具体实施方式

图1示出了根据本发明的一副眼镜1。眼镜1包括两个透镜11、12和多个框架部，所述多个框架部用于保持透镜11、12并且用于将眼镜支撑在佩戴者的面部上(未示出)，使得透镜11、12设置在佩戴者的眼睛前面。在图1中图示的这副眼镜1的框架部是常规的，其包括两个镜腿13、14和可以安装有鼻托(未示出)的鼻子中梁15的范围内。透镜11、12、镜腿13、14、以及鼻子中梁15的形状对于本发明而言并不重要，并且可以根据需要进行改变。例如，在一些实施例中，透镜11、12可以集成到头盔或者护目镜中，或者框架部可以连接至头带等，以便将透镜11、12保持在佩戴者的眼睛前面。在本实施例中，采用非圆形透镜11、12。

由于眼镜1被设计成由人佩戴，因此，眼镜1具有固有取向，具有在图1中分别由字母L和R指示的左侧和右侧，由字母F和B指示的前面和后面，顶部和底部，以及对于眼镜的左侧和右侧中的每一个相对于鼻子中梁15的内区域和外区域。应该了解，右镜腿13和左镜腿14以及右透镜11和左透镜12彼此具有反射对称性。

如下面更详细地描述的，透镜11、12中的每一个是可变屈光力透镜。虽然在本实施例中，两个透镜都是可变屈光力透镜，但是在本发明的一些其它实施例中，透镜中的仅一个透镜可以具有可变屈光力，而另一透镜可以具有固定的屈光力或者甚至没有屈光力，这取决于眼镜的预期应用或者用途。例如，包括单个可变屈光力透镜的一副眼镜在眼部手术后的情况下会是有用的，在该眼部手术后的情况下，患者的眼睛中的一只眼睛的屈光力在恢复期间会产生波动。在示出的实施例中，透镜11、12是可独立调节的，但是设想在一些实施例中，透镜11、12可以连接在一起以被同时调节。

各个透镜11、12具有光轴。轴x、y和z相互垂直的的直角坐标系是用于描述透镜的参数的便利方式。如在图1中示出的，z轴被指定为平行于光轴。下面更详细地说明x轴和y轴的取向。

如在图5中最清楚地图示的，各个可变屈光力透镜11、12包括两个透镜元件——后透镜元件21和前透镜元件22。后透镜元件21和前透镜元件22串联布置，如在图4和图5中示出的那样一个设置在另一个后面。前透镜元件22是光学透明的，分别具有前表面33和后表面34，并且如下面更详细描述的那样固定地固定在包括外围环绕件31的可拆卸框架部内。后透镜元件21也是光学透明的，分别具有前表面40和后表面44以及多个突出的突片45至48。前透镜元件22和后透镜元件21可以由合适的具有针对眼科用途的合适光学质量和物理质量的合成热塑性树脂材料自由形成。

后透镜元件21可滑动地安装在与鼻子中梁15一体形成的相应框架主体51内。因此，在本实施例的眼镜1中，两个透镜11、12的框架主体51被形成为包括鼻子中梁15的单件，但是在不同的实施例中，各个透镜11、12的框架主体51可以单独地形成，并且然后连接至鼻子中梁15。进一步地，在其它实施例(未示出)中，前透镜元件22和后透镜元件21可以都安装在框架主体内，从而不需要可拆卸框架部，诸如，环绕件31。

如在图5和图6中最清楚地图示的，后透镜元件21通常是矩形的，具有上长边边缘41和下长边边缘43以及内短边边缘49和外短边边缘50。如通过附图将看到的，后透镜元件21的侧面不是线性的，而是按照对于眼科透镜而言常规的方式弯曲。长边边缘和短边边缘之间的角部也是圆形的。后透镜元件21的侧边缘限定其外围。

从后透镜元件21的外围突出的是上内突片45、内下突片46和外下突片47以及上外突片48，该上内突片45从接近鼻子中梁15的上长边边缘41向上突出，该内下突片46和外下突片47从下长边边缘43下垂，该上外突片48从后透镜元件21的邻近上侧边缘41的外侧边缘50向外突出。如在图6、图14和图15中最清楚地示出的，上外突片48制造有齿条延伸部分60，该齿条延伸部分60具有后表面61和上表面65，该后表面61在齿条延伸部分60中形成有凹部62，该凹部62限定如下面更详细描述的面向上的支承表面64，该上表面65形成有多个齿66，所述多个齿66形成用于与下面同样详细描述的小齿轮70啮合的齿条。

