护目镜用偏心非矫正镜片的制作方法

专利名称：护目镜用偏心非矫正镜片的制作方法
一般说来，本发明涉及护目镜(eyewear)中用的镜片，更确切地说，涉及为减小光学畸变用的偏心式非矫正镜片。
近年来在护目镜领域已经作出广泛的多种改进，尤其是针对预定用在快速运动中或者作为流行太阳镜。这些改进已被体现在具有单一镜片的护目镜中，例如“Blades”设计(Oakley有限责任公司)，“M框架”系列(Oakley有限责任公司)，而且“Zero”系列也是由Oakley有限责任公司生产的。这些护目镜设计能够达到多种功能上的便利，例如同原先的快速运动护目镜相比，能够最大限度地截取外围光线，减小光学畸变，提高佩戴者的舒适水平。
“Blades”护目镜的单一镜片，已把例如在授予Jannard的美国专利No.4,859,048中公开的柱面几何形状结合进去。这种几何形状能让镜片与佩戴者的面部接近一致，并且截取直接来自佩戴者前方(前向)和外围(侧向)的光线、风、灰尘等。还可参见授予Jannard的美国专利No.4,867,550(超环面镜片的几何形状)。
尽管早期的单一镜片系统能够提供全面的左右观察范围和良好的侧向眼睛保护，然而光学畸变的潜能仍然存在。例如在单一镜片系统中，由佩戴者眼睛到镜片后表面的入射角度，是随其视线在横向方向转动而变化的。这就造成比较靠近镜片前方进入的光和在横向两端进入的外围光之间根本不同的折光。为了分析棱镜畸变源，美国专利4,859,048公开了将镜片厚度由中央部分向侧向边缘斜削的措施。
已有技术的护目镜也采用双镜片系统，其中两个分开的镜片沿着前框架安装。在此早期的双镜片护目镜系统中，左右两镜片中的每一个大体上在佩戴时是共面。因此，当观察正前方时，佩戴者的视线在光学区通常是在镜片表面的法线上穿过镜片后表面。这种镜片构形的缺点之一在于，不使用特殊的修正(例如垂直加长的眼镜腿(earstem)或者侧面附件)，该眼镜实质上无法提供侧向的眼保护。
此后双镜片系统已被发展，其中每一镜片的侧向边缘围绕佩戴者头部侧面由前平面向后弯曲，以便提供类似于通过高遮蔽(wrap)单一镜片系统达到的侧向遮蔽。双镜片的带有显著遮蔽的眼镜虽然能够提供侧向的眼保护，然而镜片的弯曲通常导致通过佩戴者观察角度范围的可测出的棱镜畸变。这在低折射率材料构成的镜片中尤其明显。此外，高基线(high base)弯曲(例如基线为6或更高)对于优化遮蔽而能保持低断面有时虽然是所想望的，然而这样的镜片过去没有实用，由于其具有较高水平的棱镜畸变。
因此，对于用在实质上遍及全部视角范围能够遮光而且同时将光学畸变减至最小的双镜片护目镜中，作为高基线的并非配方装配的镜片的需要，仍然保持。
根据本发明的一个方面，提供一种用在非矫正用的双镜片护目镜中的眼镜片。该眼镜片被利用来与框架组合，将镜片支承在佩戴者法向视线的光路中。
该镜片包括一具有前表面、后表面以及其间厚度的镜片主体。
该镜片的前表面与一立体几何形状的部分表面一致。最好使该镜片的前表面基本上与具有第一中心的第一个球的部分表面一致。该镜片的后表面基本上与一立体几何形状的部分表面一致，该立体几何形状可与符合前表面的几何形状相同或者不同。最后使此后表面基本上与具有第二中心的第二个球的部分表面一致。
第一和第二中心是相互偏移的，以将镜片的厚度尖削(taper)。该镜片被安装在框架中，以致于通过第一和第二中心作出的直线通常与佩戴者的法向视线保持平行。
该镜片可由镜片毛坯切成或直接形成其最终构形，如通过技术上公知的注压或其它工艺。该镜片最好靠眼镜框定位在佩戴者头部，以使佩戴者的法向视线以大于约95°的角度穿过镜片前表面(而且最好在约100°至120°范围内)，而能保持镜片光学中心线与佩戴者法向视线通常的平行关系。镜片的光学中心线可以通过或者不通过镜片。
本发明的制做镜片方法也被公开。
本发明进一步的特点及优点，由以下连同所附权利要求并附图对最佳实施例进行的详细描述中，将变得显而易见。


