CN220367491U - 旨在由配戴者配戴的光学镜片 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及旨在由配戴者配戴的光学镜片。包括：屈光区域，屈光区域具有基于所述配戴者的眼睛的处方的屈光力；多个光学元件，所述多个光学元件具有当在标准配戴条件下配戴所述光学镜片时不将图像聚焦在所述配戴者的所述眼睛的视网膜上的透明光学功能，关注区，所述关注区包括所述光学元件的子集，子集中的每个光学元件在其表面上承载柱镜部件，其中，关注区具有至少50mm2，并且包括在关注区中的每个光学元件的柱镜轴位的取向的标准偏差相对于共同预定义方向小于或等于15°,至少60％的所述光学元件的柱镜轴位具有径向取向或与径向正交的取向；并且至少50％的所述光学元件沿着至少5个同心环定位，所述关注区在至少5个所述同心环上径向地延伸。
Description
技术领域
本披露内容涉及一种旨在由配戴者配戴的光学镜片，该光学镜片包括屈光区域和多个光学元件，该屈光区域具有基于配戴者的眼睛的处方的屈光力，该多个光学元件具有当在标准配戴条件下配戴光学镜片时不将图像聚焦在配戴者的眼睛的视网膜上的透明光学功能。
背景技术
眼睛近视的特征是眼睛将远处的物体聚焦在其视网膜前方。通常使用凹镜片矫正近视，并且通常使用凸镜片矫正远视。
近视(也被称为近视眼)已经成为世界范围内的主要公众健康问题。因此，已做出很大努力来开发旨在减缓近视发展的解决方案。
针对近视发展的目前管理策略中的大多数涉及使用光学离焦来作用于周边视力。这种方式已经获得了极大关注，因为对幼雏和灵长类动物的研究表明，中央凹屈光不正可以通过周边光学离焦来操纵，而无需涉及完整的中央凹。若干方法和产品通过引入这种周边光学离焦来用于减缓近视发展。在这些解决方案中，通过随机对照试验，角膜矫正隐形眼镜、双焦软性和渐进式隐形眼镜、圆形渐进式眼科眼镜、以及具有小透镜阵列的镜片已被证明或多或少有一定效果。
具有小透镜阵列的近视控制解决方案已经被提出了、特别是由申请人提出。这种小透镜阵列的目的是在视网膜前方提供光学模糊的图像，从而触发对眼睛生长的停止信号，同时实现良好的视力。
尽管大多数现有技术的研究集中在小透镜的大小、密度或光焦度的影响上，但发明人已经观察到小透镜可以具有柱镜，并且这种柱镜对配戴者的视力的质量和/或改善近视减缓功能具有影响。
因此，需要提供包括光学元件的光学镜片，这些光学元件具有不将图像聚焦在配戴者的视网膜上的透明光学功能，其中光学元件的柱镜是受控的。
发明内容
为此，本披露内容提出了一种旨在由配戴者配戴(例如，在配戴者眼睛前方)的光学镜片，该光学镜片包括：
-屈光区域，该屈光区域具有基于配戴者的眼睛的处方的屈光力；
-多个光学元件，该多个光学元件具有当在标准配戴条件下配戴光学镜片时不将图像聚焦在配戴者的眼睛的视网膜上的透明光学功能，
-关注区，该关注区包括光学元件的子集，该子集中的每个光学元件在其表面上承载柱镜部件，
其中，关注区具有至少50mm2、例如至少75mm2，并且
包括在关注区中的每个光学元件的柱镜轴位的取向的标准偏差相对于共同预定义方向小于或等于15°、例如相对于共同预定义方向小于或等于10°。
有利地，具有受控的柱镜取向对于配戴者是有利的，特别是它改善了视力的质量和/或光学元件的近视减缓功能。
事实上，控制柱镜取向能够补偿由小透镜在周边视力中产生的散光。因此，根据本披露内容的光学镜片具有改进的精确离焦的质量，特别是由视网膜前方的小透镜产生的光斑的质量。
根据可以单独或组合考虑的进一步实施例：
-关注区包括至少10个光学元件、例如至少20个光学元件、例如至少200个光学元件、例如至少700个光学元件，这些光学元件具有当在标准配戴条件下配戴镜片元件时不将图像聚焦在配戴者的眼睛的视网膜上的透明光学功能；和/或
-至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件具有当在标准配戴条件下配戴光学镜片时(例如当考虑Atchison眼睛模型时)将图像聚焦在人眼的视网膜之外的地方的光学功能；和/或
-至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件的柱镜度的绝对值大于或等于0.1D、例如大于或等于0.2D；和/或
-光学镜片的前表面和后表面之一的至少一部分包括至少一个涂层元件的至少一层，该至少一个涂层元件覆盖放置有光学元件的表面的至少一部分；和/或
-至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件位于光学镜片的表面之一、例如光学镜片的前表面上。
-至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件位于光学镜片的前表面与后表面之间；和/或
-至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件是折射小透镜；和/或
