镜镜片的一个实施例中,眼镜镜片的光轴或者眼镜镜片的几何中心轴可贯穿基区。
这确保消色差区在眼镜镜片的原则上色差更大的周边区域中延伸。
此外,可提供根据第四个方面的眼镜镜片的实施例,其中消色差区在第一横截面中从至少一个第一过渡点至眼镜镜片的边缘延伸。
这样,可能确保眼镜镜片周边的消色差区的至少部分消色差效果延伸直到眼镜镜片的边缘,并且因此在眼镜镜片的使用者的周边视场的可能外边缘处减小横向色差。
要理解的是,上述所提及的特征和下面将要解释的那些特征不仅可以用在所分别指示的组合中,而且还可以用在其他的组合中或者单独使用,而没有偏离本发明的范围。
附图说明
本发明的实施例被表示在附图中,并将在下面的描述中被更详细地解释。
图1示出到眼镜镜片的实施例的前表面上的平面图,
图2示出图1中的眼镜镜片沿着剖面线II-II的横截面的实施例,
图3示出图1中的眼镜镜片沿着图1中的剖面线III-III的横截面视图的另一个可能的实施例,
图4示出图1中的眼镜镜片沿着图1中的剖面线IV-IV的横截面的又一个可能的实施例,
图5示出具有到前表面上的视图的眼镜镜片的另一个实施例;图2、3和4中所表示的横截面视图也可以被采用在这个眼镜镜片中,
图6示出到前表面上的视图中的眼镜镜片的又一个实施例;例如,图4中的横截面可以是这个眼镜镜片的横截面,
图7示出眼镜镜片的又一个实施例;例如,图4中的横截面可以示出这个示例性实施例的一个或多个横截面,
图8示出已经修边的眼镜镜片的示意性表示,表示出了轴向位置范围,
图9示出图2、3和4中的详细视图IX,
图10示出用于设计眼镜镜片的方法和用于生产眼镜镜片的方法的实施例的示意性流程图,
图11a至11f示出仅由第一透镜元件所形成的眼镜镜片和在眼镜镜片的高度上的相关尺寸和效果的轮廓的表示的比较示例,。
图12a至12f示出根据本发明形成的眼镜镜片的示例性实施例,其中第二透镜元件的前表面和后表面在横截面中具有常曲率,以及示出在眼镜镜片的高度上的轮廓中的相关联的相关尺寸和效果。
图13a至13f示出根据本发明的眼镜镜片的另一实施例,该第二透镜元件的前表面和后表面借助于三阶多项式形成,以及示出在眼镜镜片的高度上的其轮廓中的相关联的尺寸和效果。
图14a和14b示出根据本发明所配置的具有至少一个眼镜镜片的眼镜的实施例的主视图和平面图。
具体实施方式
图1示出眼镜镜片10的实施例的平面图。在传统的坐标系中,该平面图位于X-Y平面内,且Z轴在眼镜镜片的使用者的方向上延伸,即,进入图1中所表示的视图中的图像平面中。
使该平面图至少到眼镜镜片的前表面14上。眼镜镜片的前表面14由第一透镜元件18的前表面形成。虚线示意性地指示后表面(在图1中的眼镜镜片的远侧上)具有基区20和消色差区22。在所表示的示例性实施例中,眼镜镜片10被转动对称地形成,使得消色差区22围绕基区20完全沿着眼镜镜片10的周边进行延伸。消色差区22是在其中眼镜镜片的后表面由第二透镜元件24所布置的区域(因此,在图1中的表示中,只是位于眼镜镜片的远侧上)。
穿过眼镜镜片的横截面25借助于虚线来指示。该截面表示在图2中进行解释。
图2示出图1中的眼镜镜片的沿着剖面线II-II的横截面的表示。在该表示中,清楚的是,眼镜镜片10包括第一透镜元件18和第二透镜元件24。眼镜镜片10具有后表面26。第一透镜元件18具有后表面28。第一透镜元件18的后表面28进而具有第一后表面区域30和第二后表面区域32。
第一后表面区域30形成眼镜镜片10的后表面26的一部分。该区域是基区20。
此外,提供了第二透镜元件24。第二透镜元件24具有第二透镜元件24的前表面34和第二透镜元件24的后表面36。第二透镜元件的前表面34与第一透镜元件18的第二后表面区域32邻接。这意图表示的意思是在两个表面之间没有空隙。例如,这些表面可以被接合在一起或者被接触粘结在一起。
第二透镜元件24的后表面36形成眼镜镜片10的后表面26的另外的部分。这个另外的区域是消色差区22。换句话说,基区20因而由第一后表面区域30所限定。消色差区22由第二光学元件24的后表面36所限定。
在图2中所表示的横截面图中,眼镜镜片10具有光轴38。沿着光轴38穿过眼镜镜片10的光线不偏移。此外,图1和2中所表示的眼镜镜片10相对于光轴38转动对称。该横截面是穿过眼镜镜片10的子午截面。然而,这不是强制性的。眼镜镜片10不需要相对于光轴38转动对称。此外,眼镜镜片10的实施例实际上可能不具有光轴38。
第一后表面区域30和第二元件24的后表面在眼镜镜片10的后表面26上的过渡点40处并入到彼此中。特别地,已经以这样的方式确立过渡点,使得对于眼镜镜片10的使用者来说横向色差达到已经定义为对于使用者扰动的横向色差极值。因此,具有第二透镜元件24的消色差区22从眼镜镜片10的边缘12的方向中的过渡点40继续下去。第二透镜元件24包括第二材料,该第二材料的阿贝数不同于第一透镜元件18的第一材料。这样,第一透镜元件18和第二透镜元件24可以消色地相互作用差。由于眼镜镜片10的对称性,图2中所表示的横截面具有两个过渡点40。然而,原则上这不是强制的。在横截面25中也可以只有一个过渡点40。
图9中表示了过渡点40附近的部分视图,并且下面将对其更详细地解释。
图3表示眼镜镜片10的另一个可能的横截面25。相同的元件由相同的参考标记所表示,并且因此下面将不再解释。下面将仅讨论不同之处。
