專利名稱：接觸或者眼內(nèi)透鏡及其制備方法
發(fā)明的
背景技術：
本發(fā)明涉及一種矯正可能近視或者遠視和/或可能老花散光的眼睛的視力的接觸或者眼內(nèi)透鏡。
眾所周知，近視或者遠視通常通過球面矯正，該球面的曲率中心必須位于透鏡光軸上，這里的用來確定要進行的矯正的參數(shù)是引入的球面光焦度，通常稱為“球鏡度數(shù)(sphere value)”。
眾所周知，老花眼的矯正由復雜表面被有利地獲得，該復雜表面可取得漸變的同時視力矯正，也就是在矯正區(qū)域中心與邊緣之間的球面光焦度細微地變化的(非突變的)矯正，這樣有多個圖像同時形成到視網(wǎng)膜上，有用的圖像由皮層選出作為分類的結果。
眾所周知，散光的矯正通常由復曲表面獲得，該復曲面的對稱平面必須按要需要矯正的眼睛的子午平面，即包括眼睛光軸的平面確定方向，這里的通常用來確定要進行的矯正的參數(shù)包括一方面是當透鏡佩帶者站立時，在復曲表面沿其取向的子午平面和相當于水平子午平面的參考子午平面之間的角間距，該角度差距通常稱為矯正的“軸”；以及，在另一方面，是引入的柱面光焦度，通常稱為“柱鏡度數(shù)(cylinder value)”。
為了使接觸透鏡復曲表面相對于眼睛能保持正確的位置，必需提供使透鏡相對于眼睛角度穩(wěn)定的裝置，特別是，一種通過重量而保持透鏡位置的壓載棱鏡(ballast prism)；或者，一種如法國專利No.2760853中公開的凸緣，該凸緣利用眨眼產(chǎn)生的動力學效果，而使透鏡可永久地保持在正確位置上；也可以是像在美國專利4,095,878中公開的那樣，使透鏡沿眼睛的豎直方向向頂端和底端逐漸變薄或者變輕；還可以是，像美國專利No.4324461中公開的穩(wěn)定裝置，該穩(wěn)定裝置包括一個壓載物(ballast)并且在透鏡的頂部變輕。所有這些穩(wěn)定裝置中，除了壓載棱鏡，其它都是位于接觸透鏡的矯正部分之外，矯正部分位于透鏡的中心，與待矯正的眼睛的瞳孔位于同一水平，例如，在以透鏡的光軸為中心的半徑為4毫米的圓內(nèi)。
每種上述角度穩(wěn)定裝置都能獲得很好的效果，接觸透鏡全都保持正確的取向。然而，雖然所述透鏡成功地呈現(xiàn)的不同取向可取得相當于期望值的時間上的平均值，但是，在取向中圍繞該平均值變化的幅度是這樣的，以便有時會引起光學性能的顯著弱化。
角度穩(wěn)定這種問題不會出現(xiàn)在眼內(nèi)透鏡中，眼內(nèi)透鏡是以在眼睛內(nèi)的內(nèi)部植入物形式制造的，其上裝有成徑向凸出的保持鉤，但是在該植入物的植入放置過程中仍然會產(chǎn)生相對于標稱位置(nominal position)的角度位移。
為了修正該角度位移，美國專利No.5,570,143提出將通常用于防止球面像差的技術應用于復曲面透鏡，該技術具有提高景深的效果，所述的復曲面透鏡在至少一個表面上呈現(xiàn)光學地形圖(topography)，這對具有球鏡度數(shù)的景深產(chǎn)生影響，該球鏡度數(shù)應足夠高以矯正角度定位間距光學效果。
美國專利No.5,652,638提出類似的解決方案，不過用同心環(huán)代替了用于增加景深的傳統(tǒng)技術。
美國專利No.5,796,462提出通過使透鏡中的一個表面是復曲面類型而獲得景深的效果，其中所述子午線不是環(huán)形而是屬于傳統(tǒng)上用于防止球面像差的圓錐形曲線族。透鏡的另一個表面是球面或者具有同心圓環(huán)。
發(fā)明概述本發(fā)明設計的目的是通過提供一種具有一個或多個新穎的結構特征的矯正部分以減少在復曲面接觸或眼內(nèi)透鏡上的角位移帶來的影響。按照常規(guī)，詞語“光路(optical path)”是指在光軸上無窮遠處的點光源發(fā)出的光線由透鏡引入的光路差。
在一個實施例中，透鏡可以構造成“光滑非復曲面”形狀，穿過該透鏡矯正部分的光路，除了矯正散光，還可以既矯正散光又矯正軸對稱象差，其沒有突然的表面間斷(即，“光滑”)。在另一個實施例里，透鏡可以構造成具有圍繞光軸成環(huán)狀面排列的所謂“扇區(qū)(sectors)”，從而通過所述透鏡矯正部分的光路的變化是距參考子午平面的角度間距的函數(shù)，并且矯正部分分為至少兩個具有不同矯正軸的扇區(qū)。在任意一個實施例里，矯正面可以在透鏡的前表面或者后表面中的一個或這兩者上，并且透鏡的光學性能在角位移(“角度失調(diào)容差(angular misalignment tolerance)”)情況下是增加的。特別是，角度失調(diào)容差比相同種類標準復曲面透鏡在相同情況下(即，相同的柱鏡度數(shù)和瞳孔直徑)增加至少30％。
本發(fā)明所述的接觸或者眼內(nèi)透鏡通過所述通過矯正部分的期望光路來最佳的描述，并且本領域普通技術人員能夠理解構成可產(chǎn)生這樣光路的矯正部分的方式有多種。舉例來說，這種特殊形狀的透鏡的清楚的輪廓使得形成這種形狀的制模具成為可能。也可使用透鏡加工工具。不論什么制造方式，本發(fā)明意旨圍繞于形成具有特殊光路的透鏡。
基于這個目的，本發(fā)明提供一種包括矯正部分的接觸或眼內(nèi)透鏡，以矯正可能的近視的或者遠視的和/或可能老花眼散光的視力，該透鏡包括有光軸和參考子午線；其特征在于僅僅用于散光的矯正時，光路變化是關于與光軸距離的函數(shù)，并且是關于與參考子午線角度間距的函數(shù)，至少在這個距離是0.4毫米到2.4毫米時，符合以下方程δA(h，θ)＝δtoric(h，θ)+δatoric(h，θ)在該方程中-γtoric(h，θ)是柱鏡光路，按照拋物線近似法，其滿足于表達式δtoric(h，θ)＝C/2h2sin2(θ-φ)，這里的φ是矯正所述眼睛的散光所需要的軸，該軸表示成關于所述參考子午線的角間距，這里的C是矯正所述眼睛的散光所需要的柱鏡度數(shù)；以及-δatoric(h，θ)是光路，這樣當h是常數(shù)時，其變化是關于周期為2π的θ的函數(shù)，而且與sin2(θ-φ)不同，在這里，該光路另外還滿足條件Δφ’≥1.3Δφ該不等式表示“角度失調(diào)容差”增加30％，在該不等式中-Δφ是變量x在變化范圍[-1/2Δφ，1/2Δφ]之間的幅度，該幅度是這樣的對于在該區(qū)間內(nèi)任意x的值，以證實下列條件MTFa[δtoric(h，θ-x)-δtoric(h，θ)]≥MTFa
-Δφ`是變量x在變化范圍[-1/2Δφ’，1/2Δφ’]之間的幅度，該幅度是這樣的對于在該區(qū)間內(nèi)任意x的值，以證實下列條件MTFa[δA(h，θ-x)-δtoric(h，θ)]≥MTFa
符號MTFa[f(h，θ)]表示，對于光路f(h，θ)，從該光路產(chǎn)生的調(diào)制傳遞函數(shù)(modulation transfer function)中得到計算的光學性能標準(optical quality critreria)，對于在4毫米至7毫米之間的預定瞳孔直徑，MTFa[f(f，θ)]符合公式MTFa[f(h,θ)]=∫ν=5ν=15∫χ=0χ=360MTF360[f(h,θ)](ν,χ)∂ν∂χ]]>
在該公式中，ν和χ是在角頻率平面內(nèi)的極坐標，ν用周期每度表示，χ用度表示；而且其中，按照該極坐標，MTFa[f(h，θ)](ν，χ)是光路f(h，θ)的調(diào)制傳遞函數(shù)。
再一次，上面使用的以及在本說明書中將更加普遍使用的詞語“光路(optical path)”，更特指位于光軸上無限遠處的點光源發(fā)出的光線由透鏡引入的光路差，這樣，在本發(fā)明的意義上，由該透鏡引入的相移_，通過下列關系式與光路δ相關連_＝2πδ/λ這里的λ是光線的波長，δ和_的值為負值相當于在該光波上引入的延遲，為正值表示超前。
自然地，該光路因為波長位于可見光范圍內(nèi)是有效的，特別是對于參考波長550×10-9米。
在實際中，_(h，θ)，且更一般地該相移或者所述由透鏡輸入的光路由干涉測量法或者另一種測量光學相移的方法確定，或者可以由從透鏡發(fā)射的波陣面的分析得出，這可以通過沙克—哈特曼(Shack-Hartmann)分析器或者其它類型的波陣面分析器實現(xiàn)。
該調(diào)制傳遞函數(shù)，MTF，可以根據(jù)公知的算法從相移或者給定瞳孔大小的光路中計算得出(參考M.Born，E.Wolf，光學原理，第六版，編輯，培格曼出版社(Ed.Pergamon Press)p480(1980))。MTFa是根據(jù)上面指出的公式計算的MTF的積分，MTFa是一種數(shù)值標準，使得光學系統(tǒng)性能特性與該系統(tǒng)所產(chǎn)生圖像的主觀質量充分相關(參考P.ZMouroulis，X.Cheng，光學技術)332626-2631，1994)。
要注意，算式0.25h2/2相對應于0.25屈光度(D)的散焦。上面出現(xiàn)的MTFa的閾值選擇為當認為純球面缺少0.25D時獲得的值。這里假定6毫米透鏡的0.25D散焦正好能被佩帶者覺察到(D.A.Atchison等，眼睛的主觀焦深，光磁學可見光譜測量科學(Optom.Vis.Sci.)74511-520，1997)。因此選擇該相應的MTFa值作為最小可接受值。根據(jù)本發(fā)明，該閾值使矯正散光用透鏡的可接受角度容差得到確定。
要注意，在上述美國專利Nos.5,570,143，5,652,638和5,796,462中，對于經(jīng)典復曲面透鏡的提出的修正，都是與其中一個表面形狀的徑向依從關系相關，也就是與可變的h依從關系，而本發(fā)明提出的是對角度依從關系進行操作，這可以單獨進行，也可以與徑向依從關系結合進行。
更具體地，對于經(jīng)典復曲面透鏡的修正，該修正是這樣表示為δatoric，以便當h為常數(shù)和θ為變量時，δatoric(h，θ)不是常數(shù)，而是按照360°(2π)的θ周期變化，這與sin2(θ-φ)不同。
因此，根據(jù)本發(fā)明的透鏡，其非軸對稱組件不完全是復曲面。
另外，要注意每個美國專利Nos.5,570,143，5,652,638和5,796,462中，僅僅基于光焦度來量化對傳統(tǒng)復曲面透鏡的修正。
相反，根據(jù)本發(fā)明，對由經(jīng)典復曲面透鏡實行的修正的評價，不是基于光焦度標準，而且是基于由MTFa表示的光學質量標準。
要注意，至今為止MTFa用過去于光學儀器，而不是用于眼睛和透鏡形成的系統(tǒng)。
根據(jù)第一優(yōu)選實施例，項δA(h，θ)滿足方程δA(h,θ)=Σi∈Nβi(h)cos[i(θ-φ)]]]>在該方程中-N是整數(shù)集合；以及-βi(h)是滿足下列條件的函數(shù)集Σi∈N′[(1hmax-hmin∫hminhmax2βi(h)h2dh)2]≥0.005m-2]]>在該等式中，N′等于除了0和2以外的N，而hmin和hmax分別表示相對于用于矯正散光的矯正部分區(qū)域的光軸的最小和最大距離。
要注意，δA(h，θ)表示成其傅立葉級數(shù)的余弦展開。在實際中，該級數(shù)是收斂的，因而可以認為N是從零到幾十的整數(shù)。
在βi(h)是如下類型的情況下h22αi]]>應注意到，如果αi是常數(shù)，那么項1hmax-hmin∫hminhmax2βi(h)h2dh]]>
與αi相對應，然而如果αi不是常數(shù)，該項對應于αi在h變化范圍上的加權平均值。
如果用函數(shù)δA(h，θ)在當指數(shù)i＝0和i＝2時的分量共同地表示球柱鏡類型的矯正，除i＝0和i＝2以外的平均系數(shù)αi的平方和不是0，其特征是根據(jù)本發(fā)明的透鏡提供的矯正包括非軸對稱分量，該非軸對稱分量是除由復曲面以外的矯正得到的，而是由非復曲面。
該平方和的值0.005m-2對應于最小閾值，這是由實驗確定的，優(yōu)選采用高于該閾值的數(shù)值以獲得顯著的光學效果。
在由于簡單而優(yōu)選的結構形狀中，每個函數(shù)βi(h)滿足方程βi(h)=h22αi]]>在該方程中，αi對于i∈N，是常系數(shù)。
要注意，如果矯正是純球柱鏡的，那么α0=PVL+C2]]>α2=-C2]]>這里PVL是球鏡度。
在該結構形狀的第一優(yōu)選實施例中，光路δA(h，θ)滿足方程δA(h,θ)=C+c2h2sin2(θ-φ+η)]]>在該方程中，當θ-φ在0°至180°之間時，η等于ψ，當θ-φ在180°至360°之間時，η等于-ψ，c和ψ是預先確定的常數(shù)。這把透鏡分成了具有不同散光矯正軸的180°的“扇區(qū)”。
更具體地，根據(jù)本發(fā)明的透鏡的矯正部分被分成由參考子午平面隔開的兩個扇區(qū)，其中一個扇區(qū)的矯正軸相對于傳統(tǒng)復曲面透鏡，向第一方向傾斜角度ψ，而另一個扇區(qū)的矯正軸向另一個方向傾斜角度-ψ。
因此，舉例來說，如果透鏡相對于理想位置的角度位移為5°，角ψ是8°，那么一個扇區(qū)與理想位置的相距是3°，另一個扇區(qū)相距13°。
在下面可以看出，這可以得到結果通過所述兩個扇區(qū)在視網(wǎng)膜上獲得的全部圖像具有比通過具有相同角度位移的純復曲面透鏡獲得的圖像要好的質量，該質量符合標準MTFa。
要注意，最好的效果不是使用精確的柱鏡度數(shù)C得到的，而是使用一個稍微不同的等于C+c的度數(shù)而得到的。
優(yōu)選的是，考慮到獲得良好的結果，取決于C值的常數(shù)c和ψ的值由下表給出，對于C+c是精確到±0.125屈光度(D)，對于ψ是精確到±1°。