-关注区从光学镜片的光学中心径向地延伸；和/或
-至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件沿着至少5个同心环定位，并且其中，关注区在至少5个同心环上径向地延伸；和/或
-至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件定位在结构化网上，该结构化网是正方形网或蜂窝式网或三角形网或八边形网；和/或
-光学关注区包括光学镜片的光学中心，并且具有至少150mm2、例如至少500mm2；和/或
-光学关注区是以光学镜片的光学中心为中心的圆形区；和/或
-光学关注区是以光学镜片的光学中心为中心的圆形区，该圆形区的半径大于或等于15mm、例如大于或等于20mm、例如大于或等于25mm；和/或
-光学关注区具有至少700mm2、例如至少1250mm2、例如至少1900mm2；和/或
-光学镜片的该至少50％、例如至少90％、例如所有的光学元件的柱镜轴位的取向的标准偏差相对于共同预定义方向小于或等于20°、例如相对于共同预定义方向小于或等于15°、例如相对于共同预定义方向小于或等于10°、例如相对于共同预定义方向小于或等于5°、例如相对于共同预定义方向小于或等于2°；和/或
-至少20％、例如至少40％、例如至少70％、例如所有的光学元件具有相对于共同预定义方向小于或等于5°、例如小于或等于2°的柱镜轴位的取向差；和/或
-光学镜片包括中心区，该中心区对应于以光学镜片的光学中心为中心的区、并且不包括任何光学元件；和/或
-光学镜片包括空白区，该空白区以所述镜片元件的光学中心为中心并且具有大于等于7mm(例如大于或等于8mm)且小于或等于15mm(例如小于或等于12mm)的直径，该空白区不包括任何光学元件；和/或
-屈光区域形成为除了形成为该多个光学元件的区域之外的区域；和/或
-每个光学元件的面积大于或等于0.4mm2且小于或等于5mm2、例如小于或等于4mm2；和/或
-光学元件的总面积相对于光学镜片的表面的总面积的比率大于或等于20％(例如大于或等于30％)且小于或等于80％(例如小于或等于70％)；和/或
-至少50％、例如80％、例如所有的光学元件是多焦点小透镜；和/或
-至少50％、例如80％、例如所有的光学元件是衍射小透镜；和/或
-衍射透镜是毗连的衍射小透镜；和/或
-至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件是漫射小透镜；和/或
-至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件位于光学镜片的后表面上；和/或
-对于半径包括在2mm与4mm之间、包括位于距面向在标准配戴条件下笔直向前注视的使用者的瞳孔的参考系大于或等于所述半径+5mm的距离处的几何中心的每个圆形区，光学元件位于所述圆形区内的部分的面积之和与所述圆形区的面积之间的比率大于或等于20％(例如大于或等于30％、例如大于或等于40％)且小于或等于80％(例如小于或等于70％、例如小于或等于60％)；和/或
-对于半径包括在2mm与4mm之间、包括位于距面向在标准配戴条件下笔直向前注视的使用者的瞳孔的参考系等于所述半径+5mm的距离处的几何中心的每个圆形区，光学元件位于所述圆形区内的部分的面积之和与所述圆形区的面积之间的比率大于或等于20％(例如大于或等于30％、例如大于或等于40％)且小于或等于80％(例如小于或等于70％、例如小于或等于60％)；和/或
-镜片元件进一步包括至少四个光学元件，这些光学元件被组织成至少两组毗连的光学元件；和/或
-每组毗连的光学元件被组织成具有相同中心的至少两个同心环，每组毗连的光学元件的同心环由对应于与所述组中的至少一个光学元件相切的最小圆的内直径以及对应于与所述组中的至少一个光学元件相切的最大圆的外直径限定；和/或
-至少一部分、例如所有的光学元件同心环以镜片元件的设置有所述光学元件的表面的光学中心为中心；和/或
-光学元件的同心环的直径大于或等于9.0mm且小于或等于60mm；和/或
-光学元件的两个相继同心环之间的距离大于或等于0.5mm、例如大于或等于2mm，两个相继同心环之间的距离由第一同心环的外直径与第二同心环的内直径之间的差来限定，第二同心环更靠近镜片元件的周边；和/或
-至少60％、例如至少75％、例如至少90％、例如所有的光学元件的柱镜轴位具有径向取向；和/或
-至少60％、例如至少75％、例如至少90％、例如所有的光学元件的各自柱镜轴位的取向与相对于光学镜片的光学中心的局部径向方向的偏差小于或等于5°、例如小于或等于2°；和/或
-至少60％、例如至少75％、例如至少90％、例如所有的光学元件的柱镜轴位具有与径向正交的取向；和/或
