專利名稱：具有選定的球面像差特征的復曲面眼用鏡片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及復曲面眼用鏡片，尤其涉及具有選定的球面像差特征的復曲面眼用鏡片。
背景技術：
在光學區(qū)域中具有復曲面表面的眼用鏡片(通常稱作“復曲面眼用鏡片”)被用于校正與散光相關的眼睛折射異常。例如，這種復曲面鏡片可以被構造為眼鏡、隱形鏡片、眼內鏡片(IOLs)、角膜嵌體(corneal inlays)或者角膜覆體(corneal onlays)。在這種鏡片中，光學區(qū)域提供柱面校正以補償在角膜和/或晶狀體中的散光。鏡片的光學區(qū)域將具有最高屈光光焦度(dioptric power)的子午線以及最低屈光光焦度的子午線。因為需要校正的散光通常伴隨其他折射異常，例如近視或者遠視，所以復曲面眼用鏡片通常規(guī)定有球面光焦度(spherical power)以校正近視散光或者遠視散光。復曲面光學區(qū)域可以形成在后透鏡表面上(以形成“后表面復曲面鏡片”)或者前表面上(以形成 “前表面復曲面鏡片”)。復曲面眼用鏡片被制造成具有由對應的穩(wěn)定結構(例如，眼鏡框架，隱形鏡片的壓載(ballast)或者眼內鏡片的觸體(haptics))所決定的選定復曲面表面柱面軸線方位。 所述的方位在此被稱作偏移量。例如，這種關系可以表達為柱面軸線從鏡片豎直軸線成角度偏移若干度。復曲面眼用鏡片的規(guī)定明確指明復曲面鏡片的偏移量通常從0度至180度范圍內以5度或10度增加。綜合而言，為了定義光學校正，復曲面眼用鏡片的規(guī)定典型地明確指明球面光焦度，柱面校正以及偏移量。另外，眼用鏡片的規(guī)定可以明確指明總鏡片直徑以及各種其它配合參數(shù)。例如，對于隱形鏡片，基弧(base curve)也可以被指明。

發(fā)明內容
類似于所有眼用鏡片的復曲面眼用鏡片可以通過球面像差的量來作為其特征。不同于球面對稱鏡片，復曲面眼用鏡片可以具有與沿第二子午線的球面像差特征不同的沿第一子午線球面像差特征。如同在普通指定的由Altmarm于2005年2月11日提出申請的美國專利申請 11/057，278中所宣稱的，一種沒有固有的球面像差的球面對稱(例如，非復曲面)鏡片是期望的。換句話說，(例如，來自于光學無限遠距離處的物體的)平面波陣面將被鏡片折射到像平面中的強焦點(sharp focal point)。沒有球面像差的鏡片具有這樣的優(yōu)點鏡片與視軸產生一定量的不對齊或者偏離中心，這通常發(fā)生于目鏡系統(tǒng)的鏡片，將不會產生不對稱像差，例如彗形像差(coma)或者散光。本發(fā)明的某些方面在于在復曲面(即為旋轉非對稱)眼用鏡片中獲得零球面像差。本發(fā)明的其他方面應用了申請人的發(fā)現(xiàn)即使對于給定孔徑(例如5mm直徑的圓形孔徑)的復曲面眼用透鏡球面像差為零或者大致為零，對于同一鏡片的更小孔徑(例如3mm直徑的圓形孔徑)的球面像差可能不為零。因此，根據(jù)本發(fā)明某些方面的復曲面眼用鏡片對于相對較大的第一孔徑具有零球面像差并且對于相對較小的第二孔徑具有零球面像差。本發(fā)明的第一方面在于一種復曲面眼用鏡片，其對于第一直徑的圓形第一孔徑具有大致零球面像差以及對于第二直徑的圓形第二孔徑具有大致零球面像差，第一直徑為至少4mm，第二直徑為至少3mm，第一直徑比第二直徑大至少0. 5mm。在一些實施方式中，對于第一孔徑和第二孔徑的大致零球面像差是對于546nm的光獲得。在一些實施方式中，第一直徑為至少4. 5mm，第二直徑為至少3. 5mm。