接触透镜广泛用于校正多种不同类型的视觉缺陷。这些缺陷包括诸如 近视和远视这样的缺陷、散光视觉误差、以及通常与年龄有关的近距离视 觉缺陷(老花)。
散光是眼睛中的与光焦度子午线(meridians)有关的折射误差。这通 常是由具有超环面形状的一个或多个折射面(最常见地，前角膜)造成的。 它也可能是由横向偏移或者倾斜的一个或多个表面造成的。散光通常是规 则的，这意味着主(最大和最小光焦度)子午线相互垂直。带有散光的人 们在任何距离上的视觉都是模糊的，虽然这可能因散光类型的不同而在远 处或者近处最严重。这些人会抱怨与费力的目视工作有关的眼痛和头痛。 散光可用复曲面接触透镜来校正，所述复曲面接触透镜通常具有一个球面 表面和一个超环(柱面)表面，其可以形成在复曲面透镜的后表面(后方 表面)或前表面(前方表面)上。由于散光需要的视觉校正通常与其它折 射异常(诸如近视或远视)相关，因此复曲面接触透镜一般还开具有用于 校正近视散光或远视散光的球面光焦度校正。
传统的具有一个超环面和一个球面表面的复曲面接触透镜通常将具有 不受控制的光焦度分布。复曲面透镜的某一位置上的光焦度不仅取决于到 光轴(或者透镜中心)的距离，而且还取决于相对于复曲面透镜的主子午 线的角位置。另外，复曲面透镜的光焦度分布与其目标光焦度(即Rx)有 关。根据透镜的球面光焦度和柱面光焦度，复曲面透镜的光焦度可由单纯 正的光焦度偏差(即远离透镜中心的位置上的光焦度大于透镜中心上的光 焦度)、单纯负的光焦度偏差(即远离透镜中心的位置上的光焦度小于透 镜中心上的光焦度)、或它们的组合组成。在这种不受控制的光焦度分布 下，复曲面透镜不能为患者、尤其是瞳孔较大的患者提供最佳视觉。
此外，球面像差是眼睛的内在高阶像差分量。球面像差一般是绕光轴 旋转对称的像差。由于角膜和晶状体的光学特性，典型的成年人眼睛内在 表现出球面像差(正的球面像差)量随瞳孔直径放大而增加。通常，成年 人的球面像差在瞳孔直径为6mm时约为1屈光度，而该球面像差在瞳孔 为8mm时略小于2屈光度。具有单纯正的光焦度偏差的复曲面透镜不会 抵消而是加重眼睛的内在球面像差，且同样地不能向瞳孔相对较大或处于 黑暗状态下(即具有放大的瞳孔)的患者提供良好的视觉。
因此，有利的是复曲面透镜被设计成具有受控的光焦度分布，其优选 能够抵消典型人眼的内在球面像差，以便向患者提供改善的视觉。
本发明的目的是提供一种具有受控的光焦度分布的复曲面接触透镜。
本发明的另一目标是提供一种用于制造具有受控的光焦度分布的复曲 面接触透镜的方法。
本发明的进一步目标是提供一组接触透镜，其具有一组不同的柱面光 焦度和一组不同的球面光焦度。所述组中的各个透镜均具有受控的光焦度 分布。

为实现上述目标，根据本发明的一个方面提供了一种具有受控的光焦 度分布的复曲面接触透镜。本发明的复曲面接触透镜具有光轴、具有第一 光学区的前表面、和具有第二光学区的相对的后表面。第一光学区和第二 光学区结合提供目标柱面光焦度和目标球面光焦度。第一和第二光学区中 的至少一个具有非球面表面，其被设计成与另一光学区的表面一同提供受 控的光焦度分布，所述光焦度分布关于光轴基本旋转对称或者结合有球面 像差分量，其中所述球面像差分量由四阶、六阶、八阶Zernike球面像差 项中的任何一个来描述，且在离光轴3mm处具有-0.5屈光度至约-1.5屈光 度的值。
本发明在另一方面提供了一组复曲面接触透镜，其具有一组不同的目 标柱面光焦度和一组不同的目标球面光焦度，其中该组中的每一个接触透 镜都具有光轴、具有第一光学区的前表面、和具有第二光学区的相对的后 表面，其中第一和第二光学区之一为超环面，而另一光学区则为非超环面 的球面或非球面表面，其中第一和第二光学区中的至少一个的表面被设计 成与另一光学区的表面一同提供受控的光焦度分布，其中：(1)透镜的光 焦度偏差基本不变；(2)离光轴3mm处的光焦度偏差在约-0.5屈光度至 约-1.5屈光度之间；(3)离光轴3mm处的光焦度偏差比离光轴2mm处 的光焦度偏差小约0.2屈光度至约1.0屈光度；或者(4)存在由四阶、六 阶、八阶Zernike球面像差项或其组合描述的球面像差分量，其中该球面 像差分量在离光轴3mm处具有在-0.5屈光度至约-1.5屈光度之间的值。
