具有可变折射率膜层的验眼透镜

技术领域：

本发明涉及一种包括至少一层可变折射率膜层的验眼透镜，并且涉及 一种包括所述透镜的验光眼镜。

背景技术：

验眼透镜通常依照为透镜佩戴者所制定的验光单来矫正视力。所述验 光单特别指出了光度值、像散值和像散轴，这些值被确定下来从而可以矫 正佩戴者的远视场。这些值通常通过选择一个具有适当折射率的透镜以及 给予透镜前后面适当的形状来获得。

由于渐进透镜的两个表面中的至少一个具有特殊的形状，并且在该透 镜上部和下部之间的中间球面中产生变形，因而当佩戴者改变其视线的时 会导致其感觉到光强度产生变化。

众所周知，在透镜一个表面上的每个点处，所述中间球面通过该面的 中间曲率来确定，而圆柱面通过相对透镜该面的两个圆环面切线曲率间的 差值来确定。我们所了解的“子午”线是光强度沿其变化的透镜表面上的曲 线，由该透镜上的点的优先设置而形成的线确定了一条路径，通常眼睛追 随该路径以使(视线)由远视场位置穿入近视场位置。所述的子午线在渐 进透镜设计的过程中被定义。术语“光学设计”涉及在远离子午线的视场中 透镜光强度和像散的变化。术语“表面设计”涉及在远离子午线的透镜渐进 面中球面和圆柱面的变化。特别地，在透镜上分别用于近视场和远视场的 两点间的光强度差异形成了光学叠加，该光学叠加也必须对应于远视眼患 者的验光度数。同样，分别用于近视场和远视场两点间的中间球面的差异 造成了表面叠加。

一透镜面的的中间球面渐进函数包括了位于远离子午线处的透镜区域 中的非零圆柱面值，这些区域被称作透镜表面的“横向”区域。

有代表性地，一块渐进透镜通过两个连续的步骤被制作出来。第一步 在于制造一个半制透镜，该透镜的前表面在中间球面和圆柱面中具有被初 始定义的变化，从而对应于特定的设计。这一步骤在工厂中完成，例如通 过压缩成形或射出成形的方式被制作出。所述半制透镜被划分成几个模 具，这些模具特别地可以通过透镜远视场处中间球面来区分，或者通过子 午线上的或远离该线的前表面的中间球面和圆柱面分布来区分，或者通过 叠加物来区分。远视点与近视点间的距离，分别与近视场和远视场相对应 的透镜区域宽度，构成半制透镜的透明物质的折射率等特征也可以用来区 分各个模具。这些特征的每一种组合都对应了一种不同的半制透镜模具。

第二步在验眼透镜分配链中位于工厂和验眼透镜零售中心间的实验室 中完成。该步骤在于相继制作每个透镜的后表面以使该透镜符合佩戴者验 光单上的要求，所述后表面的形状可以是球面，复曲面或者更复杂的表面。

如今，根据每个佩戴者来定制验眼透镜是一个趋势。这种定制可包括 各种方式。例如，其可以包括：在两个半制透镜间存在最小差别的情况下， 对每个透镜的光强度和像散进行精细矫正。

在渐进透镜的情况中，透镜设计也可以被定制，例如除了根据普通验 光单上的特征还可以根据佩戴者的附加特征。特别地，所述附加特征可涉 及佩戴者头上的位置以及分别在远视情况和近视情况下的眼睛位置。由于 所述渐进透镜可以定制，因而远视区域和近视区域被定位在透镜上相对佩 戴者眼睛和头部位置合适的地方，并且相对佩戴者眼睛的水平移动该区域 具有合适的宽度。

在如上所述的验眼透镜制造过程中，所述透镜定制要求半制透镜模具 的数目不断增加。因而在工厂中生产出的对应每个模具的半制透镜数量被 减少，因为如果该数量增大的话，每个透镜的单位成本将增加。此外，由 于之后必须存放大量半制透镜模具，从而导致实验室中存放管理变得复 杂。

为了避免所述半制透镜模具数量增加，一种用于渐进透镜的新颖透镜 制作链过程被提出。在此新颖的过程中，渐进透镜的设计由该透镜后表面 提供。之后，所述半制透镜具有球形前表面，或一个不如完整的渐进设计 复杂的表面，并且后表面依照制定的验光单或设计被相继地加工出来，所 述制定针对根据每个佩戴者而确定的个体特征。特别地，所述过程可灵活 调整，给定的任何佩戴者的个体特征不再包含半制透镜模具的选择。特别 地，较少数量的半制透镜模具就可满足所有成品透镜的结构。