-至少0％、例如至少75％、例如至少90％、例如所有的光学元件的各自柱镜轴位的取向与相对于光学镜片的光学中心的与径向正交的局部方向的偏差小于或等于5°、例如小于或等于2°；和/或
-光学元件进一步包括径向定位在两个同心环之间的光学元件；和/或
-网结构是随机网，例如Voronoid网；和/或
-至少一部分、例如所有的光学元件在两个毗连的光学元件之间具有恒定的光焦度和不连续的一阶导数；和/或
-至少一部分、例如所有的光学元件在两个毗连的光学元件之间具有变化的光焦度和连续的一阶导数；和/或
-光学元件被配置为使得沿着镜片元件的至少一个区段、例如沿着至少十个均匀分布的区段(例如经过镜片元件的光学中心的一个或多个区段)，光学元件的平均球镜从所述区段的点(例如光学中心)朝向所述区段的周边部分增大；和/或
-光学元件被配置为使得沿着镜片的至少一个区段、例如沿着至少十个均匀分布的区段，光学元件的柱镜度从所述一个或多个区段的点(例如光学中心)朝向所述区段的周边部分增大；和/或
-光学元件被配置为使得沿着镜片的至少一个区段、例如沿着至少十个均匀分布的区段，光学元件的平均球镜和/或柱镜从所述区段的中心朝向所述区段的周边部分增大；和/或
-屈光区域包括光学中心，并且光学元件被配置为使得沿着经过镜片的光学中心的至少一个、例如至少50％、例如任何区段，光学元件的平均球镜和/或柱镜度从光学中心朝向镜片的周边部分增大；和/或
-屈光区域包括视远参考点、视近参考点、以及连接视远参考点和视近参考点的子午线，光学元件被配置为使得在标准配戴条件下沿着镜片的任何水平区段，光学元件的平均球镜和/或柱镜从所述水平区段与子午线的交叉点朝向镜片的周边部分增大；和/或
-沿着区段的平均球镜和/或柱镜度增大函数取决于所述区段沿着子午线的位置而不同；和/或
-沿着区段的平均球镜和/或柱镜度增大函数是不对称的；和/或
-光学元件被配置为使得在标准配戴条件下，该至少一个区段是水平区段；和/或
-光学元件的平均球镜和/或柱镜度从所述区段的第一点朝向所述区段的周边部分增大，并且从所述区段的第二点朝向所述区段的周边部分减小，第二点比第一点更靠近所述区段的周边部分；和/或
-沿着该至少一个区段的平均球镜和/或柱镜度增大函数是高斯函数；和/或
-沿着该至少一个区段的平均球镜和/或柱镜度增大函数是二次函数；和/或
-光学元件被配置为使得穿过每个光学元件的光线的平均焦点在距视网膜相同距离处；和/或
-屈光区域形成为除了形成为该多个光学元件的区域之外的区域；和/或
-至少一个、例如所有的光学元件是复曲面折射小透镜；和/或
-光学镜片是经磨边或未经磨边的眼镜镜片；和/或
附图说明
现在将参考附图来描述本披露内容的非限制性实施例，在附图中：
图1展示了根据本披露内容的第一实施例的镜片元件的前视图；
图2展示了根据本披露内容的实施例的镜片元件的轮廓图；
图3展示了根据本披露内容的第二实施例的镜片元件的前视图；
图4展示了在TABO惯例中的镜片的散光轴位γ；
图5展示了在用于表征非球面表面的惯例中的柱镜轴位γAX。
附图中的要素是为了简洁和清晰而展示的，并且不一定是按比例绘制。例如，附图中的一些要素的尺寸可能相对于其他要素被放大，以帮助提高对本披露内容的实施例的理解。
具体实施方式
本披露内容涉及一种旨在由配戴者配戴的镜片元件。
在本说明书的其余部分，可能使用了如“上部”、“底部”、“水平”、“竖直”、“上方”、“下方”、“前”、“后”等术语、或其他指示相对位置的词。在镜片元件的配戴条件下理解这些术语。
在本披露内容的上下文中，术语“光学镜片”可以指未切割的光学镜片或被磨边以配合特定眼镜架的眼镜光学镜片或眼科镜片以及适于定位在眼科镜片上的光学器件。在本披露内容的上下文中，“光学镜片”可以具有涂层，比如硬涂层。
如图1至图3所表示的，根据本披露内容的光学镜片10包括屈光区域12和多个光学元件14。
如图2所表示的，光学镜片至少包括第一表面和与第二表面相反的第二表面。例如，第一表面可以包括形成为朝向物体侧的凸曲面的物体侧表面F1，并且第二表面可以包括形成为具有与物体侧表面的曲率不同的曲率的凹面的眼睛侧表面F2。镜片元件10可以由有机材料、热固性或热塑性材料(例如聚碳酸酯)制成，或者由比如玻璃等矿物材料制成。
如图1至图3所展示的，镜片元件10包括屈光区域12。
屈光区域12具有基于配戴者眼睛的处方(例如，光学镜片适用的人的处方)的屈光力Px。处方例如适于矫正光学镜片的配戴者的眼睛的异常屈光。
术语“处方”应被理解为是指光焦度、散光、棱镜偏差的一组光学特性，这些光学特性是由眼科医生或验光师确定的，以便例如借助于定位于配戴者的眼睛前方的镜片来矫正眼睛的视力缺陷。例如，近视眼的处方包括用于视远的光焦度值和具有轴位的散光值。
处方可以包括配戴者的眼睛没有缺陷并且不向配戴者提供屈光力的指示。在这种情况下，屈光区域被配置为不提供任何屈光力。
屈光区域优选地形成为除了由该多个光学元件形成的区域之外的区域。换言之，屈光区域是与由该多个光学元件形成的区域互补的区域。
