CN115698827A - 包括具有周边肩部的薄片的电致变色镜片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学系统(1)，包括薄片(3)和光学元件(5)。该薄片和该光学元件通过粘合材料(7)彼此结合，并且该薄片具有周边肩部(9)。典型地，该薄片包括根据配戴者的处方设计的后表面以及旨在结合到该光学元件的前表面。该光学元件可以是电致变色单元。

Description

包括具有周边肩部的薄片的电致变色镜片

技术领域

本发明涉及光学系统领域，更具体地，涉及包括适于眼科处方的薄片、和电致变色单元的光学系统。

在眼科镜片领域，这种光学系统也称为“电致变色镜片”。

背景技术

眼科镜片有助于矫正视力障碍或屈光不正(也称为屈光异常)，比如近视、远视、散光和老花眼。眼科镜片是基于配戴者的眼科处方来制造的。该处方包括不同的信息，比如球镜值、柱镜值、棱镜和下加光焦度。

然而，即使眼科镜片被制造为适于配戴者的不同情况，特别是渐变式镜片可以矫正视近和视远两者，但仍需要具有更大适应性的智能眼镜。

为此目的，眼科镜片行业已经开发出电活性镜片，即其某些特性可以通过电子方式修改的镜片。这些变化可以由配戴者或医疗保健专业人员(典型地是眼科医生)控制。这些变化也可以是自动的，在这种情况下，电活性镜片可以包括被配置为测量环境的某些参数(例如光强度或光线的波长)的传感器。

特别地，在电活性镜片中，存在能够改变光透射值以及能够着色的电致变色镜片。

典型地，电致变色镜片因此是包括基于处方数据制造的薄片、和电致变色单元的光学系统，使如此形成的电致变色镜片适于亮度或光强度。处方的一部分也可以由电致变色单元提供。

典型地，电致变色单元具有包括两个平坦透明外层(例如两个由有机或矿物材料制成的表面)的结构，在该结构上，透明导电涂层沉积在这两个平坦透明外层的内面上。电致变色成分填充在两个导电涂层之间所形成的空腔。因此，可以通过在导电涂层之间施加电场来改变单元的光透射值。

因此，为了制造电致变色镜片，薄片和电致变色单元被结合或胶合在一起，并且电致变色镜片必须适于安装在眼镜镜架中。此外，一旦电致变色镜片被容纳在眼镜的镜架中，更确切地说，容纳在边框或凹部中，电致变色镜片必须在可能的冲击的情况下保持完好无损。

更一般地说，薄片和光学元件(无论该光学元件是电致变色单元还是光学光导)的组装是复杂的。此外，存在水或灰尘渗透到薄片与光学元件之间的风险。

本发明试图改善这种情况。

发明内容

本发明涉及一种光学系统，包括：

-薄片，以及

-光学元件。

该薄片和该光学元件通过粘合材料彼此结合。该薄片具有周边肩部。

根据一个实施例，该周边肩部限定该薄片的周边区段和中心区段，该周边区段的平均厚度小于该中心区段的平均厚度。

有利的是，该周边区段的平均厚度大于在该薄片与该光学元件之间的该粘合材料的平均厚度。

典型地，该周边区段和该中心区段各自包括面向该光学元件的前表面，分别称为周边前表面和中心前表面。该周边前表面和该中心前表面一起形成该薄片的前表面。

根据实施例，仅在该周边前表面上提供该粘合材料。

有利的是，该薄片的前表面的一部分的曲率半径大致等于该光学元件的表面的对应面对部分的曲率半径。

例如，该薄片的前表面是球面，并且该光学元件的后表面也是球面，具有相同的曲率。这使得薄片的前表面可以独立于镜架的形状或者处方，同时保持在薄片的前表面与光学元件的对应表面之间的最小距离。因此，制造具有球面前表面的薄片库存是有利的。然后，将薄片的光学中心相对于镜架正确定位并用磨床制作周边肩部就足够了。

典型地，该周边区段和该中心区段各自包括后表面，分别称为周边后表面和中心后表面，该周边后表面和该中心后表面分别与该周边前表面和该中心前表面相反。该周边后表面和该中心后表面一起形成该薄片的后表面。

根据实施例，该周边肩部的一部分具有角形状，该周边后表面局部地与该中心后表面形成角度。

根据实施例，该周边肩部的一部分具有斜面形状，该周边后表面是将该周边后表面的边缘连结到该中心后表面的倾斜表面。

根据实施例，该周边肩部的一部分具有弯曲形状，该周边后表面与该中心后表面在该中心后表面的附近相切。

例如，该粘合材料包括胶水和/或橡胶。

有利的是，该光学系统进一步包括在该粘合材料内的间隔件，以便保持在该薄片与该光学元件之间的气隙。

根据实施例，该薄片包括根据配戴者的眼科处方设计并经表面处理的后表面以及与该后表面相反并旨在结合到该光学元件的前表面。

根据实施例，该光学元件包括电致变色单元。

根据实施例，该光学元件包括光学光导。

根据实施例，该周边肩部被不透明涂层覆盖。

当该光学元件是电致变色单元时，这种实施例是特别有利的。在示例中，该电致变色单元实际上包括两个壳体，这两个壳体分别支撑金属条，以将该电致变色单元电连接到处理器。这些壳体是透明外层，用胶水滴结合在一起。由于薄片或光学元件的透明性，金属条或胶水滴可能是可见的。因此，不透明涂层有助于覆盖光学系统的外部白色外观。

