CN112805616B - 具有空间变化的折射率的渐变焦度眼镜片及其设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种渐变焦度眼镜片，该渐变焦度眼镜片包括基材，该基材具有前表面和后表面并由具有空间变化的折射率的材料组成，其中，前表面和/或后表面具有自由形式表面几何形状。该渐变焦度眼镜片符合以下光学要求：(1)视远参考点处的处方屈光度处于根据EN ISO 8980‑2:2004的容许极限偏差内，以及视近参考点处的处方屈光度处于根据EN ISO 8980‑2:2004的容许极限偏差内，(2)屈光度沿着主视线在视远参考点与视近设计参考点之间单调稳定递增，以及(3)中间走廊。根据本发明的渐变焦度眼镜片的特征在于，该渐变焦度眼镜片的前表面和/或后表面的自由形式表面几何形状和该折射率的空间变化相互适应，以使得具有相同几何形状但基于由具有空间不变的折射率的材料的基材的对比渐变焦度眼镜片不能符合这些光学要求(1)至(3)中的至少一个。

Description

具有空间变化的折射率的渐变焦度眼镜片及其设计方法
技术领域
本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分所述的产品，该产品包括 (a) 渐变焦度眼镜片或 (b) 呈计算机可读数据的形式的、在数据介质上的渐变焦度眼镜片的表示或 (c) 具有呈计算机可读数据的形式的渐变焦度眼镜片的虚拟表示的数据介质；以及一种根据专利权利要求4的前序部分所述的用于设计渐变焦度眼镜片的计算机实施的方法。
背景技术
在眼镜片光学系统中，渐变焦度眼镜片是已知的且流行数十年。像多焦点眼镜片（通常是双焦点和三焦点眼镜片）一样，这些渐变焦度眼镜片在眼镜片下部部分中为老花眼使用者提供附加光焦度，以便观察近处物体，例如在阅读时。这种附加光焦度是必需的，因为随着年龄的增长，眼睛的晶状体越来越多地失去聚焦在附近物体上的特性。与这些多焦点眼镜片相比，渐变焦度眼镜片提供的优点是：从视远部分到视近部分提供光焦度的连续增大，使得不仅在视远和视近时、而且在所有中等距离时都确保清晰视觉。
通常，渐变焦度眼镜片之前由具有恒定折射率的材料制成；即，眼镜片的光焦度仅通过眼镜片的两个空气邻接表面（前表面或物侧表面和后表面或眼侧表面）的对应成形来设定。为了在渐变焦度眼镜片中产生光焦度的连续增加，在两个镜片表面中的至少一个上必须存在表面曲率的对应连续改变。然而，在由具有恒定折射率的材料制成的渐变焦度眼镜片的情况下，可至少两次连续微分的表面的微分几何特性不可避免地导致不利的光学成像像差。
这些特性可以追溯到“Minkwitz定理”（Minkwitz, G.，“Über den Flächenastigmatismus bei gewissen symmetrischen Asphären”，光学学报，10(3)，第3期，1963年7月，第223至227页）。Minkwitz指出，在到曲率连续增大或减小的脐线一侧可至少两次连续微分的表面上，表面散光的改变速度是沿着此线的曲率改变速度的两倍。在表面的每个点处，表面散光是表面在此点处的主曲率之差的绝对值乘以在该表面点处表面前后的折射率差。关于表面散光和表面平均屈光力的定义，参见：Diepes H.、Blendowske R.的“Optik und Technik der Brille”，第2版，海德堡2005年，第256页。
这种表面散光对配戴者产生眼镜片的光焦度的不清晰度，这种不清晰度无法由眼睛补偿。因此，以前述方式生产的所有渐变焦度眼镜片在从视远到视近的过渡中、在被称为“中间走廊”的清晰视觉区域一侧都受成像像差（残余散光）困扰。更精确地说，根据Minkwitz定理，沿着脐线的表面平均屈光力的增大与由此指示的侧向表面散光之间的关系在很大程度上对应于渐变焦度眼镜片的竖直屈光度增大与由此指示的眼镜配戴者在中间走廊中的散光像差（残余散光）的侧向增大之间的关系。这里，根据DIN EN ISO 13666:2012的第14.1.25节，中间走廊是渐变焦度眼镜片的为视远与视近之间的视中范围提供清晰视觉的区域。竖直屈光度增大被理解为眼镜配戴者的眼镜片的平均焦度在竖直方向上在中间走廊中的增大。在视近区域中，获得视远区域的平均焦度加上处方下加光。在渐变焦度眼镜片的每个视点处，在沿着主光线的对应观看方向上，对于眼镜配戴者来说，出现由两条主子午线屈光力组成的聚焦效果。这些主子午线屈光力的算术平均值是平均焦度。
主视线（表示在眼睛对位于眼镜配戴者笔直前方的物体点从视远到视近进行注视运动期间，穿过表面的所有视点的整体）延伸经过中间走廊的中心。图1展示了这种关系。图中的符号ΔAdd是在脐线的方向上的平均焦度的梯度。图中的符号ΔCyl是散光的梯度。符号N指示脐线的曲线。这里，散光应理解为是指相对于考虑到轴位而对眼镜配戴者开立的处方散光度的散光偏差。
在眼镜配戴者光束路径上实施了眼镜片上的视点处的平均焦度和散光偏差的计算。此光束路径描述了沿着主光线的光路，主光线将眼镜配戴者注视的物体点与眼睛的转动中心连接。
因此，在渐变焦度眼镜片的焦度增大与中间走廊的宽度之间提供了简单关系，在中间走廊内，清晰视觉是可能的。克服这一定律是非常令人期望的，因为较宽中间走廊意味着镜片对视中距离下的视觉的可用性的显著提高。关于Minkwitz定理，也参见：Diepes H.、Blendowske R.的“Optik und Technik der Brille”，第2版，海德堡2005年，第257f页。
WO 89/04986 A1考虑将具有可变折射率的材料用于渐变焦度眼镜片中。在第3页，其指定了使用变化的折射率的三个选项，具体为：
- 通过改变折射率，沿着遵循弯曲主视线或位于平面内并适应于主视线的线而产生或放大焦度增大。
这里，主视线表示眼镜片的前表面上的线，该线将用于视远和视近的主视点互连，并且视中距离的视觉光线的交点在“笔直向前”方向上位于该线上。主视线是在视远和视近部分中近似垂直延伸并在视中部分中缠绕的线。
- 由于变化的折射率，全部或部分矫正沿着主视线的散光。
- 通过使用梯度介质来对主子午线一侧的成像像差进行矫正。
如果“沿着主视线的焦度增大”、“沿着主视线的散光的去除”和“侧向矫正”这三种效果被认为是主要地部分与折射率的变化相关或不与其相关，那么总共有3³ = 27个组合选项，所有这些组合选项都可以用数学方式来表征。
WO 89/04986 A1在第2页的倒数第二段中所指定的目的包括“可以通过在镜片表面的生产期间使用变化的折射率而获得极大的优点，以使得总的来说，生产发生简化，并且具有相当的成像特性”。
WO 89/04986 A1的第5页也简要讨论了Minkwitz定理：
“如果由于折射率变化而另外也沿着主子午线减小了散光，这意味着也免除在形成眼镜片时表面散光必须沿着主子午线或主视线很小这个限制，并且因此根据本发明的眼镜片不遵循Minkwitz定理，并且可以在其他方面显著更具成本效益地形成眼镜片”。
总的来说，WO 89/04986 A1强调了具有相当的成像特性的眼镜片的更简单且更具成本效益的可生产性。仍以近似术语在第12页的顶部提到改进的成像特性：
“应明确提及以下事实：在优化过程中没有考虑成像像差的矫正，然而，在侧向区域具有非常好的成像特性的镜片已经出现。通过进一步优化折射率函数，来获得在主子午线的侧面的区域的成像特性的进一步改进。在示例中，与常规镜片相比，中间走廊一侧没有任何改进”。