按照第二透镜元件24的前表面34和后表面36的配置,图3中所表示的示例性实施例不同于图2中所表示的示例性实施例。在图2中的实施例中,前表面34被凹面地形成,并且后表面36同样被凹面地形成。然而,相反地,在图3中,第二透镜元件24的前表面34被凸面地形成,而第二透镜元件24的后表面36被凹面地形成。相应互补地,第二后表面区域32被凹面地形成。对于图3中的横截面来说,眼镜镜片10因此被整体形成为半月形,并且第二透镜元件24也被形成为半月形。图3中所表示的横截面同样具有两个过渡点40。图9中同样示意性表示了过渡点40的附近。
图4示意性地表示了眼镜镜片10的横截面25的另一个可能的实施例。相同的元件依次由相同的参考标记所表示,并将不再被描述。下面将仅讨论不同之处。
原则上,将眼镜镜片10转动对称地配置不是绝对必要的。因此,可能的情况是,眼镜镜片10在横截面中只有一个过渡点40。因此,利用图4中的虚线所指示的横截面25的第二半部分的配置原则上是任意的。可能的情况是,在仅由虚线所指示的横截面的下部分中,基区20是完全连续的,且因此在横截面的这一部分中并没有提供第二透镜元件24。
图5表示了眼镜镜片10的另一个实施例。原则上,可根据图2至4中的实施例之一来形成该横截面。同样使图5中的视图到眼镜镜片10的前表面上。相同的元件由相同的参考标记所表示,并且将不再描述。下面将仅讨论不同之处。
如图5中可以看出,在这个实施例中,眼镜镜片10没有被转动对称地形成。消色差区仅在眼镜镜片10的上部分和下部分中形成,即,它对于在垂直方向上在使用眼镜镜片10期间固定方向的转动起作用。因此,消色差区22是眼镜镜片的后表面26的连续部分不是绝对必要的。消色差区22还可以由多个子区域形成,如图5中所示,由两个子区域形成。同样在这个实施例中,在横截面25中提供了两个过渡点40。
在某些情况下,可能的情况是,眼镜镜片10,例如,图5中所表示的眼镜镜片10,不具有光轴38。因而可以为横截面25的位置定义几何中心轴。该几何中心轴贯穿未切割的眼镜镜片的几何中心。在图5中,眼镜镜片10被表示为未切割的,即,仍然是圆形的。几何中心则位于圆心处。然而,原则上,几何中心还可以借助于修边的眼镜镜片10来确立。几何中心轴42则平行于穿过眼镜镜片10的预期主固定方向贯穿该几何中心。横截面25则包含该几何中心轴42。
作为替代的定义,在到如图5中所表示的眼镜镜片上的平面图中的横截面25可被确立为将表面在垂直于横截面25的法平面内划分成两个同样大的表面分量。例如,图5中,第一表面分量由44表示,以及第二表面分量由46表示。在未切割的圆形眼镜镜片坯料的情况下,横截面25因此以这样的方式延伸,使得其与未切割的半成品眼镜镜片产品的整个直径相交。
因此,如何限定横截面25的位置取决于眼镜镜片的属性。在最简单的情况下,眼镜镜片10是转动对称的,使得横截面25是眼镜镜片10的子午面,其包含光轴38。在非转动对称的眼镜镜片10的情况下,对于未切割的眼镜镜片10的最简单的限定是一种限定,其中横截面25贯穿几何中心轴42并包含后者,或者横截面将眼镜镜片10的表面在垂直于横截面25的法平面中划分成两个同样大的表面分量44、46。
如果意图为修边的眼镜镜片确立横截面的位置,或者如果存在轴偏(decentration),那么横截面可包含来自眼睛转动点的穿过眼镜镜片的主固定方向,如将在下面更详细解释的。
图6表示眼镜镜片10的又一个可能的实施例。在这个实施例中,例如,横截面25可如图4中所表示的那样被形成。在所表示的实施例中,消色差区22不完全遍布眼镜镜片10的整个边缘12。因此,这样的眼镜镜片10具有只有一个过渡点40的横截面25。
图7表示眼镜镜片10的又一个可能的实施例。在这种情况下,只在眼镜镜片10的下部区域中提供消色差区22。眼镜镜片10的其余部分是基区20。
横截面25则可能进而只有一个过渡点40。当然,此外,同样具有至少一个过渡点40的其他横截面47可穿过眼镜镜片被放置。例如,横截面25则可如图4中的横截面中时所表示的那样被形成。
图8表示修边的眼镜镜片10。图8中修边的眼镜镜片10由本质上圆形的半成品的眼镜镜片产品或者未切割的眼镜镜片形成,然后具有本质上矩形的形状,其带有圆形的边缘。
图8中的表示将说明术语“轴向位置角”或者“轴向位置范围”将如何在本申请的上下文中被解释。在图8中的眼镜镜片10的盒体框架中,可以找到眼镜镜片10的几何中心。对于穿过眼镜镜片10的预期主固定方向而言,几何中心轴42则贯穿眼镜镜片10。可能的横截面25、47则包含这个几何中心轴42。从作为原点的几何中心开始,以与用于确定棱镜焦度的基本位置的所谓的TABO方案相似的方式,则可以限定多个轴48以及可以指定对应的轴向位置角50。所谓的“轴向位置范围”则是轴向位置角50的范围。轴向位置范围52的一个例子是由箭头所表示的,并且包括大约170°的范围。这样,可能描述在眼镜镜片的圆周上的消色差区的范围。特别地,消色差区可因此遍布在至少160°,尤其是至少170°,尤其是至少180°的轴向位置范围上。在轴向位置范围52中,在这种情况下,横截面25、47具有至少一个过渡点40。
图9表示图2、3和4中的详细视图IX。
相同的元件依次由相同的参考标记表示,并且将不再进行描述。
