CN111372724A - 用于制造眼镜镜片的制造方法、眼镜镜片以及镜片设计方法 - Google Patents

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Abstract

本披露涉及一种制造眼镜镜片（1）的制造方法（100），该方法包括以下步骤：获得描述在正处方范围内的使用者的眼科处方的处方数据（101）；获得描述眼镜镜架的周边的镜架数据，该镜片要安装在该眼镜镜架中（102）；提供具有凸前表面（3）和后表面（4）的镜片毛坯（5）（103）；确定在最终切割阶段要在镜片毛坯的后表面（4）上机加工的最终切割表面（7）（104）；确定在初始切割阶段要在该镜片毛坯的后表面上机加工的中间切割表面（8）（105），其中，该中间切割表面不同于该最终切割表面；其中该最终切割表面（7）包括：处方区（32），其中该最终切割表面（7）连同该前表面（3）一起满足该使用者的眼科处方；并且其中该处方区的边界周边围住该眼镜镜架（20）的周边；以及非处方混合区（35），该非处方混合区包围该处方区；其中该最终切割表面（7）连同该前表面（3）一起至少提供该眼镜镜片的预定最小厚度；其中基于该最终切割表面（7）来确定所述中间切割表面（8）；其中该中间切割表面的最大曲率小于该最终切割表面的最大曲率；并且其中由该中间切割表面提供的镜片厚度超过由该最终切割表面至少在该处方区（32）内提供的镜片厚度；在所述初始切割阶段在该镜片毛坯的后表面上机加工所述中间切割表面（106）；以及在所述最终切割阶段在该镜片毛坯的后表面上机加工所述第一最终切割表面（107）。

Description

用于制造眼镜镜片的制造方法、眼镜镜片以及镜片设计方法
技术领域
本披露涉及制造眼科镜片，更具体地涉及制造正处方范围内的眼科镜片。特别地，本披露涉及一种用于制造眼镜镜片的制造方法。本披露进一步涉及一种眼镜镜片、一种用于设计眼镜镜片的方法、以及一种对应的计算机程序。
背景技术
如在US 9 434 043 B2中所描述，通常，眼科镜片由半成品镜片毛坯制成。半成品镜片毛坯通常具有圆形外周边并且包括一个凸面（远离使用者的眼睛）和一个凹面（接近使用者的眼睛）。通过将特定的凹面和特定的凸面相结合来生产半成品镜片毛坯。
为了制造满足特定处方的眼科镜片，使用“近似的”半成品镜片毛坯并且在“表面修整”过程中机加工其至少一个面，使得经表面修整的镜片满足预先制定的处方。这个过程通常需要切割和抛光步骤两者。
作为切割过程的一部分，镜片直径通常从半成品毛坯的直径整形为不小于与预先制定的处方相关联的镜架的圆形、椭圆形或复合形状。得到的镜片被称为“成品未切割”。
在镜片抛光之后并且在已经施加任何适用的涂覆过程之后，最后的步骤是使用磨边过程将镜片嵌装到镜架，在该磨边过程中去除成品未切割形状的过大直径，从而产生与镜架匹配的圆周大小和形状。在这个步骤期间，可以应用适当的斜面边缘轮廓，以使得能够将镜片牢固地装配在镜架中。
一般地，镜片可以分组成两大系列。在一方面，负处方镜片是凹表面的曲率半径小于凸表面的曲率半径的镜片。因此，负处方镜片具有随着背离光轴移动而增加的厚度。另一方面，正处方镜片是凹表面的曲率半径大于凸表面的曲率半径或者甚至可以是相反符号的镜片。在后一种情况下，镜片的厚度在背离光轴移动时减小。大多数的眼科镜片处方不是球面的而是包括柱镜，这需要在不同轴向方向上有不同表面曲率，并且得到的镜片厚度在周向上将不同。最后，在镜片的局部读取部分中提供附加球镜度的渐进式处方镜片将使镜片厚度以复杂方式从同一镜片上的一个点到另一个点变化。
通过机加工半成品镜片毛坯以便满足特定的预先制定的处方，成品镜片的外周边的厚度可能有问题。在负处方镜片的情况下，边缘厚度可能变得非常大。在正处方镜片的情况下，镜片边缘厚度可能变得过度精细或理论上为负。对于这些正处方镜片，期望的周边处的正厚度无法维持指定的中心厚度。如果机加工到指定的中心厚度，那么这些镜片可能无法实现期望的圆周形状，而是可能在周边中具有“凹部”和/或将具有极其锋利的薄边缘。所有这些都会妨碍对成品未切割镜片的后续处理，首先因为常规的方法和机械已经被设计为加工具有常规外周边的成品镜片，其次因为薄边缘容易破损，第三因为锋利的镜片边缘可能会损坏软抛光垫和/或导致手动处理割伤。
出于自动化镜片制造的目的，将优选的是，不论处方如何，都将所有的镜片生产成具有相同直径的圆形形状。这个直径可以等于覆盖任何眼镜镜架所需的最大直径。这将简化用于机器人加工和处理镜片的自动化系统。
此外，需要将眼科镜片制造得尽可能纤细，以便最小化重量，并且也是出于美观原因。
在这个背景下，US 9,434,043 B2披露了一种机加工眼科镜片的方法，该眼科镜片具有一个凹面和一个凸面以及外周边，其中所述外周边具有在预先制定的范围内的厚度，该方法包括：（a）限定周边与预先制定的镜架的周边一致的中心区域，并且使得中心区域是渐进式镜片；（b）限定要在所述凹面和凸面中的一个上机加工的表面，使得所述凸面和凹面在所述中心区域中共同满足预先制定的眼科处方；（c）将布置在所述凹面和凸面中的一个上的要加工的所述表面相对于所述凹面和凸面中的另一个进行定位，使得要加工的所述表面和要加工的所述表面相对于所述凹面和凸面中的另一个的位置确定镜片沿着所述中心区域中的所述周边的厚度；（d）限定过渡区域，该过渡区域的过渡表面在所述中心区域的所述周边与所述外周边之间延伸，其中该过渡表面从要机加工的表面延伸远至所述外周边，并且其中所述过渡表面是连续的并且其衍生物在所有点上是连续的，包括在所述过渡表面与要机加工的所述表面之间的连线；以及（e）在眼科镜片的要机加工的表面中机加工过渡表面。
关于制造过程，US 9,434,043 B2进一步教示所述步骤（d）可以包括指定用于机加工所述过渡表面的工具的最小曲率半径以及将所述过渡表面限定为在所有点上具有主最小曲率半径，该主最小曲率半径大于所述工具的最小曲率半径。
US 2016/0091733 A1披露了一种用于局部加厚眼科镜片的方法。
US 2002/0160690 A1披露了一种生产镜片的方法。镜片表面形状是通过基于眼镜镜片的处方通过数控切割由眼镜镜片基础材料形成与镜片表面形状类似的近成品表面形状的近成品表面成型粗切割步骤而形成的。
US 6,743,486 B1披露了用于生产眼镜镜片的另一方法。建议在将通过对眼镜的镜片的表面进行磨边而切割掉的区域中描绘生产信息，诸如指示在磨边之后留下的镜片区域的磨边标记和参考位置标记。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于由镜片毛坯制造眼镜镜片的方法，该眼镜镜片克服了现有技术的一个或多个缺点。特别地，将期望提供一种实现更有效且经济的镜片制造的制造方法。将进一步期望提高制造速度、允许使用单一镜片封阻规格、并且支持使用自动化系统来机器人处理镜片。
为了更好地解决这些关注点中的一个或多个，根据本披露的第一方面，提供了一种制造眼镜镜片的制造方法，该方法包括以下步骤：
-获得描述使用者的眼科处方的处方数据（在正处方范围内）；
-获得描述眼镜镜架的周边的镜架数据（该镜片要安装在该眼镜镜架中）；
-提供具有凸前表面和（凹）后表面的镜片毛坯；
-确定在二次切割阶段要在该镜片毛坯的后表面上机加工的最终切割表面；
-确定在一次切割阶段要在该镜片毛坯的后表面上机加工的中间切割表面，其中，该中间切割表面不同于该最终切割表面；
-其中该最终切割表面包括
-处方区，其中该最终切割表面连同该前表面一起满足该使用者的眼科处方；并且其中该处方区的边界周边围住该眼镜镜架的周边；以及
-非处方混合区，该非处方混合区包围该处方区；其中该最终切割表面连同该前表面一起至少提供该眼镜镜片的预定最小厚度；
-其中基于该最终切割表面来确定所述中间切割表面；其中该中间切割表面的最大曲率小于该最终切割表面的最大曲率；并且其中由该中间切割表面提供的镜片厚度超过由该最终切割表面至少在该处方区内提供的镜片厚度；
-在所述一次切割阶段在该镜片毛坯的后表面上机加工所述中间切割表面，以及
-在所述二次切割阶段在该镜片毛坯的后表面上机加工所述最终切割表面。
在实施例中，该非处方混合区可以提供从该处方区到在该后表面上机加工的中间切割表面的剩余部分的过渡。该处方区可以小于在该后表面上机加工的中间切割表面。因此，在机加工该最终切割表面之后，剩余部分或残余部分可以留在该后表面上。优点可以是提高了制造效率。鉴于提高了处理能力，这可以胜过增加计算努力的缺点。
在镜片制造中，表面的机加工过程可以包括使用一个或多个不同切割工具的一个或多个切割步骤。经机加工的表面形状传统上对于所有的切割步骤都相同，但切割步骤的结果在被移除的材料量和得到的表面质量方面有所不同。对于自由形式表面修整过程，由这个切割过程产生的表面质量必须支持用软垫抛光过程进行抛光。因此，例如自由形式表面修整过程可以使用利用粗糙切割工具的初始切割步骤以在迅速的过程中去除大量不想要的材料但产生低表面质量、接着是利用精细切割工具的最终较慢切割步骤来去除较少材料但产生良好的表面质量。以此方式，镜片厚度有效地从半成品毛坯减小到成品镜片并且从半成品表面形状减小到成品镜片的表面形状，其中具有充分的表面质量来支持随后的抛光过程。
本发明是基于根据最终切割表面来确定附加的中间切割表面的想法，从而放宽对制造过程的要求。因此，代替仅基于关于要切割的最大曲率的严格要求来指定要机加工的最终目标或切割表面，所建议的方法实现对眼镜镜片的更有效且经济的制造。代替中间切割表面和最终切割表面，还可以参考第一遍切割表面和第二遍切割表面。中间切割表面不同于最终切割表面。此外，对于最终切割表面，没有必要机加工镜片毛坯的整个后表面使得机加工的后表面连同前表面一起满足使用者的眼科处方，而是在处方区内部满足使用者的眼科处方就足够。应当理解，因此，至少部分地在镜片毛坯的后表面上机加工所述中间切割表面之后再在镜片毛坯的后表面上机加工所述最终切割表面，即，不是在未加工的镜片毛坯上加工。处方区的边界周边围住要由使用者配戴的眼镜镜架的周边。处方区可以被非处方区或非处方混合区包围，该非处方混合区提供从处方区到后表面的剩余部分的过渡。为了提供足够的稳定性，非处方混合区被配置为使得这个表面连同前表面一起至少提供眼镜镜片的预定最小厚度。
