專(zhuān)利名稱(chēng)：護(hù)目鏡用偏心非矯正鏡片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及護(hù)目鏡(eyewear)中用的鏡片，更確切地說(shuō)，涉及其構(gòu)形和定向在于減小光學(xué)畸變的偏心式非矯正鏡片。
近年來(lái)在護(hù)目鏡領(lǐng)域已經(jīng)作出廣泛的多種改進(jìn)，尤其是針對(duì)預(yù)定用在快速運(yùn)動(dòng)中或作為流行太陽(yáng)鏡。這些改進(jìn)已被體現(xiàn)在具有單一鏡片的護(hù)目鏡中，例如“Blades”設(shè)計(jì)(Oakley有限責(zé)任公司)，“M框架”系列(Oakley有限責(zé)任公司)，而且“Zero”系列也是由Oakley有限責(zé)任公司生產(chǎn)的。這些護(hù)目鏡設(shè)計(jì)能夠達(dá)到多種功能上的便利，例如同原先的快速運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡相比，能夠最大限度地遮斷外圍光線(xiàn)，減小光學(xué)畸變，提高佩戴者的舒適水平。
“Blades”的單一鏡片，已把例如在授予Jannard的美國(guó)專(zhuān)利No.4,859,048中公開(kāi)的柱面幾何形狀結(jié)合進(jìn)去。這種幾何形狀能讓鏡片與佩戴者的面部接近一致，并且遮斷直接來(lái)自佩戴者前方(前向)和外圍(側(cè)向)的光線(xiàn)、風(fēng)、灰塵等。還可參見(jiàn)授予Jannard的美國(guó)專(zhuān)利No.4,867,550(超環(huán)面鏡片的幾何形狀)。
盡管早期的單一鏡片系統(tǒng)能夠提供全面的左右觀察范圍和良好的側(cè)向眼睛保護(hù)，然而光學(xué)畸變的潛能仍然存在。例如在單一鏡片系統(tǒng)中，由佩戴者眼睛到鏡片后表面的入射角度，是隨其視線(xiàn)在垂直或水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)而變化的。這就造成比較靠近鏡片前方進(jìn)入的光和在橫向兩端進(jìn)入的外圍光之間根本不同的折光。為了分析棱鏡畸變?cè)?，美?guó)專(zhuān)利4,859,048公開(kāi)了將鏡片厚度由中央部分向側(cè)向邊緣漸漸變薄的措施。
已有技術(shù)的護(hù)目鏡也采用雙鏡片系統(tǒng)，其中兩個(gè)分開(kāi)的鏡片沿著前框架安裝。在此早期的雙鏡片護(hù)目鏡系統(tǒng)中，左右兩鏡片中的每一個(gè)大體上都和佩戴時(shí)的構(gòu)形共面。因此，當(dāng)觀察正前方時(shí)，佩戴者的視線(xiàn)在光學(xué)區(qū)通常在鏡片表面的法線(xiàn)上穿過(guò)鏡片后表面。這種鏡片構(gòu)形的缺點(diǎn)之一在于，不作特定改進(jìn)(例如垂直加長(zhǎng)的眼鏡腿(earstem)或者側(cè)面附件)，該眼鏡實(shí)質(zhì)上無(wú)法提供側(cè)向的眼保護(hù)。
此后雙鏡片系統(tǒng)已被發(fā)展，其中每一鏡片的側(cè)向邊緣圍繞佩戴者頭部側(cè)面由前平面向后彎曲，以便提供類(lèi)似于通過(guò)高遮蔽(wrap)單一鏡片系統(tǒng)達(dá)到的側(cè)向遮蔽。雙鏡片的帶有顯著遮蔽的眼鏡雖然能夠提供側(cè)向的眼保護(hù)，然而鏡片的彎曲通常導(dǎo)致通過(guò)佩戴者觀察角度范圍的可測(cè)出的棱鏡畸變。這在高折射率材料構(gòu)成的鏡片中特別明顯。此外，高基線(xiàn)(high base)彎曲(例如基線(xiàn)為6或更高)對(duì)于優(yōu)化遮蔽而能保持低斷面有時(shí)雖然是所想望的，然而這樣的鏡片過(guò)去由于其具有較高水平的棱鏡畸變而沒(méi)有實(shí)用。
因此，對(duì)于用在顯示出遮蔽和傾斜的類(lèi)型的雙鏡片護(hù)目鏡中，作為高基線(xiàn)的非處方配裝眼鏡片的需要仍然保持，它能夠遮斷遍及視角范圍的光線(xiàn)同時(shí)將遍及該范圍的光學(xué)畸變減至最小。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用在非矯正用的雙鏡片護(hù)目鏡中的眼鏡片。該眼鏡片被利用來(lái)與框架組合，將其支承在佩戴者法向視線(xiàn)的光路中。
該鏡片包括一具有前表面、后表面以及其間厚度的鏡片主體。
該鏡片的前表面與一立體幾何形狀的部分表面一致。在一實(shí)施例中，該鏡片的前表面基本上與具有第一中心的第一個(gè)球的部分表面一致。該鏡片的后表面基本上與一立體幾何形狀的部分表面一致，該立體幾何形狀可以與符合前表面的幾何形狀相同或不同。在一實(shí)施例中，此后表面基本上與具有第二中心的第二個(gè)球的部分表面一致。
第一和第二中心是相互偏移的，以將鏡片的厚度逐漸減薄(taper)。該鏡片被安裝在框架中定向，以使其通過(guò)第一和第二中心作出的直線(xiàn)通常與預(yù)選的參照線(xiàn)(如佩戴者的法向正前方視線(xiàn))保持平行。
該鏡片可由鏡片毛坯切成或直接形成其最終構(gòu)形，如通過(guò)技術(shù)上公知的注壓或其它工藝。該鏡片最好靠眼鏡框定位在佩戴者頭部，以使佩戴者的法向視線(xiàn)以大于約95°(而且最好在約100°至120°范圍內(nèi))的角度穿過(guò)鏡片前表面，而能保持鏡片光學(xué)中心線(xiàn)與佩戴者法向視線(xiàn)通常的平行關(guān)系。鏡片的光學(xué)中心線(xiàn)可以通過(guò)或者不通過(guò)鏡片。
本發(fā)明的制做鏡片方法也被公開(kāi)。
本發(fā)明進(jìn)一步的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)，由以下連同所附權(quán)利要求并附圖對(duì)最佳實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述中，將變得顯而易見(jiàn)。