WO 99/13361 A1描述了一种所谓的“MIV”镜片物体，其旨在具有渐变焦度镜片的所有功能特征，具体地视远部分、视近部分和渐变区，但其边缘区域应没有散光像差。该文献描述了，这样的镜片物体可以包括球面前表面和球面后表面。该镜片物体应包括折射率从视远部分到视近部分连续增大的渐变区。然而，按惯例，在这样的实施例中不可能实现所有的期望下加光。因此，该文献解释：“如果期望的话，可以桥接多个下加光范围，以免通过以下方式是不可能的：通过仅有的可变折射率、还有以及通过如上所述的通过用可变折射率材料粗块来制造镜片并且如同传统渐变镜片那样形成可变几何曲线从而获得与传统渐变镜片相比具有更高性能这个结果，因为在不同区域具有不同折射率的镜片将允许通过在看远与看近之间使用差异小得多的曲线来达到期望的下加光，同时减小像差区域并增大有用视线区域”。
US 2010/238400 A1描述了各自由多个层组成的渐变焦度眼镜片。至少一个层可以具有变化的折射率，结合彼此正交延伸的两条子午线对其进行描述。此外，其中一个层的至少一个表面可以具有渐变表面形式。该文献描述了，可以使用水平方向上的折射率曲线来通过表面的几何形状实现完全矫正。
Yuki Shitanoki等人：“Application of Graded-Index for AstigmatismReduction in Progressive Addition Lens [在渐进式多焦点镜片中应用渐变折射率来减小散光]”，应用物理快报，第2卷，2009年3月1日，第032401页描述了，通过将借助于相同型壳成型的两个渐变焦度眼镜片进行比较，在具有折射率梯度的渐变焦度眼镜片的情况下，与没有折射率梯度的渐变焦度眼镜片相比，可以减小散光。
EP 2 177 943 A1描述了一种通过根据影响受试者的视觉印象的一系列标准中的至少一个标准来优化光学系统（例如，眼科镜片）而进行计算的方法。该文献提出在考虑目标值和标准值的情况下最小化成本函数。指定了这种成本函数的一般公式。特别指定了以下两个示例：
段落[0016]：“在一个实施例中，要优化的光学有效系统包括至少两个光学表面，并且经修改的参数至少是光学有效系统的两个光学表面的方程的系数。”
段落[0018]：“在待优化的光学系统包括至少两个光学表面的一个实施例中，执行光学有效系统的修改，其方式为至少修改光学有效系统的折射率。可以用非均质材料来制造镜片，该材料中存在折射率梯度（这被称为GRIN镜片）。例如，优化的折射率的分布可以是轴向的或径向的和/或可以取决于波长”。
发明内容
本发明的目的是与现有技术相比，显著改进渐变焦度眼镜片的成像特性。在这样做时，在可能的情况下，应减小和去除尤其是因Minkwitz定理而产生的限制。
此目的是通过一种具有权利要求1的特征的产品以及一种具有权利要求4的特征的方法来实现的。有利实施例和发展是从属权利要求的主题。
具体地，使用具有可变折射率（GRIN）的材料来实现该目的。与WO 89/04986 A1相反，在这种情况下，精确地，并不寻求表面几何形状的简化。
相比之下，本发明人已经确定，仅通过同时优化折射率的分布和自由形式表面的形式，就可以获得较现有技术的成像品质的显著改进。这尤其适用于中间走廊一侧的区域。
因此，本发明的特征在于以下替代方案之一：
(1) 折射率仅在第一空间维度和第二空间维度上变化，并且在第三空间维度上是恒定的，其中，折射率在第一空间维度和第二空间维度上的分布既没有点对称性也没有轴对称性。
(2) 折射率在第一空间维度、第二空间维度和第三空间维度上改变。在垂直于第三空间维度的所有平面中，折射率在第一空间维度和第二空间维度中的分布既没有点对称性也没有轴对称性。
(3) 折射率在第一空间维度、第二空间维度和第三空间维度上改变。折射率的分布根本没有点对称性和轴对称性。
在本发明的一个优选实施例变型中，第三空间维度在情况 (1) 或(2) 下在某个方向上延伸，该方向
- 在预期使用期间，与主要凝视方向相差不超过5°，或者
- 在预期使用期间，与主要凝视方向相差不超过10°，或者
- 在预期使用期间，与主要凝视方向相差不超过20°，或者
- 在预期使用期间，与主观察方向相差不超过5°，或者
- 在预期使用期间，与主观察方向相差不超过10°，或者
- 在预期使用期间，与主观察方向相差不超过20°，或者
- 与渐变焦度眼镜片的前表面在几何中心中的法向向量的方向相差不超过5°，或者
- 与渐变焦度眼镜片的前表面在几何中心中的法向向量的方向相差不超过10°，或者
- 与渐变焦度眼镜片的前表面在几何中心中的法向向量的方向相差不超过20°，或者
- 与棱镜测量点处的法向向量的方向相差不超过5°，或者
- 与棱镜测量点处的法向向量的方向相差不超过10°，或者
- 与棱镜测量点处的法向向量的方向相差不超过20°，或者
- 与定心点处的法向向量的方向相差不超过5°，或者
- 与定心点处的法向向量的方向相差不超过10°，或者
- 与定心点处的法向向量的方向相差不超过20°。
根据DIN EN ISO 13666:2013-10-14.2.12，棱镜测量点〈在渐变焦度眼镜片或渐变焦度眼镜片毛坯的情况下〉是制造商规定的前表面上的点，在该点处，必须确定成品镜片的棱镜效果。定心点的定义见DIN EN ISO 13666:2013-10的第5.20节。
根据本发明，自由形式表面优选是更窄意义上的自由形式表面，其对应于2015年12月的DIN SPEC 58194的第2.1.2节，具体地是使用自由形式技术制造的眼镜片表面，该眼镜片表面在数学上在微分几何学的范围内描述并且既不是点对称的也不是轴对称的。
中间走廊一侧的残余散光的减小使得中间通道的宽度增大，这应被认为是显著的改进。此宽度由残余散光的界限来限定，残余散光被眼镜配戴者感知为具有刺激性。此界限通常处于0.25屈光度与0.50屈光度之间的范围内。此外，还可以减小视中区域中的最大残余散光，优选在距主视线20 mm的水平距离处。
对于具有非对称（光学）设计的渐变焦度镜片来说，也精确地获得了这些显著的改进，即，其残余散光像差和球面像差的分布对于眼镜配戴者来说在整个眼镜片上没有轴对称性，这是通过在视近期间使设计适应于眼镜配戴者的眼睛的会聚运动而引起的。
在根据本发明的优化之后，出现了一种渐变焦度眼镜片，该渐变焦度眼镜片具有至少一个自由形式表面和折射率在镜片中的非恒定的、通常非对称的分布。
根据本发明，由于以下事实，这种渐变焦度眼镜片的特征在于第一替代方案：如果在维持边界表面的几何形状的同时，用具有恒定折射率的材料代替GRIN材料，那么它不能满足眼镜配戴者根据处方的光学要求。
换句话说，本发明的主题在于一种产品，该产品包括
a）渐变焦度眼镜片以及渐变焦度眼镜片的使用说明，或者
b）呈计算机可读数据的形式的、在数据介质上的渐变焦度眼镜片的表示、以及渐变焦度眼镜片的使用说明，或者
c） 具有呈计算机可读数据的形式的、渐变焦度眼镜片的虚拟表示、以及渐变焦度眼镜片的使用说明的数据介质，或者
d）呈计算机可读数据信号的形式的、渐变焦度眼镜片的表示、以及渐变焦度眼镜片的使用说明，其中
- 渐变焦度眼镜片包括具有前表面和后表面的基材，所述基材由具有空间变化的折射率的材料组成，
- 前表面和/或后表面具有自由形式表面几何形状，
- 渐变焦度眼镜片具有视远设计参考点和视近设计参考点，
- 该渐变焦度眼镜片满足以下光学要求：
(1) 该视远设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，并且该视近设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，
