专利名称：对于宽范围的折射率、基曲线和附加值同一地最优化的渐进多焦点眼镜片的制作方法
技术领域：
渐进镜片构成医用眼镜的一种样式，它具有渐进变化的光功率，同时具有适合于 远视觉(far vision)和近视觉(near vision)的区域(通过其子午线在图3和图4中示 出)，与单焦点镜片或传统镜片(在图1和具有子午线的图2中示出)不同，单焦点镜片或 传统镜片的光功率在其表面的所有点实际上都是恒定的。目前的渐进镜片具有多个视觉区域，但是没有表面不连续性远视觉区域在镜片 的上半部，近视觉区域在镜片的下半部。受关注的对象是任何个人，不管他们的视觉特性如何(正常视力、近视、远视、散 光、或者这些不同视觉种类的任何组合)。平均年龄大约40岁时，所有人都经受已知为“老 花眼”的另一种视觉特性。实际上，这种特性出生即有晶状体是眼睛的一部分，具有适应 性调节(“调焦”)的能力，出生以后晶状体不再血管化，结果其行为有点像树干，随着时间 发展而积累层次，从而导致其硬化，并失去弹性；此外，自然光中含有的紫外光也促成了这 种不可逆的退化。
背景技术：
渐进镜片的制造商解释说(如果特别参照以下专利=FR 2 058 499，参见附图11、 12,13 ；FR 2 617 989，参见附图 5、6 ;FR 2 683 642 ；FR 2 683 643 ；FR 2 699 924，附图 6、7、8、9 ；FR 2 753 805，附图 15 ；FR 2 788 861，附图 6、7 ；美国专利 3 711 191 ；美国专利 3 910 691;美国专利4 055 379 ；美国专利4 315 673 ；美国专利4 606 622 ；美国专利4 946 270 ；美国专利5 270 745 ；美国专利5 488 442 ；美国专利6 832 834 B2 ；美国专利5 784 144;美国专利5 949 519;以及美国专利6 302 540 Bl 来自光学领域专门研究渐讲 镜片的世界领导者)，渐进镜片包括一般称为远视觉区域和近视觉区域的“视觉区域”，在远 视觉区域与近视觉区域之间有中间区域(参见图3中的“视觉区域”)。镜片上部由眼镜佩 戴者用于观看远距离，因此这是远视觉区域；镜片下部由佩戴者用于阅读或观看近处，因此 这是近视觉区域。在远视觉区域与近视觉区域之间的区域称为中间区域、过渡区域、或实际 上称为“通道(corridor)”。渐进子午线是一条虚拟线，当从高向低看和一直向前看时眼镜 佩戴者的视线(gaze)沿着这条虚拟线扫描，也就是通过镜片的中心，其子午线因此通过这 三个视觉区域；为了加强近处阅读时的适应性调节，近视觉区域关于子午线偏离中心(对 每个镜片而言朝向佩戴者的鼻子)(参见图4，视觉区域和子午线以及用于近视觉区域的偏 心轴)。因为这些视觉区域的每一个只表示镜片的一小部分，所以必须特别校准眼镜片相对 于佩戴者视线的定位，以将眼睛与眼镜片之间的“结合”最优化；为此，为视觉区域给出参考 点，已知“FV”用于远视觉，还有其他的常用参考点为用于近视觉的点“NV”、“配合点”等等， 在图8中定义了这些参考点的名称和位置。用目前技术制造的渐进镜片很不完善，因为它们不可避免地产生严重的、不希望 的光学后果，导致渐进镜片的年轻佩戴者难以接受它们，特别是它们具有远视觉区域，在这个区域中，在镜片的中心与外围之间提供校正的变化大到0. 25屈光度(dpt)，并且最重要 的是它们具有近视觉区域，近视觉区域被缩减到镜片下部的单一小部分；这两个区域之间 光功率的差异已知为“附加值(addition) ”，这两个区域之间的过渡区现在的特征为具有良 好校正(因此具有良好视觉)的单一小通道。现在，远视觉区域和近视觉区域包括光功率 值被扭曲的位置，与理想的查找值相比，在镜片上相隔仅几个毫米的一个点与另一个点之 间具有相当于几个屈光度(diopter)的误差；这适用于所有类型的校正和附加值，强烈的 渐进校正具有更大和更显著的光学缺陷值。这些主要的和不可避免的缺陷目前是专门研究 渐进镜片的所有品牌的特征。这就是现有技术的情况。
