具有多个带有多个区的表面的透镜的制作方法
【专利摘要】透镜(1)包括多个光学表面(S1，S2)，其中每个表面由多个活跃区(ZA1，ZA2)与多个分离区(ZS1，ZS2)之间的交替组成。这些表面其中之一的活跃区位于另一表面的分离区旁边。然后将这些光学表面中的至少一个表面的形状适配进这些分离区内以便增大位于活跃区和分离区的会聚处的锐角。因此，可以相对于目标光学功能，以改进的精度制造该透镜。
【专利说明】具有多个带有多个区的表面的透镜
[0001]本发明涉及一种包括多个分区表面的透镜。本发明具体地涉及对已经提出或使用的菲涅耳透镜的一种改进。
[0002]如众所周知的，菲涅耳透镜在具有更小厚度的同时可以具有与光滑表面透镜的光学倍率相等的光学倍率，菲涅耳透镜是一种包括一个或多个分区表面和分区跳跃(jump)的透镜。由此引起的厚度和重量的减小对某些应用(其中的眼科应用)而言是有利的。
[0003]在这些光学表面中的至少一个表面上，菲涅耳透镜包括此光学表面内的相邻区之间的多个弧矢高度跳跃(sagittal height jump)。确切地,对于折射菲涅耳透镜而言，由每个区内的光学表面的曲率以一种几乎独立于此区内的光学表面平行于透镜的光轴的移位的方式产生光学倍率。出于此原因，在其厚度将太大的透镜的多个区中，可以平行于其光轴对该透镜的表面进行移位以便减小透镜的厚度，由此在所讨论的区的界限处的光学表面内创造弧矢高度跳跃。
[0004]然而，为了这种菲涅耳透镜具有足够的光学质量，需要可以根据目标表面在每个菲涅耳区内精确地生产其光学表面，该目标表面对应于光滑表面透镜。
[0005]现在，可以或者通过使用压纹模型的压纹或通过使用模塑嵌件的模塑或者通过菲涅耳透镜毛坯的直接机加工来生产由聚合物制成的菲涅耳透镜的分区表面。对于第一两种工艺而言，这些压纹模型和这些模塑嵌件包括多个主表面，这些主表面对透镜所寻求的分区表面互补。因此，菲涅耳透镜的光学质量取决于实际上是否可以根据目标表面精确地对每个主表面进行机加工。这些压纹模型和这些模塑嵌件最经常地由金属制成并且通过使消减工具在其表面上移动来对其进行机加工。然而，本工具在其工作端处具有一个被限定为赋予其足够刚性和鲁棒性的轮廓。具体地，该工具的工作端具有一个固定的顶尖角和边缘长度，这决定了可以机加工的图案的最小尺寸。针对两个相邻区之间的凹角线上的菲涅耳透镜主表面而言，这些工具尺寸尤其阻止获得目标表面。图1用以下引述展示了这种问题:
[0006]S0:带有菲涅耳区的目标表面，
[0007]100:压纹模型或模塑嵌件，
[0008]10:消减机器工具，本工具的三个位置用于产生弧矢高度跳跃；以及
[0009]S:通过机加工实际获得的示例表面。
[0010]图1示出了实际获得的表面S，如果向前推进工具10直到其到达位于弧矢高度跳跃的底座处的凹角的底部为止，则用工具10的与其攻角相对的背部清除掉过多的材料。相比之下，可以减小工具10的推进以便不超过目标表面Stl，但在这种情况下，缩短了高度跳跃(见用虚线指示的工具10的位置)。
[0011]在压纹或模塑过程中，即使形成菲涅耳透镜的聚合物正确地采用主表面的形状，但结果透镜的光学质量受到主表面与目标表面之间的机加工偏差的限制。
[0012]对于其分区表面被直接机加工的菲涅耳透镜而言，也以类似的方式出现此限制。
[0013]进一步地，对于也具有分区表面、两个相邻区之间具有弧矢高度跳跃的衍射透镜的生产而言，存在同样的困难。
[0014]因此，本发明的一个目的是提供这样的透镜:其光学表面被分成带有中间弧矢高度跳跃的多个区并且其具有改进的光学质量。具体地，本发明的目的是为这种分区表面透镜减少成形和机加工缺陷。
[0015]为此，本发明提供了一种包括至少两个光学表面的透镜，其中每个光学表面相对于该透镜的光轴横向地延伸，从而使得穿过该透镜的光线穿过这两个表面之一然后穿过另一个表面，每个表面包括多个活跃区，在这些活跃区内，本表面的形状被适配成用于针对穿过这些活跃区的光线产生该透镜的光学倍率的至少一部分，其中，本表面的两个不同活跃区之间存在每个表面的弧矢高度不连续性。进一步地，这两个表面的第一表面的活跃区的界限被定位成与这两个表面中的另一表面的活跃区的界限成一条线。