在一些實施方式中，第一孔徑和第二孔徑都具有幅度小于波的1/10 (即，在波的正1/10至波的負1/10 的范圍內)的球面像差。在一些實施方式中，鏡片具有后光學區(qū)域和前光學區(qū)域，后光學區(qū)域和前光學區(qū)域的至少其中之一是復曲面的，所述復曲面光學區(qū)域是雙非球面的。在一些實施方式中，復曲面光學區(qū)域的至少一個子午線包括偶次冪的非球面項。復曲面光學區(qū)域的至少一個子午線僅包括偶次冪的非球面項。在一些實施方式中，鏡片為眼內鏡片。在一些實施方式中，鏡片為隱形鏡片。本發(fā)明的另一方面在于一種眼用鏡片，包括第一復曲面表面；以及第二表面，第一表面和第二表面中的至少一個在一個子午線處為非球面的，對于所有直徑小于4mm的圓形光學區(qū)域，鏡片具有大致零球面像差。在一些實施方式中，大致零球面像差是對于546nm的光獲得。在一些實施方式中， 所述鏡片對于所有直徑小于4. 5mm的圓形光學區(qū)域具有大致零球面像差。在一些實施方式中，所述鏡片對于所有直徑小于5. Omm的圓形光學區(qū)域具有大致零球面像差。在一些實施方式中，對于所有直徑小于4mm的圓形光學區(qū)域，所述球面像差具有小于波的1/20的幅度。在一些實施方式中，非球面子午線為復曲面表面的子午線。在一些實施方式中，非球面子午線是圓對稱表面的子午線。在一些實施方式中，復曲面表面是雙非球面的。在一些實施方式中，復曲面表面的至少一個子午線包括偶次冪的非球面項。在一些實施方式中，復曲面表面僅包括偶次冪的非球面項。在一些實施方式中，鏡片為眼內鏡片。在一些實施方式中，鏡片為隱形鏡片。本發(fā)明的另外方面在于一系列眼用鏡片，每個鏡片包括與該組中其他鏡片相同的球面光焦度以及獨有的柱面光焦度。系列中的每個鏡片包括(i)第一復曲面表面；以及 (ii)第二表面。第一表面和第二表面中的至少一個在子午線中為非球面的，使得鏡片對于所有直徑小于4mm的圓形光學區(qū)域具有大致零球面像差。系列中的鏡片可以被構造成如同前述的任何鏡片一樣。此處所描述的尺寸適用于精加工鏡片(finished lens)的尺寸。例如，鏡片是全固化的和/或全水化的。 在隱形鏡片的實施方式中，術語“有效基部曲率”此處被定義為在透鏡鏡片的整個后表面上(包括周邊)算出的后表面平均曲率半徑。 此處所用的術語“大致零球面像差”意思為在可見波段中處于波的正1/10和波長的負1/10 (即波的1/10幅度)之間的范圍內。應當理解，典型地對于546nm的光發(fā)生大致零像差為有益的，在此近似波長處人眼具有最高的敏感度。但是，也可以對于可見波段(400-700nm)內的任何波長或者對于整個可見波段獲得大致零球面像差。


本發(fā)明闡釋性而非限定性的實施方式將通過參考附圖以實施例的方式描述，其中相同的附圖標記被用于在不同的圖中表示相同或者相似的部件，其中，圖IA是根據(jù)本發(fā)明某些方面的鏡片的平面圖；圖IB是圖IA中鏡片沿1B-1B線的剖視示意圖；圖IC是圖IA中鏡片沿1C-1C線的第二個剖視示意圖；并且圖2是根據(jù)本發(fā)明某些方面鏡片的隱形鏡片實施方式示例的剖視示意圖。
具體實施例方式如上所述，本發(fā)明的某些方面應用了申請人的發(fā)現(xiàn)即使對于給定的孔徑(例如 5mm的圓形孔徑)的復曲面眼用鏡片來說，球面像差可以等于零或者大致為零，但是對于更小孔徑(例如3mm的圓形孔徑)的相同鏡片來說，球面像差可能不是零。這種不希望的現(xiàn)象是由于復曲面鏡片的相對復雜形狀而出現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的某些方面的復曲面眼用鏡片具有選定的非球面表面以對相對大的第一孔徑產生零球面像差以及對于相對小的孔徑也產生零球面像差。