本文提议的解决方案在制造复合几何形状（诸如自由形式表面）时特别有利。如在前述US 9,434,043 B2中所描述，用于机加工最终表面的工具的最小曲率半径可能是限制因素，并且相应的表面受限制在于表面的所有点上都要求最小半径，该最小半径大于切割工具的半径。因此，将期望使用小切割工具来提供增加的设计灵活性和潜在地改进的光学表面。然而，考虑到工具直径也可能限制切割深度，加工时间可以显著地增加。因此，发明人认识到，可机加工性与加工时间之间存在折衷，必须对照紧密地实现期望的目标表面的可能性来权衡该折衷。
本文所披露的解决方案通过除了要在镜片毛坯的后表面上机加工的最终切割表面外还指定中间切割表面来克服这些问题。由于中间切割表面的最小半径大于最终切割表面的最小半径，因此改进了可制造性。特别地，较大直径的工具可以用于快速材料去除，使得可以减少加工时间。然而，由中间切割步骤提供的镜片厚度超过由最终切割步骤至少在处方区内提供的镜片厚度。因此，可以维持期望的高表面质量、特别是在实际上需要的区域中、即在处方区内。
因此，所提议的解决方案提供了一种实现更有效且经济的镜片制造的制造方法。特别地，可以提高制造速度，而同时仍允许使用单一镜片封阻规则且进一步支持而不是反对使用自动化系统来机器人处理（标准化）镜片或镜片直径。
处方区可以具有非零透射屈光力、特别是提供正屈光力。机加工可以包括车削过程。处方区可以平滑地与非处方区混合，例如以避免制造的不连续。特别地，处方区与非处方混合区之间的过渡处的表面高度和/或斜率可以是连续的。中间切割表面的最小半径可以足够大以用快速铣削工具进行切割。
根据第二方面，提供了一种包括凸前表面和后表面的（未磨边）眼镜镜片；其中，该后表面包括
（i）处方区，其中该最终切割表面连同该前表面一起满足该使用者的眼科处方；并且其中该处方区的边界周边围住眼镜镜架的周边；
（ii）非处方混合区，该非处方混合区包围该处方区；以及
（iii）非处方外围区，该非处方外围区包围该非处方混合区；
其中该非处方混合区与该非处方外围区之间的过渡在径向方向上的表面斜率方面是至少部分不连续的。非处方外围区可以是用比处方区更粗糙的切割工具制造的区。眼镜镜片可以基于眼镜镜架数据而适于对应的眼镜镜架，该眼镜镜架数据包括指示眼镜镜架的周边（用于配合到眼镜镜架中的镜片周边）的数据。眼镜镜架的周边可以是指要配合到预定眼镜镜架的镜片的镜片形状的周边或在切割/磨边之后的眼镜镜片的预定周边。
发明人认识到，通过克服对在表面斜率方面必须连续的单一非处方区的要求，可以更有效地制造眼镜镜片。因此，可以提供包围处方区的两个非处方区，其中第一非处方（混合）区与第二非处方（外围）区之间的过渡在表面斜率方面可以至少部分地是不连续的。例如，如果最终表面仅在光学碗和非处方混合区内具有低于中间表面的高度，那么中间表面将留在外部非处方（外围）区处，并且这两者之间的边界将是不连续的。这可以使得能够用一次（粗糙）切割工具来制造非处方外围区，从而仅留下中心处方区，并且用二次（精细）切割工具来制造非处方混合区。
根据第三方面，提供了一种用于设计眼镜镜片的方法、特别是计算机实施的方法。该方法包括以下步骤：
-获得描述在正处方范围内的使用者的眼科处方的处方数据；
-获得描述眼镜镜架的周边的镜架数据，该镜片要安装在该眼镜镜架中；
-确定在二次切割阶段要在镜片毛坯的后表面上机加工的最终切割表面；
-确定在一次切割阶段要在该镜片毛坯的后表面上机加工的中间切割表面，其中，该中间切割表面不同于该最终切割表面；
-其中该最终切割表面包括
-处方区，其中该最终切割表面连同该前表面一起满足该使用者的眼科处方；并且其中该处方区的边界周边围住该眼镜镜架的周边；以及
-非处方混合区，该非处方混合区包围该处方区；其中该最终切割表面连同该前表面一起至少提供该眼镜镜片的预定最小厚度；
-其中基于该最终切割表面来确定所述中间切割表面；其中该中间切割表面的最大曲率小于该最终切割表面的最大曲率；并且其中由该中间切割表面提供的镜片厚度超过由该最终切割表面至少在该处方区内提供的镜片厚度。
根据第四方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序包括用于当在计算机或处理单元上执行该计算机程序时使该计算机执行根据第三方面的方法的步骤的程序代码工具。
根据另一方面，提供了一种机器可读的、特别是非瞬时的存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序包括用于执行根据第三方面的方法的步骤的程序代码工具。
在从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。应理解，所要求保护的制造方法、眼镜镜片、设计方法、计算机程序和存储介质可以具有特别是所附权利要求中所定义的和本文中所披露的要求保护的制造方法或通过其的眼镜制造相似和/或相同的改进或优选实施例。
在下文中，将简要解释和定义在整个申请中使用的一些术语。除非另有指明，否则在本申请的上下文中使用的术语对应于DIN（Deutschen lnstitut für Normung e.V.）的标准DIN EN ISO 13666：2013-10中的定义。
术语“镜片或镜片元件的前表面或前面”应指意在装配成远离眼睛的镜片表面，参见标准DIN EN ISO 13666的第5.8节。术语“镜片的后部的后表面”应指意在装配成更靠近眼睛的镜片表面，参见标准DIN EN ISO 13666的第5.9节。
术语“几何中心”可以特别地是指外接镜片毛坯或未切割镜片的形状的矩形框的水平中心线和竖直中心线的相交点，类似于标准DIN EN ISO 13666的第5.5节。
术语“配适点”应是指在镜片或半成品镜片毛坯的前表面上的点，该点被制造商规定为将镜片定位在眼睛前方的参考点，参见标准DIN EN ISO 13666的第5.24节。
本文所使用的术语“镜片毛坯”应是指通常预先形成的以用于在完成表面修整之前的任何阶段制作镜片的材料块，参见标准DIN EN ISO 13666的第8.4.1节。如本文所使用，术语“镜片毛坯”还可以用作已经具有一个光学成品表面的半成品镜片毛坯的缩写，参见标准DIN EN ISO 13666的第8.4.2节。术语“成品镜片”应是指两个侧面都具有其最终光学表面的镜片，参见标准DIN EN ISO 13666的第8.4.6节。成品镜片可以带斜面、已磨边或嵌装（以根据特定镜架调整其周边）或者不这样。如本文所使用，成品镜片或眼镜镜片是指未磨边或不带斜面的镜片，除非另外指明。
术语“球面表面”应是指球体的内表面或外表面的一部分，参见标准DIN EN ISO13666的第7.1节。术语“非球面表面”应是指从顶点到周边具有连续可变曲率的旋转表面的一部分，参见标准DIN EN ISO 13666的第7.3节。术语“环曲面”应是指具有相互垂直的曲率不等的主子午线的表面，其中在这两条主子午线上的截面是标称圆形的，参见标准DIN ENISO 13666的第7.5节。例如，这是可以通过圆弧围绕与该弧处于同一平面但不穿过其曲率中心的轴线旋转而产生的表面的一部分。术语“非环曲面”应是指具有相互垂直的曲率不等的主子午线的表面，其中在至少一条主子午线上的截面不是圆形的，参见标准DIN EN ISO13666的第7.6节。
术语“光轴”总体上指垂直于眼镜片的两个光学表面的直线，光可以沿着该直线无偏离地穿过，参见标准DIN EN ISO 13666的第4.8节。应注意的是，对于非球面表面或自由形式表面，如可以根据本披露使用，可能不存在该标准的第4.8节的含义内的真实光轴。因此，如本文所使用的，术语“光轴”应指在配戴时位置中的观察方向或配戴者以配戴时取向透过眼镜片观看远处物体时的视线或视轴。换言之，可以将主注视方向作为视线相对于第一眼位的最常见视线方向，参见该标准的第5.33节。“第一眼位”应指当笔直向前观看位于眼睛高度处的物体时眼睛相对于头部的位置，参见标准DIN EN ISO 13666的第5.31节。
术语“边缘厚度”是指大致平行于光轴测量的切割或未切割的镜片的边缘上的某一点处的厚度，参见标准DIN EN ISO 13666的第8.1.15节。该厚度也可以在其他点处描述，诸如处方区内的最大厚度、沿着处方区的边界周边的厚度。
如本文所使用，大曲率对应于小半径表面形状，而小曲率对应于大半径表面形状。曲率可以用屈光度表示。除非另外指定，否则以屈光度为单位的曲率通过1.530的标准折射率联系到曲率半径。对于（球面）形状，曲率与曲率半径之间的关系由r =（n-1）/C =（1.53-1）/C给出，其中r是以毫米为单位的曲率半径，n = 1.53为假定的固定折射率并且C是以屈光度为单位的曲率。
在实施例中，中间切割表面任选地可以是复曲面表面、非球面表面或平滑化的最终切割表面中的一个。这个实施例的优点在于，它可以实现中间切割表面的快速且容易的制造。平滑化的最终表面可以根据最终切割表面来确定，其中进行修改以减小峰值曲率并且减少不规则性。因此，例如，与用于最终切割表面的相比，较大直径的切割工具可以用于制造中间切割表面。平滑化的最终切割表面也可以被称为最终切割表面的平滑化修改或版本。
任选地，对于最终切割表面的至少一个点，中间切割表面的子午线曲率可以对应于最终切割表面在该点的子午线曲率。优选地，中间切割表面的两条主子午线对应于最终切割表面的两条主子午线。该点可以是处方区内的点。例如，该点可以是处方区内的配适点。这个实施例的优点在于，中间切割表面可以非常近似最终切割表面的形状。因此，在慢速最终切割阶段可能需要移除较少的材料。
任选地，中间切割表面可以适于用一次粗糙切割工具被机加工，并且最终切割表面可以适于用二次精细切割工具被机加工。例如，一次粗糙切割工具可以是具有大切割半径（例如，具有33 mm的半径）的铣削工具。精细切割工具可以是较小的半径，诸如，例如具有8 mm的半径的多晶金刚石（PCD）切割板或例如具有5 mm或2 mm的半径的单晶金刚石（MCD）。相应的精细切割工具和粗糙切割工具的切割半径可以限定所述中间切割表面和最终切割表面的最大容许曲率。相应的表面可以使用自由形式发生器来制造。
如果中间表面与最终表面之间的高度差大于所选择的精细切割工具的切割深度，则可能有必要执行多次切割以实现最终表面。任选地，在所述二次切割阶段机加工所述最终切割表面可以包括第一子阶段和第二子阶段，其中在所述第一子阶段，使用所述二次切割工具机加工有高度偏移的最终表面形状，并且其中在所述第二子阶段，使用第三或精加工切割工具机加工没有高度偏移的最终表面形状。任选地，机加工所述最终切割表面可以通过使用PCD（多晶金刚石切割工具）和MCD（多晶金刚石切割工具）两者的连续切割来实现。例如，先使用PCD板对最终表面进行第一次切割，其中具有适当高度偏移；然后用较小直径的MCD工具来执行最终切割。以此方式，PCD的较大切割深度将使得能够去除中间表面与最终表面之间的总体形状差异，从而仅留下恒定的小切割深度以便MCD完成表面修整任务。这个实施例的优点在于，可以在少量的切割步骤中实现高表面质量，从而减少、优选地最小化过程时间。