不透明涂层例如由聚氨酯环氧材料制成，该聚氨酯环氧材料通过使用涂层涂敷器沉积在周边肩部上，使得很少或没有不透明涂层流到薄片的中心前表面和光学元件上。

本发明还涉及一种眼睛配戴物装置，包括：

-至少一个如前所述的光学系统，以及

-包括至少一个镜圈的镜架，该至少一个镜圈至少部分地容纳该至少一个光学系统，该镜圈连接到至少一个镜腿。

该至少一个镜圈的内边缘是形状与该至少一个光学系统的周边肩部互补的凹槽，该至少一个光学系统的粘合材料因此被隐藏在该内边缘内。

最后，本发明涉及一种制造上述光学系统的方法。该方法包括以下动作：

-接收配戴者的眼科处方，

-基于该配戴者的眼科处方来设计并然后制造薄片，

-对该薄片进行机加工，以在该薄片的周边上形成周边肩部，以及

-使用粘合材料将该薄片和光学元件结合。

典型地，该周边肩部限定该薄片的周边区段和中心区段，该周边区段的平均厚度小于该中心区段的平均厚度。根据实施例，该方法进一步包括在制造该薄片之前的以下动作：

-基于该配戴者的眼科处方来计算该周边区段的期望最小平均厚度，

-使用在设计之后所获得的该薄片的设计来预测在对该薄片进行机加工之后该周边区段的未来平均厚度，以及

-如果该周边区段的所预测的未来平均厚度小于该期望最小平均厚度，则生成该薄片的新设计，使得通过预测确定的该周边区段的新未来平均厚度大于该期望最小平均厚度。

有利的是，以迭代方式直到该周边区段的所预测的未来平均厚度等于该期望最小平均厚度来生成该薄片的新设计。

附图说明

参考附图，本发明的其他特征和优点将从以下出于指示性而非限制性目的提供的描述中变得明显，在附图中：

-图1展示了根据本发明的光学系统；

-图2A展示了图1的光学系统的薄片的后表面的视图；

-图2B展示了图1的光学系统的薄片的前表面的视图；

-图2C展示了图1的薄片的透明立体图；

-图2D展示了图1的光学系统的边缘的局部立体图，其中薄片的周边肩部被不透明涂层覆盖；

-图3展示了图1的光学系统的边缘的放大局部透明视图；

-图4展示了根据本发明的包括光学系统的眼睛配戴物装置；

-图5展示了制造根据本发明的光学系统的系统；以及

-图6展示了制造根据本发明的光学系统的方法。

具体实施方式

图1展示了光学系统1。

如下文详述，光学系统1有利地是旨在安装在眼镜镜架中的电致变色眼科镜片。

光学系统包括薄片3和光学元件5。薄片3与光学元件5通过粘合材料7彼此结合。

薄片3将在下面参考图2A至图2C更详细地描述。

薄片3适于为光学系统1提供眼科特性。典型地，薄片3被设计和制造为满足配戴者的眼科处方。

配戴者的眼科处方是由医疗保健专业人员(例如眼科医生)确定的一组数据，下文称为处方数据。处方数据包括与配戴者相关的不同信息，比如球镜值、柱镜值、棱镜以及(如果相关)下加光焦度。这些处方数据对于设计和制造眼科镜片是必要的，该眼科镜片旨在由配戴者配戴，以便矫正视力障碍或屈光不正(也称为屈光异常)。例如，当配戴者患有老花眼时，处方数据包括下加光焦度，以制造适于此屈光异常的渐变式眼科镜片。

薄片3优选由透明材料制成。

如图2C所示，薄片3包括后表面3B和与后表面3B相反的前表面3F。

如前所述，光学系统1有利地是旨在安装在眼镜镜架中的电致变色眼科镜片。

在这种情况下，后表面3B对应于当配戴者配戴着眼镜镜架时最靠近配戴者的眼睛的表面。换言之，后表面3B是薄片3位于配戴者的眼睛一侧上的表面。

相反，前表面3F对应于当配戴者配戴着眼镜镜架时离配戴者的眼睛最远的表面。此外，如图1所示，前表面3F还适于使用粘合材料7结合到光学元件5。

如上所述，薄片3通常被制造为满足眼科处方。本领域技术人员熟知，为了降低薄片3的制造复杂性，在上游制造半成品镜片(也称为镜片毛坯)。半成品镜片是其仅一个表面已经完成并机加工的镜片。通常，半成品镜片的成品镜片是前表面。然后储存这些半成品镜片。当接收到眼科处方时，选择满足所获取的眼科处方的最合适的半成品镜片，然后就可机加工后表面。因此，后表面特定于配戴者并根据处方数据进行机加工。

