CN104160321B - 用于佩戴者的渐进式多焦点镜片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于佩戴者的渐进式多焦点镜片，该光学镜片具有一个比该佩戴者的处方下加光度低至少0.5屈光度的下加光，其中，对于一个4mm的瞳孔直径而言，当针对一个包括在0和20周每度之间的空间频率测量时，调制传递函数大于或等于0.1。

Description

用于佩戴者的渐进式多焦点镜片
本发明涉及一种用于佩戴者的渐进式多焦点镜片、一种确定这种渐进式多焦点镜片的方法和一种这种渐进式多焦点镜片的制造方法。
渐进式多焦点镜片多年来一直用于以适合于远视力和近视力两者的方式校正佩戴者的屈光不正。为此，该镜片在远视力的参考方向和近视力的参考方向之间具有多个沿着子午线可变的光学屈光力值。从为佩戴者制备的处方确定这两个参考方向的光学屈光力值。通常，处方指示远视力的光学屈光力值和下加光度。镜片的适合佩戴者在近视力条件下校正他的其视力的光学屈光力值等于针对远视力而开出的屈光力值和处方下加光度之和。提供给佩戴者的镜片以如此方式生产以便分别针对近视力的和远视力的这两个参考方向基本上产生从而针对近视力而计算的光学屈光力值和针对远视力而开出的光学屈光力值。
已知的是，渐进式多焦点镜片以一种其原理中固有的方式展示无意散光。
根据光学镜片的表面的设计，无意散光可以分布在镜片的多个外侧区域中，以便尽可能少地干扰佩戴者的视力。可以在远视力和近视力的参考方向之间通过支持不具有散光的宽通道来进行这种无意散光的分布。然而，无意散光然后朝向镜片的外侧边缘更大。可替代地，不具有散光的窄通道使得可以减小镜片的外侧区域内的无意散光值。
无意散光会对佩戴者适应新的渐进式多焦点镜片造成困难，并且当使用此类渐进式光学镜片时会造成光学像差。
从而，需要对比现有渐进式光学镜片呈现更少的无意散光的渐进式多焦点镜片。
本发明的一个目标是向佩戴者提供一种具有减少的无意散光的渐进式多焦点镜片。
根据本发明的一个第一方面，提供了一种用于佩戴者的渐进式多焦点镜片，该光学镜片具有一个比佩戴者的处方下加光度低至少0.5屈光度的下加光，其中，对于至少4mm的瞳孔直径而言，在一个包括在每度0和20周期之间的空间频率的范围内，调制传递函数不同于零。
根据本发明的渐进式多焦点镜片具有比处方下加光度更低的下加光。
从而，根据本发明的渐进式多焦点镜片呈现比具有与处方下加光相等的下加光的渐进式多焦点镜片更少的无意散光。
此外，根据本发明的渐进式多焦点镜片呈现大于普通渐进式光学镜片的焦深。从而，虽然根据本发明的渐进式多焦点镜片具有比处方下加光更低的下加光，但是对于佩戴者的光学效果接近具有处方下加光的渐进式多焦点镜片的光学效果。
最后，根据本发明的渐进式多焦点镜片向佩戴者提供了与普通渐进式多焦点镜片的光学效果接近但具有比处方值更低的下加光度的光学效果，根据本发明的渐进式多焦点镜片呈现更少的无意散光。
根据可以单独或组合地进行考虑的多个进一步的实施例：
-在包括在近视力距离(例如，0.5m)和远视力距离(例如，1000m)之间的距离处测量调制传递函数；和/或
-将瞳孔直径设置为4mm；和/或
-光学镜片的下加光比佩戴者的处方下加光低至少1屈光度；和/或
-当针对包括在每度0和20周之间的空间频率测量调制传递函数时，调制传递函数大于或等于0.1；和/或
-渐进式多焦点镜片至少在近视力区内包括一个被配置成用于影响光的调制的相位调制掩膜；和/或
-对该相位调制掩膜进行配置，以便提供光学屈光力；和/或
-该渐进式多焦点镜片的表面中的至少一个表面包括多种几何像差；和/或
-该渐进式多焦点镜片包括：
-一个第一视力区，对应于该渐进式多焦点镜片的具有针对一个第一距离视力的一个屈光度的部分，