(2) 屈光度在视远设计参考点与视近设计参考点之间单调连续地增大，
(3) 存在中间走廊，中间走廊是通过处于下组的值之下的残余散光定义的
(a) 0.25屈光度
(b) 0.38屈光度
(c) 0.50屈光度。
根据本发明，在此替代方案中，渐变焦度眼镜片的前表面和/或后表面的自由形式表面几何形状和折射率的空间变化以如下方式彼此适应，即具有相同几何形状但空间不变的折射率的对比渐变焦度眼镜片不满足前述光学要求 (1) 至 (3) 中的至少一个。
在本发明的范围内，表达“渐变焦度眼镜片在数据介质上的表示”应理解为是指例如存储在计算机的存储器中的渐变焦度眼镜片的表示。
渐变焦度眼镜片的使用说明尤其表示渐变焦度眼镜片或渐变焦度眼镜片已插入其中的眼镜在眼镜被戴着时相对于配戴者的眼睛和面部的位置和取向。举例来说，使用条件可以通过“配戴”前倾角（DIN ISO 13666:2013-10的第5.18节）、镜圈面部弧度（DIN ISO13666:2013-10的第17.3节）以及顶点距离（DIN ISO 13666:2013-10的第5.27节）指定。“配戴”前倾角的典型值在-20度到+30度之间；顶点距离的典型值在5 mm到20 mm之间的范围内；并且镜圈面部弧度的典型值在-5度到+30度之间的范围内。除了“配戴”前倾角、镜圈面部弧度以及顶点距离之外，使用条件通常还包括瞳孔间距（根据DIN ISO 13666:2013-10的第5.29节）（即，当眼睛在笔直向前注视无限远处的物体时瞳孔中心之间的距离）、定心数据（即，使眼镜片在眼睛前部居中所需的尺寸和距离）以及物距模型（该物距模型设置物距，针对该物距对眼镜片表面上某个点进行优化）。
根据DIN ISO 13666:2013-10的第5.18节，“配戴”前倾角是眼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（通常取为水平的）之间在竖直平面中的角度。
根据DIN ISO 13666:2013-10的第17.3节，“镜圈面部弧度”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度。
根据DIN ISO 13666:2013-10的第5.27节，“顶点距离”是眼镜片的后表面与角膜的顶点之间的距离，该距离是用垂直于眼镜前部的平面的视线进行测量。
根据DIN ISO 13666:2013-10的第17.1节，当安装在镜架中时，镜片形状的平面是在方框中心与平面镜片或演示镜片或虚拟镜片的前表面相切的平面。
根据DIN ISO 13666:2013-10的第17.2节，眼镜前部的平面是含有左右方框镜片形状的两条竖直中心线的平面。
渐变焦度眼镜片的表示可以尤其包括渐变焦度眼镜片的几何形式和介质的描述。例如，这样的表示可以包括对以下内容的数学描述：前表面；后表面；这些表面相对于彼此的布置（包括厚度）以及渐变焦度眼镜片的边缘的布置；以及组成渐变焦度眼镜片的介质的折射率分布。该表示可以以编码形式或甚至以加密形式存在。在此，介质是指用于制造渐变焦度眼镜片的一种/多种材料或物质。渐变焦度眼镜片还可以由多个层组成、例如还由厚度在10 µm与500 µm之间的极薄玻璃和被施加在其上的塑料组成。
根据DIN EN ISO 13666:2013-10的第9.3节，屈光度是包括眼镜片的聚焦能力和棱镜度的统称。因此，它一般包括屈光度的数据，包括球镜度、柱镜度、柱镜度的轴位和下加光，这些是矫正眼镜配戴者的屈光不正所需的。在测量点、具体是渐变焦度眼镜片的根据DIN EN ISO 13666:2013-10的设计参考点处，测量值必须符合根据标准DIN 8980-2:2004设定的容差。这也应适用于眼镜配戴者在参考点处的处方焦度。这种连续梯度的曲线和渐变长度通过眼镜配戴者选择玻璃类型（玻璃设计）来设定。
根据DIN EN ISO 13666:2013-10的第14.2.1节，下加光应理解为是指在指定条件下测量的视近部分的顶焦度与视远部分的顶焦度之间的差值。DIN EN ISO 13666:2013-10的第11.1节将球镜度眼镜片定义为将平行光的近轴束带到单个焦点的眼镜片。该标准的第12.1节将散光焦度眼镜片定义为将平行光的近轴束带到两个相互成直角的分开的线焦点、并且因此仅在两条主子午线上具有顶焦度的眼镜片。根据第11.2节，球镜度或球镜是球镜度眼镜片的后顶焦度的值、或散光度眼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。此标准的第12.5节将柱镜度或柱镜定义为正或负散光差，这取决于所选择以供参考的主子午线。
在第二替代方案中，根据本发明的渐变焦度眼镜片的特征还可以如下：
对于仅具有一个自由形式表面的、根据本发明的渐变焦度眼镜片，渐变焦度眼镜片的折射率可以在前表面上或者可选地在后表面上的主视线的点处确定，在该点处，眼镜配戴者体验到渐变焦度眼镜片的焦度增大的一半。
主视线应理解为是指在眼睛对位于眼镜配戴者笔直前方的物体点从视远到视近进行注视运动期间，穿过眼镜片表面的所有视点的整体。主视线有一般延伸经过中间走廊的中心。
接着，借助于自由形式表面上的主视线的此折射率，通过自由形式表面的曲率半径，可以计算自由形式表面的具有此恒定折射率的表面散光的分布。
对于根据现有技术的渐变焦度眼镜片，可以以相同方式确定自由形式表面的表面散光分布（使用也用于根据本发明的渐变焦度眼镜片的折射率来计算），该渐变焦度眼镜片基于由具有恒定折射率的材料制成的基材，具有相同的自由形式表面和相同的相反表面的相对位置，其针对相同屈光度和相同使用条件而优化，并且对于眼镜片配戴者也具有相同的焦度分布。
由于中间走廊中的改进的成像特性，根据本发明的渐变焦度眼镜片于是将在视中区域中的主视线周围的区域中具有增大的表面散光值。
这些将比根据现有技术的渐变焦度眼镜片的对应表面散光值高出至少0.25 dpt至3 dpt的下加光，尤其是如果根据现有技术的渐变焦度眼镜片对于眼镜配戴者来说沿着中间部分的主视线具有类似散光偏差。
在此，对比区域在主视线两侧可以具有最多达3 mm、5 mm或甚至10 mm的水平范围，并且在竖直方向上，至少包括主视线处的下加光对于眼镜配戴者来说在0.25*下加光与0.75*下加光之间增大的区域。
换句话说，本发明的主题在于一种产品，该产品包括
a）渐变焦度眼镜片以及渐变焦度眼镜片的使用说明，或者
b）呈计算机可读数据的形式的、在数据介质上的渐变焦度眼镜片的表示、以及渐变焦度眼镜片的使用说明，或者
c）具有呈计算机可读数据的形式的、渐变焦度眼镜片的虚拟表示、以及渐变焦度眼镜片的使用说明的数据介质，或者
d）呈计算机可读数据信号的形式的、渐变焦度眼镜片的表示、以及渐变焦度眼镜片的使用说明，其中
- 该渐变焦度眼镜片包括具有前表面和后表面的基材，所述基材由具有空间变化的折射率的材料组成，其中，该前表面具有前表面几何形状，并且该后表面具有后表面几何形状，其中
- 前表面几何形状和/或后表面几何形状是自由形式表面几何形状，
- 渐变焦度眼镜片具有视远设计参考点和视近设计参考点，
- 该渐变焦度眼镜片满足以下光学要求：
(1) 该视远设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，并且该视近设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，
