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CN111226161B - 镜片元件 - Google Patents

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CN111226161B
CN111226161B CN201980005176.7A CN201980005176A CN111226161B CN 111226161 B CN111226161 B CN 111226161B CN 201980005176 A CN201980005176 A CN 201980005176A CN 111226161 B CN111226161 B CN 111226161B
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Abstract

一种旨在配戴在人的眼睛前方的镜片元件，所述镜片元件包括：‑屈光区域，所述屈光区域具有基于用于矫正所述人的眼睛的屈光异常的处方的第一屈光力和不同于所述第一屈光力的第二屈光力；‑多个至少三个光学元件，至少一个光学元件具有不将图像聚焦在眼睛的视网膜上的光学功能，以便减缓眼睛的屈光异常的发展。

Description

镜片元件
技术领域
本发明涉及一种镜片元件，所述镜片元件旨在配戴在人的眼睛前方，以抑制眼睛的比如近视或远视等屈光异常的发展。
背景技术
眼睛的近视的特征为眼睛将远处的物体聚焦在其视网膜前方。通常使用凹镜片矫正近视，并且通常使用凸镜片矫正远视。
已经观察到一些个人在使用常规单光光学镜片矫正时、特别是儿童在其观察位于近距离处的物体时(即，在视近条件下)聚焦不准确。因为针对视远进行矫正的近视儿童的一部分的这种聚焦缺陷，其视网膜后面(甚至在中央凹区内)还形成附近物体的图像。
这种聚焦缺陷可能对这类个体的近视发展有影响。可以观察到，对于大多数所述个体，近视缺陷往往随时间加重。
因此，似乎需要一种能够抑制或至少减缓眼睛的比如近视或远视等屈光异常的发展的镜片元件。
发明内容
为此，本发明提出一种旨在配戴在人的眼睛前方的镜片元件，所述镜片元件包括：
-屈光区域，所述屈光区域具有基于用于矫正所述人的眼睛的屈光异常的处方的第一屈光力和不同于所述第一屈光力的第二屈光力；
-多个至少三个光学元件，至少一个光学元件具有不将图像聚焦在眼睛的视网膜上的光学功能，以便减缓眼睛的屈光异常的发展。
有利地，在所述屈光区域中具有与用于矫正人的眼睛的异常屈光的第一屈光力不同的第二屈光力允许在近视情况下增大光线在视网膜前方的散焦。
换言之，发明人已经观察到，在所述屈光区域中具有与用于矫正异常屈光的第一屈光力不同的第二屈光力结合具有不使图像聚焦在眼睛的视网膜上的光学功能帮助减缓比如近视或远视等眼睛异常屈光的发展。
本发明的解决方案还有助于改善镜片的美观性并有助于补偿调节滞后。
根据可以单独考虑或组合考虑的另外的实施例：
-所述第一屈光力与所述第二屈光力之差大于或等于0.5D；和/或
-所述屈光区域形成为除了形成为所述多个光学元件的区域之外的区域；和/或
-至少一个光学元件具有非球面光学功能；和/或
-至少一个、例如所有的所述光学元件具有将图像聚焦在除视网膜之外的位置上的光学功能；和/或
-在所述屈光区域中，屈光力具有连续变化；和/或
-在所述屈光区域中，屈光力具有至少一处不连续性；和/或
-所述镜片元件分为五个互补区：中心区，所述中心区具有等于第一屈光力的焦度；以及四个在45°处的象限，所述象限中的至少一个具有等于第二屈光力的屈光力；和/或
-所述中心区包括框架参考点并且具有大于或等于4mm且小于20mm的直径，所述框架参考点面向在标准配戴条件下直视前方的人的瞳孔；和/或
-至少下部象限具有所述第二屈光力；和/或
-所述屈光区域具有渐变多焦点屈光函数；和/或
-所述颞侧象限和鼻侧象限中的至少一个具有所述第二屈光力；和/或
-所述四个象限具有同心的焦度渐变；和/或
-对于半径包含在2mm与4mm之间的每个圆形区包括位于距面向在标准配戴条件下笔直向前注视的使用者的瞳孔的参考系大于或等于所述半径+5mm的距离处的几何中心，位于所述圆形区内的光学元件部分的面积之和与所述圆形区的面积之间的比率在20％与70％之间；和/或
-所述至少三个光学元件是不连续的；和/或
-所述光学元件中的至少一个是球面微镜片；和/或
-所述光学元件中的至少一个是多焦点屈光微镜片；和/或
-所述至少一个多焦点屈光微镜片包括非球面表面，具有或不具有任何旋转对称性；和/或
-所述光学元件中的至少一个是复曲面屈光微镜片；和/或
-所述光学元件中的至少一个是柱面微镜片；和/或
-所述至少一个多焦点屈光微镜片包括复曲面表面；和/或