該值特別適用于瞳孔直徑為6毫米的情況。
優(yōu)選地，基于相同理由，取決于C值的常數(shù)c和ψ的值由下表給出，對于C+c是精確到±0.125屈光度(D)，對于ψ是精確到±1°。

該值特別適用于瞳孔直徑為8毫米的情況。
同樣優(yōu)選的，基于相同理由和遵照實驗上明顯的定律，常數(shù)c等于零，常數(shù)ψ具有由下面公式給出的值，精確到±1°。
ψ=114C.DP]]>在該公式中，DP是瞳孔直徑，用毫米(mm)表示，ψ用度(°)表示，C用屈光度(D)表示。
在該結構形狀的可選第二優(yōu)選實施例中，光路δA(h，θ)滿足方程δA(h,θ)=C+c2h2sin2(θ-φ+η)]]>在該方程中，當θ-φ在0°至90°之間和θ-φ在180°至270°之間時，η等于ψ；當θ-φ在90°至180°之間和θ-φ在270°至360°之間時，η等于-ψ，c和ψ是預先確定的常數(shù)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的透鏡的矯正部分被分成四個扇區(qū)，由參考子午平面和與所述參考子午平面垂直的子午平面隔開，扇區(qū)的矯正軸相對于傳統(tǒng)復曲面透鏡交替地傾斜，向第一個方向上的傾斜角度是ψ，在另一個方向上是-ψ。
因此，通過所述四個扇區(qū)就可能在視網(wǎng)膜上獲得比通過角位移相同的純復曲面透鏡獲得的質量更好的圖象，其符合標準MTFa。
對于上面公開的第一優(yōu)選實施例，最好的結果不是用精確的柱鏡度數(shù)C獲得的，而是用稍微不同的等于C+c的度數(shù)獲得的。
要注意，根據(jù)該給出的優(yōu)選實施例的關于根據(jù)上面公開的具有兩個相對扇區(qū)的優(yōu)選實施例的透鏡的接觸透鏡提供對偏心不敏感的優(yōu)點。
實際上中心誤差由相對扇區(qū)相互補償。
優(yōu)選的是，考慮到獲得良好的結果，取決于C值的常數(shù)c和ψ的值由下表給出，對于C+c是精確到±0.125屈光度(D)，對于ψ是精確到±1°。