德国数学家G. Minkwitz在1961年提出的几何定理实际上被渐进镜片专家经常引 用为参考；它详细陈述了至今未变的基于限定的一般概念制造渐进镜片的限制和后果考 虑两个半径不同的球形部分在它们的子午线相切地相交，通过连接它们的“重叠区域”来避 免表面不连续性(更准确和更详细的解释参见下文的“背景技术(概述)”)。对于眼镜佩戴者而言，这些光学校正不充分的大区域对视觉引起静态和动态的扰 动，大大缩减了视觉敏锐的区域，因此这些区域被限制为用于中间视觉和近视觉的两个小 区域，并且限制为用于远视觉的稍大但是仍然不完善的区域，如图4所示。作为这个问题的一般结果，眼镜佩戴者结束仅在渐进镜片的一小部分具有良好 (敏锐)的视觉，因此自然地引起永久的笨拙和不舒适，并且当从一侧向另一侧转动头部时 给佩戴者俯仰振动(pitching)的印象。为了弥补这个问题并试图看得清楚，佩戴者被迫减少眼睛的活动，作为替代，更多 地转动头部，从而进一步增加不舒适，但是俯仰振动效果继续出现，因为不可能通过改变眼 睛的视觉轴来削弱它。作为增加镜片的渐进(或附加值)的功率，也就是远视觉区域与近视觉区域之间 在校正上的差异的一种作用，这些与不适当的光功率相关的缺陷变得更严重一这样进一 步加重了具有较强渐进校正的眼镜佩戴者的不适(因为随着年龄的增长，老花眼问题变得 更加严重，所以当时间慢慢过去时需要更大的附加值或渐进值)。因此这些区域限制了由佩戴者用于视觉的镜片的表面面积，在这些区域中光功率 不适当，并且这些区域构成渐进镜片的大部分面积。这些光功率不适当的区域对应于镜片产生的非线性或变形，校正光功率结束的值 实际上不同于查找值；在镜片这些“不适当”的横向区域中2. 5屈光度的误差值是普通的， 并且这样的误差值非常明显作为参考，值为2. 5屈光度的近视对应于稍微超过1/10的视 觉敏锐度。这些不适当的光学值作为示例提出来，因为应用于镜片的校正值自然对于每个佩 戴者都是特殊的，在个案基础上对这些缺陷的程度有直接影响，但是这种类型的缺陷无一 例外地是目前所有渐进镜片的共同特征。这些缺陷表示，在镜片的较大面积中获得的校正 相距期望的最佳标称校正很远，还表示在多个区域中不适当值在朝向镜片每个横向边缘的 子午线的任一侧总是增加。这些不适当的区域通常用所谓的“等功率”和“等散光”线(图 5)来表示，其中每条线绘出用于光功率的变化的给定值，因此这些线限定了镜片表面上光 学值变化的区域；这些曲线的数量取决于用于测量这些变化的分辨度(尺度)。如图5所示可见，因为上述故意偏离中心的近视觉区域，所以这些区域在子午线的任一侧一般不对称，使得当观看近处某物时，它位于眼睛的聚光轴上(每只眼睛观看同 一点，因此当观看更近的点时眼睛需要进一步聚焦)。
背景技术：
(概述)
为了概述现有技术，目前或“传统”渐进镜片的表面有两个球形区域在用于“远视 觉”的上半部有一个半径为RMax的区域，在用于“近视觉”的下半部有一个半径为RMin的 区域。给定这两个半径RMax与RMin之间的差，并且为了避免在这两个球形部分之间产生 任何不连续性或“跳动”，“重叠”或过渡表面将这两个球形区域连接在一起(否则镜片会出 现不连续性，当从子午线向镜片的每个横向边缘行进时不连续性增加，就像老式的双焦点 镜片那样，参见图6)。因为这种设计利用了“两个互连的球形部分”，所以上球形部分与下球 形部分之间的重叠以不恒定并目.不能恒定的方式得到调节(就像数学家G. Minkwitz在他 1961年的定理中明确限定的那样)，因为两个球形表面之间的半径差意味着调节连接(重 叠)是从子午线到镜片的每个横向边缘连续改变，并且确实是两个球形表面之间的过渡中 的这种连续改变引起具有不受控光学结果的位置，从而在底侧区域中引起大面积的光学异 常，其中过渡变化在子午线的任一侧是最大的。
背景技术：