任选地，中间切割表面与要在处方区中机加工的最终切割表面之间的表面高度差在预定厚度（或高度差）范围内。例如，最小厚度阈值可以设置为0.2 mm。这将提供最够的切割深度以便最终的精细切割完全地去除较粗糙的先前切割并且在处方区内提供高质量表面光洁度。优选地，中间切割表面与最终切割表面之间的最大表面高度差低于第二预定阈值。这个实施例的优点在于，可以在少量的最终切割遍次中去除剩余的材料，从而减少制造时间。
任选地，确定所述最终切割表面或中间切割表面可以包括将棱镜合并到所述最终表面或中间表面中。例如，镜片毛坯可以安装在棱镜安装件上以进行机加工，或者棱镜倾斜可以合并到最终和/或中间切割表面中。例如，将棱镜合并在中间切割表面中可以使得中间切割表面能够更紧密地匹配最终切割表面，而同时仍能够便利地机加工中间切割表面。将棱镜合并到最终切割表面中可以通过棱镜减薄来实现较薄的镜片，特别是在眼科处方描述渐进式镜片的情况下。
任选地，眼镜镜片可以沿着处方区的边界周边、优选地沿着眼镜镜架的周边具有在预定厚度范围内的厚度。任选地，眼镜镜片的沿着处方区的边界周边的最小厚度在预定厚度范围内。例如，预定厚度可以在0.5 mm与2 mm之间、优选地在0.75 mm与1.5 mm之间、优选地为1 mm（± 25%、优选地 ± 10%）。小厚度有利地减轻眼镜镜片的重量。然而，特别是在制造自由形式表面时，一定的最小厚度有利于支持镜片制造过程。
任选地，可以在最小化处方区中的眼镜镜片的最大厚度而同时实现或提供/维持沿着处方区的边界周边的预定厚度范围的边界条件下确定最终切割表面。这可以通过数值优化来实现。这个实施例的优点在于，可以提供重量轻的镜片，而同时足够稳定以确保良好的嵌装和处理及抛光。最终切割表面可以在将提供作为自动优化程序的输入的给定边界条件下通过自动化数值优化来确定。有利地，可以施加棱镜减薄。
任选地，所述最终切割表面和所述中间切割表面沿着相交曲线在处方区的外部相交。优选地，仅在所述相交曲线的内部、中间切割表面的涵盖所述相交曲线的子区域或涵盖所述相交曲线的优选地圆形直径（区域）内部机加工最终切割表面。因此，不需要在非处方外围区中在所述相交曲线的外部制造最终切割表面。由此，可以进一步提高制造速度并且可以减少用于精细机加工的切割工具的磨损。将理解，不需要在所述相交曲线的外部机加工最终切割表面，因为它在这个区域中将定位成比中间表面高，并且工具将是“空气切割”。因此，得到的眼镜镜片可以基本上提供三个区，包括内部处方区、接着是包围处方区的非处方混合区、以及包围非处方混合区的非处方外围区。非处方外围区优选地仅基于中间切割表面进行机加工。应当理解，相交曲线可以具有圆形形状。相交曲线可以相对于旋转中心居中。这可以进一步有利于制造过程。特别地，由于这个外部非处方外围区在磨边之后不形成成品眼镜镜片的一部分，因此不需要高表面质量。这可以进一步降低制造成本。
任选地，最终切割表面在非处方混合区中可以比中间切割表面在非处方混合区的至少一个点中更陡。因此，在成品未切割镜片的表面上，非处方弯曲区与非处方外围区之间的过渡在径向方向上的表面斜率方面可以是至少部分不连续的。
任选地，包括镜架周边的边界周边可以对应于平滑的镜架周边、优选地涵盖镜架周边的圆或椭圆。然而，也可以使用镜架周边的其他平滑化版本。这个实施例的优点在于，通过使用平滑化的边界周边，可以提供用于特别是使用车削过程来制造眼镜镜片的更良好形状。因此，代替从可以具有快速变化形状（诸如锋利拐角）的镜架开始，考虑平滑化版本。
任选地，处方区可以在镜片毛坯上居中。在常规制造中，通常，光学中心与镜片毛坯的几何中心的中心对准。相比之下，提议有意不对准，使得镜架大致以镜片毛坯的几何中心为中心。例如，外心（其为涵盖处方区的圆的中心）或者处方区的形心或几何中心可以与镜片毛坯的中心对准。这个实施例的优点在于，最终切割表面的精细加工区域可以减小到镜片毛坯的中心部分。例如，镜片毛坯的外部部分仅可以用粗糙切割工具机加工而没有精细切割，并且只有中心减小的直径上可能需要精细切割。因此，可以进一步提高制造速度。
任选地，可以在最小化非处方混合区内的矢状面曲率的变化的条件下选择镜片毛坯上的处方区的位置。矢状面曲率是指旋转方向（与径向方向相反）并且与经由车削过程的切割相关。这个实施例的优点是可以提高制造或切割速度。将了解，这样的位置可以通过经验定位或数字自动化程序来确定，其中在上述边界条件下执行优化。
任选地，可以优化在处方区外部的最终切割表面以使用表面配适和平滑化过程来最小化非处方混合区内的矢状面曲率的变化。这个实施例的优点是经由车削切割过程，制造速度提高。
现在转到眼镜镜片，任选地，非处方外围区可以至少部分地（总体上）是平光的。根据DIN EN ISO 13666，平光镜片（或其区）标称地具有零屈光力。换句话说，在非处方外围区中，凸前表面和最终切割表面可以基本上平行。因此，可以提供将镜片延伸到标准化大小的处方区的延伸，从而简化眼镜镜片（在磨边之前）的自动化加工和处理。
任选地，至少对于非处方混合区或外围区的部分，最终切割表面的曲率对应于凸前表面的曲率。因此，后表面和前表面可以具有基本上相同的形状。这个实施例的优点在于，可以容易通过简单地将高度偏移添加到凸前表面来计算形状。
应理解，在不脱离本发明范围的情况下，以上提及的特征以及以下仍要解释的特征不仅可以以相应地指示的组合来使用，而且还可以以其他组合来使用或者单独地使用。
附图说明
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得清楚并得以阐明。在以下附图中：
图1示出了正镜片的镜片厚度的示意等值线图和截面图；
图2示出了将镜片毛坯安装在制造块上的示意图，包括支座中的棱镜；
图3示出了具有标准化直径的正球面镜片的第二镜片厚度等值线图和截面图；
图4示出了镜架轮廓在具有标准化直径的镜片毛坯内的居中定位；
图5A示出了在提供薄镜片时的理论边缘厚度的示例，其中镜片边缘厚度在标准直径内部减小至低于零；
图5B示出了对应于这个镜片的表面平均屈光力（左）和柱镜（右），该镜片的Rx具有球镜度和柱镜度以及渐进下加光；
图6示出了对这个镜片形状的修改，其中增加外围厚度以避免负厚度；
图7示出了与此相对应的表面平均屈光力和柱镜图；
图8示出了理论薄镜片的图：厚度等值线图、截面图、后表面高度曲线图和后表面斜率曲线图；
图9示出了考虑到切割工具的最小（可制造）曲率的图8的图的修改示例；
图10示出了展示基于预定镜片形状的切割步骤的图；
图11示出了用于设计和制造眼镜镜片的方法的实施例的示意流程图；
图12示出了展示使用中间表面的切割步骤的图；
图13示出了中间表面的曲率轮廓的图；
图14示出了用于确定中间表面的流程图，
图15至图21示出了对应于不同加工步骤的图；
图22示出了镜片毛坯的定位，其中数值指示中间表面与最终表面之间的高度差；
图23示出了处方区相对于镜片毛坯的有利定位；
图24展示了处方区的不同边界周边；
图25示出了与此相对应的表面平均屈光力和柱镜图；
图26和图27示出了在不同的加工阶段期间沿着两条子午线的镜片截面图。
具体实施方式
本披露涉及眼镜镜片的制造，特别地涉及处方镜片的自由形式表面修整。在这个过程中，将（半成品）镜片毛坯用作开始点。一般地，这个镜片毛坯具有最终镜片的所需的正确凸（特别地球面）前表面。然而，这种标准化镜片毛坯的镜片直径和厚度典型地比所要求的大。此外，后表面可能具有尚不适合于使用者的处方的某一固定标称曲率。在表面修整过程期间，可以通过前表面来保持镜片并且可以将后表面切割并抛光成所要求的形状以实现所订购的处方所要求的期望镜片厚度和光学特性。镜片可以是单光或多焦点的。因此，后表面形状可以是球面的、非球面的、复曲面的、非复曲面的或复合的。任选地，镜片的两个侧面可以进行表面修整，例如其中自由形式前表面渐进式镜片在前表面上具有单独优化的渐进表面并且在后表面上具有简单的复曲面。
图1示出了可购买到的正眼镜镜片1的厚度的等值线图。在给定的示例中，镜片1是具有处方+3/-1 @ 90，2.50下加光的后表面渐进式镜片，即，具有在90°的-1 D（屈光度）柱镜和正2.50 D下加光渐进式镜片部分的+3 D球面镜片。在给定的示例中，所使用的材料的折射率是1.499。镜片的前表面3是球面，其具有64.09 mm的半径，对应于8.27屈光度（为方便起见，使用1.530的标准折射率）。后表面4连同前表面3一起适合于满足使用者的眼科处方。在给定的示例中，镜片的形状是适合于50 × 40 mm椭圆形镜架的非圆形。然而，镜片形状可以适合于其他镜架几何形状或周边。在等值线图周围的是各个点处的镜片边缘2的厚度的显示，以毫米为单位给出数值。在给定的示例中，边缘厚度被调整为对应于大致1 mm。表面3、4适合于提供重量轻但足够稳定的镜片。图1的右侧示出了这个镜片1的竖直截面。
出于结构和其他实际考虑，将镜片的最小边缘厚度约束为大于或等于某一最小预定厚度，例如1 mm。在这个条件下，镜片的中心厚度是2.60 mm。任选地，可以施加棱镜减薄。表面之一的（竖直）倾斜可以被调整以得出最小中心厚度。鉴于关于使用者的处方且包括镜架的大小和形状以及最小边缘厚度在内的光学约束，图1示出了可能的最薄镜片1。
为了充分地理解本披露，有必要理解镜片制造，包括镜片封阻系统。如图2所示，封阻是指将（半成品）镜片毛坯5附接到封阻件11的过程，以用于安装在机器卡盘中来进行切割和抛光过程。机器卡盘夹到封阻件11上，并且封阻件11使用保持介质（例如，低熔融温度合金）附接到镜片毛坯5（从中通过机加工后表面来形成镜片1）。合金支撑件的直径可以从某一范围的固定值进行选择，以便尽可能地大而同时仍小于镜片的最终直径。这在加工期间给予镜片最大支撑，而同时避免切割到支撑合金块中。合金块的物理直径由封阻环设定，该封阻环在将封阻件连接到镜片期间充当熔融合金的模具。一旦凝结，就从这个环释放合金，从而使镜片牢固地附接到封阻件以准备好加工。
