专利名称：具有小孔的多焦点接触眼镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及眼睛用的镜片。本发明尤其提供了使用不止一个光焦度或焦距并且对于校正远视眼十分有效的镜片。
背景技术：
随着个体年龄的增大，眼睛逐渐不能调节或者弯曲天然的镜片来聚焦到距离观察者较近的物体。这种情况称为远视眼。另外，对于已经去除了其天然镜片并且插入作为替代物的眼内镜片的人而言，完全丧失了这种调节能力。
用来校正眼睛无调节能力的方法之一是单一视觉(mono-vision)系统，其中人体配有一个用于远视的接触眼镜和一个用于近视的眼镜。单一视觉系统允许眼镜配戴者辨别远处和近处的物体，但是，不利的是将导致透视感的严重降低。在另一种多焦点接触眼镜中，一对镜片中每个镜片的视区具有不止一个光焦度。例如，该视区可以具有眼睛同时使用的远距光焦度和近距光焦度。这两种方法都不在视觉分辨率和眼镜配戴者满意度方面提供良好效果。
已经提出了光焦度从近距光焦度到远距光焦度或从远距光焦度到近距光焦度逐渐和连续变化的镜片。这些镜片的优点是它们以平滑的方式从所观察的远距物体到近距物体分布光。但是，当这些镜片移动到到眼睛上，使得镜片与眼镜配戴者视线中心不在一条直线上，从而导致视觉假象或影像的重影。“重影”的意思是眼镜配戴者看到通过该镜片观察的物体以及该物体的模糊影像。因此，需要渐进的设计来克服这一缺陷。
附图简要描述
图1是本发明镜片表面的平视图。
图2描述了渐进镜片的光线追迹模型。
图3描述了本发明镜片的光线追迹模型。
图4描述了渐进镜片的光线追迹模型。
图5描述了本发明镜片的光线追迹模型。
本发明和优选实施例的详细描述本发明提供了用来设计有效校正远视眼的镜片的方法，还提供了包含这种设计方案的镜片，以及制作这种镜片的方法。这种镜片的优点是利用了渐进的设计方案，其中最小化或者消除了影像的重影。另外，该镜片在眼睛上的性能比其他渐进多焦点设计方案更可预测。
在一个实施例中，本发明提供了一种接触眼镜，包含(基本上包括)和由具有渐进光焦度区域的视区组成，该渐进光焦度区域包含(基本上包括)和由远视光焦度区域、近视光焦度区域和它们之间的过渡区域组成，其中基本上不透明的环形环使透射通过该过渡区域的光变暗。
“渐进光焦度区域”表示连续的、非球面的区域，该区域具有远视光焦度区域和近视光焦度区域，以及连接该远、近视光焦度区域的过渡区域，过渡区域具有增加或减少的屈光本领(dioptric power)。“远视光焦度区域”表示具有将眼镜配戴者远视分辨能力校正到需要的程度所需的折射率的区域。“近视光焦度区域”表示具有将眼镜配戴者近视分辨能力校正到需要的程度所需的折射率的区域。
在本发明的镜片中，基本上不透明的环形环覆盖在过渡区域上。“基本上不透明”表示该环形环的不透明度是大约75％到大约100％，其含义是吸收了75到100％的入射光。该环的不透明度的量取决于利用该环而获得的需要的视觉效果与增加不透明度而产生的光损失的平衡。在本发明的镜片中，不透明度的范围优选是大约75到大约95％。环的尺寸基本上与过渡区域的尺寸一致，或者稍微大于过渡区域的尺寸。典型地，过渡区域的直径大约是0.7到大约1.2mm，因此，环的直径大约是0.7到大约1.2mm，优选是0.95到大约1.15mm。不管照明情况如何，环形环的直径都是这样的，以致于在任何情况下该环都不大于眼镜配戴者的瞳孔。