[0016]在本发明的上下文中，表述“与......成一条线”使用起来与“面向”没有
意思上的区别，尤其是在本发明应用在具有曲面底座的透镜上的情况下。因此由表述
“与......成一条线”或“面向”指代的对准是指光线在透镜的两个光学表面之间的传播方
向，以便使用该透镜。确切地，本发明适用于可以或者具有以下内容的光学组件:
[0017]-一个平面底座:对于透镜的每个表面而言，弧矢高度跳跃的尖端或底部位于垂直于光轴的同一平面内。在此第一情况下，这两个表面中的第一表面的活跃区的界限被定位成与这两个表面中的另一表面的活跃区的界限成一条线；或
[0018]-一个曲面底座:对于该透镜的每个表面而言，这些弧矢高度跳跃的尖端或底部位于一个平行于给定参考表面的球面或非球面表面上，被称为底座。在此第二情况下，这两个表面的区当它们沿着垂直于该底座的方向被对准时可以说成是面向。
[0019]实际上，相对于透镜的底座的形状，这些两者情况是等效的。
[0020]此外，在每种平面或曲面底座的情况下，这些弧矢高度跳跃各自具有一个可以平行于该透镜的光轴或相对于此轴倾斜的跳跃方向。当该跳跃方向相对于该光轴倾斜时，优选地沿着此跳跃方向，该第一表面的这些活跃区之间的界限可以被定位成与另一表面的那些活跃区成一条线或面向那些活跃区。
[0021]本发明的透镜特征在于，该第一和第二表面进一步包括多个分离区，这些分离区被安排成使得每个表面由多个活跃区和多个分离区之间的交替组成。此外，该第一和第二表面其中之一的每个活跃区与另一表面的分离区成一条线或面向该分离区。换言之，以一种互补的方式将这两个表面分成多个活跃区和多个分离区。根据此分区，这些活跃区在某种程度上对该透镜的光学倍率的贡献优于这些分离区的贡献。
[0022]根据本发明的透镜的附加特征，这些分离区中的至少一个分离区内的第一和第二表面中的至少一个表面的形状被适配成用于增加以下角中的至少一个角:
[0023]-一个第一角，该角由此表面在该分离区内形成，其中弧矢高度跳跃的方向位于此分离区与一个活跃区之间的界限处，该活跃区与该分离区相邻，
[0024]-一个第二角，该角由此表面在该分离区与一个活跃区之间的界限处形成，该活跃区与该分离区相邻，以及
[0025]-一个第三角，该角由另一表面在此另一表面的活跃区的界限处形成，该界限被定位成与所讨论的分离区成一条线，此第三角由该活跃区内的另一表面形成，其中弧矢高度跳跃的方向位于此活跃区的界限处。
[0026]相对于位于该透镜的给定位置上的并且由通过减去这两个表面的对应弧矢高度获得的假想表面形成的角而考虑这些角度增加中的每一个，用于该假想表面的此角是锐角。最经常地，通过减去实际光学表面的弧矢高度而获得的假想表面是常规的菲涅耳透镜，SP，如本发明之前众所周知的透镜。
[0027]这些角度增加允许用来生产透镜的光学表面的消减机器工具到达位于弧矢高度跳跃的位置上的表面的角的尖端。
[0028]此外，它的(它们的)分离区内的一个或两个光学表面可以(可以)具有多种形状，这些形状被设计成用于对实际获得的表面的形状与所寻求的相应形状之间的机加工差异(这些差异存在于这些活跃区内)进行相互补偿。
[0029]以此方式，该透镜的光学倍率在两个分离开的光学表面(这些表面中的每个表面互补地分成多个活跃区和多个分离区)之间的分布允许改进所生产的透镜的光学质量。
[0030]根据本发明的一项改进，对于本透镜的第一和第二表面中的至少一个表面而言，该表面在本表面的弧矢高度跳跃的至少一侧上、在分离区与活跃区之间的界限处可以具有一种被适配成用于对另一表面的角的尖端处的成形缺陷进行补偿的形状，该角被定位成与所讨论的区的界限成一条线。任选地，可以在该弧矢高度跳跃的两侧实现该表面的形状的适配。因此，相对于该目标表面，可以用改进的精度生产这些光学表面。
[0031 ] 在本发明的各实施例中，可以有利地单独或组合应用以下多项改进中的一项或多项:
[0032]-该第一和第二表面中的每个表面的弧矢高度变化幅度或本表面相对于该底座的偏差在本表面的分离区中的至少一个区内可以比被定位成与所讨论的分离区成一条线的活跃区内的另一表面的弧矢高度变化幅度的25%更小；
[0033]-在每个分离区内，该第一和第二表面中的每个表面可以是平面的或更普遍地对应于该透镜的平面或曲面底座；
[0034]-这些活跃区和这些分离区在该第一和第二表面内可以是同心的；以及
[0035]-对于这些光学表面其中之一的相邻活跃区和分离区之间的界限中的至少一个界限而言，在本界限处的弧矢高度跳跃方向可以与另一表面的相邻活跃区和分离区之间的界限相同的界限的对准方向重合；
[0036]-该透镜的由该第一和第二表面产生的光学倍率的那一部分是由每个表面的活跃区和分离区内的光的折射或衍射引起。换言之，本发明的透镜可以是菲涅耳透镜或衍射透镜类型。
[0037]本发明可以有利地应用于眼科领域，对于该领域而言，对光学质量具有高需求。在这种情况下，该透镜为眼科透镜类型，其中包括眼镜片、接触透镜或眼植入物。这种眼科透镜具有多个附加具体特征，如可以被添加到光学表面的曲率上的基值。
[0038]根据该透镜的一个具体实施例，该透镜可以包括分离开的至少两个透镜部分，其中这些透镜部分中的第一部分形成该第一光学表面而这些透镜部分中的第二部分形成该第二光学表面。这些两个透镜部分被有利地安排成使得这两个光学表面向彼此转动。这种实施例是有利的，因为这两个光学表面相互保护免受源自外部环境的袭击或污垢。根据对这种实施例的一项改进，这两个透镜部分可以具有在该透镜的外围区内互补的图案，这些图案被适配成用于在所述部分的组装过程中产生这两个透镜部分相对于彼此的对准以形成该透镜。
[0039]本发明还涉及一种用于形成透镜的组件，如上所述，其包括被适配成用于分别形成透镜的第一和第二光学表面的两个主表面。具体地，本成形组件可以由一对压纹模型或一对模塑嵌件组成。这些压纹模型或模塑嵌件分别包括该第一和第二主表面。
[0040]鉴于参照附图，本发明的其他特征和优点将从以下非限制性示例实施例的描述中变得明显，其中:
[0041]-图1展示了如在本发明之前存在的对菲涅耳透镜的模塑嵌件进行机加工的困难；
[0042]-图2a为菲涅耳透镜的一个横截面，展示了本发明的一个第一方面；
[0043]-图2b为一对被适配成用于生产根据图2a的菲涅耳透镜的模塑嵌件的一个横截面；
[0044]-图3a为根据本发明的一个第一实现方式的模塑嵌件的一个横截面；
[0045]-针对本发明的另外两种实现方式，图3b和图3c对应于图3a；
[0046]-图4a和图4b对应于图3b,但使用本发明的一项改进；
[0047]-针对该透镜的直接机加工，图5a至图5c以及图6a和图6b分别对应于图3a至图3c以及图4a和图4b ；
[0048]-针对本发明的一种变体，图7对应于图2a；
[0049]-针对旨在组装在眼镜架内的眼科透镜，图8对应于图2a；
[0050]-针对多个不同的弧矢高度跳跃方向，图9a至图9d对应于图2b;以及
[0051]-图10为根据本发明的另一个透镜的横截面。
[0052]出于清晰性的目的，这些图中所示的元素的尺寸不对应于其实际尺寸，并且这些尺寸的比率不是实际比率。此外，仅示出了具有透镜中反复存在的完全相同的功能或形成组件的图案有限的倍数，与实际不相关，以便允许在图中对它们进行放大。最后，不同图中占重要位置的完全相同的参考符号表示完全相同的元素或具有完全相同的功能的元素。
[0053]现在在菲涅耳透镜的生产的背景下对本发明进行详细描述。如众所周知的，这种透镜的光学倍率和可能的散光由该透镜的两个光学表面处的光线的折射引起。然而，将理解到，通过在本领域的技术人员的能力内对本描述进行修改(不需要创造性)，本说明书可以转至衍射透镜的生产。
[0054]出于简明性的目的，还在单片透镜的情况下对本发明进行了描述，但将在将本说明书的结尾指示该透镜可以由多个组装部分组成，带有本发明所应用于的光学表面，由分离开的透镜部分承载这些表面。