在表面修整过程期间，镜片直径可以整形（减小）到典型地小于原始镜片毛坯但大于将镜片装配到镜架中所需的大小的大小。这个直径在嵌装或磨边至镜架时可以进一步减小，但中间步骤可以施加涂层以改进镜片耐擦伤性和抗反射性质。有益的是，镜片整形形状在这些中间过程期间大于镜架形状，使得在磨边过程期间当嵌装到镜架时去除边缘周围的任何涂层缺陷，诸如涂层轧痕、树脂回滚等。
整形正处方范围内的眼科镜片的直径的选择可能特别有挑战性。应当理解，正处方镜片1的物理形式典型地具有曲率比凸前表面3更平坦的凹后表面4，并且它们的中心厚度被镜片边缘2的厚度限制。因此，对于给定的正处方，镜片直径越大，这些镜片的中心厚度越大。这导致在自由形式发生器上生产的镜片的三个期望特征之间相冲突：（i）期望将可能的最薄/最轻镜片交付给配戴者；和（ii）使用标准直径圆形整形形状产生镜片的方便性和效率；以及（iii）在镜架形状周围包括大球形缓冲部以确保可以将镜片磨边到没有涂层缺陷的镜架。
产生这样的镜片典型地以选择具有期望的凸（球面）前表面的标准圆片开始。圆片的后表面在自由形式发生器上被机加工，如由图2中的切割弧13指示，（随后抛光）以产生期望的后表面。例如，80 mm直径的圆片可以用于该过程。将对应于图1的光学表面机加工到这种圆片的后部而同时在大直径处维持1 mm的最小边缘厚度将产生显著更厚的镜片，如图3所示。因此，针对80 mm圆片重复图1的镜片设计将产生8.31 mm（如图3所示）的所要求中心厚度，而不是2.60 mm（如图1所示）。因此，从这个较大版本磨边出最终的椭圆形镜片在安装于镜架中时将向配戴者交付无法接受地厚且重的镜片。
因此，为了使得这些镜片能够制作得尽可能薄，在常规制造中，整形形状可以被确定为尽可能小而同时仍使得能够切割镜架。使用通过硬磨盘抛光的常规加工，被整形的镜片的边缘厚度有可能变得非常薄（例如，小于0.3 mm），以便最小化镜架中的镜片厚度。
图4示例性地展示了在磨边之前镜架20相对于镜片形状10的大小。虚线21展示了缓冲部，该缓冲部在加工期间可以任选地添加到镜架大小上以避免实际镜架20内的上述涂层缺陷。在给定的示例中，内镜架可以是45 mm × 35 mm卵形形状。外整形形状10可以是70mm直径的圆。
图5A展示了以下问题：在维持类似于图3的相同前表面和后表面的同时减小镜片厚度最终将在由附图标记31指示的点处产生零镜片厚度并且甚至在边缘2处产生理论上的负镜片厚度，即，实际上产生小于标准化镜片毛坯直径的镜片直径。实际需要的处方区由附图标记32指示。
图5B示出了与图5A的镜片相对应的表面平均屈光力（左）和柱镜（右）的图。镜片具有球镜度和柱镜度以及渐进下加光。在给定的示例中，镜片1是具有处方+4/-1 @ 45，2.25下加光的后表面渐进式镜片，即，具有在45°的-1 D（屈光度）柱镜和正2.25 D下加光渐进式镜片部分的+4 D球面镜片。
应当记住，自由形式过程典型地使用可能要求最小边缘厚度的软抛光垫，因为非常薄的边缘可能会损坏并破坏抛光过程。因此，必须确保最小边缘厚度。应当注意，自由形式计算可能具有施加具有对称性的非圆形整形形状（例如，椭圆形）或非对称复合形状的可能性，以尝试去除低于预定厚度阈值的整形形状的任何区段，而同时出于涂覆和嵌装过程考虑允许距镜架足够的径向容许度，如由图4中的线21指示。
然而，出于自动化镜片制造的目的，将优选的是，不论处方如何，都将所有的镜片生产成具有相同直径的圆形形状。这个直径可以等于需要针对任何处方产生的最大直径。优点是实现了简化的自动化系统，例如用于机器人处理镜片。作为另一优点，可以允许使用具有大直径以在表面修整加工期间给予最大镜片支撑的单一镜片封阻环规格。然而，利用常规系统，如以上在图3中所展示，为所有镜片提供最大直径将提供不必要地厚的正处方镜片。
作为利用现有的自由形式表面修整过程的现有技术制造的另一缺点，必须做出关于要逐个使用的封阻环的决策，例如基于用于使用者特定镜片的计算出的整形直径以选择尽可能大以给予完全镜片支撑但小于整形大小的封阻环。因此，必须提供一系列的封阻环，从而导致成本增加且制造更复杂。因此，将有利的是减少供选择的封阻环的数量。这还将最小化或去除对选择和更换封阻环的需要，由此利于封阻过程的自动化的速度和容易性。
再次参考图3，在给定的示例中，80 mm直径的镜片1的整个区域在光学上是正确的。然而，由于只有中心区（此处例如中心50 mm × 40 mm的椭圆形形状）对应于使用者所选择的眼镜镜架，因此在该区域外部，对后表面没有光学约束。因此，这个区域可以被视为包围处方区的非处方区。因此，建议进一步减小图3中提供的镜片的厚度，使得由镜架形状20给出的处方区内部的后表面可以对应于图1的后表面。
图6示出了图5A所示的镜片1的修改的示例，其中镜片1在与（平滑化的）镜架形状20相对应的区32中的厚度是相同的（误差不超过百分之几毫米），并且外围部分延伸以满足最小边缘厚度要求。换句话说，从平滑化的镜架形状20或优选地平滑化的镜架形状和缓冲部21开始，后表面朝向未切割成品镜片的镜片形状10的边缘2混合。
图5A和图6中的截面展示了与镜架形状的外部混合和不混合的水平子午线和竖直子午线。在不混合的情况下，如图5A所展示，理论形状是在达到镜片毛坯的外直径之前前表面截断后表面。图5A和图6中展示的镜片在处方区32中的镜架形状20内部是相同的，因此一旦磨边或嵌装到镜架，制造方法的这个方面就可以不再对使用者可见。
图5B和图7示出了与图5A和图6相对应的镜片的在平均表面屈光力（左图）和表面柱镜度（右图）方面的后表面曲率的图。混合或改变镜架区20外部的后表面曲率的形状的问题在于，可能必须改变曲率以确保后表面可以变得足够陡，从而确保镜片前表面和后表面在达到大直径之前不相交（参见图5A）。否则，镜片厚度必须增加以实现大直径，并且这将有损镜架中的镜片的美观和重量。图7的等值线图清楚地示出了处方区20周围的表面曲率的明显增长。因此，这个曲率可以提供对用于机加工后表面的工具的最大直径或曲率半径的限制，使得可能需要较小直径的制造工具。然而，发明人认识到，使用小制造工具可以导致加工时间更长和因此制造成本增加。
此外，发明人已经认识到，得到的形状（诸如图7所示的形状）可以是非旋转对称的。因此，考虑到通过车削过程（即，类似于车床）进行的镜片机加工，这可以导致沿着在车削过程期间所遵循的（优选地圆形）切割路径的高度变化。切割机器可以被设计为尽可能密切地遵循所请求的表面，以在镜片大直径上维持设计完整性。然而，为了遵循矢状面曲率的快速变化，因此可能必须降低机器的旋转速度。因此，机加工过程时间可能延长，并且如果表面足够坚硬，那么确保设计完整性所需的车削速度可能变得如此低，以致于可能导致切割工具加速磨损，因为工具可能开始拖曳而不是切割。极端地说，如果表面太坚硬，那么在机器速度下限的情况下无法维持设计完整性，并且机器无法计算切割过程。
应当进一步注意，在车削过程期间，镜片可以以指定的旋转速度旋转。然而，与设计完整性相关的参数可以被认为是与工具的接触点处的线性速度。因此，对于恒定的每分钟转速（RPM），接触点处的线性速度在镜片的外直径处将比在镜片的中心处大，如由关系式v = r × ω所述，其中v = 工具尖端抵靠镜片表面的线性速度；r是工具接触点距镜片毛坯的旋转中心的半径；并且ω是镜片的旋转速度。
因此，在镜片的表面曲率随旋转位置变化的情况下，如在图7的示例中给出，切割机器可能必须在镜片的外直径处使用较慢的旋转速度，以便可以根据切割马达的能力的极限来维持设计完整性，以就高度变化而言遵循表面形状。在切割路径接近镜片的中心时，旋转速度可以增大。然而，在如图7所示的表面的情况下，修改的表面在外部区域处具有更大的曲率变化复杂性，这使制造过程维持设计完整性的困难增加。因此，与没有这种延伸或混合的镜片相比，对如图7所示的表面的制造可能导致特别慢的过程时间。
用于包围中心处方区32的非处方区33的一个示例性形状在图8的顶部图中展示，其中图1的边缘厚度可以径向地朝向镜片形状10的边缘2延伸。图8中的左下方图示出了沿着90°子午线（在图8中的顶部图中竖直切割）的后表面3的表面高度。右下方图展示了对应的后表面斜率。在所述处方区32的外部，在外围区域33中，理论镜片提供朝向边缘2的例如1mm的预定厚度。然而，如在图8的右下方图中所示，这个理论设计导致处方区32与外围区域33之间的斜率不连续34。
由于两个原因，不可能在连续单遍中切割出这样的表面。首先，将要求无限小的“零半径”切割工具尖端。其次，将要求在深度方向上的无限加速度。第二方面是因为通过车削过程的制造和非圆形对称形状。换句话说，切割尖端在遵循车削过程的圆形路线时将需要“跳过”高度。
图9示出了图8中所提供的眼镜镜片1的修改版本，其中不连续34被修改以在处方区32与外围区域33之间提供连续过渡或混合区35。这要求后表面3可以具有至少C1连续性，即为进一步具有连续一阶导数的连续表面，并且不包含曲率低于切割工具的最小实际切割尖端的曲率的位置。
图9所示的实施例的缺点在于，鉴于维持最小镜片厚度（此处，1 mm）的边界条件和要用切割工具切割的有限最大曲率，与图1和图8中所展示的2.60 mm的理想情况相比，镜片的中心厚度稍微增加至图9中的2.76 mm。最大可机加工切割工具曲率越大（小切割直径），后表面形状就可能越紧密地类似图8中提供的形状。因此，切割工具越小，镜片越薄。
在现有技术镜片制造过程中，确定单一切割文件或单一切割表面6（即，后表面的单一数值描述），并且基于这个切割文件来机加工后表面。然而，切割深度可以随切割工具半径而缩放。因此，具有小半径且因此能够机加工如图9所要求的具有高表面曲率的表面的切割工具只能具有有限的切割深度。因此，可能要求若干个切割遍次以实现镜片1的最终形状，如图10中所指示。在图10所示的示例中，要求五个单独的遍次来将镜片毛坯5的厚度减小至成品镜片1。
例如，可以将8 mm直径的多晶金刚石切割板（PCD板）用作切割工具。可选地，PCD切割41的数量和深度可以进行调整，以便留下剩余的表面高度来在最后一遍42中使用精加工工具（诸如例如2 mm半径的单晶金刚石（MCD））能够完成精细加工，以提供具有正确的表面形状和高表面质量的最终镜片1。在给定的示例中，制造镜片1的加工时间是5.90分钟。
图11示出了用于制造眼镜镜片1的制造方法100的流程图。在第一步骤101中，获得描述使用者的眼科处方的处方数据。在给定的非限制性示例中，处方数据可以描述正处方范围内的眼科处方。例如，处方数据可以包括球镜度以及可选地下加光、柱镜和/或处方棱镜。
