專利名稱：護(hù)目鏡用偏心非矯正鏡片的制作方法
一般說(shuō)來(lái)，本發(fā)明涉及護(hù)目鏡(eyewear)中用的鏡片，更確切地說(shuō)，涉及為減小光學(xué)畸變用的偏心式非矯正鏡片。
近年來(lái)在護(hù)目鏡領(lǐng)域已經(jīng)作出廣泛的多種改進(jìn)，尤其是針對(duì)預(yù)定用在快速運(yùn)動(dòng)中或者作為流行太陽(yáng)鏡。這些改進(jìn)已被體現(xiàn)在具有單一鏡片的護(hù)目鏡中，例如“Blades”設(shè)計(jì)(Oakley有限責(zé)任公司)，“M框架”系列(Oakley有限責(zé)任公司)，而且“Zero”系列也是由Oakley有限責(zé)任公司生產(chǎn)的。這些護(hù)目鏡設(shè)計(jì)能夠達(dá)到多種功能上的便利，例如同原先的快速運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡相比，能夠最大限度地截取外圍光線，減小光學(xué)畸變，提高佩戴者的舒適水平。
“Blades”護(hù)目鏡的單一鏡片，已把例如在授予Jannard的美國(guó)專利No.4,859,048中公開(kāi)的柱面幾何形狀結(jié)合進(jìn)去。這種幾何形狀能讓鏡片與佩戴者的面部接近一致，并且截取直接來(lái)自佩戴者前方(前向)和外圍(側(cè)向)的光線、風(fēng)、灰塵等。還可參見(jiàn)授予Jannard的美國(guó)專利No.4,867,550(超環(huán)面鏡片的幾何形狀)。
盡管早期的單一鏡片系統(tǒng)能夠提供全面的左右觀察范圍和良好的側(cè)向眼睛保護(hù)，然而光學(xué)畸變的潛能仍然存在。例如在單一鏡片系統(tǒng)中，由佩戴者眼睛到鏡片后表面的入射角度，是隨其視線在橫向方向轉(zhuǎn)動(dòng)而變化的。這就造成比較靠近鏡片前方進(jìn)入的光和在橫向兩端進(jìn)入的外圍光之間根本不同的折光。為了分析棱鏡畸變?cè)?，美?guó)專利4,859,048公開(kāi)了將鏡片厚度由中央部分向側(cè)向邊緣漸漸變薄的措施。
已有技術(shù)的護(hù)目鏡也采用雙鏡片系統(tǒng)，其中兩個(gè)分開(kāi)的鏡片沿著前框架安裝。在此早期的雙鏡片護(hù)目鏡系統(tǒng)中，左右兩鏡片中的每一個(gè)大體上在佩戴時(shí)是共面。因此，當(dāng)觀察正前方時(shí)，佩戴者的視線在光學(xué)區(qū)通常是在鏡片表面的法線上穿過(guò)鏡片后表面。這種鏡片構(gòu)形的缺點(diǎn)之一在于，不使用特殊的修正(例如垂直加長(zhǎng)的眼鏡腿(earstem)或者側(cè)面附件)，該眼鏡實(shí)質(zhì)上無(wú)法提供側(cè)向的眼保護(hù)。
此后雙鏡片系統(tǒng)已被發(fā)展，其中每一鏡片的側(cè)向邊緣圍繞佩戴者頭部側(cè)面由前平面向后彎曲，以便提供類(lèi)似于通過(guò)高遮蔽(wrap)單一鏡片系統(tǒng)達(dá)到的側(cè)向遮蔽。雙鏡片的帶有顯著遮蔽的眼鏡雖然能夠提供側(cè)向的眼保護(hù)，然而鏡片的彎曲通常導(dǎo)致通過(guò)佩戴者觀察角度范圍的可測(cè)出的棱鏡畸變。這在低折射率材料構(gòu)成的鏡片中尤其明顯。此外，高基線(high base)彎曲(例如基線為6或更高)對(duì)于優(yōu)化遮蔽而能保持低斷面有時(shí)雖然是所想望的，然而這樣的鏡片過(guò)去沒(méi)有實(shí)用，由于其具有較高水平的棱鏡畸變。
因此，對(duì)于用在實(shí)質(zhì)上遍及全部視角范圍能夠遮光而且同時(shí)將光學(xué)畸變減至最小的雙鏡片護(hù)目鏡中，作為高基線的并非配方裝配的鏡片的需要，仍然保持。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用在非矯正用的雙鏡片護(hù)目鏡中的眼鏡片。該眼鏡片被利用來(lái)與框架組合，將鏡片支承在佩戴者法向視線的光路中。
該鏡片包括一具有前表面、后表面以及其間厚度的鏡片主體。
該鏡片的前表面與一立體幾何形狀的部分表面一致。最好使該鏡片的前表面基本上與具有第一中心的第一個(gè)球的部分表面一致。該鏡片的后表面基本上與一立體幾何形狀的部分表面一致，該立體幾何形狀可與符合前表面的幾何形狀相同或者不同。最后使此后表面基本上與具有第二中心的第二個(gè)球的部分表面一致。
第一和第二中心是相互偏移的，以將鏡片的厚度尖削(taper)。該鏡片被安裝在框架中，以致于通過(guò)第一和第二中心作出的直線通常與佩戴者的法向視線保持平行。
