CN1156726C - 具有回归表面的渐变附加式透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种渐变式透镜，其通过将渐变附加表面和回归表面相结合的方式减小有害的像散。上述渐变表面和回归表面的有害像散的作用是相互抵消的。因此，该透镜的有害像散比常规的可比较的屈光度附加光焦度的透镜的要小。

Description

具有回归表面的渐变附加式透镜
本发明涉及多焦点眼用透镜。具体地，本发明提供一种具有结合回归表面(regressive surfaces)的渐变附加式透镜。
众所周知可以使用眼用透镜来矫正屈光不正。例如，多焦点透镜，如渐变附加式透镜(“PAL”)，用于远视眼的治疗。大多数传统的PAL是通过在透镜凸面上渐进改变曲率半径的方式制成，以提供对应于远、中和近距离光焦度的基础曲线(base curves)。一般而言，远视光焦度、柱面光焦度用以矫正透镜配戴者的散光，并且柱面轴位于透镜的凹面上。
PAL受到使用者的青睐是因为PAL在不同光焦度的区域之间没有可见的边线(ledges)，而在其它多焦点透镜如双焦点眼镜和三焦点眼镜中是存在的。然而，在PAL中一个固有的缺点是存在有害的透镜像散(unwantedastigmatism)，或者由一个或多个透镜的表面引起或产生的像散。通常，该有害的透镜像散位于透镜的近距离视区的任一边缘，并且在位于或接近它的近似中心达到一个局部最大值(localized maximum)，其近似地对应于透镜的近视区附加光焦度(near vision dioptric add power)。
过去已有许多透镜设计试图减小有害像散。然而，虽然现有技术中的PAL设计对有害像散进行了一些小幅的减少，透镜周边的大部分面积仍因有害的像散而不能使用。因此，现在仍需要一种减小有害像散的PAL。
本发明提供渐变附加式透镜，以及它们的设计和生产方法。与现有技术中的透镜相比，本发明的透镜减少了有害像散。此外，本发明的透镜的远距离视区宽度和最小通道宽度与常规的渐变附加式透镜的相比在性能上并不差。
作为本发明的目的，以“通道(channel)”表示视区的通道，是指当佩戴者的眼睛在中等距离区和近距离区之间来回扫视时不会产生约0.75或更大屈光度的像散的视线通道。文中“透镜(lens)”指这样一些眼镜，包括(但不局限于)眼镜片(spectacle lenses)、隐形眼镜、眼内透镜以及类似的透镜。可取的是，本发明的透镜是眼镜片。
本发明的一个发现在于可以通过将渐变附加表面和回归表面相组合来构造降低有害像散的渐变式透镜。因此，在一个实施方案中，本发明提供—种透镜，该透镜本质上由一个或多个渐变附加表面和一个或多个回归表面构成。每个表面有一屈光度附加光焦度，并且该透镜的总屈光度附加光焦度(或称附加光焦度)是这些渐进式附加表面与回归表面的屈光度附加光焦度的总和。
以“渐变附加表面(progressive addition surface)”表示一个连续的、非球形的表面，该表面具有远距离视区和近距离视区和一个连接远、近距离视区的增加屈光度(光焦度)的区域。本领域普通技术人员会知道，如果渐变表面是透镜的凸面，则远距离视区曲率将小于近距离视区曲率；如果渐变表面是透镜的凹面，则远距离视区曲率将大于近距离视区曲率。
本发明中“回归表面(regressive surface)”表示一个连续的非球形表面，它包括远距离视区、近距离视区和一个连接该近距离视区和远距离视区的减小屈光度的区域。如果回归表面是透镜的凸面，则远距离视区的曲率将大于近距离视区的曲率；如果回归表面是透镜的凹面，则远距离视区曲率将小于近距离视区曲率。
以“屈光度附加光焦度(dioptric add power)”表示近距离视区和远距离视区之间光焦度的差值。在本发明的透镜中，渐变附加表面的屈光度附加光焦度是正值而回归表面的屈光度附加光焦度是负值。因此，由于透镜的附加光焦度是渐变附加表面和回归表面的屈光度附加光焦度的总和，用回归表面来抵消渐变附加表面的屈光度附加光焦度。
人们已经知道一个渐变附加表面的表面的特定区域上会产生有害像散。每个区域的有害像散可以看作是一个具有量级和定向轴的向量，其中一部分依该表面上像散的位置而定。每个回归表面上也都有有害像散区域，回归表面像散的量级和定向轴是由与渐变附加表面上像散相同的因素决定的。然而，回归表面像散的量级将与渐变表面像散的量级的符号相反。
因而，将具有有害像散区域的渐变表面与具有一在可比较的位置上具有有害像散区域的回归表面结合在一起，会减少该透镜区域的有害像散的总和。其道理在于：在含有—渐变附加表面和一回归表面的透镜中，该透镜在一给定位置的有害像散将是其表面有害像散的向量和。由于渐变附加表面与回归表面的像散的量级的符号相反，从而使得透镜的有害像散的总和减少。虽然回归表面的有害像散的定向轴不需要与渐变表面可比较位置上的有害像散的定向轴相同，但最好这两个轴大致相同以使得有害像散的缩减量达到最大。
