專(zhuān)利名稱(chēng)：利用澤尼克展開(kāi)式限定的漸進(jìn)式閱讀及中距離透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種眼用透鏡，并且更具體地涉及用于遠(yuǎn)視眼補(bǔ)償?shù)难塾猛哥R。
背景技術(shù)：
遠(yuǎn)視眼的產(chǎn)生是由于人眼聚焦于附近的物體的能力的下降，即適應(yīng)性調(diào)節(jié)能力的 下降。遠(yuǎn)視眼通常發(fā)生在四十歲左右，即使這些人身體健康并且視力正常。這種癥狀使得 近距離活動(dòng)，例如閱讀、打字等等變得更加困難，或者甚至在后期變得不可實(shí)現(xiàn)。利用具有 1至3屈光度的折射功率的普通單視距正透鏡，能夠在多數(shù)情況下使近距離工作更易完成。 多年來(lái)，該折射功率被“添加”至用于具有其它屈光缺陷的人的處方中，例如對(duì)于近視、散光 等，其以“雙焦距”的形式被“添加”、或在適應(yīng)性調(diào)節(jié)能力嚴(yán)重受限時(shí)，其以“三焦距”的形 式被“添加”。這些透鏡的遠(yuǎn)距離與閱讀部分之間的令人不快的劃分導(dǎo)致了 “混合”透鏡的出現(xiàn)。 這些透鏡的遠(yuǎn)距離與閱讀部分被人為地消除，但是卻保留了由遠(yuǎn)距離至閱讀部分的舒適過(guò)渡。真正的多焦點(diǎn)透鏡具有這樣的特性，其折射功率從最高點(diǎn)(top)到最低點(diǎn) (bottom)的變化是連續(xù)且單調(diào)的。盡管所感知的圖像質(zhì)量(即敏銳度)是根據(jù)觀看方向 (即平視角度)而相應(yīng)地變化的，然而一些有用的圖像質(zhì)量在透鏡的多數(shù)區(qū)域是可以得到 的。此類(lèi)透鏡被稱(chēng)作“漸進(jìn)多焦點(diǎn)(progressive addition)”鏡片(PAL)，或“漸進(jìn)式多焦 點(diǎn)(progressive multifocal) ”、“設(shè)計(jì)用于多種觀看距離的校正的鏡片，其中折射功率的 變化是連續(xù)的而非離散的”(眼科-驗(yàn)光用眼科透鏡-推薦標(biāo)準(zhǔn)ANSIZ80. 1-1999)。很多此 類(lèi)設(shè)計(jì)都具有雙極特性，即具有兩個(gè)明顯的區(qū)域用于遠(yuǎn)視與閱讀，它們通常由狹窄的具有 相對(duì)較好的圖像質(zhì)量的帶相連接，透鏡的功率從適于閱讀變化至適于遠(yuǎn)視。一種此類(lèi)設(shè)計(jì)記載在Winthrop的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)為5，123，725、標(biāo)題為“Progression Addition Spectacle Lens (漸進(jìn)多焦點(diǎn)柔性焦距透鏡組)”的專(zhuān)利文件中。具有與其相似 特征的透鏡設(shè)計(jì)記載在Ueno等的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)為5，048, 945、標(biāo)題為“Progressive Power Lens (漸進(jìn)功率透鏡)，，的專(zhuān)利文件中。盡管這些透鏡以相似的方式發(fā)揮作用，但它們的起 作用表面的形狀的獲得(derivation)彼此都是相當(dāng)不同的。同樣對(duì)于Takahashi的美國(guó) 專(zhuān)利號(hào)為4，988，182的專(zhuān)利也是如此。多焦點(diǎn)透鏡通常是通過(guò)綜合已知的雙焦距或三焦距透鏡以包括多個(gè)折射功率可 變的連續(xù)區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)其性能。這是通過(guò)將透鏡表面中的一個(gè)變形為非球形(即非球面)來(lái) 實(shí)現(xiàn)的。在多數(shù)情況中，此類(lèi)非球面被數(shù)學(xué)建模，因此其等值線可被操控并且最終以較高 的準(zhǔn)確度成形用于制造。因此，很多現(xiàn)有的漸進(jìn)透鏡設(shè)計(jì)都基于微分幾何應(yīng)用、以及一些 與變分微積分相結(jié)合的方法、或繪圖仿真，以獲得漸進(jìn)式表面，該表面是想要得到所需折射 功率分布(distribution)所必須的，所需折射功率分布能夠滿(mǎn)足功能性需求以及邊界條 件(boundary conditions)。可參見(jiàn)學(xué)術(shù)出版社 1972 年出版的 0. N. Stavroudis 的 “The Optics of Rays, Wavefronts and Caustics (光譜、波陣面及焦散光學(xué))，，。
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PAL表面的微分幾何表示提供了不完全的信息，在圖像質(zhì)量方面可能會(huì)誤導(dǎo)分析。 應(yīng)用這些設(shè)計(jì)技術(shù)所形成的表面確實(shí)實(shí)現(xiàn)了所需的功率分布，雖然只是狹窄的豎向帶，但 是試圖擴(kuò)大功率范圍就會(huì)折損視覺(jué)敏銳度，或使其壓縮至非常窄的豎向帶。這就導(dǎo)致只有 在適于遠(yuǎn)視以及適于近視的離散區(qū)域才能獲得較好的視力，所述帶的其余部分以及所述帶 之外的多數(shù)區(qū)域都只能呈現(xiàn)(delivering)邊緣圖像質(zhì)量。透鏡的非球面的平均局部曲率可被控制在功率分布需要以及失焦約束所限制的 范圍內(nèi)，以獲得屈光度功率的所需變化。漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡的失焦范圍通常是通過(guò)估測(cè)在透 鏡上的選定點(diǎn)的測(cè)量方位上主要曲率的差值來(lái)限定的，并且通常被單獨(dú)地表示為散光。失焦范圍是單純散光的假設(shè)顯然過(guò)于簡(jiǎn)單。如果光線很少，那么近似值相對(duì)好一 些。如果光束穿進(jìn)完全暗適應(yīng)的眼睛，將出現(xiàn)很多不同的失焦部分，并且當(dāng)透過(guò)透鏡的不同 部分觀看時(shí)，這些不同的失焦部分的總和將確定最終視覺(jué)敏銳度。任何PAL的特性都能自然地簡(jiǎn)化為某些物理表面形狀。該形狀理想地為連續(xù)的、 單調(diào)的并且沒(méi)有嚴(yán)格的二階和三階偏導(dǎo)數(shù)，否則使用者將能夠敏銳地察覺(jué)到幾何畸變和敏 銳度的局部變化，并且在長(zhǎng)期使用中會(huì)感到不舒服。這些局限性限制了可在實(shí)際中實(shí)現(xiàn)的 功率分布。如果PAL的局部功率需要快速?gòu)囊稽c(diǎn)改變至另一點(diǎn)，就會(huì)呈現(xiàn)非球面的嚴(yán)重變 形，并且在透鏡的某些部分傳輸?shù)墓饩€的折光正常(stigmatism)將少于理想狀態(tài)。