(2) 屈光度在视远设计参考点与视近设计参考点之间单调连续地增大，
(3) 存在中间走廊，中间走廊是通过处于下组的值之下的残余散光定义的
(a) 0.25屈光度
(b) 0.38屈光度
(c) 0.50屈光度。
在渐变焦度眼镜片的前表面具有自由形式表面几何形状的情况下，前表面的自由形式表面几何形状相对于对比渐变焦度眼镜片被修改，该对比渐变焦度眼镜片具有相同后表面几何形状、基于渐变焦度眼镜片的使用说明对于穿过主视线的眼镜配戴者光束路径来说具有相同的屈光度轮廓和相同的残余散光、并且具有由具有空间不变的折射率的材料制成的基材，该空间不变的折射率的值对应于渐变焦度眼镜片的基材的材料在前表面上的主视线的点处的空间变化的折射率的值，在该点处，具有由具有空间变化的折射率的材料制成的基材的渐变焦度眼镜片经历整个屈光度增大的一半。渐变焦度眼镜片的前表面的经修改的自由形式表面几何形状和折射率的空间变化以如下方式相互适应，即对于此渐变焦度眼镜片来说，在相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过主视线的位置并且此渐变焦度眼镜片经历整个平均焦度增大的一半的点处的、通过计算确定的前表面的表面散光的第一值大于在该相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过主视线的位置并且此对比渐变焦度眼镜片经历整个平均焦度增大的一半的点处的、针对由具有空间不变的折射率的材料制成的对比渐变焦度眼镜片、通过计算确定的具有自由形式表面几何形状的前表面的表面散光的第二值。
在渐变焦度眼镜片的后表面具有自由形式表面几何形状的情况下，后表面的自由形式表面几何形状相对于对比渐变焦度眼镜片被修改，该对比渐变焦度眼镜片具有相同前表面几何形状、基于渐变焦度眼镜片的使用说明对于穿过主视线的光束路径来说具有相同的屈光度轮廓和相同的残余散光、并且具有由具有空间不变的折射率的材料制成的基材，该空间不变的折射率的值对应于渐变焦度眼镜片的基材的材料在后表面上的主视线的点处的空间变化的折射率的值，在该点处，具有由具有空间变化的折射率的材料制成的基材的渐变焦度眼镜片经历整个屈光度增大的一半。此外，渐变焦度眼镜片的后表面的经修改的自由形式表面几何形状和折射率的空间变化以如下方式相互适应，即对于此渐变焦度眼镜片来说，在相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过主视线的位置并且此渐变焦度眼镜片经历整个平均焦度增大的一半的点处的、通过计算确定的后表面的表面散光的第一值大于在该相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过主视线的位置并且此对比渐变焦度眼镜片经历整个平均焦度增大的一半的点处的、针对由具有空间不变的折射率的材料制成的对比渐变焦度眼镜片、通过计算确定的具有自由形式表面几何形状的前表面的表面散光值的第二值。
因此，以上指定的主视线上的点对应于具有下加光的位置。
通过计算确定的第一表面散光是基于恒定折射率计算的，该恒定折射率的值对应于主视线在前表面上的点处的基材的折射率的值，在该点处，具有由具有空间变化的折射率的材料制成的基材的渐变焦度眼镜片经历整个屈光度增大的一半。
对比渐变焦度眼镜片的具有自由形式表面几何形状的表面具有与根据本发明的渐变焦度眼镜片相同的相对位置。换句话说：如果自由形式表面是根据本发明的渐变焦度眼镜片的前表面，那么这也适用于对比渐变焦度眼镜片。如果自由形式表面是根据本发明的渐变焦度眼镜片的后表面，那么这也适用于对比渐变焦度眼镜片。
而且，根据本发明的渐变焦度眼镜片和对比渐变焦度眼镜片还应具有与自由形式表面相对的对应几何形状的表面。
在根据本发明的渐变焦度眼镜片和对比渐变焦度眼镜片中，沿着主视线的屈光度曲线也应相同。
对比渐变焦度眼镜片的折射率应精确地对应于用于计算根据本发明的渐变焦度眼镜片的自由形式表面的表面散光的值。因此，折射率的值应具有对应于前表面（如果前表面是自由形式表面）或后表面（如果后表面是自由形式表面）上的主视线的如下点处的基材的折射率的值，在该点处，具有由具有空间变化的折射率的材料制成的基材的、根据本发明的渐变焦度眼镜片经历整个屈光度增大的一半。
上述目的通过这两种替代方案来完全实现。
根据本发明的镜片的优化可以从例如根据现有技术的现有的经优化的渐变焦度眼镜片的设计开始，该渐变焦度镜片对于特定处方、特定使用条件（前倾角、镜圈面部弧度、顶点距离、定心……）和此镜片的特定厚度具有恒定折射率。
在此，术语“设计”表示眼镜配戴者在整个镜片上的残余球面像差和散光像差的分布。对于这种渐变焦度眼镜片来说，可以根据本说明书的引言部分中指定的定义来定义主视线，对于该主视线，可以获得小的残余散光像差，尤其是在视中部分。视中部分是视远部分（用于视远的区域；参见DIN EN ISO 13666:2013-10的第14.1.1节）与视近部分（用于视近的区域；参见DIN EN ISO 13666:2013-10的第14.1.3节）之间的整个过渡区域。DIN ENISO 13666:2013-10将第14.1.2节中的视中部分定义为针对视远与视近之间的视中范围的视觉具有屈光度的三焦点镜片的那部分。这一定义在本案中得到扩展。
然而，由于Minkwitz定理，残余散光像差将沿着主视线在水平方向上增大（由于竖直方向上的屈光度增大）。
本发明的目的是沿着主视线（即，在视中部分的中心区域中）减小这些残余球面像差和散光像差，尤其是残余散光像差。
从这种设计出发，可以产生一种新的目标设计，该目标设计包含以前的球面像差和散光像差的分布，但这些像差尤其在中心视中部分中减小。在这种情况下，优选地，在主视线周围的区域（例如，在距主视线5 mm、10 mm至20 mm的区域）中减小残余散光像差（例如，通过将它们乘以0.5至0.8的因子），以便获得改进的目标设计。
目标设计也可以例如通过整个镜片的前表面上分布的许多点处的残余光学像差（尤其是球面像差和散光像差）的规定来固定。在这种情况下，可以存在针对眼镜配戴者在透过镜片看时的焦度和/或残余球面像差和散光像差被确定的物体的距离的规格。此外，可以存在针对渐变表面上的另外的点处的表面曲率、厚度要求（尤其是在渐变焦度眼镜片的几何中心和边缘）和另外的点处的棱镜要求的规定。
可以对前述点Pi中的每一个处的这些光学和几何规定vij中的每一个分配单独的权重wij。如果为起始镜片（例如，针对恒定折射率而优化的渐变焦度眼镜片）确定点Pi处的规定ij的残余像差、表面曲率、棱镜焦度和厚度rij，那么因此可以确定总像差G：
G = ∑i∑j(wij*(rij- vij))2
采用已知数学方法，通过同时改变表面几何形状和折射率分布，可以使取决于光学和几何镜片特性的此函数值G最小化。以这种方式获得了一种渐变焦度眼镜片，该渐变焦度眼镜片在上述要求方面具有改进的特性。
可替代地，对于具有可变折射率的材料的渐变焦度眼镜片的优化，也可以使用原始目标设计，也就是说，用于优化具有恒定折射率的镜片的目标设计。在这种情况下，可以使用或更改用于用原始设计进行优化的权重。尤其是，可以增大中间走廊中的残余散光像差和球面像差的权重，或者可以减小残余散光像差和球面像差的目标规定，以便获得渐变焦度眼镜片的渐变区域的改进的特性。然而，在此，仅当具有恒定折射率的材料的经优化的镜片的散光像差和球面像差还不对应于（新的）目标设计的规定时，增大中间走廊中的权重才是有利的。