該鏡片可由鏡片毛坯切成或直接形成其最終構(gòu)形，如通過(guò)技術(shù)上公知的注壓或其它工藝。該鏡片最好靠眼鏡框定位在佩戴者頭部，以使佩戴者的法向視線以大于約95°的角度穿過(guò)鏡片前表面(而且最好在約100°至120°范圍內(nèi))，而能保持鏡片光學(xué)中心線與佩戴者法向視線通常的平行關(guān)系。鏡片的光學(xué)中心線可以通過(guò)或者不通過(guò)鏡片。
本發(fā)明的制做鏡片方法也被公開(kāi)。
本發(fā)明進(jìn)一步的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)，由以下連同所附權(quán)利要求并附圖對(duì)最佳實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述中，將變得顯而易見(jiàn)。


圖1為安裝有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例制做的尖錐形矯正鏡片的護(hù)目鏡透視圖；圖2為沿圖1中2-2線所取的截面圖3為雙鏡片護(hù)目鏡系統(tǒng)用的已有技術(shù)的未變截面鏡片的水平截面示意圖；圖4為雙鏡片護(hù)目鏡系統(tǒng)用的變截面(taper)鏡片的水平截面示意圖；圖5為類(lèi)似圖2，表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的具有更大的基線彎曲的尖錐形矯正鏡片的橫截面圖；圖6為與球的一部分表面相符合的鏡片毛坯的透視圖，表示根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例打算由該毛坯切出的鏡片的外形；圖7為圖6中凹陷的變截面壁球面形狀、鏡片毛坯和鏡片的透視剖視圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例構(gòu)成的鏡片的水平截面圖；圖9為圖8中鏡片的上平面圖，表示與佩戴者有關(guān)的高度遮蔽；圖10為圖9中鏡片和佩戴者的右側(cè)立剖面，表示鏡片傾斜；圖11為根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例，從護(hù)目鏡框架中所想望的方向到鏡片的毛坯，示意表示該鏡片形狀的投影；圖12為圖6中的鏡片和鏡片毛坯旋轉(zhuǎn)以將毛坯機(jī)械中心線法向投影到圖面上的前立視圖。
盡管本發(fā)明的最佳實(shí)施例在下文中將針對(duì)具有“球面的”前后表面(即這些表面基本上與球的一部分表面相符合)的鏡片進(jìn)行討論，然而本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解，本發(fā)明也可應(yīng)用于具有不同表面幾何形狀的鏡片。此外，可以理解，本發(fā)明對(duì)于在佩戴位置時(shí)超出這里表示的許多前立面形狀和定向也具有應(yīng)用。
參見(jiàn)圖1和圖2，所表示的眼鏡10(例如太陽(yáng)鏡)帶有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)成的第一和第二個(gè)鏡片12，14。盡管本發(fā)明在上下文中被表示為具有Eye JacketsTM名稱下以O(shè)akley標(biāo)示的眼鏡設(shè)計(jì)，然而本發(fā)明只涉及鏡片的彎曲、尖錐形狀及在佩戴者頭上的方向。因此，圖1中揭示的鏡片形狀對(duì)于本發(fā)明并非關(guān)鍵性的。相反，與本發(fā)明結(jié)合可以構(gòu)成的其它許多形狀和構(gòu)形的鏡片，基于此處的公開(kāi)將變得顯而易見(jiàn)。
同樣，圖中表示的特定安裝框架16對(duì)于本發(fā)明并不是主要的?？蚣?6可以只聯(lián)合鏡片12及14的下緣，只聯(lián)合鏡片的上緣，或者如圖所示聯(lián)合整個(gè)鏡片。另一方面，框架16可以聯(lián)合這些鏡片的其它部分，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯見(jiàn)的。根據(jù)本發(fā)明也可以構(gòu)成無(wú)框架的眼鏡，只要鏡片在佩戴者頭部的方向基本上保持在與法向視線為預(yù)定的關(guān)系，如下文將要討論的那樣。然而最好是將鏡片12，14中的每一個(gè)安裝在如圖所示的環(huán)形軌道中。
一對(duì)眼鏡腿20及22可回轉(zhuǎn)地固定在框架16上。另一個(gè)辦法是，可以將眼鏡腿20及22直接固定在鏡片12及14上?？蚣芸梢园ǘ喾N金屬，合成材料或者比較堅(jiān)固的可被模壓的熱塑性材料的任一種，這在本領(lǐng)域是公知的，并且可以是透明的或者多種顏色中的任一種。注壓、機(jī)加工以及其它結(jié)構(gòu)工藝，在本領(lǐng)域是公知的。