表面特征問(wèn)題的另一個(gè)方面是任何此類(lèi)表面都必須被正確地?cái)?shù)學(xué)建模以被創(chuàng)建 并且制造。很多數(shù)學(xué)表達(dá)式已經(jīng)應(yīng)用于PAL表面的特征。其中多數(shù)是Cartesian-based(基 于笛卡爾)，即表示在X-Y坐標(biāo)系。這本身并不是不好，但是由于眼睛瞳孔是圓形孔，就需要 適應(yīng)基于極坐標(biāo)幾何學(xué)的PAL表面的函數(shù)。在很多其它需要數(shù)學(xué)分析的情況中，通過(guò)選擇 匹配物理環(huán)境的坐標(biāo)系能使問(wèn)題更容易解決。通常人們?cè)陂喿x的時(shí)候，頭部和身體的位置是多變的。盡管一些文章描述過(guò)為了 不疲勞閱讀而采取的“理想”姿勢(shì)，但是這很少在實(shí)際中采用。為實(shí)現(xiàn)所需功率分布以及閱 讀時(shí)兩個(gè)分開(kāi)的視覺(jué)系統(tǒng)的集中的生理行為的調(diào)整的需要所做的折中，當(dāng)使用PAL時(shí)通常 會(huì)導(dǎo)致使用者需要保持其自身用頭部運(yùn)動(dòng)替代更自然的眼睛運(yùn)動(dòng)。而且，由于使用者的瞳 孔間距、旋轉(zhuǎn)中心以及其它面部特征的不同，就需要每個(gè)處方都非常細(xì)致地定制。這些“配 置因素”限制了應(yīng)用的范圍以及這些設(shè)計(jì)的全部效用。不受這些配置因素限制的設(shè)計(jì)方案 將會(huì)更受歡迎，并且在使用中更加易于接受。

發(fā)明內(nèi)容
需要這樣一種漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡，其具有連續(xù)單調(diào)變化的功率，沒(méi)有穩(wěn)定功率 帶，適于為使用者提供高視覺(jué)敏銳度，其中所述使用者需要在近(near)距離以及中 (intermediate)距離上至大約四米處進(jìn)行閱讀和觀看。所述透鏡，或一對(duì)此類(lèi)透鏡可位于 透鏡固定器上，例如框架或鏡框或無(wú)框眼鏡固定器。還需要這樣一種透鏡，其具有功率的平緩漸進(jìn)連續(xù)變化，其能夠被舒服并且有效 地佩戴并使用，而不需要用戶(hù)定制，并且其包括廣泛的功率帶以允許其使用者使用，而不需 太多頭部運(yùn)動(dòng)，以便將所看的物體限定在高敏銳度的狹窄帶中。這里所描述的透鏡包括帶，即近與中距離觀看的高敏銳度區(qū)域，所述帶具有沿其 長(zhǎng)度大于或等于大約6毫米的寬度。所述透鏡散光程度在所述帶內(nèi)小于或等于大約0. 5屈光度，并且在所述帶的頂部和底部之間具有線性漸進(jìn)的功率變化。這里所描述的透鏡包括帶，即近與中距離觀看的高敏銳度區(qū)域，所述帶具有沿其 長(zhǎng)度大于或等于大約10毫米的寬度。所述透鏡在所述帶內(nèi)的折射均方根(RMS)角度模糊半 @ (refracted root-mean-square angular blur radius)0. 0005 M貞， 并且功率在所述帶的頂部和底部之間線性漸進(jìn)。這里還描述了一種眼鏡。此類(lèi)眼鏡包括一對(duì)位于透鏡固定器中的漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡 以滿(mǎn)足至少6毫米的瞳孔間距的跨度。這里所描述的方法包括利用澤尼克(Zernike)展開(kāi)式表示眼用透鏡的表面。這里所描述的另一方法包括利用澤尼克展開(kāi)式表示一對(duì)漸進(jìn)多焦點(diǎn)非球面透鏡 中的每個(gè)的表面，并且使這對(duì)透鏡固定在透鏡固定器中以滿(mǎn)足至少6毫米的瞳孔間距的跨度。這里所描述的另一方法包括設(shè)計(jì)眼用透鏡，其中，基于所述眼用透鏡的使用情況， 所述設(shè)計(jì)利用佩戴者的瞳孔尺寸作為設(shè)計(jì)參數(shù)。這里所描述的另一方法包括設(shè)計(jì)眼用透鏡，其中所述設(shè)計(jì)利用(a)最終使用的眼 用透鏡的預(yù)定的邊界形狀，以及(b)最終使用的眼用透鏡的預(yù)定的邊界尺寸作為設(shè)計(jì)參數(shù)。利用所述方法得到的透鏡的實(shí)施例為漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡，其具有功率的連續(xù)單調(diào)變 化，所述變化以平均速度小于或等于每毫米0. 1屈光度從閱讀距離(距離透鏡大約35厘米 (cm)至大約45cm)至近及中距離觀看(距離透鏡大約50cm至大約4米)。功率限定在具 有沿其長(zhǎng)度大于或等于大約6毫米的寬度的帶內(nèi)，其中所述透鏡具有在所述帶內(nèi)小于或等 于大約0. 5屈光度的表面散光。所述帶沿其長(zhǎng)度擴(kuò)大至大于或等于大約15毫米的寬度，其 中所述透鏡在所述帶內(nèi)呈現(xiàn)散光小于或等于大約1. 0屈光度。


圖1為2. 0屈光度透鏡的非球面的等值線的拓?fù)鋱D。圖2為球面與非球面變形之間的垂度差值的等值線圖。圖3為描述2. 0屈光度透鏡的局部厚度值的曲線圖。圖4為2. 0屈光度PAL透鏡的邊緣厚度值的三維描述圖。圖5為基于微分幾何運(yùn)算的2. 0屈光度透鏡的非球面所呈現(xiàn)的遞增的表面功率等 值間隔的描述圖。圖6為基于光線追蹤運(yùn)算的2. 0屈光度PAL實(shí)例中的折射功率的等值間隔的分布 的描述圖。圖7為2. 0屈光度透鏡的表面中的折射功率的漸進(jìn)速度的描述圖。圖8描述了基于2. 0屈光度透鏡中的主表面曲率差值的局部遞增的散光等值間隔 (例如0. 5屈光度)。圖9為基于實(shí)際光線的追蹤運(yùn)算的貫穿2. 0屈光度透鏡的圖像質(zhì)量的帶狀地形圖 (topographic map)，其描述了以弧度(例如0. 0005弧度)表示的折射RMS角度模糊半徑 的等值間隔。圖10為圖8中0. 5屈光度遞增的散光等值間隔迭加于圖5的遞增的表面功率等值間隔之上的圖。圖11為將圖9中0. 0005弧度模糊等值間隔迭加于圖6中基于光線追蹤的折射功 率等值間隔產(chǎn)生的圖。圖12為一種眼鏡的圖解，所述眼鏡包括本發(fā)明所設(shè)計(jì)并制造的一對(duì)透鏡。注意在圖5、圖8與圖10的描述中出現(xiàn)的術(shù)語(yǔ)“遞增的(incremental) ”是指表 面定型時(shí)被加至球面的相應(yīng)部分。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及遠(yuǎn)視眼補(bǔ)償。眼用透鏡是一種用于校正或測(cè)量眼睛的屈光不正和/或 補(bǔ)償眼肌不平衡的透鏡(D Cline, H. W. Hofstetter, J. R. Griffin, Dictionary of Visual Sciences (眼科詞典)，Third Edition(第三版)，Chilton Book Company (出版社)，1980)。 