圖IA-C是根據(jù)本發(fā)明某些方面的復曲面眼用鏡片1的示例性實施方式的示意性闡釋。在闡釋的實施方式中，后表面3的后中央?yún)^(qū)域11(此處也稱為后光學區(qū)域)是復曲面的。后中央?yún)^(qū)域是被光學校正后的一部分后表面。后表面3包括包圍中央?yún)^(qū)域11的周邊區(qū)域12。在一些實施方式中，過渡區(qū)域2存在于中央?yún)^(qū)域11和周邊區(qū)域12之間。過渡區(qū)域是非光學校正區(qū)，與如果中央?yún)^(qū)域與周邊區(qū)域12直接相鄰相比，其提供了從中央?yún)^(qū)域 11到周邊區(qū)域12更為平緩的過渡。如圖IB所示，復曲面眼用鏡片1的前表面4的中央?yún)^(qū)域21具有球面光焦度。前表面4包括包圍中央?yún)^(qū)域21的至少一個周邊弧22。中央?yún)^(qū)域21與中央?yún)^(qū)域11相結合產生被適當校正以適于目視的圖像。在所闡釋的實施方式中，復曲面眼用鏡片1的后表面3的中央?yún)^(qū)域11是雙非球面的。那就是說，表面被構造成使得非球面項存在于復曲面表面的每個最高屈光光焦度的子午線以及每個最低屈光光焦度的子午線中。使用現(xiàn)有技術，非球面項在子午線之間的區(qū)域中被混合在一起以形成光滑表面。根據(jù)本發(fā)明的一些方面，對于所有直徑小于4mm的光學區(qū)域，鏡片具有大致零球面像差。這種光學區(qū)域典型地，但是不是必需地，以光軸OA為中心。在一些情況下，可以通過測量對于圓形孔徑(以鏡片的光軸為中心)的球面像差而確信已經(jīng)獲得對于所有直徑的合適的球面像差，所述孔徑的直徑在最大直徑和最小直徑之間。例如，對于具有5mm最大直徑的鏡片而言，可以通過測量對于5mm直徑圓形孔徑，4mm 直徑圓形孔徑以及3mm直徑圓形孔徑的球面像差來確信對于所有直徑已經(jīng)獲得合適的球面像差，并且可以確信，對于每個而言都獲得了大致零球面像差。在使用設計軟件設計鏡片的過程中和/或在制造之后使用計量技術，可以確信合適的球面像差性能。在一些例子中， 對于這種鏡片，通過測量對于5mm直徑圓形孔徑，4. 5mm直徑的圓形孔徑，4mm直徑的圓形孔徑，3. 5mm直徑的圓形孔徑，以及3mm直徑的圓形孔徑的球面像差，可以確信對于所有直徑都已獲得合適的球面像差，并且可以確信，對于每個孔徑而言都獲得了大致零球面像差。在典型環(huán)境之下，對于直徑小于3mm的孔徑而言，鏡片實際上是在一種旁軸(paraxial)狀態(tài)下操作，球面像差可以忽略。典型地，鏡片對于546納米(nm)(即近似為對于光適應條件下最大敏感度的波長)的光而言具有大致零球面像差。然而，鏡片可以被設計用于在可見光波段(即為近似 400-800nm)內的任何合適波長處的波長或者波寬。典型地，球面像差在(選定波長的)波的正1/10和波的負1/10之間的范圍內。在一些實施方式中，球面像差在波的正1/15和負 1/15之間范圍內，或者在波的正1/25和負1/25之間范圍內。例如，雙非球面表面可以選定為雙錐型(即為，在方程1中所示的圓錐項被選為用于每個最高屈光光焦度以及最低屈光光焦度的子午線)?？蛇x地，雙非球面表面可以被選為包括圓錐項和偶數(shù)個非球面項，如方程2中所示，或者任何其它合適的非球面構造(例如， 僅僅偶數(shù)個非球面項)。
權利要求
1.一種復曲面眼用鏡片，其對于第一直徑的圓形第一孔徑具有大致零球面像差以及對于第二直徑的圓形第二孔徑具有大致零球面像差，第一直徑為至少4mm，第二直徑為至少 3mm，第一直徑比第二直徑大至少0. 5mm。
