眼用镜片用于矫正屈光异常是众所周知的。举例来说，像渐进多焦镜片(PAL镜片)这样的多焦镜片可用来治疗远视眼。PAL镜片具有至少一个渐进表面，该表面在一个从远焦点到近焦点垂直增加屈光度的逐步连续渐进中提供了远视野，中间视野和近视野。
PAL镜片的一种类型是双面PAL镜片或双渐进多焦镜片，其前后表面都是渐进面。在通常的生产方法中，镜片毛坯被要求用于每个附加光度(add power)，毛坯的第一表面具有独特的渐进设计。第二渐进表面与每个第一渐进表面相匹配以生产出所述镜片。该第一表面只有与特定的第二表面相匹配时才能被使用，并且该第一表面不能用于生产替换设计的双渐进多焦镜片。

在本发明的几个方面中，用于双面渐进多焦镜片(PAL)上的眼用镜片毛坯的设计方法包括：从第一套第一设计中确定验光范围以制造出满足所述验光范围的第二套第一设计；使用所述第二套第一设计来确定一个公共表面，并使用所述公共表面来制造出满足所述验光范围的一套第二设计。
在一些实施例中，所述设计可以包括通道长度(channel length)、硬性或软性设计(hard or soft designs)、通过在近参考点下的通道的渐进度数(power procession)、远距离性能(distance performance)、中距离性能(intermediate performance)和/或近距离性能(near performance)。
在一些实施例中，所述设计可以包括确定附加光度的方法，所述附加光度通过下述参数中的一个或多个来描述：前镜顶附加光度、后镜顶附加光度、有效附加光度、框架形状、框架尺寸、设计不对称性、基于镜片厚度和棱镜效应的性能优化以及可测量的患者视力参数。
在一些实施例中，所述设计可以包括一个或多个基础曲线和/或一个或多个附加光度。多个附加光度可以具有同一基础曲线。多个基础曲线可以具有同一附加光度。所述附加光度可以在镜片的前后表面之间被分离开。该套第二设计可以小于该第二套第一设计。所述设计可以通过运用射线追踪分析法来被分析。
在一些实施例中，双面渐进多焦镜片的一个表面可以是渐进表面。双面渐进多焦镜片的一个表面可以是球面。所制作的一套第二设计可以通过运用下述方程式来得到：
Second_memberi_basej_addk＝SSDe_memberi_basej_addk-Common_First_basej_addk+Second_Spherical_memberi_basej_addk
其中，Second_memberi_basej_addk是第i个组件(member)的第二表面；
SSDe_memberi_basej_addk为第i个组件的等效单个表面设计，该第i个组件来自于本发明方法第二步中所产生的设计；
Common_First_basej_addk是被设计的公共第一表面，其被产生在本发明所述方法的第三步中；而Second_Spherical_memberi_basej_addk是Second_memberi_basej_addk的球形部分。
在一些实施例中，确定该套第二设计是否满足验光范围的方法可以包括分析所述Common_Firstb_asej_addk和Second_memberi_basej_addk的每个镜片性能是否在验光范围内。所述分析可以包括对在“如同被配戴(as-worn)”的位置上的镜片的射线追踪分析。所述分析可以包括穿过该套第二设计的整个范围的公共表面的性能的公差分析。
在一些实施例中，所述分析可以模拟具有一个或多个制造误差的大量镜片的生产。这些制造误差可包括表面倾斜、表面偏心和/或表面形状误差。已知的统计分布可以用来产生所述的制造误差。
在一些实施例中，如果该套第二设计不在所述验光范围内，本方法的步骤就被重复一次或多次或者直到该套第二设计在所述验光范围内。
在一些实施例中，如果该套第二设计不在所述验光范围内，Second_memberi_basej_addk就可以被优化而Common_First_basej_addk的表面保持不变。所述优化可以使用射线追踪，在此射线追踪方法中，该第二表面在如同被佩戴的位置上被优化。在优化被完成后，镜片的性能被再次分析，而如果所述性能被发现还不能令人满意，本方法前述的步骤可以被重复一次或多次。
在一些实施例中，该套第二设计的镜片通过用射线追踪为基础优化每个后表面而被优化。所述优化可以运用下述方程式：

其中i是该套设计的一个组件，x和y是表面上的点，Φ(x，y)是在每点(x，y)处计算得到的屈光度(power)，P(x，y)是目标屈光度值，cyl(x，y)是在每点(x，y)处计算得到的柱面(cylinder)，C(x，y)是柱面目标，w_p(x，y)是屈光度的权重(power weight)；而w_c(x，y)是柱面的权重(cylinder weight)。C(x，y)和cyl(x，y)可以被替换为镜片的其它性能指标。所述镜片性能指标可以包括RMS(均方根)光点尺寸。所述优化变量可以包括控制第一公共表面的变量和控制第二表面的变量，该第二表面用于该套第二设计的每个组件i。所述公共表面可以是一个既不在第一套第一设计上又不在第二套第一设计上的表面。该公共表面可以根据下述方程式来被确定：
Common_First_basej_addk＝average(SSDs_member1_basej_addk+SSDs_member2_basej_addk+...)
