專利名稱：漸變鏡片元件及其設(shè)計和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及漸變眼科(ophthalmic)鏡片尤其是由所需的配戴者指示來確定 其設(shè)計的 一 系列漸變眼科鏡片以及生產(chǎn)這種鏡片的工藝。
背景技術(shù)：
已有技術(shù)中有眾所周知的各種漸變鏡片。以前， 一直是根據(jù)漸變鏡片所具有 的遠視區(qū)、近視區(qū)和中間視區(qū)來設(shè)計漸變鏡片的。中間區(qū)以從外觀上可接受的方 式來連接近區(qū)和遠區(qū)，在此意義上，觀察配戴者鏡片的人應(yīng)不能看到鏡片中有不 連續(xù)性。中間區(qū)的設(shè)計以叫做"眼路(eye path)"的線為基礎(chǔ)，鏡片的屈光度(power) 沿該線均勻增強或減弱。通常，選擇眼路以調(diào)節(jié)眼睛沿眼路的假定會聚，眼路起 自遠區(qū)中的配合交叉(fitting cross)處并沿鼻子(nasally)向近區(qū)傾斜。
申請人已注意到大多數(shù)公知漸變鏡片的設(shè)計基礎(chǔ)如下
1) 對于30cm或更近的折射距離(即正常范圍的一個極端處的距離)，在近視 區(qū)中使眼路最佳，以及
2) 以有關(guān)調(diào)節(jié)會聚移動的常規(guī)假設(shè)為基礎(chǔ)的眼路，這些眼路不占用配戴者 的調(diào)節(jié)限度，以及
3) 常規(guī)漸變鏡片的整體設(shè)計沒有對例如近視眼、正常眼和遠視眼等不同類 型病人的有效光學(xué)視場實現(xiàn)相同的平衡。
相應(yīng)地，如果漸變鏡片可更符合不同配戴者的需求，則它將是本領(lǐng)域內(nèi)的一 個顯著進步。如果可把最佳近視區(qū)變?yōu)橐粋€更有代表性的近折射距離，則它將是 另- 個顯著的進步。如果一系列的漸變鏡片元件對不同類型病人的有效光學(xué)視場 提供相同的平衡，D] lj它將是本領(lǐng)域中的又 一 個進步。
相應(yīng)地，本發(fā)明的目的是克服或至少減輕涉及已有技術(shù)的一個或多個困難和 缺陷。從以下描述將使本發(fā)明的這些和其它目的及特征變得明顯。^ 口口 免 /乂 H/J H廿
相應(yīng)地，在本發(fā)明的第一方面，提供了一系列漸變眼科鏡片元件，每個鏡片
元件包括鏡片表面，所述鏡片表面具有
上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面屈光度；
下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面屈光度，實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及
中間區(qū)，它跨過表面屈光度從上視區(qū)表面屈光度變到下視區(qū)表面屈光度的鏡
片元件延伸且包括表面像散(astigmatism)相對低的通道； 漸變眼科鏡片系列包括
第-組鏡片元件，具有至少一個基本曲線，適用于提供近視眼的距離指示范 圍；以及
第二組鏡片元件，具有至少一條基本曲線，適用于提供正常眼的距離指示范 圍，每一組包含具有不同附加屈光度的元件，其中具有基本上相同的附加屈光度 的不同組的鏡片元件在下視區(qū)中具有基本上相同的光學(xué)視場。
最好是一系列漸變眼科鏡片元件，每個鏡片元件包括鏡片表面，所述鏡片表
面具有
上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面屈光度；
下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面屈光度，實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及 連接上下視區(qū)的表面像散相對低的通道，所述通道的表面屈光度從上視區(qū)表 面屈光度變到下視區(qū)表面屈光度； 漸變眼科鏡片系列包括
第一組鏡片元件，具有至少一條基本曲線，適用于提供用于近視眼的距離指 示范圍；以及
第二組鏡片元件，具有至少一條基本曲線，適用于提供正常眼的距離指示范 圍，每--組包含具有不同附加屈光度的元件，其中具有基本上相同的附加屈光度 的不同組的鏡片元件在上視區(qū)中具有基本上相同的光學(xué)視場。
更好的是， 一系列漸變眼科鏡片元件，每個鏡片元件包括鏡片表面，所述鏡
片表面具有
上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面屈光度；下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面屈光度，實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及 連接上下視區(qū)的表面像散相對低的通道，所述通道的表面屈光度從上視區(qū)表
面屈光度變到下視區(qū)表面屈光度； 漸變眼科鏡片系列包括
第一組鏡片元件，具有一條適用于提供第一類型病人的距離指示范圍的基本 曲線；以及
第二組鏡片元件，具有一條適用于提供第二類型病人的距離指示范圍的基本 曲線， 一組鏡片元件中每個鏡片元件的指定附加屈光度不同，且包括依據(jù)鏡片元
f卜的附加屈光度而對上下視區(qū)中至少 一 個視區(qū)的漸變設(shè)計；
因基本曲線的不同，第一組中鏡片元件的漸變設(shè)計與第二組中相應(yīng)鏡片元件 的漸變設(shè)計有所不同。
在本發(fā)明的另一個方面，提供了一系列漸變眼科鏡片元件，每個鏡片元件包 括鏡片表面，所述鏡片表面具有
上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面屈光度；
下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面屈光度，實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及 連接上下視區(qū)的表面像散相對低的通道，所述通道的表面屈光度從上視區(qū)的 表面屈光度變到下視區(qū)表面屈光度； 漸變眼科鏡片系列包括
第一組鏡片眼科元件，具有一條基本曲線，適用于提供第一類型病人的距離 指示范圍；以及
第二組鏡片元件，具有一條基本曲線，適用于提供第二類型病人的距離指示 范圍， -組鏡片元件中每個鏡片元件的指定附加屈光度不同，且包括依據(jù)鏡片元 件的附加屈光度而對上下視區(qū)中至少一個視區(qū)的漸變設(shè)計；
因基本曲線的不同，第一組中鏡片元件的漸變設(shè)計與第二組中相同附加屈光 度的相應(yīng)鏡片元件的漸變設(shè)計有所不同。
可把每個鏡片元件設(shè)計成在上下視區(qū)提供良好的光學(xué)質(zhì)量。
附加屈光度基本上相同的不同組的鏡片元件，上下視區(qū)中至少一個視區(qū)具有 基本上相同的光學(xué)視場。
在本發(fā)明的另一個方面，提供了一種對包括近視眼和正常眼的多個病人提供 更適合的漸變眼科鏡片的方法，所述方法包括a) 設(shè)計一系列漸變鏡片坯件(blank),其中為了對包括近視眼和正常眼的不 同類型病人提供不同的距離指示，兩個或多個鏡片具有基本上相同的附加屈光度 及均分的性能特性，但基本曲線不同；
b) 獲得病人的指示，包括所需的距離指示和柱面修正；
c) 根據(jù)距離指示和柱面修正從設(shè)計的系列中選擇漸變鏡片坯件，從而獲得 均分的性能特性而不管病人的類型；以及
d) 拋光鏡片坯件的背面，以獲得指定的距離指示和柱面修正。 鏡片坯件系列最好包括一組近視眼鏡片坯件和一組正常眼鏡片坯件； 其中每一組包含幾個普通指定的附加屈光度的坯件； 獲得的指示還包括附加屈光度；以及
還根據(jù)附加屈光度從所設(shè)計的系列中選擇一塊漸變鏡片坯件。 均分性能特性最好是這樣的，使附加屈光度基本上相同的不同組的鏡片元件 在上下視區(qū)中至少一個視區(qū)具有基本上相同的光學(xué)視場。 均分特性可包括通道長度。
在本發(fā)明的又一個方面，提供了一種設(shè)計漸變眼科鏡片元件的方法，鏡片元 件包括鏡片表面，所述鏡片表面具有
上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面屈光度；