如图1和图3所展示的，屈光区域12可以至少包括光学镜片10的中心区。
中心区可以具有大于4mm且小于22mm、例如小于20mm的特征尺寸。
例如，中心区以镜片元件的光学中心为中心，并且具有大于等于7mm(例如大于或等于8mm)且小于或等于15mm(例如小于或等于12mm)的直径。
中心区可以以光学镜片10的参考点为中心。参考点(中心区可以以该参考点为中心)是光学镜片的几何中心和/或光学和/或视近参考点和/或视远参考点中的一个。
优选地，中心区以框架参考点为中心或至少包括框架参考点，该框架参考点面向配戴者在标准配戴条件下直视前方时的瞳孔。
如图1和图3所展示的，中心区可以不含光学元件。
配戴条件应被理解为光学镜片相对于配戴者的眼睛的位置，例如由前倾角、角膜到镜片距离、瞳孔与角膜距离、眼睛转动中心(CRE)到瞳孔距离、CRE到镜片距离、以及包角来定义。
角膜到镜片距离是沿着处于第一眼位的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)在角膜与镜片的后表面之间的距离；例如等于12mm。
瞳孔到角膜距离是沿着眼睛的视轴在其瞳孔与角膜之间的距离；通常等于2mm。
CRE到瞳孔距离是沿着眼睛的视轴在其转动中心(CRE)与角膜之间的距离；例如等于11.5mm。
CRE到镜片距离是沿着处于第一眼位的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)在眼睛的CRE与镜片的后表面之间的距离，例如等于25.5mm。
前倾角是在镜片的后表面与处于第一眼位的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)之间的相交处、在镜片的后表面的法线与处于第一眼位的眼睛的视轴之间在竖直平面上的角；例如等于-8°、优选地等于0°。
包角是在镜片的后表面与处于第一眼位的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)之间的相交处、在镜片的后表面的法线与处于第一眼位的眼睛的视轴之间在水平平面上的角，例如等于0°。
标准配戴条件的示例可以由-8°的前倾角、12mm的角膜到镜片距离、2mm的瞳孔到角膜距离、11.5mm的CRE到瞳孔距离、25.5mm的CRE到镜片距离、以及0°的包角来限定。
更适于年轻配戴者的标准配戴条件的另一示例可以由0°的前倾角、12mm的角膜到镜片距离、2mm的瞳孔到角膜距离、11.5mm的CRE到瞳孔距离、25.5mm的CRE到镜片距离、以及0°的包角来限定。
中心区可以包括光学镜片的光学中心并且具有大于4mm(对应于视网膜侧+/-8°的周边角)且小于22mm(对应于视网膜侧+/-44°的周边角)、例如小于20mm(对应于视网膜侧+/-40°的周边角)的特征尺寸。特征尺寸可以是直径或者是椭圆形中心区的长轴或短轴。
屈光区域12可以进一步至少包括不同于处方屈光力Px的第二屈光力Pp。在本披露内容的意义上，当两个屈光力之差大于或等于0.25D、例如大于0.5D时，认为所述屈光力是不同的。
当处方屈光力Px被确定成补偿配戴者眼睛的近视时，第二屈光力Pp可以大于屈光力Px。
当处方屈光力Px被确定成补偿配戴者眼睛的远视时，第二屈光力Pp可以小于屈光力Px。
屈光区域12可以包括屈光力的连续变化。例如，屈光区域可以具有渐进式多焦点设计。屈光区域的光学设计可以包括：配镜十字，在该配镜十字处，光焦度为负；以及第一区，当配戴者配戴镜片元件时，该第一区在屈光的颞侧延伸。在第一区中，当朝着颞侧移动时，光焦度增大，并且在镜片的鼻侧上，眼科镜片的光焦度与在配镜十字处的基本上相同。在WO 2016/107919中更详细地披露了这种光学设计。
替代性地，屈光区域12中的屈光力可以包括至少一种不连续性。
如图1至图3所展示的，光学镜片10包括多个光学元件14和包括多个所述光学元件14的关注区20。
光学元件10的表面的至少50％、例如至少80％、例如全部可以被涂层元件的至少一层覆盖。涂层元件的该至少一层可以包括选自于由防划痕、防反射、防污垢、防尘、UV30过滤、蓝光过滤、防磨损特征组成的组中的特征。
可以使用任何已知的技术来提供涂层元件的层。例如，可以使用浸涂工艺来提供涂层的层，在该浸涂工艺中光学镜片同时在每个表面上接收涂层的层。
光学元件具有当在标准配戴条件下配戴光学镜片时不将图像聚焦在配戴者的眼睛的视网膜上的透明光学功能。
换言之，当配戴者例如在标准配戴条件下配戴镜片元件时，穿过该多个光学元件的光线将不会聚焦在配戴者的眼睛的视网膜上。例如，光学元件可以聚焦在配戴者的眼睛的视网膜的前方和/或后方。
有利地，不将图像聚焦在配戴者的视网膜上允许产生控制信号，该控制信号抑制、减少或至少减缓配戴镜片元件的人的眼睛的异常屈光(比如近视或远视)的发展。
在本披露内容的意义上，当光学元件在可见光谱(即380nm至750nm)上吸收小于50％、例如小于80％、例如小于95％的光时，认为所述光学元件具有透明光学功能。