在其它方面，本发明提供了一种用于制造本发明的复曲面接触透镜或 者本发明的一组复曲面接触透镜的方法。
本发明的这些和其它方面将通过下述参照附图对优选实施例的描述变得清 晰。对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以对本发明进行各种改变 和改进，而不会脱离所公开的新的构思的精神和范围。

现在将详细描述本发明实施例。本领域技术人员显然能够在本发明中 进行各种改进和改变而不脱离本发明的范围或精神。例如，作为某一实施 例的一部分示出或者描述的特征可被用在另一实施例上以进一步形成另一 实施例。因此，本发明旨在覆盖在所附权利要求及其等同物范围之内的那 些改进和改变。本发明的其它目标、特征和方面在以下详细描述中公开或 者通过其变得显而易见。本领域技术人员应理解：目前的讨论只是对示例 性实施例的描述，而不希望是对本发明的更广义方面的限制。
除非另外定义，文中使用的所有技术和科技术语具有本发明所属领域 技术人员所公知的相同含义。通常，文中使用的术语和制造过程在本领域 公知且被普遍使用。对于这些制造过程均采用常规方法，例如本领域常规 方法及各种常规手段。当术语以单数示出时，本发明人也考虑到术语的复 数情况。文中使用的术语和下面所描述的制造过程在本领域公知且被普遍 使用。
当用于本文中时，“非球面表面”旨在描述非球面的表面。
“球面接触透镜”旨在描述具有其两个相对的表面均为球面(即，每 一个都可以由球面数学函数定义)的光学区的接触透镜。
光轴是通过接触透镜的光学区的两相对表面的两中心的假想的线。
正如本领域技术人员公知的那样，视线(LOS)是连接固定点和入射 瞳孔中心以及连接出射瞳孔中心和视网膜中心凹的假想线。LOS已被美国 光学协会资助的特别工作组推荐用作用于测量和报告眼睛光学像差的参考 轴(Applegate，et al.in Vision Science and Its Applications，OSA Technical Digest(Optical Society of America，Washington D.C.)，2000：146-149，其 全文在此引用作为参考)。通常，LOS用关于瞳孔轴测得的角度κ来指示。 瞳孔轴是垂直于角膜且穿过入射瞳孔中心的轴线。
关于接触透镜的“目标球面光焦度”是指由眼保健从业者开具以提供 负的或正的球面光焦度校正的光焦度。通常，目标球面光焦度对应接触透 镜的光学区中心上的光焦度。
关于接触透镜的“目标柱面光焦度”是指由眼保健从业者开具以校正 患者的散光视觉误差的光焦度。
当用于本文中时，关于透镜的“球面像差”是指透镜的光焦度随着离 光轴的距离(半径或者直径)而变化，偏离理想光焦度(即光学区中心上 的光焦度)。负的球面像差旨在描述透镜在偏离其光学区中心的位置上的 光焦度比透镜在光学区中心上的光焦度小(或者更加负)。正的球面像差 旨在描述透镜在偏离其光学区中心的位置上的光焦度比透镜在该中心上的 光焦度大(或者正的更多)。
关于复曲面接触透镜的“球面像差分量”旨在描述复曲面透镜的波前 像差的分量可由Zernike多项式中的球面像差型Zernike项定义。