下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面屈光度，實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及 連接上下視區(qū)的表面像散相對低的通道，所述通道的表面屈光度從上視區(qū)表 面屈光度變到下視區(qū)表面屈光度；
其中通過以下步驟來形成鏡片元件
a) 提供具有遠視區(qū)、近視區(qū)和眼路通道的漸變鏡片表面的數(shù)學(xué)或數(shù)字表示， 其中眼路通道wyu表面像散近似于零的線的中心且具有漸變的折射率；
b) 沿鼻子方向旋轉(zhuǎn)和水平偏移遠視區(qū)下面鏡片表面的表示，以計入調(diào)節(jié)限 度和眼路通道中漸變折射率增加而引起的插入量變化；
c) 沿顳部(temporal)方向旋轉(zhuǎn)眼路通道下面鏡片表面的表示；
d) 根據(jù)選定屈光值的鼻子(nasal)和顳部等像散曲線之間水平中點的位置來 修正鏡片表面的表示；以及
e) 相應(yīng)于修正的鏡片表面的表示來形成鏡片表面。 重復(fù)以上設(shè)計步驟可類似地形成鏡片元件系列。-般，最好從鏡片元件的配合交叉(FC)沿鼻子方向把目視注視軌跡(visual fixation locus)水平地插入一水平線段距離并沿通道向下傾斜延伸，水平插入 程度隨附加屈光度的增加而減小。
最好改變配合交叉高度處的水平線段和近插入量，以所需的目標距離實現(xiàn)會聚。
附圖概述
圖la、 b和c的三條基本曲線示出在0. 50D Surface Astigmatism輪廓的上
視區(qū)或遠視區(qū)中位置或?qū)挾入S附加屈光度增加的變化。
圖2a、 b、 c和d對四個附加屈光度示出在0. 50D Surface Astigmatism輪
廓的上或遠視區(qū)中位置或?qū)挾入S遠屈光度或基本曲線增加的變化。
圖3示出配戴者使用依據(jù)本發(fā)明的典型鏡片元件的目視注視軌跡。
圖4示出用于估計目視注視的軌跡插入量的簡化幾何模型。
圖5示出假設(shè)沒有調(diào)節(jié)限度時計得的漸變鏡片元件的示意輪廓圖和目視注視軌跡。
圖6示出依據(jù)本發(fā)明的漸變鏡片元件的示意輪廓圖和目視注視軌跡，但該圖 對應(yīng)于一平坦的景像平面。
圖7示出調(diào)節(jié)插入量xr(y)來補償存在有限厚度曲面鏡片的光跡線(ray trace)變化。
圖8a示出依據(jù)本發(fā)明一個方面的一系列漸變鏡片的一系列表面像散輪廓圖。 把這些輪廓圖分成三組從圖的上部看起，分別用于遠視眼、正常眼和近視眼。 對每個圖給出的數(shù)字分別指基本曲線和附加屈光度。
圖8b示出圖8a所示一系列漸變鏡片的一系列平均表面屈光度輪廓圖。
圖9a示出常規(guī)的漸變鏡片產(chǎn)品，而圖9b以類似的形式示出依據(jù)本發(fā)明的圖 8a和8b的鏡片系列。從圖中可看出，常規(guī)的漸變鏡片不包括本發(fā)明的特征。尤 旦:是，可看出常規(guī)漸變鏡片中所包含的變化只是簡單地只對附加屈光度進行定標 而得到的變化，不包含相應(yīng)于改變基本曲線的變化。
現(xiàn)在將參考附圖和示例來更全面地描述本發(fā)明。然而，應(yīng)理解以下的描述只 是示意性的，在任何情況下都不應(yīng)把它作為對上述本發(fā)明概要的限制。本發(fā)明的較佳實施方式
申請人己發(fā)現(xiàn)，為了滿足各種配戴者對特定附加屈光度和/或基本曲線的需 求，必須設(shè)計——系歹U'鏡片，這些鏡片的摔j 變設(shè)計要素依據(jù)特定酉己戴者所需的附力口 屈光度和距離指示。
這里提及的第一和第二類型病人可以從近視眼、正常眼和遠視眼構(gòu)成的組中 選出的。第一種類型最好是近視眼病人，第二種類型是正常眼病人。
我們用術(shù)語"漸變設(shè)計要素"來說明漸變鏡片元件表面特性的組合，它包括 (但不限于此)通道長度、目視注視軌跡、上視區(qū)寬度和下視區(qū)寬度。
我們用術(shù)語"基本上不同"來說明每組之間漸變設(shè)計的差別對漸變鏡片的光 學(xué)功能的變化有貢獻(例如，近區(qū)寬度、遠區(qū)寬度、通道長度的差別)。
我們用術(shù)語"光學(xué)視場"來說明由模糊程度對配戴者變得明顯起來的邊界來 限定的視場。
"光學(xué)視場"是從配戴者的立場看到的區(qū)域或目標視場，該視場適用于視覺靈 敏度損失最小的中心視覺。申請人已觀察到，"光學(xué)視場"的尺寸受到鏡片區(qū)的尺 、j-、鏡片區(qū)凈放大率和鏡片的傾斜象差的影響。
我們用術(shù)語"基本上相等"來說明無論指示和/或附加屈光度如何，光學(xué)視場 的邊界是類似的。
我們用術(shù)語"低到中間附加屈光度"來說明附加屈光度近似于3. OOD。 我們用術(shù)語"目視注視軌跡"來說明在病人注視中間平面中的物體時，鏡片表 面與病人的視線交叉的一組點。該術(shù)語并不表示所需的、連續(xù)的眼睛移動路徑。 而是，目視注視軌跡表示相應(yīng)于中間平面內(nèi)各種定位物體的一組點。從以下詳細 說明可知，目視注視軌跡考慮到了配戴者可能對特定的注視使用調(diào)節(jié)限度或不使 用該調(diào)節(jié)限度的事實。結(jié)果，在目視注視軌跡不同位置所設(shè)的點具有足以在適當(dāng) 的目標距離處輕松使用的屈光度。
在本發(fā)明的較佳實施例中，目視注視軌跡沿著中間區(qū)內(nèi)表面像散基本上為零 的線。在遠視區(qū)和近視區(qū)中，表面像散基本上為零的線擴大為表面像散基本上為 零的區(qū)域。
我們用術(shù)語"通道"來說明中間區(qū)域內(nèi)屈光度變化的某一區(qū)域，它以中心視覺 的鼻子和顳部的容許象差輪廓為邊界。
在一個較佳實施例中，目視注視軌跡位于中心視覺的鼻子和顳部的容許象差輪廓之間的水平中點上。
見圖6，通道具有"通道長度"(L)，它相應(yīng)于從屈光度開始遞增的豎直高度延
1中Ji」虹&觀!J雖H H'、J笠且同/爻的W亇JAW土亇咒T幾邏tl'、J 儀TX 。 'I"J yn ，訌'限175平漢W H、J 典型鏡片元件中，屈光度在配合交叉(FC)高度處開始遞增。
見圖6，我們用術(shù)語"上視區(qū)寬度"(Wu)來說明鏡片表面的水平尺寸，鏡片表
面以特定值(在預(yù)定的y值例如=8. OOirnn時為0. 50D)的鼻子和顳部等像散輪廓為 邊界。
見圖6，我們用術(shù)語"下(近)視區(qū)寬度"(WJ來說明鏡片表面的水平尺寸，鏡 片表面以特定值(在預(yù)定的y值例如^-22.00mm時為1. OOD)的鼻子和顳部等像散 輪廓為邊界。
我們用術(shù)語"鏡片元件"來說明眼科領(lǐng)域所使用的所有形式的各個折射光學(xué) 體，包括透鏡、透鏡圓片以及需要進一步拋光到特定病人指示的半拋光透鏡坯件， 但不限于此。還包括制造漸變玻璃鏡片的模型和對諸如以品名CR39出售的材料 等聚合材料的漸變鏡片進行澆鑄的模具。
我們用術(shù)語"像散或表面像散"來說明鏡片曲率在表面上某點在垂直于鏡片 表面的橫斷面中變化程度的量度。
我們用術(shù)語"近視眼病人"來說明受到近視困擾的病人 一種把平行光線聚焦 在視網(wǎng)膜前面且需要以發(fā)散鏡片來校正的眼睛狀況。
我們用術(shù)語"正常眼病人"來說明眼睛狀況把平行光線近似地聚焦在視網(wǎng)膜 上的病人。
我們用術(shù)語"遠視眼病人"來說明受到遠視困擾的病人。這是一種平行光線聚 焦在視網(wǎng)膜后面且需要以會聚鏡片來校正的眼睛狀況。
一組內(nèi)的每個鏡片元件最好包括依據(jù)鏡片元件的附加屈光度作上下視區(qū)的 漸變設(shè)計。
在另一個較佳的方面，漸變眼科鏡片元件系列可包括第三組鏡片元件，其基 本曲線適用于對第三類型病人提供距離指示范圍；
第三組的每個鏡片元件的指定附加屈光度都不同，且包括依據(jù)鏡片元件的附 力I]屈光度對上下視區(qū)中至少 一 個視區(qū)作漸變設(shè)計；
第三組鏡片元件的漸變設(shè)計與第一和第二組中附加屈光度相同的相應(yīng)鏡片 元件的漸變設(shè)計因基本曲線不同而基本上不同。第三類型病人與第一和第二類型病人不同，且該類型病人可以從近視眼、正 常眼或遠視眼病人中選出。第三類型病人最好是遠視眼病人。
如上所述，宇i青人已發(fā)i見，對于酉己 戴者是近視眼、正常眼、遠視眼或其它類
型的病人，漸變鏡片的設(shè)計需求即配戴者所需的鏡片基本曲線、距離指示和附加 屈光度是不同的。
