专利名称：定义眼镜附属面的方法
技术领域：
本发明涉及眼镜用的附属(supplementary)或"夹镜(clip-on)" 面。在以下的描述中，用术语"夹镜"指称眼镜的附属面，即由支架 和镜片形成的可拆除组件，用于附着于眼镜架上。当这种夹镜安装于 镜架上时，夹镜的镜片被布置于眼镜架中安装的镜片之前。提出这种 夹镜尤其是为了为无色眼镜的佩戴者提供对太阳的防护。
背景技术：
有各种方案用于确保在眼镜架上可拆卸地安装夹镜。于是，在 US-A-5 737 054、 US-A-6 547 703和US-A-6 412 942中描述了磁力型 方案。在US-A画6 474 810、 US-A國5 774 200、 US誦A-5 724 118、 US-A-5 694 192、 US-A-5 493 348和US-A-5 790 230中描述了机械型方案。
提出夹镜是为了满足特殊远视镜佩戴者的需要，例如放射线工作 者、飞行员等的需要。这些佩戴者需要与渐变眼镜所用的标准视区(近 视区在镜片底部，远视区在镜片顶部)不同的视区(zones of vision)。 例如，飞行员需要位于镜片顶部的近视区，以便能够看到机舱上方的 仪表盘。
WO-A-01 81987提出了一种用于远视镜佩戴者的设备，该佩戴者 需要通过渐变或多焦点镜片对应于中间视区或远视区的部分观看物 空间中的近点或中间点。该文献提出为眼镜架添加带有额外正光焦度 (power)镜片的支架，该正光焦度镜片在眼镜片上部上延伸。该额 外的镜片是双焦距的或具有光焦度变化。例如，该额外的镜片仅仅由 其底部和顶部的光焦度来定义。第一个例子涉及到这样的额外镜片， 其在下部具有1屈光度的额外光焦度，在上部具有0.25屈光度的额 外光焦度。第二个例子涉及这样的额外镜片，其在下部具有0.25屈 光度的额外光焦度，在上部具有1屈光度的额外光焦度。该额外镜片
及其形状具有在镜片下部的佩戴者的光学函数中产生显著不连续性
的效果。利用基底为零、加量为2屈光度的Varilux Panamic型渐变镜 片进行的模拟获得了如下结果。对于光焦度为1屈光度的额外单焦点 镜片而言，当凝视点通过额外镜片的下边缘时，Varilux Panamic和额 外镜片组件的光学函数沿着子午线表现出超过1屈光度的陡峭不连 续性。对于光焦度从上部的1屈光度变化到下部的0，25屈光度的额 外镜片而言，当凝视点通过额外镜片的下边缘时，Varilux Panamic和 额外镜片组件的光学函数沿着子午线表现出0.75屈光度量级上的陡 峭不连续性。模拟还表明，在由夹镜改进的光学区域中，夹镜和镜片 的周边像差不幸组合到一起。因此，组合件的周边像差比初始镜片的 周边像差更加突出。
US-A-6 027 214提出了专用于特殊应用的具有局部校正区的夹 镜。该文献未说明校正区的性质。US-A-5 880 805提出了一种夹镜， 其上方的三分之二是平光(零光焦度)的，下方的三分之一具有1屈 光度或更大的光焦度。US-A-6 244 705提出了一种具有恒定光焦度值 的延伸于镜架中的镜片上部的夹镜。US-A-5 598 232提出了一种装 置，使得能够在双焦点镜片的近视区上叠加形状类似该近视区的负光 焦度的镜片；于是就有可能将双焦点镜片变成为具有适于远视区的均 匀光焦度的镜片。
这些不同的文献认识到了特定远视镜佩戴者的特殊问题。不过， 它们仅仅基于不尽如人意的近似提出了解决方案。事实上，在叠加夹 镜和镜片时，夹镜和镜片都被作为薄镜片考虑。此外，出于计算的目 的，这些夹镜未考虑由"初始镜片"形成的光学特性，例如构成光学 设计的光焦度和像差的分布。因此这些夹镜接近于镜片和夹镜组件所 得的光学系统。在佩戴者的舒适度方面而言，这些方案不能令人满意。
此外，为了开出眼镜处方，眼科医师们通常使用叠置于佩戴者眼 前的镜片组合。
发明内容
因此,本发明在一个实施例中提出一种定义眼镜附属面(或夹镜)
