LENTES CON PODER DE ADICIÓN PROGRESIVA.

Un método para diseñar una superficie de lentes progresivos que comprende:

especificar el poder medio de una pluralidad de puntos distribuidas sobre la superficie completa de los lentes; especificar la altura de los lentes alrededor del borde de los lentes, y determinar la altura de los lentes en la pluralidad de puntos consistente con el poder medio especificado y la altura del borde de los lentes, que comprende encontrar una solución única de una ecuación diferencial parcial del tipo elíptica sometida a la condición límite de la altura de borde de los lentes.

Lentes con poder de adición progresiva La invención se relaciona de manera general con lentes oftálmicos con poder de adición progresiva y, en particular, con un sistema y método mejorado para diseñar tales lentes.

Los lentes de gafas bifocales se han utilizado durante muchos años por personas que sufren de presbicia, una afección médica que provoca la pérdida de acomodación del ojo con el avance de la edad resultando en dificultad al enfocar. Los lentes bifocales suministraron una solución al dividir los lentes horizontalmente en dos regiones, que tienen cada una un diferente poder óptico. La región superior de los lentes se diseñó con el poder óptico apropiado para la visión a distancia, mientras que la región inferior se diseñó para visión más cercana (por ejemplo lectura) .

Esto le permite al portador enfocar a diferentes distancias al simplemente cambiar la posición de fijación de la mirada. Sin embargo, los portadores experimentan frecuentemente incomodidad debido a la transición abrupta entre las diferentes regiones de los lentes. Como consecuencia, se desarrollaron lentes de adición progresiva para suministrar una transición suave en el poder óptico entre las regiones de los lentes.

De manera convencional, los lentes de adición progresiva se describen usualmente por tener tres zonas: una zona superior para visión lejana, una zona inferior para visión cercana, y un corredor de progresión intermedia que hace puente entre las dos primeras zonas. La Figura 1 es un diagrama de unos lentes progresivos típicos mostrados en elevación vertical (vista de planta) . Los lentes tienen una zona de distancia 2 con un poder medio relativamente inferior dado y una zona de lectura 4 con un poder medio relativamente mayor. Un corredor de progresión intermedia 6 con poder medio variante y usualmente creciente conecta las zonas de distancia y de lectura. Las regiones circundantes 8 que unen el corredor de progresión y el límite de los lentes 10 (es decir, el borde de los lentes) también se muestran.

Las metas al diseñar lentes progresivos han sido suministrar tanto visión esencialmente clara en las zonas superior e inferior 2 y 4 como variación suave en el poder óptico a través del corredor de progresión 6, mientras que al mismo tiempo se controla la distribución del astigmatismo y otras aberraciones ópticas.

Las técnicas de diseño anterior requerían que los lentes fueran esféricos a través de la zona de distancia y lectura, y empleaba varios métodos de interpolación para determinar la forma de los lentes en el corredor de progresión y las regiones circundantes. Estas técnicas sufrieron de varias desventajas. Aunque las propiedades ópticas de la zona de distancia, la zona de lectura, y el corredor de progresión fueron usualmente satisfactorias, las regiones que se unen al corredor de progresión y el borde de los lentes tendían a tener un astigmatismo significativo. Los métodos de interpolación diseñados para comprimir el astigmatismo en las regiones cercanas al corredor de progresión producían gradientes relativamente altos en el poder medio, el astigmatismo y el prisma. El campo visual resultante no era tan suave y continuo como sería deseable para la comodidad, facilidad de enfoque, y maximizar el área utilizable efectiva de los lentes.

La Figura 2 muestra una representación tridimensional de la distribución de poder medio sobre la superficie de un diseño de lentes típico progresivo. El poder medio M se grafica en la dirección vertical y el disco de los lentes se muestra contra las coordenadas x y y. El disco de los lentes se ve en un ángulo de menos de 90º por encima del plano de los lentes. La orientación de los lentes es opuesta a aquella en la Figura 1, el área de distancia con el poder medio bajo 12 mostrado en el primer plano de la Figura 2 y el área de lectura con un poder medio alto 14 mostrado en la parte trasera. Los gradientes altos en el poder medio son evidentes, especialmente en las regiones circundantes 16.