然而，在此情况中，透镜的后表面具有一个复杂的形状。导致这一形 状是因为同时进行了光学设计和视力矫正。半制透镜后表面的后继加工意 味着实验室不得不配备能够制作出这些形状的机器。所述机器与被称作 “自由成形”的过程相对应，其本身相当复杂并因此造价昂贵。由于这些原 因，透镜后表面的后继加工必须成组地在少数特殊实验室中进行，进而将 定制的透镜移至生产和销售链的下游。

发明内容：

因此，本发明的一个目的是将灵活的验眼透镜销售和制作与依照佩戴 者至少一个个体特征定制每个透镜的可能性相结合。

为达到上述目的，本发明提供一种验眼透镜，其包括：

-一种光学基础元件，其大体上对于可见光的至少一条波长是透明的。

-至少一个位于光学基础元件表面上的膜层，所述膜层基本上是透明的 并且在所述波长中具有可变的折射率。

其中所述层被建立，从而可变折射率关于沿光学基础元件表面的线性 空间坐标的二阶导数，若以毫米(mm)表示，其在所述表面上任一点处 的绝对值大于10-4mm-1/e。在上述的限定值以及下面的整个文章中，e代表 了可变折射率层的厚度，其以毫米表示。

此外，所述层的折射率变化不具有旋转对称。换而言之，所述层的折 射率变化十分复杂，因此尽管所述验眼透镜具有一相当复杂的光学函数， 但所述层能够将所述光学基础元件简化。特别地，所述光学基础元件表面 的至少一种形状可以被简化，这一简化通过制造验眼透镜的光学函数部件 来实现，所述验眼透镜具有可变折射率膜层。例如，一渐进验眼透镜可以 从一个具有球面或球复曲面(sphero-toric)的光学基础元件中获得，并使 用一具有合适变化率的膜层。

当位于光学基础元件上的膜层其折射率变化根据本发明所述被制造出 来时，那些需要用于匹配大多数光学矫正要求的光学基础元件独立模具的 数量可以被减少。这是因为所述膜层的折射率变化可以修改透镜的某一光 学特征，相当于一个透镜只需包括光学基础元件即可。举例来说，所述被 修改的特征可以是光强度和/或验眼透镜的像散。对于在此情况下的渐进透 镜，特别地，所述修改的特征也可以涉及附加物，渐进长度和/或渐进透镜 的光学设计。

在验眼透镜生产和销售链中，本发明的第一改进方式是：所述包括光 学基础元件和可变折射率层的透镜在工厂中加工成一半制透镜。之后，所 述层的折射率根据在透镜佩戴者身上所得到的测量值进行调整，并且该调 整工作在验眼透镜制作和销售链的下游完成。例如，可变折射率膜层可用 来获得一个更适合佩戴者屈光度和/或佩戴习惯的矫正，和/或获得更适合 佩戴者各个特征的矫正，并在设计透镜的时候也考虑到这些特征进而获得 最适宜的矫正。对于渐进透镜，所述可变折射率膜层同样可以被用来根据 佩戴者物理和习性的特征定制透镜。所述特征可在透镜零售商处从佩戴者 身上估出或测出，之后将这些特征传送到制作所述膜层的折射率适当变化 的实验室。

在验眼透镜生产和销售链中，本发明的第二改进方式是：所述在工厂 中生产的半制透镜包括位于光学基础元件上的膜层的折射率变化。换而言 之，膜层的折射率变换在工厂中被生产出来，这意味着在验眼透镜制作链 的上游被生产出来。因而，多数半制透镜模具可以从少数的光学基础元件 模具中获得。每个验眼透镜的定制也可以完成，例如通过加工不支撑所述 层的透镜的一个表面来完成。

所述膜层的折射率变化可以通过各种方式被生产出来。例如，其最先 可由激活材料构成，当所述膜层在光学基础元件上成形时以及之后，所述 膜层的折射率通过运用一适当的处理被修改。当所述膜层由一感光材料构 成时，所述折射率变化可以通过光瞄的方式被生产出来。所述处理使得具 有不同折射率变化层的透镜被连续地生产出来。

优选的，可变折射率关于沿光学基础元件表面的线性空间坐标的至少 一个二阶导数，若以毫米表示，大于2×10-4mm-1/e。因而充分满足所有类 型和屈光矫正的光学基础元件模具的数量将进一步减小。

在本发明内容中，被运用到的所述膜层的折射率的最大变化由所用激 活物质决定。根据本发明所生产的透镜，可变折射率关于沿光学基础元件 表面的线性空间坐标的二阶导数，若以毫米表示，小于0.1-1mm-1/e。