如果眼镜配戴者已接受原始设计，那么此过程至少为眼镜配戴者产生了更兼容的设计，因为新设计减小了残余光学像差。总的来说，实现了一种新的改进的目标设计，该目标设计是用具有恒定折射率的材料所不能获得的，但是利用这种目标设计，并且通过同时优化自由形式表面的形式和具有非恒定折射率的材料的折射率分布，可以实现一种改进的渐变焦度眼镜片设计，该渐变焦度眼镜片设计尤其是中间走廊更宽、在视中区域中最大残余散光像差更小并且因此在视中区域中畸变也更少。
根据本发明的用于设计根据本发明的渐变焦度眼镜片的计算机实施的方法，该渐变焦度眼镜片包括具有前表面和后表面的基材，所述基材由具有空间变化的折射率的材料组成，该基材的前表面和/或后表面具有自由形式表面几何形状，该渐变焦度眼镜片具有视远设计参考点和视近设计参考点，并且满足以下光学要求：
(1) 该视远设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内、以及该视近设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，
(2) 该处方屈光度的梯度在主视线上在视远设计参考点与视近设计参考点之间单调递增，
(3) 中间走廊，其是通过处于下组的值之下的残余散光定义的
(a) 0.25屈光度
(b) 0.38屈光度
(c) 0.50屈光度，
特征在于：
(i) 该渐变焦度眼镜片的前表面和/或后表面的自由形式表面几何形状和该折射率的空间变化以如下方式彼此适应，即具有相同几何形状但基于由具有空间不变的折射率的材料制成的基材的对比渐变焦度眼镜片不满足这些光学要求 (1) 至(3) 中的至少一个，或特征在于
(ii) 该渐变焦度眼镜片的前表面和/或后表面的自由形式表面几何形状和该折射率的空间变化以如下方式相互适应，即对于此渐变焦度眼镜片来说，在相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过该主视线的位置并且此渐变焦度眼镜片经历整个平均焦度增大的一半的点处的、通过计算确定的具有该自由形式表面几何形状的表面的表面散光的第一值大于在该相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过该主视线的位置并且此对比渐变焦度眼镜片经历整个平均焦度增大的一半的点处的、针对由具有空间不变的折射率的材料制成的对比渐变焦度眼镜片、通过计算确定的具有该自由形式表面几何形状的表面的表面散光的第二值，并且其中，该对比渐变焦度眼镜片包括具有该自由形式表面几何形状的表面的相同相对位置以及相反表面的相同几何形状、沿着该主视线的相同屈光度轮廓，并且该折射率的值对应于该主视线在前表面上的点处的该基材的折射率的值，在该点处，具有由具有空间变化的折射率的该材料制成的该基材的渐变焦度眼镜片经历整个屈光度增大的一半。
上述目的通过这两种替代方案来完全实现。
本发明还涉及一种用于通过增材方法来制造根据上述任一种产品的渐变焦度眼镜片、或制造使用上述类型的方法所设计的渐变焦度眼镜片的方法。
增材方法是按顺序构造渐变焦度眼镜片的方法。在这样的背景下尤其已知的是，所谓的数字制造器尤其为几乎任何结构提供了制造选择，所述结构用常规研磨方法是无法实现的或只能困难地实现。在数字制造器机器类别中，3D打印机代表增材（即，累积）构建制造器的最重要子类别。最重要的3D打印技术对于金属是选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化，对于聚合物、陶瓷和金属是选择性激光烧结（SLS），对于液体人造树脂是立体光刻（SLA）和数字光加工，并且对于塑料、部分地人造树脂是多喷射或聚喷射造型（例如，喷墨打印机）和熔融沉积造型（FDM）。此外，还已知了借助于纳米层进行构造，例如在2017年1月12日检索到的http://peaknano.com/wp-content/uploads/PEAK-1510-GRINOptics-Overview.pdf中所描述的。
通过3D打印进行制造的源材料和3D制造方法本身的选择可以从例如欧洲专利申请号16195139.7中获得。
本发明的发展在于：一种用于制造渐变焦度眼镜片的方法，该方法包括如上所述的用于设计渐变焦度眼镜片并根据该设计制造渐变焦度眼镜片的方法。
根据本发明，根据设计来制造渐变焦度眼镜片可以通过增材方法来实施。
本发明的另一个发展在于：包括处理器的计算机，该处理器被配置为执行用于设计根据上述类型的渐变焦度眼镜片的方法。
附图说明
下文将参照附图更详细地描述本发明。详细而言：
图1 示出了具有由具有恒定折射率的材料制成的基材的渐变焦度眼镜片的等残余散光分布的简图，以便演示Minkwitz定理（现有技术）
图2 示出了具有由具有恒定折射率n = 1.60的材料制成的基材的渐变焦度眼镜片的光学特性（现有技术）
a) 平均焦度
b) 残余散光
c) 表面平均屈光力
d) 表面散光
图3 示出了具有由具有变化的折射率的材料制成的基材的、根据本发明的渐变焦度眼镜片的光学特性
a) 平均焦度
b) 残余散光
c) 与折射率n = 1.60相关的表面平均屈光力
d) 与折射率n = 1.60相关的平均散光
e) 折射率分布
f) 折射率分布的条纹泽尼克（Fringe-Zernike）系数
图4 示出了具有与根据图3的本发明的渐变焦度眼镜片相同的几何形状的对比渐变焦度眼镜片的光学特性，这些光学特性是基于由具有恒定折射率n = 1.60的材料制成的基材计算的
a) 平均焦度
b) 残余散光。
在下文描述的示例性实施例中，假设了以下要求：
球镜度：Sph = 0.00 dpt
柱镜度：Cyl = 0.00 dpt
下加光：Add = 2.50 dpt
渐变长度：L = 14 mm
前倾角：9度
镜圈面部弧度：5度
距眼睛的转动中心的距离 25.5 mm
近物距：380 mm
球面前表面，半径R = 109.49 mm
后表面：自由形式表面
平均厚度：2.55 mm。
具体实施方式
图2示出了根据现有技术的、具有由具有恒定折射率n = 1.60的材料制成的基材的渐变焦度眼镜片的光学特性。可以从图2a) 获得平均焦度。当笔直向前水平注视（即，针对在几何中心上方4 mm的穿过镜片的视点）时，眼镜配戴者获得0 dpt的平均焦度，并且在穿过几何中心下方11 mm以及鼻方向上水平-2.5 mm的点注视的情况下，所述眼镜配戴者获得2.50 dpt的平均焦度。也就是说，在15 mm的长度上，镜片焦度相应地增大了约2.50 dpt。
图2b) 所示的根据现有技术的渐变焦度眼镜片的残余散光轮廓展现了在垂直于主视线的方向上的残余散光的增大，这是将根据Minkwitz定理而预期的。在所示的示例中，残余散光 < 1 dpt的区域（中间走廊）的宽度出现以下值：
对于0.25*下加光：6.1 mm
对于0.50*下加光：4.6 mm
对于0.75*下加光：5.0 mm
在图中，这对应于-0.5 mm、-4 mm、-7.5 mm的y值。主视线标记在图中。
图2c) 示出了被实施为自由形式表面的后表面的表面平均屈光力的分布。表面曲率自上而下连续减小；表面平均焦度值从y =约2 mm时的-5.50 dpt增大到y = -15 mm时的-3.50 dpt。
在这种情况下，可以从图2d) 获得的根据现有技术的渐变焦度眼镜片的后表面的表面散光的分布恰好对应于眼镜片的残余散光：视远部分和中间走廊中的散光消失；中间走廊一侧的散光迅速增大。