-一个近视力区，对应于该渐进式多焦点镜片的针对近距离视力的部分，
-一个中间廊道，对应于该渐进式多焦点镜片的针对在该第一距离和该近距离之间的中间的范围提供清晰视觉的部分，
-其中，该第一视力区是一个远视力区或一个中间视力区。
本发明进一步涉及一种通过计算机装置实施的用于为佩戴者确定渐进式多焦点镜片的光学表面的方法，该方法包括：
-一个处方数据提供步骤，在该步骤过程中提供该佩戴者的包括处方下加光的处方数据，
-一个光学功能确定步骤，在该步骤过程中确定一种根据该处方数据的光学功能，以及
-一个表面确定步骤，在该步骤过程中，确定了一个光学镜片的具有之前所确定的光学功能的表面，
其中，该光学功能对应于一个虚拟渐进式镜片，该虚拟渐进式镜片具有：
-一个第一视力区，对应于该渐进式多焦点镜片的具有针对对应于该处方数据的第一距离视力的屈光度的部分，
-该第一视力区和该近视力之间的一个下加光，该下加光的绝对值小于该处方数据的下加光，以及
-其中，对于一个4mm的瞳孔直径而言，该调制传递函数在包括在每度0和20周之间的空间频率的范围内不同于零。
根据可以单独或组合地进行考虑的多个进一步的实施例：
-在该光学功能确定步骤过程中，将多种几何像差添加至该虚拟渐进式镜片，以便增加该近视力区内的焦深；和/或
-该过程进一步包括一个相位调制掩膜确定步骤，在该步骤过程中，确定了一个至少有待添加在光学镜片的该近视力区内、以便增加该近视力区内的该焦深的相位调制掩膜。
本发明还涉及一种用于使用制造装置制造渐进式多焦点镜片的制造方法，包括以下步骤：
-提供一个镜片毛坯；
-阻挡住该镜片毛坯；
-按照根据本发明所确定的对该镜片毛坯的表面进行表面处理。
本发明进一步涉及一种用于数据处理装置的计算机程序产品，该计算机程序产品包括一个指令集，当被加载到该数据处理装置中时，该指令集致使该数据处理装置执行根据本发明的方法。
本发明还涉及具有多个计算机可执行指令的一种计算机可读介质，这些指令使计算机系统能够执行根据本发明的方法。
如从以下讨论中明显的是，除非另有具体规定，否则应认识到，贯穿本说明书，使用了如“计算”、“运算”等术语的讨论是指计算机或计算系统或类似的电子计算装置的动作和/或过程，该动作和/或过程对于在该计算系统的寄存器和/或存储器内表示为物理(如电子)量的数据进行操纵和/或将其转换成在该计算系统的存储器、寄存器或其他此类信息存储、传输或显示装置内类似地表示为物理量的其他数据。
本发明的实施例可以包括用来执行在此所述操作的设备。此设备可以是为所期望的目的而专门构建的，或此设备可以包括一个通用计算机或被储存在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的数字信号处理器(“DSP”)。这样的计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，如但不限于任何类型的磁盘，包括软磁盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁性或光学卡，或任何其他类型的适合于存储电子指令并且能够耦联到计算机系统总线上的介质。
本文中所提出的方法并非本来就与任何具体的计算机或其他设备相关。各种通用系统都可以与根据此处的教导的程序一起使用，或者其可以证明很方便地构建一个更专用的设备以执行所期望的方法。各种这些系统所希望的结构将从以下描述中得以明了。此外，本发明的实施例并没有参考任何具体的编程语言而进行描述。将认识到的是，各种编程语言都可以用来实现如此处所描述的本发明的教导。
现将仅以示例方式并且参考以下附图对本发明的实施例进行描述，其中：
-图1a和图1b展现两个不同的渐进式多焦点镜片的光学特征；