[0055]在图2a中，根据本发明的菲涅耳透镜I具有至少两个光学表面S1和S2。平行于透镜I的光轴A-A对这些表面进行移位，从而使得由透过该透镜形成图像的相同光线逐一地穿过它们。例如，相对于这些光线的传播方向，S1和S2可以分别是透镜I的前光学表面和后光学表面。
[0056]如众所周知的，可以由在本表面上的每个点处定义的弧矢高度值定义每个表面S1和S2。简单地,每个表面SpS2的点的弧矢高度是平行于光轴A-A测量的本表面与垂直于轴A-A的参考平面之间的距离。在图2a中，平行于光轴A-A的轴用来对用z表示的弧矢高度进行测量，并且Z1和Z2为这些表面S1和S2的对应弧矢高度值。每个表面Sp S2的弧矢高度Z1和Z2在各区内不断变化，在这些区中，本表面本身是连续的。相比之下，在两个相邻区之间，每个表面沿着这些区之间的中间界限可以在弧矢高度上具有不连续性，带有形成某种程度上的不连续性的弧矢高度跳跃值。每个表面还可以沿着两个区之间的中间界限是连续的，而不是具有相切的平面破裂或沿着此界限的倾斜不连续性。
[0057]根据本发明的一个第一特征，这两个光学表面S1和S2各自以共有的分段被划分开。当这两个表面的分段的区同心时，该透镜的机加工或形成该透镜的元素会更简单，并且可以用车床进行实施。因此，将表面S1分成两个交替的区系，分别是用ZA1指代的活跃区和用ZS1指代的分离区。同样，同时将表面S2分成与分离区ZS2交替的活跃区ZA2。表面S1内的相邻区ZA1AS1之间的界限与光轴A-A以及与表面S2内的相邻区ZA2/ZS2之间的界限对准。在这个意义上，这些区ZA/ZSii间的界限面向这些区ZA2/ZS2之间的界限。此外，表面S1的每个活跃区ZA1被定位成沿着轴A-A与表面S2的分离区ZS2成一条线或面向该分离区。同时，每个分离区ZS1被定位成与活跃区ZA2成一条线。
[0058]如以下将解释的，这两个光学表面的活跃区产生透镜I的大部分或甚至全部的光学倍率和可能的散光。为此，每个表面SpS2在其活跃区ZApZA2中具有合适的曲率值。举例来说，图中所示的光学表面S1和S2对应于发散透镜，因为在这些活跃区ZA1和ZA2内，这些表面对该透镜而言是凹面的。在每个光学表面Sp S2在相应的分离区ZSp ZS2内对透镜I的光学功率和对可能的散光的贡献(被称为菲涅耳贡献)优选地为或者零或者比这些活跃区ZApZA2的贡献更小。确切地，在这些分离区中，无论该底座是平面的还是曲面的，本表面与该底座重合或靠近此底座。实际上，如以下将解释的，相对于对应于其光学倍率和散光值的透镜I的目标表面，当它们为零时，可以将这些表面Sp S2在这些分离区ZSp ZS2内的贡献减少至一种用于对这些活跃区TA、ZA2的贡献的缺陷进行补偿的功能。当这些分离区ZS1, ZS2对该透镜的光学倍率和对散光的贡献为零时，这些表面S1和S2可以是平面的或更普遍地与这些区内的底座重合。
[0059]如众所周知的，表述“与具有两个光学表面的透镜等效的表面”被理解成是指通过减去其光学表面而定义的假想表面Sf:zf = Z1-Z2，其中，Z1为表面S1的弧矢高度，Z2为表面S2的弧矢高度，以及zF为假想表面Sf的弧矢高度，针对该表面减法操作，在被对准成平行于光轴A-A的多个点处考虑这三个弧矢高度Zl`、Z2和^。在此表面减法操作(在固定方向上逐点实施该操作)中，负号对应于这些表面S1和S2相对于穿过透镜I的光线的传播方向的代数定向。在图2a的底部，所示的表面Sf为与同一图中的菲涅耳透镜等效的假想表面。
[0060]由被适配成用于与透镜等效的假想表面Sf的目标表面设置透镜的光学功能。然而,可以通过以下内容以各种方式生产给定的目标表面:通过能够通过从彼此上减去而再生出该假想目标表面的光学表面S1和S2相关联。相对于这些活跃区为每个表面S1、S2的分离区ZSp ZS2提供补偿功能的本发明的特征基于此原理。