圖1為安裝有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例制做的尖錐形矯正鏡片的護(hù)目鏡透視圖2為沿圖1中2-2線(xiàn)所取的截面圖；圖3為雙鏡片護(hù)目鏡系統(tǒng)用的已有技術(shù)的未變截面鏡片的水平截面示意圖；圖4為雙鏡片護(hù)目鏡系統(tǒng)用的變截面(taper)鏡片的水平截面示意圖；圖5為類(lèi)似圖2，表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的具有更大的基線(xiàn)彎曲的尖錐形(taper)矯正鏡片的橫截面圖；圖6為與球的一部分表面相符合的鏡片毛坯的透視圖，表示根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例打算由該毛坯切出的鏡片的外形；圖7為圖6中凹陷的變截面壁球面形狀、鏡片毛坯和鏡片的透視剖視圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例構(gòu)成的鏡片的水平截面圖；圖8A為根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例構(gòu)成的鏡片的垂直截面圖；圖9為圖8中鏡片的上平面圖，表示與佩戴者有關(guān)的高度遮蔽；圖10A-10C為相對(duì)于佩戴者為不同形狀和取向的鏡片的右側(cè)立面圖，其中圖10A表示根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例的用在具有向下傾斜的眼鏡中的具有正確形狀和取向的鏡片的外形；圖10B表示無(wú)傾斜的中心取向鏡片的外形；圖10C表示的鏡片顯示向下傾斜，但是對(duì)于正前方視線(xiàn)并無(wú)將棱鏡畸變減至最小的形狀和取向；圖11為根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例，從護(hù)目鏡框架中所期望的方向到鏡片的毛坯，示意表示該鏡片水平斷面的投影；圖11A為根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例，從護(hù)目鏡框架中所需要的方向到鏡片的毛坯，示意表示該鏡片垂直斷面的投影；圖12為圖6中的右鏡片以及鏡片毛坯的前凸表面被旋轉(zhuǎn)以將該毛坯的機(jī)械中心線(xiàn)垂直投影圖面上的上平面圖；圖12A為類(lèi)似圖12的上平面圖，另外還表示出由同一鏡片毛坯可以切出左鏡片的位置。
盡管本發(fā)明的最佳實(shí)施例在下文中將根據(jù)鏡片具有“球面的”前后表面(即這些表面基本上與球的一部分表面相符合)進(jìn)行討論，然而本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解，本發(fā)明也可應(yīng)用于具有不同表面幾何形狀的鏡片。此外，可以理解，本發(fā)明對(duì)于在佩戴位置時(shí)超出這里表示的許多前立面形狀和定向的鏡片也具有應(yīng)用。
參見(jiàn)圖1和2，所表示的眼鏡10(例如太陽(yáng)鏡)帶有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)成的第一和第二個(gè)鏡片12，14。盡管所表示的本發(fā)明似乎是被用于在Eye JacketsTM名稱(chēng)下以O(shè)akley標(biāo)示的眼鏡設(shè)計(jì)中，然而本發(fā)明只涉及鏡片的彎曲、尖錐形狀及在佩戴者頭上的方向。因此，圖1中揭示的鏡片或者框架的形狀對(duì)于本發(fā)明并非關(guān)鍵性的。相反，結(jié)合本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和取向而構(gòu)成一些其它形狀和結(jié)構(gòu)的鏡片，在此處公開(kāi)的基礎(chǔ)上將變得顯而易見(jiàn)。
同樣，帶有連續(xù)軌道的安裝框架16對(duì)于本發(fā)明并不是主要的。其軌道可以只接合鏡片12及14的下緣，只接合鏡片的上緣，或者如圖所示接合整個(gè)鏡片。另一方面，框架16可以接合這些鏡片的其它部分，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯見(jiàn)的。根據(jù)本發(fā)明也可以構(gòu)成無(wú)框架的眼鏡，只要鏡片在佩戴者頭部的取向基本上保持在同預(yù)先選定的視線(xiàn)為預(yù)定的關(guān)系，如下文將要討論的那樣。然而最好是將鏡片12，14中的每一個(gè)安裝在如圖所示的環(huán)形軌道中。
一對(duì)眼鏡腿20及22可回轉(zhuǎn)地固定在框架16上。另一個(gè)辦法是，可以將眼鏡腿20及22直接固定在鏡片12及14上?？蚣芸梢园ǘ喾N金屬合成材料或者比較堅(jiān)固的可被模壓的熱塑性材料的任一種，這些在本領(lǐng)域是公知的，并且可以是透明的或者多種顏色中的任一種。注壓、機(jī)加工以及其它結(jié)構(gòu)工藝，在本領(lǐng)域是公知的。
根據(jù)本發(fā)明的鏡片，可以通過(guò)本領(lǐng)域公知的多種工藝方法中的任一種來(lái)制造。
具有代表性地是，光學(xué)性能高的鏡片是從預(yù)成型注壓的鏡片毛坯中切出來(lái)的。由于左右鏡片最好彼此為鏡面反射象，故對(duì)于以下的大多數(shù)討論通常只對(duì)右鏡片加以描述。然而在描述由預(yù)成型的鏡片毛坯切出鏡片的方法時(shí)，左鏡片與右鏡片的差別方式將涉及為佩戴時(shí)鏡片定向選擇的傾斜和遮蔽度。另一種辦法是，可以將鏡片直接模壓成最后的形狀和尺寸，取消后期的模壓切割步驟。
鏡片或由其切成鏡片的毛坯最好是注壓的，并且由比較堅(jiān)固的而且光學(xué)上合格的材料構(gòu)成，例如聚碳酸酯。其它聚合的鏡片材料也可以使用，例如CR-39和技術(shù)上公知的多種高折射率塑料。本發(fā)明的偏心的尖錐形矯正也可適用于玻璃鏡片，雖然在這方面對(duì)于矯正的需要在目前流行的非玻璃材料中一般更明顯。
如果鏡片準(zhǔn)備由鏡片毛坯切成，那么該鏡片毛坯精心預(yù)選部分的尖錐形和彎曲，將根據(jù)下文描述的最佳定向過(guò)程被轉(zhuǎn)移給鏡片。最好讓框架配有狹縫或其它固定裝置，以與鏡片模壓出來(lái)的彎曲配合而將對(duì)模壓彎曲的偏差減至最小，甚至對(duì)保持模壓時(shí)彎曲有所改善。
另一個(gè)辦法是，鏡片或者鏡片毛坯可以模壓或者由通常為平的變截面薄板坯料切成，然后根據(jù)本發(fā)明彎成彎曲的形狀。此彎曲的形狀隨后可以通過(guò)使用比較堅(jiān)固的彎曲框架予以保持，或者通過(guò)將彎曲的薄片加熱以保持其彎曲的形狀，如熱成型技術(shù)中公知的那樣。
最為可取的是，鏡片兩個(gè)表面的彎曲按照鏡片毛坯模壓和拋光的工藝過(guò)程產(chǎn)生，而且鏡片的形狀是根據(jù)以下描述的本發(fā)明由毛坯切成的。
參見(jiàn)圖2，本發(fā)明的鏡片14的特征在于它在水平面內(nèi)為從中央邊緣24至側(cè)向邊緣26延伸的通常為弓形的形狀，至少貫穿佩戴者觀察范圍的一部分而且最好基本上貫穿其全部。在雙鏡片系統(tǒng)中，該鏡片從中央邊緣24至側(cè)向邊緣26的弧長(zhǎng)，通常約在
英寸至
英寸的范圍內(nèi)，而且最好約在2英寸至3英寸的范圍內(nèi)。在一最佳實(shí)施例中，鏡片的弧長(zhǎng)約為
英寸。
鏡片12及14的外表面雖然看起來(lái)似乎被表示為位于共同的圓31上面，然而在高遮蔽的眼鏡中，左右鏡片通常將要被傾斜，以致于每一鏡片的中央邊緣將落在圓31的外側(cè)，側(cè)向邊緣將落在圓31的內(nèi)側(cè)。讓鏡片這樣傾斜，可以增大θ角(圖2)并提高本發(fā)明客觀需要達(dá)到的光學(xué)矯正。