Zernike多项式是在单位圆上正交的一组函数。它们可用于描述有像 差的波前的形状。对于这些多项式，存在几种不同的标准化和编号方案。 通常以极坐标(ρ，θ)定义Zernike多项式，其中ρ是范围在0到1之间的 径向坐标，θ是范围在0到2π之间的方位角分量。Zernike多项式中的每一 个都包括三个分量：标准化因子，径向相关分量和方位角相关分量。径向 分量是多项式，然而方位角分量是正弦曲线。双索引方案可用于清楚地描 述这些函数，其中索引n描述径向多项式的最高次幂或阶，索引m描述方 位角分量的角频率。
由于Zernike多项式是正交的，因此像差可分离且能够如下所述那样 进行处理。第一阶Zernike模是线性项。第二阶Zernike模是二次方项， 其对应光焦度和散光。第三阶Zernike模是三次方项，其对应彗差和三叶 草样散光。第四阶Zernike模对应球面像差、二次散光和四叶草样散光。 第五阶Zernike模是更高阶的不规则像差。瞳孔内的波前上的局部不规则 性由这些更高阶的Zernike表示。
提出的OSA标准(美国光学协会)的至6阶的Zernike多项式表格如 下所示(更多有关Zernike多项式的信息见 http://color.eri.harvard.edu/standardiztion/standards_TOPS4.pdf)。

“球面像差型项”是指提出的OSA标准(美国光学协会)Zernike多 项式中的Z4 0、Z6 0、Z8 0、Z10 0中的任一项或者这些Zernike项的组合。
球面像差分量的分离可通过用能够将波前分解成Zernike基组的焦度 计系统在整个光焦度范围上对透镜进行测量来完成。这些装置的实例是来 自Wavefront Sciences的基于Shack-Hartmann的系统和来自Rotlex的基 于横向剪切干涉测量的系统。这些系统能够以与眼用波前传感器类似的方 式输出波前的光焦度分布。用于测量眼睛的主观式屈光的综合屈光检查仪 对这些轴对称项求平均，但是能够通过使用柱面透镜分离散光分量。类似 地，诸如Marco这样的焦度计对波前的轴对称项求平均，但是能够分离复 曲面分量。
“光焦度偏差”是指给定透镜位置(ρ，θ)上的光焦度与透镜光轴所通 过的光心(0，0)上的光焦度之差，即Δp＝px-p0，其中Δp是相对于光心 的在透镜位置(ρ，θ)上的光焦度偏差，pρ，θ是透镜位置(ρ，θ)上的光焦度， 而p0，0是光心上的光焦度。
关于接触透镜的“基本不变的光焦度分布”旨在描述其中在6mm直 径光学区内的(偏离光学区中心的)任意位置上的光焦度偏差在约-0.1屈 光度至约0.1屈光度之间的光焦度分布。
“光学模型透镜”是指在计算机系统中设计的且通常不包含其它非光 学系统的眼用透镜，所述非光学系统是接触透镜的一部分。
“斜面”是指位于接触透镜的后表面的边缘处的非光学表面区。一般 而言，斜面是相当平坦的曲面，且通常与接触透镜的基曲(光学后表面) 混合，并且看起来象边缘附近的朝上的锥形。这样防止更为陡峭的基曲半 径夹住眼睛，且允许边缘稍微抬起。该边缘抬起对于眼泪正确流过角膜是 重要的，并且使得透镜佩戴起来感觉更为舒适。
“透镜体”是指位于光学区与边缘之间的接触透镜的前表面的非光学 表面区。透镜体的主要功能是控制透镜边缘的厚度。
在一个方面，本发明提供了一种具有受控的光焦度分布的复曲面接触 透镜。本发明的复曲面接触透镜具有：光轴；前表面，其具有第一光学区； 以及相对的后表面，其具有第二光学区。第一光学区和第二光学区结合起 来提供目标柱面光焦度和目标球面光焦度。第一和第二光学区中的至少一 个具有非球面表面，其被设计成与另一光学区的表面一同提供受控的光焦 度分布，所述分布关于光轴基本旋转对称或者结合有球面像差分量，其中 该球面像差分量由四阶、六阶、八阶Zernike球面像差型项中的任何一个 来描述，并且在离光轴3mm的地方具有-0.5屈光度至约-1.5屈光度的值。 根据本发明，关于复曲面接触透镜的术语“基本旋转对称”旨在描述：在 透镜的光学区内，在关于光轴的给定半径上的光焦度基本不变，即在离光 轴3mm处测得的光焦度上的最大差异小于0.05屈光度。