-所述光学元件中的至少一个由双折射材料制成；和/或
-所述光学元件中的至少一个是衍射镜片；和/或
-所述至少一个衍射镜片包括超颖表面(metasurface)结构；和/或
-至少一个光学元件的形状被配置为在人的眼睛的视网膜前方形成焦散点；和/或
-至少一个光学元件是多焦点二元部件；和/或
-至少一个光学元件是像素化镜片；和/或
-至少一个光学元件是π-菲涅耳镜片；和/或
-至少一部分、例如所有的所述光学元件位于所述眼科镜片的前表面上；和/或
-至少一部分、例如所有的所述光学元件位于所述眼科镜片的后表面上；和/或
-至少一部分、例如所有的所述光学元件位于所述眼科镜片的前表面与后表面之间；和/或
-至少一部分、例如所有的光学功能包括高阶光学像差；和/或
-所述镜片元件包括承载屈光区域的眼科镜片和承载多个至少三个光学元件的夹片，所述光学元件适于在配戴镜片元件时可移除地附接到眼科镜片；和/或
-所述光学元件被配置成使得沿着所述镜片的至少一个区段，光学元件的平均球镜从所述区段的点朝向所述区段的周边部分增大；和/或
-所述光学元件被配置成使得沿着所述镜片的至少一个区段，光学元件的平均柱镜从所述区段的点朝向所述区段的周边部分增大；和/或
-所述光学元件被配置成使得沿着所述镜片的至少一个区段，光学元件的平均球镜和/或平均柱镜从所述区段的中心朝向所述区段的周边部分增大；和/或
-所述屈光区域包括光学中心，并且光学元件被配置成使得沿着穿过所述镜片的光学中心的任何区段，所述光学元件的平均球镜和/或平均柱镜从所述光学中心朝向所述镜片的周边部分增大；和/或
-所述屈光区域包括视远参考点、视近参考点、以及连接所述视远参考点和近视参考点的子午线，所述光学元件被配置成使得在标准配戴条件下沿着所述镜片的任何水平区段，所述光学元件的平均球镜和/或平均柱镜从所述水平区段与所述子午线的交叉点朝向所述镜片的周边部分增大；和/或
-沿着所述区段的平均球镜和/或平均柱镜递增函数根据所述区段沿着所述子午线的位置而不同；和/或
-沿着所述区段的平均球镜和/或平均柱镜递增函数是不对称的；和/或
-所述光学元件被配置成使得在标准配戴条件下，所述至少一个区段是水平区段；和/或
-光学元件的平均球镜和/或平均柱镜从所述区段的第一点朝向所述区段的周边部分增大，并且从所述区段的第二点朝向所述区段的周边部分减小，第二点比第一点更靠近所述区段的周边部分；和/或
-沿着所述至少一个水平区段的平均球镜和/或平均柱镜递增函数是高斯函数；和/或
-沿着所述至少一个水平区段的平均球镜和/或平均柱镜递增函数是二次函数；和/或
-至少一个、例如至少70％、例如所有的光学元件是可以由光学镜片控制器装置激活的有源光学元件；和/或
-所述有源光学元件包括具有可变折射率的材料，折射率的值由光学镜片控制装置控制；和/或
-至少一个光学元件具有可内接在直径大于或等于0.8mm且小于或等于3.0mm的圆内的外形形状；和/或
-光学元件定位于网络上；和/或
-网络是结构化网络；和/或
-结构化网络是方形网络或六边形网络或三角形网络或八边形网络；和/或
-所述镜片元件进一步包括至少四个光学元件，所述光学元件被组织成至少两组光学元件；和/或
-每组光学元件被组织成具有相同中心的至少两个同心环，每组光学元件的同心环由对应于与所述组中的至少一个光学元件相切的最小圆的内径以及对应于与所述组中的至少一个光学元件相切的最大圆的外径限定；和/或
-至少一部分、例如所有光学元件的同心环以镜片元件的表面的光学中心为中心，所述光学元件设置在所述镜片元件上；和/或
-光学元件同心环的直径在9.0mm与60mm之间；和/或
-两个连续的光学元件同心环之间的距离大于或等于5.0mm，两个连续同心环之间的距离由第一同心环的内径与第二同心环的外径之差限定，第二同心环更靠近镜片元件的周边。
附图说明
现在将参照附图来描述本发明的非限制性实施例，在附图中：
o图1是根据本发明的镜片元件的平面视图；
o图2是根据本发明的镜片元件的总体轮廓视图；
o图3表示菲涅耳镜高度轮廓的实例；
o图4表示衍射镜片径向轮廓的实例；
o图5展示了π-菲涅耳镜片轮廓；
o图6a至图6c展示了本发明的二元镜片实施例；
o图7a展示了在TABO惯例中的镜片的散光轴位γ；
o图7b展示了在用于表征非球面表面的惯例中的柱镜轴位γAX；以及
o图8是根据本发明的实施例的镜片元件的平面视图。
附图中的元件仅为了简洁和清晰而展示并且不一定按比例绘制。例如，图中的某些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大，以帮助提高对本发明的实施例的理解。
具体实施方式
本发明涉及一种镜片元件，所述镜片元件旨在配戴在人的眼睛前方。