在本发明内容中，任何棱镜效应可以在验眼透镜的光学特征修正上被 重叠，这些修正由所述膜层折射率的至少一个二阶导数的变化产生。特别 地，所述棱镜效应可以通过增加一个元件而被获得，所述元件具有一个所 述膜层的折射率的统一变化，该变化作为沿所述光学元件表面的线性空间 坐标中的一个函数。由于以给定统一的变化，因而所述折射率变化的元件 不能修正如本发明所述膜层折射率的二阶导数。

而且，假定所述膜层折射率沿所述膜层厚度方向充分恒定，该厚度方 向与光学元件表面相互垂直。用于定义本发明的所有折射率变化限定以相 对所述层厚度e的商形式来表述，所述限定包括那些涉及折射率二阶导数 的限定。这是因为由所述层的折射率变化而产生的透镜光学特征修正与所 述层的厚度充分成比例。特别地，对于所述层的光学特征，一层厚度固定 具有特定折射率变换的膜层等同于一层具有一半折射率变化且两倍厚度 的膜层。

优选的，光学基础元件表面上不同点间的可变折射率膜膜层的厚度e 恒定。举例来说，这一厚度可在0.1到1.0毫米之间。运用一公知激活材 料，所述膜层可以方便地在光学元件上成形。此外，眼用透镜的光学特征 可以被修正到一足够的程度。

在佩戴者使用眼用透镜的情况下，可变折射率层可以位于光学元件的 前表面和后表面。可选择地，所述透镜还可包括另一在所述波长处充分透 明的光学元件，该元件位于可变折射率膜层(2)中与光学基础元件(1) 相对的一侧。之后，所述层在光学元件间被夹紧，并以这样的方式防止所 述膜层被偶尔擦破。

根据本发明的优选实施例，所述层的折射率沿光学基础元件表面逐渐 变化，在此方式中，透镜佩戴者通过转动眼睛浏览其视场时不会察觉任何 断裂。发明人已确定，在建有膜层的地方进行浏览不会察觉到任何不规则， 因而，对于相应于每个可变折射率关于沿光学元件表面的线性空间坐标并 以毫米表示的二阶导数，以及对于可变折射率关于这些坐标中的两个的混 合二阶导数，它们分别在直径为5.5毫米并包含光学基础组件表面的圆盘 上任意两点处的可变折射率二阶导数值的绝对差值小于10-3mm-1/e，在此 不考虑光学基础元件表面中圆盘的位置。

根据本发明实施例的第一种类型，所述膜层被建立从而可变折射率分 别关于延光学基础元件表面的第一和第二线性空间坐标的二阶导数具有 各自的值，且该值大体上为相互不同的两个恒量。因此，相对于一个仅有 光学基础元件组成的透镜，所述膜层改变了屈光度和/或像散和/或佩戴者 使用时的透镜像散轴。例如这一通过可变膜层而获得的屈光度和像散的修 正可以使得透镜正好适合佩戴者的屈光度数。

在本发明实施例的第二种类型中，所述验眼透镜为渐进透镜。因而， 当佩戴者通过透镜的不同部分进行观察时，屈光度，像散以及可能在佩戴 者正常使用时产生的像散轴都会产生变化。这些变换可以通过光学基础元 件或可变折射率层获得，或者可能由光学基础元件或所述层各自的补偿物 造成。在前者以及后者的情况下，所述基础元件其本身就是一渐进矫正透 镜。为达到此目的，至少其一个表面应具有能在此表面上不同点间变化的 中间球面值和柱面值。

当光学基础元件本身就是一渐进矫正透镜时，所述膜层可以在该透镜 的附加物中造成变化，而无需近视点或远视点相对于其在本身就为光学基 础元件的情况中相同点的位置进行移动。为达到此目的，所述膜层被建立， 因而一方面在透镜被佩戴者使用时，可变折射率分别关于沿光学基础元件 表面的水平空间坐标和垂直空间坐标的二阶导数绝对值，若以毫米表示， 应在位于远视点周围的透镜上部中小于10-3mm-1/e，另一方面，在此方式 中这些关于水平空间坐标和垂直空间坐标的二阶导数绝对值在环绕面朝 位于透镜下部的近视点的所述基础元件表面时增加，至少一个所述二阶导 数绝对值在近视点处基本等于k×A/e，k为一个大于0.8×10-3mm-1.D-1的系 数而A为近视点与远视点间可变折射率膜层光强度差值的绝对值，该值以 屈光度(D)表示。