框架主体51具有前表面81和后表面82，并且限定了与后透镜元件21的形状对应的形状，并且包括上部52和下部53以及内侧部分54和外侧部分55。框架主体51在上部52与下部53之间的高度与后透镜元件21在其上侧边缘41与下侧边缘43之间的高度大致相同；框架主体51在内侧部分54与外侧部分55之间的宽度比后透镜元件21在其内侧边缘49与外侧边缘50之间的宽度宽以允许后透镜元件21相对于框架主体51从一侧滑动到另一侧。框架主体51的上部52形成有如在图8和图11中最清楚地体现的、用于容纳后透镜元件21上的上内突片45的向上延伸的上内通道56。上内通道56的尺寸设计成允许后透镜元件21相对于框架主体51滑动。上内通道56容纳如在图8中最清楚地体现的片弹簧85，该片弹簧85与后透镜元件21上的上内突片45啮合，并且向下推动该上内突片45。

框架主体51的下部53形成有如在图5中最清楚地体现的、分别用于容纳内下突片46和外下突片47的内下通道57和外下通道58。内下通道57和外下通道58的尺寸设计成允许突片46、47在其中滑动。使框架主体51的下部53、后透镜元件21的下侧边缘43以及内下突片46和外下突片47被整形，使得当后透镜元件21被安装在框架主体中时，后透镜元件21的下侧边缘43位于框架主体51的下部53上，并且通道57、58被配置为引导后透镜元件21相对于框架主体51滑动。

后透镜元件21的上外突片48容纳在形成在框架主体51的在上部53与外部55之间的角部处的前表面81中的通道59中(见图5)。在通道59内，框架主体51的前表面81形成有向前突出的肋83，该肋83形成有用于支持悬垂的片弹簧84的两个槽。在后透镜元件的上外突片48容纳在上外通道59中的情况下，肋83容纳在形成在齿条延伸部分60的凹部62中，以便引导后透镜元件21相对于框架主体51进行滑动移动，并且片弹簧84与齿条延伸部分60的面向上的支承表面64啮合并且在该支承表面64上向下推动。

片弹簧84、85向下推动后透镜元件21的效果是，促使后透镜元件向下抵靠着框架主体51的下部53，使得其下侧边缘43牢固地抵靠着框架主体51的下部53，并且这用于使透镜12的后透镜元件21符合基准(datum)，以确保相对于框架主体51准确地对透镜元件21进行定位。在本实施例中，可滑动的后透镜元件21在y轴方向上符合基准。应该理解，本发明的原理还可以适用于使后透镜元件21在z轴以及y轴方向上或者代替y轴方向在z轴方向上弹簧承载地抵靠着框架主体51。

因此，后透镜元件21能够在与光轴相交的方向上、在框架主体51内从一侧滑动到另一侧，并且通过在对应的通道56至59中啮合突片45至48来引导其移动。后透镜元件21的移动轴被指定为x轴。如上面提到的，z轴被指定为平行于透镜12的光轴。y轴垂直于x轴和z轴两者，并且通常在眼镜1被佩戴时相对于眼镜1的法线取向与垂直轴对应。片弹簧84、85用于在y轴方向上抵靠着后透镜元件21进行推动。在实践中，后透镜元件42如下面详细描述的那样是弯曲的，并且因此，由突片45至48和对应的通道56至59限定的滑动移动轨迹也是弯曲。

如在图6中最清楚地体现的，齿条延伸部分60的齿66与小齿轮70啮合，该小齿轮70安装在形成在框架主体51的后表面82中的适当整形的凹部71内。小齿轮70适配有短轴73，该短轴73轴颈(journalled)形成在框架主体51中形成的在凹部71内的孔74中，以允许小齿轮70旋转。小齿轮70还安装有外径略大于小齿轮70的指轮75。如在图2中可以看到的，指轮75在框架主体51的上部52上方突出，使得其可以与佩戴者的指尖啮合，以便手动旋转指轮75。指轮75旋转引起小齿轮70相应旋转，由于小齿轮70与齿条延伸部分60的齿66啮合，因此，引起后透镜元件21相对于框架主体51侧向移动。因此，指轮75可以由佩戴者用于如下面更详细描述地那样调节透镜12的屈光力。如通过附图将看到的，各个透镜11、12具有其自己的调节机构，该调节机构包括用于独立调节两个透镜11、12的指轮75，但是如上面提到的，在一些实施例中，可以设置单个调节机构(未示出)以同时调节两个透镜11、12。