的方法，该方法包括如下步骤
-选择适于佩戴者处方的镜片；
-对所选择的镜片的位置和所选择的镜片前方的附属面的位置 进行模型化(modelization);
-为所选择的镜片和所述附属面的组合件选择光学函数；
-利用所选择的光学函数作为优化目标，通过针对标准佩戴者进 行光学优化来计算所述附属面的特性。
在一个实施例中，通过优化所述附属面的一个表面进行所述计算 步骤。在这种情况下，可以想到，所述被优化的表面是所述附属面的 邻近所述镜片的表面。也可能所述附属面的除所述被优化表面之外的 表面是球形的。
本发明还提出了一种用于眼镜的附属面，具有
-可拆卸安装装置，适于在安装于所述眼镜中的镜片前方可拆卸 地安装所述附属面；
-至少等于所述镜片的表面的表面；以及
-在该表面上的连续的光焦度变化。
所述附属面可以在中心具有小于或等于2.5mm的厚度和/或在其 表面中的至少一个上具有表面处理。
最后，本发明提出了一种这样的附属面和适于安装于眼镜架中的 镜片的组合。
在这种组合中，可以限定
-所述镜片具有光学或几何中心；
-所述附属面具有球形后表面，所述后表面的球面度等于所述镜 片的前表面在所述中心处的球面度。
仅仅通过举例的方式并参考附图给出了本发明实施例的以下详 细描述，通过阅读详细描述，本发明的其他特征和优点将变得明了， 在附图中
图l，眼睛-镜片系统的图示；
图2，佩带条件下的渐变镜片的示意性平均光焦度(meanpower) 光学曲线；
图3,专用镜片的示意性平均光焦度光学曲线；
图4，现有技术的渐变镜片的佩戴者的沿子午线的光焦度曲线；
图5,图4的渐变镜片的平均佩戴者的光焦度图6，图4的渐变镜片的所得的像散图7到9，类似于图4到6的曲线图和图，针对现有技术的第一 专用镜片；
图10，针对根据本发明的第一夹镜的后表面沿着子午线的平均 球面度(mean sphere)曲线图，其使得能够将图4到6的渐变镜片的 光学函数转换成图7到9的第一专用镜片的光学函数；
图11和12，图10的夹镜的后表面的平均球面度和柱面度图； 图13到15，类似于图4到6的曲线图和图，针对现有技术的第 —专用镜片；
图16，针对根据本发明的第二夹镜的后表面沿着子午线的平均 球面曲线图，其使得能够将图4到6的渐变镜片的光学函数转换成图 13到15的专用镜片的光学函数；
图17和18，图16的夹镜的后表面的球面度和柱面度图19，本发明的方法的流程图。
具体实施例方式
本发明提出了一种安装于渐变镜片上的夹镜。该夹镜覆盖安装它 的渐变镜片的整个表面且在该表面上不表现出不连续性。
通过公知的方式，用术语渐变镜片指用于远视镜佩戴者的镜片， 该镜片在镜片上部具有远视区，在镜片下部具有近视区，从镜片上部 到下部还具有光焦度加量(power addition)。例如在FR-A-2 699 294、 US-A-5 270 745或US-A-5 272 495、 FR-A-2 683 642、 FR-A-2 699 294 或FR-A-2 704 327中描述了这种镜片。通常，从镜片不同特性所受到 的一定数量的限制条件出发，通过优化确定这种镜片。这些镜片是通 用镜片，即它们适合当前佩戴者的不同需求。
用术语专用镜片表示具有光焦度渐变的镜片，这种镜片专用于特
定的活动或特定的处方。例如在FR-A-2 588 973中描述了这种镜片， 该文献提出了用于年轻远视者的镜片；仅仅根据佩戴者在近视区中所 需的光焦度配制这些镜片，而不管佩戴者远视区所需的光焦度如何。 FR-A-2 769 997提出了一种专用镜片，为佩戴者提供了近视区单焦点 的优点，此外还有中间视区。于2004年6月3日提交的、申请号为 04 06002的题为丄ewft7/e qp/zto/m/^e [目艮镜片]的法国专利申请描述了 这样的镜片，该镜片为佩戴者提供了远视区中为单焦点镜片的优点， 此外还具有中间视区；这种镜片尤其适用于开车。