該值特別適用于瞳孔直徑為6毫米的情況。
優(yōu)選的，基于相同理由，取決于C值的常數(shù)c和ψ的值由下表給出，對于C+c是精確到±0.125屈光度(D)，對于ψ是精確到±1°。

該值特別適用于瞳孔直徑為8毫米的情況。
同樣優(yōu)選的，基于相同理由和在實驗上觀察的定律，常數(shù)c等于零，常數(shù)ψ具有由下面公式給出的值，精確到±1°ψ=90C.DP]]>在該公式中，DP是瞳孔直徑，用毫米(mm)表示，ψ用度(°)表示，C用屈光度(D)表示。
在該第二優(yōu)選實施例中，項δA(h，θ)滿足方程δA(h,θ)=Σi∈Eβi(h)cos[i(θ-φ)]]]>在該方程中E是包括從0開始的整數(shù)的有限集合；以及βi(h)是滿足下列條件的函數(shù)集Σi∈E′[(1hmax-hmin∫hminhmax2βi(h)h2dh)2]≥0.005m-2]]>在該等式中，E′等于除0和2時以外的E，hmin和hmax分別表示相對于矯正散光的矯正部分區(qū)域的區(qū)域[原文如此]的光軸的最小和最大距離。
在由于簡單而作為優(yōu)選的該第二實施例的第一優(yōu)選結構中，每個函數(shù)βi(h)都滿足方程βi(h)=h22αi]]>在該方程中，對于每個i∈E的αi，都是常系數(shù)。
該優(yōu)選的結構的形狀與一個上面公開的具有兩個或者四個扇區(qū)的實施例明顯一致，其對光路進行低通濾波，該低通濾波僅僅保留第一個系數(shù)αi，，例如，僅取至i＝10，或者僅取至i＝3，以及對這些系數(shù)進行優(yōu)化。
因此，防止了在透鏡上存在矯正軸不同傾斜的扇區(qū)之間形成的嵴。這使得透鏡的制造更容易，并且防止了由這種嵴引起佩帶者的不舒適。
優(yōu)選地，基于一種根據(jù)上面公開的第一優(yōu)選實施例中具有兩個相對的扇區(qū)的透鏡可得到良好的效果，集合E包括從0到10的整數(shù)；并且系數(shù)αi，，作為C的函數(shù)，其取值滿足不等式Σi∈E(αi-αi′)2≤0.05m-1]]>系數(shù)αI`的值由下表給出

該值特別適用于瞳孔直徑為6毫米的情況。
優(yōu)選的，由于相同的原因，仍然是基于上面公開的第一優(yōu)選實施例的具有兩個相對扇區(qū)的透鏡，集合E包括從0到10的整數(shù)；且系數(shù)αi`，作為C的函數(shù)，其取值滿足不等式Σi∈E(αi-αi′)2≤0.05m-1]]>系數(shù)αI`的值由下表給出

該值特別適用于瞳孔直徑為8毫米的情況。
同樣是優(yōu)選的，基于上面公開的第二優(yōu)選實施例的具有四個扇區(qū)的透鏡，集合E包括從0到10的整數(shù)，并且系數(shù)αi，，作為C的函數(shù)，其值滿足不等式Σi∈E(αi-αi′)2≤0.05m-1]]>系數(shù)αi`的值由下表給出

該值特別適用于瞳孔直徑為6毫米的情況。
優(yōu)選的，由于相同的原因，仍然是基于上面公開的第二優(yōu)選實施例的具有四個扇區(qū)的透鏡，集合E包括從0到10的整數(shù)，并且系數(shù)αi，作為C的函數(shù)，其值滿足不等式Σi∈E(αi-αi′)2≤0.05m-1]]>系數(shù)αI`的值由下表給出