图1为安装有根据本发明实施例制做的尖锥形矫正镜片的护目镜透视图；图2为沿图1中2-2线所取的截面图；图3为双镜片护目镜系统用的已有技术的未变截面镜片的水平截面示意图；图4为双镜片护目镜系统用的变截面(taper)镜片的水平截面示意图；图5为类似图2，表示根据本发明另一实施例的具有更大的基线弯曲的尖锥形矫正镜片的横截面图；图6为与球的一部分表面相符合的镜片毛坯的透视图，表示根据本发明最佳实施例打算由该毛坯切出的镜片的外形；图7为图6中凹陷的变截面壁球面形状、镜片毛坯和镜片的透视剖视图；图8为根据本发明最佳实施例构成的镜片的水平截面图；图9为图8中镜片的上平面图，表示与佩戴者有关的高度遮蔽；图10为图9中镜片和佩戴者的右侧立剖面，表示镜片倾斜；图11为根据本发明最佳实施例，从护目镜框架中所想望的方向到镜片的毛坯，示意表示该镜片形状的投影；图12为图6中的镜片和镜片毛坯旋转以将毛坯机械中心线法向投影到图面上的前立视图。
尽管本发明的最佳实施例在下文中将针对具有“球面的”前后表面(即这些表面基本上与球的一部分表面相符合)的镜片进行讨论，然而本领域的普通技术人员将会理解，本发明也可应用于具有不同表面几何形状的镜片。此外，可以理解，本发明对于在佩戴位置时超出这里表示的许多前立面形状和定向也具有应用。
参见图1和图2，所表示的眼镜10(例如太阳镜)带有根据本发明实施例构成的第一和第二个镜片12，14。尽管本发明在上下文中被表示为具有Eye JacketsTM名称下以Oakley标示的眼镜设计，然而本发明只涉及镜片的弯曲、斜削及在佩戴者头上的方向。因此，图1中揭示的镜片形状对于本发明并非关键性的。相反，与本发明结合可以构成的其它许多形状和构形的镜片，基于此处的公开将变得显而易见。
同样，图中表示的特定安装框架16对于本发明并不是主要的。框架16可以只联合镜片12及14的下缘，只联合镜片的上缘，或者如图所示联合整个镜片。另一方面，框架16可以联合这些镜片的其它部分，这对本领域的技术人员将是显见的。根据本发明也可以构成无框架的眼镜，只要镜片在佩戴者头部的方向基本上保持在与法向视线为预定的关系，如下文将要讨论的那样。然而最好是将镜片12，14中的每一个安装在如图所示的环形轨道中。
一对眼镜腿20及22可回转地固定在框架16上。另一个办法是，可以将眼镜腿20及22直接固定在镜片12及14上。框架可以包括多种金属，合成材料或者比较坚固的可被模压的热塑性材料的任一种，这在本领域是公知的，并且可以是透明的或者多种颜色中的任一种。注压、机加工以及其它结构工艺，在本领域是公知的。
根据本发明的镜片，可以通过本领域公知的多种工艺方法中的任一种来制造。
具有代表性的是，光学性能高的镜片是从预成型注压的镜片毛坯中切出来的。由于左右镜片最好彼此为镜面反射象，故下文通常将只讨论右镜片。另一种办法是，可以将镜片直接模压成最后的形状和尺寸，使其不需要后期的模压切割步骤。
镜片或由其切成镜片的毛坯最好是注压的，并且由比较坚固的而且光学上合格的材料构成，例如聚碳酸酯。其它聚合的镜片材料也可以使用，例如CR-39和技术上公知的多种高折射率塑料。本发明的偏心的斜削矫正也可适用于玻璃镜片，虽然在这方面对矫正的需要非玻璃材料中一般更加明显。
如果镜片准备由镜片毛坯切成，那么模压出来的镜片毛坯精心预选部分的斜削和弯曲，将根据下文描述的最佳制造过程被转移给镜片。最好让框架配有狭缝或其它固定装置，以与镜片模压出来的弯曲配合而将对模压弯曲的偏差减至最小，甚至对保持模压时弯曲有所改善。
另一个办法是，镜片或者镜片毛坯可以模压或者由通常为平的被斜削了薄板坯料切成，然后根据本发明弯成弯曲的形状。此弯曲的形状随后可以通过使用比较坚固的弯曲框架予以保持，或者通过将弯曲的薄片加热以保持其弯曲的形状，如热成型技术中公知的那样。
最为可取的是，镜片两个表面的弯曲在镜片毛坯模压和抛光的工艺过程产生，而且镜片的形状是根据以下描述的本发明由毛坯切成的。
参见图2，本发明的镜片14，其特征在于它在水平面内为由中央边缘24至侧向边缘26延伸的通常为弓形的形状，至少贯穿佩戴者观察范围的一部分而且最好基本上贯穿其全部。在双镜片系统中，该镜片从中央边缘24至侧向边缘26的弧长，通常约在 英寸至 英寸的范围内，而且最好约在2英寸至3英寸的范围内。在一最佳实施例中，镜片的弧长约为 英寸。