本发明的夹镜确保了安装其的渐变镜片的光学函数的变换。由于 夹镜覆盖渐变镜片的整个表面，因此其确保了组合件(assembly)的 佩戴者在渐变镜片的整个视野上都修正了光学函数。此外，由于该夹 镜没有不连续性，因此它在提供给渐变镜片和夹镜组合件的佩戴者的 光学函数中不产生不连续性。该佩戴者在渐变镜片提供的整个视野上 具有由夹镜修正的连续光学函数(optical flmction)。这里，连续光学 函数或没有不连续性表示相关光学参数是观看方向的连续函数。这尤 其适用于光焦度，因而也适用于镜片的其它光学参数。
与现有技术基于镜片和夹镜形成的组合件的屈光光学系统近似 的方案不同，本发明的方案能够考虑到夹镜和镜片组合的光学特性。 这种考虑使得能够改善针对佩戴者获得的结果。此外，使用夹镜和镜 片组合的光学特性能够为佩戴者提供比现有技术更加多样的方案。
通过公知的方式，在非球面的任意一点定义由下式给出的平均球 面度D:
<formula>formula see original document page 8</formula>其中Rl和R2为最大和最小的本地曲率半径(单位米)，n为
构成镜片的材料的折射率。
于是，定义了由下式给出的柱面度C:
<formula>formula see original document page 8</formula>
平均球面度和柱面度为表面参数。
图1在垂直截面中示出了镜片-眼睛系统的图示。眼睛2被模型 化为旋转中心(图中的CRO表示)、半径和瞳孔4。例如，在R. Navarre， J. Santamaria禾口 J. Bescos的文章Jcco/M/wocbft'ow-cfepewdewf znoafe/ o/ 决e /iww。" eye w/欲as/7Ae/"/cj (Vol. 2， No 8 /August 1985, Opt. Soc. Am. A.)中提出了眼睛的模型；通常，由两个角度a和P定义眼睛的位置， 这两个角度表示眼睛相对于观看基本方向的垂直与水平旋转。在眼睛 前方将镜片6放置于镜架中。镜片在眼睛前的定位通常由如下参数定 义从眼睛的旋转中心到后表面的距离-CRO-镜片距离，镜片相对于 垂直方向的倾角或全景角以及相对于水平方向的倾角或弯曲等值角。 通常，对于CRO-镜片距离、倾角和弯曲等值角可以使用27mm、 12° 和0。值。将基本观看方向与镜片上的装配十字对准，从而安装镜片； 这一情形在图1中示出，其中，在镜片的前表面上绘制出了基本观看 方向8和装配十字CM。
图1还示出了设置于镜片6前方的夹镜10，其具有前表面14和 后表面12。用于将夹镜安装到镜架上的可拆除装置未在图中示出。 该装置可以包括一个或多个在上述现有技术中描述的现有方案。
为配戴者定义局部景观(ergorama)，局部景观代表一个空间模 型。对于每个观看方向，即对于每对(a， p)而言，局部景观提供了 一个物的邻近区。至于构建局部景观的更多细节，可以参考文献 WO-A-98125卯(US-A-6318859)。然后将子午线定位为当配戴者 透过镜片观看由局部景观给出的距离的弧矢面上的点时，眼睛位置的 所有角度对(a，卩)。
例如，如在参考图1到3的申请EP-A-O 990939中所述的，或者 也在参考图1的申请WO-A-9812590 (US-A-6318859)中所述的，给 出了局部景观、眼睛的模型和镜片的位置，可以计算镜片的光学参数。 具体而言，将顶点球定义为以眼睛的旋转中心为中心且与镜片在装配 十字处相切的球面。对于观看方向(a， P)，考虑由局部景观给出的物 距处的物点M。确定物体图像形成于其间的点S和T。通过眼睛的旋 转中心和点M的射线与顶点球相交于点J。那么，图像邻近度IP由
下式给出
If 1 1 、 /尸=丄丄+丄
