專利名稱：：單形托架面限定的異形鏡片的眼鏡框的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及眼鏡，眼鏡框和提供環(huán)繞型眼鏡的方法，具體涉及適合于安裝光學(xué)鏡片的眼鏡框，其特征是輪廓與鏡片上基礎(chǔ)曲率的變^f匕匹配。
背景技術(shù)：
：眾所周知，在現(xiàn)有技術(shù)中制造有環(huán)繞段的非矯正型眼鏡，例如，太陽眼鏡或防護(hù)眼鏡，它們設(shè)計成在佩戴者的顳颥視場中保護(hù)眼睛免受光照，大風(fēng)和外來物質(zhì)的影響?？梢姽夂妥贤夤饪梢栽陔x視線高達(dá)100。的角度進(jìn)入眼睛。我們需要一種有很大范圍折射本領(lǐng)的太陽眼鏡或防護(hù)眼鏡，而同時在美學(xué)上保持可接受的外觀。正確對準(zhǔn)的眼睛鏡片需要高的曲率半徑，它包含圍繞佩戴者眼睛的眼鏡片處方表面，這種眼鏡會產(chǎn)生蟲眼的外觀，這在美學(xué)上是不可接受的。具有很高曲率的寬視場球面鏡片的時尚眼鏡，如在給本申請人的USPatent6,142,624中所公開的，它放置在眼睛鄰近以圍繞佩戴者的視場，而同時保持光軸與直接視線對準(zhǔn)。如在這個專利中所公開的，這種鏡片的眼鏡框可以設(shè)計成在眼鏡球形前表面的延伸面上。本申請人在InternationalPatentApplicationsPCT/AU97/00188的"ImprovedSingleVisionLenses"(現(xiàn)在為USPatent6,361,166)中公開一種包含前表面和后表面的光學(xué)鏡片，其中至少一個表面是連續(xù)的，并形成處方(Rx)區(qū)和用于提供顳颥區(qū)面罩的外圍顳颥區(qū)(temporalzone)，這兩個區(qū)域是平滑過渡以避免從Rx區(qū)到顳颥區(qū)發(fā)生棱鏡式跳躍。這些鏡片設(shè)計成位于佩戴者眼睛之前，使直接視線與鏡片前表面的光學(xué)中心相交，但光軸可以繞顳颥區(qū)轉(zhuǎn)動，為了有助于實(shí)現(xiàn)環(huán)形配置。這些鏡片有表面校正，為的是減小視場內(nèi)由于預(yù)定水平傾斜造成的光學(xué)誤差。在給本中請人的InternationalPatentApplicationsPCT/AU98/00274的"LensesandSpectaclesBearingLenses"(現(xiàn)在為USPatent6,334,681)中，全文合并在此供參考，本申請人公開一個包含前后表面光學(xué)鏡片單元的眼科產(chǎn)品，其中至少一個表面是連續(xù)的，并形成處方(Rx)區(qū)和任選的非處方周邊顳颥區(qū)，至少一個表面在佩戴者的視場上有基礎(chǔ)曲線的變化；前表面和/或后表面具有表面校正，至少可以部分地調(diào)整光學(xué)誤差。曲率變化強(qiáng)調(diào)鏡片表面的形狀，為的是與佩戴者的面部匹配和所需傾斜減至最小。雖然這種鏡片至今還沒有提供鏡片的設(shè)計選項，但是我們?nèi)孕枰峁┻@種非尋常形狀鏡片的眼鏡框。發(fā)明目的和優(yōu)點(diǎn)本申請人研究預(yù)定孔徑上有變化基礎(chǔ)曲線的表面拓樸性質(zhì)，具體研究保持托架面有簡單幾何形狀的可能性，在該托架面上形成鏡片孔徑，盡管與眼鏡框輪廓相交的表面具有復(fù)雜性。大部分眼鏡鏡片和眼鏡框形成在球形，柱形或環(huán)形"托架面(carriersurface)，，上，這意味著鏡片和眼鏡框的孔徑輪廓可以形成在簡單限定的表面上，該表面接近于安上鏡片的實(shí)際表面。對于非校正的鏡片，托架面與鏡片前表面通常是一致的。環(huán)形面罩和單一鏡片可以采用橢圓或高級多項式表面形狀。在這種情況下，鏡片輪廓通常是直接地形成在鏡片表面上，而利用邊撐桿或無邊形狀鏡片支架可以避免制作閉合鏡片孔徑出現(xiàn)的困難。例如，參閱USPatents:1,741,536(Rayton);4,859,048(Ja謹(jǐn)rd);4,867,550(Ja隨rd);5,604,547(Davis);5,774,201(Tackles);5,689,323(Houstonetal.);和5，825，455(Fecteauetal.)。由于需要消除傾斜視場中的光學(xué)誤差，處方鏡片的設(shè)計是復(fù)雜的。具體地說，鏡片設(shè)計者需要觀察前表面曲率與鏡片通過放大率之間關(guān)系，該放大率是由100年之前第一次描述的所謂"Tscherning橢圓，，確定。這些要求確定前基礎(chǔ)曲率與Rx功率的具體組合，它可以減小以下所示傾斜像散和/或放大率誤差。見M.Jalie，7^e尸Ww"》/m丄csp.418-422(4thEd.London,1994)。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>這種"最佳形狀，，鏡片有隨著Rx變得越正而越陡的前表面。在固定孔徑的情況下，前頂點(diǎn)高度(平板高度)也隨著Rx變得越正而增大。因此，各種典型的處方鏡片有各種不同的前表面。我們的目的是利用單種眼鏡框使整個范圍Rx值適應(yīng)于給定的型式。由此可見，即使是簡單方法制成的處方鏡片，框托架面與鏡片托架面僅在部分處方范圍內(nèi)保持一致。在常規(guī)處方鏡片的眼鏡框設(shè)計中，使框托架面與它夾持的鏡片前表面保持一致是不切實(shí)際的，除非眼鏡框是邊撐桿或無邊型。例外的情況是特定一組非常高度彎曲的鏡片，其中在單條基礎(chǔ)曲線上可以滿足各種不同的處方。請參閱USPatent6,142,624(Morrisetal.)。然而，一般地說，托架面是允許各種相關(guān)鏡片表面與鑲邊孔徑輪廓或眼線保持一致的通用形式。眼鏡框通常是合適地架在佩戴者面部之前，二者之間有足夠的空間以避免穩(wěn)定放置時發(fā)生實(shí)際接觸。處方眼鏡框沿眉線有低的曲率，通常是Rx范圍的最負(fù)鏡片所需最佳形式的基礎(chǔ)曲線。當(dāng)放大率變得越正時，與框輪廓和其他部分齊平安裝的高負(fù)鏡片越來越突出，因此，一般地說，鏡片前頂點(diǎn)是在框托架面之前。孔徑形狀的選取必須允許框托架面與鏡片前表面之間的高度差保持在沿鏡片周邊的容限內(nèi)，鏡片周邊與典型的鏡片邊緣厚度一致，例如，約在土0.5mm內(nèi)。環(huán)形太陽眼鏡框的曲率在朝著顳颥方向約為6D至8D。在安裝處方鏡片時，內(nèi)鏡片表面物質(zhì)進(jìn)入佩戴者面部之前的空間。負(fù)鏡片在框孔徑的顳颥界限上突出，如圖la所示。正放大率使鏡片的后表面平坦，侵入到眼睫毛。實(shí)際上，流行型式的環(huán)形框與約6D至12D的后水平曲線一致。這限制8基前表面的處方范圍在約-4D至+2D內(nèi)，偏離光學(xué)設(shè)計問題。較高基礎(chǔ)曲線的鏡片，例如，10D或12D，可以提供較寬的處方范圍。然而，如圖lb所示，這種曲線使鏡片前頂點(diǎn)是在流行的8基設(shè)計型式的設(shè)計線之外，并在鼻區(qū)引入蟲眼的外觀。利用這樣的鏡片可以消除或大大減小這種效應(yīng)，其前表面在顳颥區(qū)仿效高基礎(chǔ)曲線，而在朝著鼻區(qū)向的視線上變得平坦?？梢灶A(yù)想這種鏡片是在正前方向上為裝飾眼鏡型式和在到達(dá)顳颥的寬角方向上為高度彎曲非校正太陽眼鏡和面罩的組合。理想的是，這種鏡片可以裝入到鑲邊或部分鑲邊的眼鏡框，它既是時尚型眼鏡又適應(yīng)于各種處方。因此，本發(fā)明的廣義目的是提供鑲邊的眼鏡框或沿鏡片孔徑至少有部分鑲邊的眼鏡框，其托架面有簡單和通用的拓樸結(jié)構(gòu)，適用于前表面是復(fù)合設(shè)計的鏡片。"