因此，在本发明中可以认为，前表面3F对应于用于制造薄片3的半成品镜片的预机加工表面，而后表面3B对应于在基于处方数据进行机加工之后的半成品镜片的后表面。

相反，处方可以由薄片3的前表面3F而不是后表面3B提供。

此外，在本发明的上下文中，薄片3具有周边肩部9。

如图2A所示，展示了薄片3的后表面3B，在薄片的后表面3B上设置周边肩部9。因此，当从后表面3B观看薄片时，周边肩部9是可见的。这里应理解的是，图2A仅展示了薄片3的后表面3B，因此在安装在眼镜镜架中之前，使得在薄片的后表面3B上的周边肩部9是清晰可见的。

相反，图2B展示了薄片3的前表面3F，并且周边肩部9是不可见的，因为仅在后表面3B上设置该周边肩部。在图2B中，因此，周边肩部9仅由虚线表示，而在图2A中以实线示出。再次，图2A仅展示了薄片3的前表面3F，因此在安装在眼镜镜架中之前。

周边肩部9限定薄片3的周边区段3P和中心区段3C。周边区段3P的平均厚度小于中心区段3C的平均厚度。在图2C中，仅参考周边区段3P的厚度TH。

如图2A所示，周边区段3P和中心区段3C各自包括与光学元件5相反的后表面，分别称为周边后表面3PB和中心后表面3CB。

周边后表面3PB和中心后表面3CB一起形成薄片3的后表面3B。

如图2B所示，周边区段3P和中心区段3C各自包括面向光学元件5的前表面，分别称为周边前表面3PF和中心前表面3CF。

周边前表面3PF和中心前表面3CF一起形成薄片3的前表面3F。

如上所述，薄片3的前表面3F适于使用粘合材料7结合到光学元件5。因此，由于前表面3通过由周边肩部9限定的周边前表面3PF和中心前表面3CF的组合来形成，周边前表面3PF和/或中心前表面3CF适于使用粘合材料7结合到光学元件5。

有利的是，粘合材料7仅施加在周边前表面3PF上。在这种情况下，粘合材料7沿着周边前表面3PF以闭环方式施加，以提供密封特性并避免灰尘或水渗透到气隙中。

根据实施例，周边肩部9的一部分具有角形状，周边后表面3PB局部地与中心后表面3CB形成角度。在图2C所示的示例中，周边后表面3PB和中心后表面3CB局部地形成直角。

替代地或平行地，周边肩部9的一部分具有斜面形状。周边后表面3PB是将周边后表面3PB的边缘连结到中心后表面3CB的倾斜表面。

替代地或平行地，周边肩部9的一部分具有弯曲形状，周边后表面3PB与中心后表面3CB在中心后表面3CB的附近相切。

光学元件5适于为光学系统1提供除了由薄片3提供的眼科特性之外的光学特性。此外，光学元件5还可以适于提供配戴者的眼科处方的一部分，使得薄片3和光学元件5的组合满足配戴者的眼科处方。

典型地，光学元件5包括第一表面和第二表面(图中未示出)。

光学元件5的第一表面适于使用粘合材料7结合到薄片3。更具体地，第一表面适于结合到薄片3的前表面3F，并且有利地，仅结合到周边前表面3PF。

换言之，第一表面对应于当配戴者配戴着眼镜镜架时在光学元件5的第一表面和第二表面中的最靠近配戴者的眼睛的表面。

相反，与第一表面相反的第二表面对应于当配戴者配戴着眼镜镜架时离配戴者的眼睛最远的表面。

根据优选实施例，光学元件5包括电致变色单元。在这种实施例中，如前所述，光学系统1是电致变色眼科镜片。

电致变色眼科镜片可以被分类为电活性镜片，即其某些特性可以通过电子方式修改的镜片。特别地，电致变色眼科镜片的光透射值可以通过电子方式改变。

例如，电致变色眼科镜片由配戴者或医疗保健专业人员(典型地是眼科医生)控制。替代地，还可以自动修改光透射值。

在光学元件5是电致变色单元的实施例中，该电致变色单元具有例如包括两个平坦透明外层(例如两个由有机或矿物材料制成的表面)的结构，在该结构上，透明导电涂层沉积在这两个平坦透明外层的内面上。电致变色成分填充在两个导电涂层之间所形成的空腔。因此，可以通过在导电涂层之间施加电场来改变单元的光透射值。

周边可以通过由交联粘合材料形成的密封件在周边处界定，该密封件适合于支撑两个组装的透明层。

图2D中展示了光学元件5是电致变色单元的实施例。如前所述，光学元件5包括第一透明外层2和第二透明外层4。在文献中，两个透明外层2、4典型地是用胶水滴结合在一起的矿物壳体。在另一个示例中，层2、4可以是塑料壳体。