當(dāng)被佩戴時(shí)，鏡片14至少應(yīng)當(dāng)橫過(guò)佩戴者正前方法向視線(xiàn)27延伸，并且最好能基本上跨過(guò)佩戴者外圍的視區(qū)。如這里使用的那樣，佩戴者的法向視線(xiàn)，應(yīng)指佩戴者眼睛向正前方投出的一條線(xiàn)，不論是在垂直還是水平平面內(nèi)基本上沒(méi)有角度偏差，如圖9及10中線(xiàn)130表示的那樣。
鏡片14配有前表面28和后表面30，而且其間的厚度是變化的。對(duì)于聚碳酸酯鏡片來(lái)說(shuō)，鏡片14在其中央邊緣24區(qū)域內(nèi)的厚度通常約在1mm至2.5mm的范圍內(nèi)，并且最好約在1.5mm至1.8mm的范圍內(nèi)。在最佳實(shí)施例中，鏡片14最厚的部分位于其與光學(xué)中心線(xiàn)相交處或其附近，而且約為1.65mm。
鏡片14的厚度最好是一頭平滑地，盡管并不需要線(xiàn)性地，而由貼近中央邊緣24處的最大厚度到側(cè)向邊緣26處比較小的厚度逐漸變薄。鏡片在側(cè)向邊緣26附近的厚度通常約在0.635mm至1.52mm的范圍內(nèi)，并且最好約在0.762mm至1.27mm的范圍內(nèi)。在一最佳的聚碳酸酯實(shí)施例中，鏡片具有的最小厚度在側(cè)向區(qū)內(nèi)約為1.15mm。在側(cè)向邊緣26處的最小厚度，通常是由鏡片所需要的抗沖擊強(qiáng)度決定的。
圖3示意表示已有技術(shù)鏡片41的折射作用，該鏡片帶有圓形的內(nèi)側(cè)和外側(cè)表面的水平截面，具有均勻的厚度44。使用這樣的鏡片41，光線(xiàn)從鏡片41到眼睛46的入射角度，在遍及視線(xiàn)的角度范圍內(nèi)將發(fā)生變化。例如為便于敘述起見(jiàn)，用一條居中的光線(xiàn)50指代的光線(xiàn)，以與入射點(diǎn)的法線(xiàn)成α角射到鏡片41上。如本領(lǐng)域公知的那樣，光在透射表面上的彎曲，部分地取決于光線(xiàn)的入射角度。光線(xiàn)50在鏡片41的每一外表面52和內(nèi)表面54上將沿相反方向折射或者彎曲，其結(jié)果是透過(guò)的光線(xiàn)56與入射光線(xiàn)50平行。透過(guò)的光線(xiàn)56相對(duì)于入射光線(xiàn)50的光路則橫向位移一距離58。此位移代表一次(棱鏡)光學(xué)畸變?cè)础?br> 此外，由于在側(cè)向一端60處光線(xiàn)以更大的角度β入射，故在該處的折射位移甚至更加顯著。如光學(xué)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員很容易理解的那樣，根據(jù)斯涅耳折射定律，外圍的入射光線(xiàn)62比居中的入射光線(xiàn)50經(jīng)受更大的位移。此外圍光線(xiàn)位移64與居中光線(xiàn)位移58之間的偏差，將造成二次光學(xué)畸變。此二次畸變可以引起通過(guò)鏡片41比較側(cè)向部位看到的象出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的扭曲。
圖4示意表示具有變截面厚度的鏡片71，以便按照授予Jannard的美國(guó)專(zhuān)利No.4,859,048中的單一鏡片系統(tǒng)上下文中公開(kāi)的類(lèi)似方式，對(duì)于鏡片41側(cè)向端60(圖3)處更大的入射角進(jìn)行補(bǔ)償。變截面能在側(cè)向一端76處產(chǎn)生出鏡片厚度74比在更居中點(diǎn)80處的鏡片厚度78要小。此較小的厚度74，能夠減小其外圍光線(xiàn)位移82相對(duì)于通過(guò)圖3中無(wú)斜削鏡片41的外圍光線(xiàn)位移64的量。換句話(huà)說(shuō)，變截面鏡片71在其側(cè)向一端76附近比較小的鏡片厚度74，能夠相對(duì)于厚度78將較大入射角β′和在更居中點(diǎn)80處的入射角α′進(jìn)行某種程度的補(bǔ)償。
在同一鏡片71上得到的外圍光線(xiàn)位移82和居中光線(xiàn)位移84之間的差異，并不象圖3中對(duì)應(yīng)的差異那樣大，于是將使其二次光學(xué)畸變減小。應(yīng)當(dāng)注意，二次畸變矯正的程度，取決于由頂點(diǎn)85至每一側(cè)向端76變截面的方式、程度和在同樣范圍內(nèi)改變?nèi)肷浣欠绞街g的相互關(guān)系。
圖4中的鏡片71被表示為似乎它被安裝在框架(未表示)之中，以致于佩戴者的法向視線(xiàn)86是在鏡片頂點(diǎn)或者機(jī)械中心85處垂直通過(guò)鏡片71的。換而言之，對(duì)于佩戴者的法向視線(xiàn)來(lái)說(shuō)，對(duì)鏡片法線(xiàn)的入射角為零。在該截面圖中，鏡片71的外表面和內(nèi)表面符合偏移為兩個(gè)等半徑的圓，分別以其中心點(diǎn)87和88表示。通過(guò)中心點(diǎn)87及88作的直線(xiàn)在此被稱(chēng)之為鏡片的光學(xué)中心線(xiàn)，其與佩戴定向時(shí)的法向視線(xiàn)共線(xiàn)。為便于敘述，此傳統(tǒng)形狀應(yīng)被定義為中心定向的鏡片。沿圓周順時(shí)針或者反時(shí)針旋轉(zhuǎn)法向視線(xiàn)86，對(duì)鏡片法線(xiàn)的入射角將按照固定方式由鏡片頂點(diǎn)85處的零逐漸增大。
為了審美設(shè)計(jì)的原因，為了側(cè)向保護(hù)眼睛免受飛行碎片損傷，或者為了遮住周?chē)饩€(xiàn)，一定程度的遮蔽可能是所期望的。遮蔽可以通過(guò)利用貼緊的水平彎曲(高基線(xiàn))鏡片(例如半徑小的球面鏡片)來(lái)實(shí)現(xiàn)，以及/或者通過(guò)將每一鏡片安裝在一定位置，使其沿橫向以及相對(duì)于中心定向的雙鏡片向后傾斜來(lái)達(dá)到。法向視線(xiàn)86的這種傾斜變位脫離了其與光學(xué)中心線(xiàn)的共線(xiàn)關(guān)系，而且改變鏡片的光學(xué)作用。其結(jié)果是，在佩戴者面部?jī)蓚?cè)附近具有實(shí)質(zhì)性“遮蔽”作用的已有技術(shù)的雙鏡片護(hù)目鏡，通常伴有某種程度的棱鏡畸變。
同樣，為了美學(xué)原因以及為了遮住來(lái)自佩戴者眼睛下方的光線(xiàn)、氣流、灰塵或其它碎片，高度傾斜或者垂直傾斜可能是所需要的。正如遮蔽往往導(dǎo)致法向視線(xiàn)86變位脫離其與光學(xué)中心線(xiàn)的水平分量的共線(xiàn)關(guān)系一樣，傾斜安裝鏡片可導(dǎo)致法向視線(xiàn)變位脫離其與光學(xué)中心線(xiàn)垂直分量的共線(xiàn)關(guān)系。具有明顯傾斜的已有技術(shù)的雙鏡片，通常也顯示出一定程度的棱鏡畸變。
根據(jù)本發(fā)明提供一種改進(jìn)的光學(xué)結(jié)構(gòu)和方法，以便將佩戴定向時(shí)具有傾斜和/或遮蔽的鏡片中的棱鏡畸變減至最小。雖然本發(fā)明可以應(yīng)用于各種各樣的鏡片形狀和取向，然而本發(fā)明對(duì)于采用高基線(xiàn)彎曲且在佩戴定向時(shí)顯示出高度遮蔽和/或傾斜的雙鏡片護(hù)目鏡具有特殊的應(yīng)用。
