【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的光学器件的用于眼镜和其他头戴式支撑件的镜片
[0001]本专利技术的实施方案整体涉及用于眼镜的镜片，并且更具体地讲，涉及独特配置的镜片，该独特配置的镜片具有增强的离轴光学性能，从而导致棱镜移位(有时也称为棱镜效应、棱镜度、棱镜像差或棱镜畸变)的减小、最小化或消除。例如，此类镜片可用于活动运动或用作时尚太阳镜。与传统眼镜相比，这些眼镜设计的实施方案实现了各种功能优点，诸如使对周边光的拦截最大化、减小光学畸变以及增加佩戴者的舒适水平。
技术介绍
[0002]虽然一体式镜片系统提供了完整的左右视觉范围和良好的横向眼睛保护，但当前技术水平仍面临光学畸变问题。例如，在一体式镜片系统中，当佩戴者的视线相对于向前直视线移动到任何角度(本文称为“离轴”方向)时，从佩戴者的眼睛到后镜片表面的线的入射角改变。离轴方向可为例如横向方向、竖直方向、或它们的组合。这导致更靠近镜片前部进入的光与在镜片的离轴部分处进入的周边光之间的不同折射。美国专利号4,859,048中的公开内容是通过使镜片的厚度从中间部分朝向横向边缘渐缩来努力解决该棱镜畸变源的一个示例。另一个示例是美国专利号5,969,789。
[0003]已经开发了双镜片系统，其中每个镜片的横向边缘从前平面向后弯曲，并且围绕佩戴者头部的侧面弯曲，以提供与由高包裹一体式镜片系统实现的那种类似的横向包裹。虽然具有显著包裹的双镜片眼镜提供某种横向眼睛保护，但镜片曲率通常通过佩戴者的视觉角度范围引入可测量的棱镜畸变。这在包括高折射率材料的镜片中尤其明显。此外，虽然有时期望高基础曲...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于非校正眼镜或头戴装置的镜片，所述非校正眼镜或头戴装置与框架组合以在形成典型佩戴者的一只眼睛的中心轴线的向前直视线的路径中支撑所述镜片，所述镜片包括：镜片主体，所述镜片主体包括：前表面，所述前表面具有球形、复曲面、圆柱形或自由形式几何形状；和后表面，所述后表面具有自由形式几何形状，其中在所述前表面和所述后表面之间限定镜片厚度，观察轴从所述一只眼睛和所述中心轴线以从所述中心轴线远离所述典型佩戴者的鼻部的角度延伸，所述角度沿所述后表面的水平子午线测量，沿所述后表面的所述水平子午线的每个点与所述观察轴的角度相关联，其中所述观察轴与沿所述后表面的所述水平子午线的每个点相交，并且在与约30度或更小的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的棱镜度不超过约0.23屈光度。2.根据权利要求1所述的镜片，其中在所述镜片主体上的任何点处的所述镜片厚度不大于约2mm并且不小于约1mm。3.根据权利要求1所述的镜片，其中在所述镜片主体上的任何点处的所述镜片厚度不大于约1.7mm并且不小于约1.2mm。4.根据权利要求1所述的镜片，其中所述球形、复曲面或圆柱形几何形状具有约基础4或更大的水平基础曲线。5.根据权利要求1所述的镜片，其中所述球形、复曲面或圆柱形几何形状具有约基础6或更大的水平基础曲线。6.根据权利要求1所述的镜片，其中所述球形、复曲面或圆柱形几何形状具有约基础8或更大的水平基础曲线。7.根据权利要求1所述的镜片，其中所述球形、复曲面或圆柱形几何形状具有约基础10或更大的水平基础曲线。8.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约40度或更小的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度不超过约0.35屈光度。9.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约55度或更小的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度不超过约0.6屈光度。10.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约80度或更小的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度不超过约0.8屈光度。11.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约30度或更小的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.01屈光度的平均速率增加。12.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约30度至约40度的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.01屈光度的平均速率增加。13.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约40度至约55度的所述观察轴的角度相关联
的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.01屈光度的平均速率增加。14.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约55度至约80度的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.01屈光度的平均速率增加。15.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约30度至约55度的以度为单位的所述观察轴的角度θ相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，佩戴时的所述镜片的以屈光度为单位的所述棱镜度P满足关系16.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约55度至约90度的以度为单位的所述观察轴的角度θ相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，佩戴时的所述镜片的以屈光度为单位的所述棱镜度P满足关系17.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约30度至约55度的以度为单位的所述观察轴的角度θ相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，佩戴时的所述镜片的以屈光度为单位的所述棱镜度P满足关系18.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约55度至约90度的以度为单位的所述观察轴的角度θ相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，佩戴时的所述镜片的以屈光度为单位的所述棱镜度P满足关系19.