如上面提到的，在本实施例中，前透镜元件22固定地安装在包括透镜环绕件31的可拆卸框架部内。透镜环绕件31具有前面35和后面36。透镜环绕件31的后面36包括：绕着透镜环绕件31的上部、下部和外部延伸的裙部37。透镜环绕件31被整形和配置为，与透镜主体51配合以便将透镜环绕件31可移除地附接至透镜主体51。当附接了透镜环绕件31时，裙部37在透镜主体51的上侧部分52、下侧部分53和外侧部分55之上延伸。透镜环绕件31包括上外肩部38，该上外肩部38在形成在框架底盘51中并且在容纳小齿轮轴73的孔74前面的上外通道59之上延伸并且封闭该上外通道59，并且上内肩部39被配置为邻接形成在鼻子中梁15与框架主体51之间的对应整形的台阶17。裙部37和内上肩部38以及外上肩部39与框架底盘51上的对应结构相互啮合用于相对于框架主体51对透镜环绕件31进行定位。框架环绕件31的尺寸被设计成在框架主体51上形成紧密配合，使得其通过摩擦而保持在适当位置。若需要，可以在透镜环绕件31和框架主体51上设置相互啮合的卡扣配件或者棘爪以获得额外的安全性。

为了相对于后透镜元件21准确地对前透镜元件22进行定位，透镜环绕件31的后面36和框架主体51的前面81形成有相互啮合的构造。具体地，透镜环绕件31的后面36和框架主体51的前面81形成有相互啮合的定位销90和对应的凹部92，定位销90容纳在该对应的凹部92中。所有定位销90可以形成在透镜环绕件31或者框架主体51上，或者一个或者多个定位销90可以设置在透镜环绕件31和一个或者多个框架底盘51上。在本实施例中，两个定位销90设置在框架主体51的前面81上，并且一个定位销90(未示出)设置在透镜环绕件31的后面36上，以便在框架主体51的内部54中啮合在图5中示出的凹部92中。无论定位销90是设置在透镜环绕件31还是框架主体51上，都应该设置至少两个，以及优选地，三个或者更多个定位销90。

因此，定位销90和凹部92准确地用于相对于框架主体51并且因此，相对于后透镜元件21对前透镜元件22进行定位。当将前透镜元件22附接至框架主体51时，相对于后透镜元件21不可移动地安装前透镜元件22。环绕件31的可移动性允许接近后透镜元件21的前面40和前透镜元件22的后面34，以进行清洁。在一些实施例中，至少后透镜元件21的前面40和前透镜元件22的后面34可以涂覆有眼科行业中已知种类的疏水涂层、超疏水涂层或者疏油涂层，以使透镜表面避免灰尘和污垢。例如，可以针对该目的使用PTFE。

在一些实施例中，可以省略可拆卸透镜环绕件31，并且前透镜元件22可以在可移动后透镜元件21的前面不可移动地安装至框架主体51。

前透镜元件22和后透镜元件21形成可变屈光力透镜12。为了实现这一点，控制前透镜元件22和后透镜元件21的厚度，以提供根据两个透镜元件22、21的相对布置给出不同透镜屈光力的配合透镜表面。通常，透镜元件22、21中的每一个的一个面33、34；40、44形成有三次或更高次面(cubic or higher order surface)，而各个透镜元件22、21的另一面34、33；44、40形成有是规则的旋转表面的表面，例如，球柱眼科透镜表面或者另一常规的眼科透镜表面，例如，多焦点透镜表面或者渐进透镜表面。可能需要两个透镜元件22、21来限定基线(base curve)，其中，前透镜元件22的前面33凸出，而后透镜元件21的后面44凹入，使得当通过使后透镜元件21相对于框架主体51滑动来调节透镜12时，或者当佩戴者将他的或者她的眼睛从一侧移动到另一侧时，眼睛与透镜12之间的距离保持基本恒定。具体地，由突片45至48和对应的通道56至59限定的滑动移动轨迹可以与如由下面的公式限定的透镜厚度t的二次基线分量同心。