根据本发明，第一光学区或第二光学区之一是超环面，且另一光学区 是球面表面、或优选为非球面表面。
通过在Y-Z平面上定义曲面(其中Z轴沿法向方向穿过曲面顶点)、 且随后绕与Y轴平行且相距r的轴线旋转该曲面来形成该超环面。距离r 的值基于用来校正佩戴者的散光的接触透镜的所需柱面光焦度进行选择。
该曲面可用任何一种数学函数来定义，优选用锥函数(公式1)或者多项 式函数(公式2)来定义。
$z=\frac{c{y}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{y}^2}}---\left(1\right)$
$z=\frac{c{y}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{y}^2}}+{\alpha }_1{y}^2+{\alpha }_2{y}^4+{\alpha }_3{y}^6+{\alpha }_4{y}^8+{\alpha }_5{y}^{10}+{\alpha }_6{y}^{12}+{\alpha }_7{y}^{14}---\left(2\right)$
其中：c是曲率(半径的倒数)，k是锥体常数，以及α1-α7为系数。 距离r的值可被选择成使接触透镜获得所需要的柱面光焦度以用于校正眼 睛散光误差。
超环面还可以是由公式3定义的双锥形表面：
$z=\frac{c_x{x}^2+c_y{y}^2}{1+\sqrt{1-(1+k_x)c_x^2{x}^2-(1+k_y)c_y^2{y}^2}}---\left(3\right)$
其中：cx和cy是x和y子午线上的曲率，kx和ky是锥体常数，且Z 轴穿过该表面的顶点。
根据本发明，该非超环面的非球面表面优选通过绕Z轴旋转公式1或 2的曲面来定义。
根据本发明，接触透镜的光轴可以是穿过前、后表面的几何中心的中 心轴线。
在优选实施例中，光轴与眼睛的视线(LOS)基本重合。人们认为对 于更高级的像差，使折射校正与整个眼睛视线而不是透镜中心对准更为重 要。
根据本发明，眼睛的视线可以是个体的眼睛的测量数据，或者优选是 从统计上代表人群中的个体的眼睛的视线的特征数据。
任何合适的方法均可被用来获得眼睛的视线。例如，人们可以通过固 定在初始的注视的眼睛的波前数据和角膜地形图获取眼睛的LOS。
由于视网膜中心凹的偏心(通常是暂时和较低的)和眼睛的像差，眼 睛的视线通常不与眼睛的几何或机械轴线对齐。在这种情况下，接触透镜 将不会给传至佩戴者眼睛的图像提供最佳的视觉调整。
在优选实施例中，离光轴3mm处的透镜光焦度偏差在约-0.5屈光度至 约-1.5屈光度之间、优选在约-0.8屈光度至-约1.1屈光度之间。某一位置 上的透镜光焦度偏差旨在描述光轴通过点与该位置之间的光焦度差(P0- Pi)。
在另一优选实施例中，透镜的受控的光焦度分布包括用提出的OSA标 准(美国光学协会)Zernike多项式中的Z4 0、Z6 0、Z8 0、Z10 0中的任一项 或者这些Zernike项的组合描述的球面像差分量，其中该球面像差分量在 离光轴3mm处的值在-0.5屈光度至约-1.5屈光度之间、优选在约-0.8屈光 度至约-1.1屈光度之间。优选用Z4 0描述该球面像差分量。在只作计算时， Z(4，0)项的均方根值在约-0.034μm(对应-0.2D的球面像差值)至约 -0.168μm(对应-1.0D的球面像差值)之间。
在另一优选实施例中，本发明的复曲面接触透镜是多焦点的复曲面接 触透镜。第一和第二光学区之一为超环面，另一光学区则包括其直径在约 2.0mm至约3.50mm之间的中心圆形区和包围该中心圆形区的环形区。该 中心圆形区和环形区与光轴同心。第一和第二光学区结合起来提供用于校 正散光视觉误差的目标柱面光焦度和用于补偿老花的多焦点球面光焦度。