现在，根据本发明的渐变焦度眼镜片的特点在于下文描述且图3a)至3f) 所示的光学特性。
可以从图3a) 获得平均焦度的分布，其对应于图2a) 所展示的根据现有技术的渐变焦度眼镜片的平均焦度的分布。尤其是，从图2a) 和图3a)，可以得出中间走廊内沿着主视线的焦度增大是相同的。
图3b) 所示的残余散光分布展现了在垂直于主视线的方向上的残余散光的增大，这在根据本发明的GRIN渐变焦度眼镜片中明显低于现有技术。在所示的示例中，残余散光< 1 dpt的区域（中间走廊）的宽度出现以下值：
对于0.25*下加光：7.3 mm
对于0.50*下加光：6.0 mm
对于0.75*下加光：6.5 mm
在图中，这对应于-0.5 mm、-4 mm、-7.5 mm的y值。
因此，相对于具有恒定折射率的镜片，走廊变宽在任何位置是至少1.2 mm，这相当于扩展至少20%。
图3c) 示出了与折射率n = 1.60相关的后侧自由形式表面的表面平均屈光力，并且图3d) 示出了与折射率n = 1.60相关的后侧自由形式表面的表面散光。为了允许在平均曲率方面与图2c) 进行比较，并且在表面散光方面与图2d) 进行比较，在计算期间使用的不是GRIN材料，而是折射率为n = 1.600的材料。
图2c) 和图2d) 与图3c) 和图3d) 的比较显示自由形式表面的形式已显著改变：表面平均屈光力的分布与表面散光的分布（在n = 1.600的情况下计算）两者不再揭示典型的中间走廊。在根据本发明的GRIN渐变焦度眼镜片的情况下，不可能仅从表面形状确定这是渐变焦度镜片：散光既不会从视远部分消失，也不会从中间走廊消失。
根据本发明的渐变焦度眼镜片的折射率分布示出在图3e) 中。其特点是既没有点对称性，也没有轴对称性。最小折射率1.55出现在顶部侧向区域中，最大折射率1.64出现在下部区域中。折射率分布在垂直于所展示的平面的方向上是不变的；因此，它只在两个空间维度上改变。
等式
Figure 133953DEST_PATH_IMAGE002
表示根据本发明的渐变焦度眼镜片的折射率分布的条纹泽尼克级数展开。Zn(x,y)表示笛卡尔坐标中的条纹泽尼克多项式。从图3f) 获得了根据示例的根据本发明的渐变焦度眼镜片的折射率分布的条纹泽尼克系数。
出于比较的目的，图4a) 和图4b) 示出了具有与依照图3的根据本发明的渐变焦度眼镜片相同的几何形状的对比渐变焦度眼镜片的光学特性，这些光学特性是基于由具有恒定折射率n = 1.60的材料制成的基材计算的。
图4a) 和图4b) 所示的平均焦度和残余散光的分布不具有可使用的渐变焦度眼镜片所需的特性，尤其是对于在此描述的使用条件和眼镜配戴者所需的光学矫正来说没有这些特性。如可以从图4b) 得出的是，在视远部分中已存在至少0.75 dpt的残余散光。因此，这种渐变焦度眼镜片对于在此考虑的正视眼镜配戴者来说不是有效的。如可以从图4a)得出的是，所需的视近部分焦度2.5 dpt在任何地方都没有实现。而且，如图4b) 所示，在视近部分的大区域中，残余散光大于1 dpt。
下文在欧洲专利局法律上诉委员会第J15/88号决定的含义内以条款形式概述了本发明的主题：
1. 一种产品，包括 (i) 渐变焦度眼镜片或 (ii) 该渐变焦度眼镜片在数据介质上的表示或 (iii) 具有该渐变焦度眼镜片的虚拟表示的数据介质，其中：
- 渐变焦度眼镜片包括具有前表面和后表面的基材，所述基材由具有空间变化的折射率的材料组成，
- 前表面和/或后表面具有自由形式表面几何形状，
- 渐变焦度眼镜片具有视远设计参考点和视近设计参考点，
- 该渐变焦度眼镜片满足以下光学要求：
(1) 该视远设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内、以及该视近设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，
(2) 该屈光度的梯度在主视线上在视远设计参考点与视近设计参考点之间单调递增，
(3) 中间走廊，其围绕该视远设计参考点和该视近设计参考点，并且是通过处于下组的值之下的残余散光定义的
(a) 0.25屈光度
(b) 0.38屈光度
(c) 0.50屈光度，
其特征在于，
(i) 该渐变焦度眼镜片的前表面和/或后表面的自由形式表面几何形状和该折射率的空间变化以如下方式彼此适应，即具有相同几何形状但基于由具有空间不变的折射率的材料制成的基材的对比渐变焦度眼镜片不满足这些光学要求 (1) 至 (3) 中的至少一个，或特征在于
(ii) 该渐变焦度眼镜片的前表面和/或后表面的自由形式表面几何形状和该折射率的空间变化以如下方式相互适应，即对于此镜片来说，在相关联眼镜配戴者光束延伸经过该主视线的位置并且此镜片经历整个平均焦度增大的一半的点处的、通过计算确定的具有该自由形式表面几何形状的该表面的第一表面散光值大于在该相关联眼镜配戴者光束延伸经过该主视线的位置并且此对比渐变焦度眼镜片经历该整个平均焦度增大的一半的点处的、针对由具有空间不变的折射率的材料制成的对比渐变焦度眼镜片、通过计算确定的具有该自由形式表面几何形状的表面的第二表面散光值，并且其中，该对比渐变焦度眼镜片包括具有该自由形式表面几何形状的表面的相同相对位置以及相反表面的相同几何形状、沿着该主视线的相同屈光度轮廓，并且该折射率的值对应于该主视线在该前表面上的点处的该基材的折射率的值，在该点处，具有由具有空间变化的折射率的材料制成的基材的该渐变焦度眼镜片经历该整个屈光度增大的一半。
2. 根据条款1所述的产品，其特征在于，在情况 (ii) 下，通过计算确定的该第一表面散光值
- 比通过计算确定的该第二表面散光值大至少0.25屈光度，或者
- 比通过计算确定的该第二表面散光值大视近下加光的值的至少三分之一。
3. 根据条款1或2所述的产品，其特征在于，在情况 (ii) 下，通过计算确定的该第一表面散光值不仅在一个点处而且在沿着该主视线的区域中大于通过计算确定的该第二表面散光值，在该点处或该区域中，该渐变焦度眼镜片和该对比渐变焦度眼镜片经历该整个屈光度增大的四分之一到四分之三。

Claims (12)

1.一种渐变焦度眼镜片，其中
- 该渐变焦度眼镜片包括具有前表面和后表面的基材，所述基材由具有空间变化的折射率的材料组成，其中，该前表面具有前表面几何形状，并且该后表面具有后表面几何形状，其中
- 该前表面几何形状和/或该后表面几何形状是自由形式表面几何形状，其中
- 该渐变焦度眼镜片具有视远设计参考点和视近设计参考点，其中
- 该渐变焦度眼镜片满足以下光学要求：
(1) 该视远设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内、以及该视近设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，
(2) 该屈光度的梯度在主视线上在视远设计参考点与视近设计参考点之间单调递增，
(3) 中间走廊，其是通过残余散光处于下组中的值之下定义的
(a) 0.25屈光度
(b) 0.38屈光度
(c) 0.50屈光度，
其特征在于，