在第二步骤102中，获得描述使用者所选择的眼镜镜架（镜片要安装在该眼镜镜架中）的周边的镜架数据。例如，镜架数据可以描述镜架的轮廓，可选地包括用于制造的径向缓冲部。
在步骤103中，提供具有凸前表面和后表面的镜片毛坯。
在步骤104中，确定在二次切割阶段要在镜片毛坯的后表面上机加工的最终切割表面。在步骤105中，确定在一次切割阶段要在镜片毛坯的后表面上机加工的中间切割表面；其中最终切割表面包括：（i）处方区，其中最终切割表面连同前表面一起满足使用者的眼科处方；并且其中处方区的边界周边围住眼镜镜架的周边；以及（ii）包围处方区的非处方混合区，其中最终切割表面连同前表面一起至少提供眼镜镜片的预定最小厚度。基于最终切割表面来确定中间切割表面；其中该中间切割表面的最大曲率小于该最终切割表面的最大曲率；并且其中由该中间切割表面提供的镜片厚度超过由该最终切割表面至少在该处方区内提供的镜片厚度。
接下来，在步骤106中，在一次切割阶段在镜片毛坯的后表面上机加工所述中间切割表面。在步骤107中，在所述二次切割阶段在镜片毛坯的后表面上机加工最终切割表面。
应当理解，加工步骤中的一些也可以并行地或按不同顺序执行。例如，步骤101、102和103可以按不同序列或甚至并行地执行。事实上，只需要在实际机加工步骤106和107开始之前提供镜片毛坯。然而，由于中间切割表面取决于最终切割表面，因此必须在步骤104之后、至少在确定最终切割表面的处方区之后执行步骤105。此外，必须在步骤107中的最终切割表面之前在步骤106中机加工中间切割表面。本文所描述的解决方案的优点在于，由于中间切割表面的最大曲率小于（即，可以使用具有较大半径的切割工具）最终切割表面的最大曲率（即，必须使用具有较小半径的切割工具），因此可以放宽关于制造中间切割表面的要求。因此，例如，可以使用具有较大半径的切割工具，使得可以在单遍中去除较大厚度。
图12示例性地展示了这样的双阶段过程。在步骤106中，一次阶段可以使用简单的表面，该简单的表面足够平滑以便较大直径的铣削工具快速地减小半成品镜片毛坯5的高度，以提供后表面8具有与中间表面相对应的形状的较薄毛坯。在随后的步骤107中，将最终切割表面7机加工到这个减小的镜片毛坯的后表面上，其中最终表面被设计为在处方区内部提供正确的光学并且最小化最终的中心厚度。
如图12所示，中间切割表面8在处方区中留下足够的高度或材料厚度，以允许正确地加工最终表面。取决于中间表面与最终表面之间的表面高度差以及精加工工具的切割深度，最终表面7的机加工可能要求一遍或多遍。任选地，精加工步骤可以使用两个不同的工具，其中第一工具具有较大切割深度以去除中间表面与最终表面之间的总体形状差异，从而为第二遍留下恒定的切割厚度，其中较精细工具的切割深度较小以产生高表面质量，以便产出处于期望的最终厚度的最终表面形状。在给定的示例中，这个修改的制造方法的过程时间是2.63分钟，比参考图10所描述的制造方法减少了55%。
换句话说，提议将两个不同的切割表面呈现给切割机器。中间切割表面介于初始半成品圆片与最终表面形状中间，具有降低复杂度的形状，例如具有足够低的曲率以便使用快速铣削工具进行切割。这个步骤可以去除大多数不想要的材料，优选地留下足够薄的剩余镜片，其中利用较精细切割工具的一遍或多遍可以使剩余镜片成为处于期望的成品镜片厚度的最终表面形状7。
任选地，为了确保可以在单遍中去除要在二次阶段中去除的剩余厚度，可以将棱镜合并在中间切割表面8中以使要切割的表面倾斜。任选地，可以施加对这种封阻的棱镜的相关联补偿以确保所得眼镜镜片的光学棱镜正确。
关于中间切割表面8的形状，存在满足这些边界条件的各种选项，其中中间切割表面可以足够平滑以便用大直径铣削工具快速地切割。然而，进一步有利的是提供也容易确定或计算的中间切割表面。例如，中间切割表面可以是复曲面表面、非球面表面或最终切割表面的平滑版本中的一个。
以下提供若干术语和定义：
镜片毛坯或圆片可以是指通常圆形的原始材料块，将由该原始材料块产生镜片。铣削工具可以是指具有用于快速去除材料的大半径切割工具。PCD工具可以是指用于使表面接近最终形状的多晶金刚石工具。MCD工具可以是指用于抛光之前的最后一遍切割的小半径单晶金刚石。术语“第一遍”可以是指使用铣削工具的一次或多次、优选地全部切割。术语“第一遍表面”可以用作中间表面的替代。基于此，可以计算第一遍的一次切割路径。术语“中间镜片”或“中间圆片”可以是指在第一遍之后的镜片毛坯。术语“第二遍”可以是指使用PCD和MCD的一次或多次、优选地全部切割。第二遍表面可以用作最终表面的替代，基于此可以计算二次切割路径。术语“最终或成品镜片”或“最终圆片”可以是指在第二遍之后的镜片。
在下文，可以参考：R铣削是粗糙/铣削工具的半径；C铣削是铣削工具的曲率，并且基于1.530的标准折射率可以由C铣削 = 0.530/Rmill定义；RPCD是精细/PCD工具的半径，CPCD是精细/PCD工具的曲率；RFP是中间或第一遍表面的最小半径；CFP是中间或第一遍表面的最大曲率；RSP是最终或第二遍表面、特别是在从处方区径向地向外延伸的非处方混合区中的半径；CSP是对应的曲率；S是第二遍表面的（线性延伸）的斜率；ETPmin是镜片在其整个直径上的最小边缘厚度；ETPMIN是镜片在其整个直径上的最小容许边缘厚度；ETLmin = 镜片的在与磨边之后的眼镜镜架相对应的部分内的最小边缘厚度；ETLMIN是其中的最小容许边缘厚度；CTFP是在第一遍之后的中间镜片的中心厚度；CTSP是在第二遍之后的最终镜片的中心厚度；Tmin是最终镜片上的任何地方的最小厚度；TMIN = 最终镜片上的任何地方的最小容许厚度；DTmin是在第一遍与第二遍之间的在镜架区域上的最小厚度差；DTMIN是在第一遍与第二遍之间的在镜架区域上的最小容许厚度差；DTmax是在各遍之间的在镜架区域上的最大厚度差；DTMAX是在各遍之间的在镜架区域上的最大期望厚度差；Rmin是曲率的线性增加的起始半径；Rmax是曲率的线性增加的结束半径；Ca是沿着中间表面的较低曲率主子午线的镜片中心（R= 0）处的曲率；Cb是沿着中间表面的较高曲率主子午线的镜片中心（R = 0）处的曲率；ΔC是Rmin与Rmax之间的曲率变化；并且ΔCmax是ΔC的最大容许值。
在下文，提供了设计要用作中间表面的非球面表面的示例。
在这个示例中，作为起始点，中间切割表面的中心曲率可以设置为等于最终切割表面在表面上的预定点（例如，配适点）处的曲率。在给定的示例中，这是在@ 90处的6.08D/1.10 D，即，在90°处的6.08 D的曲率和1.10 D的柱镜，因此沿着两条独立的子午线的曲率Ca和Cb可以分别表达为4.98和6.08 D（基于1.530的折射率）。
任选地，沿着这些主子午线中的每一个的曲率可以朝向镜片毛坯的边缘增大。图13示出了独立子午线的示例性曲率轮廓。水平轴线表示径向距离r并且竖直轴线表示以屈光度为单位的曲率C。在给定的示例中，曲率Ca和Cb以与最终切割表面相对应的值开始、接着是预定的起始半径与结束半径之间的线性增加，伴随着线性曲率增加以及曲率的总增加ΔC。
尽管对于两条子午线，中心曲率Ca和Cb总体是不同的，但对于这两个轮廓，与曲率的线性增加相关联的参数Rmin、Rmax和ΔC可以是相同的。鉴于这些参数，中间切割表面的对应的一维高度是沿着两条子午线的Za（r）和Zb（r），其中r是半径。曲率与表面高度之间的转换是已知的并且例如在US 4,861,153中进行了描述。用于中间表面的最终形式的一个建议选项是：
Z（r, θ）= Za（r）sin²（θ - θ0）+ Zb（r）cos²（θ -θ0），
其中θ是子午线角并且θ0是柱镜轴位。
这个实施例的优点在于，提供了可以容易计算和制造的中间切割表面。因此，将在一次切割阶段期间机加工的中间切割表面的可调整参数的完整集合可以由Rmin、Rmax、ΔC和部分加工的镜片毛坯的中心厚度（即，在机加工中间切割表面之后的中心厚度CTFP）限定。
根据本文所提议的解决方案的一方面，因此，要在二次切割阶段中机加工的最终切割表面和要在一次切割阶段中机加工的中间切割表面可以具有不同的参数和不同的约束。特别地，最终切割表面可以适于为成品镜片提供最佳光学，而中间切割表面可以适于快速且简单的机加工。将理解，由于中间切割表面取决于最终切割表面，因此首先将描述最终切割表面的实施例的细节。
最终切割表面可以适合于满足以下条件中的一个或多个。表面上的任何地方的最大曲率（最小曲率半径）CSP可以小于可以由用于机加工最终切割表面的切割工具（例如，能够制造曲率CPCD的PCD工具）制造的最大曲率。眼镜镜片上的任何地方的最小镜片厚度Tmin可以大于某一指定的最小TMIN（总体小于最小边缘厚度）。最终眼镜镜片的边缘处的最小厚度ETLmin可以大于或等于指定的最小边缘厚度ETLMIN。应当理解，在最终切割表面与中间切割表面相交而使得最终切割表面可以在达到镜片毛坯的边缘之前被截断的情况下，这个条件可能无法在整个直径上应用。
在实施例中，用于构建最终切割表面的方法可以包括以下步骤中的至少一些：（i）限定最终后表面，该最终后表面连同前表面一起满足使用者的眼科处方。（ii）限定在这个光学表面上围住眼镜镜架的周边的边界周边。该边界周边可以是镜架本身、镜架与安全缓冲部、或者可以是更简单的形状，诸如围住镜架形状的圆或椭圆。该边界周边可以是眼镜镜架的平滑化版本。（iii）将处方表面朝向未切割镜片表面的边缘延伸超过所述边界周边作为平滑表面，以至少实现最小目标厚度，而同时维持曲率小于由制造过程限定的某一最大值。这会是可能的也会是不可能的，具体取决于期望的外直径、厚度和最大容许曲率。一种方法是最初在离散的径向区段中构建一系列独立的径向延伸部并且然后使平滑表面适合于那些径向延伸部。每个径向区段应满足最终表面的要求条件。实现这一点的方式是在处方区的边界处构建与该区段中的处方表面相切的环形弧，从而选择弧的半径，使得该弧变得与至少具有要求的最小厚度的外区段中的前表面平行。如果在期望的外直径内部达到这个点，那么可以构建第二圆形弧以续接超过该点的区段延伸部。取决于目标，第二弧可以平行于前部以将最小要求厚度维持到大直径，或者可以更陡，使得镜片厚度朝向边缘增加。在下一步骤（iv）中，可以例如如上所述确定中间切割表面。随后，在步骤（v）中，可以确定最终切割表面和中间切割表面沿着相交曲线在处方区的外部相交的位置。任选地，最终切割表面可以被截断至整个最终切割表面处于与中间切割表面相等或更小厚度的区域。以此方式，最终切割表面的任何部分（其中工具将是空气切割的）无论如何都可以被删除以提高制造效率。