復(fù)合設(shè)計"和"復(fù)合曲線"是用于描述至少在一段眼鏡框或鏡片孔徑上有變化基礎(chǔ)曲線的鏡片表面和鏡片，其中基礎(chǔ)曲線的變化在水平部分至少為3D和/或在其垂直部分為2D。"基礎(chǔ)曲線"是二維表面上兩個主曲率的平均曲率或數(shù)字平均，這是在『".s5t"Vi編著的C7CCowdse￡>i(^c/o/7^//"Afa,/re附Wcs,C7^/;附"ai在i/"仏A^wbrA:1999，p.1152中所描述的?；A(chǔ)曲線的變化可以局部發(fā)生在表面上或表面的延伸區(qū)。最好是，在安上鏡片眼鏡框的鏡片孔徑主要部分有平滑的基礎(chǔ)曲線變化。本發(fā)明的另一個目的是提供鑲邊的眼鏡框或沿鏡片孔徑至少有部分鑲邊的眼鏡框，其托架面是單形幾何。"單形幾何"是指錐形，柱形，球形，雙曲面或環(huán)行的標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)面，它在眼鏡框或鏡片孔徑上的剖面曲線是大致二次標(biāo)準(zhǔn)形式，從而簡化眼鏡框的制造，還可以筒化鏡片前表面的設(shè)計改動以使一系列鏡片適應(yīng)于特定輪廓型的光學(xué)要求。"單形面"是用于描述有頂點(diǎn)的帽形和拱頂形，它向沿任何一側(cè)是相同地彎曲并圍繞頂點(diǎn)是對稱的，單形面對應(yīng)于橢球面，超環(huán)面，橢圓柱面，球面或圓柱面。最好是，這種單形面還包括扁球面和扁橢球面，其曲率變化在框孔徑的至少一個截面上是單調(diào)的。以下我們所討論的托架面是超環(huán)面，橢球面等，我們規(guī)定取出帽形表面的固態(tài)物體對稱性。此處使用的術(shù)語"二次標(biāo)準(zhǔn)形式"是指屬于9種標(biāo)準(zhǔn)形式二次曲線中任何一種的曲線，這是在e.『.『"'s^"vi編著的awc/w_Ew<^c/o/^//flAfflfAe加fl".C51，CAfl/7附flw在^Tfl//,7VewI^rA:1999，p.1476中所描述的，其真實(shí)空間的例子是直線和錐形截面。根據(jù)以下的文字描述和相關(guān)的附圖，本發(fā)明的這些和其他目的和特征是顯而易見的。
發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的第一方面，提供一種用于安裝和夾持復(fù)合設(shè)計環(huán)形鏡片的異形眼鏡框，且其中鏡片的邊緣是由大致卵形的鑲邊眼鏡框孔徑夾持，并位于單形托架面上，盡管鏡片的基礎(chǔ)曲率在鏡片孔徑的至少一個截面上發(fā)生變化。這種眼鏡框和眼鏡框夾持的鏡片在曲率關(guān)系方面與現(xiàn)有技術(shù)中已知的眼鏡框和鏡片有很大的不同。術(shù)語"環(huán)形鏡片"是指光學(xué)鏡片的至少一個表面是在環(huán)繞目視設(shè)備或形成面罩的拓樸面上。本發(fā)明所用鏡片的拓樸形狀特征可以用弧矢深度描述，孤矢深度一般是鏡片和鏡片邊緣的三維量度。這些弧矢深度通常涉及與鏡片視線正交的垂直平面與顳颥最邊緣點(diǎn)和鼻最邊緣點(diǎn)之間的距離。在另一方面，本發(fā)明提供一種用于安裝和夾持環(huán)形光學(xué)鏡片的異形眼鏡框，其中鏡片輪廓的孔徑或光學(xué)鏡片的至少一個表面邊緣是大致卵形，以及在水平顳颥界限上的弧矢深度比水平鼻界限上的弧矢深度至少大10mm。最好是，在水平顳颥界限上的弧矢深度比水平鼻界限上的弧矢深度至少大15mm。最好是，在其鼻界限上安上鏡片的前表面弧矢深度小于5mm，從而使鏡片和眼鏡框與佩戴者面部有最大的一致性。眼鏡框在其基準(zhǔn)線的水平方向有足夠的曲率和長度，用于包圍寬的視場并給佩戴者的眼睛提供實(shí)際保護(hù)。它的前方位置，曲率和從基準(zhǔn)中心到基準(zhǔn)線鼻邊緣以及垂直本初子午線上端和下端的長度可以避免與佩戴者面部和眼睫毛的實(shí)際接觸。合適的眼鏡框具有這樣的鏡片孔徑形狀，它在前向視場上是相對地較寬并逐漸地向顳颥區(qū)縮減以符合人的面部結(jié)構(gòu)。此處所用術(shù)語"鏡片"是指切割或異形邊緣的光學(xué)鏡片或眼鏡鏡片。光學(xué)鏡片能夠可拆卸或永久地固定到眼鏡框上。它在負(fù)的或正的放大率范圍內(nèi)可以提供矯正處方的或可以是平面鏡片，而在一些實(shí)施例中，它適合于工業(yè)安全或接觸性體育運(yùn)動。按照本發(fā)明的眼鏡框可以是鑲邊或部分鑲邊的眼鏡框，允許鏡片單元被牢固地夾持在佩戴者之前，因此，鏡片單元的光學(xué)設(shè)計軸可以保持精確地平行于佩戴者的遠(yuǎn)距離直接視線并根據(jù)佩戴者的眼距對準(zhǔn)。此處所用術(shù)語"光學(xué)設(shè)計軸"是指鏡片設(shè)計者預(yù)期的軸與佩戴者的直接視線對準(zhǔn)。若鏡片故意設(shè)計成傾斜或偏心作為增強(qiáng)環(huán)繞顳颥的手段，則佩戴者的直接視線可以與光學(xué)鏡片單元的光學(xué)軸不一致。這種鏡片通常具備表面校正以補(bǔ)償鏡片的預(yù)定取向。眼鏡框的孔徑輪廓通常是用它到鏡片垂直前平面的投影表示。它的定義要求鏡片周邊的前表面上相等間隔的四個基準(zhǔn)點(diǎn)和確定框托架面的一個附加條件。合適的基準(zhǔn)點(diǎn)是鏡片周邊與通過鏡片前頂點(diǎn)的水平"赤道"和垂直"本初子午線，，相交的四個點(diǎn)。我們把這些點(diǎn)表示在鏡片前頂點(diǎn)作為原點(diǎn)的坐標(biāo)上。鏡片前表面和框托架面在四個基準(zhǔn)點(diǎn)上必須精確地一致，且這些表面在沿孔徑輪廓方向上應(yīng)當(dāng)匯合在允許的容限內(nèi)(例如，±0.5mm)，雖然它們在孔徑上的其他各處可以相當(dāng)?shù)胤珠_。最后的條件是定位鏡片前頂點(diǎn)到框托架面上。為了便于討論所涉及的幾何關(guān)系，現(xiàn)在我們定義一系列用于確定復(fù)合鏡片表面具體特征的簡單表面，具體地說，它是從鼻區(qū)到顳颥區(qū)有增大曲率的表面。"最陡內(nèi)邊界面"或"內(nèi)邊界"是在鏡片前周邊上相交四個基準(zhǔn)點(diǎn)并在鼻界限上與鏡片前表面相切的特定環(huán)形面，球形面或圓柱面。"平均斜率面，，是在鏡片前周邊上相交四個基準(zhǔn)點(diǎn)并在鼻界限和顳颥界限上相對于鏡片表面有相同斜率差的特定環(huán)形面，球形面或圓柱面。"平均高度面，，是在鏡片前周邊上相交四個基準(zhǔn)點(diǎn)并相交鏡片前頂點(diǎn)的特定環(huán)形面，球形面或圓柱面。"最淺外邊界面，，或"外邊界"是在鏡片前周邊上相交四個基準(zhǔn)點(diǎn)并在顳颥界限上與鏡片前表面相切的特定環(huán)形面，球形面或圓柱面。對于球形，圓柱形和環(huán)形鏡片，以上所有的表面是一致的并與鏡片前表面完全相同?，F(xiàn)有技術(shù)的處方眼鏡框和雙鏡片太陽眼鏡框把光學(xué)鏡片放置在眼鏡框中，使每個鏡片前頂點(diǎn)位于它各自的框托架面上，或在佩戴者之前。復(fù)合設(shè)計鏡片表面的類似原理是在平均高度面上或之后定位框托架面。然而，框托架面與鏡片前表面之間相交的連續(xù)周邊只發(fā)生在這兩個面互相遠(yuǎn)離的情況，例如，框托架面接近內(nèi)邊界面或在內(nèi)邊界面之后。這種配置使鏡片前頂點(diǎn)是在框托架面之前，它類似于現(xiàn)有技術(shù)中的情況。但是我們發(fā)現(xiàn)，這兩個表面沿它們相交周邊匯合所允許的孔徑形狀沒有按照需要包圍佩戴者的目視設(shè)備。