根據(jù)本發(fā)明的鏡片，可以通過(guò)本領(lǐng)域公知的多種工藝方法中的任一種來(lái)制造。
具有代表性的是，光學(xué)性能高的鏡片是從預(yù)成型注壓的鏡片毛坯中切出來(lái)的。由于左右鏡片最好彼此為鏡面反射象，故下文通常將只討論右鏡片。另一種辦法是，可以將鏡片直接模壓成最后的形狀和尺寸，使其不需要后期的模壓切割步驟。
鏡片或由其切成鏡片的毛坯最好是注壓的，并且由比較堅(jiān)固的而且光學(xué)上合格的材料構(gòu)成，例如聚碳酸酯。其它聚合的鏡片材料也可以使用，例如CR-39和技術(shù)上公知的多種高折射率塑料。本發(fā)明的偏心的尖錐形矯正也可適用于玻璃鏡片，雖然在這方面對(duì)矯正的需要非玻璃材料中一般更加明顯。
如果鏡片準(zhǔn)備由鏡片毛坯切成，那么模壓出來(lái)的鏡片毛坯精心預(yù)選部分的尖削和彎曲，將根據(jù)下文描述的最佳制造過(guò)程被轉(zhuǎn)移給鏡片。最好讓框架配有狹縫或其它固定裝置，以與鏡片模壓出來(lái)的彎曲配合而將對(duì)模壓彎曲的偏差減至最小，甚至對(duì)保持模壓時(shí)彎曲有所改善。
另一個(gè)辦法是，鏡片或者鏡片毛坯可以模壓或者由通常為平的被尖削了薄板坯料切成，然后根據(jù)本發(fā)明彎成彎曲的形狀。此彎曲的形狀隨后可以通過(guò)使用比較堅(jiān)固的彎曲框架予以保持，或者通過(guò)將彎曲的薄片加熱以保持其彎曲的形狀，如熱成型技術(shù)中公知的那樣。
最為可取的是，鏡片兩個(gè)表面的彎曲在鏡片毛坯模壓和拋光的工藝過(guò)程產(chǎn)生，而且鏡片的形狀是根據(jù)以下描述的本發(fā)明由毛坯切成的。
參見(jiàn)圖2，本發(fā)明的鏡片14，其特征在于它在水平面內(nèi)為由中央邊緣24至側(cè)向邊緣26延伸的通常為弓形的形狀，至少貫穿佩戴者觀察范圍的一部分而且最好基本上貫穿其全部。在雙鏡片系統(tǒng)中，該鏡片從中央邊緣24至側(cè)向邊緣26的弧長(zhǎng)，通常約在
英寸至
英寸的范圍內(nèi)，而且最好約在2英寸至3英寸的范圍內(nèi)。在一最佳實(shí)施例中，鏡片的弧長(zhǎng)約為
英寸。
鏡片12及14的外表面雖然看起來(lái)似乎被表示位于共同的圓31上面，然而左右鏡片通常將被傾斜，以致于每一鏡片的中央邊緣將落在圓31的外側(cè)，側(cè)向邊緣將落在圓31的內(nèi)側(cè)。讓鏡片這樣傾斜，可以增大θ角(圖2)并提高本發(fā)明客觀需要達(dá)到的光學(xué)矯正。
當(dāng)被佩戴時(shí)，鏡片14至少應(yīng)當(dāng)橫過(guò)佩戴者法向視線27延伸，并且最好能基本上跨過(guò)佩戴者的外圍視區(qū)。如這里使用的那樣，佩戴者的法向視線，應(yīng)指佩戴者眼睛向正前方投出的一條線，不論是在垂直還是水平平面內(nèi)基本上沒(méi)有角度偏差，如圖9及10中線130表示的那樣。
鏡片14配有前表面28和后表面30，而且其間的厚度是變化的。對(duì)于聚碳酸酯鏡片來(lái)說(shuō)，鏡片14在其中央邊緣24區(qū)域內(nèi)的厚度通常約在1mm至2.5mm的范圍內(nèi)，并且最好約在1.5mm至1.8mm的范圍內(nèi)。在最佳實(shí)施例中，鏡片14最厚的部分是在光學(xué)中心線上或其附近，而且約為1.65mm。
鏡片14的厚度最好是一頭平滑地逐漸變薄的，然而并不需要線性地，而由貼近中央邊緣24處的最大厚度至側(cè)向邊緣26處比較小的厚度是逐漸變薄的。鏡片在側(cè)向邊緣26附近的厚度通常約在0.635mm至1.52mm的范圍內(nèi)，并且最好約在0.762mm至1.27mm的范圍內(nèi)。在一最佳的聚碳酸酯實(shí)施例中，鏡片在中間區(qū)內(nèi)具有的最小厚度約為1.15mm。在側(cè)向邊緣26處的最小厚度，通常是由鏡片所希望的抗沖擊強(qiáng)度決定的。
圖3示意表示已有技術(shù)鏡片41的折光作用，該鏡片帶有圓形的內(nèi)側(cè)及外側(cè)表面的水平截面，具有均勻的厚度44。使用這樣的鏡片41，光線從鏡片41到眼睛46的入射角度，在遍及視線的角度范圍內(nèi)將發(fā)生變化。例如為便于敘述起見(jiàn)以一條居中的光線50表示的光線，以與法線成α角射到鏡片41上。如本領(lǐng)域公知的那樣，光在透射表面上的彎曲，部分地取決于光線的入射角度。光線50在鏡片41的每一外表面52和內(nèi)表面54上將沿相反方向折射或彎曲，其結(jié)果是透過(guò)的光線56與入射光線50平行。透過(guò)的光線56相對(duì)于入射光線50的光路則橫向位移一距離58。此位移代表一次光學(xué)畸變?cè)础?br> 此外，由于在側(cè)向一端60處光線以更大的角度β入射，故在該處的折射位移甚至更加顯著。如光學(xué)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員很容易理解的那樣，根據(jù)斯涅耳折射定律，外圍的入射光線62比居中的入射光線50經(jīng)受更大的位移。此外圍光線位移64與居中光線位移58之間的偏差，將造成二次光學(xué)畸變。此二次畸變可以引起通過(guò)鏡片41較側(cè)向部位看到的象出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的扭曲。