由于光学元件5是必须通过电子方式控制的电致变色单元，因此两个壳体在边缘上都支撑银总线。银总线采用金属条的形式，以将电致变色单元电连接到处理器。

然而，由于薄片3或光学元件5的透明性，银总线或胶水滴可能是可见的。因此，在图2D所示的实施例中，周边肩部9被不透明涂层6覆盖。不透明涂层6在图2D中示出为在周边肩部9上的黑色涂层。根据实施例，不透明涂层6仅覆盖薄片3的周边后表面3PB。不透明涂层6有助于覆盖光学系统1的外部白色外观。优选地，为了不妨碍配戴者的视野，不透明涂层6不覆盖薄片3的中心后表面3CB。

典型地，不透明涂层6由聚氨酯环氧材料(缩写为EPU)制成。

根据实施例，光学元件5可以包括光学光导。典型地，在这种情况下，光学元件5的第一表面和第二表面是平面表面。

当光学元件5包括光学光导时，可以通过薄片3和光学元件5的组合实现眼科处方，因为光学光导是完美的平面光学和平面几何元件。光学元件5可以进一步具有非零光焦度。在这种情况下，薄片3的后表面3B的曲率半径可以补偿光学元件5的非零光焦度。

如上所述并且如示出了光学系统1的边缘的放大局部透明视图的图3所示，薄片3和光学元件5通过粘合材料7彼此结合。粘合材料7是透明可见的，并以实体形式表示。

更具体地说，在图3所示的实施例中，仅在薄片3的周边前表面3PF上提供粘合材料7。因此，粘合材料7仅与光学元件5的面向周边前表面3PF的周边部分接触。

粘合材料7存在于光学系统1的周边处，更确切地说，存在于周边前表面3PF上，使得可以防止灰尘和水渗透到薄片3与光学元件5之间。粘合材料7的厚度也使得可以在薄片3与光学元件5之间具有气隙。

此外，为了保持在薄片3与光学元件5之间的气隙，可以在粘合材料7内提供一个或多个间隔件。间隔件具有例如棒形状或“X”形状，使得可以确保薄片3与光学元件5之间的距离保持大于最小距离。

然而，有利的是，粘合材料7的平均厚度必须仍然小于周边区段3P的平均厚度TH。

粘合材料7可以包括胶水。另外或替代地，粘合材料7可以包括橡胶。

如前所述，光学系统1旨在安装在眼镜镜架中。当光学元件5是电致变色单元时，由薄片3和光学元件5的组合产生的光学系统1是电致变色眼科镜片。在这种优选实施例中，与安装有电致变色眼科镜片的眼镜镜架相对应的眼睛配戴物装置适于基于环境光、光强度或光线的波长通过电子方式改变光透射值。

现在参考图4，现在将描述根据本发明的眼睛配戴物装置11。

眼睛配戴物装置11适于矫正配戴者的视力障碍或屈光不正(也称为屈光异常)。典型地，配戴者患有近视、远视、散光或老花眼。安装在眼睛配戴物装置11中的眼科镜片是基于配戴者的处方数据来设计和制造的。

如图4所示，眼睛配戴物装置11包括镜架13和至少一个光学系统1，比如上文所述和图1所示的光学系统。

镜架13或眼镜镜架适于由配戴者配戴，有利地适于由与用于制造光学系统1的处方数据相关的配戴者配戴。

镜架13包括至少一个镜圈15、至少一个镜腿17、至少一铰链19、和处理器21。

镜圈15被配置为至少部分地容纳光学系统1。典型地，镜圈15包括被配置为容纳和保持光学系统1的上部部分的保持器以及被配置为至少部分地包围光学系统1的下部部分的托架。

如前详述的，光学系统1包括薄片3和光学元件5，薄片3与光学元件5通过粘合材料7彼此结合。另外，在本发明的上下文中，薄片3具有周边肩部9。

因此，镜圈15的内边缘是形状与光学系统1的周边肩部9互补的凹槽。因此，在薄片3与光学元件5之间、更具体地在薄片3的前表面3F与光学元件5的第一表面之间所提供的粘合材料7被隐藏在镜圈15的内边缘内。

镜圈15的凹槽的互补形状既隐藏了粘合材料7层，又牢固地保持了光学系统1。

在图4所示的示例中，镜架13包括两个镜圈15，每个镜圈至少部分地容纳光学系统1。

相似地，图4所示的镜架13包括两个镜腿17。

每个镜腿17通过铰链19连接到镜圈15的一端。更确切地说，镜腿17连接到镜圈15的一端，而另一个镜腿17连接到另一个镜圈15的一端。

镜腿17被配置为放置在配戴者的耳朵上，以便确保当配戴者配戴着眼睛配戴物装置11时眼睛配戴物装置11的稳定性。铰链19使得当配戴者希望配戴眼睛配戴物装置11时可以展开镜腿17，并且当配戴者摘下眼睛配戴物装置11时可以折叠镜腿17。