[0061]图2b示出了一对可以用于生产图2a中的透镜I的模塑嵌件。分别用参考符号2和3指代这两个嵌件，并且旨在将这些嵌件在模具内放置成面向以便对透镜I的聚合物进行注射模塑。因此，这些嵌件2和3具有与有待生产的透镜I的表面S1和S2对应的多个主表面。出于此原因，图2b中连带着这些区ZApZSpZ^和ZS2 —起示出了这些表面S1和S2。针对模塑嵌件的具体情况首先给出了本说明书，但将理解到，其可以直接转至压纹模型。
[0062]现在依次描述的图3a至图3c对应于用于这些模塑嵌件2和3的本发明的三种单独的实现方式。这些图中的每个图是其沿着再次使用的轴A-A对准的表面S1和S2的放大视图。其还示出了相应的目标表面Stl，以便允许看到本发明提供的改进。这些弧矢高度跳跃的方向还是光轴A-A。
[0063]这些图示出了对这些表面S1和S2，中的一个表面或另一个表面形成的角的修改，通过根据本发明对分离区ZS1内的表面S1进行修改来获得这些修改。然而，将理解到，可以通过将本发明应用于表面S2上来获得完全相同的优点。进一步地，可以将所示的实施例组合在一起以获得它们的对应的优点的组合。
[0064]参考符号10指代用来使用车床生产这些嵌件2和3的消减机器工具。在图3a至图3c中的每个图中指示了本机器工具的位置，本发明允许该位置在这些表面S1或S2中的一个表面或另一个表面上，并且如果采用该目标表面来形成单透镜光学表面，则其相应的工具位置对目标表面Stl将是不可能的。
[0065]图3a中所示的本发明的实现方式是最简单的。当插入表面S1相对于相邻的活跃区ZA1在分离区ZS1内是凹陷的时，该实现方式涉及将机器工具10放置成形成弧矢高度跳跃的底部。首先，假设这些表面Sp S2在相应的分离区内是平面的。表面S1从而在分离区ZS1的本表面与将此区ZS1与相邻的活跃区ZA1分离开的弧矢高度跳跃的方向之间形成一个等于90°的角4。关于目标表面Stl上的相应角Altl，由于与区ZS1成一条线的活跃区ZA2R的表面S2的倾斜，该角小于90°。表面S1上可以将工具10引入远至角A1的尖端，但在目标表面Stl上则不可以将同一工具10引入远至角Altl的尖端(见用虚线指示的工具位置)。
[0066]这两条虚线V I和V 2分别示出了这些区ZSjP ZA2内的表面SjP S2可能的替代性形状，这些形状对应于同一目标表面新角A' 至比角Altl大，并且甚至可以用工具10以一种相对于目标表面Stl的机加工而将被改进的方式生产表面s' !O
[0067]图3b中的 本发明的实现方式涉及到当插入表面S1再次嵌入相对于这些区ZA1的区ZS1内时和当表面S1在所讨论的两个区ZA1和ZS1之间是连续的时，放置机器工具10以在相邻的两个区ZA1和ZS1之间的界限周围生产表面Sp在此分区界限处，表面S1在分别位于分离区ZS1和位于活跃区ZA1内的其多个部分之间形成角A2。此角A2是钝角，即，大于90°，但因为在此位置中的表面S2产生的弧矢高度跳跃，所以目标表面Stl的角A2tl是锐角。针对工具10指示的位置示出了该工具刺入角A2比已经针对目标表面Stl的角A2tl将可能更深。
[0068]最后，图3c中的实现方式涉及另一种配置，其中，这些插入表面S1和S2分别嵌入这些分别相对于这些分离区ZSp ZS2的活跃区TA、ZA2。角A3是该跳跃的方向与位于活跃区ZA2内的表面S2的部分之间的凹锐角，该角由弧矢高度跳跃的位置中的表面S2形成。可以通过以下内容增加此角:通过从区ZA2中的嵌件3上清除过多的材料(用sup指代)并且用区ZS1中的表面S1上自动留下的剩余材料exc对从嵌件3上清除的此过多材料进行补偿。从嵌件3上清除的过多材料sup的厚度轮廓可以有利地对应于工具10的轮廓，从而使得该工具可以刺入远至角A3的尖端。表面S1上留下的剩余材料exc的厚度轮廓优选地对应于该过多清除材料sup的轮廓，从而使得结果假想表面再次与目标表面Stl相一致。因此改变的表面S2的角A3变得比目标表面Stl的角A3tl更大。