(总结)目前渐进镜片的缺陷为国际光产业中所有业内领导者和跨国公司所公知(因为 在他们的专利文献中详细描述了这些缺陷，所以这些缺陷是公知的)。总之，现有的渐进镜 片具有公知的明显共同特征缺陷；明显的缺陷留下了能够构思有利改进的余量；因此这种 改进余量本身也是清楚明显的。光学专家常常用术语“设计”来表示渐进镜片中光功率(optical power)和散光 的每个特殊变化；因此，设计用于通过其光学结果来将任一种计算并产生渐进表面的方法 从另一种这样的方法识别和区别开；因此设计体现了结果以及本领域中现行品牌之间的差 异的特征；设计还用于识别给定品牌中的实施例变型，这取决于应用于设计的特定特征。在现有技术的当前实践中，每种品牌经由媒体公开积极促进了多种不同的自有设 计，其基本观点是给定设计适用于某某材料(因此适用于折射率)而不是某些其他材料，或 者某某基曲线(basecurve)范围或者实际上某某附加值；简而言之，设计绝非通用，因为它 们是基于个案基础上最优化的，用于每种应用和折射率值、基曲线以及附加值范围的组合。光学专家知道他们通常称为“基曲线”(简称BC)的是什么；基曲线限定和表示镜 片曲率的外观(实际上不直接涉及曲率半径，而是半径的倒数)。因此，通常的实践是称作 2或4等等的基曲线。因为它是半径的倒数，所以基本值越小，镜片曲率越平坦。在实践中，每个基曲线值对应于这种曲率能用于的屈光度的范围。公知传统渐进镜片设计仅在基曲线的狭窄范围内、并对折射率值和附加值的狭窄 组合操作并产生最佳性能；离开设计所想要的最佳值的中心后光学结果迅速变得不可用； 这是激励每个在市场上有大量设计的制造商的基本要素之一，这些设计直接对立于任何的 通用可能性。
发明内容
与现有技术不同，本发明提供一种新颖的设计，这种设计具有精细优化的特征，产 生的光学结果完全能与目前待售的最高质量渐进镜片相比，同时还具有独特和新颖的在上述变量的宽范围内保持这些最佳质量不变的能力。因此这种设计使得能够对任一种渐进镜 片方案产生查找光功率(looked-foroptical power)，通过作用于镜片的整个表面，来产生 渐进和光功率的受控良好并且实际上等同(virtually identical)的分布，在材料的宽范 围(因此在折射率的宽范围)内这是可能的，例如处于1.498至1.74的范围(这里提及的 值为非穷尽的方式)，对于基曲线值的宽范围，例如处于0. 5屈光度至10. 5屈光度的范围， 以及对于0. 5屈光度至超过3. 5屈光度的附加值范围中的附加值的任意组合。
图1 单焦点眼镜片，光功率。图2 单焦点眼镜片，光功率和子午线。图3 渐进多焦点眼镜片，视觉区域和子午线。图4 渐进多焦点眼镜片，近视觉轴和子午线。图5 渐进多焦点眼镜片，具有等量值的视觉区域。图6 双焦点眼镜片，在近视觉区域与远视觉区域之间具有“阶梯”或“楼梯”视觉 区域。图7 渐进多焦点眼镜片，对位于“配合点”(配合交叉)下方的等散光曲线的0. 5 屈光度值的定位的识别和辨认。图8 渐进多焦点眼镜片，不同的参考点(作为示例，这里的“配合点”在4_处)。
具体实施例方式对于基于这种设计的具有渐进镜片的眼镜的佩戴者而言，这种设计具有卓越的 “耐用性(robustness)，，(其中“耐用性”是光学领域技术人员的常用词汇，用于描绘类似的 或者不变的与一个或多个变量的应用无关的光学性能的特征；已经理解作为一般规则，光 学中使用的方法和结果不是非常耐用，这是因为就最大部分而言，光学是一种已知为物理 学的非线性分支的科学这一事实)，结果，获得的视觉域总是精细优化和实际上等同，与所 应用的上述变量(折射率、基曲线以及附加值)无关。因此这种特别耐用的设计消除了传 统镜片的主要障碍，传统镜片提供的特征是高度可变的，并且强烈取决于所选择的材料和 附加值(因此包括折射率，以及折射率、基曲线和附加值的组合)，必然经受目前的渐进镜 片的主要的棘手的缺陷，作为制造其表面的方式的结果，目前的渐进镜片在不适当的光功 率区域必然包括大的变化。为了避免这些缺陷，这里所述的本发明在完全新颖的基础上产生渐进的表面分布 (即本设计)，从而保证渐进镜片的光学值实际上等同，这应用于上述变量的任意组合。因此本发明提供一种具有几何中心的渐进表面，称为“配合点(fit point) ”或“配 合交叉(fitting cross)”的定位参考可以很等同地位于该几何中心上或者位于该几何中 心上面的任何位置值，与传统的眼镜片(例如专利文献EP 1744202A1)相反且不同。