最后，处理器21被配置为通过电子方式控制光学系统1并修改其某些特性。特别地，当光学系统1包括电致变色单元时，处理器21被配置为修改光透射值。处理器21因此使得可以使眼睛配戴物装置11适于环境光。

为此，眼睛配戴物装置11可以包括被布置为测量环境的某些参数(例如光强度或光线的波长)的传感器。然后使用传感器的测量值来修改光透射值并使其适于环境光。

本领域技术人员已知，传感器可以放置在镜架13上的几个位置。例如，传感器可以布置在镜架13的外侧上，以测量入射在眼科镜片上的光的强度。传感器还可以位于镜架13的内侧上，以测量由眼科镜片透射的光的强度。传感器还可以是指向配戴者的眼睛的相机，以便实时根据瞳孔大小确定由配戴者的眼睛接收的光强度。

测量值可以直接传送到处理器21。然后，处理器21使用存储在存储器中的计算机程序来确定适于环境光的光透射值。替代地，测量值可以传送到远程装置，例如医疗装置，以允许配戴者或医疗保健专业人员确定适当的光透射值。然后将此值传送到处理器21，以相应地控制光学系统1。

现在将参考图5和图6分别描述制造上述光学系统1的系统和方法。

在图5中展示了系统23。

系统23适于基于配戴者的处方数据来制造光学系统1。

系统23包括订购侧25、设计侧27和制造侧29。

订购侧29适于生成眼科处方以矫正个体的视力障碍或屈光不正。眼科处方由医疗保健专业人员(典型地是眼科医生)制定，目的是制造适于个体的眼睛配戴物装置。

眼科处方是一组处方数据，该组处方数据是例如基于在个体的眼科检查或视力测试期间所得到的测量值在订购侧29层面处计算出的。处方数据包括与个体相关的不同信息，比如球镜值、柱镜值、棱镜以及(如果相关)下加光焦度。

一旦生成处方数据，订购侧29将眼科处方传送到设计侧27。

因此，在图6所示方法的步骤S1中，设计侧27接收配戴者的眼科处方。

设计侧27适于基于所接收的配戴者的眼科处方来生成光学系统1的薄片3的设计。

如图5所示，镜片设计单元27包括通信模块31、计算单元33和数据库35。

通信模块31适于与订购侧25通信。更具体地，如前所述，通信模块31适于接收由订购侧25生成和发出的眼科处方。

此外，通信模块31还适于与系统23的制造侧29通信。

如上详述的，本发明的光学系统1包括薄片3和光学元件5。薄片3与光学元件5通过粘合材料7彼此结合。

这里，计算单元33因此适于设计光学系统1的薄片3。

此外，在本发明的上下文中，光学系统1的薄片3具有周边肩部9。周边肩部9限定薄片3的周边区段3P和中心区段3C，周边区段3P的平均厚度TH小于中心区段3C的平均厚度。

因此，根据实施例，计算单元33还可以适于基于由通信模块31接收的配戴者的眼科处方来计算薄片3的周边区段3P的期望最小平均厚度TH_min。

因此，在该方法的步骤S2中，计算单元33基于配戴者的眼科处方来计算周边区段3P的期望最小平均厚度TH_min。

典型地，周边区段3P的期望最小平均厚度TH_min为约0.4mm。

然而，期望最小平均厚度TH_min可以取决于配戴者的处方数据。对最小平均厚度TH_min的调节允许薄片3的前表面3F的曲率具有更好的稳定性，并且减少了开裂或龟裂的风险。

在步骤S3中，计算单元33基于由通信模块31接收的配戴者的眼科处方来生成薄片3的设计。实际上，薄片3旨在满足所接收的眼科处方。步骤S3可以在计算周边区段3P的期望最小平均厚度TH_min的步骤S2之前、与其平行或在其之后执行。

更具体地说，关于在步骤S3过程中生成薄片3的设计，本领域技术人员熟知，为了降低薄片3的制造复杂性，在上游制造半成品镜片(也称为镜片毛坯)。半成品镜片是其仅一个表面已经完成并机加工的镜片。通常，半成品镜片的成品镜片是前表面，然后就可机加工后表面，该后表面因此特定于配戴者。

在这种情况下，当接收到配戴者的眼科处方时，计算单元33选择满足眼科处方的最合适的半成品镜片。可用的预制半成品镜片在数据库(例如数据库35)中列出和引用，并且因此可由计算单元33访问。

在基于处方数据选择最合适的半成品镜片之后，计算单元33计算半成品镜片的未完成表面的设计。因此，计算单元33考虑处方数据和所选择的半成品镜片来生成薄片3的设计。特别地，未完成表面的设计被计算为使得预机加工表面和在表面处理之后的未完成表面的组合满足眼科处方。