在本说明书的剩余部分，可以使用如《上》、《底》、《水平》、《竖直》、《上方》、《下方》、《前》、《后》等术语、或其他指示相对位置的单词。在镜片元件的配戴条件下理解这些术语。
在本发明的上下文中，术语“镜片元件”可以指未切割的光学镜片或被磨边以配合特定眼镜架的眼镜光学镜片或眼科镜片以及适于定位在眼科镜片上的光学装置。光学装置可以定位于眼科镜片的前表面或后表面上。所述光学装置可以是光学贴片。光学装置可以适于可移除地定位在眼科镜片上，例如夹片(clip)，所述夹片被配置为夹在包括眼科镜片的眼镜架上。
根据本发明的镜片元件10适用于人并且旨在配戴在所述人的眼睛前方。
如图1中所表示的，根据本发明的镜片元件10包括：
-屈光区域12，以及
-多个至少三个光学元件14。
屈光区域12具有第一屈光力P1，所述第一屈光力基于镜片元件所适用的人的眼睛的处方。所述处方适用于矫正人的眼睛的异常屈光。
术语“处方”应当被理解为指光焦度、散光、棱镜偏差的一组光学特性，所述光学特性是由眼科医师或验光师确定的以便例如借助于定位于配戴者眼睛前方的镜片矫正眼睛的视力缺陷。例如，近视眼的处方包括光焦度值和具有用于视远的轴位的散光值。
屈光区域12进一步至少包括与第一屈光力P1不同的第二屈光力P2。
在本发明的意义上，当两个屈光力之间的差大于或等于0.5D时，认为两个屈光力是不同的。
当人的眼睛的屈光异常对应于近视时，第二屈光力大于第一屈光力。
当人的眼睛的屈光异常对应于远视时，第二屈光力小于第一屈光力。
屈光区域优选地形成为除了形成为多个光学元件的区域之外的区域。换言之，屈光区域是与由多个光学元件形成的区域互补的区域。
屈光区域可以具有连续的屈光力变化。例如，屈光区域可以具有渐变多焦点设计。
屈光区域的光学设计可以包括
-配镜十字，在所述配镜十字处，光焦度为负，
-第一区，当配戴者戴着镜片元件时，所述第一区在屈光的颞侧延伸。在第一区中，当朝颞侧延伸时，光焦度增大，并且在镜片的鼻侧，眼科镜片的光焦度与在配镜十字处的基本上相同。
在WO 2016/107919中更详细地披露了这种光学设计。
替代性地，屈光区域的屈光力可以包括至少一种不连续性。
如图1上所表示，镜片元件可以分成五个互补区：中心区16，所述中心区的焦度等于第一屈光力；四个在45°处的象限Q1、Q2、Q3、Q4，至少一个象限至少具有屈光力等于第二屈光力的点。
在本发明的意义上，根据图1上所示的TABO惯例，“在45°处的象限”应理解为朝45°/225°和135°/315°方向定向的90°的等角度象限。
优选地，中心区16包括框架参考点并且具有大于或等于4mm且小于或等于22mm的直径，所述框架参考点面向在标准配戴条件下直视前方的人的瞳孔。
配戴条件应被理解为镜片元件相对于配戴者眼睛的位置，例如由前倾角、角膜到镜片距离、瞳孔与角膜距离、眼睛转动中心(CRE)到瞳孔距离、CRE到镜片距离、以及包角来限定。
角膜到镜片距离是沿着处于第一眼位的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)在角膜与镜片的后表面之间的距离，例如等于12mm。
瞳孔与角膜距离是沿着眼睛的视轴在其瞳孔与角膜之间的距离，通常等于2mm。
CRE到瞳孔距离是沿着眼睛的视轴在其转动中心(CRE)与角膜之间的距离，例如等于11.5mm。
CRE到镜片距离是沿着处于第一眼位的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)在眼睛的CRE与镜片的后表面之间的距离，例如等于25.5mm。
前倾角是在镜片的后表面与处于第一眼位的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)之间的相交处、在所述镜片的后表面的法线与处于第一眼位的眼睛的视轴之间在竖直平面上的角，例如等于-8°。
包角是在镜片的后表面与处于第一眼位的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)之间的相交处、在所述镜片的后表面的法线与处于第一眼位的眼睛的视轴之间、在水平平面上的角，例如等0°。
标准配戴者条件的实例可以由-8°的前倾角、12mm的角膜到镜片距离、2mm的瞳孔-角膜距离、11.5mm的CRE到瞳孔距离、25.5mm的CRE到镜片距离、以及0°的包角来限定。
根据本发明的实施例，至少下部象限Q4具有与符合用于矫正屈光异常的处方的第一屈光力不同的第二屈光力。
例如，屈光区域具有渐变多焦点屈光函数。渐变多焦点屈光函数可以在上部象限Q2与下部象限Q4之间延伸。
有利地，这样的配置允许补偿由于添加镜片而当人在例如视近距离观看时的调节滞后。
根据实施例，颞侧象限Q3和鼻侧象限Q1中的至少一个具有第二屈光力。例如，颞侧象限Q3具有随镜片偏心率变化的焦度变化。