該值特別適用于瞳孔直徑為8毫米的情況。
在第二實施例中的第二結構形狀中，每個函數(shù)βi(h)滿足方程βi(h)=h22αi,j]]>在該方程中，j是整數(shù)，該整數(shù)分段為h的函數(shù)變化；無論i和j取何值，αij是一個預定的常系數(shù)。
一般的，每個階段相對應于透鏡的矯正部分中一個環(huán)狀區(qū)域。
該結構的形狀很好的與實際情況相適應，該實際情況包括因個體和視覺環(huán)境(主要是照明和鄰近距離)的不同而導致的瞳孔直徑的改變。
在第二實施例中的第三結構形狀中，每個函數(shù)βi(h)滿足方程βi(h)=h22Σj=0Mαi,jhj]]>
在該方程中M是預定的整數(shù)，αij，無論i和j取何值，是一個預定的常系數(shù)該結構的形狀與前面的那個相似，除了函數(shù)βi(h)不是作為h的函數(shù)分階段變化，而是漸變地和緩和地變化外，。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明還涉及如上所述的接觸或者眼內(nèi)透鏡的制造方法，其特征在于，包括a)步驟確定須由透鏡的矯正部分引入的光路；b)步驟從一系列預定形狀中選擇所述矯正部分后表面的形狀，從而使透鏡的佩帶者取得最舒適的感覺；c)步驟從步驟b)中選擇的后表面形狀和步驟a)確定的光路，確定所述矯正部分的前表面形狀；d)步驟制造所述具有由此確定前表面和后表面的矯正部分的透鏡。
這種制造透鏡的方法特別適合于直接加工透鏡的后表面可具有相對簡單的形狀；所有的復雜結構都轉換到前表面上，特別是使得矯正部分能引入所需要的光路，以及，對于接觸透鏡的情況，所述透鏡配備角度穩(wěn)定裝置。
仍然是根據(jù)第二方面，本發(fā)明還涉及上述接觸或者眼內(nèi)透鏡的另一種制造方法，其特征在于，包括a)步驟確定須由透鏡的矯正部分引入的光路；b)步驟從一系列均為軸對稱的預定形狀中選擇所述矯正部分前表面的形狀；c)步驟由步驟b)中選擇的前表面形狀和步驟a)確定的光路，確定所述矯正部分的后表面形狀；d)步驟制造所述具有由此確定的所述后表面和前表面的矯正部分的透鏡。
這種制造方法特別適合于由模壓來制造所述透鏡。
實際上，由于角度保持裝置，也就是，在接觸透鏡情形中，角度穩(wěn)定裝置通常都位于透鏡的前表面，在該實施例中可以得到，角度保持裝置和實現(xiàn)散光矯正的表面分別位于前面和后面。
這使得，對于相同柱鏡度數(shù)和相同球鏡度數(shù)，使用相同的兩個一半的模子實現(xiàn)所有的軸；通過半個模子相對于另半個模子的旋轉獲得不同值的散光軸。
附圖簡要說明現(xiàn)通過參照附圖對優(yōu)選實施例進行的描述繼續(xù)公開本發(fā)明的內(nèi)容，實施例是以說明為目的而非限制性的方式給出的。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的接觸透鏡沿其縱向子午平面的橫截面圖；圖2是所述透鏡的頂視圖；圖3是圖2的放大圖，示出該透鏡中心的部分頂視圖；圖4是第一具體實施例中所述透鏡的矯正部分的頂視圖，該部分分為兩個扇區(qū)，對于復曲面類型，其矯正軸相對于所需要的軸φ分別傾斜正的或者負的角ψ。
圖5是顯示復曲面類型的矯正軸如何變化的曲線圖，這里以度(°)表示的角θ-φ在圖中以橫坐標表示，復曲面類型的矯正軸以縱坐標表示；圖6是顯示由傳統(tǒng)復曲面類型的矯正部分引入的光路如何變化的曲線(實曲線)，以及由如圖4中所示的矯正部分引入的光路如何變化的曲線圖(虛曲線)，這里以度(°)表示的角θ-φ在圖中以橫坐標表示；在矯正所需的柱鏡度數(shù)是2屈光度的情況下，近似于h2/2的光路以縱坐標表示；圖7是類似于圖6的曲線圖，顯示的是經(jīng)過低通濾波和對圖6中實線所示光路優(yōu)化而得到的光路。
圖8是顯示對柱鏡度數(shù)為2屈光度，瞳孔直徑為6毫米時，傳統(tǒng)復曲面透鏡的角度容差的曲線圖，其中以度(°)表示的相對于所需位置的角度位移在圖中以橫坐標表示，而MTFa的值在圖中以縱坐標表示，該值是通過計算當發(fā)生角位移時由該傳統(tǒng)復曲面透鏡引入的光路與角度位置是正確的所述相同透鏡引入的光路之間的差值而得到的(根據(jù)不同的柱鏡度數(shù)或者瞳孔直徑將會得到不同的曲線；通常，傳統(tǒng)透鏡的角度失調(diào)容差隨著柱鏡度數(shù)和瞳孔大小的增大而減小)。
圖9是與圖8相類似的曲線圖。只是，其MTFa的值是通過在透鏡角度位置正確時，計算具有如圖7中所示光路的透鏡引入的光路與由上面提到的傳統(tǒng)復曲面透鏡引入的光路之間的差值而得到的(柱鏡度數(shù)是2屈光度)。
圖10-13是分別與圖4-7相似，但是用于本發(fā)明第二具體實施例，該第二實施例的矯正部分分為四個扇區(qū)，其軸交替地傾斜一個正的或者負的角度ψ；以及圖14是與圖7和13相似的曲線圖，但表示的是分別由曲線15和18示出的光路的非復曲面成分。
附圖中所示的接觸透鏡1，在經(jīng)典方式中，以光軸2為中心，呈現(xiàn)凸出的前表面3和凹進的后表面4。
后表面是球面的，前表面3呈現(xiàn)出這樣的形狀當與后表面4相結合時，其形狀可使佩帶者得到所需要的視力矯正，以及還可通過由于眼皮的規(guī)律眨動而引起的動力效應，獲得透鏡相對于眼睛的中心和旋轉的穩(wěn)定性。
更具體地，視力的矯正通過位于光軸2與距該光軸4毫米處環(huán)形之間的部分5獲得，如圖2和圖3中的虛線所示。而穩(wěn)定手段包括公知方式的，透鏡上面部分6和下面部分7分別沿著透鏡的垂直方向(眼皮眨動的軸)向邊緣逐漸變薄變輕，其中部分6和7分別與上眼皮和下眼皮協(xié)作，從而使軸2與佩帶者眼睛的光軸相一致以及使所述透鏡1的參考子午平面8與佩帶者眼睛的水平子午平面相一致。
該示出的透鏡是設計為采用軸φ來實現(xiàn)散光矯正，這是一種沿著平面9(圖3)取向的矯正，該平面9相對于參考子午平面8具有角距φ。
點A是所述透鏡前表面3上任意一點。其位置由坐標h和θ確定，這里的h是點A到透鏡光軸2的距離，θ是包括了該點A的子午平面與所述參考平面8之間的角度差值。
在圖4-6所示的具體實施例中，矯正部分5不是整體上沿平面9取向的，而是被該平面分成兩個扇區(qū)10和11，所述扇區(qū)的軸相對于軸φ以角度ψ沿一個方向然后沿另一個方向傾斜以獲得散光矯正。
更具體地，在與一系列角度θ-φ在0°和180°之間的點A相對應的扇區(qū)10中，散光矯正沿軸φ-ψ取向，而在與一系列角度θ-φ在180°至360°之間的點A相對應的扇區(qū)11中，散光矯正沿軸φ+ψ傾斜，如圖5中曲線12所示。
眾所周知，根據(jù)拋物線近似法，由用于矯正散光的傳統(tǒng)透鏡引入的光路滿足方程δtorique(h,θ)=C2h2sin2(θ-φ)]]>在該方程中C是矯正散光所需要的柱鏡度數(shù)。
對于那些具有如圖4中圖示的矯正部分的透鏡，角φ在扇區(qū)10中被角φ-ψ代替，在扇區(qū)11中被角φ+ψ替。為了獲得最佳可能效果，對于扇區(qū)10和11，不是直接使用柱鏡度數(shù)C，而是使用一個接近C的值C+c，c是一個常數(shù)。
因此，由圖4中示出的矯正部分5引入的光路滿足以下方程δA(h,θ)=C+c2h2sin2(θ-φ+η)]]>該方程中，當θ-φ在0°到180°之間時，η等于ψ；當θ-φ在180°到360°之間時，η等于-ψ，ψ是常數(shù)。
圖6中以實線畫出的曲線13，表示的是函數(shù)2δtorich/h2作為θ-φ的函數(shù)在柱鏡度數(shù)是2屈光度時的變化情況，也就是，實際上，其示出函數(shù)2 sin2(θ-φ)，該函數(shù)還等于1-cos[2(θ-φ)]。
虛線畫出的曲線14，表示的是函數(shù)2δA(h，θ)/h2，也就是—當θ-φ在0°到180°之間時(扇區(qū)10)(C+c)sin2[θ(φ-ψ)]；以及—當θ-φ在180°至360°之間時(扇區(qū)11)(C+c)sin2[θ-(φ+ψ)]，c是零或者忽略不計。
當θ-φ在0°到180°之間(扇區(qū)10)時，曲線14相當于向右移動一個值ψ的曲線13，而當θ-φ在180°到360°之間(扇區(qū)11)時，曲線14相當于向左移動一個值ψ的曲線13。
如上所述，在該實施例中，柱面光焦度C是2屈光度。對于瞳孔直徑為6毫米時，由優(yōu)化確定的c和ψ的值分別是0.04屈光度和9.1°。這將在下面解釋。
要注意的是，如圖4所示的矯正部分5所引入的光路，可以表示成傅立葉級數(shù)展開的形式δA(h,θ)=h22Σi∈Nαicosi[(θ-φ)]]]>在該方程中—N是整數(shù)集合；以及—對于每個i∈N的i是常系數(shù)。
為了使具有如扇區(qū)10和11的透鏡的實際制造更容易，特別是為了防止在扇區(qū)之間可能存在脊突，從而防止由該脊突引起的佩帶者的不適，就可能只保留第一諧波，例如，遞增至i＝3或者i＝10，這相當于進行低通濾波，也可能為了獲得最佳效果而以如下所述的方式對保持系數(shù)αi進行優(yōu)化。
通過從i遞增到10的過程，例如，仍對需要柱鏡度數(shù)為2屈光度，瞳孔直徑為6毫米的眼睛矯正，得到如下系數(shù)

圖8通過曲線16表示出瞳孔直徑為6毫米時的MTFa計算值，該光路差為δtoric(h，θ-x)-δtoric(h，θ)其中δtoric(h，θ)是由柱鏡度數(shù)是2屈光度的傳統(tǒng)復曲面透鏡引入的光路，x是透鏡相對于其理想位置的角度位移，這個位移在圖上表示在橫坐標上，MTFa表示在縱坐標上。應該注意，具有不同的柱鏡度數(shù)或者不同的瞳孔直徑將會獲得不同的曲線；通常，傳統(tǒng)透鏡的角度失調(diào)容差隨著柱鏡和瞳孔大小的增加而減小。在本申請中，一“類”透鏡通常是指具有相同的柱鏡和瞳孔直徑的透鏡。
這樣，曲線16表示對于每個x值的光學系統(tǒng)的MTFa，該光學系統(tǒng)由瞳孔直徑為6毫米且視力正常的眼睛以及與上面提到的透鏡的角度位移引起的擾動相應的假想透鏡形成。
可以看出，在沒有擾動的狀態(tài)(0°位移)，MTFa的值大約是9.3，并且由這個值開始，MTFa有規(guī)律地隨著角度位移的增加而減小。
如果計算由同樣眼睛及具有球面光焦度為0.25屈光度左右透鏡合成的系統(tǒng)的MTFa，就會得到大約3.75的MTFa值。
然而，要考慮到透鏡佩帶者對光學性能弱化的感覺閾值通常與球面光焦度為0.25屈光度的位移相對應。
在本實施例中，3.75的MTFa值對應于一閾值，當?shù)陀谠撻撝禃r透鏡的佩帶者就開始感覺到光學性能的弱化。
在圖8中用虛線所示的水平線17，顯示的是該感覺閾值。
可以看出，曲線16與曲線17在角位移大約為7°處相交。
這意味著，在本實施例情況下(瞳孔直徑6毫米，柱鏡度數(shù)2屈光度)，佩帶用于矯正散光的傳統(tǒng)透鏡的佩帶者，在該透鏡相對于其理想方向的角位移超過正或負7°時，就會開始感覺到透鏡的光學性能減弱。
圖9，以和圖8相似的方式，示出在相同條件下(例如，使用相同類型的透鏡)計算的MTFa，但是這里的δtoric(h，θ-x)由δA(h，θ-x)代替，δA(h，θ-x)是圖7中所示的光路實線畫出的曲線18，表示該MTFa，虛線畫出的線19是與圖8中相同的閾值。
曲線18表示，對于每個x值的光學系統(tǒng)的MTFa，該光學系統(tǒng)由瞳孔直徑為6毫米且視力正常的眼睛以及假想的透鏡形成。該假想的透鏡是與通過將傳統(tǒng)透鏡替換為具有如圖7所示光路的透鏡，并同時使該后一透鏡發(fā)生角度位移的事實而引入的擾動相一致的。
可以看出，在沒有位移的狀態(tài)(x＝0)，MTFa具有完全與線19示出的閾值相同的值，并且大約為正或者負2°的位移，超過該位移范圍MTFa的值增加，并在基本上對應于角ψ的稍大于9°的位移值處達到最大值，然后MTFa的值開始有規(guī)律地減小，并在大約為13°的位移處與線19相交。
盡管具有如曲線13所描述的光路的傳統(tǒng)透鏡，表示出角度容差Δφ是14°，其變化范圍是[-7°，7°]，但是根據(jù)本發(fā)明的透鏡，其光路由曲線15示出，表示出角度容差為26°，也就是變化范圍在[-13°，13°]，或者說變化范圍的幅值增加了90％。
如上面所指出的，上面提及的表現(xiàn)出這種效果的系數(shù)αi，i遞增到10，由優(yōu)化確定。這在于查找以獲得Δφ’的最大值。
更具體地，如下所述，由之前確定的一些系數(shù)αI(i遞增到10)開始，使用經(jīng)典的優(yōu)化法，比如單純形法(simplex)，首先組成一定數(shù)量的單獨變化的每個系數(shù)，從而確定所有函數(shù)對于每個系數(shù)在開始點的偏導數(shù)，這是該等分半圓錐面變化的方向，然后，可交替改變系數(shù)，直到獲得Δφ’的最大值。
起始系數(shù)αi，i遞增到10，僅由與曲線14相對應的光路的傅立葉級數(shù)展開所確定。
后者所述的曲線本身必須預先以類似的方式通過查找(seeking)最佳工作值c和ψ而優(yōu)化。
更常見的，對于采用柱鏡度數(shù)C矯正散光時，可以以如下方式確定引入光路δtoric(h，θ)的傳統(tǒng)復曲面透鏡的角度容差Δφ和引入光路δA(h，θ)的符合本發(fā)明的透鏡的角度容差Δφ’Δφ是變量x在范圍[-1/2Δφ，1/2Δφ]變化的幅值，該幅值為對于在該區(qū)間內(nèi)取任意值的x，下列條件是可證的MTFa[δtorique(h,θ-x)-δtorique(h,θ)]≥MTFa[0.25h22]]]>-Δφ’是變量x在范圍[-1/2Δφ’，1/2Δφ’]變化的幅值，該幅值為對于在該區(qū)間內(nèi)取任意值的x，下列條件是可證的
MTFa[δA(h,θ-x)-δtorique(h,θ)]≥MTFa[0.25h22]]]>當透鏡的矯正部分5位于如圖4所示位置時，通過對Δφ’的優(yōu)化的進行，對于瞳孔直徑為6毫米的，可根據(jù)柱鏡度數(shù)得到如下結果