镜片12及14的外表面虽然看起来似乎被表示位于共同的圆31上面，然而左右镜片通常将被倾斜，以致于每一镜片的中央边缘将落在圆31的外侧，侧向边缘将落在圆31的内侧。让镜片这样倾斜，可以增大θ角(图2)并提高本发明客观需要达到的光学矫正。
当被佩戴时，镜片14至少应当横过佩戴者法向视线27延伸，并且最好能基本上跨过佩戴者的外围视区。如这里使用的那样，佩戴者的法向视线，应指佩戴者眼睛向正前方投出的一条线，不论是在垂直还是水平平面内基本上没有角度偏差，如图9及10中线130表示的那样。
镜片14配有前表面28和后表面30，而且其间的厚度是变化的。对于聚碳酸酯镜片来说，镜片14在其中央边缘24区域内的厚度通常约在1mm至2.5mm的范围内，并且最好约在1.5mm至1.8mm的范围内。在最佳实施例中，镜片14最厚的部分是在光学中心线上或其附近，而且约为1.65mm。
镜片14的厚度最好是一头平滑地斜削的，然而并不需要线性地，而由贴近中央边缘24处的最大厚度至侧向边缘26处比较小的厚度是逐渐变薄的。镜片在侧向边缘26附近的厚度通常约在0.635mm至1.52mm的范围内，并且最好约在0.762mm至1.27mm的范围内。在一最佳的聚碳酸酯实施例中，镜片在中间区内具有的最小厚度约为1.15mm。在侧向边缘26处的最小厚度，通常是由镜片所希望的抗冲击强度决定的。
图3示意表示已有技术镜片41的折光作用，该镜片带有圆形的内侧及外侧表面的水平截面，具有均匀的厚度44。使用这样的镜片41，光线从镜片41到眼睛46的入射角度，在遍及视线的角度范围内将发生变化。例如为便于叙述起见以一条居中的光线50表示的光线，以与法线成α角射到镜片41上。如本领域公知的那样，光在透射表面上的弯曲，部分地取决于光线的入射角度。光线50在镜片41的每一外表面52和内表面54上将沿相反方向折射或弯曲，其结果是透过的光线56与入射光线50平行。透过的光线56相对于入射光线50的光路则横向位移一距离58。此位移代表一次光学畸变源。
此外，由于在侧向一端60处光线以更大的角度β入射，故在该处的折射位移甚至更加显著。如光学领域的普通技术人员很容易理解的那样，根据斯涅耳折射定律，外围的入射光线62比居中的入射光线50经受更大的位移。此外围光线位移64与居中光线位移58之间的偏差，将造成二次光学畸变。此二次畸变可以引起通过镜片41较侧向部位看到的象出现实质性的扭曲。
图4示意表示具有斜削厚度的镜片71，以便如授予Jannard的美国专利No.4,859,048中的单一镜片系统的上下文中公开的那样，对于镜片41侧向端60(图3)处更大的入射角进行补偿。斜削能在侧向一端76处产生出的镜片厚度74比在更居中点80处的镜片厚度78要小。此较小的厚度74，能够减小其外围光线位移82相对于通过图3中无尖削镜片41的外围光线位移64的量。换句话说，斜削镜片71在其侧向一端76附近比较小的镜片厚度74，能够相对于厚度78和在更居中点80处的入射角α′将较大入射角β′进行某种程度的补偿。
在同一镜片71上得到的外围光线位移82和居中光线位移84之间的差异，并不象图3中对应的差异那样大，于是将使其二次光学畸变减小。应当注意，二次畸变矫正的程度，取决于由顶点85至每一侧向端76变截面的方式、程度和在同样范围内改变入射角方式之间的相互关系。
图4中的镜片71被表示为似乎它被安装在框架(未表示)之中，以致于佩戴者的法向视线86是在镜片顶点或者机械中心85处垂直通过镜片71的。换而言之，对于佩戴者的法向视线来说，对镜片法线的入射角为零。在该截面图中，镜片71的外表面和内表面符合偏移的、等半径的圆，分别以其中心点87和88表示。通过中心点87和88作的直线在此被称之为镜片的光学中心线，其与佩戴定向时的法向视线共线。为便于叙述，此传统形状应被定义为中心定向的镜片。沿圆周顺时针或者反时针旋转法向视线86，对镜片法线的入射角将按照固定方式由镜片顶点85处的零逐渐增大。为了审美设计的原因，为了侧向保护眼睛免受飞行碎片损伤，或者为了遮住周围光线，高度遮蔽可能是所期望的。遮蔽可以通过利用贴紧的水平弯曲(高基线)镜片(例如半径小的球面镜片)来实现，或者通过将每一镜片安装在一定位置，使其沿横向以及相对于中心定向的双镜片向后倾斜来达到。这种倾斜改变了法向视线86与光学中心线的共线关系，而且改变镜片的光学作用。其结果是，在佩戴者面部两侧附近具有实质性“遮蔽”作用的已有技术的双镜片护目镜，通常伴有某种程度的棱镜畸变。