在本发明中可以认为，前表面3F对应于用于制造薄片3的半成品镜片的预机加工表面，而后表面3B对应于在机加工之后的半成品镜片的后表面。

此外，在本发明的上下文中，薄片3旨在在制造和机加工之后结合到光学元件5。因此，根据实施例，由计算单元33生成的设计还取决于光学元件5。

例如，当光学元件5包括光学光导时，薄片3可以被设计为使得配戴者的处方数据由薄片3和光学元件5的组合产生。特别地，薄片3的后表面3B的曲率半径可以补偿光学元件5的非零光焦度。

通常，无论光学元件5是包括电致变色单元还是光学光导，优选的是，薄片3的前表面3F的一部分的曲率半径大致等于光学元件5的第一表面的对应面对部分的曲率半径。因此，如果在生成薄片3的设计之前选择光学元件5，则计算单元33不仅根据处方数据而且根据光学元件5以及光学元件5的第一表面的一部分的曲率半径来选择半成品镜片。

例如，薄片3的前表面3F是球面，并且光学元件5的后表面也是球面，具有相同的曲率。这使得薄片3的前表面3F可以独立于镜架的形状或者处方，同时保持在薄片3的前表面3F与光学元件5的对应表面之间的最小距离。因此，制造具有球面前表面的薄片库存是有利的。然后，将薄片3的光学中心相对于镜架正确定位并用磨床制作周边肩部9就足够了。

计算单元33可以进一步适于使用薄片3的设计来预测在对薄片3进行机加工之后周边区段3P的未来平均厚度。

相应地，在该方法的步骤S4中，计算单元33使用在设计步骤S3之后所获得的薄片3的设计来预测在对薄片3进行机加工之后周边区段3P的未来平均厚度。

换言之，计算单元33使用计算机装置、基于在步骤S3中所获取的设计来模拟薄片3的制造。然后，计算单元33模拟薄片3的机加工，以便预测周边区段3P的未来平均厚度。

因此，在步骤S4结束时，计算单元33已确定了周边区段3P的期望最小平均厚度TH_min和所预测的未来平均厚度。

计算单元33可以适于比较这两个厚度值。

在步骤S5中，计算单元33将周边区段3P的最小平均厚度TH_min与未来平均厚度进行比较。

如果周边区段3P的所预测的未来平均厚度小于期望最小平均厚度TH_min，则计算单元33生成薄片3的新设计，使得通过预测确定的周边区段3P的新未来平均厚度大于期望最小平均厚度TH_min。

换言之并如图6所示，如果周边区段3P的所预测的未来平均厚度小于期望最小平均厚度TH_min，则再次实现步骤S3和S4。

例如，在数据库35中选择另一个半成品镜片。替代地或另外，计算单元33通过使用另一种算法针对所选择的半成品镜片的未完成表面生成新设计。另一种可能性是以另一种方式模拟对周边肩部9的机加工，使得新周边区段3P的未来平均厚度大于先前模拟的未来平均厚度。

特别地，该想法是在所生成的设计中局部地增加薄片3的厚度，尤其是在边缘上的厚度，使得随后可以在那里机加工周边肩部9。

一旦已生成了薄片3的新设计并且已实现了预测新周边区段3P的未来平均厚度的步骤，则再次实现步骤S5，以确定关于平均厚度的标准是否被证实，即周边区段3P的所预测的未来平均厚度是否大于或等于期望最小平均厚度TH_min。

有利的是，计算单元33通过相继迭代直到周边区段3P的所预测的未来平均厚度等于期望最小平均厚度TH_min来生成薄片3的新设计。

使周边区段3P的厚度TH最小化使得可以局部地减小薄片3的厚度，并且因此减小光学系统1的厚度。

如图5所示，计算单元33包括存储器37和处理器39。

存储器37被配置为存储计算单元33操作所需的各种程序。特别地，在本发明的上下文中，存储器37被配置为存储包括指令的计算机程序，由处理器39执行这些指令使薄片3的设计得以实现。

最后，数据库35适于存储可由计算单元33访问并允许该计算单元基于处方数据来生成薄片3的设计的信息。例如，如上所述，数据库35存储与半成品镜片相关的数据，更具体地说，存储与每个半成品镜片的预机加工表面的特征相关的数据。

计算单元33可以通过一个或多个输入来访问数据库35。例如，数据库35响应于输入处方数据而返回一个或多个半成品镜片。典型地，至少一个半成品镜片对应于球镜值和柱镜值的关联。

此外，数据库35可以适于存储与光学元件(比如光学元件5)相关的数据。因此，计算单元33可以在步骤S3中生成设计的设计之前来选择在制造和机加工之后旨在结合到薄片3的光学元件5。实际上，如上所述，前表面3F或后表面3B的曲率半径可以取决于光学元件5的第一表面或第二表面的曲率半径。