類似的，對于瞳孔直徑為8毫米的，可以得到下列值

可以看出，在所有情況下，在角度容差中可以得到非常一致的增加。
觀察到，通常一方面，c取相對較小的值，并且在所有情況下相對于C的比例是非常小的；并且瞳孔直徑，用毫米表示；C，用屈光度表示；ψ，用度數(shù)表示，它們的乘積非常接近114。
因此，在實際中，直接用C表示每個扇區(qū)10和11的柱鏡度數(shù)(也就是可以認為c為零)，并且選擇滿足以下方程的角ψψ=114C.DP]]>角ψ以度數(shù)表示，柱鏡度數(shù)C用屈光度表示，瞳孔直徑DP用毫米表示。
在透鏡具有與如圖4所示部分5相同類型的矯正部分的情況下，除應用低通濾波和已經(jīng)應用的優(yōu)化以便光路類似于曲線15變化以外，還保持系數(shù)αi(i遞增到10)，以獲得對于瞳孔直徑為6毫米時的如下數(shù)值


類似的，對于瞳孔直徑為8毫米時，可以得到以下數(shù)值


注意到Δφ’和Δφ之間的增量在86到92％之間變化。
另外，注意到，關于系數(shù)αi，如果除α0和α2不計算外，其它系數(shù)的平方和在0.095到0.119之間變化。這證明引入的光焦度不是純粹的球柱面的，因為如果是那種情況，所求得的和應該為零。
在這一點上，其表明，如果提供的矯正是純粹的球柱面的，除了α0和α2以外的所有系數(shù)都應該是零；系數(shù)α0等于C/2，系數(shù)α2等于-C/2。
在圖10-12所示的具體實施例中，矯正部分5不是被平面9分成兩個扇區(qū)，而是分別被平面9和與平面9正交的平面20分成四個扇區(qū)，所區(qū)分的扇區(qū)21-24提供對散光的矯正，其軸是相對于軸φ交替的向一個方向和另一個方向傾斜角ψ。更具體地，在相應于一系列點A的相對扇區(qū)21和23中，散光的矯正沿軸φ-ψ取向，所述的一系列點A是角θ-φ在0°到90°之間和180°到270°之間的點；而對于相應于一系列點A的相對扇區(qū)22和24，散光的矯正沿軸φ+ψ取向，如圖11的曲線25所示所述的一系列點A是角θ-φ在90°到180°之間和270°到360°之間的點。
當使用與其矯正部分5如圖4所示的透鏡同樣的符號時，如圖10所示的矯正部分5引入的光路滿足下列方程δA(h,θ)=C+c2h2sin2(θ-φ+η)]]>在方程中，當θ-φ在0°到90°之間和φ-ψ在180°到270°之間時，η等于ψ；當θ-φ在90°到180°之間和θ-φ在270°到360°之間時，η等于-ψ，c和ψ是常數(shù)。
圖12中實線繪出的曲線26與圖6中的曲線13完全相同，其表示的是函數(shù)2δtoric/h2作為θ-φ的函數(shù)的變化這是在柱鏡度數(shù)為2屈光度的情況下。
以實線畫出的曲線27，表示函數(shù)2δA(h，θ)/h2也就是說—當θ-φ在0°到90°之間時(扇區(qū)21)和θ-φ在180°到270°之間時(扇區(qū)23)(C+c)sin2[θ-(φ-ψ)]；—當θ-φ在90°到180°之間時(扇區(qū)22)和θ-φ在270°到360°之間時(扇區(qū)24)(C+c)sin2[θ-(φ+ψ)]c是零或者忽略不計。
即，θ-φ在0°到90°之間時(扇區(qū)21)和θ-φ在180°到270°之間時(扇區(qū)23)，曲線27相當于曲線26向右移動值ψ；而對θ-φ的其它值(扇區(qū)22和扇區(qū)24)，曲線27相當于曲線13向左移動值ψ。
更具體地，在該圖示實例中，柱鏡光焦度C是2屈光度，對于瞳孔為6毫米時c和ψ的值分別是0.00屈光度和7.4度，這是由如上所述的優(yōu)化確定的。
由圖13中曲線28所示的光路是對曲線27所示的光路處理獲得的，這和由曲線14所示光路得到曲線15所示光路的處理方法相同，系數(shù)αi為以下數(shù)值

通常，可以看出曲線28與曲線27完全相似，除了，一方面，曲線28在θ-φ等于0°和θ-φ等于180°的附近不是呈現(xiàn)出W型，而是呈現(xiàn)出相當于平滑后的W型的簡單U型；以及，在另一方面，分別出現(xiàn)在θ-φ等于90°和θ-φ等于270°時的最大值，不如曲線27中的最大值明顯。
可以注意到，曲線14和15具有的周期是2π，而曲線27和28具有的周期是π。
通過如上面所示的優(yōu)化處理，對于其矯正部分5對應圖10中所示矯正部分的透鏡，瞳孔直徑是6毫米時，可以得到以下值，

類似的，對于瞳孔直徑為8毫米，可以得到如下數(shù)值

可以注意到，容差范圍內(nèi)的增量在46到55％之間變化，并且，如前面實施例所表示的那樣，c的值仍然很小。
具有如曲線28所示的經(jīng)過低通濾波和系數(shù)優(yōu)化的這類光路的接觸透鏡，對于瞳孔直徑為6毫米時，給出下列數(shù)值