參見(jiàn)圖2及5，所表示的護(hù)目鏡包括傾斜的鏡片12和14或者102和104，被安裝在相對(duì)于常規(guī)的中心定向的雙鏡片安裝為橫向旋轉(zhuǎn)的位置上。傾斜的鏡片可被設(shè)想為相對(duì)佩戴者頭部具有一定方向性的，它可以從帶有中心定向鏡片的常規(guī)雙鏡片護(hù)目鏡開(kāi)始，通過(guò)在太陽(yáng)穴處將框架向內(nèi)彎曲以遮在頭部?jī)蓚?cè)附近來(lái)達(dá)到。
由于增加遮蔽的結(jié)果，佩戴者的法向視線(xiàn)不再如圖4表示的那樣垂直射在鏡片14上。而代之以佩戴者視線(xiàn)27的入射角θ°(圖2)通常大于90°，而且為了達(dá)到良好的遮蔽，它可以大于約95°，最好是在約100°至135°的范圍內(nèi)，且在一基線(xiàn)9.5的實(shí)施例中約為101.75°。低基線(xiàn)的鏡片通常在佩戴定向時(shí)顯示更大的θ角，且在一基線(xiàn)6.5的實(shí)施例中θ角約為113.4°。在具有2.8英寸瞳距的基線(xiàn)為4的實(shí)施例中，θ角約為119.864°。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的眼鏡(eyeglass)100的水平截面，其在式樣方面與圖2表示的類(lèi)似，除了帶有貼緊彎曲(較高基線(xiàn))的鏡片102和104以及可能具有更大的遮蔽之外。當(dāng)此眼鏡100被佩戴時(shí)，鏡片104的側(cè)向邊緣106較大地遮住佩戴者的太陽(yáng)穴且與其靠得很近，以提供顯著的側(cè)向眼睛保護(hù)，如已討論過(guò)的那樣。
本發(fā)明的鏡片的前表面108，通常將與一規(guī)則幾何體(例如球110)的一部分表面符合，如在此以水平截面表示的那樣。所表示的實(shí)施例的球面鏡片102和104的前表面，因而可以其半徑表征。按照工業(yè)上的慣例，彎曲也可以基線(xiàn)值表示，以致于鏡片前表面以毫米表示的半徑(R)，等于530除以基線(xiàn)彎曲(Base curve)，或者R=530B---(1)]]>本發(fā)明提供利用鏡片毛坯構(gòu)成具有較高遮蔽度的雙鏡片眼鏡系統(tǒng)的技能，所使用的鏡片毛坯具有6或者更大的基線(xiàn)彎曲，最好約在
和
之間，更為可取地是約在8和
之間，在一實(shí)施例中約在
和9之間。例如與基線(xiàn)
的鏡片的前表面符合的圓的半徑，約為60.57mm。為了比較起見(jiàn)，用以表征基線(xiàn)為3的鏡片前表面的圓，其半徑約為176.66mm。
圖5中表示的本發(fā)明實(shí)施例，可以由基線(xiàn)為
的鏡片毛坯切成，該鏡片毛坯在光學(xué)中心線(xiàn)上具有約0.0649英寸的厚度，離開(kāi)光學(xué)中心線(xiàn)沿鏡片外圍為2英寸的參考點(diǎn)上約0.053英寸。另一種辦法是，鏡片可被直接模壓成最后的形狀和結(jié)構(gòu)。
圖6為鏡片毛坯122的透視圖，它的凸的外表面136通常是和三維幾何形狀124的一部分表面符合的。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，根據(jù)本發(fā)明的鏡片，可以與多種幾何形狀中的任一種符合。
最好讓鏡片的外表面能同帶有平滑的連續(xù)表面的形狀一致，具有不變的水平半徑(球或者圓柱)，或者在不是水平就是垂直平面內(nèi)具有漸進(jìn)彎曲(橢圓、復(fù)曲面或卵形)或其它非球面形狀。然而這里描述的最佳實(shí)施例的幾何形狀124通常接近球。
圖6和7中表示的球124，乃是想象的實(shí)體壁結(jié)構(gòu)的三維立體，其壁的一部分適合于從中切出鏡片120。如技術(shù)上公知的那樣，精密的鏡片切割常常是通過(guò)生產(chǎn)出鏡片毛坯122并由其最終切成鏡片120來(lái)完成的。然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員從圖6及7的實(shí)例應(yīng)當(dāng)清楚，使用單獨(dú)的鏡片毛坯不是必須的，而且鏡片120可被直接模壓成最后的形狀和結(jié)構(gòu)，如果需要的話(huà)。
由圖6及7還可以看出，鏡片120和/或鏡片毛坯122可被沿著球面124定位在許多位置中的任一位置上。對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，光學(xué)中心線(xiàn)132起著鏡片120相對(duì)于球124定向參考線(xiàn)的作用。在所表示的實(shí)施例中，其中外表面和內(nèi)表面與球的一部分一致，光學(xué)中心線(xiàn)則被定義為連接兩個(gè)中心C1和C2的直線(xiàn)132。對(duì)于并非球面的鏡片幾何形狀來(lái)說(shuō)，類(lèi)似的參考線(xiàn)可以按照不同于連接兩個(gè)球的幾何中心的方式來(lái)形成，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是清楚的。
鏡片120最終是按照這樣一種方式形成的，使其保持圖7中表示的球的部分外壁的幾何形狀。鏡片120在球124上的位置是這樣選擇的，當(dāng)鏡片120被定位在眼鏡框架上時(shí)，佩戴者通過(guò)鏡片的法向視線(xiàn)130，通常將被保持在與從中得到鏡片120的幾何結(jié)構(gòu)的光學(xué)中心線(xiàn)132平行。在圖6及7的實(shí)例中，鏡片120是右鏡片，具有顯著的遮蔽度以及某種程度的向下傾斜(通過(guò)佩戴時(shí)穿過(guò)球124的法向視線(xiàn)在光學(xué)中心線(xiàn)132下方來(lái)表示)。具有不同形狀或者較小程度遮蔽的鏡片，可以搭接(overlap)在由其形成鏡片的想象的球124的光學(xué)中心線(xiàn)132上。然而不管虛擬球124的光學(xué)中心線(xiàn)是否穿過(guò)鏡片120并不重要，只要在佩戴定向時(shí)鏡片120中的視線(xiàn)130一般被保持在與光學(xué)中心線(xiàn)132平行。
同樣，鏡片在佩戴定位時(shí)如果沒(méi)有傾斜或者向上傾斜，那么法向視線(xiàn)(以及整個(gè)鏡片)將在包含光學(xué)中心線(xiàn)的水平的中央子午線(xiàn)或其上方穿過(guò)該球124。因此，最終的法向視線(xiàn)130相對(duì)于光學(xué)中心線(xiàn)132的空間距離和位置，表明遮蔽(通過(guò)水平距)和傾斜(通過(guò)垂直距)的程度。然而，不管牽涉到的距離如何，鏡片均將顯示出最小的光學(xué)畸變，只要法向視線(xiàn)130偏離但基本上仍保持與光學(xué)中心線(xiàn)132平行，最好在水平和垂直兩個(gè)平面內(nèi)均是如此。