而物的邻近度OP为顶点球的点M和点J之间距离的倒数。光焦 度被定义为物的邻近度和图像邻近度之和，即
像散的幅值由下式给出 j丄l
像散角为在与眼睛关联的参考系中测量的相对于水平方向的角 度，图像以该像散角形成于与眼睛关联的垂直面中。光焦度和像散的 这些定义是配戴条件下的在与眼睛关联的参考系中的光学定义。定性 地说，这样定义的光焦度和像散对应于薄镜片的特性，装配薄镜片以 代替观看方向的镜片，在局部提供相同的图像。注意，在基本观看方 向中，该定义提供了像散的标准值。
可以使用前焦距计在镜片上用实验方法测量这样定义的光焦度 和像散；也可以在配戴条件下通过射线追迹计算它们。
使用这些参数，例如如图5和6所示，针对所有的观看方向用光 焦度和像散定义了镜片的光学函数。
考虑用于远视镜配戴者的渐变镜片的例子；镜片具有通常用VL 表示的远视区参考点和通常用VP表示的近视区参考点。在这两个点 之间，镜片具有通常用VI表示的中间视区；该中间视区连接着包含 点VL的远视区和包含点VP的近视区。该镜片适于远视区的处方为 SVL、 CVL和AVL (球面、柱面和轴)，近视区处方为SVP、 CVP 和AVP的远视镜配戴者。通常，由远视区配制的球面和近视区配制 的球面之间的差值SVP-SVL给出标称加量ADD;散焦处方-柱面和 轴-在远视区和近视区中是相同的，写作CVP=CVL以及AVP=AVL。 因此，平均光焦度校正在远视区中为SmVI^SVL+CVL/2，在近视区 中为SmVP=SVP+CVP/2=SmVL+ADD。
图2示出了渐变镜片的示意性平均光焦度光学曲线；在图2沿X
轴的曲线上绘制镜片的光焦度，沿y轴的是凝视点的下降或角度a。 如图所示，对于基本观看方向以上的观看方向而言，即对于这里提出 的表示法中角度(x的负值而言，光焦度基本是恒定的。光焦度具有与 上述校正SmVL相关的值PmVL。当观看方向下降时，光焦度增大以 达到近视区中基本恒定的值，其具有与上述SmVP相关的值PmVP。 在曲线图中绘示出了装配十字的角度a的值以及远视区和近视区的 参考点VL和VP。
图3以相同的表示方法示出了专用镜片的示意性平均光焦度光 学曲线；在图的左侧示出了专用于开车的专用镜片的曲线。如图3所 示，该镜片具有延伸得比图2中的那种渐变镜片更低的远视区。在专 用镜片的下部，光焦度增大以确保中间视区。该专用镜片没有近视区。 在图的右侧，示出了专用于计算机上工作的专用镜片的曲线。对于图 2中所示的曲线而言，该专用镜片在标准渐变镜片的点VL以上的上 部中具有一光焦度区，该区的光焦度恒定但是在数值上大于校正配戴 者远视区所需的值；该区允许有中间视区。在其下部，专用镜片具有 近视区，该近视区设置得比标准渐变镜片的近视区高一点。在专利申 请FR-A-2769997中更详细地描述了这样的光学曲线。
图4到6示出了现有技术的渐变镜片的光学特性；这是一种由申 请人在VariluxPanamk标志下销售的类型的表面形成的镜片，通用于 加量为2.00屈光度的平面处方。以举例方式选择的镜片在远视区中 具有0屈光度的平均光焦度，标称加量为2屈光度。图4示出了现有 技术的渐变镜片沿着子午线的配戴者的光焦度曲线；沿y轴表示角度 a,沿x轴表示光焦度。该曲线示出了沿子午线的T、 S和P值(单 位屈光度)。图4的曲线是图2中示意性示出的类型。图5示出了 对于图4的渐变镜片的佩带者的光焦度图；沿x轴表示眼睛关于经过 眼睛旋转中心的垂直轴旋转的角度P;沿y轴表示眼睛关于经过眼睛 旋转中心的水平轴旋转的角度a。图5以针对不同角度对(a，卩)的 值的0.25屈光度步长示出了同一佩带者的光焦度曲线。该图示出了 远视区-在镜片上部佩带者光焦度0.50屈光度线之上；也示出了在镜 片下部近视区参考点附近的近视区。该图也针对角度对(a，p)为(0, 0)值，远视区参考点，针对a为装配十字以上8。量级的值，p值为 0示出了装配十字。最后，在图中绘示出了近视区参考点，其偏向镜 片的鼻侧。图6以相同的表示法示出了图4的渐变镜片的所得像散； 再次以0.25屈光度的步长表示所得像散。镜片中心具有2.53 mm的 厚度；在远视区参考点，镜片具有-0.04屈光度的平均光焦度和0.01 屈光度的所得像散。在近视区参考点，平均光焦度为2.02屈光度， 所得像散为0.03屈光度。
