成形的非矫正护目镜镜片及提供该种镜片的方法技术

公开的内容涉及成型的眼科镜片及提供该种镜片的方法，该种镜片包括有互补曲率的非二次表面的无放大作用镜片。该种镜片可以有离开对称轴的曲率极大和基本恒定的壁厚度。公开了说明该种镜片的方程式及其设计方法，包括把两个基本不同曲率的球面按照加权函数合并，并用优值函数调整的实施例。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学镜片和镜片半成品，用于非矫正护目镜，包括太阳镜、运动护目镜、安全眼镜、防护镜、和遮阳护目镜。
技术介绍
现有技术中众所周知，制造非矫正的眼镜，诸如有裹脸部分的太阳镜或防护眼镜，该裹脸部分是为保护眼睛，避免在佩戴者的颞部视场中入射的光、风、和外来物体而设计的。这种面型护目镜可以沿水平方向绕眼窝弯曲，“裹脸”并封闭眼睛，一直到离开视线100°。镜片内部下方区向着脸颊的竖直轮廓，与如何获得该作用有关，被不同地称为“全部翘起式(pantoscopic tilt)”或“拢住脸(rake)”。镜片可以设计成装配进一双镜片框里，或者，镜片可以是整体的防护罩型式。裹脸和/或拢住脸在美学上建立使佩戴者舒适的赏心悦目的护目镜，但也引入光学畸变，对佩戴者精确的视觉工作带来困难。为了改进裹脸和拢住脸提供的密闭性，已经采用各种表面形式和布局。虽然一些布局已经能在佩戴者远场视觉的正面视线上实现准确成像，但因佩戴时在镜片光轴与正面视线之间缺乏空间一致性，从而引入固有的倾斜折射误差。现有技术在20世纪早期，采用近似恒定厚度的球形和椭圆形双重设计，所以没有光轴，但这些设计有负的光焦度，并每当曲率中心不落在正面视线上时，表现出基本的折射和棱镜的畸变。为获得双镜片护目镜的功能，该种镜片必需有异常高的基本曲线(～16到21D)，以便可以近似与佩戴者眼睛的运动同心地戴上该种镜片。或者，整体的镜片应有低D值的基本曲线，使一只眼睛的正面视线，与位于佩戴者中间平面内的光轴之间的偏移距离，远远小于弯曲部分的顶点半径，举例说，在1到2D范围内。大部分护目境使用在这些条件之间的基本曲线。 Rayton在75年前提出的现有技术(美国专利1,741,536)，试图使名义上零光焦度的镜片向外和/或向下斜置，并使镜片光学中心与佩戴者正面视线对齐，以获得裹脸和/或拢住脸效应。该方法由于佩戴位置中存在棱镜畸变而被放弃。更近代的技术，对成对的低的负镜片，教导一种克服这种棱镜误差的方法。Reichow和Citek在他们的美国专利6,129,435(U.S.Patent 6,129,435)中公开，通过使镜片几何中心向内和/或向外位移，可以获得表观的裹脸和/或拢住脸，通过绕镜片前表面曲率中心旋转镜片，把光轴向内和/或向上安置，校正佩戴时引起的棱镜误差，而不改变镜片的物理外观。但是，在正面视线上仍然有负的光焦度误差。可以证明，对成对的低的正镜片，一组相反的旋转可以校正佩戴时的棱镜误差。然而，大部分非矫正护目镜的装配，是根据Prentice′s Rule(1888)，这是近似的分析，它预测相对于镜片偏心的视线上的光学棱镜，与该镜片后顶点光焦度之间的线性关系。最普通的是，设计镜片，使它给出零的后顶点光焦度。它们的光轴与佩戴者佩戴时的正面视线，在需要时可以相互侧向位移，同时在它们之间保持平行。这种布局如图1A所示，直线2-2′是正面视线，而1-1′是位移的光轴。 Rayton在美国专利1,741,536(U.S.Patent 1,741,536)中，和Jannard在美国专利4,674,851及4,859,048(U.S.Patent 4,674,851and 4,859,048)中，公开圆柱形镜片。Jannard(U.S.Patent 4,867,550)及Burn(U.S.Patent 4,741,611)说明圆环形镜片。Montesi和King(U.S.Patent 4,271,538)及Conway(U.S.Patent 5,555,038)说明的整体护目镜，有左、右球面镜片部分，它们的光轴在佩戴时从正面视线向鼻方向位移。Houston等人(U.S.Patent 5,648,832、5,689,323、和6,010,218)说明沿水平和竖直平面两个方向相对于正面视线离心的球面镜片。