关注区20内的每个光学元件14在其表面上承载柱镜部件。
关注区具有至少50mm2、例如至少75mm2，并且包括在关注区中的每个光学元件的柱镜轴位的取向的标准偏差相对于共同预定义方向小于或等于15°、例如相对于共同预定义方向小于或等于10°。
根据实施例，光学关注区包括光学镜片的光学中心，并且具有至少150mm2、例如至少500mm2。光学关注区可以是以光学镜片的光学中心为中心的圆形区。
例如，光学关注区是以光学镜片的光学中心为中心的圆形区，该圆形区的半径大于或等于15mm、例如大于或等于20mm、例如大于或等于25mm。光学关注区可以具有至少700mm2、例如至少1250mm2、例如至少1900mm2。
有利地，每个光学元件具有受控的柱镜取向改善了视力质量和光学镜片的近视或远视减缓功能的质量。
如图1和图3所展示的，关注区包括至少10个光学元件、例如至少20个光学元件、例如至少20个光学元件、例如至少200个光学元件、例如至少700个光学元件，光学元件具有当在标准配戴条件下配戴镜片元件时不将图像聚焦在配戴者的眼睛的视网膜上的透明光学功能。
根据实施例，至少50％、优选地大于80％、更优选地所有光学元件14可以被配置为例如在标准配戴条件下聚焦在配戴者的视网膜之外的其他地方。换言之，该多个光学元件可以被配置为聚焦在配戴者的眼睛的视网膜的前方和/或后方。光学元件的光学功能可以在标准配戴条件下并且考虑常见眼睛模型(例如Atchison眼睛模型)来定义。
至少50％、优选地大于80％、例如所有的光学元件14的形状被配置为在人眼的视网膜前方形成焦散面。换言之，这种光学元件被配置为使得当人在标准观看条件下配戴镜片元件时光通量集中的每个区段平面(如果有的话)位于人眼的视网膜前方。
包括在关注区中的至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件的柱镜度的绝对值大于或等于0.1D、例如大于或等于0.2D。柱镜度的绝对值是光学元件本身的柱镜度的值，所述值是正的或负的。
换言之，包括在关注区中的至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件的柱镜度的绝对值大于或等于-0.1D(例如大于或等于–0.2D、例如小于或等于-0.5D)且小于或等于0.1D(例如小于或等于0.2D、例如小于或等于0.5D)。
根据本披露内容的实施例，至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件是折射小透镜(例如非球面小透镜)，并且光学镜片的至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件的柱镜度的绝对值大于或等于0.1D、例如大于或等于0.2D。
柱镜度的绝对值是光学元件本身的柱镜度的值，所述值是正的或负的。
换言之，至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件是折射小透镜(例如非球面小透镜)，并且光学镜片的至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件的柱镜度的绝对值大于或等于-0.1D(例如大于或等于–0.2D、例如小于或等于-0.5D)且小于或等于0.1D(例如小于或等于0.2D、例如小于或等于0.5D)。
如已知的是，非球面表面上的任一点处的最小曲率CURVmin可以由以下公式来定义：其中，Rmax为局部最大曲率半径，用米来表示，并且CURVmin用屈光度来表示。
类似地，非球面表面上的任一点处的最大曲率CURVmax可以由以下公式来定义：其中，Rmin为局部最小曲率半径，用米来表示，并且CURVmax用屈光度来表示。
可以注意到，当表面局部为球面时，局部最小曲率半径Rmin和局部最大曲率半径Rmax是相同的，并且相应地，最小曲率CURVmin和最大曲率CURVmax也是相同的。当表面为非球面时，局部最小曲率半径Rmin和局部最大曲率半径Rmax不同。
根据最小曲率CURVmin和最大曲率CURVmax的这些表达式，标记为SPHmin和SPHmax的最小球镜度和最大球镜度可以根据所考虑的表面类型来推断。
当所考虑的表面是物体侧表面(又称为前表面)时，这些表达式如下：
且/>
其中，n为镜片的成分材料的折射率。
如果所考虑的表面是眼球侧表面(又称为后表面)时，这些表达式如下：
且/>
其中，n为镜片的成分材料的折射率。
如众所周知的，在非球面表面上的任一点处的平均球镜度SPHmean也可以通过如下公式定义：
因此，平均球镜度的表达式取决于所考虑的表面：
-如果表面是物体侧表面，则
-如果表面是眼球侧表面，则
-还通过公式CYL＝|SPHmax-SPHmin|定义柱镜CYL。
镜片的任何非球面的特性可以借助于局部平均球镜度和柱镜度来表示。