图7到9示出了与图4到6类似的针对现有技术第一专用镜片的 曲线图和图；图7示出了图3右侧所示类型的曲线。第一专用镜片是 针对中间视区工作的镜片，适于处方具有2.00屈光度加量的佩带者。 佩带者在专用镜片上的光焦度渐变等价于0.80屈光度，小于佩带者 的加量处方。等光焦度图和等像散图示出了以0.25屈光度分隔的线。 该镜片在中心具有2.20111111的厚度；在中间视区的水平高度(其位置 大约在中心上方6°)上，该镜片具有1.22屈光度的平均光焦度和0.01 屈光度的所得像散。在近视区的水平高度上，平均光焦度为2.08屈 光度，所得像散为0.15屈光度。
图10到12示出了根据本发明的第一夹镜的后表面的特性，这使 得能够将图4到6的渐变镜片的光学函数转变为图7到9的专用镜片 的光学函数。该夹镜具有球形前表面和无焦(afocal)后表面。对后 表面进行优化，以确保实现镜片和安装于镜片上的夹镜的组合件所需 的光学函数。图IO示出了夹镜后表面沿子午线的平均球面度的曲线; 子午线是如上所述以光学方式定义的。该图以实线示出了平均球面 度，以虚线示出了最大和最小曲线的1/R1和1/R2的值；沿着x-轴以 屈光度为单位绘示这些值，并相对于镜片中心上方8mm的点处的平 均球面度给出这些值。沿着y轴，曲线的刻度为mm，以正交参照系 示出了镜片的纵坐标，轴(x， y)表示水平和垂直，平面(x，y)与镜片的 表面在其中心相切。该图示出了镜片上部的平均球面度基本恒定，在 镜片下部增大以达到1.20屈光度的值。在镜片上坐标点(0mm， 8 mm) 处，平均球面度为3.53屈光度，柱面度为0.02屈光度。在参照系(x，
y)中的坐标点(O, 4 mm)处，平均球面度为3.57屈光度，柱面度为0.04 屈光度。在参照系(x，y)中近视区控制点高度的坐标(2.561 mm，-14 mm)处，平均球面度为4.75屈光度，柱面度为0.06屈光度。
夹镜的前表面为球面，具有4.74屈光度的曲率。该夹镜由Essilor 供应的标志为Orma的材料形成，折射率为1.502。夹镜的厚度为1.50 mm。
图11和图12示出了图10的夹镜后表面的平均球面度图和柱面 度图；在上述参考系(x,y)中在x轴和y轴上绘制了以mm为单位 的坐标。以0.25屈光度为步长绘示了等柱面度线和屈光度等球面度 线。
图10到12中的夹镜是通过如下所述在佩带条件下对镜片和夹镜 组合件进行光学优化得到的。
使用光学优化就能够确保佩带者获得比通过对组件组合简单近 似获得的，或者比独立于安装其的镜片优化夹镜获得的更精确的光学 函数。
本发明使得能够将基本光学函数转换为适于特殊需要的光学函 数。与上述现有技术的方案不同的是，本发明确保了对镜片和夹镜系 统的所有光学函数，尤其是在系统周边的光学函数的控制。
可以如下进行优化。开始考虑如参考图1所述的镜片，该镜片适 于相对于眼睛模型处于标准位置的佩带者的处方。然后将夹镜置于镜 片之前；如果不同的贴附系统提供了夹镜相对于镜架或镜片的不同位 置，夹镜相对于镜片的位置可能取决于用于将夹镜固定到镜片镜架上 的系统。 一旦将夹镜置于镜片之前，就利用作为优化目标的镜片和夹 镜组合件所需的光学函数通过优化定义夹镜。可以使用空间描述和活 动分析决定所希望的光学函数。最适于有关活动的所希望的光学函数 由此导出。
该优化是使用光线绘迹软件执行的，对于给定形状的夹镜，该软 件能够确定从镜片和夹镜组合件获得的佩带者光焦度和像散。也能够 使用能够模拟光学系统的光学函数的任何其他己知的工具。通过遵循 例如在ALLIONE P.， AHSBAHS F.， LE SAUX G.等人的文章