對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，“基本上平行”應(yīng)指，當(dāng)鏡片120被定向在佩戴位置時(shí)，預(yù)選的視線(xiàn)130在水平和垂直平面內(nèi)一般不會(huì)偏離其與光學(xué)中心線(xiàn)132平行超過(guò)大約±15°。最好是此法向視線(xiàn)130不應(yīng)偏離其與光學(xué)中心線(xiàn)132平行超過(guò)大約±10°，更為可取地是此法向視線(xiàn)130偏離不超過(guò)大約±5°，而且最為可取的是其與光學(xué)中心線(xiàn)132平行不超過(guò)大約±2°。最佳情況下，視線(xiàn)130在佩戴定向時(shí)與光學(xué)中心線(xiàn)平行。
在水平面內(nèi)偏離平行，通常要比在垂直面內(nèi)偏離平行對(duì)光學(xué)性能具有更大的不利影響。因此，在垂直面內(nèi)視線(xiàn)130和光學(xué)中心線(xiàn)132之間的立體角，對(duì)于某些護(hù)目鏡可從超出以上提出的范圍，只要該偏差角的水平分量是在以上指出的對(duì)于平行方向偏離的范圍之內(nèi)。在水平面內(nèi)視線(xiàn)130在佩戴定向時(shí)偏離光學(xué)中心線(xiàn)最好不超過(guò)大約±10°，不超過(guò)±3°更為可取。
圖7為圖6中鏡片120、鏡片毛坯122以及幾何形狀124的剖視圖。該視圖表明，最佳幾何形狀124為帶有變厚度外壁的空心體，如在該幾何形狀124光學(xué)中心線(xiàn)上由水平截面134顯示的那樣。
最佳幾何形狀124的變截面外壁，是由兩個(gè)沿水平方向偏置的球得到的，以其中心點(diǎn)C1，C2和半徑R1，R2表示。最佳鏡片毛坯122的外表面136與半徑為R1的一個(gè)球符合，而其內(nèi)表面138與半徑為R2的另一個(gè)球符合。通過(guò)調(diào)整描述這兩個(gè)球的參數(shù)，也可以調(diào)整鏡片毛坯122尖錐形的特性。
具體說(shuō)來(lái)，作為鏡片毛坯外表面136和內(nèi)表面138與之符合的兩個(gè)球的參數(shù)，最好選擇為使其產(chǎn)生最小或者零折射能力，或者說(shuō)是并非處方配裝的眼鏡片。在這種場(chǎng)合下，CT代表被選擇的中心厚度(空心幾何形狀124外壁的最大厚度)，n為鏡片坯料的折射率，R1的設(shè)置是通過(guò)設(shè)計(jì)為外表面136的曲率作出選擇，R2可以根據(jù)以下公式確定CT/n代表兩球面中心C1和C2的間距。例如，在基線(xiàn)為6的鏡片是根據(jù)設(shè)計(jì)選擇為所需要的場(chǎng)所下，中心厚度被選擇為3mm，最佳材料(聚碳酸酯)的折射率為1.586，R2可被確定如下R2=R1-CT+CTn---(2)]]>R2=5306-3+31.586=87.225mm---(3)]]>對(duì)于此實(shí)例來(lái)說(shuō)，外表面136的半徑R1等于88.333mm，內(nèi)表面138的半徑R2等于87.225mm，兩球面中心C1和C2相距1.892mm。這些參數(shù)描述了作為最佳偏心球面實(shí)施例的鏡片毛坯122的曲率。
在最佳實(shí)施例的情況下，光學(xué)中心線(xiàn)132乃是通過(guò)兩偏置球中心點(diǎn)C1和C2的直線(xiàn)。這碰巧通過(guò)最佳幾何形狀124光學(xué)中心140處外壁的最厚部分，盡管這對(duì)于其它可供選擇的非球面實(shí)施例并不成立。光學(xué)中心線(xiàn)132碰巧通過(guò)被表示的鏡片毛坯122的表面136，盡管這并不需要。光學(xué)中心140并不碰巧位于鏡片120之上，盡管這對(duì)于較大的鏡片或者在佩戴定位時(shí)想要顯示較小遮蔽的鏡片是可能的。
圖8說(shuō)明鏡片120的水平截面，并以虛線(xiàn)表示外表面136和內(nèi)表面138與之符合的幾何形狀124。鏡片毛坯122已從該圖中省略。根據(jù)本發(fā)明，與選定的取向有關(guān)的光學(xué)中心線(xiàn)132，通常被調(diào)整為與佩戴者正前方法向視線(xiàn)130平行然而偏置，因?yàn)殓R片120被安裝在眼鏡框上。
圖8A說(shuō)明鏡片120的垂直截面，還以虛線(xiàn)表示外表面136和內(nèi)表面138與之符合的幾何形狀124。與圖8的水平視圖不同，光學(xué)中心線(xiàn)132對(duì)垂直平面的投影(即光學(xué)中心線(xiàn)132的垂直分量)，看來(lái)象是通過(guò)最佳鏡片120的垂直斷面。在任何情況下，與選定的尖錐形有關(guān)的光學(xué)中心線(xiàn)132的垂直分量，通常也被調(diào)整為與佩戴定向時(shí)佩戴者的法向視線(xiàn)130平行。
因此，除了為具有高度遮蔽的雙鏡片護(hù)目鏡提供光學(xué)矯正鏡片之外，本發(fā)明可以為其特征在于傾斜度的護(hù)目鏡提供光學(xué)矯正鏡片。術(shù)語(yǔ)“傾斜”和“光學(xué)矯正”進(jìn)一步定義如下。
一般說(shuō)來(lái)，“傾斜”將被理解為是對(duì)佩戴定向時(shí)鏡片狀態(tài)的描述，對(duì)于此狀態(tài)來(lái)說(shuō)，法向視線(xiàn)130(參見(jiàn)圖8A)以并非垂直的角度將一垂直切線(xiàn)投到鏡片120上。然而對(duì)于根據(jù)最佳實(shí)施例的光學(xué)矯正的護(hù)目鏡來(lái)說(shuō)，對(duì)被傾斜鏡片的法向視線(xiàn)，通常與光學(xué)中心線(xiàn)平行并與其垂直偏移。因此，正確定向的鏡片中的傾斜程度，可以通過(guò)法向視線(xiàn)垂直偏離光學(xué)中心線(xiàn)的距離來(lái)測(cè)量。
對(duì)于中心定向的鏡片來(lái)說(shuō)，如圖10B所示，佩戴者的視線(xiàn)與光學(xué)中心線(xiàn)重合，因此并不顯示有垂直偏移。雖然這樣的鏡片可在佩戴定位時(shí)進(jìn)行光學(xué)矯正(如下文定義的那樣)，然而該鏡片并沒(méi)有傾斜，不象本發(fā)明的最佳實(shí)施例。圖10C表示一種向下傾斜的鏡片取向，但是對(duì)它來(lái)說(shuō)，光學(xué)中心線(xiàn)和法向視線(xiàn)是高度發(fā)散的，以致于沒(méi)有“偏移”可供有意義地測(cè)量。雖然這樣的鏡片在傳統(tǒng)意義上具有向下的傾斜，然而它有利于對(duì)眼睛提供向下的保護(hù)，并且與佩戴者的面部符合，它并不進(jìn)行光學(xué)矯正。
作為對(duì)比，根據(jù)最佳實(shí)施例作出的法向視線(xiàn)通過(guò)傾斜的鏡片，其特征在于對(duì)于光學(xué)中心線(xiàn)的垂直偏移為有限的，對(duì)于向下的傾斜最好為向下的偏移。在光學(xué)中心線(xiàn)與法向視線(xiàn)的偏移在以上提出的可接受的角度范圍內(nèi)的場(chǎng)合下，這種偏移應(yīng)在鏡片表面上或其附近進(jìn)行測(cè)量。偏移的范圍約從任何非零偏移至約8.0英寸。為了達(dá)到很好的傾斜，基線(xiàn)彎曲較低的鏡片可能要求更大的偏移。然而對(duì)于基線(xiàn)為6彎曲的鏡片來(lái)說(shuō)，其垂直偏移應(yīng)當(dāng)大約在0.1英寸和2.0英寸之間。比較可取地是垂直偏移約在0.1英寸和1.0英寸之間，特別是在約0.25英寸和0.75英寸之間，而且約為0.5英寸最可取。