相應(yīng)地，在本發(fā)明的-個較佳方面，例如對于近視眼病人，第一組鏡片元件 的通道長度隨著附加屈光度從低到中間附加屈光度范圍的增加而減小。在較高的 附加屈光度處，通道長度可隨附加屈光度的增加而增加。
例如，在較佳實施例中，通道長度從低附加屈光度的較長變?yōu)楦郊忧舛冉?br> 似f 3.00di叩ter(D)的較短，然后在3. OOD以上附加屈光度處變?yōu)橹虚g長度。 例如，隨著附加屈光度從l.OOD增大為3.00D，通道長度可從近似于19. OOmm
變到近似于17. 50mra，然后在3. 00D以上增加到近似于18. 25mm的值。
第一組鏡片元件還可包括相對較窄的近視區(qū)。第一組鏡片元件隨附加屈光度
的增加而變寬。例如，近視區(qū)的寬度從低附加屈光度的相對較窄變到高附加屈光
度的中間寬度。
例如，附加屈光度為1.00D，在離鏡片幾何中心-22.00誦的豎直高度處，從 顳部0. 50D像散輪廓沿水平線到鼻子0. 50D像散輪廓測得的近視區(qū)的水平寬度近 似于15. OOmm。從顳部1. 00D像散輪廓沿水平線到鼻子1. 00D像散輪廓測得的近 視區(qū)的水平寬度，在離鏡片幾何中心-22.00讓的豎直高度處從近似于15. 25腿(附 加屈光度為2. 00D)，變?yōu)榻朴?6. OOmm(附加屈光度為3. 00D)。
第一組鏡片元件(例如用于近視眼病人)還可包括表面像散較低的相對寬的 上視區(qū)。在低附加屈光度處，上視區(qū)可表現(xiàn)出稍大的表面像散。對于大多數(shù)附加 屈光度，距離像散分布可能相對劇烈。
例如，遠區(qū)中0.50D的像散輪廓一般可能是平坦的，且相對于附加屈光度的 增加是不變的(見

圖1: "-3. 75D附加屈光度基本曲線的遠區(qū)變化")。
圖l示出0. 50D表面像散輪廓的上視區(qū)或遠視區(qū)中位置或?qū)挾入S附加屈光度 增加的變化。
申請人已確定了上視區(qū)中0. 50D的輪廓對配戴者的重要性。3. 75D的基本曲 線作為第 組鏡片元件的例證。
例如用于正常眼病人的第二組鏡片元件也可類似地表現(xiàn)出通道長度隨附加屈光度的增加而減小。在高附加屈光度處，通道長度會類似地表現(xiàn)出增大。
例如，通道長度可從低附加屈光度處的較長變?yōu)楦郊忧舛冉朴?.00D處 的較短，然后在附加屈光度大于3. 0 0 D處變?yōu)橹虚g長度。
例如，隨著附加屈光度從l.OOD變到3.00D，通道長度從近似于19.00mm變 到近似于17. 50mm，然后在附加屈光度超過3. OOD時增加到近似于18. 25謹?shù)闹怠?br> 第二組鏡片元件可包括相對寬的近視區(qū)。第二組鏡片元件可表現(xiàn)出其寬度隨 附加屈光度的增加而減小。例如，近視區(qū)的寬度可從低附加屈光度的較寬變?yōu)楦?附加屈光度的中間寬度。
例如，附加屈光度為1.00D，在離鏡片幾何中心-22. OOmm的豎直高度處，從 顳部0. 50D的像散輪廓沿水平線到鼻子0. 50D的像散輪廓測得的近視區(qū)的水平寬 度近似于21.00mm。然后，近視區(qū)的寬度可隨附加屈光度的增加而稍稍減小。在 離鏡片幾何中心-22. OOmm的豎直高度處，從顳部1. OOD的像散輪廓沿水平線到鼻 了 l.OOD的像散輪廓測得的近視區(qū)的水平寬度，可從附加屈光度為2.00D的接近 17. 50mm變到附加屈光度為3. OOD的近似于16. OO醒。
第二組鏡片元件還可包括相對寬的上視區(qū)，其寬度隨附加屈光度的增加而稍 稍增加。表面像散可隨附加屈光度的增加而從中等變低。距離像散分布可以從低 附加屈光度時的相對柔和變?yōu)楦吒郊忧舛葧r的相對劇烈。
例如，隨著附加屈光度的增加，遠區(qū)中0. 50D的像散輪廓可能是平坦的(見 圖l:"附加屈光度-5. 25D基本曲線的遠區(qū)變化")。以5. 25D的基本曲線作為第 二組中鏡片元件的例證。
對于包括用于遠視眼病人的第三組鏡片元件的漸變眼科鏡片系列，除了在高 附加屈光度處通道長度增加以外，第三組鏡片元件一般可表現(xiàn)出恒定的通道長
度
例如，在一個較佳實施例中，通道長度從于附加屈光度近似于2. 50D以內(nèi)的 較長開始變化(在附加屈光度在2. 50D以上時通道縮短)，直到附加屈光度變?yōu)榻?似于3. OOD，在附加屈光度超過3.00D時，通道延長到中等長度。
例如，對于2. 50D以內(nèi)的附加屈光度，通道長度可在近似于19. OO隱處保持 相對恒定，隨著附加屈光度增加到3. OOD，通道長度減小到近似于17, 50mm，然 后在附加屈光度超過3. OOD時增加到近似于18. 25匪的值。
第三組鏡片元件對于所有的附加屈光度可包括相對寬的近視區(qū)。例如，附加屈光度為1.00D，在離鏡片幾何中心-22. OO畫的豎直高度處，從 顳部0. 50D的像散輪廓沿水平線到鼻子0. 50D的像散輪廓測得的近視區(qū)水平寬度 近似于19.25mm。然后，近視區(qū)的寬度可隨附加屈光度的增加而稍稍減小。在離 鏡片幾何中心-22. OO醒的豎直高度處，從顳部1. 00D的像散輪廓沿水平線到鼻子 1.00D的像散輪廓測得的水平寬度，可從附加屈光度為2. 00D的近似于18.25咖 變?yōu)楦郊忧舛葹?.00D的近似于17.25rnm。
第三組鏡片元件還包括相對寬的上視區(qū)。隨著附加屈光度的增加，表面像散 可從中等減小到低。鏡片上部的像散分布可從低附加屈光度的相對柔和變?yōu)楦吒?加屈光度的相對劇烈。
例如，遠區(qū)中0. 50像散輪廓對于低附加屈光度是相對陡峭的，而對于高附 加屈光度是相對平坦的(見圖1:"附加屈光度-5.85D的遠區(qū)變化")。5.85D的基 本曲線以第三組鏡片元件為例。
在本發(fā)明的另一個較佳方面，鏡片元件還可表現(xiàn)出通道長度隨距離指示屈光 度增加而稍稍增加。
即，在相同的附加屈光度處，所存在的第三組鏡片元件(遠視眼)中的通道長 度相對于第二組鏡片元件(正常眼)繼而相對于第一組鏡片元件(近視眼)稍微長 一點。
例如，對于2.00D的附加屈光度，通道長度可從第一組鏡片元件(近視眼)的 近似于18. 25mm變到第三組鏡片元件(遠視眼)的近似于19. 00鵬。
此鏡片元件還表現(xiàn)出近視區(qū)隨距離指示屈光度的增加而大體上變寬。 艮口，在相同的附加屈光度處，所存在的第三組鏡片元件(遠視眼)的近視區(qū)可 相對于第二組鏡片元件(正常眼)繼而相對于第一組鏡片元件(近視眼)稍微寬一 點。
例如，在2.00D的附加鏡片元件中，在離鏡片幾何中心-22.00聽的豎直高度 處，從顳部1.00D的像散輪廓沿水平線到鼻子1.00D的像散輪廓測得的近視區(qū)的 水平寬度，可從第一組鏡片元件(近視眼)的近似于15. 25mm變到第二組鏡片元件 (正常眼)的近似于17. 25mm以及第三組鏡片元件(遠視眼)的18, 25mm。
鏡片元件還表現(xiàn)出，在相同的附加屈光度處，所存在的第三組鏡片元件(遠 視眼)上視區(qū)的表面像散相對于第二組鏡片元件(正常眼)繼而相對于第一組鏡片 元件(近視眼)而增加。
20例如，對于附加屈光度為2.00D的鏡片，遠區(qū)中0. 50D的像散輪廓相對于第 三組鏡片元件(遠視眼)的鏡片為陡峭，而該像散輪廓對于第一組鏡片元件(近視 眼)的鏡片元件來說，隨距離指示的增加而變得平坦(見圖2:"基本曲線-2.00D 附加屈光度的遠區(qū)變化")。
即，鏡片元件上部的像散分布可隨著指示距離屈光度的增加而從較為劇烈變 成較為柔和。
圖2示出0. 50D表面像散輪廓的上視區(qū)或遠視區(qū)中位置或?qū)挾入S著距離屈光 度或基本曲線的上升而發(fā)生的變化。
在一較佳形式中，依據(jù)本發(fā)明的漸變眼科鏡片元件可具有一上視區(qū)，其中表 面屈光度在O.OOD到12.00D的范圍內(nèi)，最好是近似于0. 50D到9. OOD。
近視眼病人的距離指示范圍可從近似于-l. 50D延伸到-12. OOD。這等同于近 視眼病人的基本曲線范圍。例如，可用少量的基本曲線(通常是兩條或三條)來調(diào) 節(jié)此范圍。例如，可使用1.75D的基本曲線和3. 75D的基本曲線。
正視眼病人的距離指示范圍可從近似于-l. 25D延伸到+ 1. 25D。這等同于正常 眼病人的基本曲線范圍。例如，可用單個基本曲線例如5. 25D的基本曲線來調(diào)節(jié) 此范圍。