對應(yīng)的孔徑形狀沿鼻區(qū)逐漸縮減，且沒有包圍前向視場。復(fù)合設(shè)計表面幾何形狀的區(qū)別是存在分開的內(nèi)邊界面和外邊界面。圖3a中畫出這些表面，其中曲線l是復(fù)合設(shè)計表面的水平段；曲線2是在顳颥界限T下切向合并的外邊界面；和曲線3是在鼻界限N下切向合并的內(nèi)邊界面。利用復(fù)合設(shè)計的面部一致幾何結(jié)構(gòu)并有所需形狀孔徑的眼鏡框，它包圍前向視場并向顳颥逐漸縮減，使框托架面接近外邊界面或在外邊界面之前。這種眼鏡框可以定位鏡片前頂點(diǎn)在框托架面之后。圖3b畫出這種安排的示意圖。在另一方面，本發(fā)明提供一種用于安裝和夾持環(huán)形鏡片的異形鑲邊眼鏡框，其中每個鏡片輪廓的每個孔徑或每個鏡片上至少一個表面的邊緣是大致卵形，它包圍前向視場并與朝向顳颥區(qū)的面部形狀保持一致，且其中眼鏡框孔徑設(shè)計成大致球形，圓柱形或環(huán)形托架面(單形面)，它總是比鏡片平均高度面更加彎曲，使鏡片前頂點(diǎn)是在其各自框托架面之后。在優(yōu)選的形式中，鏡片被弧形框孔徑的一個或多個鑲邊部分牢固地夾持，每個鑲邊部分是在框托架面之后。這些部分可以被鏡片邊緣的未約束段中斷，為的是提高安上鏡片的眼鏡與鼻和/或眉毛的一致性，或者在顳颥或臉頰線鄰近強(qiáng)調(diào)鏡片的輪廓。當(dāng)框托架面與鏡片前表面在其確實(shí)相交的路徑鄰近緊密合并時，選取孔徑輪廓的形狀有最大的自由度。在這種情況下，框托架面必須接近于從外部限制鏡片前表面的最淺表面，而同時相交建立的基準(zhǔn)點(diǎn)，"外部邊界"。在另一方面，本發(fā)明提供一種用于安裝和夾持環(huán)形鏡片的異形鑲邊眼鏡框，其中鏡片輪廓的孔徑或每個鏡片上至少一個表面的邊緣是大致卵形，它包圍前向視場并與朝向顳颥區(qū)的面部形狀保持一致，且其中每個框孔徑設(shè)計成大致球形，圓柱形或環(huán)形托架面，它緊密接近于從外部限制鏡片前表面的最淺表面，而同時相交框的基準(zhǔn)點(diǎn)。以上的描述僅僅作為這個公開內(nèi)容的總結(jié)，本發(fā)明的范圍是由權(quán)利要求書及其相關(guān)內(nèi)容的書面文字所確定。圖l表示安裝處方鏡片的現(xiàn)有技術(shù)環(huán)形太陽眼鏡。圖2表示現(xiàn)有技術(shù)太陽眼鏡的赤道部分，它強(qiáng)調(diào)佩戴者顳颥和鼻區(qū)的面部形狀。這種鏡片放置在佩戴者之前，使光軸與直接視線一致。圖3表示按照本發(fā)明的復(fù)合曲線鏡片表面和對應(yīng)環(huán)形框結(jié)構(gòu)的特征。圖4表示鏡片與眼鏡框的相交線，該鏡片前表面的曲率是，沿顳颥區(qū)15.4D，沿鼻區(qū)4.53D,和沿垂直方向7.25D,而眼鏡框的托架面是在鏡片前頂點(diǎn)之后。鏡片輪廓所在區(qū)域的輪廓投射到鏡片的垂直前平面上(Ox,Oy)上。圖5表示鏡片與眼鏡框的相交線，該鏡片前表面的曲率是，沿顳颥區(qū)11.3D，沿鼻區(qū)4.53D，和沿垂直方向7.25D，而眼鏡框的托架面是在鏡片前頂點(diǎn)之后。鏡片輪廓所在區(qū)域的輪廓投射到鏡片的垂直前平面上(Ox，Oy)上。圖6表示圖4所示鏡片表面與框托架面之間的相交線，該框托架面有相同的基準(zhǔn)點(diǎn)，但更加高度彎曲，為的是相交鏡片前頂點(diǎn)之前的鏡片設(shè)計軸。圖7表示圖5所示鏡片表面與框托架面之間的相交線，該框托架面有相同的基準(zhǔn)點(diǎn)，但更加高度彎曲，為的是相交鏡片前頂點(diǎn)之前的鏡片設(shè)計軸。圖8表示當(dāng)選取的框托架面是在鏡片前頂點(diǎn)之后和之前的各種距離時，在適合于寬和相對淺環(huán)形框孔徑的鏡片表面上相交線發(fā)生的順序變化。圖9表示當(dāng)橢球框托架面與圖8所示鏡片結(jié)合使用時相交線發(fā)生的變化。圖10表示當(dāng)橢球框托架面與圖8所示鏡片結(jié)合使用時相交線發(fā)生的變化。圖ll表示曲率為11.5D的球面框與旋轉(zhuǎn)對稱環(huán)形太陽眼鏡鏡片的相交線，它的中心2.5基礎(chǔ)球面區(qū)平滑過渡到球面10.0基礎(chǔ)顳颥區(qū)?？蛲屑苊娴捻旤c(diǎn)沿水平和垂直方向都偏離中心，而自身是在大部分鏡片孔徑上的鏡片前表面之前。圖12表示圖ll所示鏡片的合適鏡片孔徑輪廓和框眼線形狀。圖13表示邊緣裝配到圖12所示框結(jié)構(gòu)的圖11中鏡片透視圖。圖14表示按照圖11至13所示鏡片和眼鏡框的透視圖。圖15表示中心為l.O基礎(chǔ)球面部分平滑過渡到顳颥IO.OD球面部分的鏡片與11.75D基礎(chǔ)橢球框托架面的相交曲線。提出合適的鏡片孔徑輪廓和安上鏡片的框輪廓形狀。圖16表示其邊緣裝配到圖15所示框結(jié)構(gòu)中的鏡片。圖17表示圖15和16所示鏡片和眼鏡框的透視圖。表l:文字描述和附圖中使用的符號<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>具體實(shí)施方式概要復(fù)合鏡片的基本幾何結(jié)構(gòu)復(fù)合鏡片表面的過渡框托架面對孔徑形狀的影響復(fù)合鏡片的基本幾何結(jié)構(gòu)我們描述在佩戴者視場上有基礎(chǔ)曲線變化的環(huán)形鏡片基本幾何結(jié)構(gòu)，為的是提供按照本發(fā)明討論眼鏡框的背景。例如，在USPatent6,334,681(Perrottetal.)中公開了可以包含各種彎曲度眼鏡框中的鏡片，前表面周邊最好獨(dú)立于Rx，而鏡片表面在佩戴者視場上有基礎(chǔ)曲線的變化。描述圓形截面定義這些表面的合適數(shù)學(xué)形式是通過選取基礎(chǔ)曲線A。=530/p。，A產(chǎn)530/pi和A2=530/p2確定鼻半徑Pt，顳颥半徑pn和垂直半徑p2。從現(xiàn)有技術(shù)的鏡片設(shè)計考慮，這些鏡片的表面形狀是相對復(fù)雜的。它們可以安裝成無邊或邊撐桿框的型式，因此，產(chǎn)生的邊緣形狀是拓樸復(fù)雜鏡片表面上的輪廓曲線。在USPatent6,334,681公開圖2中鏡片3和4所示的設(shè)計提供所需的正性或負(fù)性視力矯正。它們還代表獨(dú)立于Rx并有幾何類似前表面的一系列矯正和非矯正鏡片。本發(fā)明涉及這些和相關(guān)的鏡片形狀，其目的是使它們適合于幾何簡單的各種眼鏡框。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，提供一種用于安裝和夾持環(huán)形鏡片的鑲邊異形眼鏡框，其中眼鏡框孔徑大致是卵形，并至少夾持一個鏡片表面的輪廓或邊緣，該鏡片表面的曲率半徑在鏡片輪廓孔徑的垂直或水平截面上是變化的，或是在垂直和水平截面上都變化。例如，這種變化在水平方向上相當(dāng)于3D或更大，而在垂直方向上相當(dāng)于2D或更大。在本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于安裝和夾持環(huán)形鏡片的鑲邊異形眼鏡框，其中每個鏡片輪廓的孔徑或每個鏡片上至少一個表面的邊緣大致是卵形并基本保持恒定，它與鏡片放大率無關(guān)。按照本發(fā)明這個方面的光學(xué)鏡片可以提供大致在-6.0D至+6.0D范圍內(nèi)的處方(Rx)矯正，并可用于提供具有普通眼鏡框設(shè)計的一族眼鏡，但它們有不同的光學(xué)矯正，這取決于佩戴者的處方。鏡片的后表面可以配置成提供合適的放大率和像散矯正。