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约30度至约55度的以度为单位的所述观察轴的角度θ相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，佩戴时的所述镜片的以屈光度为单位的所述棱镜度P满足关系20.根据权利要求1所述的镜片，其中在与约55度至约90度的以度为单位的所述观察轴的角度θ相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，佩戴时的所述镜片的以屈光度为单位的所述棱镜度户满足关系21.根据权利要求1所述的镜片，其中所述镜片是双镜片眼镜的两个镜片中的一者。22.根据权利要求1所述的镜片，其中：所述镜片是一体式镜片，所述观察轴是第一观察轴，所述眼睛是第一眼睛，所述一体式镜片被配置为支撑在形成所述典型佩戴者的第二眼睛的中心轴线的向前直视线的路径中，第二观察轴从所述第二眼睛和所述第二眼睛的所述中心轴线以从所述第二眼睛的所述中心轴线在与所述第一观察轴的方向相反的方向上远离所述典型佩戴者的鼻部的角度延伸，所述角度沿所述后表面的所述水平子午线测量，沿所述后表面的所述水平子午线的第二组点中的每个点与所述第二观察轴的角度相关联，其中所述第二观察轴与所述第二组点中的所述每个点相交，并且在与约30度或更小的所述第二观察轴的角度相关联的所述第二组点的所有点处，所述镜片的所述棱镜度不超过约0.23屈光度。
23.根据权利要求1所述的镜片，其中所述镜片主体符合所述框架的形状并且被配置为附连到所述框架。24.一种眼镜，包括所述框架和根据权利要求1所述的镜片。25.根据权利要求24所述的眼镜，其中所述框架包括眼镜或护目镜框架。26.一种保护性头戴装置，包括根据权利要求1所述的镜片。27.根据权利要求26所述的保护性头戴装置，其中：所述镜片主体符合附加结构的形状并且被配置为附连到所述附加结构，并且所述附加结构被配置为附连到所述保护性头戴装置。28.根据权利要求1所述的镜片，其中所述后表面还包括拐折区域，并且所述拐折区域处的棱镜度基本上类似于与所述拐折区域相邻的区域中的棱镜度。29.一种用于设计用于非校正眼镜或头戴装置的镜片的方法，所述方法包括：生成所述镜片的初始前表面的点网格；以及基于所述初始前表面生成所述镜片的自由形式后表面的点网格，其中所述自由形式后表面的所述点网格的点与所述初始前表面的所述点网格的点相对应，所述生成所述自由形式后表面的所述点网格包括：至少基于所述镜片相对于典型佩戴者眼睛的佩戴时位置来确定相对于所述镜片的向前观察轴；确定所述初始前表面上的种子点，其中所述种子点是用于后续迭代计算的起始参考；在所述种子点处分配初始厚度；计算所述自由形式后表面上的对应于所述种子点的第一点的表面法线；根据所述初始厚度以及与所述种子点相交的光线从所述自由形式后表面的所述表面法线的折射来放置所述自由形式后表面上的所述第一点；计算与所述自由形式后表面上的所述第一点相邻的点处的表面法线，所述点对应于所述初始前表面的所述点网格中与所述种子点相邻的点；使用优化算法来计算与所述种子点相邻的所述点的厚度，其中所述优化算法包括基于在与所述自由形式后表面上的所述第一点相邻的所述点处的所计算的表面法线来计算光线的折射；根据与所述种子点相邻的所述点的所计算的厚度来放置与所述自由形式后表面上的所述第一点相邻的点；以及通过与放置点相邻的点的表面法线和厚度的迭代计算将附加点放置在所述自由形式后表面上。30.根据权利要求29所述的方法，其中所述优化算法遵循优先级顺序，所述优先级顺序第一包括最均匀的光学路径长度解决方案，第二包括最薄的可行解决方案，以及第三包括最均匀的厚度解决方案。31.根据权利要求29所述的方法，还包括通过基于前表面基准点的渐进式重新分配的表面法线和厚度的迭代计算来生成所述镜片的自由形式前表面，其中所述自由形式前表面替换所述初始前表面。32.一种用于非校正眼镜或头戴装置的镜片，所述非校正眼镜或头戴装置与框架组合以在形成典型佩戴者的一只眼睛的中心轴线的向前直视线的路径中支撑所述镜片，所述镜
片包括：镜片主体，所述镜片主体包括：前表面，所述前表面具有球形、复曲面、圆柱形或自由形式几何形状；和后表面，所述后表面具有自由形式几何形状，其中所述前表面的所述球形、复曲面、圆柱形或自由形式几何形状具有约基础6或更大的水平基础曲线，在所述前表面和所述后表面之间限定镜片厚度，观察轴从所述一只眼睛和所述中心轴线以从所述中心轴线远离所述典型佩戴者的鼻部的角度延伸，所述角度沿所述后表面的水平子午线测量，沿所述后表面的所述水平子午线的每个点与所述观察轴的角度相关联，其中所述观察轴与沿所述后表面的所述水平子午线的每个点相交，并且在与约30度或更小的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的棱镜度不超过约0.44屈光度。33.根据权利要求32所述的镜片，其中在所述镜片主体上的任何点处的所述镜片厚度不大于约2mm并且不小于约1mm。34.根据权利要求32所述的镜片，其中在所述镜片主体上的任何点处的所述镜片厚度不大于约1.7mm并且不小于约1.2mm。35.根据权利要求32所述的镜片，其中所述球形、复曲面或圆柱形几何形状具有约基础8或更大的水平基础曲线。36.根据权利要求32所述的镜片，其中所述前表面具有复曲面几何形状。37.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约40度或更小的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度不超过约0.64屈光度。38.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约50度或更小的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度不超过约0.89屈光度。39.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约80度或更小的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度不超过约1.33屈光度。40.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约30度或更小的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.018屈光度的平均速率增加。41.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约30度至约40度的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.018屈光度的平均速率增加。42.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约40度至约50度的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.018屈光度的平均速率增加。43.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约50度至约80度的所述观察轴的角度相关