有利地，这种配置提高了周边视力的屈光异常控制的效率，并且在水平轴线上具有更大的效果。
根据实施例，四个象限Q1、Q2、Q3和Q4具有同心的焦度渐变。
当在标准配戴条件下戴着镜片元件时，所述多个至少三个光学元件14中的至少一个光学元件具有不将图像聚焦在人的眼睛的视网膜上的光学功能。
有利地，光学元件的这种光学功能与具有至少一个与处方的屈光力不同的屈光力的屈光区域相组合，允许减缓配戴镜片元件的人的眼睛的异常屈光的发展。
光学元件可以如图1所表示，是不连续的光学元件。
在本发明的意义上，如果对于连接两个光学元件的所有路径，至少可以沿着每个路径的一部分基于人的眼睛的处方来测量屈光力，则这两个光学元件是不连续的。
当两个光学元件在球面表面上时，如果对于连接两个光学元件的所有路径，至少可以沿着每个路径的一部分来测量所述球面表面的曲率，则这两个光学元件是不连续的。
如图2上所示，根据本发明的镜片元件10包括形成为朝向物体侧的凸曲面的物体侧表面F1、以及形成为具有与物体侧表面F1的曲率不同的曲率的凹面的眼睛侧表面F2。
根据本发明的实施例，至少一部分、例如所有的光学元件位于镜片元件的前表面上。
至少一部分、例如所有的光学元件可以位于镜片元件的后表面上。
至少一部分、例如所有的光学元件可以位于镜片元件的前表面与后表面之间。例如，镜片元件可以包括形成光学元件的具有不同折射率的区。
根据本发明的实施例，镜片的中心区对应于以镜片元件的光学中心为中心的区，不包括光学元件。例如，镜片元件可以包括以所述镜片元件的光学中心为中心并且具有等于0.9mm的直径的空区，所述空区不包括光学元件。
镜片元件的光学中心可以对应于镜片的配适点。
替代性地，光学元件可以设置在镜片元件的整个表面上。
根据本发明的实施例，光学元件位于网络上。
光学元件所位于的网络可以是结构化网络。
在图8所示的实施例中，光学元件沿多个同心环定位。
光学元件的同心环可以是环形环。
根据本发明的实施例，镜片元件进一步包括至少四个光学元件。所述至少四个光学元件被组织成至少两组光学元件，每组光学元件被组织成具有相同中心的至少两个同心环，每组光学元件的同心环由内径和外径限定。
每组光学元件的同心环的内径对应于与所述组光学元件中的至少一个光学元件相切的最小圆。光学元件的同心环的外径对应于与所述组中的至少一个光学元件相切的最大圆。
例如，镜片元件可以包括n个光学元件环，f内1指的是最靠近镜片元件的光学中心的同心环的内径，f外1指的是最靠近镜片元件的光学中心的同心环的外径，f内n指的是最靠近镜片元件的周边的环的内径，并且f外n指的是最接近镜片元件的周边的“同心环”的外径。
两个连续光学元件同心环i和i+1之间的距离Di可以表示为：
Di＝|f内i+1-f外i|,
其中，f外i指的是第一光学元件环i的外径并且f内i+1指的是第二光学元件环i+1的内径，其与第一光学元件环相连并且更靠近镜片元件的周边。
根据本发明的另一个实施例，光学元件被组织成以镜片元件的表面的光学中心为中心的同心环，所述镜片元件的表面上设置有所述光学元件并连接每个光学元件的几何中心。
例如，镜片元件可以包括n个光学元件环，f1指的是最靠近镜片元件的光学中心的环的直径，并且fn指的是最靠近镜片元件的周边的环的直径。
两个连续光学元件同心环i和i+1之间的距离Di可以表示为：
Figure GDA0003362954440000111
其中，fi指的是第一光学元件环i的直径，并且fi+1指的是与第一光学元件环相连并且更靠近镜片元件的周边的第二光学元件环i+1的直径，并且
其中，di指的是在第一光学元件环上的光学元件的直径，并且di+1指的是在第二光学元件环上的光学元件的直径，第二光学元件环与第一环相连并且更靠近镜片元件的周边。光学元件的直径对应于内接光学元件的外形形状的圆的直径。
光学元件的同心环可以是环形环。
有利地，镜片元件的光学中心和光学元件同心环的中心重合。例如，镜片元件的几何中心、镜片元件的光学中心和光学元件同心环的中心重合。
在本发明的意义上，术语“重合”应理解为非常靠近在一起，例如相距小于1.0mm。
两个连续同心环之间的距离Di可以根据i而变化。例如，两个连续同心环之间的距离Di可以在2.0mm与5.0mm之间变化。
根据本发明的实施例，两个连续光学元件同心环之间的距离Di大于2.00mm、优选为3.0mm、更优选为5.0mm。
有利地，在两个连续光学元件同心环之间具有大于2.00mm的距离Di允许在这些光学元件环之间管理更大的折射面积，从而提供更好的视敏度。
考虑到镜片元件的环形区具有大于9mm的内径和小于57mm的外径，使几何中心位于距镜片元件的光学中心小于1mm的距离，位于所述圆形区内的光学元件部分的面积总和与所述圆形区的面积之间的比率在20％与70％之间、优选在30％与60％之间、更优选在40％与50％之间。