在本發(fā)明的另一個方面，眼鏡框孔徑設(shè)計成相交于鏡片周界上四個基準(zhǔn)點(diǎn)和鏡片設(shè)計軸上一個點(diǎn)的托架面，該點(diǎn)是在鏡片前頂點(diǎn)之前，托架面沿本初子午線有基本恒定的曲率半徑。眼鏡框孔徑可以有這樣的形狀，便于正確的定位并相對于佩戴者直接視線對準(zhǔn)鏡片設(shè)計軸，和/或在鼻區(qū)實(shí)現(xiàn)與面部一致的特征。圖2表示可以包含在鼻區(qū)和顳颥區(qū)強(qiáng)調(diào)面部形狀產(chǎn)品中的其他鏡片(5和6)，例如，用作面罩安裝的鏡片或補(bǔ)充鏡片單元。面罩可以是清晰的體育面罩，專門設(shè)計成在諸如籃球的球類運(yùn)動中保護(hù)面部，這種活動不允許使用笨重的頭盔，例如，在美式足球中?；蛘撸鼈兛梢蕴峁︰V保護(hù)以防通常發(fā)生在個人鼻子上的皮膚癌。在圖2中畫出Rx鏡片的水平截面，其光軸O的位置更接近于鼻界限N而不是顳颥界限T。鏡片1和2是前后基礎(chǔ)曲線分別為6D和8D的普通球面，用于制作正2D和負(fù)2D的Rx鏡片。鏡片3和4在從顳颥界限T到光軸0有相同6D和8D的球面基礎(chǔ)曲線。朝向鼻界限區(qū)，這兩種鏡片有接近于OD的平坦前曲線。正Rx鏡片3是有負(fù)后表面曲線的雙凸鏡片，用于提供所需的折射本領(lǐng)。這些鏡片給出常規(guī)美學(xué)外觀的最大顳颥界限，而同時還有鼻區(qū)設(shè)計的最小曲率。最好是設(shè)計有恒定總體前表面形狀的整個Rx范圍，所需的非球面或復(fù)曲面矯正滿足光學(xué)設(shè)計要求。然而，在顳颥界限和鼻界限上鏡片凈空的物理要求可以指出較低的設(shè)計曲線放大率用于較高的負(fù)Rx鏡片類。如同這個附圖中的其他鏡片一樣，鏡片5和6在朝向顳颥區(qū)有相同的球面設(shè)計。然而，在每種情況下，從光軸O到鼻界限N的曲線是負(fù)的。后幾個鏡片有不同的形狀并向前到達(dá)鼻梁和向后到達(dá)顳颥?？梢岳眉s6D至9D的一般錐形正交曲線制造這種鏡片，最顯著的用途是制作強(qiáng)調(diào)包括鼻區(qū)的面部輪廓眼鏡。這些眼鏡可以是太陽眼鏡，但也適用于體育愛好者，例如，籃球愛好者，其中安全的面罩緊密地圍繞面部以保護(hù)顳颥，臉頰和鼻區(qū)。按照圖2中鏡片5和6原理設(shè)計的鏡片滿足這個目的。復(fù)合鏡片表面的過渡圖2所示鏡片3至6在本處子午線的赤道方向展示基礎(chǔ)曲線的突變。這個特征因鏡片制造誤差和缺陷可以引入多余的光學(xué)像差。因此，優(yōu)選的鏡片前表面設(shè)計在佩戴者視場上有較緩變的基礎(chǔ)曲線，這種基礎(chǔ)曲線是平滑地過渡以避免Rx區(qū)中的棱鏡式跳躍。曲率變化可以平滑地分布在鏡片輪廓的孔徑上。例如，曲率變化可以發(fā)生在佩戴者的直接(前向)視場上，它是在遠(yuǎn)距離視線的55。內(nèi)?；蛘?，曲率變化可以發(fā)生在視線上并在中心視覺的錐角內(nèi)；即，在視線兩側(cè)的約25°內(nèi)?；蛘?，曲率變化可以發(fā)生在離軸的雙目視場上，它在佩戴者視線兩側(cè)為約25。至55°。或者，曲率變化可以發(fā)生在離軸周圍視場上，它離佩戴者的視線大于55。。曲率變化可以看成相對于視線是非對稱的。例如，曲率在沿水平的顳颥方向上從鼻界限向周圍視場可以增大，或從眉毛沿垂直向下注視到鼻和臉頰設(shè)定的界限侵入到視場增大?；蛘?，垂直和/或水平曲率在從視線到對應(yīng)于眉毛或鼻侵入到視場上的視力界限保持恒定。垂直和/或水平曲率在從鼻或眉毛界限到沿顳颥區(qū)或從視線向下注視的約25。內(nèi)可以保持恒定。例如，顳颥曲率在離視線的55。內(nèi)是恒定的。在本發(fā)明的另一方面，鏡片孔徑上的曲率變化必須足以獲得這樣的弧矢深度，它在鏡片孔徑的顳颥界限上超過鼻界限上弧矢深度10mm或更大。所需的基礎(chǔ)曲線變化幅度取決于鼻區(qū)曲率，框基準(zhǔn)線的鼻區(qū)和顳颥段長度，和曲率發(fā)生變化的區(qū)域位置。它們通常是6D或更大，最好是9D或更大。給本申請人的USPatent6,334,681包括這些鏡片例子，其中不同曲率的兩個表面部分沿水平方向是平滑地過渡，從而使每個鏡片表面的一階和二階導(dǎo)數(shù)平滑和連續(xù)。其中用于過渡基礎(chǔ)曲線的合適數(shù)學(xué)形式描述表面高度Z(x)作為水平坐標(biāo)x和合適選取系數(shù)Bn的多項式=Z丑"x";義o<x《義'o其中Xo和X'。是在處方區(qū)邊緣內(nèi)或附近。系數(shù)B'2n和B，、確定兩個區(qū)過渡的高度和曲率。以上表達(dá)式中的變量x可以用徑向距離^VpT7)代替，因此，過渡區(qū)變成圓環(huán)，而鏡片前表面相對于鏡片前頂點(diǎn)具有旋轉(zhuǎn)對稱性，例如，在給本申請人的USPatent6，361，166中所描述的。于是，利用頂點(diǎn)和顳颥基礎(chǔ)曲線可以討論鏡片表面，而不是利用鼻區(qū)，顳颥和垂直曲線。在本發(fā)明的另一方面，提供這樣一種環(huán)形眼鏡框，該眼鏡框至少有一個用于安裝和夾持鏡片的鑲邊部分，每個鏡片包含前表面和后表面，每個鏡片上至少一個這種表面相對于它的頂點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)對稱的，并在佩戴者的視場上展示基礎(chǔ)曲線變化。在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，鏡片前表面是回轉(zhuǎn)面，和曲率半徑在鏡片孔徑上有變化，其曲率變化是3D或更大。本發(fā)明所用的光學(xué)鏡片可以提供的處方(Rx)矯正大致是在-4.0D至+4.0D的范圍內(nèi)，最好是在-6.0D至+6.0D的范圍內(nèi)。眼鏡框托架面對孔徑形狀的影響可以明白，按照本發(fā)明安裝環(huán)形鏡片眼鏡框的后向顳颥界限延伸到超出鼻界限的約10mm至25mm。按照本發(fā)明，鏡片可以提供的處方(Rx)矯正通常是在-6.0D至+6.0D的范圍內(nèi)，其中前表面能夠安裝到恒定和幾何上簡單托架面設(shè)計的眼鏡框上，它與Rx無關(guān)，其中后表面提供離顳颥或眼睫毛的良好凈空；鏡片上的至少一個表面在佩戴者的視場上有基礎(chǔ)曲線變化；眼鏡框孔徑包圍佩戴者的眼睛區(qū)；和框孔徑輪廓是從前視區(qū)到顳颥區(qū)逐漸縮減，從而符合人的面部特征。最好是，鏡片的前表面有從鼻界限處低曲率到顳颥界限處高曲率延伸的復(fù)合曲線，但垂直曲線是6D或更低?；蛘撸R片是旋轉(zhuǎn)對稱的，并在顳颥區(qū)有高曲率的復(fù)合徑向曲線和圍繞前頂點(diǎn)的低曲率。最好是，鏡片平均高度面的水平曲率至少是7D，而框托架面的水平曲率至少是8D。更好的是，在水平方向上，鏡片平均高度曲率是IOD或更大，最好是12D或更大?？梢悦靼祝蛲屑苊鎺缀闻c鏡片前表面的相互關(guān)系對于眼鏡框和安裝處方鏡片與佩戴者面部的適應(yīng)是重要的，如此制作的眼鏡產(chǎn)品具有功能性的環(huán)形和舒適的外觀。現(xiàn)有的輪廓形狀略微改變成環(huán)形托架面，它放置在鏡片前頂點(diǎn)之前的不同距離上。然而，利用橢球托架面可以增加一個額外的自由度，并打開一個可以放置鏡片輪廓線的區(qū)域。在另一方面，本發(fā)明提供一種用于安裝和夾持環(huán)形鏡片的鑲邊眼鏡框，其中鏡片輪廓的孔徑或每個鏡片上至少一個表面的邊緣大致是卵形，它包圍前向視場并符合到顳颥區(qū)的面部形狀，且其中每個框孔徑設(shè)計成大致球形或橢球形托架面，它總是放置在鏡片前頂點(diǎn)與顳颥界限之間的鏡片平均高度面之前，因此，可以確保鏡片前頂點(diǎn)不是在其各自框托架面之前。