根据本发明提供一种改进的光学结构和方法，以将棱镜畸变减至最小。虽然本发明可以应用于各种各样的镜片形状和取向，然而本发明对于采用高基线弯曲且在佩戴定向时显示出高度遮蔽的护目镜具有特殊的应用。
参见图2及5，所表示的护目镜包括倾斜的镜片12和14或者102和104，被安装在相对于常规的中心定向的双镜片安装为横向旋转的位置上。倾斜的镜片可被设想为相对佩戴者头部具有一定方向性的，它可以从带有中心定向镜片的常规双镜片护目镜开始，通过在太阳穴处将框架向内弯曲以遮在头部两侧附近来达到。
由于增加遮蔽的结果，佩戴者的法向视线不再如图4表示的那样垂直射在镜片14上。而代之以佩戴者视线27的入射角θ°通常大于90°，而且为了达到良好的遮蔽，它可以大于约95°，最好是在约100°至135°的范围内，且在一基线9.5的实施例中约为101.75°。低基线的镜片一般在佩戴定向时显示更大的θ角，且在一基线6.5的实施例中θ角约为113.4°。在具有2.8英寸瞳距的基线为4的实施例中，θ角约为119.864°。
图5表示根据本发明实施例的眼镜(eyeglass)100的水平截面，其在式样方面与图2表示的类似，除了带有贴紧弯曲(较高基线)的镜片102和104以及可能具有更大的遮蔽之外。当此眼镜100被佩戴时，镜片104的侧向边缘106较大地遮住佩戴者的太阳穴且与其靠得很近，以提供显著的侧向眼睛保护，如已讨论过的那样。
本发明的镜片的前表面108，通常将与一规则几何体(例如球110)的一部分表面符合，如在此以水平截面表示的那样。所表示的实施例的球面镜片102和104的前表面，因而可以其半径表征。按照工业上的惯例，弯曲也可以基线值表示，以致于镜片前表面以毫米表示的半径(R)，等于530除以基线弯曲(base curve)，或者R=530B-----(1)]]>本发明提供利用镜片毛坯构成具有较高遮蔽度的双镜片眼镜系统的技能，所使用的镜片毛坯具有6或者更大的基线弯曲，最好约在 和 之间，更为可取地是约在8和 之间，在一实施例中约在 和9之间。例如与基线 的镜片的前表面符合的圆的半径，约为60.57mm。为了比较起见，用以表征基线为3的镜片前表面的圆，其半径约为176.66mm。
图5中表示的本发明实施例，可以由基线为 的镜片毛坯切成，该镜片毛坯在光学中心线上具有约1.65mm(0.0649英寸)的厚度，在离开光学中心线沿镜片外围为50.8mm(2英寸)的参考点上约为1.35mm(0.053英寸)。另一种办法是，镜片可被直接模压成最后的形状和结构。
图6为镜片毛坯122的透视图，它的凸的外表面136通常是和三维几何形状124的一部分表面符合的。本技术领域的技术人员将会理解，根据本发明的镜片，可以与多种几何形状中的任一种符合。
最好让镜片的外表面能同带有平滑的连续表面的形状一致，具有不变的水平半径(球或者圆柱)，或者在不是水平就是垂直平面内具有渐进的弯曲(椭圆、复曲面或卵形)。然而这里描述的最佳实施例的几何形状124通常接近球。
图6和7中表示的球124，乃是想象的三维立体，其壁的一部分适合于从中切出镜片120。如技术上公知的那样，精密的镜片切割常常是通过生产出镜片毛坯122并由其最终切成镜片120来完成的。然而本领域的技术人员从图6及7的实例应当清楚，使用单独的镜片毛坯不是必须的，而且镜片120可被直接模压成最后的形状和结构，如果需要的话。
由图6及7还可以看出，镜片120和/或镜片毛坯122可被沿着球面124定位在许多位置中的任一位置上。对于本发明来说，光学中心线132起着镜片120相对于球124定向的参考线的作用。在所表示的实施例中，其中外表面和内表面都与球的一部分一致，光学中心线则被定义为连接两个中心C1和C2的直线132。对于并非球面的镜片几何形状来说，类似的参考线可以按照不同于连接两个球的几何中心的方式来形成，这对于本领域的技术人员是清楚的。