這里所述的透鏡是非球形即非球面的，并且關(guān)于高敏銳度的寬泛帶是非對(duì)稱(chēng)的。這種非對(duì) 稱(chēng)允許透鏡更好地適于應(yīng)用，其中不需要進(jìn)行用戶(hù)定制操作。因此，在使用者從中程物體到 近程物體調(diào)整時(shí)，人臉幾何形狀的差異、以及光程的正常會(huì)聚能夠被更有效地處理。擴(kuò)大視覺(jué)系統(tǒng)的視野和/或瞳孔直徑，增大了得到給定級(jí)別的圖像質(zhì)量的難度。 相應(yīng)地，增大眼用透鏡的區(qū)域意味著，所需級(jí)別的圖像質(zhì)量必須基于更大范圍的輸入?yún)?shù) 而實(shí)現(xiàn)。由于僅能優(yōu)化固定數(shù)量的可變參數(shù)，顯然對(duì)這些固定數(shù)量的可變參數(shù)在更大范圍 內(nèi)處理圖像質(zhì)量的要求將導(dǎo)致敏銳度性能的降低。減少由大型毛坯至玻璃透鏡的特定面積 的優(yōu)化的面積，允許設(shè)計(jì)者利用固定數(shù)量的設(shè)計(jì)自由度來(lái)改進(jìn)校正。因此，設(shè)計(jì)透鏡為特定 形狀及尺寸將導(dǎo)致透鏡的視力矯正特性的改進(jìn)。非球面處方為包括全部用于數(shù)學(xué)地及物理地模擬非球面的參數(shù)信息的公式。所述 透鏡經(jīng)過(guò)裁制而具有特定的、預(yù)期的透鏡邊界形狀和尺寸。即，其非球面表面幾何形狀被針 對(duì)最終邊界輪廓進(jìn)行優(yōu)化。非球面處方并非設(shè)計(jì)用于意在為得到多個(gè)可能的較小輪廓中的 一個(gè)而進(jìn)行切邊的特大型毛坯，由于這就需要非球面外形作為“折衷”形狀，其轉(zhuǎn)而減少全 部成像(imagery)性能。所述透鏡被定制作為獨(dú)立的視力輔助設(shè)備，適于使用但不用于單獨(dú)的視力缺陷矯 正。這種用途通過(guò)放棄觀看最遠(yuǎn)距離物體材料(subject material)的常規(guī)需求而實(shí)現(xiàn)，并 且因?yàn)槠淇捎靡曇氨绕胀☉?yīng)用的常規(guī)的滿(mǎn)量程多焦點(diǎn)漸進(jìn)透鏡要相對(duì)地寬，由此操作更具 靈活性。所述透鏡適于用作具有好視力但是年齡已經(jīng)限制了焦點(diǎn)的適應(yīng)性調(diào)節(jié)范圍的人 (例如那些受到遠(yuǎn)視眼困擾的人)的輔助設(shè)備。所述透鏡還意在忽略或彌補(bǔ)在配置常規(guī)的 漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡時(shí)所需精確度的限制，而常規(guī)的漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡的帶，即高敏銳度觀看區(qū) 域可以相當(dāng)窄。盡管此處所述的透鏡設(shè)計(jì)原理可以想象能夠結(jié)合至常規(guī)的處方鏡片，但是 它們作為正常視力的輔助設(shè)備提供了相當(dāng)大的價(jià)值。在透鏡設(shè)計(jì)的領(lǐng)域中，觀看距離通常歸類(lèi)于近距離(即閱讀距離)、中距離或遠(yuǎn)距 離(即超過(guò)6米)中的一種。所述透鏡為多焦點(diǎn)眼用透鏡，其被優(yōu)化用于在一定距離觀看 物體，即從接近40厘米的距離(即閱讀距離)上至大約4米。此類(lèi)透鏡是通過(guò)利用數(shù)學(xué)公式(即澤尼克多項(xiàng)式展開(kāi)式)產(chǎn)生的，在眼科領(lǐng)域并 不常見(jiàn)。當(dāng)針對(duì)點(diǎn)陣(即表面坐標(biāo))進(jìn)行多項(xiàng)式展開(kāi)函數(shù)擬合時(shí)，用復(fù)雜的、高階函數(shù)常常比簡(jiǎn)單的函數(shù)擬合地更好，但是平滑度會(huì)受損，隨之性能也受損。如這里所述，一組澤尼克 多項(xiàng)式被用于限定所述透鏡的表面特征。下面將描述用于確定透鏡的表面特征的方法，以 及此類(lèi)透鏡的實(shí)施例的闡述。眼用透鏡質(zhì)量通常是用5毫米(mm)直徑瞳孔求值并比較的。該直徑盡管相對(duì)較 小，但是足夠用來(lái)補(bǔ)償某些情況中不適當(dāng)?shù)纳⒐饨啤：苋菀装l(fā)現(xiàn)成像性能的基于散光的 求值與測(cè)得的視覺(jué)敏銳度相差達(dá)兩倍之多。減小用于該求值中的瞳孔直徑至大概3. 5mm，就 減小了該差異。該直徑更加符合通常認(rèn)為適于舒適的閱讀的照明條件下呈現(xiàn)的瞳孔直徑。像差函數(shù)是一種用于模擬光學(xué)系統(tǒng)中的像差容限(content)的方法。通過(guò)追蹤經(jīng) 過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的光線產(chǎn)生光線追蹤信息，使得分析者能夠構(gòu)造光學(xué)系統(tǒng)的像差容限(即像差 函數(shù))的數(shù)學(xué)模型。假設(shè)3. 5mm直徑的瞳孔接近眼球轉(zhuǎn)動(dòng)的中心，構(gòu)造的圖像質(zhì)量函數(shù)具有 方和根(rss，S卩，和的平方根)值，其使得像差函數(shù)的估值和量化(包括謹(jǐn)慎選擇的權(quán)重因 數(shù))能夠被用作整個(gè)透鏡的敏銳度度量。權(quán)重因數(shù)為分配給圖像質(zhì)量函數(shù)的分量的加權(quán)， 以便確保數(shù)學(xué)式相關(guān)于物理性能。敏銳度度量是一種使模擬的像差函數(shù)相關(guān)于其對(duì)敏銳度 的方法。在最優(yōu)化過(guò)程中，在透鏡中對(duì)應(yīng)于所需的水平及垂直功率分布的位置處，敏銳度 度量目標(biāo)被賦值為屈光度功率值。目標(biāo)并沒(méi)有被賦值于那些落在透鏡邊界之外的區(qū)域，這 些區(qū)域的光射向包含透鏡的框架。為了如在此描述的設(shè)計(jì)PAL，可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)程序以調(diào)整 所述變量以迫使穿過(guò)透鏡水平帶的功率具有一定程度上恒定的值，比如1. 4屈光度。不同 水平帶可被附于不同的目標(biāo)，比如0. 9屈光度。色像差分量，基于顏色的聚焦或放大倍率的變化，被忽略，因?yàn)閱蝹€(gè)元素沒(méi)有處理 這些圖像缺陷可用的變量。同樣，幾何畸變，放大倍率的基于場(chǎng)域的變化，不構(gòu)成成像度量 的一部分，因?yàn)樵搱D像缺陷從某種程度上說(shuō)對(duì)于任何漸進(jìn)式讀者是固有的，并且與影響視 覺(jué)敏銳度的圖像缺陷并非互不相關(guān)。假設(shè)透鏡的前表面的原曲率為球形，則將澤尼克展開(kāi)式的系數(shù)作為設(shè)計(jì)變量。澤 尼克展開(kāi)式或多項(xiàng)式組是相當(dāng)復(fù)雜的數(shù)學(xué)形式體系。它是一個(gè)超越函數(shù)，具有無(wú)限多的 項(xiàng)和系數(shù)。澤尼克多項(xiàng)式的構(gòu)造和應(yīng)用的全面解釋可參見(jiàn)Academic Press, Inc.(學(xué)術(shù)