在过渡点40处,第一后表面区域30、第二透镜元件24的前表面34以及第二透镜元件24的后表面36是邻接的。第一后表面区域30具有在过渡点40处的切线54,即在横截面25中,无穷小逼近过渡点40。第二透镜元件24的后表面36具有在过渡点40处的切线56。切线54和切线56彼此相交并因此包括弯折角58。因此,眼镜镜片10的后表面26在过渡点40处具有弯折。眼镜镜片10的后表面26因此在过渡点40处不是连续可微的。表面函数的一阶导数在这个位置处具有不连续性。正的弯折角58意思是第二透镜元件24的后表面36在眼镜镜片10的预期使用者的方向上弯折。相应地,负的弯折角58的效果是第二透镜元件24的后表面36相对于第一后表面区域30远离眼镜镜片10的预期使用者弯折。因此,在横截面25或者在Y-Z平面中(在所表示的例子中),从第一后表面区域30的切线54到第二透镜元件24的后表面36的切线56上的角度是正的。
由参考标记60表示在横截面25中的过渡点40处第二透镜元件24的前表面34的切线。由参考标记62表示过渡点40处后表面36的切线56和过渡点40处前表面34的切线60之间的角度,并且是所谓的楔形边缘角62。这指的是在过渡点40处第二透镜元件24的棱镜楔形。由参考标记64表示在过渡点40处第二透镜元件24的后表面36的第四曲率半径64。由参考标记74示意性表示第四曲率半径64的对应的曲率中心。
由参考标记66表示在过渡点40处第二透镜元件24的前表面34的第三曲率半径66。由参考标记73示意性表示第三曲率半径66的对应的曲率中心。由参考标记68表示在过渡点40处第一透镜元件18的后表面28的第二曲率半径68。
此外,示意性地表示第一曲率半径,或者第一透镜元件18的前表面16的第一半径70。
图10表示用于设计眼镜镜片10的方法100的示意性流程图。
该方法以开始步骤102开始。最初,在步骤104中执行第一确立第一透镜元件18的第一材料和第二透镜元件24的第二材料。特别地,以这样的方式来选择材料,使得第一透镜元件和第二透镜元件的阿贝数彼此不同,使得它们可以至少部分消色差地相互作用。
在确知步骤中,眼镜镜片10的后表面26上的基区20和消色差区22之间的至少一个过渡点40在眼镜镜片的第一横截面25中被确知。在这种情况下,特别地,至少一个第一过渡点40可以以这样的方式被确知,使得在至少一个第一过渡点40的过渡处眼镜镜片10的对于使用者而言的横向色差小于预定横向色差极值或等于预定横向色差极值。
一旦至少一个第一过渡点40在横截面25中已经由此被确立,那么,执行第一确定步骤108。要理解的是,在转动对称的眼镜镜片10的情况下,在每个横截面25中存在两个过渡点40。在第一个确定步骤108中,确定了楔形边缘角62并确定了弯折角58。以这样的方式来确定楔形边缘角和弯折角,使得对于眼镜镜片的使用者而言,在过渡点40处的基区20中的棱镜焦度与在过渡点40处的消色差区22中的棱镜焦度彼此相对应。因此,在过渡点40处棱镜焦度中不存在不连续性。此外,通过楔形边缘角和弯折角的两个自由度,可能确立该不连续性,通过该不连续性,横向色差在过渡点40处改变。
在第二确立步骤110中,确立在过渡点40处横截面25中的至少一个第二透镜元件24的后表面36上的第四曲率半径64。
以此为基础,在第二确定步骤112中,确定在横截面25中至少一个第二透镜元件24的前表面34的第三曲率半径66。在这种情况下,第三曲率半径66以这样的方式被确定,使得在过渡点40处基区中的眼镜镜片的球面焦度和散光焦度与过渡点40处消色差区22中的眼镜镜片10的球面焦度和散光焦度彼此相对应。因此,对于使用者而言,在过渡点40处球面焦度和散光焦度中不出现不连续性。
步骤112之后,原则上,可为另外的横截面47重复步骤106、108、110和112。这样,可以为多个横截面25、47配置眼镜镜片10。例如,可提供以特定角度分别相互倾斜的多个横截面,以便完整地配置眼镜镜片。在这种情况下,针对每个横截面,相继地执行步骤106、108、110和112不是强制的,并且也可以针对所有横截面并行执行配置和/或优化。
配置方法100则沿着分支116在停止步骤114处结束。
现在,完成了眼镜镜片10,或者第一透镜元件18和第二透镜元件24的设计。已经确知了相应前表面和后表面的轮廓,使得第一透镜元件18、第二透镜元件24以及因此整个眼镜镜片10能够被制造。在此程度上,用于生产眼镜镜片10的方法122包括用于设计眼镜镜片10的方法100。
在可选步骤118中,借助于光线追踪方法优化所配置的眼镜镜片的步骤118可以在步骤112之后。方法100则随后在步骤118结束,步骤118沿着分支120在结束步骤114处结束。
第二确定步骤112或者优化步骤118之后,第一透镜元件18和第二透镜元件24的设计则可被确立。在步骤124中,因此可制造第一透镜元件。
在步骤126中,制造第二透镜元件。当然,步骤124和126也可被并行执行或者以另一种方式被布置。最后,在步骤128中,则提供了所制造的第一透镜元件和所制造的第二透镜元件。在步骤128中,第一透镜元件18和第二透镜元件24被连接在一起。特别地,透镜元件18、24可被接合在一起或者接触粘结。
同样地,生产方法122在结束步骤114处结束。
在图11a至11f中,给出了针对仅由单个第一透镜元件18形成的常规眼镜镜片的比较示例。