[0069]借助于针对这些三种配置因此获得的机加工精确度的改进，相对于目标表面S0,透镜I具有更接近于目标光学功能的光学功能。具体地，因此，对于完全相同的目标表面Stl而言，根据本发明设计的透镜I产生比等效透镜产生更少的散射光，该等效透镜的仅一个面包括相邻的菲涅耳区，没有中间分离区。典型地，对于其中与实际透镜I等效的假想表面Sf不对应于目标表面Stl的条带而言，四因素宽度减少将该值从约88%变至约97%的值，对于与其相比而言，透过该透镜形成图像。
[0070]图4a展示了本发明的改进，在图3b中已经想到的配置的具体情况下。尽管通过本发明已经获得了角A2的增加，但对于工具10而言，可能仍然不能够形成角A2的极限顶点，尤其是当工具10在与该攻角相对侧上具有一个圆角背部时。在这种情况下，在角A2的顶点处，机加工将残留材料留在嵌件2的表面S1上。然后可以通过从嵌件3的表面S2上清除过多的材料来对此残留进行补偿，与角A2成一条线。实际上，本改进将仅针对角A3(图3c)描述的本发明的效果与应用到角A2上的本发明组合起来。出于此原因，在图4a中也用exc指示在嵌件2的表面S1上的残留材料，并且用sup指示从嵌件3的表面S2上清除的过多的材料。因此可以在此改进所应用到的活跃区与分离区之间的界限处以更大的精度获得目标表面Stl。
[0071]在图4a中，已经对嵌件2的表面S1进行了机加工，从而使得所剩余的材料留在这些区ZA1和ZS1之间的界限的任一侧上。图4b示出了以穿过角A2的尖端的工具10的攻角的轨迹生产出表面S1的情况。然后仅在活跃区ZA1内，从嵌件2上清除过多的材料sup。然后将通过补偿的方式留在嵌件3的表面S2上的剩余材料exc限制到分离区ZS2内。
[0072]此外，可以通过在单方向上移动工具10来生产每个表面S1或S2，其中，其攻角被定向成朝着该移动的前面。当使用车床时，此移动方向相对于透镜I可以是径向的、离心的或向心的。因此可以在工具10的两次通过中并且通过在该通过方向的反转过程中反转工具10实施对每个表面S1、S2的机加工，其中，在工具10的移动方向上的每次通过与另一次通过的移动方向相对。
[0073]尽管已经针对模塑嵌件2和3的机加工的情况对本发明进行了描述，但本说明书可以转至透镜I的直接机加工的情况。图5a至图5c以及图6a和图6b展示了用于这种直接机加工的本发明所提供的效益。所考虑的角与图3a至图3c以及图4a和4b中的那些角如此相似以至于不需要对那些解释进行重复。因为透镜I的之间机加工的一些情况，相对于这些光学表面S1和S2，仅对工具10的位置进行了反转:工具10现在在这些表面S1和S2之间包括的间距外。
[0074]然而，对于透镜I而言，以下配置是优选的:其中，分别相对于这些活跃区ZA1或ZA2内的此(这些)相同表面，这些光学表面S1和S2其中之一或两者分别嵌入这些分离区ZS1或ZS2中的至少一个区，这些活跃区分别与所讨论的分离区相邻。对于完全相同的透镜的光学功能而已，然后可以减小透镜I的重量。甚至更优选地，透镜I的光学表面S1和S2中的每个表面可以嵌入每个相对于这些活跃区中的同一表面的每个分离区，这些活跃区与所讨论的分离区相邻。对于该透镜的光学表面的这种配置而言，图7对应于图2a。
[0075]将理解到，已经针对发散菲涅耳透镜详细描述的本发明可以用相同的方式应用于会聚菲涅耳透镜上。
[0076]还将理解到，如图8中所示，本发明可以用相同的方式应用于眼科透镜上。为此，将被称为底座曲率的非零参考曲率值添加到这两个光学表面S1和S2上。这种基值尤其可以结合到用来测量这两个光学表面的弧矢高度的参考表面上。然后，在本领域技术人员使用的术语内可以将该参考表面广泛地称为“底座”。在图8中，Sm指代这种具有非零曲率的底座或参考表面。[0077]图9a和图9b展示了当该参考曲率为零时的本发明的实施例，换言之，当该透镜的底座为平面时，并且9c和图9d展示了当该底座为曲面时的本发明的实施例。在图9a和图9c中的实施例中，被定位成面向的高度跳跃的对准的方向D在这些表面S1和S2上分别垂直与该底座，对于每个表面，用虚线示出了这种情况。因为在图9a中，该底座为平面，所以方向D平行于该透镜的光轴A-A。进一步地，方向D为每个高度跳跃的方向，S卩，这些表面S1和S2中的每个表面的不连续性方向。然而，普遍地，这些高度跳跃的方向可以倾斜相对于垂直与高度跳跃的位置中的底座的方向而倾斜。针对该平面底座，图％中示出了这种可能性，并且针对曲面底座，图9d中示出了这种可能性。在两种情况下，这些高度跳跃的方向再次与被定位成面向的分区界限的对准方向D重合。这种配置是优选的，因为其降低了该透镜的分区结构的可见性和可能由于可见性引起的透镜的使用者的不舒适性。