特别地，用A表示的近视点与远视点间可变折射率膜层光强度差值的 绝对值可大于0.125D。

特别地，在已根据本发明被生产出的透镜中，系数K小于1.1× 10-3mm-1.D-1而A小于3个屈光度。

此外，为了获得能让佩戴者舒适使用的渐进验眼透镜，所述膜层被建 立，从而可变折射率同时关于于水平空间坐标和垂直空间坐标的混合二阶 导数在光学元件表面上的各点处可达到一个最大值和一个最小值，所述光 学元件位于透镜下半部并在连接近视点与远视点的子午线的任一侧上。优 选地，这些最大值和最小值的各绝对值基本等于k×A/(2×e)。

当验眼透镜在该透镜的棱镜参考点处经过公知方式测量后得出其无棱 镜度偏差基本为零时，以及所述膜层在附加物中产生变化时，可变折射率 大体上在透镜的上部中具有一恒定值，并且在透镜下部中该值大体沿径向 增长到一个大于0.04mm-1.D-1×A/e的值，所述增长在透镜中心一个直径为 4厘米的圆周范围内产生。对于根据本发明生产的透镜，所述透镜下部中 任意两点间的折射率差值在直径为4厘米的圆周范围内小于 0.15mm-1.D-1×A/e。

当所述光学基础元件本身就是一渐进矫正透镜时，所述膜层同样可以 在渐进长度上产生变化。优选地，当光学基础元件本身由验眼透镜组成时， 所述膜层相对于光学基础元件表面中的近视点位置产生透镜的近视点位 移。相对于仅由光学基础元件形成的验眼透镜的远视点位置，光学元件表 面中的远视点可以不通过膜层产生移动。为达到此目的，所述膜层被建立， 可变折射率关于沿光学基础元件表面的线性空间坐标的二阶导数，若以毫 米表示，应在光学基础元件表面中连接透镜近视点和远视点的子午线上靠 近近视点的至少一点处大于10-4mm-1/e，而在远视点处应小于10-4mm-1/e。 实际上，发明人观察到，所述二阶导数绝对值在在子午线上的每点处小于 其在远视点处的150倍。

优选地，为了给佩戴者提供舒适的视觉，关于水平空间坐标的可变折 射率二阶导数绝对值在透镜下部这些点处达到三个最大值，这些点大体上 分别位于子午线上以及两条分别穿过表面右下部和左下部并穿过表面中 心的切线上，并且在此方式中，相对于垂直空间轴，可变折射率二阶导数 的绝对值经过子午线上的点所达到的最大值。

当沿近视点和远视点间子午线上大体同样的光强度和像散值相对于仅 由光学基础元件组成的透镜的对应值被保持时，可变折射率层同样可以在 相对光学基础元件设计的渐进透镜设计中产生变化。为进行此操作，所述 膜层在一个方式下被建立，所述方式为：当透镜被佩戴者使用时，可变折 射率关于沿光学基础元件表面的水平空间坐标和垂直空间坐标的二阶导 数绝对值以及可变折射率同时关于水平空间坐标和垂直空间坐标的混合 二阶导数的绝对值，若以毫米表示，应在光学基础元件表面中连接透镜近 视点和远视点间的子午线上的任意点处小于10-4mm-1/e。当可变折射率膜 层仅改变透镜横向区域的像散和/或光强度分布时，所述这些在光学基础元 件表面上任意点处的二阶导数绝对值甚至可以小于10-3mm-1/e。

本发明也提供一副验光眼镜，其包括一个一个框架和至少一片上述验 眼透镜。

附图说明：

本发明的其它特征和优点将在下面的四个不受限制的实施例中体现， 而所参考的附图如下：

图1a和1b是根据本发明第一是实施例的验眼透镜的剖视图和平面图；

图2a-2c的测绘图表示了本发明第二实施例的折射率变化；

图2d和2e的测绘图表示了相应于图2a-2c的验眼透镜的光强度和像散 补偿；

图3a-3e与图2a-2e相对应并用于本发明的第三实施例；

图4a-4e与图2a-2e相对应并用于本发明的第四实施例；

图5是根据本发明第五实施例的验眼透镜的剖视图。

具体实施方式：

如图1a所示，一个验眼透镜10包括一光学基础元件1，该元件结合了 一前表面1a和一后表面1b。该元件1为透明物且可以由矿物质或者有机 物构成，具有一特定的折射率值。