在实施例中，用于构建最终切割表面的方法可以包括以下步骤：（i）限定最终后表面，该最终后表面连同前表面一起满足使用者的眼科处方。（ii）限定在这个光学表面上围住眼镜镜架的周边的边界周边。该边界周边可以是镜架本身、镜架与安全缓冲部、或者可以是更简单的形状，诸如围住镜架形状的圆或椭圆。该边界周边可以是眼镜镜架的平滑化版本。（iii）将表面朝向未切割镜片形状延伸超过所述边界周边，例如沿着每个半径，其中C1连续圆形弧优选地具有指定的恒定曲率CSP < CPCD。（iv）将包围处方区的这个非处方（混合）区沿着每个半径延伸，其中线性C1区段在斜率达到某一指定值S的点处。在这个点处，加框的镜片的最终中心厚度可以至少在处方区内确定。在下一步骤（v）中，可以例如如上所述确定中间切割表面。随后，在步骤（vi）中，可以确定最终切割表面和中间切割表面沿着相交曲线在处方区的外部相交的位置。任选地，最终切割表面可以被截断至整个最终切割表面处于与中间切割表面相等或更小厚度的区域。以此方式，最终切割表面的任何部分（其中工具将是空气切割的）无论如何都可以被删除以提高制造效率。
中间切割表面可以适合于满足以下条件中的一个或多个。对于中间切割表面，一个约束可以是最终切割表面（即，眼镜镜片的至少在处方区内的最终厚度）与中间切割表面之间的最小差值DTmin可以至少是DTMIN。由此，提供了用于以高表面质量完成二次切割阶段的足够厚度。中间切割表面上的任何地方的最大曲率必须低于用于机加工所述中间切割表面的制造工具的最大曲率，例如低于要由铣削切割尖端制造出的最大曲率Cmill。在使用如图13所展示的曲率轮廓的情况下，这可以引起曲率的变化ΔC可以使得表面上的任何地方的最大曲率CFP = Cb + ΔC必须低于铣削切割尖端的最大曲率Cmill。作为另一约束，镜片毛坯在一次切割阶段之后（在镜片毛坯的后表面上机加工中间切割表面之后）的最小边缘厚度ETPmin至少可以是容许最大ETPMIN。此外，将期望的是保持中间切割表面与最终切割表面之间的最大差值DTmax低于预定阈值DTMAX，使得最终切割表面仅加工一遍会是足够的。应当注意，即使在这些约束下，也可以存在用于设计中间切割表面的若干解决方案。
去除这种模糊性的一个选项是选择减小或最小化曲率梯度的一组满足约束的参数。例如，再次参考图13所示的曲率轮廓，从而最小化ΔC/（Rmax - Rmin）。然后，选择其他参数可以利用如图14的流程图中所展示的以下过程来完成，其中CTFP可以是中间切割表面的中心厚度。
图14示出了设计中间切割表面的示例性流程图200。
在第一步骤201中，可以例如基于最终切割表面在处方区内的配适点处的曲率值来设置参数C a 、C b 。在下一步骤202中，可以将Rmin = 0设置为起始条件，并且可以将ΔC ≤ΔCmax设置为优选地较大值，其中满足Cb + ΔC < Cmill。在下一步骤203中，可以调整Rmax（其可以超过镜片毛坯的半径）并且可以调整CTFP，使得ETPmin = ETPMIN并且DTLmax = DTLMAX。这个调整可能要求迭代并且在DTmin ≥ DTMIN（如在步骤204中指定）的情况下结束，使得过程可以在步骤210中结束。如果不满足或无法满足步骤204中的条件，那么在步骤205中可以增大Rmin，并且在步骤206中可以在如前所述的约束下重复计算Rmax和CTFP，并且如果在步骤208中DTmin ≥ DTMIN，则再次结束。如果不满足条件，则可以进一步增大Rmin，例如直到DTmin ≥DTMIN或直到Rmax = Rmin为止。如果在步骤207中确定Rmax = Rmin或Rmax > Rmin，那么在步骤209中可以增大CTFP，直到DTLmin ≥ DTLMIN（由此容忍DTmax > DTMAX）为止。
在下文，将参考图15至图21更详细地描述和解释与已经参考图1描述的相对应的最终镜片的设计过程的示例，即，相同的+3/-1 @ 90，2.50+后表面渐进式镜片。
第一步骤是确定在二次切割阶段要在镜片毛坯的后表面上机加工的最终切割表面。在给定的示例中，可以将边界周边设置为椭圆形镜架边界。然而，可以使用围住镜架的其他边界周边。在该边界的内部，表面满足使用者的眼科处方。处方区被非处方混合区径向地包围，其中机加工的表面连同前表面一起至少提供眼镜镜片的预定最小厚度。可以通过从边界周边径向地延伸圆形弧来确定非处方混合区，这些圆形弧可以匹配处方区的在边界周边处的斜率。例如，延伸弧可以具有例如10 mm（53屈光度）的恒定半径，使得曲率小于用于机加工最终切割表面的切割工具的8 mm半径（66.25屈光度的曲率）。任选地，当斜率变得小于预定斜率值，例如，小于-1.0或45°（径向向外测量）的斜率时，每个径向延伸部可以被截断。对于这些约束，可以假设镜片的最大边缘厚度可以是1.0 mm并且眼镜镜片的最小容许厚度可以是0.5 mm。因此，相关的参数可以设置为RSP = 10、CSP = 53；S = -1.0；ETLMIN =1.0；TMIN = 0.5。
在构建了最终切割表面之后，可以通过首先将最小镜片边缘厚度设置为最小容许厚度ETLmin = ETLMIN、然后计算成品镜片上的任何地方的最小厚度Tmin来计算最终眼镜镜片的中心厚度。如果Tmin ≥ TMIN，那么对应的中心厚度CTSP是可接受的，否则CTSP可以增大，直到Tmin = TMIN为止。
图15展示了基于此计算的眼镜镜片的厚度的等值线图。应当理解，在处方区内，如由区域32指示，眼镜镜片可以满足最终镜片所要求的所有约束。中心厚度可以与如在图1中提供的镜片的最佳中心厚度相同。在给定的示例中，非处方混合区中的与其相邻的任何地方（在处方区外）的最小厚度是0.69 mm，因此大于最小容许的0.5 mm。
然而，如上文所解释，鉴于要制造的要求的曲率，将不可能利用切割工具的单编来机加工出如图15所示的这个形状。然而，多遍将不必要地增加加工时间。
图16示出了沿着表面高度的水平子午线相对于半径（左图）和后表面斜率（右图）的对应图。如可以从图16中的左图看出，经过高度弯曲的过渡区之后，可以提供45°的恒定斜率。
作为下一步骤，由于已经确定了最终切割表面，因此可以基于此来确定中间切割表面。参考图13描述的过程200有利地减少或最小化计算。为了更好地使计算可视化，图17示出了对各种参数的依赖。在给定的示例中，ΔC = 7屈光度。基于最终切割表面在处方区内的曲率Ca = 4.98 D和Cb = 6.08 D，如在来自处方区中的配适点的曲率的当前示例，这给出最大曲率CFP = Cb + ΔC = 13.08或RFP ≈ 38.4 mm。因此，可以安全地使用具有33 mm的半径R铣削的切割工具。图17中所示的曲线图展示了Rmax和DTmin的值随着在调整Rmax和CTFP以保持镜片毛坯的边缘厚度ETPmin = ETPMIN = 1.0 mm且DTMAX = 2.0 mm时得到的Rmin的变化。应当注意，图17中所示的曲线在Rmin = 21.2 mm处突然地结束。在这个点处，Rmax = Rmin，使得曲率梯度可以变得无限，并且原本的C2非复曲面（连续）表面变成C1，从而产生DTmin的最大可能值，在这种情况下为1.52 mm。在这个示例中，如果各遍之间的最小容许厚度差DTMIN可以小于在Rmin = 0时计算的1.11 mm，那么可以通过根据以上曲线设置Rmax = 50.5 mm来构建最终切割表面。如果例如DTmin = 1.25，那么根据以上曲线，使用Rmin = 4.0 mm、Rmax =43.0 mm和CTFP = 3.88 D将产生适当的表面。如果DTmin > 1.52，那么为了满足可以产生连续（C1）表面的约束，设置Rmax = Rmin = 21.2并且将CTFP增加等于DTmin - 1.52的量。
通过假设以下参数，图18中示出了在一次切割阶段机加工中间切割表面之后的眼镜镜片1的DTMIN = 1形状的最终厚度：Ca = 4.98；Cb = 6.08；θ0 = 90；ΔC = 7.0；DTMIN =1.0；DTMAX = 2.0并且导出参数Rmin = 0；Rmax = 50.5；CTFP = 3.73；DTmin = 1.11；DTmax =2.0。
图19展示了如由镜架形状20限定的处方区内部的厚度差，因此，在一次切割阶段机加工所述中间切割表面之后的图18所示的镜片形状与如图15所展示的中心区域中的目标形状之间的厚度差。因此，图19展示了在二次切割阶段需要在处方区内去除的剩余材料量。如可以从曲线图中看出，差异不超过可以在切割工具的单遍中去除的最大厚度差DTMAX。
图20展示了在一次切割阶段在镜片毛坯的后表面上机加工中间切割表面且随后在所述二次切割阶段在镜片毛坯的后表面上机加工最终切割表面之后沿着竖直子午线的眼镜镜片1的最终厚度。图21分别在左曲线图和右曲线图中展示了沿着竖直子午线的对应的后表面高度和后表面斜率曲线图。
在图20所示的图中，眼镜镜片1在处方区32中的最终镜片形状因此对应于最终切割表面，其被非处方混合区35包围，其中镜片形状也对应于最终切割表面。然而，非处方混合区35进一步被非处方外围区36包围，其中最终眼镜镜片1的形状对应于在一次切割阶段机加工的中间切割表面。因此，在二次切割阶段在由附图标记47指示的部分中没有去除镜片材料。因此，由于不需要在这个区段中、特别是使用精细（慢速）切割工具进一步去除材料，因此可以进一步加速制造过程。
这也在图22中展示，其中零轮廓22标记在其内部最终切割表面在二次切割阶段去除材料的边界，而负数标识其中二次切割阶段将切割空气（即，不去除材料而使得它可以被省略）的区域。在给定的示例中，完全可用的区域可以布置在具有66 mm直径（即，显著小于镜片毛坯的80 mm大直径）的圆23内部。因此，这个圆23可以用作二次切割阶段的限制直径。
再次参考图21，基于中间切割表面在一次切割阶段切割的区段与在二次切割阶段机加工的最终切割表面之间的边界通过后表面斜率的不连续37而清楚可见。
为了充分利用减小要在二次切割阶段机加工的表面，有利的是使处方区在镜片毛坯上居中。为了比较，图23的左曲线图展示了常规情况，其中镜片25的光学设计中心与镜片毛坯的几何中心对准。这要求在二次（慢速）切割阶段机加工镜片毛坯的几乎整个直径。另一方面，图23中的右曲线图展示了光学设计中心有意不对准的情况，使得镜架大致以镜片毛坯的几何中心为中心。由此，要在二次切割阶段制造的大小可以减小，并且制造速度可以进一步提高。