遠視眼病人的距離指示范圍可從近似于+ 1. 50D延伸到+8. 00D。這等同于遠視 眼病人的基本曲線范圍。例如，可用兩條基本曲線例如5. 85D的基本曲線和7. 35D 的基本曲線來調(diào)節(jié)+ 1. 50D到+6. OOD的較佳范圍。
漸變眼科鏡片系列可包括四組或更多組鏡片來調(diào)節(jié)其它病人組。例如，可包 括用于高度近視眼的病人和/或高度遠視眼的病人的附加鏡片組。
漸變眼科鏡片元件系列最好可包括5條基本曲線，每條基本曲線有12個附 加屈光度，例如以0.25D的增量總共獲得60對獨立的鏡片元件(左和右)。
可把漸變眼科鏡片元件設(shè)計成沿著像散相對低的通道從上視區(qū)到近視區(qū)具 有平滑而連續(xù)增大的屈光度。
可把上視區(qū)和下視區(qū)之間的通道設(shè)計成跟隨配戴者目視注視軌跡的一部分。 通道長度的范圍可從近似于10. OOmm到25. OOmm，最好是從近似于15. OOtrai到 20. OOmm。屈光度沿通道的變化(附加屈光度)范圍可從近似于0. 50D到4. OOD。
如上所述，漸變眼科鏡片元件系列的特征是，附加屈光度基本上相同的不同 組的鏡片元件，上下視區(qū)中至少一個視區(qū)具有基本上相同的光學(xué)視場?？稍阽R片元件的單面進行漸變設(shè)計。
對于每種類型的病人，附加屈光度在近似于1.25D到3. 50D(最好是近似于 1.50D到3.00D，更好是1.50D到2. 75D)之間的一組中的每個鏡片元件，上和/ 或下視區(qū)具有基本上相同的光學(xué)視場。
上視區(qū)或遠視區(qū)以及下視區(qū)或近視區(qū)中的光學(xué)視場最好對于每種類型的病 人是基本上相等的。
例如，第二組鏡片元件可表現(xiàn)出，下視區(qū)的寬度相對于第一組鏡片元件是增 大了，以在該區(qū)域?qū)崿F(xiàn)基本上相等的光學(xué)視場。
在另一個實施例中，近視區(qū)中每個鏡片元件的漸變設(shè)計與附加屈光度無關(guān)而 與配戴者的距離指示有關(guān)。
在本發(fā)明的再一個方面，提供了一種漸變眼科鏡片元件，它包括鏡片表面， 所述鏡片表面具有
上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面屈光度；
下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面屈光度，實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及
連接上下視區(qū)的表面像散相對低的通道，所述通道的表面屈光度從上視區(qū)表 面屈光度變到下視區(qū)表面屈光度；
其中至少部分地以目視注視軌跡來決定漸變設(shè)計(包括通道位置)；
目視注視軌跡一般從鏡片元件的配合交叉(FC)沿鼻子水平地插入一水平線
段距離，并斜向通道延伸，水平插入程度隨附加屈光度的增加而減小。
最好相對于近區(qū)測量點附近下視區(qū)中豎直的鏡片經(jīng)線沿鼻子插入目視注視
軌跡；插入程度一般隨近區(qū)中附加屈光度的增加而增加。
依據(jù)本發(fā)明這個方面的漸變鏡片元件可以是上述漸變眼科鏡片系列中的鏡片。
依據(jù)本發(fā)明這個方面的眼科鏡片元件與現(xiàn)有設(shè)計的不同之處在于，在現(xiàn)有的 設(shè)計中，對于大多數(shù)的附加屈光度，在下視區(qū)或近視區(qū)中眼路的典型插入量的變 化范圍大約為2.00醒到4. OOmm。申請人對己有技術(shù)中的公知漸變鏡片設(shè)計的檢 査表明，它們中的大多數(shù)是相對于30cm或更短的近折射距離而設(shè)計的，依據(jù)目 前的知識，對于大多數(shù)配戴者來說，所需的眼睛會聚度(在眼睛觀看近距離物體 時雙目的旋轉(zhuǎn))太大了。
相反地，由病人的折射率和配合參數(shù)(例如，附加屈光度、內(nèi)部瞳距(P.D.)、距離指示(Rx)、頂點距離、近折射距離、調(diào)節(jié)限度)所確定的依據(jù)本發(fā)明的近視 區(qū)插入量，在近似于1.50ram到4. OOmm的范圍內(nèi)變化。
在一個較佳方面，水平插入程度隨距離指示變得更正(例如，在近似于0.2mni 以內(nèi))而稍稍增加。
設(shè)計已有技術(shù)漸變鏡片所使用的眼路并不準確地相應(yīng)于配戴者所需的目視 注視軌跡(見以下的圖3)。申請人已發(fā)現(xiàn)，依據(jù)上視區(qū)屈光度和/或配戴者特定指 小-的附加屈光度，配戴者可對于中遠距離的物體使用上視區(qū)的鼻子部分，而不是 使用中間區(qū)。這杼可使配合交叉處的水平插入程度與配戴者的調(diào)節(jié)限度相關(guān)。配 戴者的調(diào)節(jié)限度將隨著年齡增大而降低，因而它一般相應(yīng)于附加屈光度隨年齡而 增加的需求。
依據(jù)特定配戴者的距離指示和附加屈光度，配合交叉高度處的水平線段在近 似于1. 50mm以內(nèi)變化，最好是在近似于l.OOmm以內(nèi)變化。對于+2. OOD的距離指 示和l.OOD的附加鏡片，典型值為0.75mm。 一般，橫向插入程度將隨配戴者附加 屈光度的增加而降低。
因此，應(yīng)理解目視注視軌跡是這樣一條線，它具有從配合交叉沿鼻子延伸的 水平線段以及從水平線段的鼻子端向近視區(qū)延伸的沿鼻子傾斜的線段。
可改變配合交叉高度的水平線段以及近插入量，以實現(xiàn)在所需目標距離處的 會聚。鏡片放大率的變化導(dǎo)致鏡片表面上插入量的所需變化或調(diào)節(jié)，從而把諸如 近區(qū)測量點等點準確地置于目視注視軌跡上，從而可對所需的工作距離和視覺目 標實現(xiàn)適當(dāng)會聚。鏡片放大效果繼而可受到包括鏡片厚度和鏡片廣角傾角等表面 加工推薦值的影響。
通過考慮鏡片放大率以及因配戴者在一般用于遠距離視覺目標的漸變鏡片 區(qū)域中自反(reflexively)地利用中間目標的調(diào)節(jié)限度而發(fā)生的視覺會聚來確定 配合高度處水平線段的長度。確定視覺會聚需要在配戴者利用漸變鏡片所提供的 附加視覺輔助前考慮中間視覺的最小工作距離。
獲得的目視注視軌跡是這樣的，從而在配合交叉處，眼睛在遠距離視覺目標 的上視區(qū)內(nèi)固定在遠距離到中遠距離視覺目標的配合高度，并在會聚期間沿鼻子 (水平)移至由舒適的調(diào)節(jié)極限所確定的最大插入量而不需要附加的光學(xué)輔助。然 后，目視注視軌跡的第二線段沿著把配合交叉高度處的插入量與沿一軌跡的近視 點處的插入量相連的線延續(xù)，其中該軌跡與中間到近視目標的漸變鏡片通道所提
23供的屈光度相關(guān)，如圖3所示。假設(shè)提供了配合交叉高度處目視注視軌跡的水平 線段，并選擇了目視注視軌跡沿鼻子傾斜線段末端處全標稱附加屈光度點的插入 量，則至少對于低到中間的附加屈光度，目視注視軌跡的斜率明顯地小于用于設(shè) 計常規(guī)漸變鏡片的"眼路"的斜率。
圖3示出配戴者利用根據(jù)本發(fā)明的典型鏡片元件的目視注視軌跡。
在圖3中
XX'是通過光學(xué)中心"O"的水平線，YY'是相應(yīng)的豎直線。
FC是配合交叉點 H是長度h的水平插入線段 ，N是"近區(qū)測量點"
[B-N]是可用于中間到近中間距離物體的目視注視軌跡的傾斜線段
"x"是近線段插入量(YY，和N之間的水平距離)
眼科鏡片如此匹配，從而配戴者通過配合交叉(FC)附近的上視區(qū)而看見遠距 離的物體。對于在中遠距離范圍內(nèi)較近的物體，配戴者可繼續(xù)使用上視區(qū)，在此 情況下，眼睛注視著到點B—般為水平的目視注視軌跡上的一個點或多個點，直 到配戴者的調(diào)節(jié)力大到需要進一步的調(diào)節(jié)幫助。然后，目視注視軌跡沿通道傾斜 前進。目視注視軌跡的第二線段沿鼻子稍稍傾斜。對于近視覺，配戴者使用近視 區(qū)。把近視覺點N(即在目視注視軌跡上測量到標稱附加屈光度的點)從豎軸YY' 插入近的線段插入距離"x"。
可旋轉(zhuǎn)鏡片，以對各個配戴者的特定匹配特性實現(xiàn)最佳的性能。依據(jù)本發(fā)明 構(gòu)成的漸變鏡片可具有對于大多數(shù)配戴者來說基本上準確的通道和光學(xué)視場。對 于需要明顯不同匹配的配戴者，可旋轉(zhuǎn)鏡片，以優(yōu)化用于個人的近區(qū)插入量而不 明顯地改變配合交叉插入量。