所述光学基础组件1在其面表1a上被覆了一层由激活物质构成的膜层 2。在所有实施例的描述中，所述膜层2具有一恒定的厚度，该厚度为5mm 用e表示。换而言之，所述膜层2的厚度e在元件1表面的所有点处都是 一样的。

佩戴者对于透镜的使用方式相应于通过透镜且变化的观察方向。一束 从给定观察方向射来的光线在各交叉点处与透镜的每个表面1a，1b相交， 并通过眼睛转动的中心，在此我们假定这个中心是固定的。每个表面1a， 1b的光线交叉点根据光学折射定律确定。因此对于给定的观察方向，渐进 透镜的光强度和像散值将由每个表面1a，1b在光线交叉点处的曲率产生， 也可由所述光学基础元件1的折射率产生，以及由沿每个表面的交叉点间 光线路径的所述膜层2折射率变化产生。

为了给出一个实施例，所述膜层2可由光敏材料构成，从而在表面1a 的每个点处通过对该点处膜层进行适当的辐照而使得膜层2的折射率被局 部修改。文件EP1225458和US6309803描述了一种激活材料，其能感光 365nm(纳米)波长的紫外线，因而能被用于生产如本发明所述的膜层2. 此激活材料可以在两种不同的状态下聚合，该状态可通过应用于膜层2的 聚合条件来被选择。第一状态对应与有机聚合体网状物。当激活材料被辐 照时该网状物形成。第二种状态对应与无机聚合体网状物而这种网状物在 激活材料被加热时形成。第一状态的折射率低于第二状态。

通过将元件1浸入原溶液中，所述激活材料可以被沉积在元件1上。 此沉积方法被称为浸涂法。所述溶液包括两个能同时形成有机聚合体网状 物或无机聚合体网状物的前体。所述两个前体为3-(三甲氧基硅烷)丙基丙 烯酸脂而该产品由异丙醇钛和甲基丙烯酸间的反应产生。Irgacure 1800同 样也可以加入原溶液中，所述Irgacure 1800可以从例如CIBA的厂商处获 得。在元件1浸入原溶液后，元件1在60℃或者更高的温度下被加热大约 30分钟。从而激活材料的干燥膜层2在元件1的表面1a上被获得。

当膜层2的激活材料的一部分被365nm波长的紫外线辐照时，所述有 机聚合体网状物具有一定密度，该密度由辐照强度和持续时间决定。之后， 所述元件1在100℃或更高温度下加热20到45分钟。无机聚合体网状物 形成。在所述膜层2中没有在先前被辐照到的部分中，一高折射率的纯净 状态成形。在所述膜层2中在先前被辐照到的部分中，所述无机聚合体网 状物从多个没有被有机物聚合体耗尽的前体中成形。因而相应于纯无机网 状物和纯有机网状物的极值间的中间折射率值在辐照部分中获得。

在加热成形无机聚合体网状物后，两个前体被完全耗尽。之后，所述 膜层2的材料不对由365nm波长紫外线产生的进一步照射感光。因而，对 于在此方式中被建立的膜层2，其折射率变化被确定。

一块准备固定在眼睛框架中的透镜在一公知方式下通过选择一沿着相 应于框架形状的路径C的透镜10而被获得(如图1所示)。特别地，所 述光学元件1可以是一块太阳透镜，其可以通过吸收部分光线来防止眼花， 也可以是一块通过着色或偏振滤波而产生的对比度增加透镜，也可以是一 屈光度矫正透镜或其它透镜。特别地，该元件可以是一无焦的，单焦的， 双焦的，多焦的或渐进的透镜，或者是一个具有衍射表面的透镜，在后面 的情况中，所述可变折射率层被设置在元件的折射表面上。

在下述的实施例中，所述膜层假定被辐照因而在表面1a上每点处膜层 厚度上的折射率是恒定的，该折射率用n表示。

根据本发明的第一实施例，所述建立在膜层2中的折射率变化与折射 率关于两个线性空间坐标X和Y的二阶导数恒定值相对应，该线性空间 坐标在元件1的表面1a上被定义(如图b所示)。同样地，关于X和Y 的混合二阶导数也为恒定。换而言之：

$\frac{{\delta }^{2}n}{{\mathrm{\delta x}}^2}=C_1,$ $\frac{{\delta }^{2}n}{{\mathrm{\delta y}}^2}=C_2,$ $\frac{{\delta }^{2}n}{\mathrm{\delta x\delta y}}=C_3$