-图2a至图2f将根据本发明的不具有相位掩膜的远视校正眼睛和具有相位掩膜的远视校正眼睛的调制传递函数(MTF)进行比较。
-图3展示了根据本发明的方法的步骤；
-图4展现通过具有典型的近视力区(虚线)的镜片和通过根据本发明的渐进式多焦点镜片的近视力点处的近视力区(实线)进行观看的非调节人眼，示出了焦深；
-图5是一个方案，展现了怎样测量(或计算)调制传递函数以便获得图2a至图2f中所展现的曲线以及最终扩展的焦深；
-图6a和图6b示出了根据本发明的渐进式多焦点镜片的近视力区的相位调制掩膜，所述掩膜具有一个“蜗牛”形状；
-图7示出了根据本发明的渐进式多焦点镜片的近视力区的相位调制掩膜，所述掩膜具有一个“同心”形状。
附图中的元件仅为了简洁和清晰而展示并且不一定按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被放大，以便帮助提高对本发明的实施例的理解。
本发明可以适用于所有眼镜片，如眼镜的玻璃镜片、接触镜片或眼内透镜。
根据本发明的用于佩戴者的渐进式多焦点镜片具有一个比佩戴者的处方下加光度更低的下加光度。
根据本发明的一个实施例，该渐进式多焦点镜片包括一个第一视力区、一个近视力区和一个中间廊道。
该第一视力区对应于该渐进式多焦点镜片的具有针对一个第一距离视力的一个屈光度的部分。
根据本发明的一个实施例，该第一距离视力是远距离视力。该远视力区是围绕着远视点的镜片区，并且该区中镜片的屈光度和散光的局部光学特性与远视点处的那些光学特性实质上完全相同。该远视点是当佩戴者向无限远处嘹望时所述佩戴者的目光所穿过的渐进式多焦点镜片表面的点，并且在该点处，球面值、柱面值和散光轴位(Axe)值对应于佩戴者的远视力的处方。
根据本发明的一个实施例，该第一距离视力是中间距离视力。该中间视力区是镜片的围绕着中间视点的区，并且在该区中，镜片的光学屈光力和散光的局部光学特性与中间视点处的光学特性实质上完全相同。该中间视点是当所述佩戴者向无限远处和阅读距离之间的中间距离处观看时该佩戴者目光所穿过的渐进式多焦点镜片表面的点，并且在该点处，球面值，柱面值和散光轴位(Axe)值对应于佩戴者的中间视力的处方。
该近视力区对应于该渐进式光学镜片的针对近距离视力的部分。该近视力区是镜片的围绕着近视点的区，在该区中，镜片的光学屈光力和散光的局部光学特性与近视点的那些光学特性实质上完全相同。近视力点是渐进式多焦点镜片的表面上的点，当所述佩戴者处于阅读位置时，佩戴者的目光穿过该点。
该中间廊道对应于该渐进式光学镜片的为该第一距离和该近距离之间的中间范围提供清晰视觉的部分。
根据本发明的一个实施例，根据本发明的渐进式多焦点镜片的下加光度与处方下加光度之间的差大于或等于0.5屈光度，例如，大于或等于1屈光度。
例如，如果眼科医师提供一个具有2屈光度的下加光度的处方，将根据本发明制造的镜片将实际具有一个1.5屈光度或更少(例如，1屈光度)的下加光度。因此，本发明对眼科医师的处方没有影响。
图1a和图1b示出了等散光线，即，由散光具有完全相同值所针对的点所组成的线。图1a和图1b上两条相邻线之间的散光差为0.25。
图1a上所展现的渐进式多焦点镜片具有一个2屈光度的下加光度，并且图1b上所展现的渐进式多焦点镜片具有一个1屈光度的下加光度。
如当比较图1a和图1b时可以看出的，具有2屈光度的下加光的渐进式光学镜片(如图1a上所展现的)呈现比具有如图1b上所表示的具有1屈光度的下加光的渐进式多焦点镜片大得多的无意散光。的确，图1a上的等散光线比图1b上的紧密得多。
因此，减小渐进式多焦点镜片的下加光度会减小无意散光。
因此，通过向佩戴者提供具有比处方下加光度更低的下加光度的渐进式多焦点镜片，本发明减小了所提供的渐进式多焦点镜片的无意散光。