对于非球面表面而言，可以进一步定义局部柱镜轴位γAX。图4展示了如在TABO惯例中定义的散光轴位γ，而图5展示了在被定义用于表征非球面表面的惯例中的柱镜轴位γAX。
柱镜轴位γAX为最大曲率CURVmax的取向相对于参考轴位并且在所选的转动方向上的角度。在以上定义的惯例中，参考轴位是水平的(此参考轴位的角度为0°)并且转动方向在看向配戴者时对于每一只眼而言是逆时针的(0°≤γAX≤180°)。因此，+45°的柱镜轴位γAX的轴位值表示倾斜定向的轴线，在看向配戴者时该轴线从位于右上方的象限延伸到位于左下方的象限。
至少一部分、例如大于50％、优选地所有的光学元件14可以是小透镜，该小透镜具有可内接在直径大于或等于0.2mm(例如大于或等于0.4mm、例如大于或等于0.6mm、例如大于或等于0.8mm)且小于或等于2.0mm(例如小于或等于1.0mm)的圆内的外形形状。
例如，每个光学元件的面积大于或等于0.4mm2且小于或等于5mm2、例如小于或等于4mm2。
光学元件的总面积相对于光学镜片的表面的总面积的比率可以大于或等于20％且小于或等于80％。
如图2所展示的，至少一部分、例如所有的光学元件14可以位于光学镜片的前表面上。镜片元件的前表面对应于镜片元件的面向物体的物体侧F1。
至少一部分、例如所有的光学元件14可以位于光学镜片的后表面上。镜片元件的后表面对应于镜片元件的面向眼睛的眼睛侧F2。
例如当镜片元件被封装在两个镜片衬底之间时，至少一部分、例如所有的光学元件14可以位于光学镜片的前表面与后表面之间。有利地，这为光学元件提供了更好的保护。
对于半径包括在2mm与4mm之间、包括位于距光学镜片的光学中心大于或等于所述半径+5mm的距离处的几何中心的每个圆形区，光学元件14的位于所述圆形区内的面积之和与所述圆形区的面积之比可以包括在20％与70％之间。
光学元件可以随机分布在镜片元件上。
替代性地并且如图1所展示的，光学元件14可以沿着多个同心环组织。光学元件同心环可以是环形环。
有利地，这种配置在减缓配戴者的眼睛的异常屈光与配戴者的视力表现或舒适度之间提供了很大的平衡。
光学镜片可以包括设置成至少两个同心环、优选地多于5个、更优选地多于10个同心环的光学元件。例如，光学元件可以设置成以镜片的光学中心为中心的11个同心环。
光学元件的同心环的直径可以大于或等于9.0mm且小于或等于60mm。
光学元件的两个相继同心环之间的距离可以大于或等于0.5mm、例如大于或等于2mm，两个相继同心环之间的距离由第一同心环的外直径与第二同心环的内直径之间的差来限定，第二同心环更靠近镜片元件的周边。
根据实施例，光学元件呈同心环布置，并且至少60％、例如至少75％、例如至少90％、例如所有的光学元件的柱镜轴位具有径向取向或与径向正交的取向。
例如，至少60％、例如至少75％、例如至少90％、例如所有的光学元件的各自柱镜轴位的取向与相对于光学镜片的光学中心的局部径向方向或与径向正交的方向的偏差小于或等于5°、例如小于或等于2。
镜片元件的同心环上的所有光学元件的直径可以相同。例如，镜片元件上的所有光学元件具有相同的直径。
光学元件在关注区中具有受控柱镜，该关注区可以从光学镜片的光学中心径向地延伸。
如图1所展示的，当光学元件沿着至少5个同心环定位并且关注区在至少5个同心环上径向地延伸时。
替代性地，至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件呈网状(例如结构化网)定位在镜片元件上。结构化网可以是正方形网或六边形网或三角形网或八边形网或蜂窝式网。替代性地，网结构可以是随机网，例如网。
图3展示了其中光学元件定位在蜂窝式网上的实施例。
如图3所展示的，关注区20可以包括光学镜片的光学中心，并且具有至少150mm2、例如至少200mm2。
尽管图3用蜂窝式网展示，但关注区可以在光学元件不同定位的情况下具有至少150mm2。
至少50％、例如至少90％、例如所有的光学元件的柱镜轴位的取向的标准偏差可以相对于共同预定义方向小于或等于20°、例如相对于共同预定义方向小于或等于15°。
至少20％、例如至少40％的光学元件可以具有相对于共同预定义方向小于或等于5°、例如小于或等于2°的柱镜轴位的取向差。
本披露内容还涉及一种用于确定根据本披露内容的光学镜片的光学元件的柱镜取向的方法。
这种方法首先需要测量光学镜片的表面。这种表面测量可以通过触觉表面测量仪器或非接触式仪器执行。
可以使用表面轮廓仪、坐标测量机或非接触式3D光学轮廓仪或任何其他已知的表面测量装置。
取决于所使用的技术，可以测量局部或全局区域。一些选择可以用于测量较大的区域，比如矩形或圆形拼接。目标是测量至少在关注区上的光学元件。
可以测量光学镜片的顶表面或者(多个)涂层下面的表面，或者甚至可以测量封装在光学镜片的前表面与后表面之间的光学元件。例如，可以使用干涉测量法来测量光学元件的表面。在这种情况下，(多个)涂层的折射率应当是已知的，以补偿高度并从中推断出真实的表面。