换言之，发明人已经观察到，对于上述比率的给定值，光学元件的组织成同心环，其中这些环间隔大于2.0mm的距离，允许提供屈光区域的环形区比当光学元件设置在六边形网络中或随机地设置在镜片元件的表面上时管理的屈光区域更容易制造，从而提供更好的眼睛屈光异常矫正，并因此提供更好的视敏度。
根据本发明的实施例，镜片元件的所有光学元件的直径di是相同的。
根据本发明的实施例，当i朝向镜片元件的周边增加时，两个连续同心环i和i+1之间的距离Di可以增加。
光学元件同心环可以具有9mm与60mm之间的直径。
根据本发明的实施例，镜片元件包括设置成至少2个同心环、优选地多于5个、更优选地多于10个同心环的光学元件。例如，光学元件可以设置成以镜片的光学中心为中心的11个同心环。
根据本发明的实施例，至少一个光学元件具有将图像聚焦在除视网膜之外的位置上的光学功能。
优选地，至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件具有将图像聚焦在除视网膜之外的位置上的光学功能。
根据本发明的实施例，光学元件被配置成使得至少沿着镜片的一个区段，光学元件的平均球镜从所述区段的某个点朝向所述区段的周边增大。
光学元件可以被进一步被配置成使得至少沿着镜片的一个区段，例如至少与光学元件的平均球镜增大所沿着的区段相同的区段，平均柱镜从所述区段的某个点(例如，与平均球镜相同的点)朝所述区段的周边部分增大。
有利地，使光学元件配置成沿着镜片的至少一个区段，光学元件的平均球镜和/或平均柱镜从所述区段的点朝向所述区段的周边部分增大，允许在近视情况下增大光线在视网膜前方的散焦，或在远视情况下增大光线在视网膜后面的散焦。
换言之，发明人已经观察到将光学元件配置成使得沿着所述镜片的至少一个区段，光学元件的平均球镜从所述区段的点朝向所述区段的周边部分增大，有助于减缓眼睛的比如近视或远视等屈光异常的发展。
如已知的是，非球面表面上的任一点处的最小曲率CURVmin由以下公式来定义：
Figure GDA0003362954440000131
其中，Rmax为局部最大曲率半径，用米来表示，并且CURVmin用屈光度来表示。
类似地，非球面表面上的任一点处的最大曲率CURVmax可以由以下公式来定义：
Figure GDA0003362954440000132
其中，Rmin为局部最小曲率半径，用米来表示，并且CURVmax用屈光度来表示。
可以注意到，当表面局部为球面时，局部最小曲率半径Rmin和局部最大曲率半径Rmax是相同的，并且相应地，最小和最大曲率CURVmin和CURVmax也是相同的。当表面是非球面时，局部最小曲率半径Rmin和局部最大曲率半径Rmax是不同的。
根据最小曲率CURVmin和最大曲率CURVmax的这些表达式，标记为SPHmin和SPHmax的最小球镜和最大球镜可以根据所考虑的表面类型来推断。
当所考虑的表面是物体侧表面(又称为前表面)时，这些表达式如下：
Figure GDA0003362954440000133
以及
Figure GDA0003362954440000134
其中，n为镜片的成分材料的折射率。
如果所考虑的表面是眼球侧表面(又称为后表面)时，这些表达式如下：
Figure GDA0003362954440000141
以及
Figure GDA0003362954440000142
其中，n为镜片的成分材料的折射率。
如熟知的，在非球面表面上的任一点处的平均球镜度SPHmean也可以通过下公式来定义：
Figure GDA0003362954440000143
因此，平均球镜的表达式取决于所考虑的表面：
如果所述表面是物体侧表面，则
Figure GDA0003362954440000144
如果所述表面是眼球侧表面，则
Figure GDA0003362954440000145
还通过公式CYL＝|SPHmax-SPHmin|定义柱镜CYL。
镜片的任何非球面的特性可以借助于局部平均球镜和柱镜来表示。当柱镜为至少0.25屈光度时，可以认为表面是局部非球面的。
对于非球面表面，可以进一步定义局部柱镜轴位γAX。图7a展示了在TABO惯例中定义的散光轴位γ，而图7b展示了在被定义用于表征非球面表面的惯例中的柱镜轴位γAX。
柱镜轴位γAX是最大曲率CURVmax的取向相对于参考轴位并且在所选转动方向上的角度。在以上定义的惯例中，参考轴位是水平的(此参考轴位的角度为0°)并且所述旋转方向在看向配戴者时对于每一只眼而言是逆时针的(0°≤γAX≤180°)。因此，柱镜轴位γAX的+45°轴位值表示倾斜定向的轴线，在看向配戴者时，所述轴线从位于右上方的象限延伸到位于左下方的象限。