图11a表示这样的眼镜镜片的横截面。仅由第一透镜元件18构成的这样的眼镜镜片可形成基本设计79,在该基本设计79上首先进行对过渡点40的搜索,其中研究针对使用者80的一对横向色差,使用者的眼睛图11a中由虚线示意性指示为圆形。该使用者80具有使用者数据,该使用者数据尤其指示眼睛转动点82的位置。在通过确定来自使用者80的眼睛和穿过第一透镜元件18的轮廓的眼睛转动点82的主光线86的程度的范围内,执行对在第一透镜元件18的后表面28上的横向色差的轮廓的研究。各种主光线86则反映使用者的不同的转动角或者固定方向84。使用者80的眼睛的放松位置具有作为主光线86的零视线89。该零视线89在零视点88处与第一透镜元件18的后表面28相交。
对于图11a至11f中所表示的比较例子而言,沿着零视线89从眼睛转动点280到第一元件18的后表面28的距离是24mm。第一透镜元件18的前表面16是球面的,并具有807mm的半径。同样的,后表面28也是球面的,并具有73.364mm的半径。第一透镜元件18由具有1.807的折射率和34.4的阿贝数的材料形成。与后表面28在高度Y=8mm处相交的主光线86则将达到被预定为扰动的0.25cm/m的横向色差。
图11b中标绘了图11a中所表示的比较例子的散光偏移的轮廓。图11c中标绘了作为来自第一透镜元件18的后侧28上的眼睛转动点82的主光线86的经过点的高度的函数的横向色差的轮廓。如可以看到的,对于后侧28上的8mm的高度,横向色差是0.25cm/m。如果这是预定为扰动的横向色差极值,以及可以确立的是,过渡点40位于其中对于使用者80而言的横向色差对应于横向色差极值的横截面中,那么,将后侧28上的8mm的高度相应地标记为过渡点40。因此,为了减小横向色差,将消色差区22取址在过渡点40和眼镜镜片的边缘12之间。
图11d中标绘了作为眼镜镜片的后侧28上的主光线86的经过点的高度的函数的横截面中总棱镜焦度,即,总体发生的光线偏移。
在图11e中,标绘了球面偏移的对应轮廓。在图11f中标绘了切线相交长度,即,包含主光线86的子午面内的相交长度,以及前后向相交长度,即,在垂直于子午面的包含主光线86的平面内的相交长度,其又作为眼镜镜片10的后侧28上的主光线86的经过点的高度的函数。切线相交长度由线90所表示,以及前后向相交长度由线91所表示。
图12a表示了根据本发明所配置的眼镜镜片的第一示例。该眼镜镜片具有以下值。眼睛中心82与后表面26的距离是24mm。第一半径是807mm。第二半径是73.364mm。第一透镜元件18的前表面和第一透镜元件18的第一后表面区域30被球面地形成。过渡点40处的第三曲率半径是45.514mm。过渡点40处的第四曲率半径是150mm。第一透镜元件具有1.807的折射率,以及第一透镜元件18的阿贝数是34.4。第二透镜元件具有1.525的折射率。第二透镜元件24的阿贝数是58.3。
因此,眼镜镜片被转动对称地形成。过渡点40的位置分别位于眼镜镜片10的后表面26的从眼镜镜片10的光轴38开始8mm和-8mm的高度处。第二透镜元件24的前表面34和后表面36被球面地形成。然而,表面的相应曲率中心偏离光轴38。从而,第三曲率半径的曲率中心位于坐标Y=14.1和Z=46.541处。第四曲率半径的曲率中心位于Y=-29.109和Z=146.775处。弯折角是8.063°。楔形边缘角是22.025°。在这种情况下,图12a中所表示的Y-Z坐标系的原点位于光轴与眼镜镜片10的前表面14的交点处。
此外,图12a示意性地表示了法平面92。该法平面垂直于在所表示的实施例中位于Y-Z平面内的横截面25进行延伸。相应地,法平面92位于X-Y平面内。开始于眼转动点82的在过渡点上或过渡点处跨过眼镜镜片10的后表面26的主光线86,在经过点94处跨过后表面26。此外,该主光线86在经过点93处跨过眼镜镜片10的前表面14。眼镜镜片10的前表面14的切线由参考标记95表示。相对于法平面92的角度是角W1,并由参考标记96表示。第二透镜元件24的前表面34的切线由参考标记97表示。相对于法平面92的角度由参考标记98表示。“另外的楔形角”位于切线95和97之间,其由参考标记99表示。因此,角99反映在过渡点40处贯穿消色差区22的主光线86的楔形角。
图12b示出由于根据本发明的配置,横向色差的轮廓在眼镜镜片的高度上变化的方式。在过渡点40处,出现不连续性。因此,0.25cm/m以上的扰动横向色差仅在超过大约13mm而不是8mm的高度处发生。
如在图12c、12d和12e中所看到的,也可能在眼镜镜片的高度上实现散光偏移、总体棱镜和球面偏移的连续轮廓。在过渡点40处,尽管这些轮廓在此不具有不连续性,但这些轮廓可以自然地具有弯折。在这种程度上,在每个过渡点40处不存在扰动焦度不连续性。
图12f中标绘了切线和前后向相交长度。该切线相交长度再次由参考标记90表示。前后向相交长度由参考标记91表示。
图13a表示了根据本发明所配置的眼镜镜片,或者根据本发明的眼镜镜片的又一个示例性实施例。相同的元件由相同的参考标记表示,并且将不再进行解释。在该示例性实施例中,第二透镜元件24的前表面34和第二透镜元件24的后表面36被形成为三阶多项式。这提供了附加的自由度,与图12中所表示的实施例相比,通过该自由度,在图13a中所表示的实施例中,眼镜镜片的边缘12的厚度可被减小。