环的不透明度本身可以是渐进的，这表示当从环的外围向其最里面的边缘移动时，不透明度增加。可以利用任何方便的方法通过在镜片表面上涂敷或印刷环来提供该不透明的环。适合用于涂敷或印刷该环的色调和颜料是本领域公知的。可选择地，可以将不透明的环沉积到镜片模具成型表面的需要部分上。“成型表面”表示用于形成镜片表面的模具表面或模具部分。优选地，利用已知方法通过压印(pad printing)实施沉积。
作为又一个可选择的方式，可以通过在镜片材料内包含环形材料层来提供该环。作为再一个可选择的方式，可以通过例如刻蚀来分裂镜片的表面，从而提供不透明环。
图1描述了本发明的镜片10。镜片10具有中心区域11，其为近视光焦度区域，还具有过渡区域(未示出)、覆盖在过渡区域上的环形环12、远视光焦度区域13以及非光学透镜区域14。环形环12具有外围15和最内部边缘16。镜片的操作将示范如下。
图2表示利用ZEMAXTM光线追迹设计软件生成的光点图。模仿了眼睛和具有渐进光焦度的镜片，并且通过它们追踪了2mm孔径瞳孔的光线图案。镜片的直径是14.4mm，并且整个视区的直径为8mm。选择了2mm孔径的瞳孔来提供高亮度的模型，或选择小瞳孔的模型。将光线看作十字22以及瞳孔23和近距图像24。镜片向上偏心大约1000μm并且倾斜7度，这表示镜片的上部向眼睛倾斜，以致于在镜片的该部分与该镜片在眼睛上的原始位置之间，或者与直接通过该镜片凝视时的0度位置之间形成7度的角。在图2中，在顶部形成了近距图像，并且该图像被多个十字围绕，这表示接近该近距图像具有显著的过渡和远距区域能量，该能量会导致眼镜配戴者看到重影图像。
图3中表示了添加了具有大约100％不透明度的环的效果，该环覆盖在实例2的镜片的过渡区域上。过渡区域的中点距离镜片中心大约1.0mm。该不透明环开始于直径大约0.9mm处并且终止于直径大约1.12mm处。如图3所示，没有接近近距图像34的远距和过渡区域能量，这表示眼镜配戴者不会看到重影图像。
图4表示了3.5mm孔径瞳孔的光点图。整个镜片的直径是14.4mm，具有8mm直径的视区。镜片向上偏心大约500μm并且向眼睛表面倾斜2.75度。在图4中，在顶部形成了近距图像，并且该图像被多个十字围绕，这表示接近该近距图像具有显著的过渡和远距区域能量，该能量会导致眼镜配戴者看到重影图像。
在图5中，表示了将具有大约100％不透明度的环添加到镜片的过渡区域上的效果，该效果与图4的镜片相似的，不同之处在于孔径为3.75mm。使孔径变化，以确定在暗淡光中瞳孔放大的情况下该系统的效果。过渡区域的中点距离镜片中心大约1.0mm，并且不透明环开始于大约0.9mm处、终止于大约1.12mm处。如图3所示，没有接近近距图像54的远距和过渡区域，这表示眼镜配戴者不会看到重影图像。
本发明镜片的渐进光焦度区域的设计方案可以由任何方便的设计方案提供。在优选的设计方案中，区域的感光速率和轮廓由下面公式确定Add(x)＝Addpeak*(1/(a*(1+(x/xc)2n)) (I)其中Add(x)是镜片表面上任一点x的实际瞬间增加的光焦度；x是镜片表面上与中心距离x的点；a是常数，并且优选为1；Addpeak是最高峰值的屈光度增加的光焦度，或校正近视所需的增加的光焦度；xc是从远到近距光焦度或者从近到远距光焦度的光焦度过渡的截止半径或中点；n是在1和40之间的变量，优选为在1和20之间的变量；并且Add是等于镜片的近视光焦度与远视光焦度之间的光焦度差的数值。
在公式1中，n是变量，其控制镜片从近到远视光焦度和从远到近视光焦度的渐进斜率。n的数值越小，则渐进将越平缓。