光学元件可以配置成使得沿着镜片的至少一个区段，光学元件的平均球镜和/或平均柱镜从所述区段的中心朝向所述区段的周边部分增大。
根据本发明的实施例，光学元件被配置成使得在标准配戴条件下，至少一个区段是水平区段。
平均球镜和/或平均柱镜可以沿着至少一个水平区段根据递增函数而增大，递增函数是高斯函数。高斯函数在镜片的鼻部与颞部之间可以是不同的，以便考虑人的视网膜的不对称性。
替代性地，平均球镜和/或平均柱镜可以沿着至少一个水平区段根据递增函数而增大，所述递增函数是二次函数。所述二次函数在镜片的鼻部与颞部之间可以是不同的，以便考虑人的视网膜的不对称性。
根据本发明的实施例，光学元件的平均球镜和/或平均柱镜从所述区段的第一点朝向所述区段的周边部分增大，并且从所述区段的第二点朝向所述区段的周边部分减小，第二点比第一点更靠近所述区段的周边部分。
在表1中展示了这样的实施例，其根据它们到镜片元件的光学中心的径向距离来提供光学元件的平均球镜。
在表1的实例中，光学元件是放置在具有329.5mm的曲率的球面前表面上的微镜片，并且镜片元件由具有1.591的折射率的光学材料制成，配戴者的处方光焦度为6D。光学元件应在标准配戴条件下配戴，并且配戴者的视网膜被认为在30°的角度下具有0.8D的散焦。
表1
距光学中心的距离(mm) 光学元件的平均球镜(D)
0 1.992
5 2.467
7.5 2.806
10 3.024
15 2.998
20 2.485
如表1中所示，从靠近镜片元件的光学中心开始，光学元件的平均球镜朝向所述区段的周边部分增大，然后朝向所述区段的周边部分减小。
根据本发明的实施例，光学元件的平均柱镜从所述区段的第一点朝向所述区段的周边部分增大，并且从所述区段的第二点朝向所述区段的周边部分减小，第二点比第一点更靠近所述区段的周边部分。
在表2和表3中展示了这样的实施例，其提供了在对应于局部径向的第一方向Y和与第一方向正交的第二方向X上投影的柱镜向量的幅度。
在表2的实例中，光学元件是放置在具有167.81mm的曲率的球面前表面上的微镜片，并且镜片元件由具有1.591的折射率的材料制成，配戴者的处方光焦度是-6D。应在标准配戴条件下配戴镜片元件，并且认为配戴者的视网膜在30°的角度下具有0.8D的散焦。确定元件提供2D的周边散焦。
在表3的实例中，光学元件是放置在具有167.81mm的曲率的球面前表面上的微镜片，并且镜片元件由具有1.591的折射率的材料制成，配戴者的处方光焦度是-1D。应在标准配戴条件下配戴镜片元件，并且认为配戴者的视网膜在30°的角度下具有0.8D的散焦。确定光学元件提供2D的周边散焦。
表2
Figure GDA0003362954440000161
表3
Figure GDA0003362954440000162
如表2和3所示，从靠近镜片元件的光学中心开始，光学元件的柱镜朝向所述区段的周边部分增大，然后朝向所述区段的周边部分减小。
根据本发明的实施例，屈光区域包括光学中心，并且光学元件被配置成使得沿着穿过镜片的光学中心的任何区段，光学元件的平均球镜和/或平均柱镜从光学元件朝向镜片的周边部分增大。
例如，光学元件可以沿着以屈光区域的光学中心为中心的圆规则地分布。
在直径为10mm且以屈光区域的光学中心为中心的圆上的光学元件可以是具有2.75D的平均球镜的微镜片。
在直径为20mm且以屈光区域的光学中心为中心的圆上的光学元件可以是具有4.75D的平均球镜的微镜片。
在直径为30mm且以屈光区域的光学中心为中心的圆上的光学元件可以是具有5.5D的平均球镜的微镜片。
在直径为40mm且以屈光区域的光学中心为中心的圆上的光学元件可以是具有5.75D的平均球镜的微镜片。
可以基于人的视网膜的形状来调整不同微镜片的平均柱镜。
根据本发明的实施例，屈光区域包括视远参考点、视近参考点、以及连接视远参考点和视近参考点的子午线。例如，屈光区域可以包括渐变多焦点镜片设计，其适于人的处方或适于减缓配戴镜片元件的人的眼睛的屈光异常的发展。
优选地，根据这样的实施例，光学元件被配置成使得在标准配戴条件下沿着镜片的任何水平区段，光学元件的平均球镜和/或平均柱镜从所述水平区段与子午线的交叉点朝向镜片的周边部分增大。
所述子午线对应于主注视方向与镜片表面的交叉点的轨迹。
沿着所述区段的平均球镜和/或平均柱镜增大函数可以根据所述区段沿着子午线的位置而不同。
特别地，沿着所述区段的平均球镜和/或平均柱镜增大函数是不对称的。例如，在标准配戴条件下，平均球镜和/或平均柱镜增大函数沿着竖直和/或水平区段是不对称的。
根据本发明的实施例，至少一个光学元件具有非球面光学功能。
优选地，至少50％、例如至少80％、例如所有的光学元件14具有非球面光学功能。
在本发明的意义上，“非球面光学功能”应理解为不具有单个焦点。