在图13a中所表示的示例性实施例中,眼睛转动点与眼镜镜片10的后表面的距离是24mm。第一透镜元件18的球面前表面16的第一半径是807mm。球面第一后表面区域30的第二半径是73.364mm。在过渡点40处的第三曲率半径是45.514mm。在过渡点40处的第四曲率半径是150mm。第一透镜元件18具有1.807的折射率,和34.3的阿贝数。第二透镜元件24具有1.807的折射率,和58.3的阿贝数。如在图12a中所表示的示例性实施例中那样,弯折角是8.063°。同样地,如在图12a中所表示的示例性实施例中那样,楔形边缘角是22.025°。过渡点40同样位于眼镜镜片10的后表面26上的±8mm的高度处。
从过渡点40开始,多项式Z(ΔY)由1.43748564-0.13523588ΔY+0.01128837ΔY2+0.00005ΔY3所形成。该多项式形成第二透镜元件24的前表面34。对于第二透镜元件24的后表面36而言,从过渡点40开始,图13a的表面的对应多项式可因此被表达为ΔY的Z,即Z(ΔY)=1.43748564+0.25532965ΔY+0.00366456ΔY2-0.00009ΔY3
图13b中进而标绘了作为眼镜镜片10的后侧上的主光线的经过点的高度的函数的横向色差的轮廓;如可以看出的,在过渡点处,再次可以非常显著地减小横向色差,使得眼镜镜片的高度可被总体增加,超过该高度横向色差对于使用者而言是扰动。
图13c、13d和13e依次示出球面焦度,散光焦度和总棱镜焦度在过渡点40上具有连续的轮廓。因此完全避免了过渡点40处焦度的不连续性。
图13f中进而标绘了切线和径向相交长度。该切线相交长度再次由参考标记90表示。径向相交长度由参考标记91表示。
图14a和14b示出眼镜130的实施例。该眼镜130具有第一眼镜镜片10和第二眼镜镜片10’。第一眼镜镜片10和/或第二眼镜镜片10’由上面所描述的方法形成。眼镜镜片10、10’被布置在框架131中。
对于这些眼镜而言,盒体系统或者盒体框架以对于所属技术领域的技术人员已知的方式来定义。每个眼镜镜片10、10’的盒体由相应眼镜镜片10、10’的垂直切线132和水平切线来界定。对于每个眼镜镜片10、10’而言,水平中心线138在与每个水平切线134相同的距离处延伸。在所表示的例子中,这些都是相同的。然而,这不需要一定是这种情况。
对于每个眼镜镜片10、10’来说,垂直中心线136在与每个垂直切线132相同的距离处延伸。如图14b中所图示的,包含两个垂直中心线的平面是眼镜平面142的平面。因此,眼镜平面142的平面具有相对于眼镜镜片10、10’的眼镜平面146、146’的平面的面形角144。横截面25、47则可以作为针对眼镜平面142的平面的法线而延伸,并包含相应的盒体化中心140。

Claims (30)

1.一种用于为使用者(80)设计眼镜镜片(10)的方法(100),所述眼镜镜片(10)包括第一透镜元件(18)和至少一个第二透镜元件(24),所述第一透镜元件(18)具有前表面(16)和包括第一后表面区域(30)和第二后表面区域(32)的后表面(28),所述至少一个第二透镜元件(24)包括前表面(34)和后表面(36),所述第一透镜元件(18)的所述第二后表面区域(32)和所述第二透镜元件(24)的所述前表面(34)是邻接的,所述眼镜镜片(10)的前表面(14)由所述第一透镜元件(18)的所述前表面(16)形成,以及所述眼镜镜片(10)的后表面(26)由所述第一透镜元件(18)的所述第一后表面区域(30)在基区(20)中以及由所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)在消色差区(22)中形成,其特征在于,该方法包括以下步骤:
-确立所述第一透镜元件(18)的第一材料和所述至少一个第二透镜元件(24)的第二材料的第一确立步骤(104),
-确知所述眼镜镜片(10)的所述后表面(26)上的所述基区(20)和所述消色差区(22)之间的至少一个第一过渡点(40)的确知步骤(106),所述眼镜镜片(10)的第一横截面(25)贯穿所述至少一个第一过渡点(40),
-第一确定步骤(108),确定在所述第一横截面(25)中的所述至少一个第一过渡点(40)处所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)和所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面(34)之间的楔形边缘角(62)以及确定在所述第一横截面(25)中所述第一后表面区域(30)在所述至少一个第一过渡点(40)处的第一切线(54)和在所述第一横截面(25)中所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)在所述至少一个第一过渡点(40)处的第二切线(56)之间的弯折角(58),使得对于使用者(80)而言,所述眼镜镜片(10)在所述基区(20)中在所述至少一个第一过渡点(40)处的棱镜焦度与所述眼镜镜片(10)在所述消色差区(22)中在所述至少一个第一过渡点(40)处的棱镜焦度相对应,
-确立在所述第一横截面(25)中所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)在所述过渡点(40)处的第四曲率半径(64)的第二确立步骤(110),