作為術(shù)語(yǔ)用在本說(shuō)明中的“光學(xué)矯正”，是指一種鏡片在佩戴定向時(shí)當(dāng)通過(guò)下述一或多種值測(cè)量可顯示出比較低的畸變，即通過(guò)對(duì)于棱鏡畸變、折射能力和象散進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)最佳實(shí)施例的傾斜鏡片，至少要能顯示象1/4屈光度或3/16屈光度的棱鏡畸變，通常約小于1/8屈光度，最好小于約1/16屈光度，約小于1/32屈光度更為可取。對(duì)于本發(fā)明的鏡片來(lái)說(shuō)，其折射能力和象散最好也低。其折射能力和象散中的每一個(gè)，至少也要象1/4或者3/16屈光度那樣低，而且最好小于約1/8屈光度，約小于1/16屈光度比較可取，約小于1/32屈光度最為可取。
熟練的技術(shù)人員將會(huì)理解，將光學(xué)畸變減至最小的好處既適用水平尺寸又適用垂直尺寸。具體的好處是通過(guò)將這里講授的原理應(yīng)用于鏡片的垂直和水平尺寸得出的，能夠使對(duì)眼睛的橫向和下部的外圍保護(hù)(通過(guò)遮蔽和傾斜)與遍及佩戴者全部視角范圍極好的光學(xué)質(zhì)量結(jié)合起來(lái)。
此外，盡管這里描述的基本實(shí)施例在水平和垂直兩斷面內(nèi)具有固定的半徑，然而與本發(fā)明連同一起，在兩平面內(nèi)具有種類(lèi)繁多的鏡片構(gòu)形是可能的。因此，例如本發(fā)明的鏡片不是其內(nèi)、外表面之一就是兩者通常與一球面形狀符合，如圖6及7所示。換一種方法，該鏡片的內(nèi)、外表面之一或兩者，可以與一正圓柱體、截頭圓錐體、橢圓柱體、橢圓體、旋轉(zhuǎn)橢圓體、其它非球形或者其它許多三維形狀中的任一種相符合。然而，不管表面之一具體的垂直或水平彎曲如何，另一個(gè)表面應(yīng)當(dāng)被選擇為能將安裝及佩戴定向時(shí)鏡片的折光能力、棱鏡畸變和象散之一或以上減至最小。
圖9至12將幫助根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例描述在鏡片毛坯122上選擇位置從中切出右鏡片120的方法。應(yīng)當(dāng)理解，類(lèi)似的方法將被用來(lái)構(gòu)成最佳實(shí)施例的雙鏡片護(hù)目鏡中的左鏡片。
作為第一步，可以選擇所需要的鏡片內(nèi)或外表面138及136的總彎曲。對(duì)于首選的鏡片120來(lái)說(shuō)，這種選擇決定了鏡片毛坯122的基線(xiàn)值。如在此另外一處指出的那樣，其它一些彎曲也可連同本發(fā)明一起被利用。鏡片厚度的選擇也可為預(yù)選的。具體說(shuō)來(lái)，可以選擇最小的厚度，以致該鏡片耐得住預(yù)選的沖擊力。
所期望的鏡片形狀也可選擇。例如，圖12表示鏡片120前立面形狀的實(shí)例。具體形狀的選擇，通常與這里公開(kāi)的定向的偏心鏡片的光學(xué)特性無(wú)關(guān)。
對(duì)于鏡片所期望的佩戴時(shí)的方向也應(yīng)當(dāng)選擇，其與佩戴者126的法向視線(xiàn)130有關(guān)。如前面指出的那樣，最佳的佩戴方向，可以為側(cè)向保護(hù)和遮住外圍光線(xiàn)以及美學(xué)原因提供顯著的側(cè)向遮蔽還有某種程度的向下傾斜。例如圖6至12表示的實(shí)施例，使用的是傾斜鏡片120達(dá)到遮蔽。另一種辦法是，遮蔽也可以通過(guò)使用較高基線(xiàn)的鏡片和更普通的(非傾斜的)取向來(lái)達(dá)到。圖9及10更清楚地表示如何相對(duì)佩戴者的視線(xiàn)130定向。
護(hù)目鏡的設(shè)計(jì)者也可以選擇傾斜度或者垂直傾斜，如從示意表示鏡片相對(duì)于佩戴者126頭部的各種垂直佩戴時(shí)方向的圖10A至10C中可理解的那樣。圖10A表示鏡片120相對(duì)于佩戴者126頭部，特別是相對(duì)其正前方的法向視線(xiàn)130的最佳取向。如圖10A表示的向下傾斜由于多種原因是所想望的，其中包括對(duì)常見(jiàn)的頭部骨胳適應(yīng)的改善。如按照此處的公開(kāi)看來(lái)本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚的那樣，具有落在與光學(xué)中心線(xiàn)132相交的水平面下方的機(jī)械中心點(diǎn)的鏡片120(參見(jiàn)圖7)，將容許該鏡片以圖10表示的向下傾斜被定向，而且通常還在光學(xué)中心線(xiàn)和正前方視線(xiàn)之間保持平行關(guān)系。由于鏡片120在想象的球中對(duì)于光學(xué)中心線(xiàn)132的取向應(yīng)與佩戴定向時(shí)該鏡片120與法向視線(xiàn)130平行線(xiàn)之間的取向相同，故在光學(xué)中心線(xiàn)132下方由此球切出的任何鏡片，均可以相應(yīng)的向下傾斜度被安裝，并且達(dá)到本發(fā)明的光學(xué)矯正。
因此，所需要的傾斜程度，可以通過(guò)確定法向視線(xiàn)130和光學(xué)中心線(xiàn)132之間偏移的垂直分量來(lái)選擇，如圖10A所示?？傊圃酱?，向下的傾斜越大。一般說(shuō)來(lái)，根據(jù)本發(fā)明的垂直偏移將大于零。通常約從0.1英寸至2英寸，取決于基線(xiàn)的彎曲。此垂直偏移最好約從0.1英寸到1英寸，或者0.2英寸或更大。更為可取地是約從0.25英寸至0.75英寸，且其在一實(shí)施例中約為0.5英寸。
另一個(gè)辦法是，總體形狀可以選擇，并由其確定法向視線(xiàn)相對(duì)鏡片彎曲的方向(對(duì)于鏡片的厚度并不考慮)。例如，圖10A提供上邊緣152和下邊緣154相對(duì)于法向視線(xiàn)130的一雙參考點(diǎn)。此關(guān)系隨后可被利用來(lái)確定由之切出鏡片的鏡片毛坯上的位置，如從下文討論圖11A可以清楚的那樣。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖11，所表示的是鏡片120對(duì)鏡片毛坯122的水平取向的映象。被選定的取向是相對(duì)法向視線(xiàn)130測(cè)定的，法向視線(xiàn)130被保持在與光學(xué)中心線(xiàn)132基本上平行而且偏移。對(duì)于較低的基線(xiàn)彎曲來(lái)說(shuō)，此偏移的垂直分量通常約在0.1英寸至8英寸的范圍內(nèi)。