在生成薄片3的设计之后，设计侧27将所生成的设计传送到制造侧29。所生成的设计例如由通信模块31发出。

制造侧29适于基于由设计侧27的通信模块31生成和发出的薄片3的设计来制造光学系统1。

在步骤S6中，基于从设计侧27接收并由计算单元33生成的设计在制造侧29制造薄片3。

更具体地说，如上所述，在制造侧29检索由计算单元33在数据库35中选择的半成品镜片。例如，半成品镜片储存在镜片毛坯物理储存器中。因此，半成品镜片包括预机加工表面和旨在进行表面处理的未完成表面。

制造侧29适于对半成品镜片的未完成表面进行表面处理，使得在机加工之后，该未完成表面对应于所生成的设计，以满足在订购侧25中所生成的配戴者的眼科处方。典型地，要进行表面处理的未完成表面是半成品镜片的后表面。

制造侧29还包括用于封阻操作、修边操作、表面处理操作、抛光操作以及所有其他必要操作的装置和机床，以制造满足处方的薄片3。从镜片毛坯物理储存器中所检索的半成品镜片开始，执行所需的操作，以便对半成品镜片的后表面进行表面处理，从而获得符合由设计侧27传送的设计的期望薄片3。

然后，在步骤S7中，对薄片3进行机加工，以在薄片3的周边上形成周边肩部9。

如前详述的，周边肩部9可以具有各种形状。

例如，周边肩部9的一部分具有角形状，周边后表面3PB局部地与中心后表面3CB形成角度。在图2C中展示了这种实施例，其中周边后表面3PB和中心后表面3CB局部地形成直角。

替代地或平行地，周边肩部9的一部分具有斜面形状。周边后表面3PB是将周边后表面3PB的边缘连结到中心后表面3CB的倾斜表面。

替代地或平行地，周边肩部9的一部分具有弯曲形状，周边后表面3PB与中心后表面3CB在中心后表面3CB的附近相切。

此外，根据实施例，周边区段3P的平均厚度TH大于或等于在步骤S2中由计算单元33计算的期望最小平均厚度TH_min。有利的是，周边区段3P的平均厚度TH等于期望最小平均厚度TH_min。

此外，在步骤S7结束时，周边肩部9可以进一步被不透明涂层6覆盖。在图2D中展示了此实施例。当光学元件5是电致变色单元时，不透明涂层6是特别有用的，该电致变色单元包括通过胶水滴结合在一起的第一壳体2和第二壳体4。在这种情况下，不透明涂层6使得可以遮住胶水滴和在壳体2、4的边缘上的电连接件两者。

例如，使用涂层涂敷器将不透明涂层6沉积在周边肩部9上，该涂层涂敷器的桶内已填充有EPU(环氧聚氨酯)涂料。然后通过使用涂敷器头将不透明涂层6小心地沉积在周边肩部9上，使得很少或没有不透明涂层6流到薄片3的中心前表面3CF和光学元件5上。在不透明涂层6已在周边肩部9上固化之后，可以用蓝色胶带去除任何多余的不透明涂层6。

最后，在图6所示的方法的步骤S8中，使用粘合材料7将薄片3和光学元件5彼此结合。如前所述，光学元件5可以由计算单元33在数据库35中选择。实际上，光学元件5可以具有在生成薄片3的设计时要考虑的眼科特性。

光学元件5被添加到薄片3，以便为光学系统1提供除了由薄片3提供的眼科特性之外的光学特性。

更具体地说，使用粘合材料7将光学元件5的第一表面结合到薄片3的前表面3F。有利的是，如图3所示，光学元件5的第一表面被结合到薄片3的周边前表面3PF。

根据优选实施例，光学元件5包括电致变色单元。在这种实施例中，光学系统1是电致变色眼科镜片，并且该电致变色眼科镜片的光透射值可以通过电子方式改变。

根据实施例，光学元件5包括光学光导。在这种情况下，光学元件5的第一表面和第二表面是平面表面。

如图3所示，仅在薄片3的周边前表面3PF上提供粘合材料7。因此，在步骤S8结束时，粘合材料7仅与光学元件5的面向周边前表面3PF的周边部分接触。

此外，在步骤S8过程中，可以在粘合材料7内提供一个或多个间隔件，以便保持在薄片3与光学元件5之间的气隙。

有利的是，粘合材料7的平均厚度小于周边区段3P的平均厚度TH。

粘合材料7包括例如胶水和/或橡胶。

本发明具有几个优点。

首先，在薄片上机加工出的周边肩部允许在将光学系统安装在眼镜镜架中之后隐藏粘合材料层并且避免此层暴露。特别地，其形状与周边肩部互补的凹槽隐藏了粘合材料层，并将光学系统牢固地保持在眼镜镜架的镜圈中。

此外，仅在光学系统的周边处，更确切地说，在薄片的周边前表面上施加粘合材料，使得可以防止灰尘和水渗透到薄片与光学元件之间。薄片与光学元件之间的气隙可以通过布置在粘合材料内的一个或多个间隔件来保持。