類似的，對于瞳孔直徑為8毫米，可以得到下列數(shù)值



可以看出，除i＝0和i＝2時以外的參數(shù)αi的平方和每次都是0.007。
關于角度位移的容差的提高是41到53％之間。
根據(jù)該第二個具體實施例的透鏡，由此獲得了角位移容差范圍擴大不明顯。然而，注意到，由于扇區(qū)的相對布置，該相對扇區(qū)的矯正軸的傾斜相同，因此該實施例中的這種布置在中心表現(xiàn)出很好的缺陷容差，也就是在透鏡光軸2和眼睛視軸間重合的缺陷。
對于如圖4中所示的矯正部分5，通常可以看出一方面，c取相對很小的值，其在任何情況下相對于C的比例都很小；并且瞳孔直徑，用毫米表示；C，用屈光度表示；ψ，用度數(shù)表示，這三者的乘積一直非常接近90。
實際上，可以直接使用C作為每個扇區(qū)21-24的柱鏡度數(shù)(也就是c等于零)，并且選擇滿足下列方程的ψψ=90C.DP]]>角ψ由度數(shù)表示，柱鏡度數(shù)C用屈光度表示，瞳孔直徑DP用毫米表示。
在如圖4和10分別所示的矯正部分5中，角ψ是正的，但是也不反對ψ取負值。
在未示出的矯正部分5的其它變形中，扇區(qū)的數(shù)量可以不同于兩個或者四個，而且/或者在每個扇區(qū)中的軸和/或柱鏡度數(shù)是不同的。
要注意，除了在上面詳述過的系數(shù)α0和α2之外，分別表示連續(xù)成分和周期π成分的系數(shù)α0和α2，關于系數(shù)αi-在所有情況下，隨著i的增加系數(shù)αi迅速減為很??；-對于曲線15(圖7)的情況，從i＝4開始，所有的偶數(shù)項系數(shù)都等于零，并且系數(shù)α9都接近于0.01；以及-對于曲線28(圖13)的情況，如果除去系數(shù)α0和α2，只有系數(shù)α4和α8不是零。
通常，由符合本發(fā)明的透鏡所引入的光路δA(h，θ)，特別是曲線14，15，27，28所示的光路，可以表示為以下形式
δA(h，θ)＝δtoric(h，θ)+δatoric(h，θ)δatoric(h，θ)是這樣一個函數(shù)，在h是常數(shù)時，其變化是θ的函數(shù)，θ的周期為2，這與sin2(θ-φ)不同。
在光路14和27的情況，δatoric(h，θ)是光路δA(h，θ)的非復曲面成分，對應于由曲線14和曲線13分別表示的光路之間的差異；以及，對應于與由曲線27和曲線26分別表示的光路之間的差異。
如曲線15和18分別所示光路的情況，δatoric(h，θ)分別由圖14中的曲線29和曲線30所表示。
更具體地，這些曲線都是由上面所述的系數(shù)α1和α3到α10所給出，也就是由除去α0和α2的的系數(shù)集αi所給出。
要注意，曲線29很接近曲線13與曲線15間的差異，然而，并不是等于這個差異，由于α0＝1.034(并不是C/2或者2/2＝1.00屈光度)，以及α2＝-0.942(并不是-C/2或者-1.000)，所以曲線15所示光路的復曲面成分δtoric(h，θ)不是精確的等于曲線13所示光路。
對于曲線30同樣可以觀察到，由于α0＝0.830，α2＝-0.940，所以曲線30不是與曲線26與曲線28之間的差異相對應。
π要注意到曲線29具有周期2π，曲線29的分別位于0到π(180°)之間的和π到2π(360°)之間的部分是對稱的，也就是一個是另一個的鏡像。
曲線29大約減少到θ-φ＝45°處；其增加至大約θ-φ＝135°處；再減少至θ-φ＝180°處；增加至θ-φ＝225°處；減少至θ-φ＝315°處，然后增加至θ-φ＝360°處。
曲線30具有周期π/2，其從θ-φ＝0°減少至θ-φ＝45°，然后增加到θ-φ＝90°。
對于瞳孔直徑為8毫米，得到分別與曲線29和30變化方式相同的曲線，但是變化的幅值要小一些。
關于到現(xiàn)在為止所給出的數(shù)值，應注意到—對于圖4和圖10中所示的那類矯正部分5，直到C+c的值偏移±0.125屈光度，ψ偏移±1°，仍可以得到較好的效果；—對于引入如圖7和13顯示的那類光路的矯正部分，從上面給出的參數(shù)αi可以發(fā)生偏離，只要偏離距離，如數(shù)學項指出的，保持小于0.05，也就是只要Σi∈E(αi-αi′)2≤0.05]]>該公式中的系數(shù)αi是實際中存在的系數(shù)(具有容差)，系數(shù)αi’是標稱系數(shù)，也就是那些根據(jù)附圖進行的先前描述中出現(xiàn)的表格給出的系數(shù)。
在沒有示出的具體實施例中，光路還是作為h變化的函數(shù)。
這種類型的第一實施例中，由透鏡矯正部分引入的光路寫為如下形式δA(h,θ)=Σi∈Eβi(h)cos[i(θ-φ)]]]>在該方程中E是從0開始的有限整數(shù)集合；以及βi(h)是滿足下列方程的函數(shù)集βi(h)=h22αi,j]]>j是整數(shù)，其按段是關于h變化的函數(shù)；αi，j無論i和j是多少，其是預定的常系數(shù)。
柱鏡度數(shù)在對應于每個階段的區(qū)域內(nèi)作為h的函數(shù)，當θ恒定時也是一個常數(shù)。
在上面所述類型的另一個例子里，βi(h)是滿足下列方程的函數(shù)集βi(h)=h22Σj=0Mαi,jhj]]>在該方程中的M是預定的整數(shù)，每個αi，j是與i和j無關的預定常系數(shù)。
柱鏡度數(shù)當θ恒定時，作為h的函數(shù)按照多項式函數(shù)而慢慢變化。
因為后表面4的形狀是已知的(在本實施例中為球面)，并且透鏡材料的折光指數(shù)也是已知的，所以如果固定后者在中心處的厚度，就可以通過公知的方法，從光路δ(h，θ)確定前表面3上不同點A的坐標，這里的光路選擇的是，h至少是0.4毫米到2.4毫米，滿足方程δ(h，θ)＝δ0+δA(h，θ)在該方程中，δ0是任意的常數(shù)，δA(h，θ)具有上述容差。
這樣定義的光路能夠確定適合矯正部分5的前表面的形狀。
在透鏡1的一個變形中，其后表面4由原來的純球面替換為非球面形，該非球面形是機械地適應于要接受該透鏡的眼睛的角膜的幾何形狀的，實際上，該后表面是從經(jīng)過對要佩帶的眼睛進行測試而得到一系列預定形狀中選擇出來的對于另一個透鏡1的變形，前表面3的形狀是從一系列已知表面中選擇出來的，其形狀與決定的后表面4相配。
在其它沒有示出的變形中，減輕部分6和7由其它不同的用于居中和旋轉穩(wěn)定的不同裝置取代，尤其是由如法國專利NNo.2 760 853中公開的動力學的凸緣取代，或者在下部放置壓載棱鏡取代，也可通過在頂部中的減輕部分來完成。
在另一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的透鏡除了用于矯正散光，還用來矯正近視或者遠視和/或老花眼的漸變同時視力矯正。
上面提及的光路δ(h，θ)完全滿足不等式δinf(h，θ)≤δ(h，θ)≤δsup(h，θ)這里δinf(h，θ)和δsup(h，θ)分別滿足以下方程δinf(h，θ)＝δ0+δs(h)+δp(h)+δA(h，θ)-0.09h2δsup(h，θ)＝δinf(h，θ)+0.18h2在該方程中，h和所有δ都是用米表示(m)-在球面矯正情況下，s(h)是用來進行這種矯正的光路，其滿足于方程δs(h)=PVL2h2]]>在該方程中，PVL是矯正所述眼睛的近視或者遠視所需的球鏡度數(shù)，由屈光度(D)表示；-在漸變同時視力矯正的情況下，δP(h)是用于該矯正的光路，其滿足于方程δP(h)=Σk=0k=9γ2k2k+2106kh2k+2]]>一系列的系數(shù)γ2k分別由以下給出的九個系數(shù)列表SA，SB，SC，MA，MB，MC，LA，LB，LC中之一確定