最好是，選取框托架面為橢球形，環(huán)形，球形或圓柱形可以使各種范圍Rx值的鏡片滿意地安裝到特定設(shè)計的眼鏡框中，盡管不同Rx鏡片的光學(xué)設(shè)計要求需要鏡片前表面的平均前表面曲率發(fā)生變化。最好是，前向視場內(nèi)的平均前表面曲率變化在正鏡片與負(fù)鏡片之間可以達(dá)到2D或更大，更好的是達(dá)到4D或更大，理想的是6D。除非處方鏡片范圍內(nèi)的平均前表面曲率變化受到系統(tǒng)的控制，當(dāng)曲率是從框設(shè)計優(yōu)化的表面曲率變化時，圍繞孔徑周邊的表面高度差有增大的范圍。因為正鏡片邊緣是薄的，而負(fù)鏡片邊緣是相對地較厚，對于試圖提供最高正放大率的鏡片表面，應(yīng)當(dāng)優(yōu)化眼鏡框設(shè)計。在另一方面，本發(fā)明提供一種用于安裝和夾持處方范圍內(nèi)環(huán)形復(fù)合設(shè)計鏡片的鑲邊或部分鑲邊眼鏡框，其中框邊緣或其中心線的高度差和鏡片輪廓或鏡片上至少一個表面的邊緣在容限的范圍內(nèi)保持恒定，一般地說，正放大率鏡片的容限比負(fù)放大率鏡片更嚴(yán)格?，F(xiàn)在參照附圖和各個例子更充分地描述本發(fā)明，然而，應(yīng)當(dāng)明白，以下的描述僅僅是說明性的，而不應(yīng)當(dāng)把它看成是對本發(fā)明普遍性的限制。例子例1(圖4的比較例子)為了研究采用簡單幾何形狀眼鏡框以夾持圖2所示鏡片3和4等的可能性，我們把框托架面表示成與鏡片表面扇區(qū)類似數(shù)學(xué)形式的圓形復(fù)曲面，這種表面確定的實(shí)心體可以稱之為"橢圓柱"。參閱CRCConciseEncyclopediaofMathematicsWeisstein，Chapman&Hall(NewYork1999)p.352。利用半徑p3和p4分別表示沿水平和垂直方向的眼鏡框曲率，它們對應(yīng)于基礎(chǔ)曲線A^530/p3和A4-530/p4。橢圓柱的頂點(diǎn)位置是在(a,(3，。在A尸A4的情況下，橢圓柱變成球體，而在AfO的情況下，橢圓柱變成圓柱體。圖4a和4b中的實(shí)曲線表示鏡片前表面的赤道線和本初子午線部分，其中沿赤道的基礎(chǔ)曲線變化是在佩戴者的直接視線上。這個例子中的基礎(chǔ)曲線是，沿鼻區(qū)為4.55D，沿顳颥區(qū)為15.4D，和沿鏡片前頂點(diǎn)的垂直方向為7.25D。聚碳酸酯鏡片的表面放大率分別是5D，17D和8D。這個例子中相對于鏡片前頂點(diǎn)(0，0，0)的框孔徑基準(zhǔn)點(diǎn)是(-21.5,0，2.0)，(28.4，0，15.0)，和(0，±17.0，2.0)。請注意，沿水平方向鏡片前周邊的顳颥弧矢范圍比鼻區(qū)的弧矢范圍大13.0mm。與基準(zhǔn)點(diǎn)和鏡片前頂點(diǎn)相交的平均高度框托架面的水平曲率為11.24D和垂直曲率為7.24D。通過分析我們發(fā)現(xiàn)，這種表面與復(fù)合曲線鏡片表面沒有連續(xù)的相交線。另一方面，若選取的托架面與光學(xué)鏡片設(shè)計軸在點(diǎn)(0，0，Z)相交，其中Z-1.0mm，則在鏡片前表面與選取的框托架面之間形成連續(xù)的相交線。圖4a和4b所示的虛線是對應(yīng)框托架面的水平部分和垂直部分。按照現(xiàn)有技術(shù)中的慣例，它相交鏡片前頂點(diǎn)之后的光學(xué)鏡片設(shè)計軸。孔徑輪廓限制于鏡片表面與框托架面之間可接受的相鄰區(qū)內(nèi)，它是在真實(shí)相交曲線的士0.5mm內(nèi)。因此，它限制于圖4c所示表面高度差輪廓的對應(yīng)輪廓區(qū)內(nèi)。顯而易見，可能的孔徑形狀從美學(xué)和功能上考慮都是不理想的。變更截距高度Z，而同時保持框托架面的后向位置，它可以改變高度差輪廓的位置和間隔，但不改變現(xiàn)有輪廓曲線的主要特征。即，孔徑輪廓不包圍前向視場。此外，現(xiàn)有輪廓形狀的逐漸縮減區(qū)是沿鼻區(qū)設(shè)置，而不是沿顳颥區(qū)設(shè)置，可以使眼鏡有實(shí)際的用途。例2(圖5的比較例子)圖5a和5b所示實(shí)曲線表示鏡片前表面的赤道線和本初子午線部分，其中沿赤道的基礎(chǔ)曲線變化是在佩戴者的直接視線上。該例子中的基礎(chǔ)曲線是，沿鼻區(qū)為4.55D，沿顳颥區(qū)為11.3D，和沿鏡片前頂點(diǎn)的垂直方向為7.25D。聚碳酸酯鏡片的表面放大率分別是5D,12.5D和8D。這個例子中相對于鏡片前頂點(diǎn)(0，0，0)的框孔徑基準(zhǔn)點(diǎn)是(-21.5，0，2.0)，(34.4，0，15.0)，和(0，±17.0，2.0)。請注意，沿水平方向鏡片前周邊的顳颥弧矢范圍比鼻區(qū)的弧矢范圍大13.0mm。與基準(zhǔn)點(diǎn)和鏡片前頂點(diǎn)相交的平均高度框托架面的水平曲率為8.92D和垂直曲率為7.24D。通過分析我們發(fā)現(xiàn)，這種表面與復(fù)合鏡片前表面沒有連續(xù)的相交線。另一方面，若選取的托架面與光學(xué)鏡片設(shè)計軸相交于點(diǎn)(0，0，Z)，其中Z4.0mm，則在鏡片前表面與選取的框托架面之間形成連續(xù)的相交線。圖5a和5b所示的虛線表示對應(yīng)框托架面的水平部分和垂直部分。按照本發(fā)明，它相交鏡片前頂點(diǎn)之后的光學(xué)鏡片設(shè)計軸。圖5c所示表面高度差輪廓的對應(yīng)輪廓表示可能的輪廓形狀。如同以上的例1，可能的孔徑形狀從美學(xué)和功能上考慮都是不理想的。例3(圖6)產(chǎn)生例1和例2中描述的特征鏡片孔徑形狀是因為選取框托架面的水平曲率接近于復(fù)合鏡片表面上的最陡內(nèi)邊界面曲率。若鏡片表面和框托架面是一致的，則在許多環(huán)形眼鏡設(shè)計中有確定鏡片孔徑形狀的完全自由度。在佩戴者視場上朝向顳颥區(qū)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)曲線變化的這種鏡片框有復(fù)雜的托架面，而且僅適合一種特定的鏡片表面設(shè)計，這在實(shí)際上是不理想的。裝飾眼鏡采用低曲率的簡單框托架面并在框孔徑中的鏡片前表面與佩戴者之間設(shè)置這些面。如同以上例1和例2中所示的情況。與此相反，若我們使用簡單但高度彎曲的框托架面，把它設(shè)置在大部分框孔徑上的鏡片表面之前(Z<0)，則我們得到十分理想的結(jié)果。按照例1,利用選取的中心截距值Z,對于給定一組的四個基準(zhǔn)點(diǎn)和光學(xué)設(shè)計軸上的一個選取相交點(diǎn)，通過求解表面高度的5個聯(lián)立方程，可以導(dǎo)出描述框托架面的參數(shù)。表2中給出這個結(jié)果。當(dāng)選取的Z值是從正范圍進(jìn)入到負(fù)范圍時，框托架面按照一致的方式發(fā)生變化?？紤]表2中的數(shù)據(jù)，它對應(yīng)于例1中的鏡片表面和框基準(zhǔn)點(diǎn)。在ZX)的情況下，框托架面沿水平方向的彎曲遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過沿垂直方向的彎曲(A3A4)。當(dāng)Z變得很負(fù)時，框托架面趨向于球面，于是，它沿垂直方向的曲率大于沿水平方向的曲率。表2:框托架面隨例1中鏡片變化相交高度Z的變化，其中曲率為Aq-4.55D,A產(chǎn)15.40D，和A尸7.25D。