为了补偿减小的下加光的值，发明人提出向镜片提供增加焦深。沿着佩戴者的穿过近视点的观看方向，在根据本发明的渐进式多焦点镜片的近视力区上进行这种焦深增加。
如本领域的技术人员所熟知的，焦深是可以用佩戴者的有限调节努力在其上获得清晰图像的距离。
在图4中，我们可以看到经典渐进式镜片的焦点(虚线)。在那种情况下，焦深在焦点周围非常弱。在此图4中，我们还可以看到用根据本发明的渐进式多焦点镜片获得的焦深(实线)。通过比较它们之间的线，我们可以观察到的是，焦深对于根据本发明的渐进式多焦点镜片而言重要得多。处于那种原因，我们在下文中将关于根据本发明的渐进式多焦点镜片讨论扩展的焦深。
结果是，扩展的焦深提供扩展的距离，在该距离上可以用佩戴者的有限调节努力获得清晰的图像。
如图4中所示，在一个第一非限制性示例中，在本发明的眼镜架中，扩展的焦深可以是0.33m(1m-0.66m)，从而使得此扩展的焦深所限定的区在离近视点0.66m的距离处开始。
根据本发明的一个实施例，该渐进式多焦点镜片被安排成使得针对包括在每度0和20周之间的空间频率并用4mm的瞳孔直径所测量的调制传递函数(MTF)不同于零，例如，大于或等于0.1。
可以通过任何已知的方法确定调制传递函数。例如，可以通过使用通过渐进式多焦点镜片的黑线和白线交替的网格图案的图像来测量调制传递函数。
可以通过任何已知的方法获得焦深的增加。
实际上，可以通过至少在近视力区添加相位调制掩膜，或通过预见近视力区的表面中的至少一个表面上的几何像差或通过这两种技术的混合来获得相关的MTF和(结果地)上文中所述的相关扩展的焦深。
从而，根据本发明的一个实施例，该渐进式多焦点镜片至少在近视力区包括一个相位调制掩膜，该相位调制掩膜被配置成用于修改光的相位。如本领域的技术人员所熟知的，相位调制掩膜的功能是修改光的相位。可以对相位调制掩膜进行配置，以便提供光学屈光力。
具体地，应该指出的是，相位调制掩膜带来如图4中所示的对焦深的修改。
根据本发明的一个实施例，该渐进式多焦点镜片的表面中的至少一个表面包括多种几何像差。确定此类几何像差，以便增加渐进式多焦点镜片的焦深。实际上，如图4中所示，在近视力区的至少一个表面上进行此类几何像差以增加焦深。
用于确定几何像差和/或相位调制掩膜以便增加焦深的方法是技术人员所熟知的。可以使用优化方法来确定此类几何像差，该方法使用在空间频率范围内将调制传递函数(MTF)最大化的成本函数并用于预定义的观看距离。
除了这些熟知的优化方法，可以使用共轭梯度法或拟牛顿法。
图2a至图2f展现了根据本发明的不具有相位调制掩膜的远视校正眼睛的调制传递函数10和具有相位调制掩膜的远视校正眼睛的调制传递函数12。
如已经解释的，可以通过至少在根据本发明的渐进式多焦点镜片的近视力区中添加展现所述调制传递函数12的相位调制掩膜来获得上文所述相关扩展的焦深。
根据本发明的渐进式多焦点镜片具有一个1屈光度的下加光度。
针对4mm的瞳孔直径并在包括在每度0和20周之间的空间频率范围内测量这些调制传递函数。
图2a至图2f展现了在位于不同距离处的平面中所测量的调制传递函数。针对每个附图，在特定的观看距离处测量调制传递函数(MTF)，各附图的观看距离彼此不同。
图5为示出了怎样通过镜片测量MTF的总体方案。
所述测量集中在同一观看方向上。
对N个距离进行了N次测量，在多焦点镜片和位于所述距离处的平面之间取每个距离。1000m的距离代表无限远，1m的距离代表1屈光度的光学屈光力。
更精确地：
图2a是在1000m处测量的调制传递函数。
图2b是在5m处测量的调制传递函数。
图2c是在2m处测量的调制传递函数。
图2d是在1.5m处测量的调制传递函数。
图2e是在1.2m处测量的调制传递函数。