[0078]还将理解到，本发明可以应用于如下透镜上:每个透镜具有光线依次穿过的两个以上光学表面，例如，三个或四个光学表面。在这种情况下，可以用各种方式组合所有这些光学表面的活跃区和分离区，同时应用本发明的特征。从以上给出的本发明的描述中，本领域的技术人员能够毫无困难地将本发明应用到这种更复杂的透镜上。此外，本发明所应用在其上的光学表面可以暴露在周围环境下或被一透明层(例如，树脂层)覆盖住。这种具有与该透镜的聚合物的折射率值不相同的发光折射率值的层尤其可以保护弧矢高度跳跃结构免受划痕或污垢的沉积。
[0079]还可以通过单独生产随后相互组装以形成完整透镜的多个透镜部分来形成根据本发明的透镜。在这种情况下，可以由该透镜的各个部分支撑本发明应用到其上的光学表面。然后实施其组装以便初始单独部分的活跃区与分离区之间沿着该透镜的光轴的界限对准，以便获得本发明的优点。可以通过使用被限制到该透镜的外围轮廓的粘合剂粘着性地使各部分相互粘合来实施这种组装。
[0080]图10为根据本发明的这种透镜I的横截面视图，该透镜由两个被设计成使得这些分区光学表面S1和S2转向该透镜的内部的透镜部分Ia和Ib组成。参考符号Ic指代这些部分Ia和Ib被粘合在一起所在的外围粘结区。参考符号4指代由其对应的光学表面S1和&外(例如，这些表面周围)的两个透镜部分Ia和Ib支撑的凹凸图案。这些图案4从一个透镜部分到另一个部分互补，从而使得使它们互相拟合保证这些光学表面S1和S2的对准，通过本发明提供此对准。任选地，可以适当地填充这些表面S1和S2之间封闭的空间V以便为透镜I提供附加功能。可以进一步对由此形成的透镜I的外部光学表面(被引用为&和34)进行机加工，以便向该透镜的总光学倍率提供附加贡献。优选地在这两个透镜部分Ia和Ib的最终组装之后实施对一个或两个表面S3和S4的这种机加工。
【权利要求】
1.一种透镜(I)，该透镜包括至少两个光学表面(S1, S2),每个光学表面相对于该透镜的光轴(A-A)横向地延伸，从而使得穿过该透镜的光线穿过这两个表面之一然后穿过另一个表面，每个表面包括多个活跃区(ZA1, ZA2)，在这些活跃区内，所述表面的形状被适配成用于针对穿过所述活跃区的光线产生该透镜的光学倍率的至少一部分，其中，所述表面的两个不同活跃区之间存在每个表面的弧矢高度不连续性， 这两个表面中的一个第一表面的活跃区(ZApZA2)的界限被定位成与所述两个表面中的另一表面的活跃区的界限成一条线， 该透镜的特征在于，所述第一和第二表面(S1;S2)进一步包括多个分离区(ZSpZS2)，这些分离区被安排成使得该第一和第二表面中的每个表面由这些活跃区和这些分离区之间的交替组成， 该第一和第二表面(S1, S2)其中之一的每个活跃区(ZA1, ZA2)与所述第一和第二表面中的另一表面的分离区(ZSpZS2)成一条线，以及 这些分离区(ZS1, ZS2)中的至少一个分离区内的第一和第二表面(S1, S2)中的至少一个表面的形状被适配成用于增加以下角中的至少一个角: -一个第一角(A1),该角由所述表面(S1A2)在所述分离区(ZSpZS2)中形成，其中一个弧矢高度跳跃的方向位于所述分离区与一个活跃区(ZA1, ZA2)之间的界限处，该活跃区与所述分离区相邻， -一个第二角(A2),该角由所述表面(S1, S2)在所述分离区(ZS1, ZS2)与一个活跃区(ZA1, ZA2)之间的界限处形成，该活跃区与所述分离区相邻，以及 -一个第三角(A3),该角由另一表面(SyS1)在所述另一表面的活跃区(ZApZA2)的界限处形成，该界限被定位·成与所述分离区(ZSpZS2)成一条线，所述第三角由所述另一表面在所述活跃区内形成，其中弧矢高度跳跃的方向位于所述活跃区的界限处， 相对于位于该透镜(I)的一个给定位置上的并且由通过减去该第一和第二表面(S1,S2)的对应弧矢高度获得的一个假想表面(Stl)形成的一个角(A1CI，A2tl,A3tl),所述用于该假想表面的角是锐角。