可以存在也与加工性能相关的将镜片处方区定位在镜片毛坯的中心的其他优点。这些可以包括以下中的一个或多个：（i）通过最大化处方区的边缘到未切割整形边缘之间的径向距离，将靠近未切割成品镜片的边缘可能发生的污染处方区的涂层缺陷（例如，树脂回滚和涂层轧痕）的可能性最小化，（ii）允许处方区完全地由封阻合金24的直径支撑，从而给出用于切割和抛光过程的最大稳定性；以及（iii）抛光过程可能难以实现从未切割成品镜片的中心到边缘的均匀材料去除，并且通过最小化存在处方区的直径，可以减少处方区上的抛光质量的变化。
本披露的另一关注点涉及有利地选择围住眼镜镜架的周边的处方区的边界周边的形状。已经发现，通过注意开始混合的边界形状，可以进一步改进制造。特别地，将有利的是用角度来描述平滑函数，因为已经发现混合区域的原点中的任何拐角可以在混合的镜片表面中表现为径向波纹。理想地，将有利的是提供围绕几何中心为中心的恒定半径（圆形）混合边界，以给出潜在地最平滑的可能形状。然而，在工具曲率的极限内，在不增加镜片厚度的情况下，这可能不是在所有情况下都可行的。
在下文，将描述一种确定处方区的周边以提供混合边界的方法。作为边界条件，可以指定包围处方区的非处方混合区内的最大容许径向曲率，以考虑到可用的切割工具。此外，与常规地制造的镜片（如参考图1所描述）相比，可以限定最终眼镜镜片在处方区内的最大可接受的厚度增加。任选地，这个值可以为零。可以基于关于镜片毛坯的几何中心根据角度θ的径向函数来计算边界周边：
i）Rmin（θ）可以是镜架形状或径向地扩大的平滑镜架形状，诸如平滑化的镜架形状加任选地加缓冲辐射部；
ii）Rmax（θ）可以是基于Rmin处的厚度和变化速率dT/dR的可以发生混合并且满足径向曲率的最大可容许厚度增加的边界条件的最大半径的估计值；
iii） Rcirc（θ）可以是完全地围住径向扩大的平滑化镜架形状的最小圆形形状。由于这个圆可以不以镜片几何中心为中心，因此Rcirc可能不是角度的常数；
iv） F（θ）可以是分数（Rmax - Rmin）/（Rcirc - Rmin）。
在下一步骤中，值Fmin可以被确定为F（θ）和1中的最小值，其中最后，边界周边可以被计算为Rblend（θ）= Rmi（θ）+ Fmin *（Rcirc（θ）- Rmin（θ））。
这意味着如果Fmin的值为值1，则Rcirc可以用作混合边界。否则，最终形状可以是图25中的径向扩大的平滑镜架形状51之间的差异的某一百分比，并且Rmax越接近Rmin，实际边界可以越接近平滑化的镜架形状。
图24展示了径向扩大的平滑化镜架形状51、与由52指示的圆相对应的边界周边Rcirc以及在Fmin = 0.5的情况下得到的计算出的边界周边R混合53的示例。
图25示出了针对图24所示的径向扩大的镜架形状的示例后表面渐进式镜片计算的最终表面的表面平均屈光力（左图）和表面柱镜度（右图）的图。对于这个示例，针对处方区的边界，计算出的Fmin等于0.65。
选择这种边界周边的优点在于，可以减小或避免所确定的最终切割表面中的矢状面曲率的变化，由此支持使切割表面平滑化。因此例如，参考图25所示的示例，混合区域中的矢状面曲率比在混合边界遵循具有锋利拐角的镜架形状的情况下更平滑。更一般地说，提议在车削过程中机加工最终切割表面，并且可以在最小化非处方混合区内的矢状面曲率的变化的条件下确定最终切割表面。
图26和图27示出了各个加工阶段的眼镜镜片1的另一示例。参考图26，顶部截面展示了在一次切割阶段在镜片的后表面上机加工中间切割表面之后的眼镜镜片1。从顶部看到的第二截面展示了在二次切割阶段在镜片的后表面上机加工最终切割表面之后的眼镜镜片1的形状。从顶部看到的第三截面展示了在磨边之后的切割眼镜镜片1，其中侧面部分减小至处方区。因此，有利地，可以使用大直径镜片毛坯，并且可以在整个各个制造步骤（诸如大大改进对镜片的自动化处理的涂覆）内维持外直径。图27示出了垂直子午线的对应曲线图。
应当注意，中间切割表面这样命名是因为它充当初始半成品圆片或镜片毛坯表面与成品镜片的最终表面之间的中间物；至少关于处方区，中间切割表面适合于提供镜片毛坯的镜片厚度与机加工最终切割表面之后的镜片厚度之间的镜片厚度。中间切割表面优选地在曲率方面足够地平坦，以覆盖使用快速铣削工具要切割的镜片毛坯的整个表面。有利地，最终切割表面在包围处方区的非处方混合区中的形状可以比中间切割表面更陡。因此，这确保最终切割表面和中间切割表面相交并且不再需要在所述相交曲线的外部机加工最终切割表面。
在两个切割阶段之后，因此可以实现在后表面上具有三个不同区的镜片形状，即，（i）处方区32（参见图20），其中机器后表面连同前表面一起满足使用者的眼科处方，并且其中处方区的边界周边围住眼镜镜架的周边；（ii）包围处方区的非处方混合区35（参见图20）；以及（iii）包围非处方混合区的非处方外围区36（参见图20）；其中非处方混合区与非处方外围区之间的过渡在径向方向上是至少部分不连续的。应当注意，在这个不连续的点处，非处方混合区的斜率可以比非处方外围区的斜率陡。
在以下条款中描述另外的示例和实施例：
条款1.一种用于制造眼镜镜片（1）的制造方法（100），该方法包括以下步骤：
-获得描述在正处方范围内的使用者的眼科处方的处方数据（101）；
-获得描述眼镜镜架的周边的镜架数据，该镜片要安装在该眼镜镜架中（102）；
-提供具有凸前表面（3）和后表面（4）的镜片毛坯（5）（103）；
-确定在二次切割阶段要在该镜片毛坯的后表面（4）上机加工的最终切割表面（7）（104）；
-确定在一次切割阶段要在该镜片毛坯的后表面上机加工的中间切割表面（8）（105）；
-其中该最终切割表面（7）包括
-处方区（32），其中该最终切割表面（7）连同该前表面（3）一起满足该使用者的眼科处方；并且其中该处方区的边界周边围住该眼镜镜架（20）的周边；以及
-非处方混合区（35），该非处方混合区包围该处方区；其中该最终切割表面（7）连同该前表面（3）一起至少提供该眼镜镜片的预定最小厚度；
-其中基于该最终切割表面（7）来确定所述中间切割表面（8）；其中该中间切割表面的最大曲率小于该最终切割表面的最大曲率；并且其中由该中间切割表面提供的镜片厚度超过由该最终切割表面至少在该处方区（32）内提供的镜片厚度；
-在所述一次切割阶段在该镜片毛坯的后表面上机加工所述中间切割表面（8）（106）；以及
-在所述二次切割阶段在该镜片毛坯的后表面上机加工所述最终切割表面（7）（107）。
条款2.根据条款1所述的制造方法，其特征在于，该中间切割表面（8）是复曲面表面、非球面表面或平滑化的最终切割表面中的一个。
条款3.根据前述条款中任一项所述的制造方法，其特征在于，对于该最终切割表面（7）的至少一个点，该中间切割表面（8）的子午线曲率对应于该最终切割表面的子午线曲率。
条款4.根据前述条款中任一项所述的制造方法，其特征在于，该中间切割表面（8）适合于用一次粗糙切割工具被机加工，并且该最终切割表面适合于用二次精细切割工具被机加工。
条款5.根据前述条款中任一项所述的制造方法，其特征在于，该中间切割表面（8）与要在该处方区（32）中机加工的最终切割表面（7）之间的表面高度差在预定厚度范围内。
条款6.根据前述条款中任一项所述的制造方法，其特征在于，确定所述最终或中间切割表面（7，8）包括将棱镜（12）合并到所述最终或中间切割表面中。
条款7.根据前述条款中任一项所述的制造方法，其特征在于，在最小化该眼镜镜片（1）在该处方区（32）中的最大厚度而同时实现沿着该处方区的边界周边的预定厚度范围的边界条件下确定所述最终切割表面。
条款8.根据前述条款中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述最终切割表面（7）和所述中间切割表面（8）沿着相交曲线（22）在该处方区（32）的外部相交；并且其中，仅在涵盖所述相交曲线（23）的优选地圆形直径内部机加工该最终切割表面。
条款9.根据前述条款中任一项所述的制造方法，其特征在于，该最终切割表面（7）在该非处方混合区（35）中比该中间切割表面（8）在该非处方混合区的至少一个点中更陡。
条款10.根据前述条款中任一项所述的制造方法，其特征在于，包括该镜架周边（20）的所述边界周边对应于平滑化的镜架周边、优选地涵盖该镜架周边的圆或椭圆。
条款11.根据前述条款中任一项所述的制造方法，其特征为，使该处方区（32）在该镜片毛坯（5）上居中。
条款12.根据前述条款中任一项所述的制造方法，其特征为，在车削过程中机加工所述最终切割表面（7），并且其中，在最小化该非处方混合区（35）内的矢状面曲率的变化的条件下确定该最终切割表面。
条款13.一种眼镜镜片（1），包括：
-凸前表面（3）；以及
-后表面（4）；
其中，该后表面包括
（i）处方区（32），其中该后表面（4）连同该前表面（3）一起满足该使用者的眼科处方；并且其中该处方区的边界周边围住眼镜镜架（20）的周边；
（ii）非处方混合区（35），该非处方混合区包围该处方区；以及
（iii）非处方外围区（36），该非处方外围区包围该非处方混合区（35）；
其中该非处方混合区（35）与该非处方外围区（36）之间的过渡在径向方向上的表面斜率方面是至少部分不连续的。
条款14.一种用于设计眼镜镜片（1）的计算机实施的方法（100），该方法包括以下步骤：
-获得描述在正处方范围内的使用者的眼科处方的处方数据（101）；
-获得描述眼镜镜架的周边的镜架数据，该镜片要安装在该眼镜镜架中（102）；
-确定在二次切割阶段要在镜片毛坯的后表面上机加工的最终切割表面（7）（104）；
-确定在一次切割阶段要在该镜片毛坯的后表面上机加工的中间切割表面（8）（105）；
-其中该最终切割表面（7）包括
-处方区（32），其中该最终切割表面连同该前表面一起满足该使用者的眼科处方；并且其中该处方区的边界周边围住该眼镜镜架的周边；以及
-非处方混合区，该非处方混合区包围该处方区；其中该最终切割表面连同该前表面一起至少提供该眼镜镜片的预定最小厚度；
-其中基于该最终切割表面（7）来确定所述中间切割表面（8）；其中该中间切割表面的最大曲率小于该最终切割表面的最大曲率；并且其中由该中间切割表面提供的镜片厚度超过由该最终切割表面至少在该处方区内提供的镜片厚度。