(Design and Engineering of Optical Systems II (Merkle Editor, SPIE Proceedings SERIES Vol. 3737， Berlin 1999)， pp. 138-148)中描述的光 学优化方法，通过公知方式进行优化。
就这样在计算夹镜期间没有近似而进行光学优化；具体而言，与
现有技术不同，不涉及到薄镜片近似。优化中所用的输入是初始镜片 和希望的光学函数的精确处方。
也可以在夹镜上提供特殊的处理，前提是如果该系统所针对的活 动需要这种处理。例如，对于用于开车或户外活动的镜片而言，可以 对夹镜进行防日光处理或偏振处理。还可以提供用于计算机屏幕前工
作的"对比度提高"处理或用于高尔夫球的中性遮荫(neutral shading) 处理。这种处理可以提供于夹镜两个表面的任一个上。此外，诸如与 抗冲击性相关的那些标准不适于夹镜，因此其可以不是非常厚。在以 下的例子中，夹镜在中心具有1.50mm的厚度；如果它具有小于或等 于2.5mm的厚度，通常更为有利。
在以上范例中，夹镜的前表面是球面，优化是在夹镜的后表面上 进行的。这样有如下优点为镜片和夹镜组合件提供了球形前表面。 也可以优化夹镜的前表面，或者将光学函数分布到夹镜的前表面和后 表面上。也可以通过其他类型的光学元件，例如衍射、梯度折射率和 其他元件获得夹镜的光学功能。
本发明的夹镜是针对给定渐变镜片优化的。不过，也可以将其用 于其他镜片，只要它们具有类似于用于优化的渐变镜片的沿子午线的 光焦度曲线。在以上范例中，该夹镜是针对在Varilux Panamic标志下 销售的镜片优化的。也可以将该夹镜用于在Varilux Comfort标志下销 售的类型的镜片，这种类型的镜片沿子午线和子午线附近具有类似的 光焦度分布。当然，这样使用同一种夹镜只能确保在VarihixComfort 镜片中具有类似于Varilux Panamic镜片的光学函数的一部分中的光 学函数。这是一种近似，因此优选尽可能对夹镜针对其优化的初始镜 片进行函数优化。
图13到15示出了针对现有技术的第二专用镜片的类似于图4到
6的曲线图和图。图13到15的镜片是一种专用于开车的镜片，属于 以上法国专利申请04 06 002中所述的类型。该镜片适于加量处方为 2.00屈光度的佩带者。该佩带者在整个专用镜片上的标称光焦度渐变 量等价于0.72屈光度且小于佩带者的加量处方。等光焦度和等像散 图示出了以0.25屈光度为步长间隔的线。镜片在中心具有2.07 mm 的厚度；在远视区水平高度-其位置大约在中心上方6°-该镜片具有 -0.02屈光度的平均光焦度和0.04屈光度的所得像散。在中间视区水 平高度，凝视点降低大约33。且在鼻侧方向大约6°，平均光焦度为0.70 屈光度，所得像散为0.34屈光度。
图16到18类似于图10到12。它们示出了根据本发明的第二夹 镜的后表面的特性，其能够将图4到6的渐变镜片的光学函数转变为 图13到15的第二专用镜片的光学函数。如在前一范例中那样，该夹 镜具有球形前表面和无焦后表面。优化后表面，以确保获得镜片和安 装于镜片上的夹镜的组合件所需的光学函数。图16示出了夹镜后表 面的沿子午线的平均光焦度曲线；表示方法与图IO的相同。该图示 出，该镜片上部中的平均球面度基本恒定，并在镜片下部中增大以便 达到1.37屈光度量级的值。在镜片上坐标点(O mm， 8 mm)处，平均球 面度为4.73屈光度，柱面度为0.05屈光度。在参考系(x，y)中坐标 点(0，4mm)处，平均球面度为4.82屈光度，柱面度为0.08屈光度。 在参考系(x， y)中中间视区的控制点高度的坐标(2.561 mm， -14 mm) 处，平均球面度为6.10屈光度，柱面度为0.30屈光度。