根據(jù)背景技術(shù)應(yīng)理解，為了實現(xiàn)與例如一對分段的多焦點鏡片的適當(dāng)匹配， 最好依據(jù)相應(yīng)于遠視的病人光瞳間距(PD)分開一付眼科鏡片中兩個鏡片的遠距 部分的光學(xué)中心并對準線段，從而實現(xiàn)準確的雙目視覺性能。為此，必須如此對 準鏡片的線段，從而使線段中心與雙目視線相符且使線段輪廓所產(chǎn)生的視覺邊界 重疊，以獲得盡可能最大的雙目視場。
為了滿足第一種情況，在指示雙焦點來規(guī)定遠和近PD時進行中心對準是普 遍的，且可對鏡片進行表面加工以在遠距部分的光學(xué)中心和線段中心之間實現(xiàn)所
24規(guī)定的橫向插入量。為了確定此插入量，必須使用幾個變量來計算近PD。雖然遠PD在結(jié)構(gòu)上是固定的，但病人的近PD是隨眼睛、眼科鏡片和目標的幾何形狀而
變化的。 一般，對于64誦的遠PD，近PD比遠PD小大約4mm。從示出雙焦點插入量的圖4所示的幾何形狀中得到這些數(shù)字。在圖4中
PF是注視點
PM是病人的中線(中弧矢平面)
SP是眼科鏡片平面
U是視線
C是眼睛的旋轉(zhuǎn)中心
應(yīng)理解，此幾何形狀是近似的，且與線段平坦眼科鏡片平面的交點相關(guān)，并可以對具有給定基本曲線、指定折射率和/或棱鏡的鏡片以簡單方式進行概括。
利用類似的三角形，確定線段插入量的公式為
/乂^=-
其中
Xp二單目PD
Z,. 。, 二由折射率所確定的近折射距離
L二從眼科鏡片平面到眼睛旋轉(zhuǎn)中心的距離
)^線段插入量
對于L:-27mm、 X,,=32mm以及Z^二400mm的典型值，每塊鏡片的線段插入量x:-2. OOmm。
與雙焦點不同的是，在已有技術(shù)中還未把漸變鏡片設(shè)計成允許配鏡師不根據(jù)遠PD來設(shè)計近PD。通常由設(shè)計人員對漸變鏡片選擇閱讀指示的有效區(qū)位置，不能把該位置變成允許各種PD和基準距離的組合。
圖5示出忽略調(diào)節(jié)限度的對照模型。點FC指配合交叉，它是病人注視遠距離物體時匹配的基準點。漸變附加鏡片具有中間通道和近區(qū)，橫向以形成"顳部像散輪廓"(TC)和"鼻子像散輪廓"(NC)的線為界。這些像散輪廓的像散數(shù)值大小恒定且相等。可對每個區(qū)使用不同的輪廓，例如，中間區(qū)的輪廓值可以是0，75D，
25近區(qū)的輪廓值可以是l.OOD。
以(x"y)來表示顳部像散輪廓上點的坐標，這里用毫米來表示x和y。類似地，以(x。，y)來表示鼻子像散輪廓上點的坐標。
由標為"C"的曲線來限定中間區(qū)和近區(qū)的中線，它位于相應(yīng)的鼻子和顳部像散輪廓沿每條水平線與這些輪廓相交的中點處。在3，785,724號美國專利中討論了位丁1折光度的等像散曲線之間的經(jīng)中線。
沿著曲線C，附加屈光度可從配合交叉處接近于零開始平滑增加，直到它達至ij以下距離的標稱附加屈光度。
ift fS AlA存+幽"hn 6fi 粉niJ /f協(xié)S A曲粉
-JfD Aii /山乂 U ,M /JH M J CiJ -1 IHA /山乂 u ti^l _>vv 。
用7(y)來表示在配合交叉以下點ymm處曲線C的傾斜部分上平均附加屈光度的折光度值。
然后，可把曲線C的位置限定為
崎)- a)
這里
x(y)是配合交叉和近區(qū)之間豎直位置的曲線C的插入量L是從鏡片到眼睛旋轉(zhuǎn)中心的距離X卩是單目PD
戶00 = ^^是歸一化的屈光度函數(shù)，此函數(shù)是屈光度函數(shù)P(力和折射率所
Pr e/、
規(guī)定的標稱附加屈光度Pw來確定的以及
Zw是近折射距離，對于小于約2. 50D的附加屈光度，該距離可被限定為近似-r40cm,對于大于或等于2. 50D的附加屈光度，該距離近似于標稱附加屈光度的倒數(shù)。
此定義假設(shè)了適當(dāng)?shù)哪恳曌⒁曑壽E會聚是對工作距離對準的，而工作距離與歸一化的屈光度函數(shù)為倒數(shù)關(guān)系。即，如果鏡片上某一點的有效附加屈光度為鏡片標稱附加屈光度的四分之一，則工作距離是近折射距離的四倍。然而，更合適的是以準確地對應(yīng)于配戴者可能使用的位置的目視注視軌跡來進行鏡片設(shè)計。
如上所述，從申請人的臨床觀察和實驗中，提供了與病人的調(diào)節(jié)限度繼而與標稱附加屈光度有關(guān)的配合交叉高度處的水平插入量。例如，l.OOD附加屈光度 的配戴者極不可能對比80cm更遠的距離使用中間區(qū)，因為配戴者可使用遠區(qū)且 舒適地調(diào)節(jié)80cm左右的距離。同樣，由于相同的理由，2. 50D附加屈光度的配戴 者將對比200cm遠得多的距離使用中間區(qū)。
為了實現(xiàn)此偏移量，只須以會聚補償?shù)那舛群瘮?shù)尸(/)來替代公式(l)中的 歸一化屈光度函數(shù)75
仏,
這里
尸(/)是會聚補償?shù)那舛群瘮?shù)
(2)
尸w =
戶(jO+"Pr") pr" + yKP"'/)
(3)
而k (P^)是該區(qū)域標稱附加屈光度的函數(shù)。依據(jù)此定義式以及如圖6所示，目視注視軌跡的第二線段在其頂部沿鼻子通 過配合交叉，而在近區(qū)測量點到達適用于近折射距離的插入量。
對k(Pw)的可能形式所進行的研究表明，線性函數(shù)是適當(dāng)?shù)?。對任意給定的 標稱附加，可把該函數(shù)值視為建立病人用以觀看中遠距離范圍物體允許的調(diào)節(jié)值 或焦點深度。例如，特定函數(shù)
3 6
(4)
使得中間的最高部分在配合交叉高度以1.00附加屈光度與80cm的距離對 準，以及以2. 50附加屈光度與220cm的距離對準。
公式(1)和(2)表示眼科鏡片平面內(nèi)曲線"C"的插入量。設(shè)計鏡片必須計算鏡 片表面上的實際點，從而對曲線"C"進行定位來補償鏡片形式。
公式(2)可以列出配合交叉以下點ymm的工作距離(Z(y))，它是尸(/)即會聚 補償?shù)那舛群瘮?shù)與Z^即近折射距離的函數(shù)淋i (5)
觀看距離Z(y)處物體所需的鏡片表面上的相應(yīng)點與鏡片形式有關(guān)，該點可用 依據(jù)圖7構(gòu)成的光跡線來計算，
這里x,是0^x。， ^Z。)處給定物體的鏡片表面上的插入量，對于主光線與各個 表面相交的形式的鏡片，背面曲率為Kh而正面曲率為K,，鏡片厚度為T，眼睛距 離為E，前后鏡片表面之間的鏡頂偏移為xv，鏡片材料折射率為n。
這樣，目視注視軌跡的位置隨背面曲率Kh、正面曲率K,、鏡片厚度T、眼睛 距離E、鏡頂偏移x"鏡片材料折射率n而改變。
設(shè)計漸變鏡片元件的方法
可按如下所述來設(shè)計圖6所示類型的鏡片
a) 提供一漸變鏡片表面的數(shù)學(xué)或數(shù)字表示，該表面具有遠視區(qū)、近視區(qū)和眼 路通道，其中眼路通道位于表面像散近似于零的線的中心并具有逐步變化的折射 率。眼路通道把遠視區(qū)和近視區(qū)相連，遠視區(qū)、近視區(qū)和眼路通道的表示最初是 以豎直中線x=0對稱的鏡面，如上所述來選擇通道長度和區(qū)域參數(shù)；
b) 沿鼻子方向旋轉(zhuǎn)和水平地偏移遠視區(qū)以下鏡片表面的表示，以計入調(diào)節(jié)限 度和如上所述眼路通道中漸變屈光度的增加而引起的插入量變化；
c) 沿顳部方向旋轉(zhuǎn)眼路通道以下鏡片表面的表示；
d) 如此改變鏡片表面的表示，從而使配合交叉以下表面像散近似于零的線位 于選中的折光度值的鼻子和顳部等像散曲線(例如，1折光度的等像散曲線)之間 的水平中點處；
e) 如此改變鏡片表面的表示，從而近區(qū)中選中折光度值的鼻子和顳部等像散 曲線之間的水平中點沿著與近區(qū)頂部像散近似于零的線相交并向鏡片底部延伸 的線排列；以及
f) 形成相應(yīng)于已改變的鏡片表面表示的鏡片表面。
在改變步驟(d)中，最終的鏡片表面并不限于在離中線的各種水平距離處基 本上沿雙向?qū)ΨQ的表面像散或屈光度。
而是，只對鏡片設(shè)計進行不嚴格地限制，從而使鏡片有用部分的邊緣(例如， 由1折光度的等像散曲線邊界所限定的)位于區(qū)域中線或目視注視軌跡的中心。
可通過有限元法來執(zhí)行步驟(d)?？衫脙?yōu)值函數(shù)對選中的等像散曲線實現(xiàn)
28所需的定位?？筛鶕?jù)需要對選中折光度值的鼻子和顳部等像散曲線之一或兩者進 行局部調(diào)節(jié)，以在與有關(guān)上述調(diào)節(jié)限度的屈光度漸變和假設(shè)一致的位置處對通道 中線給出所需插入量和斜率。