圖4示意表示具有變截面厚度的鏡片71，以便如授予Jannard的美國(guó)專利No.4,859,048中的單一鏡片系統(tǒng)的上下文中公開(kāi)的那樣，對(duì)于鏡片41側(cè)向端60(圖3)處更大的入射角進(jìn)行補(bǔ)償。變截面能在側(cè)向一端76處產(chǎn)生出的鏡片厚度74比在更居中點(diǎn)80處的鏡片厚度78要小。此較小的厚度74，能夠減小其外圍光線位移82相對(duì)于通過(guò)圖3中無(wú)尖削鏡片41的外圍光線位移64的量。換句話說(shuō)，變截面鏡片71在其側(cè)向一端76附近比較小的鏡片厚度74，能夠相對(duì)于厚度78和在更居中點(diǎn)80處的入射角α′將較大入射角β′進(jìn)行某種程度的補(bǔ)償。
在同一鏡片71上得到的外圍光線位移82和居中光線位移84之間的差異，并不象圖3中對(duì)應(yīng)的差異那樣大，于是將使其二次光學(xué)畸變減小。應(yīng)當(dāng)注意，二次畸變矯正的程度，取決于由頂點(diǎn)85至每一側(cè)向端76變截面的方式、程度和在同樣范圍內(nèi)改變?nèi)肷浣欠绞街g的相互關(guān)系。
圖4中的鏡片71被表示為似乎它被安裝在框架(未表示)之中，以致于佩戴者的法向視線86是在鏡片頂點(diǎn)或者機(jī)械中心85處垂直通過(guò)鏡片71的。換而言之，對(duì)于佩戴者的法向視線來(lái)說(shuō)，對(duì)鏡片法線的入射角為零。在該截面圖中，鏡片71的外表面和內(nèi)表面符合偏移的、等半徑的圓，分別以其中心點(diǎn)87和88表示。通過(guò)中心點(diǎn)87和88作的直線在此被稱之為鏡片的光學(xué)中心線，其與佩戴定向時(shí)的法向視線共線。為便于敘述，此傳統(tǒng)形狀應(yīng)被定義為中心定向的鏡片。沿圓周順時(shí)針或者反時(shí)針旋轉(zhuǎn)法向視線86，對(duì)鏡片法線的入射角將按照固定方式由鏡片頂點(diǎn)85處的零逐漸增大。為了審美設(shè)計(jì)的原因，為了側(cè)向保護(hù)眼睛免受飛行碎片損傷，或者為了遮住周?chē)饩€，高度遮蔽可能是所期望的。遮蔽可以通過(guò)利用貼緊的水平彎曲(高基線)鏡片(例如半徑小的球面鏡片)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)將每一鏡片安裝在一定位置，使其沿橫向以及相對(duì)于中心定向的雙鏡片向后傾斜來(lái)達(dá)到。這種傾斜改變了法向視線86與光學(xué)中心線的共線關(guān)系，而且改變鏡片的光學(xué)作用。其結(jié)果是，在佩戴者面部?jī)蓚?cè)附近具有實(shí)質(zhì)性“遮蔽”作用的已有技術(shù)的雙鏡片護(hù)目鏡，通常伴有某種程度的棱鏡畸變。
根據(jù)本發(fā)明提供一種改進(jìn)的光學(xué)結(jié)構(gòu)和方法，以將棱鏡畸變減至最小。雖然本發(fā)明可以應(yīng)用于各種各樣的鏡片形狀和取向，然而本發(fā)明對(duì)于采用高基線彎曲且在佩戴定向時(shí)顯示出高度遮蔽的護(hù)目鏡具有特殊的應(yīng)用。
參見(jiàn)圖2及5，所表示的護(hù)目鏡包括傾斜的鏡片12和14或者102和104，被安裝在相對(duì)于常規(guī)的中心定向的雙鏡片安裝為橫向旋轉(zhuǎn)的位置上。傾斜的鏡片可被設(shè)想為相對(duì)佩戴者頭部具有一定方向性的，它可以從帶有中心定向鏡片的常規(guī)雙鏡片護(hù)目鏡開(kāi)始，通過(guò)在太陽(yáng)穴處將框架向內(nèi)彎曲以遮在頭部?jī)蓚?cè)附近來(lái)達(dá)到。