此外，本设计的创新可以在四个实施例中表述，如同权利要求2至权利要求5中所 指定的。这种准通用渐进镜片的设计的基础最初建立在观察通过超级计算机计算的大量 结果上，结果和结论统一于以下表述设想从眼镜佩戴者的视觉轴投射的水平线，一直向前通过镜片的远视觉区域令(X = o&y = +8)，参照图8 ；然后沿着这条线分别向其中心轴的 左方和右方扫描以下线段(segment)从(x = _X/y = +8)到(χ = +X/y = +8)；通过将上述 水平线段定位在等散光值达到0. 5屈光度的表面部分的下方，因此获得这样的表面，其中 X(单位是毫米(mm)) = 40.45-(7.272*A)，向远视觉参考点的左方和右方，其中A表示附加 值(也就是近视觉部分与远视觉部分之间的功率差)，对此，等散光表面的分布对于0. 5屈 光度到4. 00屈光度范围内的任意附加值保持实质上等同，并将此应用于从0. 5屈光度到 10. 5屈光度行进的基曲线的范围，并应用于每个给定的折射率值。
将“人工最优化”应用于这些结果(然而该最优化可以通过计算机来进行)，并通 过调节所得的值，可以进一步改善这些结果。
权利要求
一种渐进镜片，具有渐进光学功率，其特征在于在其位于远视觉参考点下方的表面上、以及至少在从所述远视觉参考点向左方和向右方距离为X＝40.45 (7.272*A)mm的部位上0.5屈光度的等散光限制值，其中A限定功率附加值(即具有远视觉校正的部分与具有近视觉校正的部分之间的功率差)；而其中X限定远视觉中心的轴中的虚拟水平线，其中虚拟水平线形成的线段限定在X的中心轴的任一侧，所述线段限定为从(x＝ X/y＝+8)行进到(x＝+X/y＝+8)，这对于位于0.50屈光度到4.00屈光度范围内的任意附加值功率产生实际上等同的散光值分布，相比于具有变化的等同附加值和选自0.5屈光度到10.5屈光度的基曲线范围以及在整个范围内变化的折射率值(例如对于1.498至1.74的折射率值，这里提及的所述值为非穷尽的方式)。这种在最优化的峰值同时准通用的设计的耐用性是卓越和未知的，计算和设计传统渐进镜片的方法总是很有限并受限于基曲线和附加值的狭窄范围，并且通常只用于单一折射率，通过从光学仪器制造商得到的制造商图表清楚地显示表示该领域状态的这些常见的限制。
2.如权利要求1所述的渐进镜片，其特征在于对于“长”通道样式，通道的渐进长度的 量级为14. 5mm，其中，所述通道的长度限定为“配合点”(配合交叉)与子午线的点之间的 垂直距离，所述子午线的点的平均球面达到所述附加值的标称值的85%。
3.如权利要求1和2所述的渐进镜片，其特征在于对于“中等”通道样式，渐进长度或 通道的量级为13. 5mm(通道长度限定为权利要求2中详细提出的)。
4.如权利要求1和2所述的渐进镜片，其特征在于对于“短”通道样式，渐进长度或通 道的量级为12mm(通道长度限定为权利要求2中详细提出的)。
5.如权利要求1和2所述的渐进镜片，其特征在于对于“极短”通道样式，渐进长度或 通道的量级为10mm(通道长度限定为权利要求2中详细提出的)。
全文摘要
本发明涉及所谓的渐进医用眼镜片。渐进镜片是一种制造眼镜的镜片，用于校正人的视觉缺陷，同时适合于远视觉和近视觉。本发明使得可以将对于宽范围变量精细优化的设计一致化；它使得能够对于任何渐进镜片方案获得查找光功率，同时在镜片的整个表面上控制并获得实际上等同的光学值分布，并能实现这一点对于宽范围的材料(即折射率)例如范围在1.498至1.74的折射率值(这里提及的值为非穷尽的方式)，并且对于折射率、范围为0.5屈光度到10.5屈光度的基曲线、以及在0.5屈光度到大于3.5屈光度的附加值范围内的任何附加值的任意组合。这种设计提供卓越的“耐用性”，从而消除传统渐进镜片的主要障碍，传统渐进镜片提供的特性变化明显，并且高度取决于所选择的材料、基曲线以及附加值。
文档编号G02C7/02GK101952767SQ200980105857
公开日2011年1月19日 申请日期2009年2月17日 优先权日2008年2月20日
发明者毛鲁·戴尔诺贝尔 申请人:瑞士风尼克斯股份有限公司