在本实施例中，根据以下公式来向由透镜元件21、22平行于z轴的厚度t限定的后透镜元件21的前面40和前透镜元件22的后面34提供三次表面：

其中，D是表示被去除以使透镜厚度最小化的棱镜的系数的常数，并且可以是零，E是表示在光轴下的透镜元件厚度的常数，x、y和z是上面描述的轴，并且A是表示相对透镜元件在x方向上移动的透镜屈光力变化率的常数，对于透镜元件22、21中的一个是正的，而对于透镜元件22、21中的另一个是负的。在美国专利第3,305,294号(Alvarez)、美国专利第3,583,790号(Baker)、美国专利第7,338,159(Spivey)、美国专利第7,717,552(Spivey)、美国专利第5,644,374号(Mukaiyama)以及WO2013/030603(Gici Labs)中描述了其它合适的三次和更高次面，所有这些申请的内容通过引用的方式并入本文。

本发明不受所使用的透镜表面的精确形式的限制，只是透镜元件22、21应该配合以形成可变屈光力透镜，可以在调节机构60、70的控制下，通过两个透镜元件22、21在与透镜11、12的光轴相交的方向上的相对移动，来调节该可变屈光力透镜的屈光力。

然而，根据本发明的一个方面，重要的是后透镜元件21和前透镜元件22配置和布置为当使后透镜元件21相对于框架主体51在x轴上向内移动时，透镜12的屈光力逐渐增加。换句话说，当如从后面观察到的那样使与眼镜1的左边的透镜12相关联的指轮75顺时针旋转时(见图2)，后透镜元件21朝着鼻子中梁15向内移动以增加透镜12的屈光力。当使后透镜元件21相对于框架主体51在x轴上向外移动时，透镜12的屈光力减小。(对于右边的透镜11，应该使相关联的指轮75逆时针旋转以向内移动该透镜的后透镜元件以增加其屈光力)。

如上面提到的，为了允许本发明的本实施例中的透镜12的后透镜元件21横向滑动，后透镜元件21在其内侧边缘49与外侧边缘50之间的宽度小于框架主体51的内部54与外部55之间的宽度。图2中最清楚地体现了这一点，在图2中，在后透镜元件21的内侧边缘49与框架主体51的内部54之间可以看到内间隙101，并且在后透镜元件42的外侧边缘50与框架主体51的外部55之间可见外间隙102。随着在指轮75和齿条机构60以及小齿轮机构70的控制下使后透镜元件21从一侧移动到另一侧，内间隙101和外间隙102的大小而变化。根据本实施例，内间隙101的大小在透镜12处于其最大屈光力位置时最小，后透镜元件21朝着鼻子中梁15完全向内移动。这是因为当佩戴者针对观察近距物体(例如，计算机屏幕或者针对进行阅读)增加的透镜的屈光力时，他的或者她的眼睛将自然地会聚，从而减少了瞳孔间距。

后透镜元件21的内侧边缘49和外侧边缘50将在后透镜元件21的至少一些位置对于佩戴者而言是可见的，并且需要这些边缘不使佩戴者分心，直到可以避免这一点。在本实施例中，前透镜元件22的外围被透镜环绕件31隐藏起来。根据本发明，后透镜元件21在其内侧边缘49与外侧边缘50之间的宽度差值以及前透镜元件22在框架主体51的内侧部分54与外侧部分55之间的宽度差值(即，沿x轴)应该不大于大约8mm，优选地，小于6mm，以及更优选地，小于4mm。如上所述，在本实施例的最大屈光力位置，后透镜元件21的内侧边缘49与框架主体51的内部54对齐，使得内间隙101的宽度为零，或者尽可能接近零，而外间隙102在该位置下的宽度不大于大约8mm，以及优选地，小于大约8mm。如上所述，在最小屈光力位置，后透镜元件21的外侧边缘50与框架主体51的外侧部分55对齐，使得外间隙102的宽度为零或者尽可能接近零，而外间隙102在该位置下的宽度不大于大约8mm，以及优选地，小于大约8mm。

应该理解，在其它实施例中，在最大屈光力位置，后透镜元件21的外侧边缘50可以与框架主体的外侧部分55对齐。仍然在其它实施例中，在最小屈光力位置，后透镜元件21的内侧边缘49可以与框架主体51的内侧部分54对齐。在这些其它实施例中，框架主体51可以被配置为将后透镜元件21的在最小屈光力位置的内侧边缘49和/或后透镜元件21的在最小屈光力位置的外侧边缘50隐藏起来，例如，通过在所涉及的(多个)侧边缘49、50容纳在其中并且从视野上隐藏起来的框架主体51中形成凹部。