替代性地，光学元件的这种光学功能减小配戴者的眼睛视网膜的变形，允许减缓配戴所述镜片元件的人的眼睛的屈光异常的发展。
具有非球面光学功能的至少一个元件是透明的。
有利地，非连续的光学元件在镜片元件上不可见并且不影响镜片元件的美观。
根据本发明的实施例，镜片元件可以包括承载屈光区域的眼科镜片和承载多个至少三个光学元件的夹片，所述光学元件适于在配戴镜片元件时可移除地附接到眼科镜片。有利地，当人处于远距离环境中、例如室外时，人可以将夹片与眼科镜片分开，并最终替换上没有至少三个光学元件中的任何一个的第二夹片。例如，第二夹片可以包括防晒色调。人还可以使用眼科镜片而无需任何额外的夹片。
光学元件可以独立地添加到镜片元件上，添加到镜片元件的每个表面上。
可以将这些光学元件添加在定义的阵列上，如正方形或六边形或随机或其他。
光学元件可以覆盖镜片元件的特定区，如在中心或任何其他区域。
可以根据镜片元件的区来调整光学元件密度或焦度量。通常，光学元件可以定位于镜片元件的周边，以增加光学元件对近视控制的影响，从而补偿由于例如视网膜的周边形状引起的周边散焦。
根据本发明的优选实施例，半径包含在2mm与4mm之间的每个圆形区包括位于距光学元件的光学中心一段距离处的几何中心，所述距离大于或等于所述半径+5mm，位于所述圆形区内的光学元件部分的面积之和与所述圆形区的面积之间的比率在20％与70％之间、优选地在30％与60％之间、更优选地在40％与50％之间。
光学元件可以使用不同的技术制造，如直接表面处理、成型、铸造或注塑、压花、成膜、或光刻法等......
根据本发明的实施例，至少一个、例如所有的光学元件的形状被配置为在人的眼睛的视网膜前方形成焦散点。换言之，这样的光学元件被配置成使得光通量集中的每个区段平面(如果有的话)位于人的眼睛的视网膜前面。
根据本发明的实施例，至少一个、例如所有的具有非球面光学功能的光学元件是多焦点屈光微镜片。
在本发明的意义上，“微镜片”具有可内接在直径大于或等于0.8mm且小于或等于3.0mm、优选地大于或等于1.0mm且小于2.0mm的圆内的外形形状。
在本发明的意义上，光学元件是“多焦点屈光微镜片”，包括双焦点(具有两个焦度)、三焦点(具有三个焦度)、渐变多焦点镜片，具有连续变化的焦度，例如非球面渐变表面镜片。
根据本发明的实施例，光学元件中的至少一个、优选地多于50％、更优选地多于80％的光学元件是非球面微镜片。在本发明的意义上，非球面微镜片在其表面上具有连续的焦度演变。
非球面微镜片可以具有介于0.1D与3D之间的非球面性。非球面微镜片的非球面性对应于在微镜片中心测量的光焦度与在微镜片周边测量的光焦度之比。
微镜片的中心可以由以微镜片的几何中心为中心并且直径在0.1mm与0.5mm之间、优选地等于2.0mm的球面区域限定。
微镜片的周边可以由以微镜片的几何中心为中心并且内径在0.5mm与0.7mm之间、外径在0.70mm与0.80mm之间的环形区限定。
根据本发明的实施例，非球面微镜片在其几何中心的光焦度的绝对值在2.0D与7.0D之间，并且在其周边的光焦度的绝对值在1.5D与6.0D之间。
在涂覆上面设置有光学元件的镜片元件的表面之前，非球面微镜片的非球面性可以根据距所述镜片元件的光学中心的径向距离而变化。
另外，在涂覆上面设置有光学元件的镜片元件的表面之后，非球面微镜片的非球面性可以进一步根据距所述镜片元件的光学中心的径向距离而变化。
根据本发明的实施例，至少一个多焦点屈光微镜片具有复曲面。复曲面是旋转表面，其可以通过围绕旋转轴线(最终定位在无穷远处)旋转一个圆或弧来产生，所述旋转轴线不穿过其曲率中心。
复曲面镜片具有彼此成直角的两个不同的径向轮廓，因此产生两个不同的焦度。
复曲面镜片的复曲面和球面部件产生像散光束，而不是单点焦点。
根据本发明的实施例，至少一个、例如所有的具有非球面光学功能的光学元件是复曲面屈光微镜片。例如，球镜度值大于或等于0屈光度(δ)且小于或等于+5屈光度(δ)并且柱镜度值大于或等于0.25屈光度(δ)的复曲面折射微镜片。
作为具体实施例，复曲面屈光微镜片可以是纯柱镜，意味着子午线最小焦度为零，而子午线最大焦度严格为正，例如小于5屈光度。
根据本发明的实施例，至少一个、例如所有的光学元件由双折射材料制成。换言之，光学元件由具有取决于光的偏振和传播方向的折射率的材料制成。双折射可以被量化为材料展现出的折射率之间的最大差异。
根据本发明的实施例，至少一个、例如所有的光学元件具有不连续性，比如不连续表面，例如菲涅耳表面和/或具有不连续的折射率分布。
图3表示可以用于本发明的光学元件的菲涅耳镜高度轮廓的实例。
根据本发明的实施例，至少一个、例如所有的光学元件由衍射镜片制成。
图4表示可以用于本发明的光学元件的衍射镜片径向轮廓的实例。
至少一个、例如所有的衍射镜片可以包括如WO 2017/176921中披露的超表面结构。