夹镜的前表面为球面，具有4.74屈光度的曲率。该夹镜由Essilor 供应的标志为Orma的材料形成，该材料折射率为1.502。夹镜的厚 度为1.50 mm。
图17和18示出了图16中的夹镜的后表面的平均球面度和柱面 度图，表示方法与图11和12相同。以0.25屈光度的步长绘示了等 柱面度和等球面度线。
在安装期间，相对于镜片定位夹镜的精度与渐变镜片的装配十字 在眼睛前的精度在同一个量级上就足够了。利用在镜架上安装夹镜的 标准技术容易实现该精度。夹镜的计算有利地考虑了第一屈光度(在
该例中为夹镜的前表面)和眼睛之间的所有运动学问题。
图16到18的范例能够为佩戴者提供具有图13和15所述的镜片 的光学函数的镜片和夹镜组合件。如参考第一范例所述的，利用光学 优化定义夹镜确保了在为佩戴者提供镜片和夹镜组合件时有效地实 现目标光学函数。
图19为本发明的方法的流程图。在步骤20中，选择适于佩戴者 处方的镜片6。在以上所提的范例中，该镜片为其光学函数在图4到 6中被示出的镜片。
在步骤22中，对所选的镜片6和所选镜片之前的夹镜10的位置 进行模型化。如上所述，可以通过考虑眼睛旋转中心和所选镜片后表 面之间的距离以及倾角和弯曲轮廓来执行该模型化。可以选择如上所 述的标准值，或者选择适于特定条件下的给定佩戴者的值。夹镜的位 置也可以取决于用于将夹镜固定到所选镜片的镜架上的系统。
在步骤24中，选择用于所选镜片和夹镜的组合件的光学函数。 在范例中，该步骤对应于选择图7到9或图13到15的光学函数。
在步骤26到34中，使用所选的光学函数作为优化目标，通过针 对标准佩戴者进行光学优化，计算夹镜的特性。为此目的，首先在步 骤26中选择起始夹镜；例如可以考虑具有如下表面的夹镜
-球形前表面14，
-后表面12，通过Zemicke多项式的无限弯曲表面或B-Spline 建模对后表面12建模。
例如在F. ZERNIKE,丑eMgM"伊Z/2eon'e ^fes 5fcA""Vfewve/^/2rera sez'we/* ver6aweWew Fo朋,尸/zasewA^wfms加ef/zocfe， Physica, 1， p. 689-704， 1934中描述了 Zernicke多项式。关于B-Splines的参考文献 包括C. De Boor， J pracrtca/ gw/cfe to ^7""es, Applied Mathematical Sciences 27, Springer-Verlag， New-York, 333-359， 1978。后表面可以在 中心施加(press)与镜片前表面的球面度值相同的平均球面度；这有 助于相对于镜片正确定位夹镜并限制了镜片和夹镜组合件的总厚度。 起始夹镜在两个面之间可以具有1.5 mm的厚度。
在步骤28中，可以改变表示夹镜后表面的多项式。在第一次迭
代中，可以改变步骤26中选择的起始夹镜。对于随后的迭代而言， 考虑在前一次迭代期间决定的当前夹镜。
在步骤30中，如在步骤28中所修正的，通过射线追迹，计算所 选镜片和夹镜组合件的光学函数。
在步骤32中，比较在步骤28中计算的光学函数和在步骤24选 择的目标光学函数。可以通过选择物空间中的点，即观看方向，以及 针对所选择的每个点求佩戴者光焦度和所得像散之间差值的平方和， 由此进行该比较。该和构成了优化期间所用系统的"评价函数"。例 如，可以选择如下所述那样分布于物空间中的1500个点
-250个沿着子午线的点；
-1250个在物空间的其余部分中的点。
在步骤34中，验证比较结果是否小于阈值。在前一范例中，可 以考虑105球面度2的阚值一该阈值能够作为所寻求的优化的函数而 变化。如果结果不小于阈值，我们回到步骤28。否则我们到步骤36， 获得由当前值定义的夹镜。