包围中心圆形区的环形区具有用来在内周边缘至外周边缘之间提供基 本不变的光焦度(基本光焦度或者目标光焦度)以进行远距视力校正的表 面。该表面可以是球面或者非球面的。
中心圆形区是光焦度渐进递增区，其用于近距视力校正和可选地用于 中间视力校正。它与光轴基本同心。该光焦度渐进增加区的直径优选在约 2.0至约3.5之间、更优选地在约2.2mm至3.0mm之间。
优选，前表面的第一光学区是超环面或者双锥形表面，后表面包括光 焦度渐进递增区。
为超环面或双锥形表面的光学区可具有任何常规复曲面透镜的形状。 优选，其为圆形。更优选为，其与光轴基本同心。
可以理解：该组的接触透镜中的每个透镜都可具有包围该光学区的一 个或多个非光学区。本领域技术人员熟知如何将一组普通的非光学区引入 透镜设计中。
本发明的复曲面接触透镜还可包括一个或多个取向特征，所述取向特 征在眼睛上提供预定取向。示例性的取向特征包括但不限于两个薄区、轮 廓双片去除区(contour double slab-off)、棱镜平稳载体等。本发明的复 曲面接触透镜优选具有美国专利7,052,133所公开的取向特征。
另一方面，本发明提供了一组复曲面接触透镜，其具有一组不同的目 标柱面光焦度和一组不同的目标球面光焦度，其中所述组中的每个接触透 镜均具有光轴、具有第一光学区的前表面、和具有第二光学区的相对后表 面，其中第一和第二光学区之一为超环面，而另一光学区则为非超环面的 球面或非球面表面，其中第一和第二光学区中的至少一个的表面被设计成 与另一光学区的表面一同提供受控的光焦度分布，其中：(1)透镜的光焦 度偏差基本不变；(2)离光轴3mm处的光焦度偏差在约-0.5屈光度至约 -1.5屈光度之间；(3)离光轴3mm处的光焦度偏差比离光轴2mm处的 光焦度偏差小约0.2屈光度至约1.0屈光度；或者(4)存在用四阶、六阶、 八阶Zernike球面像差型项或其组合描述的球面像差分量，其中球面像差 分量在离光轴3mm处具有在-0.5屈光度至约-1.5屈光度之间的值。
根据本发明，一组透镜指这样一组透镜，其中的每一个都具有在约-15 至约10屈光度(D)之间、优选在约-10屈光度至约6屈光度之间的目标 球面光焦度，以及例如大小在约0.75屈光度至约4.0屈光度之间的目标柱 面光焦度。
所描述的超环面、非超环面、取向特征和光轴的各种实施例均可结合 用于本发明的这个方面。
在优选实施例中，该组中的每个透镜都基本没有光焦度偏差。
在另一优选实施例中，该组中的每个透镜的光焦度偏差分布都是基本 旋转对称的。更优选地，其目标球面光焦度在0至约15屈光度之间的各透 镜都基本没有光焦度偏差；其目标球面光焦度在约-1.0屈光度至约-6.0屈 光度之间的各透镜具有与具有相同目标球面光焦度的球面透镜的光焦度偏 差分布相仿的光焦度偏差分布；且其目标球面光焦度在约-6.0屈光度至约 -15.0屈光度之间的各透镜具有受控的光焦度分布，其中离光轴3mm处的 光焦度偏差比离光轴2mm处的光焦度偏差小约0.2屈光度至约1.0屈光度。
在另一优选实施例中，该组中的所有透镜都具有基本相同的球面像差 分量，其在离光轴3mm处具有在-0.5屈光度至约-1.5屈光度之间、优选在 约-0.8屈光度至约-1.1屈光度之间的球面像差值。
在另一优选实施例中，该组中的所有透镜都具有基本相同的球面像差 分量，其中离光轴3mm处的球面像差值比离光轴2mm处的球面像差值小 约0.2屈光度至约1.0屈光度。
在另一优选实施例中，非超环面包括直径在约1.0mm至约4.0mm之 间的中心圆形区和包围该中心圆形区的环形区。该中心圆形区和环形区与 光轴同心。非超环面和超环面结合起来提供用于校正散光视觉误差的目标 柱面光焦度和用于补偿老花的多焦点球面光焦度。
包围中心圆形区的环形区具有在内周边缘至外周边缘之间提供基本不 变的光焦度(基本光焦度或者目标光焦度)以进行远距视力校正的表面。 该表面可以是球面或者非球面的。