由于增加遮蔽的結(jié)果，佩戴者的法向視線不再如圖4表示的那樣垂直射在鏡片14上。而代之以佩戴者視線27的入射角θ°通常大于90°，而且為了達(dá)到良好的遮蔽，它可以大于約95°，最好是在約100°至135°的范圍內(nèi)，且在一基線9.5的實(shí)施例中約為101.75°。低基線的鏡片一般在佩戴定向時(shí)顯示更大的θ角，且在一基線6.5的實(shí)施例中θ角約為113.4°。在具有2.8英寸瞳距的基線為4的實(shí)施例中，θ角約為119.864°。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的眼鏡(eyeglass)100的水平截面，其在式樣方面與圖2表示的類(lèi)似，除了帶有貼緊彎曲(較高基線)的鏡片102和104以及可能具有更大的遮蔽之外。當(dāng)此眼鏡100被佩戴時(shí)，鏡片104的側(cè)向邊緣106較大地遮住佩戴者的太陽(yáng)穴且與其靠得很近，以提供顯著的側(cè)向眼睛保護(hù)，如已討論過(guò)的那樣。
本發(fā)明的鏡片的前表面108，通常將與一規(guī)則幾何體(例如球110)的一部分表面符合，如在此以水平截面表示的那樣。所表示的實(shí)施例的球面鏡片102和104的前表面，因而可以其半徑表征。按照工業(yè)上的慣例，彎曲也可以基線值表示，以致于鏡片前表面以毫米表示的半徑(R)，等于530除以基線彎曲(base curve)，或者R=530B----(1)]]>本發(fā)明提供利用鏡片毛坯構(gòu)成具有較高遮蔽度的雙鏡片眼鏡系統(tǒng)的技能，所使用的鏡片毛坯具有6或者更大的基線彎曲，最好約在
和
之間，更為可取地是約在8和
之間，在一實(shí)施例中約在
和9之間。例如與基線
的鏡片的前表面符合的圓的半徑，約為60.57mm。為了比較起見(jiàn)，用以表征基線為3的鏡片前表面的圓，其半徑約為176.66mm。
圖5中表示的本發(fā)明實(shí)施例，可以由基線為
的鏡片毛坯切成，該鏡片毛坯在光學(xué)中心線上具有約0.0649英寸的厚度，在離開(kāi)光學(xué)中心線沿鏡片外圍為2英寸的參考點(diǎn)上約為0.053英寸。另一種辦法是，鏡片可被直接模壓成最后的形狀和結(jié)構(gòu)。
圖6為鏡片毛坯122的透視圖，它的凸的外表面136通常是和三維幾何形狀124的一部分表面符合的。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，根據(jù)本發(fā)明的鏡片，可以與多種幾何形狀中的任一種符合。
最好讓鏡片的外表面能同帶有平滑的連續(xù)表面的形狀一致，具有不變的水平半徑(球或者圓柱)，或者在不是水平就是垂直平面內(nèi)具有漸進(jìn)的彎曲(橢圓、復(fù)曲面或卵形)。然而這里描述的最佳實(shí)施例的幾何形狀124通常接近球。
圖6和7中表示的球124，乃是想象的三維立體，其壁的一部分適合于從中切出鏡片120。如技術(shù)上公知的那樣，精密的鏡片切割常常是通過(guò)生產(chǎn)出鏡片毛坯122并由其最終切成鏡片120來(lái)完成的。然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員從圖6及7的實(shí)例應(yīng)當(dāng)清楚，使用單獨(dú)的鏡片毛坯不是必須的，而且鏡片120可被直接模壓成最后的形狀和結(jié)構(gòu)，如果需要的話。
由圖6及7還可以看出，鏡片120和/或鏡片毛坯122可被沿著球面124定位在許多位置中的任一位置上。對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，光學(xué)中心線132起著鏡片120相對(duì)于球124定向的參考線的作用。在所表示的實(shí)施例中，其中外表面和內(nèi)表面都與球的一部分一致，光學(xué)中心線則被定義為連接兩個(gè)中心C1和C2的直線132。對(duì)于并非球面的鏡片幾何形狀來(lái)說(shuō)，類(lèi)似的參考線可以按照不同于連接兩個(gè)球的幾何中心的方式來(lái)形成，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是清楚的。
鏡片120最終是按照這樣一種方式形成的，使其保持圖7中表示的球的部分外壁的幾何形狀。鏡片120在球124上的位置是這樣選擇的，當(dāng)鏡片120被定位在眼鏡框架上時(shí)，佩戴者通過(guò)鏡片的法向視線130，通常將被保持在與從中得到鏡片120的幾何結(jié)構(gòu)的光學(xué)中心線132平行。在圖6及7的實(shí)例中，鏡片120是右鏡片，具有顯著的遮蔽度以及某種程度的傾斜。具有不同形狀或者較少程度遮蔽的鏡片，可以搭接(overlap)在由其形成鏡片的想象的球124的光學(xué)中心線132上。然而想象的球124的光學(xué)中心線是否穿過(guò)鏡片120并不重要，只要在佩戴定向時(shí)鏡片120中的視線130一般被保持在與光學(xué)中心線132平行。