<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>這種趨勢造成可以放置框孔徑輪廓的相交區(qū)形狀發(fā)生一致的變化，如圖6所示。完全的相交曲線發(fā)生在Zmm。圖6a，6b和6c所示的輪廓分別對應(yīng)于Z值為-1.5mm,-1.91mm和-2.5mm,而圖6d所示的曲線表示鏡片前表面與對應(yīng)于圖6b的最淺外邊界面之間關(guān)系。若我們考慮框托架面的>;=|3截面，則我們發(fā)現(xiàn)它的表面高度就是按照F(x)變化。在這個截面上任何點(diǎn)的斜率是由以下公式給出，p3+Y-F鏡片表面截面的斜率對應(yīng)表達(dá)式是，(9Z—x.[p2-z(x)]Sx[P,-z(x)].[p廣Z]為了規(guī)定鏡片的最'淺外邊界面，我們在鏡片表面的顳颥界限上使這兩個斜率相等，它給出與以前5個公式聯(lián)立求解的另一個公式，(x_a)=x[p2-P3+Y-F[Pi-Z(X)][p2-Z]若卩=0在這個例子中，我們發(fā)現(xiàn)最淺外邊界面對應(yīng)于Z=-1.91mm。這個表面幾乎是球面形狀。類似地，通過使框托架面斜率與沿鼻區(qū)的鏡片表面斜率相等，我們可以確定最陡內(nèi)邊界面。通過設(shè)定沿水平方向的鼻界限上和顳颥界限上框托架面與鏡片表面之間斜率差相等，我們還可以確定"平均斜率"面。表2中還給出對應(yīng)于這些表面的參數(shù)?？梢钥闯?，當(dāng)框托架面的位置是在鏡片前頂點(diǎn)之前時，可以得到合適的輪廓形狀。在這個例子的鏡片中，最淺外邊界面的水平基礎(chǔ)曲線等于13.5D，而鏡片表面的顳颥曲線為15.4D。例4(圖7)考慮表3中的數(shù)據(jù)，它對應(yīng)于例2的相對平坦鏡片表面和框基準(zhǔn)點(diǎn)。在ZX)的情況下，框托架面沿水平方向的彎曲仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過沿垂直方向的彎曲(A3A4)。當(dāng)Z變得很負(fù)時，框托架面趨向于球面，于是，它沿垂直方向的曲率大于沿水平方向的曲率。完全的相交曲線發(fā)生在mm。圖7a，7b和7c的輪廓分別對應(yīng)于Z值為-0.72mm,-1.296mm和-1.5mm，而圖7d所示的曲線表示鏡片前表面與對應(yīng)于圖7b的最淺外邊界面之間關(guān)系。我們再次得到合適的輪廓形狀。在這個例子中，最淺外邊界面是主曲率沿垂直取向的環(huán)形面。它的水平基礎(chǔ)曲線等于10.33D，而鏡片表面的曲線為11.3D。表3中還給出孔徑基準(zhǔn)點(diǎn)和鏡片表面曲率確定其他特征面的細(xì)節(jié)。同樣地，球形托架面相交光設(shè)計軸比最淺外邊界面更接近于鏡片前頂點(diǎn)。表3:框托架面隨例2中鏡片變化相交高度Z的變化，其中曲率為A。=4.55D,A產(chǎn)11.30D,和A尸7.25D。<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>例5(圖8)考慮適合于框基準(zhǔn)點(diǎn)(-22.5，0，2.5)，(37.5,0，12.5)和(0,±22.5，2.5)的更平坦鏡片表面，其中沿鼻區(qū)的基礎(chǔ)曲率為5.17D,沿顳颥區(qū)為8.48D,和沿垂直方向為5，17D。這個相對平坦鏡片的弧矢深度為10mm,而水平曲率變化為3D。由于這個和垂直曲率，鏡片實(shí)現(xiàn)環(huán)形和眼睫毛凈空。然而，當(dāng)相交高度Z是從正值變化到負(fù)值時，現(xiàn)有輪廓形狀的相同順序變化是顯而易見的。圖8中的輪廓表示變化的順序圖8a，Z=+1.0;圖8b,Z=-0.68;圖8c,Z二1.0;和圖8d，Z=-2.329。球形托架面發(fā)生在Z=-2.329mm,而最淺夕卜邊界面發(fā)生在Z=-0.68。它沿水平取向的主曲率為8.02D,而垂直曲率為6.53D。表4:框托架面隨例5中鏡片變化相交高度Z的變化，其中有以下的曲率A組A0=5.17D,A產(chǎn)8.48D，和A2=5.17D,B組A0=5.17D,A產(chǎn)8.48D，和A2=2.09D，C組A。=5.17D,A產(chǎn)11.30D，和A2=5.17D，和D組A。=5.17D，A產(chǎn)8.48D,和A3=6.71D。<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>在這個例子中，球形框托架面比最淺外邊界面更遠(yuǎn)離鏡片前頂點(diǎn)。見表4中的數(shù)據(jù)組A。若使鏡片沿鼻區(qū)平坦化以相交孔徑基準(zhǔn)點(diǎn)(0，±22.5，1.0),則適用表4中的數(shù)據(jù)組B。球形框托架面的距離更遠(yuǎn)，和最淺外邊界面沿鼻區(qū)更平坦。例如，若顳颥曲率增大到有表4中每個數(shù)據(jù)組C的顳颥孔徑數(shù)據(jù)(37.5，0,18.75)，則球形托架面繼續(xù)比最淺外邊界面更遠(yuǎn)離鏡片前頂點(diǎn)。最后，若鏡片的鼻區(qū)曲率增大到6.71或更大，則球形托架面位于最淺外邊界面或接近于鏡片前頂點(diǎn)。這個表面適合垂直孔徑基準(zhǔn)點(diǎn)(0，±17.7，2)，這是相當(dāng)合理的。因此，可以看出，在以上圖l至圖5所示形狀的鏡片中，當(dāng)鏡片前表面的垂直曲率等于或小于它的鼻區(qū)曲率時，鏡片的最淺外邊界面是有水平取向主曲率的環(huán)形面。當(dāng)鏡片表面的垂直曲率超過其鼻區(qū)曲率所要求的數(shù)量時，環(huán)形邊界面的主曲率是垂直取向。例6(圖9和10)可以更直接地控制以上例子中所指出的孔徑輪廓是理想的。為了確定框托架面，我們需要規(guī)定四個孔徑基準(zhǔn)點(diǎn)和一個其他的條件。那個其他條件可以是所需鏡片周邊上的另一個點(diǎn)。然而，這種方法總是導(dǎo)致非常陡的框托架面，它以高傾斜角相交鏡片前表面，這是一個不理想的結(jié)果，因為它沿鏡片周邊引入非常嚴(yán)格的容限，而不是提供更大的自由度。所以，我們需要有更大的自由度，但仍能保留框托架面的數(shù)學(xué)簡單性。橢球形拓樸有些類似于環(huán)形拓樸，它對于確定復(fù)合設(shè)計鏡片的框托架面同樣是有用的。這些表面是利用一般形式的方程描述(Z-Y)2」(x-a)2-p)2并在半主軸px，pY，pz有以下特定的關(guān)系時包含特殊的形式當(dāng)任何兩個半主軸相等時，它確定橢球面；當(dāng)三個半主軸相等時，它確定球面；而當(dāng)一個半主軸為無限大時，它形成圓柱或橢圓柱面。與環(huán)形面比較，橢球面有一個附加的自由度。確定合適橢球框托架面的有用步驟是規(guī)定環(huán)形框利用的四個框基準(zhǔn)點(diǎn)和周邊曲線上的第五點(diǎn)，它近似地在鏡片前頂點(diǎn)與顳颥界限之間的中點(diǎn)。例如，這個點(diǎn)可以是圖8c所示孔徑中的x=22。第六個規(guī)定條件最好是與周邊曲線遠(yuǎn)離的框托架面區(qū)域相關(guān)。光學(xué)設(shè)計軸上的相交點(diǎn)(0，0,Z)是可以使用的合適參數(shù)。表5:橢球框托架面隨例5中鏡片高度Z的變化，其中曲率為A0=5.17D，A產(chǎn)8.48D，和A2=5.17D。<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>在按照這種方法確定對應(yīng)于圖8c的框托架面時，我們得到十分不同的表面高度差輪廓。