2.如權利要求1的鏡片，其中，對于第一孔徑和第二孔徑的大致零球面像差是對于 546nm的光獲得。
3.如權利要求1的鏡片，其中，第一直徑為至少4.5mm，第二直徑為至少3. 5mm。
4.如權利要求1的鏡片，其中，第一孔徑和第二孔徑都具有幅度小于波的1/10的球面像差。
5.如權利要求1的鏡片，其中，鏡片具有后光學區(qū)域和前光學區(qū)域，后光學區(qū)域和前光學區(qū)域的至少其中之一是復曲面的，所述復曲面光學區(qū)域是雙非球面的。
6.如權利要求1的鏡片，其中，鏡片具有后光學區(qū)域和前光學區(qū)域，后光學區(qū)域和前光學區(qū)域的至少其中之一是復曲面的，所述復曲面光學區(qū)域的至少一個子午線包括偶次冪的非球面項。
7.如權利要求6的鏡片，其中，所述復曲面光學區(qū)域的至少一個子午線僅包括偶次冪的非球面項。
8.如權利要求1的鏡片，其中，所述鏡片為眼內鏡片。
9.如權利要求1的鏡片，其中，所述鏡片為隱形鏡片。
10.一種眼用鏡片，包括 第一復曲面表面；以及第二表面，第一表面和第二表面中的至少一個在子午線處為非球面的，對于所有直徑小于4mm的圓形光學區(qū)域，鏡片具有大致零球面像差。
11.如權利要求10的鏡片，其中，所述大致零球面像差是對于546nm的光獲得。
12.如權利要求10的鏡片，其中，對于所有直徑小于4.5mm的圓形光學區(qū)域，所述鏡片具有大致零球面像差。
13.如權利要求10的鏡片，其中，對于所有直徑小于5.Omm的圓形光學區(qū)域，所述鏡片具有大致零球面像差。
14.如權利要求10的鏡片，其中，對于所有直徑小于4mm的圓形光學區(qū)域，所述球面像差具有小于波的1/20的幅度。
15.如權利要求10的鏡片，其中，所述子午線為復曲面表面的子午線。
16.如權利要求10的鏡片，其中，所述子午線是圓對稱表面的子午線。
17.如權利要求10的鏡片，其中，復曲面表面是雙非球面的。
18.如權利要求10的鏡片，其中，復曲面表面的至少一個子午線包括偶次冪的非球面項。
19.如權利要求18的鏡片，其中，復曲面表面僅包括偶次冪的非球面項。
20.如權利要求10的鏡片，其中，復曲面表面的至少一個子午線僅包括奇次冪的非球面項。
21.如權利要求10的鏡片，其中，所述鏡片為眼內鏡片。
22.如權利要求10的鏡片，其中，所述鏡片為隱形鏡片。
23.一系列眼用鏡片，每個鏡片包括與該系列中其他鏡片相同的球面光焦度以及獨有的柱面光焦度；每個鏡片包括(i)第一復曲面表面；以及(ii)第二表面，第一表面和第二表面中的至少一個在子午線中為非球面的，鏡片對于所有直徑小于4mm的圓形光學區(qū)域具有大致零球面像差。
全文摘要
一種復曲面眼用鏡片，其具有對于第一直徑的第一圓形孔徑的零球面像差并且對于第二直徑的第二圓形孔徑的零球面像差，第一直徑至少4mm，第二直徑為至少3mm，第一直徑比第二直徑大至少0.5mm。一種眼用鏡片系列，每個鏡片包括跟系列中其他鏡片相同的球面光焦度，以及不同的柱面光焦度；系列中的每個鏡片包括(i)第一復曲面表面，以及(ii)第二表面；第一表面和第二表面中的至少一個在子午線處為非球面，鏡片具有對于所有直徑小于4mm的圓形光學區(qū)域而言的大致零球面像差。
文檔編號G02C7/04GK102171599SQ200980139214
公開日2011年8月31日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權日2008年10月1日
發(fā)明者A·C·金斯頓, G·E·阿爾特曼 申請人:博士倫公司