對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，“基本上平行”應(yīng)指，當(dāng)鏡片120被定向在佩戴位置時(shí)，視線130在水平平面內(nèi)一般不會(huì)偏離其與光學(xué)中心線132平行超過(guò)大約±15°。最好是此法向視線130不應(yīng)偏離其與光學(xué)中心線132平行超過(guò)大約±10°，更為可取地是此法向視線130偏離不超過(guò)大約±5°，而且最為可取的是其與光學(xué)中心線132平行不超過(guò)大約±2°。最佳情況下，視線130在佩戴定向時(shí)與光學(xué)中心線平行。典型地是，護(hù)目鏡的框架具有基本上與視線130平行的垂直對(duì)稱平面。因此，光學(xué)中心線132將與該框架的垂直對(duì)稱平面基本上平行。
在水平面內(nèi)偏離平行，通常要比在垂直面內(nèi)偏離平行對(duì)鏡片具有更大的不利影響。因此，在垂直面內(nèi)視線130和光學(xué)中心線132之間的立體角，對(duì)于某些護(hù)目鏡可從超出以上提出的范圍，只要該偏差角的水平分量是在以上指出的對(duì)于平行方向偏離的范圍之內(nèi)。在垂直面內(nèi)視線130在佩戴定向時(shí)偏離光學(xué)中心線最好不超過(guò)大約±10°，不超過(guò)±3°更為可取。
圖7為圖6中鏡片120、鏡片毛坯122以及幾何形狀124的剖視圖。該視圖表明，最佳幾何形狀124為帶有變厚度外壁的空心體，如在該幾何形狀124光學(xué)中心線上由水平截面134顯示的那樣。
最佳幾何形狀124的變截面外壁，是由兩個(gè)沿水平方向偏置的球得到的，這兩個(gè)球以其中心點(diǎn)C1，C2和半徑R1，R2表示。最佳鏡片毛坯122的外表面136與半徑為R1的一個(gè)球符合，而其內(nèi)表面138與半徑為R2的另一個(gè)球符合。通過(guò)調(diào)整描述這兩個(gè)球的參數(shù)，也可以調(diào)整鏡片毛坯122尖錐形的特性。
具體說(shuō)來(lái)，作為鏡片毛坯外表面136和內(nèi)表面138與之符合的兩個(gè)球的參數(shù)，最好選擇為使其產(chǎn)生零折射能力，或者說(shuō)是并非處方配裝的眼鏡片。在這種場(chǎng)合下，CT代表被選擇的中心厚度(空心幾何形狀124外壁的最大厚度)，n為鏡片坯料的折射率，R1的設(shè)置是通過(guò)設(shè)計(jì)為外表面136的曲率作出選擇，R2可以根據(jù)以下公式確定R2=R1-CT+CTn----(2)]]>CT/n代表兩球面中心C1和C2的間距。例如，在基線為6的鏡片是根據(jù)設(shè)計(jì)選擇為所需要的場(chǎng)合下，中心厚度被選擇為3mm，最佳材料(聚碳酸酯)的折射率為1.586，R2可被確定如下R2=5306-3+31.586=87.225mm----(3)]]>對(duì)于此實(shí)例來(lái)說(shuō)，外表面136的半徑R1等于88.333mm，內(nèi)表面138的半徑R2等于87.225mm，兩球面中心C1和C2相距1.892mm。這些參數(shù)描述了作為最佳實(shí)施例的鏡片毛坯122的曲率。
在最佳實(shí)施例的情況下，光學(xué)中心線132乃是通過(guò)兩偏置球中心點(diǎn)C1和C2的直線。這碰巧通過(guò)最佳幾何形狀124光學(xué)中心140處外壁的最厚部分，盡管這對(duì)于其它可供選擇的非球面實(shí)施例并不成立。光學(xué)中心線140碰巧通過(guò)被表示的鏡片毛坯122的表面136，盡管這并不需要。光學(xué)中心140并不碰巧位于鏡片120之上，盡管這對(duì)于較大的鏡片或者在佩戴定位時(shí)想要顯示較小遮蔽的鏡片是可能的。
圖8說(shuō)明最佳鏡片120的水平截面，并以虛線表示外表面136和內(nèi)表面138與之符合的幾何形狀124。鏡片毛坯122已從該圖中省略。根據(jù)本發(fā)明，與選定的尖錐形有關(guān)的光學(xué)中心線132，被調(diào)整為當(dāng)鏡片120被安裝在眼鏡框上的與佩戴者的法向視線130平行。
此外，盡管最佳實(shí)施例在水平和垂直兩個(gè)截面內(nèi)均為圓形，然而與本發(fā)明連同一起，在兩平面內(nèi)具有種類(lèi)繁多的構(gòu)形是可能的。因此，例如本發(fā)明鏡片的外表面通常與一球面形狀相符合，如圖6及7所示。換一種方法，該鏡片可以與正圓柱體、截頭圓錐體、橢圓柱體、橢圓體、旋轉(zhuǎn)橢圓體或其它許多三維形狀中的任一種符合。然而，不管外表面具體的垂直或水平彎曲如何，內(nèi)表面應(yīng)當(dāng)被選擇為至少在水平平面內(nèi)將鏡片厚度平滑地尖削。