方法的第二步骤是去除光学镜片的屈光区域的形状。屈光区域的形状应当在任何其他计量操作之前被去除。该步骤可以使用任何已知的用于分析轮廓测量和地形数据的标准解决方案来执行。
屈光区域的形状通常是对应于配戴者的眼睛的处方的旋转形状(柱镜、球镜)。计量师要在进行表面条件参数的计算之前执行调整或形状去除。该操作包括对形状进行建模并将其与所测量的点相关联，然后减去该形状并获得平坦表面。通过球面方程、通过复杂多项式方程、通过滤波或通过使用Zernike多项式的复杂算法来去除自然形状可能是有用的。
当基半径未知时，可以通过最小二乘法进行计算。回归分析中的一种标准方式是通过使每一个方程结果中得到的残差的平方和最小化来近似超定系统的解。
相同的方式可以与包括高于3的幂的多项式一起使用。一种替代性方法是基于正交Zernike多项式的经典子集来定义拟合表面。
以下几个统计参数可以用作确定最佳方法或最佳近似阶数的指标：RMS均方根、平均粗糙度、区域平坦度偏差。
第三步骤是用光学元件创建聚类以执行分析。
可以使用至少三种方法：
o斜率滤波方法，或者
o高度削波(height clip)方法，或者
o直方图方法。
斜率滤波方法包括基于其斜率或从一个像素到周围像素形成的角度来滤波或去除数据。
高度削波方法包括基于相对于所选参考的高度的函数来去除数据。
直方图方法包括基于相对于高度直方图的函数高度来去除数据。
第四步骤是使用正交Zernike多项式确定光学元件的柱镜。
Zernike多项式表达式是本领域技术人员公知的。例如，多项式表达式定义如下：
其中，r是范围从0至1的径向坐标，θ是范围从0至2n的方位角分量，定义了各个多项式系数，/>是相应的归一化因子，并且/>是下面定义的径向多项式。角标n描述了径向多项式的最高幂(阶数)，而角标m描述了正弦分量的方位角频率。
径向函数满足正交性关系：
并且被归一化，使得
正交性仅在单位圆内没有任何“无数据”区域的情况下满足。以下关系用于在极坐标系与笛卡尔坐标系之间进行转换：
θ＝tan-1(y/x)，x＝r cos(θ)，并且y＝r sin(θ)
替代性地，方程(1)可以用偶多项式和奇多项式表达：
其中偶多项式由下式给出：
并且奇多项式由下式给出：
径向多项式一般可以写为：
而归一化因子定义为：
其中，δm0克罗内克δ函数：
在RMS归一化下，多项式是标准正交的，并且拟合系数的正交和(sum inquadrature)等于被拟合函数的能量。
基于Zernike多项式的柱镜度是三阶波前像差，其中在两个正交轴上的光线不会聚焦在同一平面上。Zernike多项式用于计算Seidel结果，必须分析至少9个Zernike项以显示此结果。
基于Zernike多项式的柱镜角度是在仪器坐标系中发生散光的角度。值的范围是±90°。Zernike多项式用于计算Seidel结果，必须分析至少9个Zernike项以显示该结果。
柱镜角度＝0.5arctan(Coef2,-2/Coef2,2)
Zernike或Seidel结果从μm到屈光度的转换是技术人员已知的，并且例如爱思唯尔公司(Elsevier Ltd.)于2018年出版的“Encyclopedia of Modern Optics”SecondEdition[现代光学百科全书，第二版]第5卷第110页中披露了该转换。
用当前可用的测量装置在光学镜片的整个表面上测量小透镜可能是复杂的。本披露内容进一步涉及一种使用当前可用的干涉测量装置测量光学镜片的整个表面的方法。
干涉测量装置能够通过使用叠加波的干涉来提取高度信息(x，y，z数据)的技术来测量光学镜片的表面、特别是光学元件的表面的形状、波纹度、粗糙度。
结合X、Y机动载物台和拼接工艺，可以扩展测量范围，大于初始物镜的视场。
由于根据物镜的斜率的限制，只可能测量光学元件的从光学镜片的中心到周边径向延伸的部分。这允许在从光学镜片的光学中心径向延伸的关注区上进行测量。
然而，不能在一个圆、例如图1所展示的小透镜环上测量。
利用在测量装置上适配的旋转载物台，可以根据旋转位置测量每个小透镜。利用基本的数学过程，可以计算每张照片的实际x、y位置，并且将最终结果拼接起来，以获得在整个小透镜环上的测量。
大多数测量装置使用每个帧的x、y位置来计算最终拼接，因为精度比使用每个帧中的共同数据要好。最后，可以测量光学元件的所有结构，例如图1所表示的11个光学元件环。
此方法还可用于测量封装的光学元件，即包括在光学镜片的前表面与后表面之间、或者在涂层下面的光学元件。
上面已经在不限制总发明构思的情况下借助于实施例描述了本披露内容。在参考前述说明性实施例时，许多另外的修改和变化将对本领域技术人员而言是显而易见的，这些实施例仅以示例方式给出并且并不旨在限制本披露内容的范围，本披露内容的范围仅是由所附权利要求来确定的。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他要素或步骤，并且不定冠词“一(a)或(an)”并不排除复数。在相互不同的从属权利要求中叙述不同的特征这个单纯的事实并不表明不能有利地使用这些特征的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制本披露内容的范围。