)白勺 Robert R. Shannon % James C. Wyant IS^^ "Applied Optics and Optical Engineering (應(yīng)用光學(xué)與工程光學(xué))”中的兩個(gè)卷，卷X的193-221頁(yè)中以圖像支持討論理 論和應(yīng)用，在卷XI的201-238頁(yè)，該理論涉及基于幾何光學(xué)概念的圖像質(zhì)量的解釋。用于模擬漸進(jìn)式非球面的澤尼克多項(xiàng)式修改基本的原球形曲率前表面。同上，該 前表面可被視為具有“垂度(sag) ”函數(shù)，其代表一種從平坦的背離，并依據(jù)極坐標(biāo)與方位角 坐標(biāo)系來(lái)表示，參照擴(kuò)展軸(expansion axis)。在極坐標(biāo)系中的任意點(diǎn)的漸進(jìn)非球面的總 “垂度” Zt等于球面分量Zs與澤尼克分量Zz之和Zt = Zs+Zz(1)表面的垂度的球面分量Zs給定如下Zs = cR2/[1+(I-C2R2)172], (2)其中c為底表面曲率半徑的倒數(shù)，并且R為規(guī)格化分區(qū)半徑(normalized zonal radius)。圖1-11描述了透鏡的多個(gè)特征，所述透鏡大致標(biāo)記為參考標(biāo)記100。透鏡100為左眼透鏡。即佩戴透鏡100的人將其戴在左眼前。圖1_3，5，6與8-11是以面對(duì)佩帶者的 人的視角來(lái)觀看的視圖，因此戴著透鏡100的人的鼻子處于圖像的左下方。在圖4中，戴著 透鏡100的人的鼻子處于圖像的左角的下前方。圖1為透鏡100的非球面的等值線的拓?fù)鋱D。表面的弧矢(sagittal)值(即垂 度)是相對(duì)于表面上的最高點(diǎn)而表示的。在圖1中，垂度位置標(biāo)示為點(diǎn)110。點(diǎn)110是任意 點(diǎn)，表示為(R, φ )，包括用于對(duì)垂度值進(jìn)行求導(dǎo)的澤尼克展開(kāi)式的坐標(biāo)位置進(jìn)行求值。澤尼克分量Zz為絕對(duì)長(zhǎng)度和(fairly lengthy summation)，其示例形式如下
Zz = CiiRCosip + D11RSintp + G20(2R2 - 1) + C22R2Cos(2(p) +
D22R2Sin(2cp) + C31(3R2 - 2)RCos(q>) + D31(3R2 - 2)RSin((p) +
C40(6R4 - 6R2 + 1) + C33R3Cos(3(p) + D33R3Sin(3(p) +
C42(4R2 - 3)R2Cos(2cp) + D42(4r2 - 3)R2Sin(2(p) +
C51(10R4 - 12R2 + 3)RCos(cp) + D51(10R4 - 12R2 + 3)RSin(tp) +
C60(20R6 - 30R4 + 12R2-1) + C44R4Cos(4(p) + D44R4Sin(4cp) +
C53(5R2 - 4)R3Cos(3cp) + D53(5R2 - 4)R3Sin(3(p) +
C62(15R4 - 20R2 + 6)R2Cos(2(p) + D62(15R4 - 20R2 + 6)R2Sin(2(p) +
C71(35R6 - 60R4 + 30R2 - 4)RCos(cp) +
D i(35R6 - 60R4 + 30R2 - 4)RSin((p) +
C80(70R8 - 140R6 + 90R4 - 20R2+ 1) +
C55R5Cos(5(p) + D55R5Sin(5(p) + C64(6R2 - 5)R4Cos(4cp) +
D64(6R2 - 5)R4Sin(4cp) + C73(21R4 - 30R2 + 10)R3Cos(3cp) +
10D73(21R4 - 30R2 + 10)R3Sin(3(p) +
C82(56R6 - 105R4 + 60R2 - 10)R2Cos(2cp) +
D82(56R6 - 105R4 + 60R2 - 10)R2Sin(2cp) +
C9i(126R8 - 280R6 + 210R4 - 60R2 + 5)RCos(q>) +
D9i(126R8 - 280R6 + 210R4 - 60R2 + 5)RSin(cp).(3)該澤尼克展開(kāi)式的特定說(shuō)明是刪減至34項(xiàng)的多項(xiàng)式。取決于特定情況，加上其它 項(xiàng)可能會(huì)也可能不會(huì)提高準(zhǔn)確性。在展開(kāi)式中使用更多項(xiàng)，例如可能對(duì)于閱讀功率(單位 為屈光度)非常高時(shí)是有利的。通過(guò)增加和減少澤尼克項(xiàng)以提供該表面的多項(xiàng)式變形而確定透鏡的前、凸起表面 的附加的功率。根據(jù)Shannon與Wyant描述的澤尼克多項(xiàng)式，通過(guò)采用下列常量而代數(shù)地 添加于澤尼克多項(xiàng)式的和來(lái)確定透鏡前表面的非球形變形。下列澤尼克系數(shù)是基于半徑標(biāo) 準(zhǔn)值為50mm而計(jì)算得出。C11=-1. 425304
D11=1. 028192
20=0.136984
22=0. 039202
D22=0. 924985
31=-0.755616
D31=-1. 910942
40=1. 047668
33=0.421116
D33=-0.096886
42=-0.527587
D42=0. 629941
C51=-0.332642
C51=-0.797667
60=0. 034681
C44=-0.000530
D44=-0.015176
53=0. 377007
D53=-0.084890
62=-0.294204
D62=0. 254671
C71 = -0. 159434D71 = -0. 021080C80 = -0. 038708C55 = 0. 072358D55 = -0. 096909C64 = -0. 039248D64 = -0. 106494C73 = 0. 084212D73 = 0. 091244C82 = -0. 044443D82 = 0. 059156C91 = -0. 037741D91 = 0. 017304利用校正的最小二乘方最陡下降路徑技術(shù)，優(yōu)化用于透鏡的價(jià)值函數(shù)(merit function)，即圖像質(zhì)量函數(shù)，通過(guò)多次調(diào)整圖像質(zhì)量函數(shù)的結(jié)構(gòu)以使透鏡接近其所需性 能?！皟r(jià)值函數(shù)”構(gòu)成的解釋參見(jiàn)Smith，Warren J.，“Modern Lens Design (現(xiàn)代透鏡 設(shè)計(jì))”，McGraw-Hill, 1992,或 Laikin，Milton, "Lens Design(透鏡設(shè)計(jì))”，第 2 版， Marcel-Decker，1995。