(i) 该前表面几何形状和该后表面几何形状以如下方式被实施，即在由具有介于1.5与1.8之间的空间不变的折射率的材料制成的假设基材的情况下，这些光学要求 (1) 至(3) 中的至少一个未被满足，并且，然而，该渐变焦度眼镜片的基材的材料的折射率的实际上存在的空间变化以如下方式被实施，即所有光学要求 (1) 至 (3) 得以满足，并且，相对于由具有介于1.5与1.8之间的空间不变的折射率的材料制成的假设基材的情况，该中间走廊的一侧的残余散光以如下方式减小，即该中间走廊的宽度增加，其中，此宽度由在0.25屈光度与0.50屈光度之间的范围内的残余散光的界限定义。
2.一种以计算机可读数据的形式位于数据载体上的渐变焦度眼镜片的表示，具有通过增材方法制造该渐变焦度眼镜片的说明，其中
- 该渐变焦度眼镜片包括具有前表面和后表面的基材，所述基材由具有空间变化的折射率的材料组成，其中，该前表面具有前表面几何形状，并且该后表面具有后表面几何形状，其中
- 该前表面几何形状和/或该后表面几何形状是自由形式表面几何形状，其中
- 该渐变焦度眼镜片具有视远设计参考点和视近设计参考点，其中
- 该渐变焦度眼镜片满足以下光学要求：
(1) 该视远设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内、以及该视近设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，
(2) 该屈光度的梯度在主视线上在视远设计参考点与视近设计参考点之间单调递增，
(3) 中间走廊，其是通过残余散光处于下组中的值之下定义的
(a) 0.25屈光度
(b) 0.38屈光度
(c) 0.50屈光度，
其特征在于，
(i) 该前表面几何形状和该后表面几何形状以如下方式被实施，即在由具有介于1.5与1.8之间的空间不变的折射率的材料制成的假设基材的情况下，这些光学要求 (1) 至(3) 中的至少一个未被满足，并且，然而，该渐变焦度眼镜片的基材的材料的折射率的实际上存在的空间变化以如下方式被实施，即所有光学要求 (1) 至 (3) 得以满足，并且，相对于由具有1.5与1.8之间的空间不变的折射率的材料制成的假设基材的情况，该中间走廊的一侧的残余散光以如下方式减小，即该中间走廊的宽度增加，其中，此宽度由在0.25屈光度与0.50屈光度之间的范围内的残余散光的界限定义。
3.一种渐变焦度眼镜片，其中
- 该渐变焦度眼镜片包括具有前表面和后表面的基材，所述基材由具有空间变化的折射率的材料组成，其中，该前表面具有前表面几何形状，并且该后表面具有后表面几何形状，其中
- 该前表面几何形状和/或该后表面几何形状是自由形式表面几何形状，其中
- 该渐变焦度眼镜片具有视远设计参考点和视近设计参考点，其中
- 该渐变焦度眼镜片满足以下光学要求：
(1) 该视远设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内、以及该视近设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，
(2) 该屈光度的梯度在主视线上在视远设计参考点与视近设计参考点之间单调递增，
(3) 中间走廊，其是通过处于下组的值之下的残余散光定义的
(a) 0.25屈光度
(b) 0.38屈光度
(c) 0.50屈光度，
其特征在于，
(ii) 在该渐变焦度眼镜片的前表面具有自由形式表面几何形状的情况下，该前表面的自由形式表面几何形状相对于对比渐变焦度眼镜片被修改，该对比渐变焦度眼镜片具有相同后表面几何形状、对于穿过该主视线的眼镜光束路径来说具有相同的屈光度轮廓和相同的残余散光、并且具有由具有空间不变的折射率的材料制成的基材，该空间不变的折射率的值对应于该渐变焦度眼镜片的基材的材料在该前表面上的主视线的点处的该空间变化的折射率的值，在该点处，具有由具有空间变化的折射率的该材料制成的该基材的该渐变焦度眼镜片经历整个屈光度增大的一半，并且该渐变焦度眼镜片的前表面的经修改的自由形式表面几何形状和该折射率的空间变化以如下方式相互适应，即对于此渐变焦度眼镜片来说，在相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过该主视线的位置并且此渐变焦度眼镜片经历该整个平均焦度增大的一半的点处的、通过计算确定的该前表面的表面散光的第一值大于在该相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过该主视线的位置并且此对比渐变焦度眼镜片经历该整个平均焦度增大的一半的点处的、针对由具有空间不变的折射率的材料制成的对比渐变焦度眼镜片、通过计算确定的具有自由形式表面几何形状的该前表面的表面散光的第二值，或其特征在于
(iii) 在该渐变焦度眼镜片的后表面具有自由形式表面几何形状的情况下，该后表面的自由形式表面几何形状相对于对比渐变焦度眼镜片被修改，该对比渐变焦度眼镜片具有相同前表面几何形状、对于穿过该主视线的眼镜配戴者光束路径来说具有相同的屈光度轮廓和相同的残余散光、并且具有由具有空间不变的折射率的材料制成的基材，该空间不变的折射率的值对应于该渐变焦度眼镜片的基材的材料在该后表面上的主视线的点处的该空间变化的折射率的值，在该点处，具有由具有空间变化的折射率的该材料制成的该基材的该渐变焦度眼镜片经历整个屈光度增大的一半，并且该渐变焦度眼镜片的后表面的经修改的自由形式表面几何形状和该折射率的空间变化以如下方式相互适应，即对于此渐变焦度眼镜片来说，在相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过该主视线的位置并且此渐变焦度眼镜片经历该整个平均焦度增大的一半的点处的、通过计算确定的该后表面的表面散光的第一值大于在该相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过该主视线的位置并且此对比渐变焦度眼镜片经历该整个平均焦度增大的一半的点处的、针对由具有空间不变的折射率的材料制成的对比渐变焦度眼镜片、通过计算确定的具有自由形式表面几何形状的该后表面的表面散光的第二值。
4.一种以计算机可读数据的形式位于数据载体上的渐变焦度眼镜片的表示，具有通过增材方法制造该渐变焦度眼镜片的说明，其中
- 该渐变焦度眼镜片包括具有前表面和后表面的基材，所述基材由具有空间变化的折射率的材料组成，其中，该前表面具有前表面几何形状，并且该后表面具有后表面几何形状，其中
- 该前表面几何形状和/或该后表面几何形状是自由形式表面几何形状，其中
- 该渐变焦度眼镜片具有视远设计参考点和视近设计参考点，其中
- 该渐变焦度眼镜片满足以下光学要求：
(1) 该视远设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内、以及该视近设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，
(2) 该屈光度的梯度在主视线上在视远设计参考点与视近设计参考点之间单调递增，
(3) 中间走廊，其是通过处于下组的值之下的残余散光定义的
(a) 0.25屈光度
(b) 0.38屈光度
(c) 0.50屈光度，
其特征在于，