(E和跟隨的數(shù)值表示10的冪)。
在該實施例的一個變形中，對于老花眼的矯正，不是像上面那樣采用矯正部分5的中心比外周具有更高的屈光度，而是采用相反方向的變化，也就是在矯正部分中心處的屈光度比外周處的屈光度低。
在這種情況下，由漸變同時視力矯正引入的光路不再是上面給出的，而是δP=(h)=PADD2h2-Σk=0k=9γ2k2k+2106kh2k+2]]>PADD是近距離視區(qū)透鏡佩帶者所需要的增加量，用屈光度(D)表示，系數(shù)γ2k集合分別由上面給出的九個列表SA，SB，SC，MA，MB，MC，LA，LB，LC中的一個決定。
在沒有示出的變形中，如部分5的矯正部分，明顯不是接觸透鏡而是植入物形式的眼內(nèi)透鏡。
可以根據(jù)該情況作出很多其他的變化，在這點上重申本發(fā)明不局限于所說明和示出的實施例。
權利要求
1.一種接觸或者眼內(nèi)透鏡，其包括用于矯正可能近視或者遠視和/或可能老花散光的眼睛的視力的矯正部分(5)，包括光軸(2)和參考子午線(8)；其特征在于對于單純是散光矯正，其引入的光路的變化是相對于光軸(2)的距離(h)的函數(shù)和相對于所述參考子午線(8)的角間距(θ)的函數(shù)，至少當所述距離為0.4毫米至2.4毫米之間時，根據(jù)下列方程δA(h，θ)＝δtoric(h，θ)+δatoric(h，θ)在該方程中-δtoric(h，θ)是柱鏡光路(13，26)，按照拋物線近似法，其滿足表達式δtoric(h，θ)＝C/2h2sin2(θ-φ)，這里的φ是矯正所述眼睛的散光而需要的軸，表示成相對于所述參考子午線的角間距，這里的C是矯正所述眼睛的散光所需要的柱鏡度數(shù)以及-δatoric(h，θ)是光路(29，30)，使得當h是常數(shù)時，其變化是周期為2π的θ的函數(shù)，且與sin2(θ-φ)不同，該光路另外滿足條件Δφ’≥1.3Δφ在該不等式中-Δφ是變量x的變化范圍[-1/2Δφ，1/2Δφ]的幅度，幅度使得對于該區(qū)間內(nèi)的任意x值，下列條件被證實MTFa[δtoric(h,θ-x)-δtoric(h,θ)]≥MTFa
]]>-Δφ’是變量x的變化范圍[-1/2Δφ’，1/2Δφ’]的幅度，幅度使得對于該區(qū)間內(nèi)的任意x值，下列條件被證實MTFa[δA(h,θ-x)-δtoric(h,θ)]≥MTFa
]]>符號MTFa[f(h，θ)]表示，對于光路f(h，θ)，是從該光路產(chǎn)生的調(diào)制傳遞函數(shù)中計算得到的光學性能標準，根據(jù)下述公式對于在4毫米至7毫米之間的預定的瞳孔直徑MTFa[f(h,)]=∫ν=5ν=15∫χ=0χ=360MTF[f(h,θ)](ν,χ)∂ν∂χ]]>在該公式中，v和x是在角空間頻率的平面內(nèi)的極坐標，由周期每度表示，x由度表示；其中，MTF[f(h，θ)](，x)是根據(jù)所述極坐標的光路f(h，θ)的調(diào)制傳遞函數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1的透鏡，其特征在于，項δA(h，θ)滿足方程δA(h,θ)=Σi∈Nβi(h)cos[i(θ-φ)]]]>在該方程中-N是整數(shù)集合；以及-βi(h)是滿足下列條件的函數(shù)集Σj∈N′[(1hmax-hmin∫hminhmax2βi(h)h2dh)2]≥0.005m-2]]>在該不等式中，N`等于除了0和2以外的N，而hmin和hmax分別表示相對于光軸(2)的最小和最大距離，該光軸(2)是用于矯正散光的矯正部分(5)區(qū)域的光軸。
3.根據(jù)權利要求2的透鏡，其特征在于，每個函數(shù)βi(h)滿足方程βi(h)=h22αi]]>在該方程中，對于i∈N，αi都是常系數(shù)。
4.根據(jù)權利要求3的透鏡，其特征在于，所述光路δA(h，θ)滿足方程δA(h,θ)=C+c2h2sin2(θ-φ+η)]]>在該方程中，當θ-φ在0°至180°之間時，η等Ψ，當θ-φ在180°至360°之間時，η等于-Ψ，c和Ψ是預定的常數(shù)。
5.根據(jù)權利要求4的透鏡，其特征在于，取決于C值的常數(shù)c和Ψ的值由下表給出，對于C+c是精確到±0.125屈光度(D)，對于Ψ是精確到±1°
6.根據(jù)權利要求4的透鏡，其特征在于，取決于C值的常數(shù)c和Ψ的值由下表給出，對于C+c是精確到±0.125屈光度(D)，對于Ψ是精確到±1°
7.根據(jù)權利要求4的透鏡，其特征在于，常數(shù)c等于零，常數(shù)Ψ具有由下面公式給出的值，精確到±1°ψ=114C.DP]]>在該公式中，DP是瞳孔直徑，用毫米(mm)表示，Ψ用度(°)表示，C用屈光度(D)表示。
8.根據(jù)權利要求3的透鏡，其特征在于，所述光路δA(h，θ)滿足方程δA(h,θ)=C+c2h2sin2(θ-φ+η)]]>在該方程中，當θ-φ在0°至90°之間和θ-φ在180°至270°之間時，η等于Ψ；當θ-φ在90°至180°之間和θ-φ在270°至360°之間時，η等于-Ψ，c和Ψ是預定常數(shù)。
9.根據(jù)權利要求8的透鏡，其特征在于，取決于C值的常數(shù)c和Ψ的值由下表給出，對于C+c是精確到±0.125屈光度(D)，對于Ψ是精確到±1°
10.根據(jù)權利要求8的透鏡，其特征在于，取決于C值的常數(shù)c和Ψ的值由下表給出，對于C+c是精確到±0.125屈光度(D)，對于Ψ是精確到±1°
11.根據(jù)權利要求8的透鏡，其特征在于，常數(shù)c等于零，常數(shù)Ψ具有由下面公式給出的值，精確到±1°ψ=90C.DP]]>在該公式中，DP是瞳孔直徑，用毫米(mm)表示，Ψ用度(°)表示，C用屈光度(D)表示。
12.根據(jù)權利要求1的透鏡，其特征在于，項δA(h，θ)滿足方程δA(h,)=Σi∈Eβi(h)cos[i(θ-φ)]]]>在該方程中E是包括從0開始的整數(shù)的有限集合；以及βi(h)是滿足下列條件的函數(shù)集Σj∈E′[(1hmax-hmin∫hminhmax2βi(h)h2dh)2]≥0.005m-2]]>在該不等式中，E`等于除0和2以外的E，hmin和hmax分別表示相對于光軸(2)的最小和最大距離，該光軸(2)是用于矯正散光的矯正部分(5)區(qū)域的光軸(2)。
13.根據(jù)權利要求12的透鏡，其特征在于，函數(shù)βi(h)中的每一個都滿足方程βi(h)=h22αi]]>在該方程中，對于i∈E，每個αi是常系數(shù)。
14.根據(jù)權利要求13的透鏡，其特征在于，集合E包括從0到10的整數(shù)；并且系數(shù)αi，，作為C的函數(shù)，其取值滿足不等式Σi∈E(αi-αi′)2≤0.05m-1]]>系數(shù)α1`的值由下表給出
15.根據(jù)權利要求13的透鏡，其特征在于，集合E包括從0到10的整數(shù)；并且系數(shù)αi，，作為C的函數(shù)，其取值滿足不等式Σi∈E(αi-αi′)2≤0.05m-1]]>系數(shù)αi`的值由下表給出
16.根據(jù)權利要求13的透鏡，其特征在于，集合E包括從0到10的整數(shù)；并且系數(shù)αi，，作為C的函數(shù)，其取值滿足不等式Σi∈E(αi-αi′)2≤0.05m-1]]>系數(shù)αi`的值由下表給出
17.根據(jù)權利要求13的透鏡，其特征在于，集合E包括從0到10的整數(shù)；并且系數(shù)αi，，作為C的函數(shù)，其取值滿足不等式Σi∈E(αi-αi′)2≤0.05m-1]]>系數(shù)ai`的值由下表給出
18.根據(jù)權利要求12的透鏡，其特征在于，每個函數(shù)βi(h)都滿足方程βi(h)=h22αi,j]]>在該方程中，j是整數(shù)，它分段為h的函數(shù)變化；無論i和j取何值，每個αij是預定常系數(shù)。
19.根據(jù)權利要求12的透鏡，其特征在于，每個函數(shù)βi(h)都滿足方程βi(h)=h22Σj=0Mαi,jhj]]>在該方程中，M是預定的整數(shù)；并且無論i和j取何值，每個αij是預定的常系數(shù)。