對(duì)澤尼克系數(shù)進(jìn)行調(diào)整以最優(yōu)化屈光度功率分布與圖像質(zhì)量。透鏡 最優(yōu)化過(guò)程一般而言是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。參見(jiàn)上述Smith或Laikin的著作。上述PAL概念與設(shè)計(jì)最優(yōu)化方法可應(yīng)用于廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用和需求。利用漸進(jìn)非球 面的澤尼克多項(xiàng)式模型，所述概念能夠很好地應(yīng)用于任意周界尺寸的透鏡結(jié)構(gòu)，并且能夠 很好地用于產(chǎn)生覆蓋任意帶長(zhǎng)度的廣泛范圍的最大/最小功率。特別地，盡管附圖描述了 最大功率區(qū)域?yàn)?.0屈光度的特定透鏡形狀的特性，但是也適于不同周界的透鏡形狀、或 者是經(jīng)過(guò)調(diào)整以產(chǎn)生不同的最大功率(如1.5屈光度)的設(shè)計(jì)。上述確定的優(yōu)化過(guò)程以及 屈光度功率分布可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)變化，如0. 25至4. 0屈光度，以產(chǎn)生用于補(bǔ)償遠(yuǎn)視眼 的變化量的各類(lèi)設(shè)計(jì)。利用實(shí)際光線追蹤信息模擬圖像質(zhì)量，優(yōu)于利用微分幾何模擬表面 形狀，后者只能推測(cè)圖像質(zhì)量。當(dāng)然，存在很多可能的方法可以用于限定光學(xué)表面形狀。已確定的澤尼克展開(kāi)式 適于該應(yīng)用。但是也可以采用勒讓德(Legendre)多項(xiàng)式。在任意一種情況中，非球面的等 值線在極坐標(biāo)/方位角坐標(biāo)系中的任意選定點(diǎn)處求值以導(dǎo)出拓?fù)鋱D。透鏡的相對(duì)一面是簡(jiǎn) 單的球面。在示例性實(shí)施例中，其半徑為101mm。圖5為等值間隔形式的圖，其描述了基于微分幾何運(yùn)算的透鏡100的遞增表面功 率以及透鏡100的非球面上的局部功率。透鏡100在閱讀區(qū)120具有大約2. 0屈光度的功率。主參考點(diǎn)(MRP)在驗(yàn)光配鏡中用于關(guān)于患者的配置以及模板定位透鏡毛坯，其中 模板用于從毛坯上創(chuàng)建透鏡外緣形狀。參照?qǐng)D5，MRP 140用于確定透鏡100的在框架中的 位置(見(jiàn)圖11)。閱讀區(qū)120的閱讀功率在MRP 140之下大約18mm處，MRP 140又在澤尼 克展開(kāi)函數(shù)的幾何中心160之上2mm處。即MRP140位于澤尼克展開(kāi)式的坐標(biāo)中心(幾何中 心)之上的2mm處。在MRP 140與閱讀區(qū)120之間中段處的功率大約為1. 6屈光度。在透鏡的上部，MRP 140之上垂直距離IOmm處的屈光標(biāo)度(dioptric power)減少至大約0. 20 屈光度。通常，在處方眼用光學(xué)中，實(shí)際所用的“透鏡”是大型(70_75mm)圓形毛坯的一部 分。一旦患者選定了框架，面部因素(瞳孔間距、鼻梁高度等)被測(cè)量以后，透鏡被“配置” 用于修邊。如下面將說(shuō)明的，透鏡100被設(shè)計(jì)用于特定框架構(gòu)造，并且因此不需要常規(guī)所用 的配鏡過(guò)程。透鏡100具有普通的周界形狀，并且對(duì)于圖5的示例性實(shí)施例，其寬度尺寸大約 為58mm，并且高度大約為46mm。具體地，其寬度在45至65mm范圍，并且高度在30至55mm 范圍。在該構(gòu)造中，通常包括在處方漸進(jìn)式眼鏡的拋光中的某些精細(xì)的配置因素(例如定 位標(biāo)記與位置指示)已經(jīng)被省略。從而，即使實(shí)際上透鏡100不以常規(guī)方式修邊，透鏡100 也包括如下因素，例如近點(diǎn)會(huì)聚角、光心傾斜角(pantascopic tilt)以及減薄棱鏡(prism thinning)，并且它們都具有校正值。盡管圖5中描述的透鏡100在閱讀區(qū)120具有大約2. 0屈光度的功率，通過(guò)調(diào)整 澤尼克系數(shù)，可以將其適當(dāng)?shù)匦薷囊跃哂写笾?屈光度閱讀功率或小至0. 25屈光度的閱讀 功率。圖2為前垂度差值的等值線間隔形式的圖，減去透鏡100的最匹配球面。確切地 說(shuō)，其示出球面與非球面變形之間垂度差值的等值線圖。需要注意的是，該變形并不軸向?qū)?稱(chēng)或左右對(duì)稱(chēng)。圖2描述了偏離最佳擬合球面半徑的非球面的等值間隔。通常，可以先始 于一些球面，然后去除材料，因此就能夠得到所需的非球面。同樣，通常要去除的材料可以 通過(guò)開(kāi)始于具有適當(dāng)半徑的“最佳擬合球面”而降至最低。雖然非球面不必非要通過(guò)去除 材料來(lái)得到，但是該概念對(duì)于描述非球面的多種特征是有用的。圖3為透鏡100的厚度的等值間隔形式的曲線圖。圖3示出透鏡100中多個(gè)不 同位置處厚度的變化。值得注意的是，厚度值從中心附近的大約2. Omm改變至邊緣附近的 1. 7至大約1. 0mm。為了在框架中正確配置，以及為了出于安全目的而具有足夠的厚度，透 鏡100在其外圍及其中心區(qū)域的所有點(diǎn)的厚度必須是足夠的。因?yàn)榫植亢穸认嚓P(guān)于澤尼克 系數(shù)，所以可以看出，局部功率變化伴隨著透鏡厚度的改變。最大厚度值在靠近眼睛瞳孔位 置的區(qū)域200處，即直視區(qū)域，并且其它位置的厚度逐漸減小至1.8mm至1. Imm之間。圖4為立體形式的圖解，其描述了透鏡100的周界邊緣厚度。為了更清楚，僅示出 邊緣厚度值。再次參考圖5，其示出由局部主曲率的平均值(微分幾何)計(jì)算的透鏡100的遞增 的功率分布。較粗的線表示0.5屈光度間隔。細(xì)線表示0.25屈光度間隔。恒定的(平均 的)功率區(qū)域180的等值線大體均勻地間隔并且不是精確水平的，而是稍微有些彎曲的，接 近閱讀區(qū)域120的功率區(qū)域190稍遠(yuǎn)地分開(kāi)并且稍向下彎曲。需要注意的是，圖5描繪了 遞增的表面功率(添加至球面)，遞增的表面功率是通過(guò)微分幾何計(jì)算平均功率得出的，而 不是通過(guò)恒定功率基于最佳敏銳度的對(duì)數(shù)得出的。通過(guò)微分幾何得出的功率簡(jiǎn)單地為作為 兩個(gè)主曲率的平均值計(jì)算的功率。其有效地作為表面散光等值線的功率平均值。這種解釋 可以?xún)H描繪功率和散光。其它更復(fù)雜的表面變形可以得到呈現(xiàn)而得到非散光失焦形式。圖6為透鏡100的有效折射功率的等值間隔形式的圖。圖6示出通過(guò)針對(duì)在透鏡 100的表面坐標(biāo)中的位置的系統(tǒng)陣列來(lái)定位最適宜焦點(diǎn)而計(jì)算的折射功率。