镜片120最终是按照这样一种方式形成的，使其保持图7中表示的球的部分外壁的几何形状。镜片120在球124上的位置是这样选择的，当镜片120被定位在眼镜框架上时，佩戴者通过镜片的法向视线130，通常将被保持在与从中得到镜片120的几何结构的光学中心线132平行。在图6及7的实例中，镜片120是右镜片，具有显著的遮蔽度以及某种程度的倾斜。具有不同形状或者较少程度遮蔽的镜片，可以搭接(overlap)在由其形成镜片的想象的球124的光学中心线132上。然而想象的球124的光学中心线是否穿过镜片120并不重要，只要在佩戴定向时镜片120中的视线130一般被保持在与光学中心线132平行。
对于本发明来说，“基本上平行”应指，当镜片120被定向在佩戴位置时，视线130在水平平面内一般不会偏离其与光学中心线132平行超过大约±15°。最好是此法向视线130不应偏离其与光学中心线132平行超过大约±10°，更为可取地是此法向视线130偏离不超过大约±5°，而且最为可取的是其与光学中心线132平行不超过大约±2°。最佳情况下，视线130在佩戴定向时与光学中心线平行。典型地是，护目镜的框架具有基本上与视线130平行的垂直对称平面。因此，光学中心线132将与该框架的垂直对称平面基本上平行。
在水平面内偏离平行，通常要比在垂直面内偏离平行对镜片具有更大的不利影响。因此，在垂直面内视线130和光学中心线132之间的立体角，对于某些护目镜可从超出以上提出的范围，只要该偏差角的水平分量是在以上指出的对于平行方向偏离的范围之内。在垂直面内视线130在佩戴定向时偏离光学中心线最好不超过大约±10°，不超过±3°更为可取。
图7为图6中镜片120、镜片毛坯122以及几何形状124的剖视图。该视图表明，最佳几何形状124为带有变厚度外壁的空心体，如在该几何形状124光学中心线上由水平截面134显示的那样。
最佳几何形状124的斜削的外壁，是由两个沿水平方向偏置的球得到的，这两个球以其中心点C1，C2和半径R1，R2表示。最佳镜片毛坯122的外表面136与半径为R1的一个球符合，而其内表面138与半径为R2的另一个球符合。通过调整描述这两个球的参数，也可以调整镜片毛坯122斜削的特性。
具体说来，作为镜片毛坯外表面136和内表面138与之符合的两个球的参数，最好选择为使其产生零折射能力，或者说是并非处方配装的眼镜片。在这种场合下，CT代表被选择的中心厚度(空心几何形状124外壁的最大厚度)，n为镜片坯料的折射率，R1的设置是通过设计为外表面136的曲率作出选择，R2可以根据以下公式确定R2=R1-CT+CTn------(2)]]>CT/n代表两球面中心C1和C2的间距。例如，在基线为6的镜片是根据设计选择为所需要的场合下，中心厚度被选择为3mm，最佳材料(聚碳酸酯)的折射率为1.586，R2可被确定如下R2=5306-3+31.586=87.225mm---(3)]]>对于此实例来说，外表面1 36的半径R1等于88.333mm，内表面138的半径R2等于87.225mm，两球面中心C1和C2相距1.892mm。这些参数描述了作为最佳实施例的镜片毛坯122的曲率。
在最佳实施例的情况下，光学中心线132乃是通过两偏置球中心点C1和C2的直线。这碰巧通过最佳几何形状124光学中心140处外壁的最厚部分，尽管这对于其它可供选择的非球面实施例并不成立。光学中心线140碰巧通过被表示的镜片毛坯122的表面136，尽管这并不需要。光学中心140并不碰巧位于镜片120之上，尽管这对于较大的镜片或者在佩戴定位时想要显示较小遮蔽的镜片是可能的。
图8说明最佳镜片120的水平截面，并以虚线表示外表面136和内表面138与之符合的几何形状124。镜片毛坯122已从该图中省略。根据本发明，与选定的斜削有关的光学中心线132，被调整为当镜片120被安装在眼镜框上的与佩戴者的法向视线130平行。