图2f是在1m处测量的调制传递函数。
如图2a至图2f中所展示的，曲线10代表不具有相位调制掩膜的远视校正眼睛的调制传递函数。
如图2a至图2f中所展示的，曲线12代表具有根据本发明的渐进式多焦点镜片中所使用的相位调制掩膜的远视校正眼睛的调制传递函数。
如图2a至图2f所展示的，根据本发明的具有相位调制掩膜的镜片的调制传递函数12不会降至0.1以下。事实上，发明人已经测出根据本发明的具有相位调制掩膜的镜片的调制传递函数的下限值是0.123。
可以例如用如(中心在在近视力区上)图6中(“蜗牛”形状)或图7中(“同心”形状)所示的相位调制掩膜来获得这个0.123的值。还可以用至少在近视力区的具有球面形状的表面之一上的几何像差获得该值。
然而，现有技术镜片的调制传递函数10对于2m和1m之间的平面降在零处。换言之，当网格对于大于每度约6周的网格的空间频率位于1m和2m之间时，佩戴者不能区别黑线和白线交替的网格图案的两种线。
最后，如将图2a和图2f比较时所展示的，看起来虽然根据本发明的具有相位调制掩膜的镜片的调制传递函数在大于5m的距离(在近距离处，即，2m以下)处比不具有相位调制掩膜的远视校正眼睛的调制传递函数更低，但根据本发明的镜片的调制传递函数12大于不具有相位调制掩膜的远视校正眼睛的调制传递函数。
总的来讲，根据本发明的渐进式多焦镜片呈现更小的无意散光(由于更低的下加光度)并允许佩戴者(例如)在0.5m和1000m之间的任何距离处看清楚。
具体地，图2f展现了观看距离为0.5m的情况。它对应于眼科医师的一个2屈光度的下加光处方。在那种情况下，在不考虑相位调制掩膜的情况下，根据本发明的镜片的近视力区可以具有1屈光度(1m)。然后，我们需要1屈光度来达到眼科医师处方开出的2屈光度。结果是，扩展的焦深是为0.5m(1m-0.5m)。
在另一示例中，在不考虑掩膜的情况下，如果眼科医师的处方指示1.5屈光度(0.66m)的下加光度，则根据本发明的渐进式多焦点镜片的近视力区将例如提供一个1屈光度(1m)的下加光度。为了获得达到眼科医师处方开出的1.5屈光度所需的剩下的0.5屈光度(1m-0.66m＝0.33m的扩展的焦点)，提供了一个相位调制掩膜。在本示例中，扩展的焦深是0.33m。然后，佩戴者在0.66m之间可以看清楚(没有针对这个0.66m的距离展现附图，因为图2a至图2f是针对包括在0.5m和1000m之间的距离而给出的)。由于近视力区的减小的下加光度，获得更少的散光。
根据另一示例，如果眼科医师的处方指示2.5屈光度(0.4m)的下加光度，则根据本发明的渐进式多焦点镜片的近视力区将例如提供一个2屈光度(0.5m)的下加光度。为了获得达到眼科医师处方开出的2.5屈光度所需的剩下的0.5屈光度(0.5m-0.4m＝0.1m扩展的焦点)，提供了一个具有图2a至图2f中所述的特性的相位调制掩膜。这种示例对应于一个0.1m的扩展的焦深。然后，佩戴者在0.4m和1000m之间可以看见清楚。由于近视力区的减小的下加光度，获得更少的散光。
如图3中所展示的，本发明进一步涉及一种由计算机装置实施的用于为佩戴者确定渐进式多焦点镜片的光学表面的方法，该方法包括：
-一个处方数据提供步骤S1，
-一个光学函数确定步骤S2，和
-一个表面确定步骤S3，
在处方数据提供步骤S1过程中，提供了该佩戴者的包括处方下加光的处方数据。
在该光学功能确定步骤S2过程中，确定一种根据该处方数据的光学功能。
该光学功能对应于一个虚拟渐进式镜片，该虚拟渐进式镜片具有：
-一个第一视力区，对应于该渐进式多焦点镜片的具有针对对应于该处方数据的第一距离视力的屈光度的部分，
-该第一视力区和该近视力之间的一个下加光，该下加光的绝对值小于该处方数据的下加光，以及