透鏡100的不同部分的最適宜焦點(diǎn)是通過(guò)追蹤大量穿過(guò)透鏡100的那些部分的光線來(lái)計(jì)算的?？紤]了所 有失焦形式的作用，計(jì)算的焦點(diǎn)位置隨后被用于確定實(shí)際折射功率。恒定折射功率區(qū)域210 的形狀與圖5中的那些功率區(qū)域180明顯不同，具體地體現(xiàn)在具有相對(duì)高的折射功率的區(qū) 域，例如，MRP 140下面。由表面幾何與折射計(jì)算的彎曲形狀間的次要細(xì)節(jié)與差別并非很重 要，因?yàn)樵谡凵鋱D像模擬的情況中，它們可以基于顯示的采樣間隔。例如，1. 124屈光度的折 射功率值可以1.0屈光度顯示，而1. 126屈光度的值可以1.25屈光度顯示。還需要注意的 是，如果對(duì)于直徑異于3. 5mm的瞳孔來(lái)計(jì)算的話，這些等值線的形狀可以是遞增但顯著地 不同。參照?qǐng)D6，考慮穿過(guò)透鏡100的帶(corridor)的垂直線240。垂直線240包括參 考點(diǎn)260、262、264、266、268、270、272以及274。表2列出了它們?cè)谕哥R上的垂直位置及這 些點(diǎn)中每個(gè)點(diǎn)的折射功率。例如，點(diǎn)274在標(biāo)為+12cm的垂直位置，并且具有0. 25屈光度的 折射功率。因此，透鏡100具有如下折射功率，其從帶中點(diǎn)274處的第一折射功率(即0.25 屈光度)漸進(jìn)至帶中的點(diǎn)260處的第二折射功率(即2. 0屈光度)，從點(diǎn)274至點(diǎn)260的垂 直距離大約為28mm。表1 圖7為表1中數(shù)據(jù)的圖形表示，描述了 2. 0屈光度透鏡的表面中折射功率的漸進(jìn) 率。參考從點(diǎn)270至點(diǎn)262延伸的區(qū)域。該區(qū)域具有大約12mm的長(zhǎng)度并且包括所有在中 等距離(例如大約55cm至大約135cm的距離)觀看物體所需的功率。該區(qū)域的折射功率 漸進(jìn)是從該區(qū)域的頂部點(diǎn)270的第一折射功率，經(jīng)過(guò)點(diǎn)268、266及264的折射功率，至底部 點(diǎn)262的折射功率。需要注意的是，折射功率是從區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)至任意其它點(diǎn)線性漸進(jìn)的。 還需要注意的是，從該區(qū)域的兩端的變化率，即從點(diǎn)270至點(diǎn)272以及從點(diǎn)262至點(diǎn)260的變化率稍慢于該區(qū)域的變化率，并且從點(diǎn)272至點(diǎn)274的變化率等于從點(diǎn)262至點(diǎn)260的 變化率。從所述帶的頂部點(diǎn)274至所述帶的底部點(diǎn)260的功率的平均變化率為0. 0625屈 光度/毫米，這個(gè)變化率提供了從一個(gè)功率至另一個(gè)功率的平緩的連續(xù)的過(guò)渡。圖8為透鏡100的遞增的表面散光的等值間隔形式的圖。圖8示出散光的分布， 其以屈光度表示并通過(guò)微分表面幾何計(jì)算。較粗的等值線以間隔為0. 5屈光度示出，并且 與粗等值線分開(kāi)的細(xì)等值線表示0. 25屈光度的散光間隔。需要注意的是，透鏡100在區(qū)域 220內(nèi)散光程度小于0. 5屈光度，所述區(qū)域220大約以子午線230為中心，子午線230穿過(guò) 由圖1描述的澤尼克坐標(biāo)系的中心280。需要注意的是，由0. 5散光的等值間隔限定的帶具 有沿其長(zhǎng)度大于或等于大約6mm的寬度。還需要注意的是，由1. 0屈光度散光的等值間隔 限定的帶具有大于或等于大約15mm的寬度。圖9為基于光線追蹤運(yùn)算的圖像質(zhì)量的拓?fù)鋱D，所述光線遍及貫穿2. 0屈光度 的透鏡。圖像質(zhì)量以弧度表示。通常情況下(亮度、目標(biāo)場(chǎng)對(duì)比度、彩色容量(chromatic content)等)，人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的功能性敏銳度閾值為2_3弧分，或大約0. 0006至0. 0009弧 度。角模糊半徑描述了保真度，通過(guò)保真度聚焦于點(diǎn)目標(biāo)(point object)。在一般亮度和 對(duì)比度條件下，普通人眼分辨率(resolve detail of the order)大約為0. 0005弧度的量 級(jí)。因此，透鏡100被設(shè)計(jì)為具有帶內(nèi)折射RMS角度模糊半徑，其小于或等于大約0. 0005弧 度。圖9示出以弧度表示的模糊尺寸(sizes)的等值線，并且這些等值線形成了與圖8所 示散光圖稍有不同的透鏡性能圖像。假定20-20視力對(duì)應(yīng)于大約1弧分的閾值分辨率界限 (僅在理想對(duì)比度條件下可實(shí)現(xiàn))，并且對(duì)應(yīng)于大約0. 0003弧度，那么利用透鏡100可以得 到涵蓋帶250的極好的敏銳度，所述帶250具有沿其長(zhǎng)度大于或等于大約IOmm的寬度。如 果瞳孔直徑減少到3. 5mm以下，視覺(jué)敏銳度將由眼睛本身限制在寬度為20mm的帶255內(nèi)。圖10為將一些圖8的表面散光信息疊置于圖5的表面功率信息之上的合成圖。區(qū) 域290為重疊于透鏡100表面功率等值間隔之上的0. 5屈光度散光區(qū)域所具有的高敏銳度 的區(qū)域。然而，區(qū)域290僅表示基于微分表面幾何的架構(gòu)，而不發(fā)揮(address)瞳孔直徑的 作用。假設(shè)穿過(guò)區(qū)域290的水平線292包括區(qū)域290左邊的點(diǎn)291與區(qū)域290右邊的點(diǎn) 293。在點(diǎn)291，表面功率大約是2.0屈光度，并且在點(diǎn)293，表面功率大約是1.95屈光度。 因此，沿水平線292的功率變化大約為0. 05屈光度(即0. 05 = 2. 0-1. 95)。通常，對(duì)于在 水平方向上跨過(guò)區(qū)域290的任意線，功率從恒定值(如2.0屈光度)開(kāi)始以小于或等于大約 0. 075屈光度變化。還要注意的是，功率在水平方向上延伸超過(guò)區(qū)域290的側(cè)部。透鏡100 具有遞增的表面功率，所述遞增的表面功率在水平方向上從恒定值開(kāi)始在包括帶220的大 于或等于大約10毫米的寬度上以小于或等于大約0. 075屈光度變化(如圖8所示)。圖11為將一些圖9的折射RMS角度模糊半徑信息疊置于圖6的折射功率信息之 上的合成圖。區(qū)域295為考慮了 3. 5mm直徑瞳孔中呈現(xiàn)的失焦產(chǎn)物的高敏銳度區(qū)域，該區(qū) 域表示為圖9中小于0. 0005弧度的RMS模糊半徑區(qū)域。值得注意的是，盡管區(qū)域295大致 類(lèi)似于圖10的區(qū)域290，其中還是有定性的與定量的差別。功率等值線間隔一致，但在區(qū) 域295有非常細(xì)微的彎曲。更具體地，基于針對(duì)3. 5mm直徑瞳孔的運(yùn)算，區(qū)域295寬于區(qū)域 290。如果該設(shè)計(jì)需適于不同的瞳孔尺寸，那么區(qū)域295可具有不同的形狀，并且其寬度與 面積也不同。