-第二确定步骤(112),确定在所述第一横截面(25)中所述第一透镜元件(18)的所述至少一个第二后表面区域(32)的所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面(34)在所述过渡点(40)处的第三曲率半径(66),使得对于眼镜镜片(10)的使用者(80)而言,所述眼镜镜片(10)在所述基区(20)中在所述过渡点(40)处的球面焦度和散光焦度与所述眼镜镜片(10)在所述消色差区(22)中在所述过渡点(40)处的球面焦度和散光焦度相对应。
2.根据权利要求1的所述方法,其特征在于,确立所述第一透镜元件(18)的所述第一材料和所述至少一个第二透镜元件(24)的所述第二材料,使得所述第一透镜元件(18)和所述至少一个第二透镜元件(24)至少部分消色差地相互作用。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一确立步骤包括确立所述第一透镜元件(18)的基本设计(79),所述基本设计(79)至少包括所述第一透镜元件(18)的所述前表面(16)和所述第一透镜元件(18)的所述第一后表面区域(30)。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一透镜元件(18)的所述前表面(16)是球面的,以及所述第一确立步骤(104)包括确立所述第一透镜元件(18)的所述前表面(16)的第一半径(70)。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一透镜元件(18)的所述第一后表面区域(30)在基区(20)中是球面的,以及所述第一确立步骤(104)包括确立所述第一后表面区域(30)的第二半径(68)。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在确定弯折角(58)的所述第一确定步骤(108)中,所述弯折角(58)被确定为以下各项的函数:所述第一材料,所述至少一个第二材料,对于所述眼镜镜片(10)的使用者(80)而言横向色差在所述过渡点(40)处的预定变化,所述基区(20)中所述第一透镜元件(18)在所述第一横截面(25)中在所述过渡点(40)处的所述棱镜焦度,所述第一透镜元件(18)的所述前表面(16)在来自使用者(80)的眼睛转动点(82)的穿过所述至少一个第一过渡点(40)的主光线(86)穿过所述第一透镜元件(18)的所述前表面(16)的经过点(93)处相对于所述第一横截面(25)的法平面(92)的倾斜角(96),以及所述第一后表面区域(30)在所述至少一个第一过渡点(40)处相对于所述法平面(92)的倾斜角(98)。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,至少确定所述楔形边缘角(62)和所述弯折角(58)的所述第一确定步骤(108)以及确定所述第三曲率半径(66)的所述至少一个第二确定步骤(112)在多个不同的横截面(25,47)中以及针对所述多个横截面(25,47)中的每一个横截面(25,47)中的至少一个过渡点(40)执行。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述眼镜镜片(10)相对于所述眼镜镜片(10)的光轴(38)转动对称,以及仅在一个横截面(25)中执行确定所述楔形边缘角(62)和所述弯折角(58)的所述第一确定步骤(108)以及确定所述第三曲率半径(66)的所述第二确定步骤(112)。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一横截面(25)是所述眼镜镜片(10)的子午面。
10.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一横截面(25)包括相应的至少一个第一过渡点(40),使用者的眼睛转动点(82)和所述眼镜镜片(10)的所述后表面(26)上的零视点(88)。
11.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面(34)和/或所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)在所述第一横截面(25)中具有常曲率。
12.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一横截面(25)中的所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面(34)和/或所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)的曲率中心(37)位于所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面(34)的对称轴(38,42)外侧或相应地位于所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)的对称轴(38,42)外侧。
13.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面(34)和/或所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)是非球面的。