此外，尽管最佳实施例在水平和垂直两个截面内均为圆形，然而与本发明连同一起，在两平面内具有种类繁多的构形是可能的。因此，例如本发明镜片的外表面通常与一球面形状相符合，如图6及7所示。换一种方法，该镜片可以与正圆柱体、截头圆锥体、椭圆柱体、椭圆体、旋转椭圆体或其它许多三维形状中的任一种符合。然而，不管外表面具体的垂直或水平弯曲如何，内表面应当被选择为至少在水平平面内将镜片厚度平滑地斜削。
图9至12将帮助描述根据本发明最佳实施例在镜片毛坯122上选择位置从中切出右镜片120的方法。应当理解，类似的方法将被用来构成最佳实施例的双镜片护目镜中的左镜片。
作为第一步，可以选择镜片外表面136所想望的总弯曲。对于优选的镜片120来说，这种选择决定了镜片毛坯122的基线值。如在此另外一处指出的那样，其它一些弯曲也可连同本发明一起被利用。镜片厚度的选择也可为预选的。具体说来，可以选择最小的厚度，以致于该镜片耐得住预选的冲击力。
所期望的镜片形状也可选择。例如，图12表示镜片120前立面形状的实例。具体形状的选择，通常与这里公开的偏心镜片的光学特性无关。
对于镜片所想望的佩戴时方向也应当选择，其与佩戴者126的法向视线130有关。如前面指出的那样，最佳的佩戴方向，可以为侧向保护和遮住外围光线以及美学原因提供显著的侧向遮蔽。例如图6至12表示的实施例，使用的是倾斜的镜片120达到遮蔽。另一种办法是，遮蔽也可以通过使用较高基线的镜片和更普通的(非倾斜的)取向来达到。图9及10更清楚地表示如何相对佩戴者的视线130定向。
护目镜的设计者也可以选择倾斜度或者垂直倾斜，如从示意表示镜片120相对佩戴者126头部、特别是相对其法向视线130垂直取向的图10中可以理解的那样。如图所示的向下倾斜由于多种原因是所期望的，其中包括对常见的头部骨胳适应的改善。如本领域的技术人员可以清楚的那样，机械中心点落在与光学中心线132相交的水平面下方的镜片120(参见图7)，将趋于具有图10所示的向下倾斜。这是由于镜片120将在该球涉及光学中心线的大圆的下方形成。由于镜片120在想象的球中对于光学中心线132的取向应与佩戴条件下镜片120和法向视线130平行之间的定向相同，故在光学中心线132下方由此球切出的任何镜片，将显示出相应的向下倾斜度。
现在参见图11，所表示的是镜片120的水平取向对镜片毛坯122的映象。被选定的取向是相对法向视线130测定的，法向视线130被保持与光学中心线132基本上平行。
一旦美学上的设计如图11所示被确定，而且所形成的镜片毛坯122对在该美学设计中进行装配具有适合的基线弯曲，那么此美学设计可以被“投影”到球的表面上，以显示出适合于用作镜片120的那部分球。镜片形状对于该球的投影将在球的表面附近运动，直至其被定位以致在该位置由球切出的镜片对于美学设计呈现适合的遮蔽和倾斜，而且镜片120并无离开其原来方向(按原来方向，球的光学中心线一般要与佩戴定向时的法向视线平行)的任何旋转。
虽然并未表示，然而可以理解，类似的投影可以为垂直定向的选择进行，例如图10中描绘的那样。图10以镜片上边缘152和下边缘154的形式相对于视线130提供参考点。然后此投影可被向上或向下移动，直至其上边缘152和下边缘154两者同时与镜片毛坯外表面136上的相应点对准为止，另一方面又保持视线130基本上与光学中心线132平行。
水平断面和垂直断面两者的投影可以同时进行，从而在镜片毛坯122上面确定与所期望的镜片的三维形状(包括图12表示的前立面形状)对应的唯一位置，在此位置上视线130与镜片毛坯122的光学中心线132或其它参考线平行。当然应当理解，线130和132可以基本上平行，就是说在前面提到的可以接受的角度偏差范围内。
然后此形状可从毛坯122中切出，或者按照镜片的最终构形直接模压而成。所得到的镜片120不仅与期望的形状一致，而且能将棱镜畸变减至最小。
图12表示一种镜片毛坯122，其表示与图6及7中球的一部分表面相符合。在图12中，镜片毛坯122已被旋转，以致于该毛坯的机械中心被表示在该图的中心。所表示的镜片120具有中央边缘148、侧向边缘144、上边缘152以及下边缘154。右镜片120的至少一部分位于镜片毛坯122的下方左首(第三)象限中。在本发明的显示遮蔽和向下的倾斜的实施例中，至少约为镜片面积的一半落在镜片毛坯122的第三象限内。最好镜片120的全部或者大体上全部面积位于所表示的光学中心线的左下方，如图所示。显示出类似倾斜度但较小遮蔽的镜片可被定位在镜片毛坯122上，以致于大到50％或者更大的镜片面积是在镜片毛坯122的右下(第二)象限内。