在第二优选实施例中，渐进区域的感光速率和轮廓由下面的公式确定Add(x)＝Addpeak*(1/(a*(1+(x/xc)2)*n) (II)其中Add(x)是镜片表面上任一点x的实际瞬间增加的光焦度；x是镜片表面上与中心距离x的点；a是常数，并且优选为1；Addpeak是最高峰值的屈光度增加的光焦度；xc是截止半径；n是在1和40之间的变量，优选为在1和20之间的变量；并且Add是等于镜片的近视光焦度与远视光焦度之间差值的数值。
在第三实施例中，渐进区域的感光速率和轮廓由下面的公式确定Add(x)＝Addpeak*(1/(a*(1+(x/xc)d)*n) (III)其中Add(x)是镜片表面上任一点x的实际瞬间增加的光焦度；
x是镜片表面上与中心距离x的点；a是常数，并且优选为1；d是在1和40之间的任意值；Addpeak是最高峰值的屈光度增加的光焦度；xc是截止半径；n是在1和40之间的变量，优选为在1和20之间的变量；并且Add是等于镜片的近视光焦度与远视光焦度之间差值的数值。
这个实施例中的“感光速率”和“轮廓”表示光焦度从近到远距光焦度变化的斜率。
在渐进区域设计方案的另一个实施例中，渐进光焦度区域的位置、振幅和宽度由下面公式确定Y=[[8a34a2+P(x+k)2]s]*Add---(IV)]]>其中Y是在表面上任何点x的增加光焦度；x是镜片表面上的点；a是0.5；k是光焦度区域之内的光焦度峰值点；P是控制光焦度区域宽度的系数，其大于大约0并且小于大约15；S是控制振幅的系数，并且其在该区域的外围减少，其大于大约0并且小于大约30；和Add是等于或小于镜片的近视光焦度与远视光焦度之间差值的数值。
“位置”表示光焦度区域相对于瞳孔的位置。“振幅”表示光焦度区域内的光焦度渐进的程度或范围。
在设计渐进区域的另一种方法中，从远视光焦度到近视光焦度和从近视光焦度到远视光焦度的变化率和光焦度变化的轮廓和变化率是变化的。在这个实施例中，渐进区域是这样的，即在远、近视光焦度之间的变化率和光焦度变化的轮廓是根据从包括以下公式的组中选择的公式来确定光焦度＝A-((1-P)x)*A (V)和光焦度＝((1-P)x)*A (VI)其中A是增加的光焦度；P是从0到1的瞳孔分数；和X大于0，优选大于1，更为优选的是2、π或2π。
用于公式V和VI的P按照以下方式确定。最大和最小的瞳孔直径将与从最小到最大的间隔步距一起选择。间隔步距将由设计者的判断选择，但是优选的是适合于促进镜片的制造而进行选择，例如通过计算机数控机床来制造镜片。根据最大直径，就确定了占总直径的百分比P。
公式V用于中心远距镜片的设计方案，这表示远视光焦度位于视区的中心并且近视光焦度位于视区的外围。公式VI用于中心近距镜片的设计方案，或用于近视光焦度位于中心而远视光焦度位于外围的透镜。
可选择地，利用下面公式中的一个，渐进区域可以设计成从远视光焦度到近视光焦度和从近视光焦度到远视光焦度的变化率和光焦度轮廓是变化的光焦度＝A-|Sin(t)x|*A(VII)和光焦度＝|Sin(t)x|*A (VIII)其中A是增加的焦度；t是从90到180度的瞳孔分数；和X大于0，优选的是大于1，更为优选的是2、π或2π。
用于公式VII和VIII的t是通过选择最大和最小瞳孔直径确定的。在线性间隔内，最小直径赋予90度的值并且最大直径为180度。
公式VII用于中心远距设计方案，并且公式VIII用于中心近距镜片。因此，作为又一种渐进区域的设计方案，远、近视光焦度之间的变化率和光焦度变化的轮廓是根据从包括以下公式的组中选出的公式而确定的光焦度＝A-|Sin(t)x|*A(VII)和光焦度＝|Sin(t)x|*A (VIII)其中