20.根據(jù)權利要求1-19中任一個的透鏡，其特征在于，至少對于h在0.4毫米至2.4毫米之間時，所述透鏡引入的光路δ(h，θ)總計，滿足方程δ(h，θ)＝δ0+δA(h，θ)在該方程中，δ0是任意的常數(shù)。
21.根據(jù)權利要求1-19中任一個的透鏡，其特征在于，至少對于h在0.4毫米至2.4毫米之間時，所述透鏡引入的光路δ(h，θ)總計，滿足不等式δinf(h，θ)≤δ(h，θ)≤δsup(h，θ)δinf(h，θ)和δsup(h，θ)分別滿足下列方程δinf(h，θ)＝δ0+δs(h)+δp(h)+δA(h，θ)-0.09h2δsup(h，θ)＝δinf(h，θ)+0.18h2在該方程中，h和所有δ都是用米表示(m)-在球面矯正情況下，δs(h)是用來進行該矯正的光路，其滿足于方程δs(h)=PVL2h2]]>在該方程中，PVL是矯正所述眼睛近視或者遠視的所要求的球面光焦度，由屈光度(D)表示；-在漸變的同時視力矯正的情況下，δp(h)是用來進行該矯正的光路，其滿足于方程δP(h)=Σk=0k=9γ2k2k+2106kh2k+2]]>系數(shù)γ2k系列分別由以下給出的九個系數(shù)列表SA，SB，SC，MA，MB，MC，LA，LB，LC中之一確定
22.根據(jù)權利要求1-19中任一個的透鏡，其特征在于，至少對于h位于0.4毫米至2.4毫米之間時，所述透鏡引入的光路δ(h，θ)總計，滿足不等式δinf(h，θ)≤δ(h，θ)≤δsup(h，θ)δinf(h，θ)和δsup(h，θ)分別滿足下列方程δinf(h，θ)＝δ0+δs(h)+δp(h)+δA(h，θ)-0.09h2δsup(h，θ)＝δinf(h，θ)+0.18h2在該方程中，h和所有δ都是用米表示(m)-在球面矯正情況下，δs(h)是用來進行該矯正的光路，其滿足于方程δs(h)=PVL2h2]]>在該方程中，PVL是矯正所述眼睛近視或者遠視的所需要的球面光焦度，由屈光度(D)表示；-在漸變的同時視力矯正的情況下，δp(h)是用來進行這種矯正的光路，其滿足于方程δP(h)=PADD2h2-Σk=0k=9γ2k2k+2106kh2k+2]]>這里PADD是近距離視區(qū)透鏡佩帶者所需要的增加量，用屈光度(D)表示，系數(shù)γ2k分別由以下給出的九個系數(shù)列表SA，SB，SC，MA，MB，MC，LA，LB，LC中之一確定
23.根據(jù)權利要求1-22中任一個所述的接觸或者眼內(nèi)透鏡的制備方法，其特征在于，包括a)步驟確定須由透鏡的矯正部分引入的光路；b)步驟從一系列預定形狀中選擇所述矯正部分后表面的形狀，從而使透鏡的佩帶者取得最舒適的感覺；c)步驟從步驟b)中選擇的后表面形狀和步驟a)確定的光路，確定所述矯正部分的前表面形狀；d)步驟制造所述具有提供這樣確定的前表面和后表面的矯正部分的透鏡。
24.根據(jù)權利要求1-22中任一個所述的接觸或者眼內(nèi)透鏡的制造方法，其特征在于，包括a)步驟確定須由透鏡的矯正部分引入的光路；b)步驟從一系列預定形狀中選擇所述矯正部分前表面的形狀；c)步驟由步驟b)中選擇的前表面形狀和步驟a)確定的光路，確定所述矯正部分的后表面形狀；d)步驟制造所述具有提供這樣確定的前表面和后表面的矯正部分的透鏡。
25.一種接觸或者眼內(nèi)透鏡，其包括用于矯正散光眼睛視力的部分，該透鏡定義了一個光軸和一個垂至于該光軸的參考子午線；該透鏡還具有通常凸出的前表面和通常凹進的后表面，其特征在于，該前表面或者后表面中之一具有能矯正散光的形狀，穿過該透鏡所述矯正部分的光路的變化是距參考子午線的角間距的函數(shù)；其中，所述矯正部分分成至少兩個具有不同散光矯正軸的扇區(qū)，該透鏡的角度失調(diào)容差相對于同樣種類的標準復曲面透鏡增加了至少大約30％。
26.根據(jù)權利要求25所述的透鏡，其特征在于，所述矯正部分通常定義在圍繞光軸的圓環(huán)內(nèi)，該圓環(huán)的半徑是0.4毫米到2.4毫米。
27.根據(jù)權利要求25所述的透鏡，其特征在于，所述的兩個扇區(qū)由一條穿過光軸的線分隔，所述扇區(qū)相對于參考子午線成角度φ的角取向，該φ是矯正所述眼睛的散光所需要的標稱軸。
28.根據(jù)權利要求27所述的透鏡，其特征在于，所述兩個扇區(qū)每個都具有不同于φ的散光矯正軸。
29.根據(jù)權利要求28所述的透鏡，其特征在于，所述兩個扇區(qū)中，一個的散光矯正軸等于φ-Ψ，而所述兩個扇區(qū)中的另一個的散光矯正軸等于φ+Ψ，這里的Ψ是非零的。
30.根據(jù)權利要求25所述的透鏡，其特征在于，所述矯正部分分為四個扇區(qū)，至少其中兩個具有不同的散光矯正軸。
31.根據(jù)權利要求30所述的透鏡，其特征在于，所述四個扇區(qū)是由兩條在光軸處相交的垂直線分隔，從而定義了兩對直徑上對置的穿過所述光軸的扇區(qū)，其中一條線相對于參考子午線的角度取向是角φ。
32.根據(jù)權利要求31所述的透鏡，其特征在于，所述每對直徑上對置的穿過所述光軸的扇區(qū)具有相等的散光矯正軸。
33.根據(jù)權利要求32所述的透鏡，其特征在于，其中兩個所述扇區(qū)具有的散光矯正軸等于φ-Ψ，而所述扇區(qū)中的另兩個扇區(qū)具有的散光矯正軸等于φ+Ψ，這里的Ψ是非零的。
34.一種接觸或者眼內(nèi)透鏡，其包括用于矯正散光眼睛視力的部分，該透鏡具有前表面和后表面，并定義一個光軸和垂直于該光軸的參考子午線，其特征在于，至少所述前表面或后表面中的一個具有非軸對稱的形狀，也就是不是純粹的復曲面；其中，穿過該透鏡的所述矯正部分的光路的分布是許多光路的和，這些光路至少包括描述散光矯正特性的光路；以及描述除了散光以外的非軸對稱象差特性的光路，該透鏡還具有相對相同種類的標準復曲面透鏡增加至少約30％的角度失調(diào)容差。
35.根據(jù)權利要求34所述的透鏡，其特征在于，只有該前表面是非軸對稱的。
36.根據(jù)權利要求34所述的透鏡，其特征在于，只有該后表面是非軸對稱的。
37.根據(jù)權利要求34所述的透鏡，其特征在于，所述前表面和后表面都是非軸對稱的。
38.根據(jù)權利要求34所述的透鏡，其特征在于，穿過過該透鏡所述矯正部分的光路還矯正球面誤差。
39.根據(jù)權利要求34所述的透鏡，其特征在于，穿過該透鏡所述矯正部分的光路還包括對遠視眼多焦點的矯正。
40.根據(jù)權利要求34所述的透鏡，其特征在于，穿過該透鏡所述矯正部分的光路還包括對遠視眼的漸變光焦度矯正。
41.根據(jù)權利要求34所述的透鏡，其特征在于，該穿過所述透鏡的所述矯正部分的光路還矯正慧形象差。
全文摘要
復曲面接觸或者眼內(nèi)透鏡，其具有矯正部分，該矯正部分的特征在于一個或者更多新穎的結構，所述構造每個都產(chǎn)生能改善角度失調(diào)容差的光路。該透鏡(1)可以構造成“光滑非復曲面”外表，這里通過該透鏡矯正部分(5)的光路，不僅矯正散光，還可以既矯正散光又矯正軸對稱象差，在提供不同矯正的區(qū)域之間沒有突然的表面間斷(即，“光滑”)。在另一個實施例里，透鏡(1)可以構造為具有圍繞光軸(2)成環(huán)狀面排列的所謂“扇區(qū)”，從而通過所述透鏡矯正部分(5)的光路的變化是距參考子午平面(8)的角間距的函數(shù)，并且矯正部分至少分為兩個具有不同矯正軸的扇區(qū)(10，11)。在任意一個實施例里，矯正面可以在透鏡的前表面(3)或者后表面(4)中的一個或這兩者上，并且透鏡的光學性能在若發(fā)生角位移(“角度失調(diào)容差”)增加。特別是，角度失調(diào)容差比相同種類標準復曲面透鏡在相同情況下(例如，相同的柱鏡度數(shù)和瞳孔直徑)增加至少30％。這種特殊形狀的透鏡的清楚輪廓使得形成這種形狀的模制模具成為可能，或可以使用透鏡的加工工具。
文檔編號G02C7/06GK1533513SQ02814613
公開日2004年9月29日 申請日期2002年7月18日 優(yōu)先權日2001年7月20日
發(fā)明者B·費米吉耶, R·勒格拉, N·沙托, B 費米吉耶, 窶 申請人:眼科科學公司