2.如权利要求1所述的透镜，其中，对于该第一和第二表面(S1,S2)中的至少一个表面而言，这些分离区(ZSpZS2)中的至少一个分离区内的所述表面相对于这些活跃区(ZA1,ZA2)内的所述表面是凹陷的，这些活跃区与所述分离区相邻。
3.如权利要求2所述的透镜，其中，对于该第一和第二表面(S1;S2)中的每个表面而言，每个分离区(ZSpZS2)中的所述表面相对于这些活跃区(ZApZA2)内的所述表面是凹陷的，这些活跃区与所述分离区相邻。
4.如以上权利要求中任一项所述的透镜，其中，所述表面的分离区(ZSpZS2)中的至少一个分离区内第一和第二表面(SnS2)中的每个表面的弧矢高度变化幅度比被定位于与所述分离区成一条线的活跃区(ZAnZA2)内的另一表面的弧矢高度变化幅度的25%更小。
5.如权利要求4所述的透镜，其中，该第一和第二表面(S1;S2)中的每个表面是平面的或对应于每个分离区(ZSpZS2)内的所述透镜的一个曲面底座。
6.如以上权利要求中任一项所述的透镜，其中，对于该第一和第二表面(S1;S2)中的至少一个表面而言，所述表面在所述表面的弧矢高度跳跃的至少一侧上、在一个分离区(ZS1,ZS2)与一个活跃区(ZApZA2)之间的界限处具有一种被适配成用于对被定位成与所述界限成一条线的另一表面的角(A2)的尖端处的成形缺陷进行补偿的形状。
7.如以上权利要求中任一项所述的透镜，其中，这些活跃区(ZA1,ZA2)与这些分离区(ZS1, ZS2)在该第一和第二表面(SpS2)中的每个表面内是同心的。
8.如以上权利要求中任一项所述的透镜，其中，对于这些表面(S1;S2)其中之一的相邻活跃区(ZAnZA2)和分离区(ZSpZS2)之间的界限中的至少一个界限而言，在所述界限处的弧矢高度跳跃方向与所述界限与另一光学表面的相邻分离区和活跃区之间的界限的对准方向⑶重合。
9.如以上权利要求中任一项所述的透镜，对于该透镜而言，所述透镜的由该第一和第二表面(S1;S2)产生的光学倍率的那一部分由每个表面的活跃区(ZA1JA2)和分离区(ZA1,ZA2)中的光的折射或衍射引起。
10.如以上权利要求中任一项所述的透镜，该透镜为眼科透镜类型，其中包括眼镜片、接触透镜和眼植入物。
11.如以上权利要求中任一项所述的透镜，包括至少两个分离开的透镜部分(la，lb)，所述透镜部分中的一个第一部分形成该第一光学表面(S1)，并且所述透镜部分中的一个第二部分形成该第二光学表面(S2)，并且该第一和第二透镜部分被安排成使得所述第一和第二光学表面转向彼此。
12.如权利要求11所述的透镜，其中，该第一和第二透镜部分(la，lb)在该透镜的一个外围区内具有互补的图案(4)，所述图案被适配成用于在所述透镜部分的组装过程中产生所述第一和第二透镜部分相对于彼此的对准以形成该透镜。
13.一种用于形成透镜的组件，包括被适配成用于分别形成如权利要求1至12中任一项所述的透镜(I)的第一和第二光学表面(SpS2)的两个主表面。`
14.如权利要求13所述的成形组件，该组件由一对压纹模型或一对模塑嵌件(2，3)组成，所述压纹模型或模塑嵌件分别包括该第一和第二主表面。
【文档编号】G02B3/08GK103826836SQ201280046351
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年9月6日 优先权日:2011年9月20日
【发明者】布鲁诺·费米吉厄, 埃里克·加库因 申请人:依视路国际集团（光学总公司）