其中，average是为具有指定的基础曲线和附加光度的每个组件的平均表面垂度值(average surface sag value)。所述平均表面垂度值可以是一个逐点表面垂度的均值。在一些实施例中，所述公共表面可以是一个来自第二套第一设计的表面。
本发明同样涉及用于双面渐进多焦镜片(PAL)而设计的眼用镜片毛坯的生产方法，该方法包括从第一套第一设计中确定一验光范围以生产出满足该验光范围的第二套第一设计，运用所述第二套第一设计确定一个公共表面，并运用该公共表面生产出满足所述验光范围的一套第二设计。
本发明一个或多个实施例的具体细节将通过结合下面的附图和描述来被阐明。本发明其它的特征、目的和有益效果将明显地从说明书和附图中以及从权利要求书中得出。

本发明提供了用于设计和制造渐进多焦镜片的有效方法。本发明的方法允许建立一套第一表面，该第一表面可以用于制造具有多样化设计的渐进多焦镜，例如双渐进多焦镜。举例来说，本发明的方法可以用于提供一个或者多个在一定范围内的参数来包括镜片附加光度，所述在一定范围内的参数包括有：通道长度；硬性设计或软性设计；近参考点下通过通道的各种度数渐进中的替代设计选择；为中间视野性能、远视野性能和近视野性能的替换设计选择；关于附加光度如何被确定的替换选择，所述镜片附加光度是由前镜顶附加光度、后镜顶附加光度和有效附加光度、框架的形状和尺寸、设计的不对称性、基于镜片厚度和棱镜效应的优化性能以及可测量的患者视力参数来被给定的。另外，第一套表面被这样设计从而使得一个表面覆盖一定范围的附加光度，因此减少了生产镜片所必需的镜片毛坯的数量。
为了本发明的目的，“渐进多焦表面”或者“渐进表面”是指一个具有远视视区和近视视区的连续非球面表面和一个连接近视视区和远视视区的增加屈光度的区域。本领域普通技术人员可以认识到，如果渐进表面是镜片的凸面，则远视视区的曲率将小于近视视区的曲率，而如果渐进表面是镜片的凹面，则远视视区的曲率将大于近视视区的曲率。
“通道”是指视觉通道，其宽度是无有害散光的视觉区域。当配戴者眼睛扫视通过中间视区到达近视视区并返回时，长度是在契合点和沿镜片的本初子午线的度数达到镜片附加光度的85％的这点之间的区域。
在本发明的所述方法的第一步中，多个基础曲线和附加光度被选择以用于第一套渐进表面。在通常的方法中，典型的是为每个附加光度设置六个基础曲线。然而，在本发明的方法中，以表1为例，同一个基础曲线被设置来用于多个附加光度。同一个附加光度可以被多个基础曲线所设置。
“基础曲线”是指描述了存在于表面设计每点中的曲率的方位。所述设计是基础曲线的结合。基础曲线可以通过每个坐标(x，y)的曲率半径来被描述。
表1
  前表面1   附加光度：1；1.25；1.5屈光度  球面度：-5到-10屈光度   前表面2   附加光度：1；1.25；1.5屈光度  球面度：-1到-4.75屈光度
  前表面1   附加光度：1；1.25；1.5屈光度  球面度：-5到-10屈光度   前表面3   附加光度：1；1.25；1.5屈光度  球面度：2到-0.75屈光度   前表面4   附加光度：1；1.25；1.5屈光度  球面度：4到2.25屈光度   前表面5   附加光度：1；1.25；1.5屈光度  球面度：6到3.75屈光度   前表面6   附加光度：1；1.25；1.5屈光度  球面度：8到6.25屈光度   前表面7   附加光度：1.75，2，2.25屈光度  球面度：-5到-10屈光度   前表面8   附加光度：1.75，2，2.25屈光度  球面度：-1到-4.75屈光度   前表面9   附加光度：1.75，2，2.25屈光度  球面度：2到-0.75屈光度   前表面10   附加光度：1.75，2，2.25屈光度  球面度：4到2.25屈光度   前表面11   附加光度：1.75，2，2，25屈光度  球面度：6到3.75屈光度