该中心圆形区是光焦度渐进递增区，其用于近距视力校正和可选地用 于中间视力校正。它与光轴基本同心。该光焦度渐进递增区的直径优选在 约2.0至约3.5之间、更优选地在约2.2mm至3.0mm之间。
该光焦度渐进递增区的上述各种实施例均可结合到该优选实施例中。
可以理解：该组的接触透镜中的每个透镜都可具有包围光学区的一个 或多个非光学区。本领域技术人员熟知如何将一组普通的非光学区引入透 镜设计中。
可以利用光学计算机辅助设计(CAD)系统和机械CAD系统来设计 本发明的复曲面接触透镜。光学CAD系统被用于设计光学模型透镜。任 何已知且合适的光学计算机辅助设计(CAD)系统可被用于设计光学模型 透镜。示例性的光学计算机辅助设计系统包括但不限于：来自Breault Research Organization的高级系统分析程序(ASAP)和ZEMAX(Focus Software公司)。优选使用来自Breault Research Organization的高级系 统分析程序(ASAP)和来自ZEMAX(Focus Software公司)的输入来执 行光学设计。
光学模型透镜的设计可通过例如机械CAD系统转换成包括光学区、 非光学区和非光学特征的机械透镜设计。示例性的接触透镜的非光学区和 特征包括但不限于斜面、透镜体、连接接触透镜的前后面的边缘、取向特 征等。示例性的取向特征包括但不限于：采用不同厚度分布以控制透镜取 向的棱镜平稳部件等，其中部分透镜几何结构被去除以控制透镜取向的多 面体表面(例如去脊区)，以及通过与眼睑相互作用而取向透镜的脊部特 征。优选，当将优化的光学模型透镜的设计转变成机械透镜设计时，可结 合一组接触透镜的一些普通特征。
任何已知且合适的机械CAD系统均可用于本发明。优选使用能够精 确地从数学上表达高阶表面的机械CAD系统来设计接触透镜。这种机械 CAD系统的实例是Pro/Engineer。
优选，接触透镜的设计可通过转换格式在光学CAD和机械CAD系统 之间来回转换，其中所述转换格式允许光学CAD或机械CAD的接收系统 构建希望设计的NURB或Beizier表面。示例性的转换格式包括但不限于 VDA(Verband der automobilindustrie)和IGES(Initial Graphics Exchange Specification)。通过使用这种转换格式，透镜的整个表面可以 是连续的形式，其有助于制造具有径向非对称形状的透镜。Bezier和NURB 表面对于老花设计特别有利，因为可混合、分析和优化多个区。
任何数学函数均可被用于描述眼用透镜的前表面、后表面以及外周边 缘，只要它们具有允许透镜设计得到优化的足够动态范围。示例性的数学 函数包括：锥函数和二次函数、任意次数的多项式、Zernike多项式、指 数函数、三角函数、双曲线函数、有理函数、傅立叶级数和小波变换。优 选用两种或两种以上的数学函数的组合来描述眼用透镜的前方(前)表面 和底部(后)表面。更优选用Zernike多项式描述眼用透镜的前方(前) 表面和底部(后)表面。甚至更优选地，Zernike多项式和基于样条曲线 的数学函数一同用于描述眼用透镜的前方(前)表面和底部(后)表面。
本发明的复曲面接触透镜可以是硬透镜或软透镜。本发明的软接触透 镜优选用诸如水凝胶这样的软接触透镜材料制成。任何已知的合适水凝胶 均可用于本发明。在本发明中优选使用含硅的水凝胶。可以理解：包含任 何一种软接触透镜材料的上述任何一种透镜都将落在本发明的范围内。