因此，本发明提供一种保证斜削和由佩戴者眼睛至镜片表面的可变入射角之间恰当符合的准确方法。通过考虑佩戴者视线和斜削形式中间新的关系，本发明容许使用多种镜片设计的任一种，而能将棱镜畸变减至最小。例如设计者可以为镜片相对于佩戴者视线选择所希望的取向和弯曲。这种方向和弯曲可以从倾斜(即镜片的垂直倾斜)、水平倾斜、基线值及对佩戴者面部的接近度(包括造成高度遮蔽的一些参数)的广泛范围内选出。斜削的形式随后也可通过本发明的方法进行选择，以致于棱镜畸变被减至最小。
尽管上述本发明已通过某些最佳实施例进行描述，然而对于本领域的普通技术人员来说，鉴于这里的公开，其它一些实施例将变得显而易见。因此，本发明并不确定为要受列举的最佳实施例的限制，但被确定为只受参照所附权利要求的限制。
权利要求
1.一种用于制造能提供外围光线截取作用的双镜片护目镜的方法，所述护目镜适于将左右镜片以遮蔽和倾斜的佩戴取向跨过佩戴者的法向视线定位，该方法包括如下步骤由具有第一光学中心线的第一个镜片毛坯中切出右镜片；由具有第二光学中心线的第二个镜片毛坯中切出左镜片，所述第一和第二光学中心线不叠合；并且将左镜片和右镜片安装，以使其第一和第二光学中心线基本上与法向视线平行，且所述第一和第二中心线与所述佩戴者的法向视线的偏置量对应于所述遮蔽和倾斜。
2.一种眼镜，其包含在相对于佩带者的左、右法向视线的佩戴取向上无放大倍数的偏心眼镜片，所述眼镜包括一个框架，用以悬置一个非玻璃左镜片和一个非玻璃右镜片，所述镜片离开一段距离，并相互独立；左镜片安装到框架上，并以相对于佩带者左法向视线而造成倾斜和遮蔽的预定取向由框架定位，所述左镜片的外表面与具有第一中心的第一个球的一部分表面符合，内表面与具有第二中心的第二个球的一部分表面符合，左光学中心线延伸穿过第一和第二中心；其中，框架将左镜片保持在佩戴取向上，以致左光学中心线通常与佩带者的直前左法向视线保持平行，并垂直地、水平地隔开，其中，在左镜片前表面上的左光学中心线和左法向视线之间的垂直距离对应于左镜片的倾斜度，以校正要不然会由所述倾斜引起的棱镜；右镜片安装到框架上，并以相对于佩带者右法向视线而造成倾斜和遮蔽的预定取向由框架定位，所述右镜片的外表面与具有第一中心的第一个球的一部分表面符合，内表面与具有第二中心的第二个球的一部分表面符合，右光学中心线延伸穿过第一和第二中心；其中，框架将右镜片保持在佩戴取向上，以致右光学中心线通常与佩带者的直前右法向视线保持平行，并垂直地、水平地隔开，其中，在右镜片前表面上的右光学中心线和右法向视线之间的垂直距离对应于右镜片的倾斜度，以校正要不然会由所述倾斜引起的棱镜；其中，在佩戴取向上左、右光学中心线不叠合。
3.一种眼镜，其包含在对应于佩带者的左、右法向视线的佩戴取向上无放大倍数的偏心眼镜片，包括一个框架，用于悬置一个非玻璃左镜片和一个非玻璃右镜片，所述镜片离开一段距离，并相互独立；左镜片安装到框架上，并以相对于佩带者左法向视线而造成倾斜和遮蔽的预定取向由框架定位，所述左镜片的外表面与具有第一中心的第一个球的一部分表面符合，内表面与具有第二中心的第二个球的一部分表面符合，左光学中心线延伸穿过第一和第二中心；右镜片安装到框架上，并以相对于佩带者右法向视线而造成倾斜和遮蔽的预定取向由框架定位，所述右镜片的外表面与具有第一中心的第一个球的一部分表面符合，内表面与具有第二中心的第二个球的一部分表面符合，右光学中心线延伸穿过第一和第二中心；其中，在佩戴取向上左、右光学中心线不叠合；其中，每个镜片的机械中心在包含对应的光学中心线的水平面之下隔开一段距离，该距离与每个镜片在佩戴取向上的向下倾斜度对应，从而将要不然由于每个镜片以向下倾斜度安装而引起的棱镜偏移减至最小。