一旦美學(xué)上的設(shè)計(jì)和所需要的傾斜及遮蔽定向(如圖11所示)被確定(例如通過(guò)選擇框架150)，而且所形成的鏡片毛坯122的基線(xiàn)彎曲符合該美學(xué)設(shè)計(jì)的要求，那么此美學(xué)設(shè)計(jì)可以通過(guò)圖形或者數(shù)學(xué)方式“投影”到理論上的球或者毛坯的表面上，以顯示出適合于用作鏡片120的那部分球。鏡片形狀對(duì)于該球的投影將在球的表面附近運(yùn)動(dòng)，直至其被定位以使在該位置由球切出的鏡片對(duì)于美學(xué)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)適合的遮蔽和傾斜，而且鏡片120并無(wú)離開(kāi)其原來(lái)方向(按原來(lái)方向，球的光學(xué)中心線(xiàn)一般要與佩戴定向時(shí)所期望的法向視線(xiàn)平行)的任何旋轉(zhuǎn)。
類(lèi)似的同步投影可以為垂直定向的選擇進(jìn)行，如圖11A所示。圖11A示意表示從選定的框架150到鏡片毛坯122上位置的投影。框架150(或者如圖10A提供的原理性構(gòu)形)以鏡片上邊緣152和下邊緣154的形式相對(duì)于視線(xiàn)130提供參考點(diǎn)。然后此投影可被向上或向下移動(dòng)，直至其上邊緣152和下邊緣154兩者同時(shí)與鏡片毛坯外表面136上的相應(yīng)點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)為止，另一方面又保持視線(xiàn)130基本上與光學(xué)中心線(xiàn)132平行。
水平斷面和垂直斷面兩者的投影可以同時(shí)進(jìn)行，從而在鏡片毛坯122上面確定與所期望的鏡片的三維形狀(包括圖12表示的前立面形狀)對(duì)應(yīng)的唯一位置，在此位置上視線(xiàn)130與鏡片毛坯122的光學(xué)中心線(xiàn)132或其它參考線(xiàn)平行。當(dāng)然應(yīng)當(dāng)理解，線(xiàn)130和132可以基本上平行，就是說(shuō)在前面提到的可以接受的角度偏差范圍內(nèi)。
然后此形狀可從毛坯122中切出，或者按照鏡片的最終構(gòu)形模壓而成。所得到的鏡片120不僅與期望的形狀一致，且在佩戴定向時(shí)使棱鏡畸變最小。
圖12表示一種鏡片毛坯122，其凹面朝向圖面以致所表示的與圖6及7中球的一部分表面符合。在圖12中，鏡片毛坯122是形成在理論上的球上的，以致于毛坯的機(jī)械中心被表示在中央的水平子午線(xiàn)上該圖的中心。被表示的鏡片斷面120具有中央邊緣148、側(cè)向邊緣144、上邊緣152以及下邊緣154。右鏡片120的中央邊緣148位于靠近鏡片毛坯122光學(xué)中心處。
右鏡片120的至少一部分位于鏡片毛坯122的下方左首(第三)象限中。本發(fā)明的實(shí)施例中，最好顯示遮蔽和向下的傾斜兩者，至少約為鏡片面積的一半落在鏡片毛坯122的第三象限內(nèi)。最好鏡片120的全部或者大體上全部面積位于所表示的光學(xué)中心線(xiàn)的左下方，如圖所示。顯示出類(lèi)似傾斜度但較小遮蔽的鏡片可被定位在鏡片毛坯122上，以致于大到50％或者更大的鏡片面積是在鏡片毛坯122的右下(第二)象限內(nèi)。
圖12A表示由之能夠切出左鏡片120L的同樣鏡片毛坯122上的位置。左鏡片120L具有中央邊緣148L，側(cè)向邊緣144L，上邊緣152L以及下邊緣154L。左鏡片120L是以虛線(xiàn)繪出的，因?yàn)閷?duì)于所表示的斷面來(lái)說(shuō)，右鏡片120和左鏡片120L兩者不可能從同一塊鏡片毛坯122中切出來(lái)。相反，所表示的左鏡片能夠從與第一鏡片毛坯122相同的第二鏡片毛坯上表示的位置中切出。
由于左鏡片120L應(yīng)當(dāng)與右鏡片120對(duì)稱(chēng)而且相反，故左鏡片120L乃是右鏡片120的鏡面象。例如，右鏡片120的象可以跨過(guò)光學(xué)中心線(xiàn)130和球124的兩極通過(guò)的垂直平面被翻轉(zhuǎn)。其上可被投影出該象的鏡片毛坯可以與所表示的鏡片毛坯122相同，但其圍繞機(jī)械中心旋轉(zhuǎn)了180°。
換句話(huà)說(shuō)，左鏡片120L的位置也可被看作右鏡片120跨過(guò)垂直對(duì)稱(chēng)軸線(xiàn)的鏡面象。如圖12A表示的那樣，左鏡片120L是相對(duì)于右鏡片120翻過(guò)來(lái)的。對(duì)于最佳鏡片毛坯122來(lái)說(shuō)，垂直對(duì)稱(chēng)軸就是水平的中央子午線(xiàn)170，它將鏡片毛坯122分成上下兩半，其中每一半與球124的上半球和下半球符合(圖6及7)。因此，對(duì)于每一中央邊緣148L、側(cè)向邊緣144L、上邊緣152L以及下邊緣154L的水平位置(即距鏡片毛坯122中央或者側(cè)向邊緣的距離)，是和對(duì)于右鏡片120的對(duì)應(yīng)點(diǎn)相同的。左右鏡片上對(duì)應(yīng)點(diǎn)距離水平子午線(xiàn)170的垂直距離也是相同的，但在相反的方向上。例如，左鏡片120L的上邊緣152L在水平子午線(xiàn)170上方的距離，大約與右鏡片120的上邊緣152在水平子午線(xiàn)170下方的距離相同。
因此，任何傾斜的雙鏡片實(shí)施例的左鏡片120L，基本上是從最佳鏡片毛坯122的上部一半切出來(lái)的，而其右鏡片120基本上是由同一鏡片毛坯的下部一半切出來(lái)的。在雙鏡片的實(shí)施例顯示出遮蔽和傾斜兩者的場(chǎng)合下，最好是左鏡片120L基本上從最佳鏡片毛坯122的左上(第四)象限中切出，而右鏡片基本上是從第三象限切出。如在此上下文中使用的“基本上”，是指鏡片120或120L大于50％的表面積落在最佳鏡片毛坯122的相應(yīng)一半或象限內(nèi)。
當(dāng)然，這種描述被局限于一種鏡片毛坯122，該鏡片毛坯122由一通過(guò)中央水平子午線(xiàn)170(即該鏡片毛坯122的尖錐形是垂直對(duì)稱(chēng)的)但不通過(guò)機(jī)械中心(即該鏡片毛坯122的尖錐形不是水平對(duì)稱(chēng)的)的光學(xué)中心線(xiàn)進(jìn)行描述?？梢岳斫?，另一種可供選擇的鏡片毛坯可以利用另一種變截面。熟練的技術(shù)人員可以對(duì)由之切出左右鏡片的位置進(jìn)行調(diào)整，以使佩戴定向時(shí)法向視線(xiàn)基本上保持與光學(xué)中心線(xiàn)平行，不管此變截面是否對(duì)稱(chēng)。
因此，本發(fā)明提供一種保證尖錐形和由佩戴者眼睛至鏡片表面的可變?nèi)肷浣侵g恰當(dāng)符合的準(zhǔn)確方法。通過(guò)考慮佩戴者視線(xiàn)和尖錐形形式中間的新的關(guān)系，本發(fā)明容許使用多種鏡片設(shè)計(jì)的任一種，然而能將象散、折光能力和棱鏡畸變減至最小。例如，設(shè)計(jì)者可以為鏡片相對(duì)于佩戴者視線(xiàn)選擇所希望的取向和彎曲。這種方向和彎曲可以從傾斜、遮蔽、基線(xiàn)值及對(duì)佩戴者面部的接近度的廣泛范圍中選出。尖錐形的形式和鏡片斷面在理論球或其它形狀上的位置，隨后也可通過(guò)本發(fā)明的方法進(jìn)行選擇，以使佩戴定向時(shí)的棱鏡畸變被減至最小。