圖9至12將幫助描述根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例在鏡片毛坯122上選擇位置從中切出右鏡片120的方法。應(yīng)當(dāng)理解，類(lèi)似的方法將被用來(lái)構(gòu)成最佳實(shí)施例的雙鏡片護(hù)目鏡中的左鏡片。
作為第一步，可以選擇鏡片外表面136所想望的總彎曲。對(duì)于優(yōu)選的鏡片120來(lái)說(shuō)，這種選擇決定了鏡片毛坯122的基線值。如在此另外一處指出的那樣，其它一些彎曲也可連同本發(fā)明一起被利用。鏡片厚度的選擇也可為預(yù)選的。具體說(shuō)來(lái)，可以選擇最小的厚度，以致于該鏡片耐得住預(yù)選的沖擊力。
所期望的鏡片形狀也可選擇。例如，圖12表示鏡片120前立面形狀的實(shí)例。具體形狀的選擇，通常與這里公開(kāi)的偏心鏡片的光學(xué)特性無(wú)關(guān)。
對(duì)于鏡片所想望的佩戴時(shí)方向也應(yīng)當(dāng)選擇，其與佩戴者126的法向視線130有關(guān)。如前面指出的那樣，最佳的佩戴方向，可以為側(cè)向保護(hù)和遮住外圍光線以及美學(xué)原因提供顯著的側(cè)向遮蔽。例如圖6至12表示的實(shí)施例，使用的是傾斜的鏡片120達(dá)到遮蔽。另一種辦法是，遮蔽也可以通過(guò)使用較高基線的鏡片和更普通的(非傾斜的)取向來(lái)達(dá)到。圖9及10更清楚地表示如何相對(duì)佩戴者的視線130定向。
護(hù)目鏡的設(shè)計(jì)者也可以選擇傾斜度或者垂直傾斜，如從示意表示鏡片120相對(duì)佩戴者126頭部、特別是相對(duì)其法向視線130垂直取向的圖10中可以理解的那樣。如圖所示的向下傾斜由于多種原因是所期望的，其中包括對(duì)常見(jiàn)的頭部骨胳適應(yīng)的改善。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚的那樣，機(jī)械中心點(diǎn)落在與光學(xué)中心線132相交的水平面下方的鏡片120(參見(jiàn)圖7)，將趨于具有圖10所示的向下傾斜。這是由于鏡片120將在該球涉及光學(xué)中心線的大圓的下方形成。由于鏡片120在想象的球中對(duì)于光學(xué)中心線132的取向應(yīng)與佩戴條件下鏡片120和法向視線130平行之間的定向相同，故在光學(xué)中心線132下方由此球切出的任何鏡片，將顯示出相應(yīng)的向下傾斜度。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖11，所表示的是鏡片120的水平取向?qū)︾R片毛坯122的映象。被選定的取向是相對(duì)法向視線130測(cè)定的，法向視線130被保持與光學(xué)中心線132基本上平行。
一旦美學(xué)上的設(shè)計(jì)如圖11所示被確定，而且所形成的鏡片毛坯122對(duì)在該美學(xué)設(shè)計(jì)中進(jìn)行裝配具有適合的基線彎曲，那么此美學(xué)設(shè)計(jì)可以被“投影”到球的表面上，以顯示出適合于用作鏡片120的那部分球。鏡片形狀對(duì)于該球的投影將在球的表面附近運(yùn)動(dòng)，直至其被定位以致在該位置由球切出的鏡片對(duì)于美學(xué)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)適合的遮蔽和傾斜，而且鏡片120并無(wú)離開(kāi)其原來(lái)方向(按原來(lái)方向，球的光學(xué)中心線一般要與佩戴定向時(shí)的法向視線平行)的任何旋轉(zhuǎn)。
雖然并未表示，然而可以理解，類(lèi)似的投影可以為垂直定向的選擇進(jìn)行，例如圖10中描繪的那樣。圖10以鏡片上邊緣152和下邊緣154的形式相對(duì)于視線130提供參考點(diǎn)。然后此投影可被向上或向下移動(dòng)，直至其上邊緣152和下邊緣154兩者同時(shí)與鏡片毛坯外表面136上的相應(yīng)點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)為止，另一方面又保持視線130基本上與光學(xué)中心線132平行。
水平斷面和垂直斷面兩者的投影可以同時(shí)進(jìn)行，從而在鏡片毛坯122上面確定與所期望的鏡片的三維形狀(包括圖12表示的前立面形狀)對(duì)應(yīng)的唯一位置，在此位置上視線130與鏡片毛坯122的光學(xué)中心線132或其它參考線平行。當(dāng)然應(yīng)當(dāng)理解，線130和132可以基本上平行，就是說(shuō)在前面提到的可以接受的角度偏差范圍內(nèi)。
然后此形狀可從毛坯122中切出，或者按照鏡片的最終構(gòu)形直接模壓而成。所得到的鏡片120不僅與期望的形狀一致，而且能將棱鏡畸變減至最小。