  前表面1   附加光度：1；1.25；1.5屈光度  球面度：-5到-10屈光度   前表面12   附加光度：1.75，2，2.25屈光度  球面度：8到6.75屈光度   前表面13   附加光度：2.5，2.75，3屈光度  球面度：-5到-10屈光度   前表面14   附加光度：2.5，2.75，3屈光度  球面度：-1到-4.75屈光度
  前表面15   附加光度：2.5，2.75，3屈光度  球面度：2到0.75屈光度   前表面16   附加光度：2.5，2.75，3屈光度  球面度：4到2.25屈光度   前表面17   附加光度：2.5，2.75，3屈光度  球面度：6到3.75屈光度   前表面18   附加光度：2.5，2.75，3屈光度  球面度：8到6.25屈光度
所述附加光度应用于前后表面来为双渐进多焦设计给出总的规定附加光度，其在前后表面之间被分离。在本发明方法中，所述分离不需要通过基础曲线或附加光度来成为恒量，比如表2示出了表1中所示的18个表面前后之间附加光度分离的一种可能性。
表2

如表2所示，需要大量毛坯以适用于一个给定的验光范围。举例来说，为了适用于附加光度范围是1到1.5的近视验光单，需要三个毛坯：一个具有前附加光度为0.2和后附加光度为0.8的毛坯，一个具有前附加光度为0.2和后附加光度为1.05的毛坯，以及一个具有前附加光度为0.2和后附加光度为1.3的毛坯。随后，为了适用于1到3的附加光度范围和2到8.75的基础光度范围，就需要54个毛坯。这个数字因为左右镜片差别的需要会进一步增加。
下面的方法减少了为适用于这些验光范围所必需的毛坯数量。运用在本方法第一步中选择的基础曲线和附加光度，在一套适用于所希望的验光范围的镜片中的每个镜片，通过使用任何公知设计方法来被提供，例如在美国专利6302540和美国专利申请10/606391所已知的设计方法整体在此作为参考被引用。在双渐进多焦镜片的示例中，每个所设置的镜片将具有用于每个基础曲线和附加光度的独特设计，也可以是如下设计：
Dual_memberi_basej_addk
其中：
i是该套镜片的一个组件；
j是基础曲线；以及
k是附加光度。
可选择的是，如果镜片是只有一个表面为渐进面的渐进镜片，每个镜片将可以如下设计：
SSD_memberi_basej_addk
其中：
i是该套镜片的一个组件；
j是基础曲线；以及
k是附加光度。
于是，每个单独镜片设计可以通过使用各种简便的方法来分析其性能，例如射线追踪分析法。
在本发明的第三步中，一个表面从在先前步骤里为每个基础曲线j和附加光度k所生成的镜片中被选出，这个表面将被用来作为在本发明方法第一步中所选的基础曲线和附加光度的一个公共表面。
然后，与所述公共表面一起被使用的多个第二表面被生成。任何合适的设计方法都可以用来生成第二表面。举例来说，当镜片是一个双渐进多焦镜片时，可以作这样的设想：对于每个双面镜片来说，有一个一面是渐进表面而一面是球面的等效镜片。该等效镜片可以通过任何公知的方法被得到，该方法包括但不限于：垂度附加光度或是美国专利申请10/870080中所揭示的方法在此被整体作为参考引用。所述等效表面可以被设计成：
SSDe_memberi_basej_addk
其中：
i是该套镜片的一个组件；
j是基础曲线；以及
k是附加光度。
所述“垂度附加光度“指的是两个表面可以被相加从而使得作为结果的点是两个表面相应点的总合。换而言之，“表面3的z(x，y)”＝“表面1的z(x，y)”+“表面2的z(x，y)”
然后，运用下述方程式找到将被生成的第二表面：
Second_memberi_basej_addk＝SSDe_memberi_basej_addk-Common_First_basej_addk+Second_Spherical_memberi_basej_addk
其中，Second_memberi_basej_addk是第i个组件(member)的第二表面；
SSDe_memberi_basej_addk是对第i个组件等效的单个表面设计，该第i个组件来自于本发明方法第二步中所产生的设计；
Common_First_basej_addk是所设计的公共第一表面，其产生在本发明所述方法的第三步中；而Second_Spherical_memberi_basej_addk是Second_memberi_basej_addk的球形部分。