渐变表面的一个或多个像散区域必须与回归表面的一个或多个像散区域重叠来缩减有害像散。较可取的是，这两个表面的远距离视区和近距离视区以及通道处于对准的位置。通过该方式使表面对准，渐变表面的一个或多个有害像散的区域将与回归表面的一个或多个有害像散区域重叠。在另一个实施方案中，本发明提出—种透镜，该透镜包括(本质上包括)一个或多个渐变附加表面和一个或多个回归表面，其中渐变表面和回归表面的远距离视区、近距离视区及通道是对准的。
在本发明的透镜中，渐变附加表面和回归表面可以位于透镜的凸面、凹面或凸面和凹面之间的层上。在一较佳实施方案中，渐变附加表面形成透镜的凸面并且回归表面形成透镜的凹面。可以采用一个或多个渐变附加表面和回归表面，但最好是每种仅使用一个。
本领域普通技术人员会知道本发明所采用的渐变附加表面和回归表面可以用于软式或硬式设计。硬式设计是指这样一种表面设计，其中有害像散集中在该表面的光学中心下方连接通道的区域内。软式设计是指这样一种表面设计，其中有害像散延伸到远距离视区的侧向部分内。本领域普通技术人员会了解到，就一给定屈光度附加光焦度来讲，由于软式设计的有害像散分散到透镜的较大面积上，硬式设计的有害像散的量级会比软式设计的大。
在本发明的透镜中，优选是，渐变附加表面采用软式设计而回归表面采用硬式设计。因此，在另一实施方案中，本发明提供一种透镜，该透镜包括(实质上包括)一个或多个渐变附加表面和—个或多个回归表面，其中上述一个或多个渐变附加表面采用软式设计而上述一个或多个回归表面采用硬式设计。更优选是，渐变附加表面的最大有害像散的绝对值比该表面的屈光度附加光焦度的绝对值小，而回归表面的最大有害像散的绝对值比该表面的屈光度附加光焦度的绝对值大。
本发明透镜中用到的表面可以采用任何已知的设计渐变表面和回归表面的方法来获得。举例来说，可以使用市场上所销售的光线追踪软件来设计这些表面。此外，可以采用任何已知的方式来使这些表面达到最优化。
渐变附加表面和回归表面的屈光度附加光焦度是以多项因素为基础而作出选择的。举例来说，表面光焦度是以透镜所期望的总屈光度以及伴随一给定屈光度附加光焦度的有害像散为基础而作出选择的。此外由于透镜的通道宽度会随屈光度附加光焦度增加而减少，也要考虑到透镜所预期的最小通道宽度。另—个要考虑的事项是所制造的透镜的美观、或是透镜的厚度以及佩带者所能接受的基础曲率。
本发明所使用的渐变附加表面的屈光度附加光焦度互相之间是独立的，它的取值可以为约+0.01屈光度至约+6.00屈光度，较佳的取值为约+1.00屈光度至约+5.00屈光度，更佳的取值为约+2.00屈光度至约+4.00屈光度。回归表面的屈光度附加光焦度各自独立，可以是约-0.01屈光度至约-6.00屈光度，较佳的是约-0.25屈光度至约-3.00屈光度，更佳的为约-0.50屈光度至约-2.00屈光度。
本发明的透镜可以使用任何已知的适于制造眼用透镜的材料来构造。这些材料在市场上有销售的或者其制造方法属于已知。此外，本发明的透镜可以由任何已知的透镜制造技术制造，包括(但不仅仅限于)研磨法、全透镜铸型法、模造法、热成型法、叠层法、表面铸型法、或是上述方法的组合。较好的是，透镜的制造首先是制造一光学预制件或是具有一回归表面的透镜。该预制件可以采用任何已知的方法制成，包括(但不仅限于)射出成型或射出-挤压成型法、热成型法或铸型法。然后，在该预制件上铸上至少一渐变表面。铸型法可以采用任何方式，但较佳的(但不仅限于)是按照美国专利No.5147585，No.5178800，No.5219497，No.5316702，No.5358672，No.5480600，No.5512371，No.5531940，No.5702819和No.5793465中所公开的表面铸型方式进行，在此将上述专利的全部内容并入作为参考。在另一实施方案中，本发明提出一种制造渐变附加透镜的方法，该方法包括(实质上包含)以下步骤：a)提供至少一回归表面和至少—渐变附加表面；b)制造含有至少一回归表面的光学预制件；及c)将至少一渐变表面铸造在该光学预制件上。更优选的是，该光学预制件的凹面是一回归表面并且渐变表面铸造在该预制件的凸面上。
参照以下非限制性实施例进一步说明本发明。
实施例1-4
表1列出VARILUX COMFORTTM透镜的屈光度附加光焦度范围内的最大有害像散程度。上述透镜具有放置在透镜凸面上的单一软式设计的渐变附加表面。
                                               表1
实施例 前表面屈光度附加光焦度(屈光度) 后表面屈光度附加光焦度(屈光度) 透镜的附加光焦度(屈光度)   前表面最大像散(屈光度)   后表面最大像散(屈光度)   总和最大像散(屈光度) 最大像散/附加光焦度的比
1     1.50     0.00   1.50     -1.75     0.00     -1.75     1.16