提供拋光的漸變鏡片的方法
在本發(fā)明的再一個方面，申請人嘗試了一種對例如近視眼和正常眼等多種類 型的病人提供更適合的漸變眼科鏡片的方法。此方法包括
a) 設(shè)計一系列漸變鏡片坯件，其中一個或多個鏡片具有基本上相同的附加屈 光度和均分的性能特性，但其基本曲線不同，以適應(yīng)不同類型病人的不同距離指
—V- / ;i卜/7n A 臺匕M4^1^ h +本士1=1曰PI :4-iVn " ^門/7^"C》m RT rV4 i S im+乙
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b) 獲得病人的指示，包括所需的距離指示、附加屈光度和柱面修正；
c) 根據(jù)距離指示、附加屈光度和柱面修正從所設(shè)計的系列中選擇漸變鏡片坯 件，從而獲得與距離指示無關(guān)的均分性能特性；以及
d) 對鏡片坯件的背面進行拋光，以獲得指定的距離指示和柱面修正。 均分性能特性最好是使一組鏡片坯件中至少一部分的每個鏡片坯件具有漸
變設(shè)計，從而對指示范圍的中點所測得的上和/或下視區(qū)內(nèi)的光學(xué)視場對于每種 類型的病人都基本上相等。
以下描述通過特殊的數(shù)值例子示出本發(fā)明方法的操作。
可按如下所述構(gòu)成依據(jù)本發(fā)明的如圖8a、 線和1. 00D的附加屈光度的鏡片元件。 鏡片元件所需的性能特性如下 基本曲線 附加屈光度
配合交叉處的水平插入量xf(2) 材料折射率 眼睛旋轉(zhuǎn)中心的距離L 距離Rx
近折射距離Zref 單目PD(Xp) 近鏡頂偏移Xv(-17)
8b和9b所示具有5. 85D的基本曲
5. 85D(@1. 530) 1. 00D
0. 75mm
1. 499 27mm +2. 00D 400mm 32mm
0. 45mm配合交叉鏡頂偏移Xv(2) 0. OO腿
配合交叉處的鏡片厚度T(2) 2. 01mm
近處的鏡片厚度T(-17) 1.47醒
廣角鏡片傾角 7°
獲得的近區(qū)插入量X, (-17) 2. 34讓
利用公式(5)并結(jié)合適當(dāng)?shù)膟值y=2完成如圖7所示的光跡線，以補償鏡片 形式，計得插入量X,在2. 34mm。
利用公式(5)并結(jié)合適當(dāng)?shù)膟值=-17，然后完成如圖7所示的光跡線來補償 鏡片形式，計得水平插入量h(配合交叉處)在0.75mm。以類似的方式來設(shè)計依據(jù) 本發(fā)明的其它鏡片元件。
最后，可理解對本發(fā)明可進行各種其它的改變和/或修改而不背離如上所述 的本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1. 一種漸變眼科鏡片元件系列，所述系列中的每個鏡片元件包括一鏡片表面，其特征在于所述鏡片表面具有上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面光焦度；下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面光焦度，以實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及連接上下視區(qū)的表面像散相對低的通道，所述通道的表面光焦度從上視區(qū)表面光焦度變到下視區(qū)表面光焦度；所述漸變眼科鏡片系列包括第一組鏡片元件，具有適用于提供近視眼者的距離指示范圍的至少一條基本曲線；以及第二組鏡片元件，具有適用于提供正常眼者的距離指示范圍的至少一條基本曲線，每一組包含具有不同附加光焦度的元件，其中具有基本上相同的附加光焦度的不同組的鏡片元件在下視區(qū)中具有基本上相同的光學(xué)視場。
2. 如權(quán)利要求1所述的鏡片元件系列，其特征在于一組鏡片元件中的每個 鏡片元件包括依據(jù)鏡片元件的附加光焦度的上下視區(qū)中的漸變設(shè)計。
3. 如權(quán)利要求1所述的鏡片元件系列，其特征在于具有在近似1.25D到 2.50D范圍內(nèi)的相同附加光焦度的一組鏡片元件中的每個鏡片元件的下視區(qū)具有 基本上相同的光學(xué)視場。
4. 如權(quán)利要求l所述的鏡片元件系列，其特征在于還包括第三組鏡片元件， 所述第三組鏡片元件具有適于提供遠視病人的距離指示范圍的基本曲線；所述第三組中的每個鏡片元件的指定附加光焦度都不同，且包括依據(jù)鏡片元 件的附加光焦度的位于上下視區(qū)中至少一個視區(qū)內(nèi)的漸變設(shè)計；第三組中鏡片元件的漸變設(shè)計同第一和第二組中相同附加光焦度下的相應(yīng) 鏡片元件的漸變設(shè)計因基本曲線不同而基本上不同。
5. 如權(quán)利要求1所述的鏡片元件系列，其特征在于第一組鏡片元件表現(xiàn)出 通道長度隨著附加光焦度從低增加到中等附加光焦度范圍而減小。
6. 如權(quán)利要求1所述的鏡片元件系列，其特征在于第一組鏡片元件表現(xiàn)出 通道長度隨著附加光焦度增加到較高附加光焦度而減小。
7. 如權(quán)利要求1所述的鏡片元件系列，其特征在于通道長度從低附加光焦度處的近似19.00mm長變?yōu)楦郊庸饨苟冉朴?.00折光度(D)處的近似于 17. 50mm，然后在大于3. OOD的附加光焦度處變?yōu)榻朴?8. 25mm。
8. 如權(quán)利要求1所述的鏡片元件系列，其特征在于第一組鏡片元件包括相 對窄的下視區(qū)，所述下視區(qū)隨附加光焦度的增加而變寬。
9. 如權(quán)利要求1所述的鏡片元件系列，其特征在于第一組鏡片元件包括表 面像散相對低的相對寬的上視區(qū)，上視區(qū)表現(xiàn)出在低的附加光焦度處具有增加的 表面像散。
10. 如權(quán)利要求l所述的鏡片元件系列，其特征在于對于中等到高的附加光 焦度，距離像散的分布相對劇烈。
11. 如權(quán)利要求l所述的鏡片元件系列，其特征在于第二組鏡片元件表現(xiàn)出 通道長度在低附加光焦度處隨著附加光焦度的增加而減小。
12. 如權(quán)利要求1所述的鏡片元件系列，其特征在于第二組鏡片元件表現(xiàn)出 通道長度在較高附加光焦度處隨著附加光焦度的增加而增加。
13. 如權(quán)利要求l所述的鏡片元件系列，其特征在于第二組鏡片元件包括對 寬的下視區(qū)，所述下視區(qū)表現(xiàn)出其寬度隨附加光焦度的增加而減小。
14. 如權(quán)利要求l所述的鏡片元件系列，其特征在于第二組鏡片元件包括相 對寬的上視區(qū)，所述上視區(qū)的表面像散隨附加光焦度的增加而從中等減小到低。
15. 如權(quán)利要求1所述的鏡片元件系列，其特征在于距離像散的分布從低附 加光焦度時的相對柔和變?yōu)楦吒郊庸饨苟葧r的相對劇烈。
16. 如權(quán)利要求4所述的鏡片元件系列，其特征在于除了在高的附加光焦度處通道長度增加以外，第三組鏡片元件表現(xiàn)出相對恒定的通道長度。
17. 如權(quán)利要求4所述的鏡片元件系列，其特征在于相對于直到近似于2.50D 的附加光焦度，通道長度從近似于19.00mm開始變化，在附加光焦度超過2. 50D 時通道長度縮短為近似于17. 50mm直到附加光焦度近似于3. OOD，在附加光焦度 超過3. OOD時，通道長度增大到近似于18. 25mm。
18. 如權(quán)利要求4所述的鏡片元件系列，其特征在于第三組鏡片元件包括相對于所有附加光焦度的相對寬的下視區(qū)。
19. 如權(quán)利要求4所述的鏡片元件系列，其特征在于第三組鏡片元件包括相 對寬的上視區(qū)，所述上視區(qū)的寬度隨附加光焦度的增加而稍稍增加，且所述上視 區(qū)周邊的表面像散隨附加光焦度的增加而從中等減小到低。
20. 如權(quán)利要求l所述的鏡片元件系列，其特征在于鏡片上半部分的距離像 散分布從低附加光焦度時的相對柔和變?yōu)楦吒郊庸饨苟葧r的相對劇烈。
21. 如權(quán)利要求4所述的鏡片元件系列，其特征在于在相同的附加光焦度處，第三組鏡片元件的通道長度相對于第二組鏡片元件繼而相對于第一組鏡片元件 較長。
22. 如權(quán)利要求4所述的鏡片元件系列，其特征在于在相同的附加光焦度下， 第三組鏡片元件的下視區(qū)相對于第二組鏡片元件繼而相對于第一組鏡片元件較寬。