(ii) 在该渐变焦度眼镜片的前表面具有自由形式表面几何形状的情况下，该前表面的自由形式表面几何形状相对于对比渐变焦度眼镜片被修改，该对比渐变焦度眼镜片具有相同后表面几何形状、对于穿过该主视线的眼镜光束路径来说具有相同的屈光度轮廓和相同的残余散光、并且具有由具有空间不变的折射率的材料制成的基材，该空间不变的折射率的值对应于该渐变焦度眼镜片的基材的材料在该前表面上的主视线的点处的该空间变化的折射率的值，在该点处，具有由具有空间变化的折射率的该材料制成的该基材的该渐变焦度眼镜片经历整个屈光度增大的一半，并且该渐变焦度眼镜片的前表面的经修改的自由形式表面几何形状和该折射率的空间变化以如下方式相互适应，即对于此渐变焦度眼镜片来说，在相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过该主视线的位置并且此渐变焦度眼镜片经历该整个平均焦度增大的一半的点处的、通过计算确定的该前表面的表面散光的第一值大于在该相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过该主视线的位置并且此对比渐变焦度眼镜片经历该整个平均焦度增大的一半的点处的、针对由具有空间不变的折射率的材料制成的对比渐变焦度眼镜片、通过计算确定的具有自由形式表面几何形状的该前表面的表面散光的第二值，或其特征在于
(iii) 在该渐变焦度眼镜片的后表面具有自由形式表面几何形状的情况下，该后表面的自由形式表面几何形状相对于对比渐变焦度眼镜片被修改，该对比渐变焦度眼镜片具有相同前表面几何形状、对于穿过该主视线的眼镜配戴者光束路径来说具有相同的屈光度轮廓和相同的残余散光、并且具有由具有空间不变的折射率的材料制成的基材，该空间不变的折射率的值对应于该渐变焦度眼镜片的基材的材料在该后表面上的主视线的点处的该空间变化的折射率的值，在该点处，具有由具有空间变化的折射率的该材料制成的该基材的该渐变焦度眼镜片经历整个屈光度增大的一半，并且该渐变焦度眼镜片的后表面的经修改的自由形式表面几何形状和该折射率的空间变化以如下方式相互适应，即对于此渐变焦度眼镜片来说，在相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过该主视线的位置并且此渐变焦度眼镜片经历该整个平均焦度增大的一半的点处的、通过计算确定的该后表面的表面散光的第一值大于在该相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过该主视线的位置并且此对比渐变焦度眼镜片经历该整个平均焦度增大的一半的点处的、针对由具有空间不变的折射率的材料制成的对比渐变焦度眼镜片、通过计算确定的具有自由形式表面几何形状的该后表面的表面散光的第二值。
5.如权利要求3或4所述的渐变焦度眼镜片，其特征在于，通过计算确定的该第一表面散光值
- 比通过计算确定的该第二表面散光值大至少0.25屈光度，或者
- 比通过计算确定的该第二表面散光值大视近下加光的值的至少三分之一。
6.如权利要求3或4中任一项所述的渐变焦度眼镜片，其特征在于，通过计算确定的该第一表面散光值不仅在一个点处而且在沿着该主视线的区域中大于通过计算确定的该第二表面散光值，在该点处或该区域中，该渐变焦度眼镜片和该对比渐变焦度眼镜片经历该整个屈光度增大的四分之一到四分之三。
7.一种用于设计渐变焦度眼镜片的计算机实施的方法，该渐变焦度眼镜片包括具有前表面和后表面的基材，所述基材由具有空间变化的折射率的材料组成，该基材的前表面和/或后表面具有自由形式表面几何形状，该渐变焦度眼镜片具有视远设计参考点和视近设计参考点，并且满足以下光学要求：(1) 该视远设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN ENISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，并且该视近设计参考点处的处方屈光度处于根据DINEN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，
(2) 该处方屈光度的梯度在主视线上在视远设计参考点与视近设计参考点之间单调增递增，
(3) 存在中间走廊，该中间走廊是通过处于下组的值之下的残余散光定义的
(a) 0.25屈光度
(b) 0.38屈光度
(c) 0.50屈光度，
其特征在于，
(i) 该渐变焦度眼镜片的前表面和/或后表面的自由形式表面几何形状和该折射率的空间变化以如下方式彼此适应，即具有相同几何形状但基于由具有空间不变的折射率的材料制成的基材的对比渐变焦度眼镜片不满足这些光学要求 (1) 至 (3) 中的至少一个，并且，关于由具有1.5与1.8之间的空间不变的折射率的材料制成的基材的假设，该中间走廊的一侧的残余散光以如下方式减小，即该中间走廊的宽度增加，其中，此宽度由在0.25屈光度与0.50屈光度之间的范围内的残余散光的界限定义。
8.一种用于设计渐变焦度眼镜片的计算机实施的方法，该渐变焦度眼镜片包括具有前表面和后表面的基材，所述基材由具有空间变化的折射率的材料组成，该基材的前表面和/或后表面具有自由形式表面几何形状，该渐变焦度眼镜片具有视远设计参考点和视近设计参考点，并且满足以下光学要求：
(1) 该视远设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，并且该视近设计参考点处的处方屈光度处于根据DIN EN ISO 8980-2:2004的容许极限偏差内，
(2) 该处方屈光度的梯度在主视线上在视远设计参考点与视近设计参考点之间单调增递增，
(3) 存在中间走廊，该中间走廊是通过处于下组的值之下的残余散光定义的
(a) 0.25屈光度
(b) 0.38屈光度
(c) 0.50屈光度，
其特征在于，
(ii) 该渐变焦度眼镜片的前表面和/或后表面的自由形式表面几何形状和该折射率的空间变化以如下方式相互适应，即对于此渐变焦度眼镜片来说，在相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过该主视线的位置并且此渐变焦度眼镜片经历整个平均焦度增大的一半的点处的、通过计算确定的具有该自由形式表面几何形状的表面的表面散光的第一值大于在该相关联眼镜配戴者光束路径延伸经过该主视线的位置并且此对比渐变焦度眼镜片经历整个平均焦度增大的一半的点处的、针对由具有空间不变的折射率的材料制成的对比渐变焦度眼镜片、通过计算确定的具有该自由形式表面几何形状的表面的表面散光的第二值，并且其中，该对比渐变焦度眼镜片包括具有该自由形式表面几何形状的表面的相同相对位置以及相反表面的相同几何形状、沿着该主视线的相同屈光度轮廓，并且该折射率的值对应于该主视线在前表面上的点处的该基材的折射率的值，在该点处，具有由具有空间变化的折射率的该材料制成的该基材的渐变焦度眼镜片经历整个屈光度增大的一半。
9.一种计算机可读介质，包括计算机程序，该计算机程序具有程序代码，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实施如权利要求7或8所述的用于设计渐变焦度眼镜片的计算机实施的方法的所有方法步骤。
10.一种用于制造根据如权利要求7或8所述的方法设计的渐变焦度眼镜片的方法。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该制造使用增材方法来进行。
12.一种计算机，包括处理器并且包括存储器，在该存储器上存储了计算机程序，所述计算机被设置为当该计算机程序在计算机中被执行时执行如权利要求7或8所述的用于设计渐变焦度眼镜片的计算机实施的方法。
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