14.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,至少一个过渡点(40)的确知步骤(106)是基于对于所述使用者(80)而言的横向色差的预定横向色差极值而执行的,在所述至少一个过渡点(40)处的对于所述使用者(80)而言的横向色差小于或等于所述横向色差极值。
15.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述至少一个第一过渡点(40)是通过确知所述第一透镜元件(18)的所述后表面(28)上的对于所述使用者(80)而言的横向色差的分布来确立的,以及所述至少一个第一过渡点(40)被设置在所述第一透镜元件(18)的所述后表面(28)上的一个点处,在所述点处横向色差小于或者等于预定横向色差极值。
16.一种用于生产眼镜镜片(10)的方法(122),包括:
-通过根据权利要求1至15之一所述的方法来设计所述眼镜镜片(10)的步骤(100),以及
-制造所述第一透镜元件(18)的步骤(124),
-制造所述至少一个第二透镜元件(124)的步骤(126),以及
-连接所述第一透镜元件(18)与所述至少一个第二透镜元件(124)的步骤(128)。
17.一种用于为使用者(80)设计眼镜镜片(10)的设备,所述眼镜镜片(10)包括第一透镜元件(18)和至少一个第二透镜元件(24),所述第一透镜元件(18)具有前表面(16)和包括第一后表面区域(30)和第二后表面区域(32)的后表面(28),所述至少一个第二透镜元件(24)包括前表面(34)和后表面(36),所述第一透镜元件(18)的所述第二后表面区域(32)和所述第二透镜元件(24)的所述前表面(34)是邻接的,所述眼镜镜片(10)的前表面(14)由所述第一透镜元件(18)的所述前表面(16)形成,以及所述眼镜镜片(10)的后表面(26)由所述第一透镜元件(18)的所述第一后表面区域(30)在基区(20)中以及由所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)在消色差区(22)中形成,其特征在于,该设备包括以下装置:
-确立所述第一透镜元件(18)的第一材料和所述至少一个第二透镜元件(24)的第二材料的第一确立装置,
-确知所述眼镜镜片(10)的所述后表面(26)上的所述基区(20)和所述消色差区(22)之间的至少一个第一过渡点(40)的确知装置,所述眼镜镜片(10)的第一横截面(25)贯穿所述至少一个第一过渡点(40),
-第一确定装置,确定在所述第一横截面(25)中的所述至少一个第一过渡点(40)处所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)和所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面(34)之间的楔形边缘角(62)以 及确定在所述第一横截面(25)中所述第一后表面区域(30)在所述至少一个第一过渡点(40)处的第一切线(54)和在所述第一横截面(25)中所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)在所述至少一个第一过渡点(40)处的第二切线(56)之间的弯折角(58),使得对于使用者(80)而言,所述眼镜镜片(10)在所述基区(20)中在所述至少一个第一过渡点(40)处的棱镜焦度与所述眼镜镜片(10)在所述消色差区(22)中在所述至少一个第一过渡点(40)处的棱镜焦度相对应,
-确立在所述第一横截面(25)中所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)在所述过渡点(40)处的第四曲率半径(64)的第二确立装置,
-第二确定装置,确定在所述第一横截面(25)中所述第一透镜元件(18)的所述至少一个第二后表面区域(32)的所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面(34)在所述过渡点(40)处的第三曲率半径(66),使得对于眼镜镜片(10)的使用者(80)而言,所述眼镜镜片(10)在所述基区(20)中在所述过渡点(40)处的球面焦度和散光焦度与所述眼镜镜片(10)在所述消色差区(22)中在所述过渡点(40)处的球面焦度和散光焦度相对应。