其中C1，C2和C3为常量。在一特殊情况下C1＝C2并且C3＝0，此时膜 层像散为零并且其光强度由C1定义。

在更多普通的情况下C3不为零并且C1不等于C2，此时膜层2等同于 一块具有特定光强度和特定像散的单焦矫正透镜。当透镜10被佩戴者使 用时，这些膜层2的光学特征与光学基础元件相结合。对于给出的实施例， C1，C2和C3的值为-3×10-4mm-2，-5×10-4mm-2和2×10-4mm-2，这些值分别 相应于通过膜层对透镜10的光强度产生大约0.25屈光度的补偿，以及相 应于对透镜10的像散产生大约0.25屈光度的补偿，这些补偿在膜层厚度 为0.5mm以及透镜原点(X＝0，Y＝0)处的折射率等于1.502的条件下产生。

因此，对于几个同样的光学基础元件1，可以通过对每个透镜的膜层2 进行不同地辐照从而获得膜层2的可变折射率二阶导数并进而可以获得对 应于不同验光单的透镜10。例如，可能的光学基础元件1模具可对应与光 强度值和像散值产生0.25D(屈光度)改变的情况。因此，所述膜层2使得 获得透镜10的光强度值和像散值成为可能，所述光强度值和像散值处于 元件1两个模具中那些值的中间。为达到此目的，所述膜层2提供一个对 光强度的补偿和一个对透镜像散的补偿，该透镜像散补偿与元件1的像散 补偿相结合。因此一个定制的屈光矫正可以被获得，这就使得对于每个透 镜都可以更佳地适合佩戴者的屈光度数。

折射率n中的变化方向与表面1a相互平行，换而言之通过转动表面1a 中的X轴和Y轴所述方向可产生改变。特别地，该方向可被修改从而膜 层2和元件1的光学特征可以结合并以此获得一合成透镜，该合成透镜与 佩戴者验光单上的像散值和像散方向相对应。

在另一个将在接下来被描述的实施例中，透镜10同样具有如图1a和 1b所示的结构，但是当使用透镜的佩戴者其头部笔直的时候，X和Y轴 分别呈水平和垂直定位。X的正值决定了靠近佩戴者鼻子的横向半部。这 个半部称为透镜的“鼻子”部分。相反的，透镜的另一横向半部相对于x的 负值并定位在佩戴者鬓角附近，该半部通常被称为透镜的“鬓角”部分。Y 的正值决定了透镜的上半部。当佩带者使用此半部时，其在远视模式下观 看。y的负值与透镜的中间视场部分和近视场部分相对应。当佩带者向其 前侧平视的时候，透镜以这样的方式被安装，该方式为：将其注视的方向 穿过一个被称为“十字接头”的点，该点定位在透镜表面原点(x＝0，y＝0) 的上部4mm处。远视点通常定位在所述十字接头的上部4mm处。

光学基础元件1本身就一块渐进矫正透镜。所述透镜10也是一块渐进 矫正透镜。

图2a-2c为膜层2的折射率n关于x，关于y以及关于x和y的二阶 导数测绘图：

在图2a的情况中$\frac{{\delta }^{2}n}{{\mathrm{\delta x}}^2},$

在图2b的情况中$\frac{{\delta }^{2}n}{{\mathrm{\delta y}}^2},$以及

在图2c的情况中$\frac{{\delta }^{2}n}{\mathrm{\delta x\delta y}}.$

坐标x和y以毫米为单位。每个测绘图根据透镜10的圆周边缘来制定 边界。发明人制作的透镜都具有36mm(毫米)的直径。每个绘制在测绘 图上的曲线结合了表面1a上的点，这些点与二阶导数相同的值相联系。 这些值在相应的曲线上被指示出来。

如涉及本发明第二个实施例的图2a和2b所示，关于x和y的二阶导数 在透镜的上部(相对y的正值)具有较低的绝对值，即该值小于10-3mm-2 。此外，这些二阶导数的值在透镜的下部(相对y的负值)中随着沿子午 线M的移动而增加，这所述子午线大体上与透镜上部中的y轴(x＝0)相 一致并微微移向透镜下部x正值一侧。

如图2c所示，n关于x和y的混合二阶导数具有一可达到最大值的点， 该点位于透镜10四分之一的下部鬓角部分(相对于x和y处于负值)； 以及具有一可达到最小值的点，该点位于透镜四分之一的下部鼻部(相对 于x处于正值而y处于负值)。这些值分别是+8×10-4mm-2和-8×10-4mm -2。更普通地，n关于x和y的混合二阶导数的测绘图具有一关于子午线 M近似反对称的结构。换而言之，与相对两侧上的二阶混合导数值相联系 的透镜上的两点相互间关于子午线M呈近似反对称的定位。