Muchos sistemas de diseño de lentes progresivos le permiten al diseñador establecer propiedades ópticas en solamente unos pocos puntos aislados, curvas, o zonas de los lentes y emplean una variedad de métodos de interpolación para determinar la forma y las propiedades ópticas del resto de los lentes.

La Patente U.S. No. 3, 687, 528 de Maitenaz, por ejemplo, describe una técnica en la cual el diseñador especifica la 45 forma y las propiedades ópticas de una curva base que corre desde la parte superior de los lentes a su parte inferior. La curva base, o “línea de meridiano” es la intersección de la superficie de los lentes con el meridiano vertical principal, un plano que divide los lentes en dos mitades simétricas. El diseñador está restringido por el requisito de que el astigmatismo se desaparece en cualquier parte a lo largo de la línea del meridiano (es decir, la línea del meridiano debe ser “umbilical”) . Maitenaz describe varias fórmulas explícitas para extrapolar la forma de los lentes 50 horizontalmente desde un meridiano umbilical.

La Patente U.S. No. 4, 315, 673 de Guilino describe un método en el cual el poder medio se específica a lo largo de un meridiano umbilical y suministra una fórmula explícita para extrapolar la forma del resto de los lentes.

En un ensayo de Julio 20, 1982, “los Lentes de Poder Progresivo TRUVISION®“, de J. T. Winthrop describen un método de diseño de lentes progresivos en el cual las zonas de distancia y de lectura son esféricas. El método de diseño descrito incluye especificar el poder medio sobre los perímetros de la distancia y las zonas de lectura, que se tratan como los únicos límites.

La Patente U.S. No. 4, 514, 061 de Winthrop también describe un sistema de diseño en el cual las áreas de distancia y de lectura son esféricas. El diseñador especifica el poder medio en las áreas de distancia y lectura, así como también a lo largo de un meridiano umbilical que conecta las dos áreas. La forma del resto de los lentes se determina mediante extrapolación a lo largo de un conjunto de varias superficies de una solución de la ecuación de Laplace sujeta a las condiciones límite en las áreas de distancia y de lectura pero no en el borde de los lentes. El diseñador de los lentes no puede especificar la altura de los lentes directamente en el borde de los lentes.

La Patente U.S. No. 4, 861, 153 de Winthrop también describe un sistema en el cual el diseñador específica el poder medio a lo largo del meridiano umbilical. De nuevo, la forma del resto de los lentes se determina mediante extrapolación a lo largo de un conjunto de superficies a nivel de una solución en la ecuación de Laplace que intercepta el meridiano umbilical. No se suministran medios para que el diseñador de los lentes especifique la altura de los lentes directamente en el borde de los lentes.

La Patente U.S. No. 4, 606, 622 de Furter y G. Furter, “Zeiss Gradal HS- The progressive addition lens with máximum wearing comfort”. Información Zeiss 97, 55-59, 1986, describe un método en el cual el diseñador de los lentes específica el poder medio de los lentes en un número de puntos especiales en el corredor de progresión. La forma de superficie completa es luego extrapolada utilizando tiras flexibles. El diseñador ajusta el poder medio en los puntos especiales con el fin de mejorar las propiedades totales de la superficie generada.

La Patente U.S. No. 5, 886, 766 de Kaga et al, describe un método en el cual el diseñador de los lentes suministra solamente el “concepto de los lentes”. El concepto del diseño incluye especificaciones tales como el poder medio en la zona de distancia, el poder de adición, y una forma aproximada total de la superficie de los lentes. En lugar de ser especificado directamente por el diseñador, la distribución del poder medio sobre el resto de la superficie de los lentes se calcula posteriormente.

La Patente U.S. No. 4, 838, 675 de Barkan et al, describe un método para mejorar unos lentes progresivos cuya forma ya se ha descrito a fondo mediante una función de superficie base. Unos lentes progresivos mejorados se calculan al seleccionar una función definida sobre alguna sub región de los lentes, donde la función seleccionada se va a agregar a la función de superficie base. La función seleccionada se selecciona de una familia de funciones inter relacionada mediante uno o unos pocos parámetros; y la selección óptima se hace al extremar el valor de una... [Seguir leyendo]

1. Un método para diseñar una superficie de lentes progresivos que comprende:

especificar el poder medio de una pluralidad de puntos distribuidas sobre la superficie completa de los lentes;

especificar la altura de los lentes alrededor del borde de los lentes, y determinar la altura de los lentes en la pluralidad de puntos consistente con el poder medio especificado y la altura del borde de los lentes, que comprende encontrar una solución única de una ecuación diferencial parcial del tipo elíptica sometida a la condición límite de la altura de borde de los lentes.