Claims (16)
1.一种旨在由配戴者配戴的光学镜片，其特征在于，所述光学镜片包括：
-屈光区域，所述屈光区域具有基于所述配戴者的眼睛的处方的屈光力；
-多个光学元件，所述多个光学元件具有当在标准配戴条件下配戴所述光学镜片时不将图像聚焦在所述配戴者的所述眼睛的视网膜上的透明光学功能，
-关注区，所述关注区包括所述光学元件的子集，所述子集中的每个光学元件在其表面上承载柱镜部件，
其中，所述关注区具有至少50mm2，并且
包括在所述关注区中的每个光学元件的柱镜轴位的取向的标准偏差相对于共同预定义方向小于或等于15°,
至少60％的所述光学元件的柱镜轴位具有径向取向或与径向正交的取向；并且
至少50％的所述光学元件沿着至少5个同心环定位，并且其中，所述关注区在至少5个所述同心环上径向地延伸。
2.根据权利要求1所述的光学镜片，其中，所述关注区包括至少10个光学元件，所述光学元件具有当在标准配戴条件下配戴所述光学镜片时不将图像聚焦在所述配戴者的所述眼睛的视网膜上的透明光学功能。
3.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，至少50％的所述光学元件具有当在标准配戴条件下配戴所述光学镜片时将图像聚焦在人眼的视网膜之外的地方的光学功能。
4.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，至少50％的所述光学元件的柱镜度的绝对值大于或等于0.1D。
5.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，所述光学镜片的前表面和后表面之一的至少一部分包括至少一个涂层元件的至少一层，所述至少一个涂层元件覆盖放置有所述光学元件的表面的至少一部分。
6.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，至少50％的所述光学元件位于所述光学镜片的表面之一上。
7.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，至少50％的所述光学元件是折射小透镜。
8.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，至少60％的所述光学元件的各自柱镜轴位的取向与相对于所述光学镜片的光学中心的局部径向方向的偏差小于或等于5°。
9.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，至少60％的所述光学元件的各自柱镜轴位的取向与相对于所述光学镜片的光学中心的与径向正交的局部方向的偏差小于或等于5°。
10.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，至少60％的所述光学元件的各自柱镜轴位的取向与相对于所述光学镜片的光学中心的与径向正交的局部方向的偏差小于或等于2°。
11.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，所述光学元件的总面积相对于所述光学镜片的表面的总面积的比率大于或等于20％且小于或等于80％。
12.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，所述光学镜片是经磨边或未经磨边的眼镜镜片。
13.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，每个光学元件的面积大于或等于0.4mm2且小于或等于5mm2。
14.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，所述光学元件的同心环的直径包括在大于或等于9.0mm与小于或等于60mm之间。
15.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，光学元件的两个相继同心环之间的距离大于或等于0.5mm，两个相继同心环之间的距离由第一同心环的外直径与第二同心环的内直径之间的差来限定，所述第二同心环更靠近所述光学镜片的周边。
16.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，所述光学镜片具有不含光学元件的区域，所述区域以所述镜片的光学中心为中心、并且具有大于或等于7mm且小于或等于15mm的半径。
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