如图2d和2e所示透镜10测绘图所指示的为DV和NV两点。这些点 分别对应于透镜10佩带者的观察方向与近视场(NV)位置和远视场(DV) 位置的元件1表面1a的交叉点。近视点附近，通过膜层2对光强度的补 偿大约为-0.01D，而在近视点处该补偿为-1.0D。此外，在NV点任一侧 相对x轴平行移动时，通过膜层2对光强度的补偿的绝对值会减小。因此 相对于仅通过基础元件1在近视点处进行矫正，所述膜层2减少了透镜在 近视点附近的远视矫正。同时，相对于元件1单独时的相应值，膜层2大 体上不修改远视点DV和近视点NV附近的光强度。换而言之，相对于那 些仅由光学基础元件1构成的透镜，膜层2减少了透镜10的附加物。通 过膜层2对NV点和DV点间光强度补偿的绝对值差值用A表示，举例来 说，对应于图2a-2e，该差值大约为0.8D。可推得，一方面(如图2a所 不)n关于x的二阶导数，另一方面n关于y的二阶导数在近视点NV处 都具有一个大于0.8×10-3mm-1.D-1×A/e＝0.8×10-3×0.8/0.5＝1.3×10-3mm-2。

同样的，可推得n关于x和y的混合二阶导数(如图2c所示)的最大 和最小值其绝对值大体上等于0.8×10-3mm-1.D-1×A/(2×e)＝0.8×10-3×0.8/ (0.5×2)＝6.4×10-4mm-2。

表示折射率n分布的的表面作为坐标x和y的函数因而具有一圆形形 状：n在透镜的上部即y处于正值的部分中具有一个几乎恒定的值，并且 该值在透镜的下部即y处于负值的部分中大体沿径向增长。因此折射率n 在透镜圆周的下部呈最大值，而折射率n的最大值和透镜上部中的n值相 比其差值应大于0.04×0.8/0.5＝0.064。在原点(x＝0，y＝0)通常也称作棱镜 度参考点处测得的透镜棱镜度偏差为零。

图2e中所示出的线为等像散线，其结合了表面1a上对应于同样通过膜 层2对透镜10像散补偿的点。可以想到，沿着连接远视点DV与近视点 NV的透镜子午线M，所述膜层2将不会被引入大量像散补偿。反之，通 过膜层2对透镜10进行的像散补偿在横向移离从鼻侧到鬓角侧的子午线 的过程中将会增加。

需要注意的是，当本发明的第二实施例对应于附加物的改变时，相对 于仅由光学基础元件1构成渐进矫正透镜时由光学基础元件1定义的NV 点和DV点，所述膜层2不移动这些点的位置。

现参考图3a-3e对本发明第三实施例进行描述，该实施例为一个验眼透 镜，其中当所述不具有膜层的光学基础元件被用来构成验眼透镜时，相对 于光学基础元件1的近视点NV位置，所述膜层2具有移动近视点NV的 功能。换而言之，所述膜层2在透镜渐进长度中产生变化。所述光学基础 元件1与先前的实施例中的相同，即一渐进透镜，图图3a-3e中该渐进透 镜的近视点和远视点分别被标为NV1和DV1。NV1的近似坐标为 x1＝2.7mm，y1＝-13.0mm。仅由元件1构成的透镜其子午线被标为M1。

众所周知，渐进透镜的近视点定位在透镜中心区域处，在该区域中光 强度基本上是一恒量，且为最大值。同样，合成像散在透镜近视点处或附 近具有一较低的值，所述合成像散为由佩戴者透镜提供的剩余像散(相关 定义可见Essilor International的Thierry Baudart所写的“PAL performance analysis for torical prescription”，或者文章“Technical Digest”，1996，pp. 190/SuA3，以及1996年2月1-5号在新墨西哥州的圣达菲召开的名为 “Vision Science and its Application”会议上的记载)。从图3d和3e所示的 光强度和像散的测绘图中可知，所述膜层2本身等同于一块虚拟的透镜， 该虚拟透镜具有其本身的近视点，该近视点用NV2表示其大致坐标为 x1＝2.7mm，y1＝-7.0mm。因此透镜10的近视点定位在NV1和NV2间的中 间位置。因而在本发明的第三实施例中，所述膜层2在近视点中产生移动， 由NV1位置移动到NV1和NV2间的中间位置。