4.一种制造呈现遮蔽和下倾斜的光学矫正双镜片护目镜的右镜片的方法，该方法包括配备镜片毛坯，该镜片毛坯的厚度在中央等距离线的两侧对称垂直地斜削，且从光学中心的较大厚度斜削为毛坯横向边缘的较小厚度，该光学中心处于毛坯的几何中心和毛坯中间边缘之间，所述等距离线把镜片毛坯分成上半部和下半部；以及从镜片毛坯切出右镜片，使到多于50％的右镜片从下半部切出。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于多于约50％的镜片从下横向象限切出。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于光学中心处于右镜片之外。
7.一种用来制造非矫正、呈现遮蔽和倾斜的双镜片护目镜的方法，该方法包括取得包含内表面和外表面的镜片毛坯，内表面与具有第一中心的第一个球符合而外表面与具有偏离第一中心的第二中心的第二个球符合，垂直地、水平地斜削的镜片厚度限定在该内表面和外表面之间，并且光学中心线穿过第一和第二中心；选出所期望的镜片形状；选出相对于佩带者的法向视线的所期望的镜片取向；把所期望的镜片形状投影在镜片毛坯上；从镜片毛坯上的预选位置切出具有所期望镜片形状的镜片，该位置与所期望的镜片取向有关；将镜片安装在框架上，使光学中心线与佩带者的理论上的直前法向视线垂直隔开并基本上平行。
8.如权利要求7的方法，其特征在于光学中心线与佩带者的法向视线水平隔开。
9.如权利要求7的方法，其特征在于光学中心线与法向视线的平行偏差不多于大约±10度。
10.如权利要求9的方法，其特征在于光学中心线在垂直面内与法向视线的平行偏差不多于大约±3度，而在水平面内与法向视线的平行偏差不多于大约±2度。
11.一种用来制造光学矫正、无放大倍数的护目镜的方法，包括以下步骤配备镜片毛坯，该镜片毛坯具有在垂直和水平面上斜削的厚度，并具有光学中心线；配备眼镜框架，该框架的结构制成在护目镜戴在佩带者头上时把至少一个镜片保持在相对于佩带者的参考视线的预定关系；从镜片毛坯上的位置切出镜片，使在镜片由眼镜框架的支承和戴在佩带者头上时光学中心线与该参考视线总体上保持平行；以及把镜片安装到眼镜框架上以制造光学矫正护目镜。
12.如权利要求11所述的制造光学矫正、无放大倍数护目镜的方法，其特征在于所述安装步骤包括将一个单一镜片安装到眼镜框架上。
13.如权利要求11所述的制造光学矫正、无放大倍数护目镜的方法，其特征在于所述安装步骤包括将两个镜片安装到眼镜框架上。
14.如权利要求11所述的制造光学矫正、无放大倍数护目镜的方法，其特征在于佩带者参考视线为佩带者直前法向视线。
15.如权利要求11所述的制造光学矫正、无放大倍数护目镜的方法，其特征在于所述切出步骤包括从镜片毛坯上的位置切出镜片，使镜片的几何中心与镜片毛坯的几何中心在垂直平面和水平平面上偏移。
16.如权利要求11所述的制造光学矫正、无放大倍数护目镜的方法，其特征在于所述配备步骤包括配备眼镜框架，该框架的结构制成把至少一个镜片保持在相对于佩带者的参考视线的预定关系，在该预定关系中镜片同时具有倾斜和遮蔽。
17.如权利要求11所述的制造光学矫正、无放大倍数护目镜的方法，其特征在于佩带者的法向视线在水平面内与光学中心线的平行偏离不多于±2度。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于佩带者的法向视线在垂直面内与光学中心线的平行偏离不多于±3度。
全文摘要
被公开的是为并非处方配装的双镜片眼镜用的光学矫正镜片。在一最佳实施例中，该镜片的前表面位于具有第一中心的第一个球的部分表面上。镜片的后表面位于具有第二中心的第二个球的部分表面上。第一和第二个中心是彼此偏移的，以提供斜削的镜片。该镜片通过框架定位在佩戴者头部而将镜片保持在一定位置，以致于通过第一及第二中心所作的直线，基本上被保持在与佩戴者的法向视线平行。制做该镜片的方法和装有该镜片的护目镜，也被公开。
文档编号A61F9/02GK1402048SQ0212784
公开日2003年3月12日 申请日期1996年12月4日 优先权日1995年12月5日
发明者M·N·豪斯汤, J·H·詹恩阿德, C·D·雷耶斯 申请人:奥克利有限公司