条款15.一种计算机程序，该计算机程序包括用于当在计算机上执行该计算机程序时使该计算机执行如条款14中描述的方法（70）的步骤的程序代码工具。
已经发现，不必在其中最终切割表面和中间切割表面相交的相交曲线的外部在外围区中切割最终切割表面的另一优点在于，可以减少或避免原本关于最终眼镜镜片表面在较大直径处的此类曲率变化可能出现的问题，以及对RPM越慢将导致极慢过程时间的切割直径越大的需要。因此，可以减少切割过程被减慢的量。
虽然在附图和上述描述中详细展示并描述了本发明，但是这样的展示和描述认为是说明性的或示例性的，而不是限制性的；本发明不局限于所披露的实施例。通过研究附图、披露内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解并实现所披露的实施例的其他变型。
在权利要求书中，对“正处方范围内的”镜片的提及意图涵盖在镜片的至少一个区域中的至少一条子午线上具有为正的光学穿透屈光力的镜片。因此涵盖具有球镜和柱镜部件两者的镜片以及渐进式镜片。还包括-Rx渐进式镜片，其中下加光小于距离处方。
在权利要求书中，词“包括”不排除其他的要素或步骤，并且不定冠词“一个（a、an）”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现权利要求中所述的若干项的功能。在彼此不同的从属权利要求中陈述了某些措施的这一简单事实并不表明这些措施的组合不能被有利地使用。
计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，比如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质上，但也可以以其他形式分布，例如通过互联网或其他有线或无线电信系统。
权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (17)

1.一种用于制造眼镜镜片（1）的制造方法（100），该方法包括以下步骤：
- 获得描述在正处方范围内的使用者的眼科处方的处方数据（101）；
- 提供具有凸前表面（3）和后表面（4）的镜片毛坯（5）（103）；
- 确定在二次切割阶段要在该镜片毛坯的后表面（4）上机加工的最终切割表面（7）（104）；
其特征为，
- 获得描述眼镜镜架的周边的镜架数据，该镜片要安装在该眼镜镜架中（102）；
- 确定在一次切割阶段要在该镜片毛坯的后表面上机加工的中间切割表面（8）（105），其中，该中间切割表面不同于该最终切割表面；
- 其中该最终切割表面（7）包括
- 处方区（32），其中该最终切割表面（7）连同该前表面（3）一起满足该使用者的眼科处方；并且其中该处方区的边界周边围住该眼镜镜架（20）的周边；以及
- 非处方混合区（35），该非处方混合区包围该处方区；其中该最终切割表面（7）连同该前表面（3）一起至少提供该眼镜镜片的预定最小厚度；
- 其中基于该最终切割表面（7）来确定所述中间切割表面（8）；其中该中间切割表面的最大曲率小于该最终切割表面的最大曲率；并且其中由该中间切割表面提供的镜片厚度超过由该最终切割表面至少在该处方区（32）内提供的镜片厚度；
- 在所述一次切割阶段在该镜片毛坯的后表面上机加工所述中间切割表面（8）（106）；以及
- 在所述二次切割阶段在该镜片毛坯的后表面上机加工所述最终切割表面（7）（107）。
2.一种用于制造眼镜镜片（1）的制造方法（100），该方法包括以下步骤：
- 获得描述在正处方范围内的使用者的眼科处方的处方数据（101）；
- 提供具有凸前表面（3）和后表面（4）的镜片毛坯（5）（103）；
- 确定在二次切割阶段要在该镜片毛坯的后表面（4）上机加工的最终切割表面（7）（104）；
其特征为，
- 获得描述眼镜镜架的周边的镜架数据，该镜片要安装在该眼镜镜架中（102）；
- 确定在一次切割阶段要在该镜片毛坯的后表面上机加工的中间切割表面（8）（105），其中，该中间切割表面不同于该最终切割表面；
- 其中该最终切割表面（7）包括
- 处方区（32），其中该最终切割表面（7）连同该前表面（3）一起满足该使用者的眼科处方；并且其中该处方区的边界周边围住该眼镜镜架（20）的周边；以及
- 非处方混合区（35），该非处方混合区包围该处方区；其中该最终切割表面（7）连同该前表面（3）一起至少提供该眼镜镜片的预定最小厚度；并且其中该非处方混合区提供从该处方区到在该后表面上机加工的中间切割表面的剩余部分的过渡；
- 其中基于该最终切割表面（7）来确定所述中间切割表面（8）；其中该中间切割表面的最大曲率小于该最终切割表面的最大曲率；并且其中由该中间切割表面提供的镜片厚度超过由该最终切割表面至少在该处方区（32）内提供的镜片厚度；
- 在所述一次切割阶段在该镜片毛坯的后表面上机加工所述中间切割表面（8）（106）；以及
- 在所述二次切割阶段在该镜片毛坯的后表面上机加工所述最终切割表面（7）（107）。
3.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，该中间切割表面（8）是平滑化的最终切割表面。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，对于该最终切割表面（7）的至少一个点，该中间切割表面（8）的子午线曲率对应于该最终切割表面的子午线曲率。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，该中间切割表面（8）适合于用一次粗糙切割工具被机加工，并且该最终切割表面适合于用二次精细切割工具被机加工。
6.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，该中间切割表面（8）与要在该处方区（32）中机加工的最终切割表面（7）之间的表面高度差在预定厚度范围内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，确定所述最终或中间切割表面（7，8）包括将棱镜（12）合并到所述最终或中间切割表面中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，在最小化该眼镜镜片（1）在该处方区（32）中的最大厚度而同时实现沿着该处方区的边界周边的预定厚度范围的边界条件下确定所述最终切割表面。
9.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述最终切割表面（7）和所述中间切割表面（8）沿着相交曲线（22）在该处方区（32）的外部相交；并且其中，仅在所述相交曲线（23）的内部机加工该最终切割表面。
10.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，该最终切割表面（7）在该非处方混合区（35）中比该中间切割表面（8）在该非处方混合区的至少一个点中更陡。
11.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，包括该镜架周边（20）的所述边界周边对应于平滑化的镜架边界。
12.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征为，使该处方区（32）在该镜片毛坯（5）上居中。
13.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征为，在车削过程中机加工所述最终切割表面（7），并且其中，在最小化该非处方混合区（35）内的矢状面曲率的变化的条件下确定该最终切割表面。
14. 一种眼镜镜片（1），包括：
- 凸前表面（3）；以及
- 后表面（4）；
其中，该后表面包括
（i） 处方区（32），其中该后表面（4）连同该前表面（3）一起满足使用者的眼科处方；以及
其特征在于，该处方区的边界周边围住眼镜镜架（20）的周边；并且该眼镜镜片（1）进一步包括
（ii） 非处方混合区（35），该非处方混合区包围该处方区；以及
（iii） 非处方外围区（36），该非处方外围区包围该非处方混合区（35）；
其中该非处方混合区（35）与该非处方外围区（36）之间的过渡在径向方向上的表面斜率方面是至少部分不连续的。
15. 一种眼镜镜片（1），包括：
- 凸前表面（3）；以及
- 后表面（4）；
其中，该后表面包括
（i） 处方区（32），其中该后表面（4）连同该前表面（3）一起满足使用者的眼科处方；以及
其特征在于，该处方区的边界周边围住眼镜镜架（20）的周边；并且该眼镜镜片（1）进一步包括
（ii） 非处方混合区（35），该非处方混合区包围该处方区；以及
（iii） 非处方外围区（36），该非处方外围区包围该非处方混合区（35）；其中该非处方外围区（36）是用比该处方区（32）更粗糙的切割工具制造的区；
其中该非处方混合区（35）与该非处方外围区（36）之间的过渡在径向方向上的表面斜率方面是至少部分不连续的。
16.一种用于设计眼镜镜片（1）的计算机实施的方法（100），该方法包括以下步骤：
- 获得描述在正处方范围内的使用者的眼科处方的处方数据（101）；
- 确定在二次切割阶段要在镜片毛坯的后表面上机加工的最终切割表面（7）（104）；
其特征为，
- 获得描述眼镜镜架的周边的镜架数据，该镜片要安装在该眼镜镜架中（102）；
- 确定在一次切割阶段要在该镜片毛坯的后表面上机加工的中间切割表面（8）（105），其中，该中间切割表面不同于该最终切割表面；
- 其中该最终切割表面（7）包括
- 处方区（32），其中该最终切割表面连同该前表面一起满足该使用者的眼科处方；并且其中该处方区的边界周边围住该眼镜镜架的周边；以及
- 非处方混合区，该非处方混合区包围该处方区；其中该最终切割表面连同该前表面一起至少提供该眼镜镜片的预定最小厚度；
- 其中基于该最终切割表面（7）来确定所述中间切割表面（8）；其中该中间切割表面的最大曲率小于该最终切割表面的最大曲率；并且其中由该中间切割表面提供的镜片厚度超过由该最终切割表面至少在该处方区内提供的镜片厚度。
17.一种计算机程序，该计算机程序包括用于当在计算机上执行该计算机程序时使该计算机执行如权利要求16所述的方法（70）的步骤的程序代码工具。
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