图3a-3e中参考M1和M2的线条分别为单个元件1的子午线和包括元 件1和膜层2的透镜10的子午线。从图3a和3b可知，膜层折射率n关 于x和关于y的二阶导数分别在靠近NV2近似位于子午线M2上的一点处 都具有一最小值。这些最小值对应于相应绝对值的最大值。这一关于x的 二阶导数最大绝对值可以大约为1.1×10-3m-2。对于y坐标，在子午线M2 上的点处可达到的最大绝对值大约为1.5×10-3m-2。这两个值都应大于 10-4mm-1/e＝2×10-4mm-2。

在图3a中，折射率n关于x的二阶导数同样可以具有两个最大值。在 位于B1和B2两条平分线中的一条附近的一点处，这些最大值可以被达到， 所述平分线B1和B2分别为透镜四分之一的下部鼻部和透镜四分之一的下 部鬓角部分的平分线。

此外，在图3b中，折射率n关于y的二阶导数在沿平行于透镜10下 部x轴的线条移动的过程中穿过最大绝对值。(如图3的虚线所示)

在透镜的上部中，折射率n关于x(如图3a所示)和关于y(如图3b 所示)的二阶导数分别小于10-4mm-1/e＝10-4/0.5＝2×10-4mm-2。

最终，如本发明的第二实施例，折射率n关于x和y的混合二阶导数 测绘图具有一关于子午线M2的近似反对称的结构。

在先前的两个本发明的实施例中，所述膜层被设计成对透镜10的光强 度提供补偿，该光强度的绝对值在靠近透镜近视点的子午线上一点处达到 最大值。反之，参考图4a-4e将要被描述的本发明的第四实施例阐明了一 种通过膜层2对透镜的光学特征的补偿，该透镜主要远离子午线分布。这 可以从图4d和4e的测绘图中知道，这两张图表示了通过膜层2分别对透 镜10的光强度和像差的补偿的绝对值在透镜四分之一的左下部和四分之 一的右下部靠近透镜外围的地方达到最大值。相对于光学基础元件1的设 计，所述膜层2改变了渐进透镜的设计。特别地，膜层2可以被建立从而 透镜10可以提供给佩戴者一个大体上无像差的远视场，该远视场在水平 方向上宽于或者窄于一大体上无像差的虚拟远视场，所述虚拟远视场与单 独用来构成验眼透镜的光学基础元件相联系。

为达到这一目的，膜层2的折射率n关于x(如图4a所示)和关于y (如图4b所示)的二阶导数以及同时关于x和y(如图4所示)的混合二 阶导数在子午线上每个点处应小于10-4mm-1/e＝10-4/0.5＝2×10-4mm-2。这些 导数的最大绝对值在位于透镜10横向部分中的点处被达到。

本发明的四个已在上面被详细描述的实施例展示了膜层2的折射率n 的渐进变化。可以推得，对于这些实施例中的每个，每个n的二阶导数的 值都不同，而位于一5毫米圆盘D(如图1b所示)内的任意两点P1，P2 间的差值小于10-3mm-1/e＝10-3/0.5＝2×10-3，无论圆盘D的位置在不在光学 基础元件1的表面1a上。需要了解到的是，当折射率n的数字被调整时， 表面1a的邻近像素中产生的n的两个值间的最小差值不能被认为建立了 一个大于10-3mm-1/e的二阶导数差值。因此，导数的值必须在一定量的像 素上被求得。

此外，在所有这些实施例中，无论其是否涉及透镜像散的修正，附加 物的改变，渐进长度的改变或膜层所引入的设计方式的改变，膜层折射率 的变化不具有回转对称。所述不具有的对称可以使得膜层产生复杂的光学 函数，其可见于与每个实施例相对应的折射率变化测绘图中。

相对于已被详细描述的实施例，许多修正可以针对本发明被制作出来。 特别地，膜层2可以被形成在光学基础元件后表面1b上。如图5所示， 膜层同样可以覆在标识为3的另一透明光学元件上，从而所述层夹入两个 元件1和3之间。因而，可以防止所述膜层2被擦破或者受到化学袭击。 在此情况下，折射率n变化的产生可以先于或后于膜层2插入两个元件间， 这取决于用于改变折射率n的过程。

最终，为了产生对透镜屈光度和/或像散的补偿，折射率膜层被调整， 而此时验眼透镜可以对应于各种生产情形。特别地，透镜表面具有确定的 中间球面和圆柱面分布。因此为了根据佩戴者定制透镜，所述膜层的可变 折射率可以被改变。可选择地，在膜层折射率被调整好后获得的透镜可以 是一半制透镜。在这一情况中，其一面有意被充分加工，从而给予此表面 中间球面和圆柱面的值能适合于透镜佩戴者上的测量值。