本发明还提供了一种用于制造透镜12的前透镜元件22和后透镜元件21的改进方法。

根据本发明，如在图17和图18中示出的，首先按照厚度不均匀的圆形盘200的形式来对前透镜元件22和后透镜元件21中的每一个进行注射成型。使盘形成有两个相反面201、202，并且具有圆形外围205。使一个面201在中心区域204中形成有以盘200的中心为中心的上面详细描述种类的三次或更高次面。例如，可以使一个面201形成有通过上面的公式(I)描述的表面。使另一面202形成有是规则的旋转表面的表面，诸如，例如，包括球体组件和/或圆柱组件的眼科球面圆柱表面。可以将形成在另一面202上的规则的旋转表面限制在盘200的、与在其上形成三次或更高次面的一个面201上的中心区域204对齐的中心区域。在一些实施例中，可以使另一面202形成有多焦点透镜表面或者渐进透镜表面。应该了解，根据选择的三次函数或者高阶函数通过盘200在两个面201、202之间的厚度来限定形成在盘200的一个面201上的透镜表面的形状。

远离盘200的中心区域204，朝着盘200的外围205，盘的厚度在一些区域中将变得非常大，而在其它区域中变得非常薄，并且可能由于运行三次函数或者高阶函数而难以或者甚至不能制造。因此，在朝着盘200的外围205的周向间隔开的外围区域206中，使盘200形成有大于或者小于由三次函数或者高阶函数暗示的厚度的调整过的厚度，并且三次或更高次面“融合”到经过调制的厚度下的那些外围区域206。

在从模具中释放了圆形盘200之后，用一个或者多个基准标记F1、F2来对圆形盘200进行标记作为一个或者两个表面201、202上的对齐特征以相对于盘200的物理几何结构准确地对三次或更高次面的位置进行定位以及可选地，以便如下面更详细描述的那样使前透镜元件和后透镜元件对齐。

此后，可以对盘200进行修边以形成具有所需对中的期望形状的非圆形透镜元件22、21。只要通过(多个)基准标记F1、F2识别到了三次或更高次面相对于盘200的位置，就可以通过合适的工具来保持圆形盘200，并且通过将圆形盘200的外围修剪成具有所需对中的期望形状来对圆形盘200进行修边。图17示出了相同眼睛形状但是不同中心的透镜c1、c2、c3的位置，而图18示出了不同眼睛形状s1、s2、s3的透镜的位置，可以从同一盘200中切出所有这些不同眼睛形状s1、s2、s3。融合的外围区域206不落在最后的透镜元件32、42内。应该观察到，虽然基准标记F1落在眼睛形状之外，并且因此，在盘200的边缘上被去除，但是基准标记F2落在眼睛形状之内并且不被去除。基准标记F2可以是本领域已知种类的可见或者半可见标记。

然后，若需要，可以用本领域已知种类的一种或者多种光学涂层来处理盘200的一个或者两个表面201、202，包括：例如，如上所述的疏水涂层、超疏水涂层或者疏油涂层。

应该针对组件以相同眼睛形状和对中的匹配对来制造透镜元件22、21以通过以下方式来形成上述种类的可变屈光力透镜11、12：一个接着一个组装透镜元件22、21，使得它们可在与光学z轴相交的方向上彼此相对滑动，并且设置用于控制两个透镜元件的相对布置的合适的调节机构(60、70)。可以使用在对盘200进行修边之后保留在眼睛形状内的基准标记F2来在框架中正确地使前透镜元件22和后透镜元件21彼此对齐。

可以从具有向外突出的外围突片45至48的盘200切出一个或者两个透镜元件22、21—例如，上述种类的后透镜元件21。可替代地，可以在从盘200切出透镜元件21之后将外围突片45至48附接至透镜元件21，例如，通过粘接或者焊接。取决于用于限定透镜表面的三次函数或者高阶函数的精确形式，根据本发明的方法生产的透镜可以提供至少+0.75屈光度的屈光力变化，并且在一些实施例中，高达+2.0屈光度或者+3.5屈光度。

根据本发明的制造具有透镜元件22、21的透镜11、12的方法的优点在于：其允许通过相同形状的盘200来形成多个不同眼睛形状和对中的透镜元件。这大大简化了透镜元件的制造，并且允许制造大量盘200，并且然后，通过进行边缘来完成制造以进行订购。