得到的框輪廓形狀是非常豐富的，特別是沿臉頰和眼眉毛的界限。此外，我們發(fā)現(xiàn)，穿過和接近于鏡片前頂點(diǎn)的表面可以有與鏡片表面完全相交的路徑。這種表面不可能是環(huán)形托架面。在這個例子中，得到的孔徑輪廓形狀在Z^+0.5mm時具有多余的鼻區(qū)逐漸縮減的效應(yīng)，而在mm時沿顳颥方向是所需的逐漸縮減。然而，各個特征不同的組之間沒有突然的分界。從圖9和10中可以看到過渡效應(yīng)。圖9a表示Z=0.0時的高度差輪廓，而圖9b表示鏡片前表面與框托架面沿Ox的高度差Z(x)-F(x)(實(shí)線)。虛線代表鏡片前表面與鏡片平均高度面之間的高度差。負(fù)值說明各個表面是在鏡片前表面之前。在Z-0時，橢球框托架面是在大部分鏡片孔徑上的鏡片前表面之前，而鏡片平均高度面不是。在Z=-0.1mm時，框托架面是在鏡片前表面之前(圖9c和9d),而在Z=-0.25mm時，框托架面是在鏡片前表面之前4艮多(圖10a和10b)。另一方面，在Z-十0.25mm時，框托架面是在鏡片前表面之后很多，而表面高度輪廓設(shè)置成使孔徑輪廓沿鼻區(qū)逐漸縮減(圖10c和10d)。若橢球框托架面總是在鏡片前頂點(diǎn)與顳颥界限之間框孔徑部分的鏡片平均高度面之前，則可以得到理想的孔徑輪廓形狀。在這種框托架面表示中，設(shè)計者可以選擇鏡片前頂點(diǎn)放置在框托架面之上和之后。假定總是需要有包含這種鏡片的自由度，它是根據(jù)需要改變其前表面以適應(yīng)各種范圍Rx的光學(xué)要求，僅在相對于選取孔徑有最大頂點(diǎn)高度的鏡片例子中，應(yīng)當(dāng)采用鏡片前頂點(diǎn)的這種位置。例7(圖11至14)考慮圖lla和lib中用實(shí)線表示的鏡片表面，它有平滑過渡到基礎(chǔ)曲線10D外部區(qū)域的基礎(chǔ)曲線2.5D旋轉(zhuǎn)對稱中央頂點(diǎn)區(qū)，該區(qū)形成從頂點(diǎn)之后到達(dá)的顳颥區(qū)。虛線表示偏心11基礎(chǔ)球形框托架面的水平和垂直部分，它放置在鏡片孔徑上的鏡片表面之前成為最淺外邊界面。圖llc表示這兩個表面之間真實(shí)相交線的輪廓。這個輪廓是卵形，它有大的中心場和明顯地縮減到顳颥區(qū)。若框托架面與鏡片前表面之間的接近允許有士0.5mm的容限，則鏡片孔徑輪廓的對應(yīng)場大致般是擴(kuò)展的，特別是在圖12a所示的顳颥區(qū)。這個場方便地位于佩戴者臉頰上的較低孔徑輪廓，但向上一直達(dá)到眼眉區(qū)。因此，切去鏡片的上部是合適的，例如，大于佩戴者的水平線之上12mm，如圖12b所示。這就能夠安裝鏡片到圖12c所示形狀的孔徑上。在這種情況下，利用鑲邊部分或形成到11.5基礎(chǔ)球形框托架面上的眼線，可以夾持下邊緣以及鼻側(cè)和顳颥側(cè)。上邊緣是無邊的，仿效鏡片表面上的理想曲線。因此，眼鏡框至少沿每個鏡片的周圍邊緣主要部分咬合鏡片。鏡片邊緣適合于圖12c所示孔徑輪廓的表面拓樸是圖13中所示的各種透視圖。圖14代表安裝到圖llc所示邊框上的鏡片。邊框本身是由邊撐桿支持，它仿效從顳颥區(qū)到鼻梁區(qū)的鏡片上邊緣，因此，它橫向連續(xù)到相對的邊框和鏡片。在安上鏡片之后，這對鏡片之間邊撐桿的長度段確定鏡片光軸的間隔。因此，它是匹配鏡片光軸位置與佩戴者瞳孔間距的重要變量。例8(圖15至17)考慮圖15a中實(shí)線表示的鏡片表面。它有基礎(chǔ)曲線為l.OD的旋轉(zhuǎn)對稱中央頂點(diǎn)區(qū)，平滑過渡到基礎(chǔ)曲線為IOD的外部區(qū)域，該區(qū)形成從頂點(diǎn)之后到達(dá)的顳颥區(qū)。虛線表示偏心扁橢球框托架面的水平部分，它位于鏡片孔徑上的鏡片表面之前?？蛲屑苊嬗泻愣ǖ拇怪鼻?1.75D以及它的水平頂點(diǎn)曲率為11.15D.根據(jù)以前使用的容限，圖15b的輪廓表示可以設(shè)置鏡片孔徑的區(qū)域。這給出在臉頰線和眉毛處沿鼻區(qū)的合理設(shè)計自由度。最重要的是，它在顳颥區(qū)有非常大的設(shè)計自由度。例如，可以利用圖15c給出形式的鏡片孔徑和框輪廓形狀。對于這種框孔徑輪廓，在它的邊緣可以完全夾持切割的鏡片。在圖16中給出這種鑲邊鏡片的各種表面拓樸透視圖。圖17代表圖llc所示安裝到眼鏡框的鏡片。這種眼鏡框在外觀上大致類似于許多流行的環(huán)形太陽眼鏡，在該眼鏡上安裝8或9基礎(chǔ)鏡片。然而，該鏡片和眼鏡框的組合外觀是十分不同的。圖17清楚地說明鏡片表面對于制成美觀的眼鏡與眼鏡框是同樣重要的。最后，請注意環(huán)形框的鼻墊片往往與框結(jié)構(gòu)形成整體，其中它相交鏡片的較低鼻區(qū)部分。這種整體墊片給框壁增加很大的局部深度。所以，這種框設(shè)計提供局部截去鏡片孔徑形狀的可能性，為的是環(huán)繞鼻區(qū)產(chǎn)生所需的形狀，而同時充分地咬合鏡片邊緣。雖然鏡片邊緣仿效鏡片表面上的理想曲線而不是這種設(shè)計中框設(shè)計的托架面，在框結(jié)構(gòu)中包含鼻墊片的情況下，鏡片邊緣仍然緊靠框壁。例9考慮例7中的鏡片。它有基礎(chǔ)曲線為2.5D的旋轉(zhuǎn)對稱中心前頂點(diǎn)區(qū)，平滑過渡到基礎(chǔ)曲線為10D的外部區(qū)域。該例子中所示的框孔徑輪廓形成在偏心11D的球面框托架面上。與合適的后表面形狀進(jìn)行組合，這種前表面設(shè)計允許處方矯正一般負(fù)的放大率。在前向視場的區(qū)域要求較高的曲線，特別是允許正范圍的處方。特別理想的是，前表面形狀的這種改動適應(yīng)于整個Rx范圍的單個設(shè)計框。框孔徑的選取是假設(shè)只有一種表面形狀并允許沿鏡片周邊曲線的表面高度差是在±0.5mm的容限內(nèi)變化。為了可以采用有較高前頂點(diǎn)曲率的類似表面，沿周邊曲線的表面高度差必須也在新表面的可接受容限內(nèi)。表6:圖12c的框孔徑輪廓與不同頂點(diǎn)曲率的三個相關(guān)鏡片表面之間高度差的變化。<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>表6中的數(shù)據(jù)表示沿三個有頂點(diǎn)曲率相關(guān)表面的鏡片周邊上部(U)和下部(L)的表面高度差變化；A。分別為0.5D，2.5D和6.5D。^清注意，從-14mm至+27mm7K平方向(X)的孑L徑上部是無邊的。表面高度差的很小變化發(fā)生在框孔徑的鑲邊部分。因此，可以完成各種Rx值并在普通設(shè)計的框中夾持相應(yīng)的鏡片。表7:圖15c的框孔徑輪廓與不同頂點(diǎn)曲率的三個相關(guān)鏡片表面之間高度差的變化。<table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table>若兩個球面中心相隔的距離為D，則半徑為R和r的兩個相對大球面之間的相交線是半徑為A的圓，其中二—ZJ2),為了在一個球面的半徑變化時保持恒定的孔徑尺寸，必須改變兩個中心的間隔。對于表6中總結(jié)的一系列表面變化，不需要很大改變前頂點(diǎn)位置(設(shè)定水平)，我們強(qiáng)調(diào)這些鏡片表面與球形框托架面之間相交線主要發(fā)生在設(shè)計的顳颥區(qū)。然而，對于例8中的鏡片表面和孔徑，在頂點(diǎn)曲率變化時，需要順序改變設(shè)定水平，見表7。一方面，這是由于框托架面是橢球面，另一方面，鏡片周邊曲線相交的表面區(qū)受到頂點(diǎn)曲率相對強(qiáng)的影響。在沿周邊曲線發(fā)生各種表面高度差的給定容限內(nèi)，可以有較小范圍的頂點(diǎn)曲率。