盡管上述本發(fā)明已通過(guò)某些最佳實(shí)施例進(jìn)行描述，然而對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，鑒于這里的公開(kāi)，其它一些實(shí)施例將變得顯而易見(jiàn)。因此，本發(fā)明并不確定為要受列舉的最佳實(shí)施例的限制，但被確定為只受參照所附權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種帶有佩戴定向時(shí)可作光學(xué)矯正的鏡片的眼鏡(eyeglass)，包括一個(gè)眼鏡框架，用于將至少一個(gè)鏡片相對(duì)于佩戴者的法向視線(xiàn)懸掛在預(yù)定方向，以及至少一個(gè)固定在該框架上的眼鏡片；其中所述的鏡片在佩戴定向時(shí)顯示出遮蔽和傾斜兩種作用，而且上述鏡片在佩戴定向時(shí)顯示出大約不大于1/8屈光度的棱鏡畸變，以及大約不大于1/8屈光度的折光能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的眼鏡，其中所述鏡片在佩戴定向時(shí)顯示出大約不大于1/16屈光度的棱鏡畸變，以及大約不大于1/16屈光度的折光能力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的眼鏡，其中該鏡片的特征在于光學(xué)中心線(xiàn)，且該鏡片被定向在框架中，以使佩戴定向時(shí)此光學(xué)中心線(xiàn)基本上平行于佩戴者的法向視線(xiàn)。
4.一種由鏡片毛坯切成左右鏡片的方法，包括如下步驟提供至少第一和第二塊基本上相同的偏心的鏡片毛坯，其中每一毛坯具有為毛坯光學(xué)中心線(xiàn)通過(guò)的對(duì)稱(chēng)軸，并由其將此鏡片毛坯分成第一和第二個(gè)一半；選擇第一塊鏡片毛坯；切出作為一付眼鏡的右鏡片，以致于大于50％的右鏡片是從第一塊鏡片毛坯的第一個(gè)一半切出的；選擇第二塊基本上相同的鏡片毛坯，并且切出作為一付眼鏡的左鏡片，以致于大于50％的左鏡片是從第二塊鏡片毛坯的第二個(gè)一半中切出的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中每一塊鏡片毛坯都是圍繞其對(duì)稱(chēng)軸垂直對(duì)稱(chēng)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中每一鏡片毛坯的至少一個(gè)表面與球一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中每一鏡片毛坯都是沿其對(duì)稱(chēng)軸水平非對(duì)稱(chēng)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中每一鏡片毛坯在中央一端比較更厚，大于50％的右鏡片是從第一塊鏡片毛坯第一個(gè)一半的側(cè)向象限中切出的，而且大于50％的左鏡片是從第二塊毛坯第二個(gè)一半的側(cè)向象限中切出的。
9.一種眼鏡(eyeglass)，包含一種無(wú)折光能力的偏心的眼鏡片的鏡片，在相對(duì)于佩戴者的法向視線(xiàn)佩戴定向時(shí)可進(jìn)行光學(xué)矯正，它包括一個(gè)框架，以及至少一個(gè)固定在該框架上的鏡片，并且通過(guò)該框架相對(duì)于佩戴者法向視線(xiàn)定位在預(yù)定方向上，所述鏡片具有一外表面及一內(nèi)表面，且其外表面與具有第一中心的第一個(gè)球的部分表面一致，內(nèi)表面與具有第二中心的第二個(gè)球的部分表面一致，而且光學(xué)中心線(xiàn)通過(guò)第一及第二個(gè)中心伸展，其中該框架將該鏡片保持在佩戴時(shí)的方向上，以致于光學(xué)中心線(xiàn)通常被保持在與佩戴者法向正前方視線(xiàn)平行且在垂直及水平方向上與其留有間隔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的眼鏡，其中光學(xué)中心線(xiàn)偏離與佩戴者法向視線(xiàn)絕對(duì)平行，至少在垂直和水平平面之一中不大于約3°。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的眼鏡，其中光學(xué)中心線(xiàn)在垂直平面內(nèi)與佩戴者法向視線(xiàn)的間隔不大于0.1英寸左右。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的眼鏡，其中光學(xué)中心線(xiàn)與佩戴者法向視線(xiàn)的間隔，至少在垂直及水平平面之一中至少為0.5英寸左右。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的眼鏡，其中光學(xué)中心線(xiàn)距佩戴者法向視線(xiàn)的垂直位移，約在0.25英寸和0.75英寸之間。
14.如權(quán)利要求9所述的眼鏡，包括兩個(gè)鏡片。
15.如權(quán)利要求9所述的眼鏡，其中在佩戴定向時(shí)的棱鏡畸變不大于1/8屈光度左右。
16.一種由偏心的鏡片毛坯切出無(wú)折光能力鏡片的方法，所述鏡片為在眼鏡片框架中使用，其中該鏡片在佩戴定向時(shí)將顯示出遮蔽和傾斜兩種作用，且在佩戴定向時(shí)能將光學(xué)畸變減至最小，該方法包括如下步驟至少對(duì)佩戴定向時(shí)決定所希望的傾斜和遮蔽的點(diǎn)設(shè)計(jì)出眼鏡片；獲得具有光學(xué)中心線(xiàn)的偏心的鏡片毛坯；在該鏡片毛坯上為切出鏡片選擇位置，以至于由該位置切出的鏡片相對(duì)于光學(xué)中心線(xiàn)，將顯示出與其在被切出之前(一旦安裝在眼鏡片上并放在佩戴時(shí)方向上)相對(duì)于法向視線(xiàn)的平行線(xiàn)所顯示的同一方向，以及由鏡片毛坯上的上述位置切出鏡片。
全文摘要
被公開(kāi)的是為并非處方配裝的眼鏡用的光學(xué)矯正鏡片。在一最佳實(shí)施例中,該鏡片的前表面位于具有第一中心的第一個(gè)球的部分表面上。鏡片的后表面位于具有第二中心的第二個(gè)球的表面上。第一和第二個(gè)中心是彼此偏移的,以提供變截面的鏡片。該鏡片通過(guò)框架定位在佩戴者頭部而將鏡片保持在一定位置,以致于通過(guò)第一及第二中心所作的直線(xiàn),基本上被保持在與佩戴者的法向視線(xiàn)平行。這樣提供的鏡片當(dāng)安裝在佩戴方向時(shí)具有改進(jìn)的光學(xué)作用,以致于顯示出垂直“傾斜”和水平“遮蔽”兩種作用。制做該鏡片的方法和裝有該鏡片的護(hù)目鏡,也被公開(kāi)。
文檔編號(hào)G02B3/06GK1179838SQ96192828
公開(kāi)日1998年4月22日 申請(qǐng)日期1996年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月5日
發(fā)明者J·H·詹恩阿德, C·D·雷耶斯, M·N·豪斯湯 申請(qǐng)人:奧克利有限公司