Fecteau等人(U.S.Patent 5,825,455、6,019,469、和6,254,236)说明的整体的镜片，由椭圆、抛物线、或双曲线，绕靠近佩戴者眼睛的水平轴旋转形成的表面构成。Davis和Waido(U.S.Patent 5,604,547)说明的整体的镜片，其表面是在外侧区弯曲、在佩戴者的注视点以外形成侧面包裹的抛物面。他们还说明整体款式的太阳镜或眼睛保护镜，其镜片有扁球状的内部和外部表面。他们讨论的表面还在镜片表面上有最大表面像散区。Tackles(U.S.Patent5,774,201)说明整体镜片款式和双镜片款式两种镜片，其中镜片断面的水平弧有中间部分和侧端部，该侧端部相对于中间部分的弯曲部分，有逐渐收紧的弯曲部分，基本上与0.1到0.85范围偏心率的椭圆部分一致。竖直的弯曲部分可以取任何需要的形式。 为了使球面镜片有零的后顶点光焦度，它的前和后半径R1和R2，由R1-R2＝t(n-1)/n关联，这里t是镜片中心厚度，而n是材料折射率。该关系规定，镜片的卡尺厚度(caliper thickness)(垂直于每一表面测量)，在镜片中心有最大值，然后离开镜片光轴逐渐变薄，这是眼科光学早已熟知的事实。例如，Rayton说明的镜片有离开镜片光轴逐渐变薄的壁厚度。Conway注意到，从最大厚度点(光学中心)向外逐渐变薄的镜片，在20°眼睛扫视角上常常有零的光焦度和低的棱镜不平衡，而类似的恒定壁厚度镜片，则有负的光焦度和相对更高的棱镜不平衡。其他人，包括Montesi、Jannard、Tackles、和Houston等人，特别针对以逐渐变薄厚度为特征的非矫正镜片，作出权利要求。 在明显相反的观点中，Davis和Waido的权利要求是有“基本上全部均匀厚度”的非矫正整体镜片。他们声称，研发的目的是“提供有全部相对均匀厚度，不牺牲光学性能的改进的太阳镜和安全护目镜”。具体说，设计任务是在外侧弯曲区中，校正镜片不需要的减薄，并避免制造不必要地重的镜片的任何需要。已经分析了公开在美国专利5,604,547中的每一种这些设计，并已经发现相应的镜片，有从光学中心横贯视野到外侧弯曲的逐渐变薄的厚度，在该区中，镜片壁局部地增厚。在同一区中，存在随之而来的负折射误差。因此，该专利公开的内容与现有知识不矛盾。 非矫正镜片的设计，通过本工业在向前凝视中的远场视觉质量的专注，已经极大地简化。光学测试通常用对准几何轴的望远镜实施，在佩戴时的正面视线上评价光学装置。对眼科镜片设计非常重要的倾斜折射误差，在非矫正镜片的分析中常常被忽略。工业标准通常只引用“佩戴”位置上的折射误差和棱镜误差的公差。见下表1。 表1。非矫正镜片佩戴时，正面视线折射误差和棱镜误差的一些指标。 与基本曲线、材料、和镜片中心厚度有关，这些公差允许倾斜视场中有显著不同的镜片特征。上面说明的现有技术的布局和装置，全部导致把镜片光轴置于空间中不与正面视线重合的地方。该两个矢量可以在一些平面中相交，它们可以严格平行，或者它们可以斜交。所有这些布局对简单的物场导致像差，这些像差对单目旋转是不对称的，使经受的倾斜误差幅值增加。它也使佩戴者左、右眼经受镜面的像差场，对侧转运动引入双目视差。这些都是远场视觉中的基本光学要求，该视差是当前设计的明显缺点。另一方面，眼科镜片照例是放在眼睛之前，使光轴与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供无光焦度光学镜片单元的方法，包括：　选择第一和第二二次参考表面；　在数学上用加权函数合并第一和第二参考表面，以给出镜片单元的前表面的描述，使该前表面由在镜片单元顶点的第一参考表面描述，并随着离顶点距离的增加，逐渐接近第二参考表面，其中，所述前表面是非二次表面；和　用该前表面和镜片单元的互补的后表面形成镜片单元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：科林佩洛特，金姆A斯托克曼，安东尼D米勒，
申请(专利权)人：卡尔蔡司视觉澳大利亚控股有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]