15
盡管許多聚合材料是用于制作透鏡100的備選，但是用于透鏡100的優(yōu)選材料是 公知為聚碳酸酯的聚合材料，其在587. 6納米(可指波長(zhǎng))處折射率為1. 5855。透鏡100 具有曲率為IOlmm的凹的后表面半徑。其前表面是凸起的，與后表面相隔大約2. 2mm的頂 點(diǎn)距離，并且具有103mm的基圓半徑。透鏡100具有弱正透鏡(positive meniscus)的形式。圖12描述了一種眼鏡，即眼鏡900。眼鏡900包括框架920，透鏡910與透鏡930 位于其中。眼鏡900可以或不可以包括邊框915與925。透鏡910與930分別塑造成特定 預(yù)設(shè)形狀以及特定預(yù)設(shè)尺寸，并且適配于框架920而不需修邊。透鏡910和930與透鏡100類(lèi)似，但是分別為右眼和左眼設(shè)計(jì)和制造。當(dāng)人佩戴框 架920時(shí)，透鏡910的帶位于人的右瞳孔905前方，并且透鏡930的帶位于人的左瞳孔935 的前方。透鏡910與930的相對(duì)位置滿(mǎn)足瞳孔間距至少6mm的跨度。例如，眼鏡900 (即一 對(duì)眼鏡)將滿(mǎn)足瞳孔間距為57mm以及瞳孔間距為63mm的需求。對(duì)于這里所述的每個(gè)透鏡，透鏡的設(shè)計(jì)可表述在有形介質(zhì)之上或之中，有形介質(zhì) 例如紙或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)裝置(例如光盤(pán)或電子存儲(chǔ)器)。例如，在所述設(shè)計(jì)包括通過(guò)澤尼 克展開(kāi)式表示透鏡的表面的情況下，澤尼克展開(kāi)式以及由此的設(shè)計(jì)能夠表述在紙上或計(jì)算 機(jī)可讀存儲(chǔ)裝置中。同樣，這里所述的任意透鏡能夠被配置為漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡。可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)計(jì)本發(fā)明的其它替代實(shí)施例以及其它調(diào)整。本 發(fā)明要求保護(hù)的是屬于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有此類(lèi)替代實(shí)施例、調(diào)整以及變化。
權(quán)利要求
一種透鏡，包括功率的連續(xù)單調(diào)變化，所述功率在距所述透鏡大約35厘米至大約45厘米的閱讀距離處連續(xù)單調(diào)變化到在近與中距離觀看距所述透鏡大約50厘米至大約4米之處，其中，所述功率處于帶內(nèi)，所述帶沿該帶的長(zhǎng)度具有大于或等于大約6毫米的寬度，其中，所述透鏡在所述帶內(nèi)具有小于或等于大約0.5屈光度的表面散光，以及其中，所述透鏡為漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述帶沿所述長(zhǎng)度具有大于或等于大約15毫米的寬度，并且 所述透鏡在所述帶內(nèi)展現(xiàn)小于或等于大約1. 0屈光度的散光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡在所述帶內(nèi)具有小于或等于大約0. 0005弧度的折射均方根角度模糊半徑，并且其中，所述帶沿所述長(zhǎng)度具有大于或等于大約10毫米的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，在所述帶的頂部與所述帶的底部之間的 功率的所述連續(xù)單調(diào)變化以小于或等于0. 1屈光度/毫米的平均速率漸 進(jìn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡具有遞增的表面功率，所述表面 功率在橫跨所述帶的水平方向上從恒定值開(kāi)始，以小于或等于大約0. 075屈光度變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透鏡，其特征在于，所述遞增的表面功率在所述水平方向上 延伸超過(guò)所述帶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡具有遞增的表面功率，所述表面 功率在水平方向上在大于或等于大約10毫米并包括所述帶的寬度上從恒定值開(kāi)始以小于 或等于大約0. 075屈光度變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡具有折射功率，所述折射功率從 所述帶內(nèi)第一點(diǎn)的第一折射功率向所述帶內(nèi)第二點(diǎn)的第二折射功率以垂直方向從所述第 一點(diǎn)線性漸進(jìn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透鏡，其特征在于，所述折射功率在水平方向上橫跨并超過(guò) 所述帶延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述帶包括具有大于或等于大約12毫米 的垂直尺寸的區(qū)域，在該區(qū)域中所述折射功率連續(xù)地并且單調(diào)地變化，以允許在距離所述 透鏡大約50厘米至135厘米的范圍內(nèi)的距離處觀看。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的透鏡，其特征在于，在所述區(qū)域內(nèi)，所述折射功率在所述區(qū) 域的頂部和所述區(qū)域的底部之間線性漸進(jìn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡采用透鏡固定器，從而當(dāng)人佩 戴所述透鏡固定器時(shí)，所述帶位于該人的瞳孔前方。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡為在位于透鏡固定器中時(shí)滿(mǎn)足 至少6毫米的瞳孔間距的跨度的兩個(gè)此類(lèi)透鏡中的一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡被定型到透鏡固定器中的開(kāi)□。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡被設(shè)計(jì)并制造為適于最終使用的預(yù)定的邊界形狀與邊界尺寸。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡通過(guò)利用澤尼克展開(kāi)式表示非 球面等值線而制造。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的透鏡，其特征在于，所述澤尼克展開(kāi)式使用至少十項(xiàng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡依照以下方法而設(shè)計(jì)，所述方 法利用使用所述透鏡的佩戴者的瞳孔尺寸作為設(shè)計(jì)參數(shù)。