-对于一个4mm的瞳孔直径而言，调制传递函数在包括在每度0和20周之间的空间频率的范围内不同于零。
根据本发明的一个实施例，在该光学功能确定步骤过程中，将多种几何像差添加至该虚拟渐进式镜片，以便增加该近视力区内的焦深。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括一个相位调制掩膜确定步骤。
在此相位调制掩膜确定步骤过程中，确定一个至少有待添加在光学镜片的该近视力区内、以便增加了该近视力区内的焦深的相位调制掩膜。
在该表面确定步骤S3过程中，确定光学镜片的具有之前所确定的光学功能的表面。
可以根据使用制造装置的制造方法制造根据本发明的渐进式多焦点镜片，该方法包括以下步骤：
-提供一个镜片毛坯；
-阻挡住该镜片毛坯；
-按照根据本发明的方法所确定的对该镜片毛坯的表面进行表面处理。
对于参考了以上说明性实施例的本领域技术人员而言，还可提出很多进一步的修改和变化，这些实施例仅通过示例给出，而不旨在限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求来确定。
在权利要求书中，词语“包括”并不排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一个”或“一种”并不排除复数。不同的特征在相互不同的从属权利要求中被引用这个单纯的事实并不指示不能有利地使用这些特征的组合。权利要求书中的任何参考符号都不应被解释为限制本发明的范围。

Claims (5)

1.一种由计算机装置实施的用于为佩戴者确定渐进式多焦点镜片的光学表面的方法，该方法包括：
-一个处方数据提供步骤，在该步骤过程中提供该佩戴者的包括处方下加光的处方数据，
-一个光学功能确定步骤，在该步骤过程中确定一种根据该处方数据的光学功能，以及
-一个表面确定步骤，在该步骤过程中，确定一个光学镜片的具有之前所确定的光学功能的表面，
其中，该光学功能对应于一个虚拟渐进式镜片，该虚拟渐进式镜片具有：
-一个第一视力区，对应于该渐进式多焦点镜片的具有针对对应于该处方数据的第一距离视力的屈光度的部分，
-该第一视力区和近视力之间的一个下加光，该下加光的绝对值小于该处方数据的下加光，以及
-其中，对于一个4mm的瞳孔直径而言，调制传递函数在包括在每度0和20周之间的空间频率的范围内大于或等于0.1；
以及包括以下步骤，以便增加该近视力区内的焦深：
·在该光学功能确定步骤过程中，将多种几何像差添加至该虚拟渐进式镜片，以便增加该近视力区内的焦深。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，方法进一步包括一个相位调制掩膜确定步骤，在该步骤过程中，确定一个至少有待添加在光学镜片的该近视力区内、以便增加该近视力区内的该焦深的相位调制掩膜。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，该光学镜片的该下加光比该佩戴者的处方下加光低至少1屈光度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，对于一个至少4mm的瞳孔直径而言，在一个包括在每度0和20周之间的空间频率的范围内，当在0.5m和1000m之间的距离进行测量时，调制传递函数不同于零，大于或等于0.1。
5.使用制造装置制造渐进式多焦点镜片的制造方法，包括以下步骤：
-提供一个镜片毛坯，
-阻挡住将该镜片毛坯，
-按照根据权利要求1至4中任一项所述的方法所确定的对该镜片毛坯的表面进行表面处理。
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