[发明专利]眼用透镜

说明书

本发明涉及眼用透镜中象散误差的校正。尤其涉及镜片中此种误差的校正。

透镜设计者遇到的一种问题是象散误差。这针对于眼用透镜本身造成的象散误差，与存在于患者未校正视觉中的象散相对。

几乎在任何眼用透镜中都可发现对眼的象散误差，包括在用于校正近视的单视觉透镜中。这在包含渐进的附加透镜(PAL’s)这一透镜特例的多焦透镜中是非常严重的问题。

在过去的五十年里，校正远视的渐进附加透镜是一个广泛研究的课题并得到发展，如在专利文献中所描述的那样。所有的渐进透镜镜片由两个折射面组成。前表面包含一个提供不同光焦度区域的非球面形状，后表面是一个纯粹的球面，或一个提供基本光焦度或分别提供基本光焦度并校正用户象散的复曲面。优化前表面的几何形状以减小无用象散和其它相差，提供对于观看远距离目标具有最小象散误差的第一光学区段，对于观看近距离目标具有较高球面光焦度的第二光学区段和连结到第一两个区段的对于中间视觉有可变球面光焦度的第三区段。在早先的设计中，如美国专利US.2,878,721所示，无用象散遍及整个镜片，因而减小了峰象散。但校正的中间区段不提供折射率的光滑变迁，并且在远距和近距观察区段中剩余的无用象散仍保持在不可接受的较高程度。在最近改进的设计中，设计用于远距和近距视觉的区段保持为球形，而不可避免地来自于以光滑、连续的表面连结的远距和近距的无用象散(1)尽可能地遍布镜片的很大区域，从而减少无用象散(2)均匀地分布。如美国专利US4,056,311和US4,315,673中所述。在所有的情况下，镜片的后表面是左球面或复曲面，并且设计没有提供对渐进透镜表面本身导致的象散的校正。结果是，级数是在五十年的研究和发展之后，现有渐进附加透镜的状况仍有很多的不足，包括高水平的边缘象散，严重的边缘折射误差，很窄的通道带宽以及近距和远距光焦度区段的不足宽度，限制边缘视觉等。眼用透镜的设计妨碍了后表面的优化，因为传统的制造渐进附加透镜镜片的方法阻止了对后表面复杂的几何形状的设计和说明，这在后面的部分中将会更清楚地叙述。事实上，用于减小单视觉透镜中固有无用象散的非球面校正还限制了镜片的前表面。

所有这些处理无用象散的方法都涉及通过在透镜的更大或更广的区域内分布象散的管理或其他的这类技术。实际上没有一个方法消除了象散误差。

到目前为止已经知道的眼用透镜的制造方法阻碍了透镜设计者提供对透镜前表面的非球面校正，并且还阻碍方案设计者提出结合到中间或“埋层”表面的多层透镜。眼用透镜的制造方法以从结合到完成的透镜后表面的光学材料中铸造一个半完成的坯件开始，通常涂敷一个防划伤层。此半完成的坯件是后来定做的底材并在局部的研磨试验部位或偶尔的零碎位置抛光以适合特定的质量要求。然后，根据要求使前表面成为球形或喇叭口形，通过将主经线以关于安装固定物上的参考标记成适当角取向地穿过远距放大区段的光心和近距放大区段的光心来设置柱体校正轴。对于大部分部位，精加工实验室中使用的研磨和抛光设备只能够提供球面或喇叭口形，因此要容易地得到眼用透镜，设计者不能只靠后表面为非球面或校正。

因此需要改进眼用透镜的设计，在这种眼用透镜中，镜片和/或中间面的前表面被设计成尽可能地消除由中等距离视力所需的前表面曲率半径的连续变化引发的无用象散，并且提供该眼用透镜的制作方法。

本发明提供一种具有提供或有助于所需的视觉校正(如PAL透镜)的前表面的透镜。前表面可以设计成无论可能产生的象散误差如何都能实现此校正。根据本发明的透镜的形状被做成透镜的光心性能中除去这些象散误差。“除去”一词包含无用象散的显著减小但还没有完全消除象散的意思。

如果透镜具有匀质的成分，则此象散消除表面即是透镜的后表面。在一个多层透镜中，象散消除表面可以是后表面或透镜后表面到前表面之间的其中一个中间面。这种设计涉及一个或多个中间表面的结合，其中每个表面分两种不同折射率的光学材料。表面两侧折射率的差别越大，它作为减小无用象散的设计元件的作用越大。此设计还涉及到双曲非球面后表面的利用但不使用任何中间层或两种不同的光学材料，双曲非球面后表面设计成消除前表面引入的边缘象散，

本发明可用在具有任何象散发生面的透镜中。象散消除面的形状需要由象散发生面的形状决定。有很多象散发生面，因而有很多的象散消除面。在本发明的全范围内不包含单象散消除面。另外，还对本发明的前象散发生表面和后象散消除表面做以描述，本发明还包括其它的此类设置。