对于上述类型的光学函数而言，利用上述计算的光学函数和目标 光学函数之间的差值经过15次迭代优化夹镜。
通过常规技术，例如通过模制聚合物，或通过直接加工夹镜("不 规则"技术，"freeform" technique )来生产这样定义的夹镜。
当然，本发明不限于以举例方式描述的实施例；如上所述，可以 优化夹镜的前表面，或者甚至将夹镜的光学函数分布在夹镜的前表面 和后表面上。
在以上范例中，对于所有的模拟考虑了相同的子午线，以便分析 沿着同一垂直"部分"的不同图。这仅仅是个近似的问题，其允许对 光学函数进行比较。在现实中，视区不是恰好位于标准渐变镜片和专 用镜片中间的。例如，Interview和Carlens镜片是对称的，这与标准 渐变镜片不同，标准渐变镜片的近视区是向鼻侧偏离中心的。该夹镜 还能够重新定位视区，以便从(例如)具有偏离中心近视区的标准渐 变镜片转换成这样的组合件，该组合件具有专用镜片的光学函数而没 有将近视区移动得偏离中心。因此可以理解，不仅可以通过修改物空
间中的光焦度和像散目标，而且可以通过修改子午线来进行优化。
在优化范例中，考虑了在一个面上有光焦度变化的夹镜。针对该 夹镜还提到了使用折射、衍射或梯度折射率元件。类似地，无论基础 镜片的光学函数(光学函数在初始镜片的一个或两个表面上的分布) 是如何实现的，即使用折射、衍射或梯度折射率元件，本发明都适用。
权利要求
1、一种定义眼镜的附属面(10)的方法，包括以下步骤选择(20)适于佩戴者处方的镜片(6)；对所选择的镜片(6)的位置和所选择的镜片前方的附属面(10)的位置进行模型化(22)；为所选择的镜片(6)和所述附属面(10)的组合件选择(24)光学函数；利用所选择的光学函数作为优化目标，通过针对标准佩戴者进行光学优化来计算(26-34)所述附属面(10)的特性。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中通过优化所述附属面(10) 的表面(12， 14)进行所述计算步骤。
3、 根据权利要求2所述的方法，其中所述被优化的表面是所述 附属面的邻近所述镜片(6)的表面(12)。
4、 根据权利要求2或3所述的方法，其中所述附属面的除所述 被优化的表面(12)之外的表面(14)是球形的。
5、 一种用于眼镜的附属面(IO),所述附属面是根据权利要求1 到4中的一项所述的方法获得的并具有可拆卸安装装置，适于在安装于所述眼镜中的镜片前方可拆卸地 安装所述附属面；至少等于所述镜片的表面的表面； 在该表面上的连续的光焦度变化。
6、 根据权利要求5所述的附属面,在中心具有小于或等于2.5 mm 的厚度。 7、 根据权利要求5或6所述的附属面，在其表面的至少一个上 具有表面处理。8、 根据权利要求5、 6或7所述的附属面和适于安装于眼镜架中 的镜片的组合。9、 根据权利要求8所述的组合，其中 所述镜片具有光学或几何中心；所述附属面具有球形后表面，所述后表面的球面度等于所述镜片 的前表面在所述中心处的球面度。
全文摘要
本发明涉及一种定义眼镜的附属面或夹镜面(10)的方法。本发明的方法包括如下步骤首先选择(20)适于远视者的处方的镜片(6)；为所选择的镜片(6)的位置和所选择的镜片之前的附属面(10)的位置建模(22)；以及为包括所选择的镜片(6)和附属面(10)的组合件选择(24)光学函数。利用所选择的光学函数作为优化目标，通过针对标准眼镜佩戴者进行光学优化，计算附属面(10)的特性。这样获得的附属面为佩戴者提供了所选择的光学函数。所述附属面在镜片的整个表面上延伸，确保了光学函数在所述表面的全部上的连续性。
文档编号G02C7/08GK101116024SQ200680004295
公开日2008年1月30日 申请日期2006年2月7日 优先权日2005年2月8日
发明者C·吉龙 申请人:依视路国际集团(光学总公司)