19.一種眼鏡，其包括 透鏡固定器；以及一對(duì)漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡，它們被置于所述透鏡固定器中以滿(mǎn)足至少6毫米的瞳孔間距的跨度。
20.一種方法，其包括利用澤尼克展開(kāi)式的方式表示眼用透鏡的表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述眼用透鏡為漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述眼用透鏡為非球面透鏡。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法利用使用所述透鏡的佩戴者 的瞳孔尺寸作為設(shè)計(jì)參數(shù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其進(jìn)一步包括由所述表面確定所述透鏡的實(shí)施例。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其進(jìn)一步包括制造所述透鏡。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述透鏡為在位于透鏡固定器中時(shí)滿(mǎn) 足至少6毫米的瞳孔間距的跨度的兩個(gè)此類(lèi)透鏡中的一個(gè)。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其進(jìn)一步包括定型所述透鏡到透鏡固定器中的開(kāi)□。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其進(jìn)一步包括設(shè)計(jì)并制造所述透鏡為適于最終使用 的預(yù)定的邊界形狀與邊界尺寸。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述澤尼克展開(kāi)式使用至少十項(xiàng)。
30.一種方法，其包括利用澤尼克展開(kāi)式的方式表示一對(duì)眼用透鏡中的每個(gè)透鏡的表面；以及 將所述一對(duì)透鏡置于透鏡固定器中以滿(mǎn)足至少6毫米的瞳孔間距的跨度。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述眼用透鏡為漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述眼用透鏡為非球面透鏡。
33.一種方法，其包括 設(shè)計(jì)眼用透鏡，其中所述設(shè)計(jì)利用使用所述眼用透鏡的佩戴者的瞳孔尺寸作為設(shè)計(jì)參數(shù)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述眼用透鏡為漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述眼用透鏡為非球面透鏡。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)包括利用澤尼克展開(kāi)式的方 式表示所述眼用透鏡的表面。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述澤尼克展開(kāi)式使用至少十項(xiàng)。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)所述眼用透鏡為適于最終使用的預(yù)定的邊界形狀與邊界尺寸，并且其中所述方法進(jìn)一步包括制造所述眼用透鏡為所述預(yù)定的邊界形狀與邊界尺寸。
39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述眼用透鏡為在位于透鏡固定器中 時(shí)滿(mǎn)足至少6毫米的瞳孔間距的跨度的兩個(gè)此類(lèi)透鏡中的一個(gè)。
40.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其進(jìn)一步包括制造所述眼用透鏡。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述眼用透鏡置于透鏡固定器中。
42.一種方法，其包括 設(shè)計(jì)眼用透鏡，其中所述設(shè)計(jì)利用如下作為設(shè)計(jì)參數(shù)，(a)最終使用的所述眼用透鏡的預(yù)定的邊界形狀，以及(b)最終使用的所述眼用透鏡的預(yù)定的邊界尺寸。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述眼用透鏡為漸進(jìn)多焦點(diǎn)透鏡。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述眼用透鏡為非球面透鏡。
45.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)包括利用澤尼克展開(kāi)式的方 式表示所述眼用透鏡的表面。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，所述澤尼克展開(kāi)式使用至少十項(xiàng)。
47.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)利用使用所述眼用透鏡的佩 戴者的瞳孔尺寸作為設(shè)計(jì)參數(shù)。
48.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其進(jìn)一步包括制造所述眼用透鏡。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述眼用透鏡置于透鏡固定器中。
50.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述眼用透鏡為在位于透鏡固定器中 時(shí)滿(mǎn)足至少6毫米的瞳孔間距的跨度的兩個(gè)此類(lèi)透鏡中的一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種透鏡，其包括具有大于或等于大約6毫米的寬度的帶。所述透鏡在帶內(nèi)具有小于或等于大約0.5屈光度的散光。本發(fā)明還提供了一種包括此類(lèi)透鏡的眼鏡以及一種用于表示眼用透鏡的表面的方法。
文檔編號(hào)G02C7/06GK101910912SQ200880123560
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者約翰·D·萊特爾 申請(qǐng)人:韋什韋爾有限責(zé)任公司