18.一种眼镜镜片(10),包括第一透镜元件(18)和第二透镜元件(24),所述第一透镜元件(18)由第一材料形成,以及所述第二透镜元件(24)由第二材料形成,所述第一材料和所述第二材料至少部分消色差地相互作用,所述第一透镜元件(18)具有前表面(16)和包括第一后表面区域(30)和第二后表面区域(32)的后表面(28),所述至少一个第二透镜元件(24)包括前表面(34)和后表面(36),所述第一透镜元件(18)的所述第二后表面区域(32)和所述第二透镜元件(24)的所述前表面(34)是邻接的,所述眼镜镜片(10)的前表面(14)由所述第一透镜元件(18)的所述前表面(16)形成,以及所述眼镜镜片(10)的后表面(26)由所述第一透镜元件(18)的所述第一后表面区域(30)在基区(20)中和由所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)在消色差区(22)中形成,所述第一透镜元件(18)的所述第一后表面区域(30)具有在眼镜镜片(10)的第一横截面(25)中的所述基区(20)和所述消色差区(22)之间的至少一个第一过渡点(40)处的第一切线(54),所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)具有在所述第一横截面 (25)中的所述至少一个第一过渡点(40)处的第二切线(56),其特征在于,所述第一切线(54)和所述第二切线(56)在所述第一横截面(25)中以弯折角(58)彼此相交,所述弯折角(58)的大小小于90°。
19.根据权利要求18所述的眼镜镜片(10),其特征在于,所述眼镜镜片(10)在所述第一横截面(25)中具有两个过渡点(40),所述第一后表面区域(30)的相应的第一切线和所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)的相应的第二切线在所述两个过渡点(40)的每一个处彼此相交。
20.根据权利要求18或19所述的眼镜镜片(10),其特征在于,在大于160°的轴向位置范围内所述第一切线(54)和所述第二切线(56)在所述至少一个第一过渡点(40)处彼此相交。
21.根据权利要求18所述的眼镜镜片(10),其特征在于,所述第一切线(54)和所述第二切线(56)在所述眼镜镜片(10)的每个横截面(25)内彼此相交。
22.根据权利要求19所述的眼镜镜片(10),其特征在于,所述相应的第一切线和所述相应的第二切线在所述眼镜镜片(10)的每个横截面(25)内彼此相交。
23.根据权利要求18或19所述的眼镜镜片(10),其特征在于,所述第一透镜元件(18)被布置在所述基区(20)中和所述消色差区(22)中,所述眼镜镜片(10)的前表面由所述第一透镜元件(18)的前表面(16)形成,所述第一透镜元件(18)的第二后表面区域(32)和所述至少一个第二透镜元件(24)的前表面(34)在所述消色差区(22)中是邻接的,以及所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面和所述后表面(36)在所述至少一个第一横截面(25)中的所述至少一个第一过渡点(40)上汇聚并形成它们之间的楔形边缘角(62)。
24.根据权利要求18或19所述的眼镜镜片(10),其特征在于,所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面(34)和/或所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)在所述第一横截面(25)中具有常曲率。
25.根据权利要求24所述的眼镜镜片(10),其特征在于,所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面(34)在所述至少一个第一横截面(25)中的曲率中心位于所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面(34)的对称轴(38,42)外侧和/或所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36) 在所述至少一个第一横截面(25)中的曲率中心位于所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)的对称轴(38,42)外侧。
26.根据权利要求18或19所述的眼镜镜片(10),其特征在于,所述至少一个第二透镜元件(24)的所述前表面(34)和/或所述至少一个第二透镜元件(24)的所述后表面(36)是非球面的。
27.根据权利要求18或19所述的眼镜镜片(10),其特征在于,所述眼镜镜片(10)相对于光轴(38)转动对称,所述第一横截面(25)或者每个横截面(25,47)是所述眼镜镜片(10)的子午面。
28.根据权利要求18或19所述的眼镜镜片(10),其特征在于,所述第一横截面(25)或者每个横截面(25,47)贯穿所述眼镜镜片(10),使得其将所述眼镜镜片(10)在垂直于其的法平面(92)中划分成两个同样大的面积(44,46)。
29.根据权利要求18或19所述的眼镜镜片(10),其特征在于,所述消色差区(22)在所述第一横截面(25)中从所述至少一个第一过渡点(40)延伸至所述眼镜镜片(10)的边缘(12)。
30.一种具有框架(131)和第一和第二眼镜镜片(10,10’)的眼镜(130),其特征在于,所述第一和/或第二眼镜镜片(10,10’)是根据权利要求18至29之一所述的眼镜镜片,所述相应的眼镜镜片(10,10’)的所述第一横截面(25)或者每个横截面(25,47)包含所述相应的眼镜镜片(10,10’)的盒体化中心(140)以及作为针对所述眼镜(130)的眼镜平面(142)的平面的法线而延伸,所述眼镜平面(142)的所述平面包含所述第一和第二眼镜镜片(10,10’)的盒体的垂直中心线(136)。
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