衍射镜片可以是菲涅耳镜片，其相位函数ψ(r)在标称波长处具有π相位跃变，如图5中所看到的。为了清晰起见，可以给这些结构命名为“π-菲涅耳镜片”，因为它与相位跃变是2π的多个值的单焦点菲涅耳镜片相反。相位函数在图5中显示的π-菲涅耳镜片主要在与屈光度0δ和正屈光度P、例如3δ相关的两个衍射级中衍射光。
根据本发明的实施例，至少一个、例如所有的光学元件是多焦点二元部件。
例如，如图6a中所示，二元结构主要显示两个屈光度，表示为-P/2和P/2。当与如图6b中所示的折射结构相关联时，屈光度为P/2，图6c中表示的最终结构具有屈光度0δ和P。所示的情况与P＝3δ相关。
根据本发明的实施例，至少一个、例如所有的光学元件是像素化镜片。在EyalBen-Eliezer等人的“APPLIED OPTICS[应用光学]，第44卷，第14期，2005年5月10日”中披露了多焦点像素化镜片的实例。
根据本发明的实施例，至少一个、例如所有的光学元件具有带高阶光学像差的光学功能。例如，光学元件是由泽尼克多项式定义的连续表面构成的微镜片。
以上已经借助于实施例描述了本发明，而并不限制总体发明构思。
在参考前述说明性实施例时，许多进一步的修改和变化将对本领域的技术人员而言是明显的，这些实施例仅以举例方式给出并且无意限制本发明的范围，本发明的范围仅是由所附权利要求来确定的。
在权利要求中，词语“包括”并不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一(a)或(an)”并不排除复数。在相互不同的从属权利要求中叙述不同的特征这个单纯的事实并不表示不能有利地使用这些特征的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制本发明的范围。

Claims (16)

1.一种旨在配戴在人的眼睛前方的镜片元件，所述镜片元件包括：
-屈光区域，所述屈光区域具有基于用于矫正所述人的眼睛的屈光异常的处方的第一屈光力和不同于所述第一屈光力的第二屈光力；
-至少三个光学元件，至少一个光学元件具有不将图像聚焦在眼睛的视网膜上的光学功能，以便减缓眼睛的屈光异常的发展，
其中，所述光学元件被配置为使得沿着所述镜片的至少一个区段，所述光学元件的平均球镜从所述区段的第一点朝向所述区段的周边部分增大，并且从所述区段的第二点朝向所述区段的周边部分减小，第二点比第一点更靠近所述区段的周边部分。
2.根据权利要求1所述的镜片元件，其中，所述第一屈光力与所述第二屈光力之差大于或等于0.5D。
3.根据权利要求1或2所述的镜片元件，其中，所述屈光区域形成为除了形成为所述至少三个光学元件的区域之外的区域。
4.根据权利要求1或2所述的镜片元件，其中，至少一个光学元件具有非球面光学功能。
5.根据权利要求1或2所述的镜片元件，其中，所述至少三个光学元件中的至少一个具有将图像聚焦在除视网膜之外的位置上的光学功能。
6.根据权利要求5所述的镜片元件，其中，所述至少三个光学元件中的所有光学元件都具有将图像聚焦在除视网膜之外的位置上的光学功能。
7.根据权利要求1或2所述的镜片元件，其中，在所述屈光区域中，屈光力具有连续变化。
8.根据权利要求1或2所述的镜片元件，其中，在所述屈光区域中，屈光力具有至少一处不连续性。
9.根据权利要求1所述的镜片元件，其中，所述镜片元件分为五个互补区：中心区，所述中心区具有等于所述第一屈光力的焦度；以及四个在45°处的象限，所述象限中的至少一个具有等于所述第二屈光力的屈光力。
10.根据权利要求9所述的镜片元件，其中，所述中心区包括框架参考点并且具有大于或等于4mm且小于20mm的直径，所述框架参考点面向在标准配戴条件下直视前方的人的瞳孔。
11.根据权利要求9所述的镜片元件，其中，至少下部象限具有所述第二屈光力。
12.根据权利要求1或2所述的镜片元件，其中，所述屈光区域具有渐变多焦点屈光函数。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的镜片元件，其中，颞侧象限和鼻侧象限中的至少一个具有所述第二屈光力。
14.根据权利要求9或10所述的镜片元件，其中，四个象限具有同心的焦度渐变。
15.根据权利要求1或2所述的镜片元件，其中，对于半径包含在2mm与4mm之间的每个圆形区包括位于距面向在标准配戴条件下笔直向前注视的使用者的瞳孔的参考系大于或等于半径+5mm的距离处的几何中心，位于所述圆形区内的光学元件部分的面积之和与所述圆形区的面积之间的比率在20％与70％之间。
16.根据权利要求1或2所述的镜片元件，其中，所述至少三个光学元件是不连续的。
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