因此，減小的Rx選擇范圍是可能的。對于選取的孔徑，框孔徑周圍的高度差變化隨頂點(diǎn)曲率而改變，如以下所示，<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>較高的頂點(diǎn)曲率適合于較高的正放大率鏡片，它通常是在邊緣較薄。因此，從這些數(shù)據(jù)中可以看出，框孔徑應(yīng)當(dāng)選取成匹配有最大頂點(diǎn)曲率系列內(nèi)的前表面。在這種情況下，周邊曲線周圍的高度差變化隨較低的曲率而增大，因此，預(yù)期的表面提供增大的負(fù)鏡片。這種鏡片有較厚的邊緣，并可以在更寬的容限內(nèi)與框匹配。本發(fā)明的描述是結(jié)合各種實(shí)施例和例子。然而，本發(fā)明的保護(hù)范圍是以下的權(quán)利要求書以及在法律上確認(rèn)的相當(dāng)內(nèi)容。權(quán)利要求1.一種眼鏡框，其形狀適合于安裝和保持環(huán)繞形光學(xué)鏡片單元，用于咬合該光學(xué)鏡片單元的邊緣，其中眼鏡框的鏡片咬合部分大致是卵形，并在其水平曲率半徑至少為12D的環(huán)形面上。2.按照權(quán)利要求l的眼鏡框，其中曲率半徑等于或大于16D。3.按照權(quán)利要求2的眼鏡框，其中曲率半徑等于或大于20D。4.按照權(quán)利要求l的眼鏡框，其中環(huán)形面對應(yīng)于光學(xué)鏡片單元的前表面。5.按照權(quán)利要求4的目艮鏡框，其中環(huán)形面的垂直曲率半徑比水平曲率半徑至少小3D。6.—種眼鏡框，其形狀適合于安裝和保持環(huán)繞形光學(xué)鏡片單元，用于咬合該光學(xué)鏡片單元的邊緣，其中眼鏡框的鏡片邊緣咬合部分大致是卵形，并在這樣的表面上，其中所述表面的曲率半徑在至少一段鏡片孔徑上是變化的，且其中最大的水平曲率半徑至少為12D。7.按照權(quán)利要求l的眼鏡框，其中鏡片輪廓孔徑上的曲率變化是平穩(wěn)分布的。8.按照權(quán)利要求l的眼鏡框，其中曲率變化發(fā)生在佩戴者的直(前)視場上。9.按照權(quán)利要求l的眼鏡框，其中曲率變化發(fā)生在視線上和中央視錐內(nèi)。10.按照權(quán)利要求1的眼鏡框，其中曲率變化發(fā)生在雙眼的離軸視場上。11.按照權(quán)利要求10的眼鏡框，其中垂直和/或水平曲率在從視線到視覺界限上保持恒定，該視覺界限對應(yīng)于視場上的眉毛或鼻intrusion。12.按照權(quán)利要求10的眼鏡框，其中垂直和/或水平曲率在從鼻或眉毛界限到與視線約為25度顳颥或向下凝視/沐持恒定。13.按照權(quán)利要求l的眼鏡框，其中相對于視線的鏡片曲率變化是非對稱的。14.按照權(quán)利要求13的眼鏡框，其中鏡片曲率在從鼻界限到外圍視場的水平顳颥方向上是增大的。15.按照權(quán)利要求14的眼鏡框，其中顳颥曲率在與視線約為55度內(nèi)是恒定的。16.按照權(quán)利要求13的眼鏡框，其中鏡片曲率在從眼眉毛到鼻和頰intrusion設(shè)定界限的視場中沿垂直向下凝視是增大的。17.按照權(quán)利要求l的眼鏡框，其中鏡片輪廓孔徑上的曲率變化相當(dāng)于鏡片放大率為6D或更大。18.按照權(quán)利要求17的目艮鏡框，其中鏡片輪廓孔徑上的曲率變化相當(dāng)于鏡片放大率為9D或更大。19.按照權(quán)利要求18的眼鏡框，其中鏡片輪廓孔徑上的曲率變化相當(dāng)于鏡片放大率為12D或更大。20.按照權(quán)利要求l的眼鏡框，其中光學(xué)鏡片單元是可拆卸的或永久地固定到眼鏡框。21.按照權(quán)利要求20的眼鏡框，其中眼鏡框本身固定到零折射本領(lǐng)的太陽眼鏡上。22.按照權(quán)利要求20的眼鏡框，其中光學(xué)鏡片單元有矯正本領(lǐng)。23.按照權(quán)利要求20的眼鏡框，其中眼鏡框適合于工業(yè)安全或接觸性體育運(yùn)動。24.按照權(quán)利要求1的眼鏡框，其中變化曲率半徑的表面對應(yīng)于光學(xué)鏡片單元的前表面。25.按照權(quán)利要求24的眼鏡框，其中曲率的變化在至少一段鏡片孔徑上對應(yīng)于3D或更大。26.按照權(quán)利要求25的目艮鏡框，其中曲率的變化是在鏡片孔徑上延伸。27.按照權(quán)利要求l的眼鏡框，其中最大的曲率半徑至少是16D。28.按照權(quán)利要求27的眼鏡框，其中最大的曲率半徑至少是20D。29.按照權(quán)利要求l的眼鏡框，其中曲率半徑是沿垂直方向和水平方向變化。30.按照權(quán)利要求29的眼鏡框，其中沿水平方向的曲率變化對應(yīng)于3D或更大，而沿垂直方向的曲率變化對應(yīng)于2D或更大。31.—種眼鏡框，其形狀適合于安裝和保持一對光學(xué)鏡片單元，其中眼鏡框包含圍繞該對鏡片單元卵形輪廓的鑲邊部分，其中每個鑲邊部分對應(yīng)于各自鏡片表面的邊緣，和其中每個表面是環(huán)形面，它沿水平方向的弧矢深度至少為10mm。32.—種眼鏡框，其形狀適合于安裝和保持一對光學(xué)鏡片單元，其中眼鏡框包含圍繞該對鏡片單元卵形輪廓的鑲邊部分，其中每個鑲邊部分對應(yīng)于各自鏡片表面的邊緣，和其中每個表面在其各自鏡片孔徑上有曲率變化，和每個表面沿水平方向的弧矢深度至少為10mm。33.按照權(quán)利要求32的眼鏡框，其中光學(xué)鏡片單元至少包含一個連續(xù)面并形成處方(Rx)區(qū)和周邊顳颥區(qū)。34.按照權(quán)利要求31的眼鏡框，該眼鏡框的形狀適合于每個安裝的鏡片單元圍繞通過其光學(xué)中心的垂直軸暫時旋轉(zhuǎn)。35.按照權(quán)利要求31的眼鏡框，該眼鏡框的形狀適合于每個安裝的鏡片單元是偏心的，因此，光軸和直視線保持平行。36.按照權(quán)利要求35的眼鏡框，該眼鏡框的形狀適合于每個鏡片單元還圍繞通過其光學(xué)中心的垂直軸暫時旋轉(zhuǎn)。37.按照權(quán)利要求31的眼鏡框，該眼鏡框的形狀適合于安裝和保持光學(xué)鏡片單元，且每個鏡片單元包含確定鼻加強(qiáng)區(qū)的變化曲率區(qū)，從而加強(qiáng)鼻區(qū)的面部形狀。38.—種眼鏡框,其形狀適合于安裝和保持含一對光學(xué)鏡片單元的單一光學(xué)鏡片，每個鏡片單元提供大致在-6.0D至+6.0D范圍內(nèi)的處方(Rx)矯正，其中前表面能夠安裝在與Rx無關(guān)的恒定設(shè)計曲線眼鏡框中，這種眼鏡框曲線是5.0D或更大；和后表面提供與顳颥或眼睫毛的良好孔隙，和至少一個表面在佩戴者:f見場上有基礎(chǔ)曲線的變化。39.按照權(quán)利要求38的眼鏡框，該眼鏡框的形狀適合于每個安裝的鏡片單元可以圍繞通過其光學(xué)中心的垂直軸暫時旋轉(zhuǎn)。40.按照權(quán)利要求38的目艮鏡框，該眼鏡框的形狀適合于安裝的鏡片單元是偏心的，因此，光軸和直視線保持平行。41.按照權(quán)利要求40的目艮鏡框，該眼鏡框的形狀適合于鏡片單元還可以圍繞通過其光學(xué)中心的垂直軸暫時旋轉(zhuǎn)。全文摘要本發(fā)明涉及一種單形托架面限定的異形鏡片的眼鏡框。公開各種眼鏡，眼鏡框以及制作眼鏡和眼鏡框的方法。眼鏡框有適應(yīng)咬合環(huán)形鏡片的形狀，該鏡片在佩帶者視場上有很大的基礎(chǔ)曲率變化。文檔編號G02C5/00GK101354483SQ200810214869公開日2009年1月28日申請日期2004年1月13日優(yōu)先權(quán)日2003年1月13日發(fā)明者柯林·莫里斯·派羅特,邁克爾·阿蘭·默里斯申請人:索拉國際控股有限公司