继续先前的例子，目的是将用于前表面的三个设计减到一个设计。一种设计被指定用来或者在有些情况下被产生来制作出一种通用的设计。接下来，第二表面被生成以与公共的前表面一起被使用。该第二表面和该公共前表面一起制作出单个镜片毛坯。
在本发明的下一步骤中，在整个验光范围内的Common_First_basej_addk和Second_memberi_basej_addk的每个镜片的性能都被分析。优选地，所述分析通过运用射线追踪分析在“如同被佩戴的”位置中的镜片来实现的。更优选地，所述分析包括公差分析以保证公共第一表面在越过第二表面设计的整个范围内的性能令人满意。优选地，该分析通过模拟具有制造误差的大量镜片的生产来实现，所述制造误差包括但不限于：表面倾斜、表面偏心和表面形状误差，且这些误差根据已知的统计分布而被应用。随后，此分析与在本发明方法第二步中所生成的设计中所施行的分析相比较，以确定每个越过验光范围的镜片在使用该套公共第一表面时的性能令人满意。
如果此分析证明了镜片的性能不能令人满意，则本方法的步骤可以被重复直到获得一个令人满意的性能结果。可选择的是，当Common_First_basej_addk表面保持不变时，所述第二表面或Second_memberi_basej_addk可以被优化。优选地，此优化通过射线追踪来实现，且在该射线追踪中第二表面在如同被佩戴的位置被优化。一旦优化完成，镜片的性能将被再次分析，如果发现性能仍旧不能令人满意，本方法前述的步骤将被重复。
继续本例，当近视验光单的附加光度范围是1-1.5时，三个毛坯设计被分析。通过使用这三个表面以生产出一个公共表面的目的是制作出能够适用于1-1.5的整个附加光度范围的第二表面。该公共表面可以是一个最初可以适用于基础光度为2的表面，所述基础光度2具有前附加光度为0.2和后附加光度为1.05。该公共表面同样可以不是所述三个最初表面中的一个。一旦公共表面产生(或者在一些情况下被选定)，该公共表面就被用来产生能够适用于1到1.5的整个附加光度范围的第二表面。因为该第二表面能够适用于最初需要三个附加毛坯的整个附加光度范围，因此用来适用于各种验光范围所需的毛坯数量被减少。
可选择地，公共表面可以通过运用射线追踪为基础优化每个后表面的方式而被进行优化。该套镜片可以同时通过运用下面的方程式(价值函数)来进行模拟优化：

其中：
i是该套设计的一个组件，x和y是表面上的点，
Φ(x，y)是每点(x，y)处计算得到的度数，
P(x，y)是目标度数值，
cyl(x，y)是每点(x，y)处计算得到的柱面，
C(x，y)是目标柱面，
w_p(x，y)是度数的权重；
w_c(x，y)是柱面的权重。
C(x，y)和cyl(x，y)可以被替换为镜片的其他性能指标，所述光学性能指标包括但不限于RMS(均方根)光点尺寸。优化变量包括控制第一公共表面的变量和控制第二表面的变量，该第二表面用于该套设计的每一组件i。
为了实现本发明方法的第三步，作为一种替换方式，所述公共第一表面可以是一个被生成的表面。举例来说，如果在本方法第二步中被生成的这套设计之中的镜片是双渐进多焦镜片，则于是一套等效于该套双渐进多焦镜片的单面渐进多焦镜片就可以被生成了。对于最初的那套双渐进多焦镜片中的每个镜片，如果该方法和该镜片的每个附加光度是与给出SSDs_memberi_basej_addk的第一步中所选定的附加光度成比例，则现在就有SSDe或等效的设计文件对应于在第一步中被选择的基础曲线。然后，该公共表面可以根据下述方程式来确定：
Common_First_basej_addk＝average(SSDs_member1_basej_addk+SSDs_member2_basej_addk+...)
其中，average是对已被指定基础曲线和附加光度的每一组件的逐点表面垂度的均值。
已经描述了本发明的多个实施例。然而，可以理解的是，在不背离本发明的精神和保护范围的条件下可以作出各种改进。相应地，其它的实施方式也落在本发明权利要求的范围内。