联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.018屈光度的平均速率增加。44.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约30度或更小的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.016屈光度的平均速率增加。45.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约30度至约40度的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.016屈光度的平均速率增加。46.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约40度至约50度的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.016屈光度的平均速率增加。47.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约50度至约80度的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.016屈光度的平均速率增加。48.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约30度或更小的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.014屈光度的平均速率增加。49.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约30度至约40度的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.014屈光度的平均速率增加。50.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约40度至约50度的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.014屈光度的平均速率增加。51.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约50度至约80度的所述观察轴的角度相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，所述镜片的所述棱镜度以不超过所述观察轴的增加角度的每度约0.014屈光度的平均速率增加。52.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约30度至约50度的以度为单位的所述观察轴的角度θ相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，佩戴时的所述镜片的以屈光度为单位的所述棱镜度户满足关系53.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约50度至约90度的以度为单位的所述观察轴的角度θ相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，佩戴时的所述镜片的以屈光度为单位的所述棱镜度P满足关系54.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约30度至约50度的以度为单位的所述观察轴的角度θ相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，佩戴时的所述镜片的以屈光度为单位的所述棱镜度P满足关系55.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约50度至约90度的以度为单位的所述观察轴的角度θ相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，佩戴时的所述镜片的以屈光度为单位的所述棱镜度P满足关系
56.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约30度至约50度的以度为单位的所述观察轴的角度θ相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，佩戴时的所述镜片的以屈光度为单位的所述棱镜度P满足关系57.根据权利要求32所述的镜片，其中在与约50度至约90度的以度为单位的所述观察轴的角度θ相关联的沿所述后表面的所述水平子午线的所有点处，佩戴时的所述镜片的以屈光度为单位的所述棱镜度P满足关系58.根据权利要求32所述的镜片，其中所述镜片是双镜片眼镜的两个镜片中的一者。59.根据权利要求32所述的镜片，其中：所述镜片是一体式镜片，所述观察轴是第一观察轴，所述眼睛是第一眼睛，所述一体式镜片被配置为支撑在形成所述典型佩戴者的第二眼睛的中心轴线的向前直视线的路径中，第二观察轴从所述第二眼睛和所述第二眼睛的所述中心轴线以从所述第二眼睛的所述中心轴线在与所述第一观察轴的方向相反的方向上远离所述典型佩戴者的鼻部的角度延伸，所述角度沿所述后表面的所述水平子午线测量，沿所述后表面的所述水平子午线的第二组点中的每个点与所述第二观察轴的角度相关联，其中所述第二观察轴与所述第二组点中的所述每个点相交，并且在与约30度或更小的所述第二观察轴的角度相关联的所述第二组点的所有点处，所述镜片的所述棱镜度不超过约0.44屈光度。60.根据权利要求32所述的镜片，其中所述镜片主体符合所述框架的形状并且被配置为附连到所述框架。61.一种眼镜，包括所述框架和根据权利要求32所述的镜片。62.根据权利要求61所述的眼镜，其中所述框架包括眼镜或护目镜框架。63.一种保护性头戴装置，包括根据权利要求32所述的镜片。64.根据权利要求62所述的保护性头戴装置，其中：所述镜片主体符合附加结构的形状并且被配置为附连到所述附加结构，并且所述附加结构被配置为附连到所述保护性头戴装置。65.根...
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