2     2.00     0.00   2.00     -2.24     0.00     -2.24     1.12
3     2.50     0.00   2.50     -2.80     0.00     -2.80     1.12
4     3.00     0.00   3.00     -3.36     0.00     -3.36     1.12
实施例5
制造一个具有一凸形渐变附加表面和一凹形回归表面的透镜。该凸形渐变附加表面的远距离视区曲率为6.00屈光度，近距离视区曲率为8.50屈光度，屈光度附加光焦度为+2.50屈光度。它的表面是软式设计型，具有-2.33屈光度的最大有害像散区域。该凹形回归表面的远距离视区曲率为6.00屈光度，相减区域曲率为7.00屈光度，屈光度附加光焦度为-1.00屈光度。该表面是硬式设计型，，具有+1.50屈光度的最大有害像散，凸面与凹面的远距离视区、近距离视区及通道是相互对准的并且透镜所产生的远视光焦度是0.00屈光度，附加光焦度是1.50屈光度。该透镜的有害像散的总和比具有可比较的附加光焦度的常规的渐变式透镜要小。
实施例6-8
依据本发明分别制造出屈光度附加光焦度为+2.00、+2.50和+3.00的透镜。这些透镜的有害像散的程度与可比较的常规透镜要低。
                                     表2
实施例   前表面屈光度附加光焦度(屈光度)   后表面屈光度附加光焦度(屈光度)   透镜的附加光焦度(屈光度)   前表面最大像散(屈光度)   后表面最大像散(屈光度)
5   2.50   -1.00   1.50   -2.33   1.50
6   3.00   -1.00   2.00   -2.70   1.50
7   3.50   -1.00   2.50   -3.10   1.50

Claims (12)

1、一种透镜，其特征在于包含一个或多个渐变附加表面以及一个或多个回归表面，所述渐变附加表面表示一个连续的、非球形的表面，该表面具有远距离视区和近距离视区和一个连接远、近距离视区的增加屈光度的区域，所述回归表面表示一个连续的非球形表面，该表面包括远距离视区、近距离视区和一个连接该近距离视区和远距离视区的减小屈光度的区域。
2、根据权利要求1所述的透镜，其为眼镜片。
3、根据权利要求1所述的透镜，其中渐变附加表面与回归表面的远距离视区、近距离视区以及通道是相互对准的。
4、根据权利要求1所述的透镜，其中一个或多个渐变附加表面为软式设计型并且一个或多个回归表面是硬式设计型。
5、一种眼镜片，其特征在于包含一个或多个渐变附加表面以及一个或多个回归表面，所述渐变附加表面表示一个连续的、非球形的表面，该表面具有远距离视区和近距离视区和一个连接远、近距离视区的增加屈光度的区域，所述回归表面表示一个连续的非球形表面，该表面包括远距离视区、近距离视区和一个连接该近距离视区和远距离视区的减小屈光度的区域，其中渐变附加表面与回归表面的远距离视区、近距离视区以及通道是相互对准的。
6、根据权利要求5所述的眼镜片，其中一个或多个渐变附加表面为软式设计型并且—个或多个回归表面是硬式设计型。
7、一种眼镜片，其特征在于包含一个或多个渐变附加表面以及一个或多个回归表面，所述渐变附加表面表示一个连续的、非球形的表面，该表面具有远距离视区和近距离视区和一个连接远、近距离视区的增加屈光度的区域，所述回归表面表示一个连续的非球形表面，它包括远距离视区、近距离视区和一个连接该近距离视区和远距离视区的减小屈光度的区域，其中一个或多个渐变附加表面为软式设计型并且一个或多个回归表面是硬式设计型。
8、一种制造渐变附加眼镜片的方法，其特征在于包含：
a)提供至少一个回归表面以及至少一个渐变附加表面，所述渐变附加表面表示一个连续的、非球形的表面，该表面具有远距离视区和近距离视区和一个连接远、近距离视区的增加屈光度的区域，所述回归表面表示一个连续的非球形表面，该表面包括远距离视区、近距离视区和一个连接该近距离视区和远距离视区的减小屈光度的区域；及
b)利用步骤a)提供的表面制造渐变附加眼镜片。
9、根据权利要求8所述的方法，其中步骤b)的实施步骤为①制造具有至少一回归表面的光学预制件，及(ii)将至少一渐进附加表面铸造在该光学预制件上。
10、根据权利要求9所述的方法，其中该光学预制件的凹面是一回归表面并且将至少—渐进附加表面铸造在该光学预制件的凸面上。
11、根据权利要求10所述的方法，其中执行铸造步骤使得所说回归表面与所说至少一渐进附加表面的远距离视区，近距离视区以及通道是相互对准的。
12、根据权利要求8所述的方法，其中执行装配步骤使得至少一回归表面与至少一渐变附加表面的远距离视区、近距离视区和通道是相互对准的。
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