最后，使周边区段的厚度最小化使得可以局部地减小薄片的厚度，并且因此减小光学系统的厚度。通过相继迭代来计算薄片的设计有利地使得可以使薄片的周边区段的厚度最小化。

Claims (20)

1.一种光学系统(1)，包括：

-薄片(3)，以及

-光学元件(5)，

所述薄片和所述光学元件通过粘合材料(7)彼此结合，

其中，所述薄片具有周边肩部(9)。

2.如权利要求1所述的光学系统，其中，所述周边肩部限定所述薄片的周边区段(3P)和中心区段(3C)，所述周边区段的平均厚度(TH)小于所述中心区段的平均厚度。

3.如权利要求2所述的光学系统，其中，所述周边区段的平均厚度大于在所述薄片与所述光学元件之间的所述粘合材料的平均厚度。

4.如权利要求2或3所述的光学系统，其中，所述周边区段和所述中心区段各自包括面向所述光学元件的前表面，分别称为周边前表面(3PF)和中心前表面(3CF)，

所述周边前表面和所述中心前表面一起形成所述薄片的前表面(3F)。

5.如权利要求4所述的光学系统，其中，仅在所述周边前表面上提供所述粘合材料。

6.如权利要求4或5所述的光学系统，其中，所述薄片的前表面的一部分的曲率半径大致等于所述光学元件的表面的对应面对部分的曲率半径。

7.如权利要求2至6之一所述的光学系统，其中，所述周边区段和所述中心区段各自包括后表面，分别称为周边后表面(3PB)和中心后表面(3CB)，所述周边后表面和所述中心后表面分别与所述周边前表面和所述中心前表面相反，

所述周边后表面和所述中心后表面一起形成所述薄片的后表面(3B)。

8.如权利要求7所述的光学系统，其中，所述周边肩部的一部分具有角形状，所述周边后表面局部地与所述中心后表面形成角度。

9.如权利要求7或8所述的光学系统，其中，所述周边肩部的一部分具有斜面形状，所述周边后表面是将所述周边后表面的边缘连结到所述中心后表面的倾斜表面。

10.如权利要求7至9之一所述的光学系统，其中，所述周边肩部的一部分具有弯曲形状，所述周边后表面与所述中心后表面在所述中心后表面的附近相切。

11.如前述权利要求之一所述的光学系统，其中，所述粘合材料包括胶水和/或橡胶。

12.如前述权利要求之一所述的光学系统，其中，所述光学系统进一步包括在所述粘合材料内的间隔件，以便保持在所述薄片与所述光学元件之间的气隙。

13.如前述权利要求之一所述的光学系统，其中，所述薄片包括根据配戴者的眼科处方设计并经表面处理的后表面以及与所述后表面相反并旨在结合到所述光学元件的前表面。

14.如前述权利要求之一所述的光学系统，其中，所述光学元件包括电致变色单元。

15.如前述权利要求之一所述的光学系统，其中，所述光学元件包括光学光导。

16.如前述权利要求之一所述的光学系统，其中，所述周边肩部被不透明涂层(6)覆盖。

17.一种眼睛配戴物装置(11)，包括：

-至少一个根据前述权利要求之一所述的光学系统(1)，以及

-包括至少一个镜圈(15)的镜架(13)，所述至少一个镜圈至少部分地容纳所述至少一个光学系统，所述镜圈通过铰链(19)连接到至少一个镜腿(17)，

其中，所述至少一个镜圈的内边缘是形状与所述至少一个光学系统的周边肩部(9)互补的凹槽，所述至少一个光学系统的粘合材料(7)因此被隐藏在所述内边缘内。

18.一种制造根据权利要求1至16之一所述的光学系统(1)的方法，所述方法包括以下动作：

-接收(S1)配戴者的眼科处方，

-基于所述配戴者的眼科处方来设计(S3)并然后制造(S6)薄片(3)，

-对所述薄片进行机加工(S7)，以在所述薄片的周边上形成周边肩部(9)，以及

-使用粘合材料(7)将所述薄片和光学元件(5)结合(S8)。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述周边肩部限定所述薄片的周边区段(3P)和中心区段(3C)，所述周边区段的平均厚度(TH)小于所述中心区段的平均厚度，

所述方法进一步包括在制造所述薄片之前的以下动作：

-基于所述配戴者的眼科处方来计算(S2)所述周边区段的期望最小平均厚度(TH_min)，

-使用在设计之后所获得的所述薄片的设计来预测(S4)在对所述薄片进行机加工之后所述周边区段的未来平均厚度，以及

-比较(S5)所预测的未来平均厚度和所述期望最小平均厚度，以及如果所述周边区段的所预测的未来平均厚度小于所述期望最小平均厚度，则生成所述薄片的新设计，使得通过预测确定的所述周边区段的新未来平均厚度大于所述期望最小平均厚度。

20.如权利要求19所述的方法，其中，以迭代方式直到所述周边区段的所预测的未来平均厚度等于所述期望最小平均厚度来生成所述薄片的新设计。

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