圖12表示一種鏡片毛坯122，其表示與圖6及7中球的一部分表面相符合。在圖12中，鏡片毛坯122已被旋轉(zhuǎn)，以致于該毛坯的機(jī)械中心被表示在該圖的中心。所表示的鏡片120具有中央邊緣148、側(cè)向邊緣144、上邊緣152以及下邊緣154。右鏡片120的至少一部分位于鏡片毛坯122的下方左首(第三)象限中。在本發(fā)明的顯示遮蔽和向下的傾斜的實(shí)施例中，至少約為鏡片面積的一半落在鏡片毛坯122的第三象限內(nèi)。最好鏡片120的全部或者大體上全部面積位于所表示的光學(xué)中心線的左下方，如圖所示。顯示出類(lèi)似傾斜度但較小遮蔽的鏡片可被定位在鏡片毛坯122上，以致于大到50％或者更大的鏡片面積是在鏡片毛坯122的右下(第二)象限內(nèi)。
因此，本發(fā)明提供一種保證尖錐形和由佩戴者眼睛至鏡片表面的可變?nèi)肷浣侵g恰當(dāng)符合的準(zhǔn)確方法。通過(guò)考慮佩戴者視線和尖錐形形式中間新的關(guān)系，本發(fā)明容許使用多種鏡片設(shè)計(jì)的任一種，而能將棱鏡畸變減至最小。例如設(shè)計(jì)者可以為鏡片相對(duì)于佩戴者視線選擇所希望的取向和彎曲。這種方向和彎曲可以從傾斜(即鏡片的垂直傾斜)、水平傾斜、基線值及對(duì)佩戴者面部的接近度(包括造成高度遮蔽的一些參數(shù))的廣泛范圍內(nèi)選出。尖錐形的形式隨后也可通過(guò)本發(fā)明的方法進(jìn)行選擇，以致于棱鏡畸變被減至最小。
盡管上述本發(fā)明已通過(guò)某些最佳實(shí)施例進(jìn)行描述，然而對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，鑒于這里的公開(kāi)，其它一些實(shí)施例將變得顯而易見(jiàn)。因此，本發(fā)明并不確定為要受列舉的最佳實(shí)施例的限制，但被確定為只受參照所附權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種用在非矯正雙鏡片護(hù)目鏡中的眼鏡片，其與框架結(jié)合以將該鏡片支承在佩戴者的法向視線光路中，它包括一鏡片主體；該鏡片主體上的前表面和后表面，以限定其間的鏡片厚度；前表面基本上與具有第一中心的第一個(gè)球的一部分表面符合；后表面基本上與具有第二中心的第二個(gè)球的一部分表面符合；上述第一和第二中心彼此偏置，以將上述鏡片厚度尖削；其中所述鏡片被安裝在該框架上，以致于通過(guò)上述第一及第二中心所作的直線，通常被保持在與佩戴者的法向視線平行。
2.如權(quán)利要求1所述的鏡片，其中所述第一個(gè)球具有的彎曲大于約為6的基線。
3.如權(quán)利要求2所述的鏡片，其中所述第一個(gè)球具有的彎曲大于約為8的基線。
4.如權(quán)利要求3所述的鏡片，其中所述第一個(gè)球具有的彎曲約為基線8.75，而且上述鏡片具有的最大厚度約為1.65mm，最小厚度約為1.15mm。
5.一種用于制造能提供外圍光線截取作用的雙鏡片護(hù)目鏡的方法，所述護(hù)目鏡適于將左右鏡片跨過(guò)佩戴者的法向視線定位，該方法包括如下步驟由具有第一光學(xué)中心線的第一個(gè)鏡片毛坯中切出右鏡片；由具有第二光學(xué)中心線的第二個(gè)鏡片毛坯中切出左鏡片，并且將左右兩鏡片安裝，以使其第一和第二光學(xué)中心線基本上與法向視線平行。
6.一種制造雙鏡片護(hù)目鏡用的鏡片的方法，該方法包括如下步驟選擇所期望的鏡片形狀；為該鏡片選擇佩戴定向時(shí)所希望的遮蔽和傾斜；將所期望的鏡片形狀投影在被尖削的鏡片毛坯上；切出鏡片以與所期望的形狀符合；并且將該鏡片安裝在護(hù)目鏡中，以致于該鏡片的光學(xué)中心線基本上被保持在與護(hù)目鏡中的對(duì)稱平面平行。
全文摘要
被公開(kāi)的是為并非處方配裝的雙鏡片眼鏡用的光學(xué)矯正鏡片。在一最佳實(shí)施例中,該鏡片的前表面位于具有第一中心的第一個(gè)球的部分表面上。鏡片的后表面位于具有第二中心的第二個(gè)球的部分表面上。第一和第二個(gè)中心是彼此偏移的,以提供變截面的鏡片。該鏡片通過(guò)框架定位在佩戴者頭部而將鏡片保持在一定位置,以致于通過(guò)第一及第二中心所作的直線,基本上被保持在與佩戴者的法向視線平行。制做該鏡片的方法和裝有該鏡片的護(hù)目鏡,也被公開(kāi)。
文檔編號(hào)A61F9/02GK1179837SQ96192826
公開(kāi)日1998年4月22日 申請(qǐng)日期1996年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月5日
發(fā)明者M·N·豪斯湯, J·H·詹恩阿德, C·D·雷耶斯 申請(qǐng)人:奧克利有限公司