在完成所需要的设计之后，可在计算机控制的制造系统中制造复曲面 接触透镜。透镜设计可被转变成可由计算机控制制造装置解释的包含控制 信号的数据文件。计算机控制制造装置是可由计算机系统控制且能够直接 制造眼用透镜或者用于制造眼用透镜的光学工具的装置。任何已知的合适 的可由计算机控制的制造装置均可用于本发明。优选，可由计算机控制的 制造装置是数控车床，优选具有45度压电切割器的两轴车床或者由Durazo 和Morgan在美国专利6,122,999(其在此引入作为参考)中公开的车床设 备，更优选来自Precitech公司的数控车床，例如具有多种形态的压电陶瓷 快速刀具伺服配件的Optoform超精密车床(30、40、50和80型)。
用于设计和制造本发明的复曲面接触透镜的优选方法是在共同待决的 美国专利申请US 2006/0055876A1(其在此引入作为参考)中公开的那些。
现在可以制造本发明的复曲面接触透镜，其中每一个均具有用于校正 散光视觉误差的目标柱面光焦度和用于补偿近视、远视或老花的目标球面 光焦度。本发明的复曲面接触透镜可以用任何适宜的方式(例如车床加工 和模制)来制造。优选地，复曲面接触透镜用接触透镜模具模制而成，其 中所述模具包括当在模具中浇铸透镜时复制接触透镜表面的模制表面。例 如，具有数控车床的光学切割工具可被用来形成金属光学工具。这些工具 然后被用来形成凹凸表面模具，然后将凹凸表面模具结合起来使用，以通 过将合适的液态透镜形成材料置于模具之间且随后挤压和固化透镜形成材 料来形成本发明的透镜。
因此，根据本发明的接触透镜可通过使接触透镜模具具有两个模制表 面(第一模制表面和第二模制表面)来制造。具有第一模制表面或第二模 制表面的模具相互结合形成本发明的复曲面接触透镜。
在另一方面，本发明提供了一种用于制造具有受控的光焦度分布的复 曲面接触透镜的方法。该方法包括以下步骤：利用制造装置使接触透镜成 形为包括光轴、具有第一光学区的前表面、和具有第二光学区的相对的后 表面，其中第一光学区和第二光学区结合提供目标柱面光焦度和目标球面 光焦度，其中第一和第二光学区中的至少一个具有非球面表面，所述非球 面表面被设计成与另一光学区的表面一同提供受控的光焦度分布，所述光 焦度分布关于光轴基本旋转对称或者结合有球面像差分量，其中所述球面 像差分量由四阶、六阶、八阶Zernike球面像差项中的任何一个来描述， 且在离光轴3mm处具有-0.5屈光度至约-1.5屈光度的值。
在另一方面中，本发明提供了一种用于制造一组复曲面接触透镜的方 法，其中所述一组复曲面接触透镜具有一组不同的目标柱面光焦度和一组 不同的目标球面光焦度。该方法包括以下步骤：利用制造装置使各个复曲 面接触透镜成形成包括光轴、具有第一光学区的前表面、和具有第二光学 区的相对的后表面，其中第一和第二光学区之一为超环面，而另一光学区 则为非超环面的球面或非球面表面，其中第一和第二光学区中的至少一个 的表面被设计成与另一光学区的表面一同提供受控的光焦度分布，其中： (1)透镜的光焦度偏差基本不变；(2)离光轴3mm处的光焦度偏差在 约-0.5屈光度至约-1.5屈光度之间；(3)离光轴3mm处的光焦度偏差比 离光轴2mm处的光焦度偏差小约0.2屈光度至约1.0屈光度；或者(4) 存在用四阶、六阶、八阶Zernike球面像差项或其组合描述的球面像差分 量，其中所述球面像差分量在离光轴3mm处具有在-0.5屈光度至约-1.5屈 光度之间的值。
优选用数控车床制造本发明的复曲面接触透镜，所述数控车床例如是 来自Precitech公司的具有多种形态的压电陶瓷快速刀具伺服配件的 Optoform超精密车床(30、40、50和80型)。
本发明已特别参考特定优选实施例得到详细描述，以便使读者能够在 不进行过多实验的情况下实施本发明。本领域技术人员将容易认识到：许 多先前的部件、组成和/或参数可进行合理程度的改变或改进，而不会脱离 本发明的范围和精神。另外，名称、标题、示例材料或类似物被用来加强 读者对该文献的理解，而不应被解读为限制本发明的范围。因此，本发明 由以下权利要求及其合理的扩展和等同物限定。