23. 如權(quán)利要求4所述的鏡片元件系列，其特征在于鏡片元件表現(xiàn)出在相 同的附加光焦度下，第三組鏡片元件上視區(qū)的清晰度相對于第二組鏡片元件繼而 相對于第一組鏡片元件下降。
24. 如權(quán)利要求l所述的鏡片元件系列，其特征在于鏡片元件上半部分的距 離像散分布隨距離指示光焦度的增加而從較劇烈變?yōu)檩^柔和。
25. 如權(quán)利要求1所述的鏡片元件系列，其特征在于通道跟隨配戴者視覺注 視軌跡的一部分。
26. 如權(quán)利要求l所述的鏡片元件系列，其特征在于通道長度從近似于10.00 到25. 00誦。
27. —種漸變眼科鏡片元件系列，每個鏡片元件包括鏡片表面，其特征在于 所述鏡片表面具有上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面光焦度；下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面光焦度，以實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及 連接上下視區(qū)的表面像散相對低的通道，所述通道的表面光焦度從上視區(qū)的 表面光焦度變到下視區(qū)的表面光焦度； 所述漸變眼科鏡片系列包括第一組鏡片元件，具有適用于提供第一類型病人的距離指示范圍的基本曲 線；以及第二組鏡片元件，具有適用于提供第二類型病人的距離指示范圍的基本曲線；第一組中鏡片元件的漸變設(shè)計與第二組中相應(yīng)鏡片元件的漸變設(shè)計因基本 曲線的不同而基本上不相同。
28. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于一組鏡片元件中的每 個鏡片元件包括依據(jù)鏡片元件的附加光焦度的上下視區(qū)中的漸變設(shè)計。
29. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于附加光焦度基本上相 RJ的不同組鏡片元件的上下視區(qū)中至少一個視區(qū)具有基本上相同的光學(xué)視場。
30. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于具有在近似1.25D到 2. 50D范圍內(nèi)的相同附加光焦度的一組鏡片元件中的每個鏡片元件的上下視區(qū)中 的至少一個具有基本上相同的光學(xué)視場。
31. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系統(tǒng)，其特征在于第一組鏡片元件具有 適應(yīng)于近視眼者病人的基本曲線。
32. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系統(tǒng)，其特征在于第二組鏡片元件具有 適應(yīng)于正常眼者病人的基本曲線。
33. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于還包括第三組鏡片元 件，所述第三組鏡片元件具有適于提供第三類病人的距離指示范圍的基本曲線；所述第三組中的每個鏡片元件的指定附加光焦度都不同，且包括依據(jù)鏡片元 件的附加光焦度的位于上下視區(qū)中至少一個視區(qū)內(nèi)的漸變設(shè)計；第三組中鏡片元件的漸變設(shè)計同第一和第二組中相同附加光焦度下的相應(yīng) 鏡片元件的漸變設(shè)計因基本曲線不同而基本上不同。
34. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于附加光焦度基本上相 同的不同組鏡片元件的上下視區(qū)中至少一個視區(qū)具有基本上相同的光學(xué)視場。
35. 如權(quán)利要求33所述的鏡片元件系列，其特征在于第三組鏡片元件具有 適用于遠視眼者病人的基本曲線。
36. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于第一組鏡片元件表現(xiàn) 出通道長度隨著附加光焦度從低增加到中等附加光焦度范圍而減小。
37. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于第一組鏡片元件表現(xiàn) 出通道長度隨著附加光焦度增加到較高附加光焦度而減小。
38. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于通道長度從低附加光 焦度處的近似19.00mm長變?yōu)楦郊庸饨苟冉朴?.00折光度(D)處的近似于 17. 50ram，然后在大亍3. OOD的附加光焦度處變?yōu)榻朴?8. 25mm。
39. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于第一組鏡片元件包括 相對窄的下視區(qū)，所述下視區(qū)隨附加光焦度的增加而變寬。
40. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于第一組鏡片元件包括 表面像散相對低的相對寬的上視區(qū)，上視區(qū)表現(xiàn)出在低的附加光焦度處具有增加的表面像散。
41. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于對于中等到高的附加 光焦度，距離像散的分布相對劇烈。
42. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于第二組鏡片元件表現(xiàn) 出通道長度在低附加光焦度處隨著附加光焦度的增加而減小。
43. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于第二組鏡片元件表現(xiàn) 出通道長度在較高附加光焦度處隨著附加光焦度的增加而增加。
44. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于第二組鏡片元件包括 對寬的下視區(qū)，所述下視區(qū)表現(xiàn)出其寬度隨附加光焦度的增加而減小。
45. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于第二組鏡片元件包括 相對寬的上視區(qū)，所述上視區(qū)的表面像散隨附加光焦度的增加而從中等減小到 低。
46. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于距離像散的分布從低 附加光焦度時的相對柔和變?yōu)楦吒郊庸饨苟葧r的相對劇烈。
47. 如權(quán)利要求33所述的鏡片元件系列，其特征在于除了在高的附加光焦 度處通道長度增加以外，第三組鏡片元件表現(xiàn)出相對恒定的通道長度。
48. 如權(quán)利要求33所述的鏡片元件系列，其特征在于相對于直到近似于 2.50D的附加光焦度，通道長度從近似于19.00mm開始變化，在附加光焦度超過 2. 50D時通道長度縮短為近似于17. 50mm直到附加光焦度近似于3. OOD，在附加 光焦度超過3. OOD時，通道長度增大到近似于18. 25mm。
49. 如權(quán)利要求33所述的鏡片元件系列，其特征在于第三組鏡片元件包括 相對于所有附加光焦度的相對寬的下視區(qū)。
50. 如權(quán)利要求33所述的鏡片元件系列，其特征在于第三組鏡片元件包括 相對寬的上視區(qū)，所述上視區(qū)的寬度隨附加光焦度的增加而稍稍增加，且所述上 視區(qū)周邊的表面像散隨附加光焦度的增加而從中等減小到低。
51. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于鏡片上半部分的距離 像散分布從低附加光焦度時的相對柔和變?yōu)楦吒郊庸饨苟葧r的相對劇烈。
52. 如權(quán)利要求33所述的鏡片元件系列，其特征在于在相同的附加光焦度處，第三組鏡片元件的通道長度相對于第二組鏡片元件繼而相對于第一組鏡片元 件較長。
53. 如權(quán)利要求33所述的鏡片元件系列，其特征在于在相同的附加光焦度下，第三組鏡片元件的下視區(qū)相對于第二組鏡片元件繼而相對于第一組鏡片元件 較寬。
54. 如權(quán)利要求33所述的鏡片元件系列，其特征在于鏡片元件表現(xiàn)出在相同的附加光焦度下，第三組鏡片元件上視區(qū)的清晰度相對于第二組鏡片元件繼 而相對于第 一 組鏡片元件下降。
55. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于鏡片元件上半部分的 距離像散分布隨距離指示光焦度的增加而從較劇烈變?yōu)檩^柔和。
56. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于通道跟隨配戴者視覺 注視軌跡的一部分。
57. 如權(quán)利要求27所述的鏡片元件系列，其特征在于通道長度從近似于 10. 00到25. OOmm。
58. —種漸變眼科鏡片元件系列，所述系列中的每個鏡片元件包括一鏡片表 面，其特征在于所述鏡片表面具有上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面光焦度；下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面光焦度，以實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及 連接上下視區(qū)的表面像散相對低的通道，所述通道的表面光焦度從上視區(qū)的農(nóng)面光焦度變到下視區(qū)的表面光焦度；所述漸變眼科鏡片系列包括至少三組鏡片元件，每一組具有適應(yīng)于提供一距離指示范圍的不同的基本光焦度，其中上視區(qū)的寬度是基本光焦度的遞增函數(shù)。
59. —種漸變眼科鏡片元件系列，所述系列中的每個鏡片元件包括一鏡片表 面，其特征在于所述鏡片表面具有上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面光焦度；下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面光焦度，以實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及 連接上下視區(qū)的表面像散相對低的通道，所述通道的表面光焦度從上視區(qū)的 表面光焦度變到下視區(qū)的表面光焦度； 所述漸變眼科鏡片系列包括第一組鏡片元件，具有適用于提供近視眼者的距離指示范圍的至少一條基本曲線；以及第二組鏡片元件，具有適用于提供正常眼者的距離指示范圍的至少一條基本 曲線，第三組鏡片元件，具有適應(yīng)于提供遠視眼者的距離指示范圍的至少一條基本 曲線；每一組包含具有不同附加光焦度的元件，其中具有基本上相同的附加光焦度 的不同組的鏡片元件在至少上視區(qū)具有共享的光學(xué)特性，從而上視區(qū)的寬度是基 本光焦度的遞增函數(shù)。
60. —種漸變眼科鏡片元件系列，所述系列中的每個鏡片元件包括一鏡片表 面，其特征在于所述鏡片表面具有上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面光焦度；下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面光焦度，以實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及 連接上下視區(qū)的表面像散相對低的通道，所述通道的表面光焦度從上視區(qū)的 表面光焦度變到下視區(qū)的表面光焦度； 所述漸變眼科鏡片系列包括第一組鏡片元件，具有適用于提供近視眼者的距離指示范圍的至少一條基本 曲線；以及第二組鏡片元件，具有適用于提供正常眼者的距離指示范圍的至少一條基本 曲線，第三組鏡片元件，具有適應(yīng)于提供遠視眼者的距離指示范圍的至少一條基本 曲線；每一組包含具有不同附加光焦度的元件，其中不同組的鏡片元件的漸變設(shè)計 與其它組中具有相同附加光焦度的相應(yīng)鏡片元件的漸變設(shè)計因基本曲線不同而 基本上不相同。
61. —種給病人提供漸變眼科鏡片的方法，所述方法包括a) 設(shè)計一系列漸變鏡片坯件，其中為了對不同類型的病人提供不同的距離 指示，兩個或多個鏡片具有基本上相同的附加光焦度及共享的性能特性，但基本 曲線不同；b) 獲得病人的指示，包括所需的距離指示和柱面修正；c) 根據(jù)距離指示從所設(shè)計的系列中選擇漸變鏡片坯件，從而獲得共享的性能特性而不管病人的類型；以及d)拋光鏡片坯件的背面，以獲得指定的距離指示和柱面修正。
62. 如權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于共享的性能特性使附加光焦度 基本上相同的不同組鏡片元件的上下視區(qū)中至少一個視區(qū)具有基本上相同的光 學(xué)視場。
63. 如權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于對于每種類型的病人，附加光 焦度在近似于1.25D到2. 50D之間的一組鏡片元件中每個鏡片坯件的上下視區(qū)中 至少一個視區(qū)具有基本上相同的光學(xué)視場。
64. 如權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于所述鏡片坯件系列包括用于近 視眼者的一組鏡片坯件和用于正常眼者的一組鏡片坯件；其中每一組包含用于幾個指定附加光焦度的坯件； 獲得的指示還包括附加光焦度；以及還根據(jù)附加光焦度從所設(shè)計的系列中選擇漸變鏡片坯件。
65. 如權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于共享的性能特性包括通道長度。
66. 如權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于在所述漸變鏡片坯件系列中， 每個鏡片坯件包括鏡片表面，所述鏡片表面具有上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面光焦度；下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面層光度，以實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及 連接上下視區(qū)的表面像散相對低的通道，所述通道的表面光焦度從上視區(qū)的 表面光焦度變到下視區(qū)的表面光焦度； 所述鏡片元件系列包括第-組鏡片元件，具有適用于第一類型病人的距離指示的基本曲線；以及 第二組鏡片元件，具有適用于第二類型病人的距離指示的基本曲線； 一組鏡片坯件中每個鏡片坯件的指定附加光焦度不同，且包括依據(jù)鏡片元件的附加光焦度的上下視區(qū)中至少一個視區(qū)的漸變設(shè)計；第一組中鏡片坯件的漸變設(shè)計與第二組中相應(yīng)鏡片元件的漸變設(shè)計因基本曲線不同而基本上不同。
67. 如權(quán)利要求66所述的方法，其特征在于所述漸變鏡片坯件系列還包括 第三組鏡片坯件，所述第三組鏡片坯件具有適用于第三類型病人的距離指示的基 本曲線；第三組中每個鏡片坯件的指定附加光焦度都不同，且包括依據(jù)鏡片坯件的附 加光焦度的上下視區(qū)中至少一個視區(qū)的漸變設(shè)計；第三組中鏡片坯件的漸變設(shè)計與第一和第二組中相應(yīng)鏡片坯件的漸變設(shè)計 因基本曲線不同而基本上不同。
全文摘要
一系列漸變眼科鏡片元件，每個鏡片元件包括鏡片表面，該鏡片表面具有上視區(qū)，具有實現(xiàn)相應(yīng)于遠視的折射率的表面屈光度；下視區(qū)，具有比上視區(qū)大的表面層光度，實現(xiàn)相應(yīng)于近視的折射率；以及連接上下視區(qū)表面像散相對低的通道，所述通道的表面屈光度從上視區(qū)表面屈光度變到下視區(qū)表面屈光度；漸變眼科鏡片系列包括第一組鏡片元件，具有適用于近視眼的距離指示范圍的一條基本曲線；以及第二組鏡片元件，具有適用于正常眼的距離指示范圍的一條基本曲線，每一組包含具有不同附加屈光度的元件，其中具有基本上相同附加屈光度的不同組的鏡片元件在下視區(qū)中具有基本上相同的光學(xué)視場。
文檔編號G02C7/02GK101487929SQ20091000708
公開日2009年7月22日 申請日期1997年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月4日
發(fā)明者A·A·李, C·M·佩羅, D·H·斯克拉, D·J·克里斯, E·F·巴坎, K·L·羅伯茨, M·A·莫里斯, M·馬蒂森-舒普尼克, S·J·愛德華 申請人:卡爾蔡司視覺澳大利亞控股有限公司