A是增加的焦度；t是从90到180度的瞳孔分数；和X大于0，优选的是大于1，更为优选的是2、π或2π。
本发明的设计方案用于制造硬的或软的接触眼镜。优选使用软的接触眼镜，该眼镜由任何适于制造这种镜片的材料制成。除了远和近距光焦度之外，本发明的镜片可以具有多种包含在该表面上的校正光学特性，比如，柱状光焦度。
在本发明的镜片中，渐进光焦度区域可以在物侧表面上或前表面上、眼侧表面上或后表面上，或这两个表面上。渐进光焦度区域具有至少两个不同光焦度的区域，即远和近视光焦度区域，优选的是三个区域，即远、近和中间视觉光焦度区域。由于近视和远视区域光焦度峰值之间的光焦度渐进，可以提供中间光焦度。可选择地，也可以例如利用公式I来设计中间光焦度区域。
渐进光焦度区域优选是旋转对称的。在本发明的镜片中，远、近和中间光焦度是球面或复曲面的光焦度。另外，远、近和中间光焦度区域可以具有任何需要的和实际的尺寸。
本发明的镜片可以通过任何常规的方法形成。例如，其中形成的渐进光焦度区域可以通过利用不同半径的菱形翻转来制造。该区域可以菱形翻转到用于形成本发明镜片的模具中。接着，将合适的液体树脂放置在模具之间，随后将压缩并且固化树脂来形成本发明的镜片。可选择地，该区域可以菱形翻转到镜片的纽扣中。
权利要求
1.一种接触眼镜，包含具有渐进光焦度区域的视区，渐进光焦度区域包含远视光焦度区域、近视光焦度区域和它们之间的过渡区域，其中基本上不透明的环使透射通过该过渡区域的光变暗。
2.根据权利要求1所述的眼镜，其中不透明环包含大约百分之75到大约百分之95的不透明度。
3.根据权利要求1所述的眼镜，其中不透明环包含大约0.7到大约1.2mm的直径。
4.根据权利要求1所述的眼镜，其中不透明环的不透明度从环的外围向环的最里面的边缘增加。
5.根据权利要求1所述的眼镜，其中视区位于镜片表面的前表面或背表面之一上。
6.根据权利要求1所述的眼镜，其中渐进光焦度区域进一步包含中间视觉光焦度区域。
7.根据权利要求1或6所述的眼镜，其中远、近和中间光焦度区域包含球面光焦度。
8.根据权利要求1或6所述的眼镜，其中远、近和中间光焦度区域包含复曲面光焦度。
9.一种设计接触眼镜的方法，包含以下步骤提供具有渐进光焦度区域的视区，该渐进光焦度区域包含远视光焦度区域、近视光焦度区域和它们之间的过渡区域；和在过渡区域中提供使透射通过该过渡区域的光变暗的基本上不透明的环。
10.一种制造接触眼镜的方法，包含以下步骤提供具有渐进光焦度区域的视区，该渐进光焦度区域包含远视光焦度区域、近视光焦度区域和它们之间的过渡区域；和在过渡区域中提供使透射通过该过渡区域的光变暗的基本上不透明的环。
11.根据权利要求10所述的方法，其中通过在镜片表面上涂敷或印刷环来提供该不透明的环。
12.根据权利要求10所述的方法，其中通过在镜片模具成像表面的需要部分上沉积环来提供该不透明的环。
13.根据权利要求10所述的方法，其中通过在镜片材料内包含环形材料层来提供该不透明的环。
14.根据权利要求10所述的方法，其中通过蚀刻镜片的表面来提供该不透明的环。
全文摘要
本发明提供了一种多焦点镜片，其包含基本不透明的环。该镜片的设计方案最小化或消除了影像的重影。另外，镜片在眼睛上的性能比其他渐进的多焦点设计方案更可预测。
文档编号G02C7/04GK1637466SQ20041001046
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月17日 优先权日2003年12月19日
发明者J·H·罗夫曼 申请人:庄臣及庄臣视力保护公司