2. El método de la reivindicación 1, en donde encontrar la solución única de la ecuación diferencial parcial comprende: emplear una técnica de sobre relajación sucesiva para converger sobre la solución; y determinar un factor de sobre relajación para relajar más eficientemente la ecuación.

3. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde la etapa de determinar la altura de los lentes en una pluralidad de puntos comprende:

definir una malla que comprende una pluralidad de puntos sobre la superficie de los lentes; determinar el poder medio en cada punto sobre la malla definida mediante la distribución de poder medio específica sobre la superficie de los lentes; y resolver numéricamente sobre la malla una ecuación diferencial parcial del tipo elíptica, sujeta a la altura del borde de los lentes como una condición límite, para determinar la altura de los lentes en cada punto de la malla.

4. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde los lentes comprenden un área de distancia y un área de lectura, y en donde la etapa de especificar el poder medio comprende además: especificar el poder medio a lo largo de una senda de conexión que se extiende desde un primer punto en el área de distancia a un segundo punto en el área de lectura; y especificar el poder medio sobre un sistema de coordenadas distribuida ampliamente sobre el área completa de los lentes consistentemente con el poder medio especificado a lo largo de la senda de conexión.

5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde los lentes comprenden un área de distancia y un área de lectura, y en donde la etapa de especificar el poder medio comprende además: especificar el poder medio en el área de distancia y en el área de lectura; especificar el poder medio a lo largo de una senda de conexión que se extiende desde un primer punto en el área de distancia a un segundo punto en el área de lectura; y especificar el poder medio sobre el sistema de coordenadas distribuido ampliamente sobre el área restante de los lentes consistentemente con el poder medio especificado a lo largo de la senda de conexión.

6. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 4-5, en donde el sistema de coordenadas comprende un conjunto continuo de líneas de contorno, cada línea de contorno intercepta la senda de conexión una vez y no dos contornos en el conjunto que se interceptan el uno con el otro, y en donde especificar el poder medio sobre el sistema de coordenadas comprende además especificar la variación de poder medio a lo largo de las líneas de contorno como una función, el poder medio sobre una línea de contorno y el poder medio sobre la senda de conexión que es igual en cada punto donde la línea de contorno intercepta la senda de conexión.

7. El método de la reivindicación 6, en donde cada línea de contorno intercepta la senda de conexión solamente una vez y cada línea de contorno no intercepta ninguna otra línea de contorno.

8. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 6-7, en donde el poder medio es constante a lo largo de la longitud de cada línea de contorno.

9. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 6-7, en donde el poder medio varía a lo largo de la longitud de cada línea de contorno.

10. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 4-9, en donde especificar la altura de los lentes alrededor del borde de los lentes comprende definir una función de perfil de altura límite en la cual la altura límite varía solamente de manera ligera en un primer segmento límite adyacente al área de distancia y un segundo segmento límite adyacente al área de lectura, y la altura límite sufre sustancialmente transiciones suaves entre el primer y segundo segmento límite.

11. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 4-10, que comprende además redistribuir el astigmatismo alejado de la senda de conexión.

12. El método de la reivindicación 11, en donde la etapa de redistribuir el astigmatismo comprende: determinar un cambio en el poder medio requerido para reducir el astigmatismo sobre la senda de conexión; distribuir el cambio en el poder medio a través de los lentes para modificar los valores de poder medio especificados; y determinar la altura de los lentes en los puntos de la pluralidad de puntos distribuida sobre la superficie de los lentes utilizando los

valores de poder medio modificados en los puntos.

13. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además rotar de manera controlada los valores de poder medio especificados con respecto a la pluralidad de puntos distribuida sobre la superficie de los lentes y la altura del borde de los lentes especificados con respecto al borde de los lentes.

14. El método de la reivindicación 13, en donde la rotación se controla mediante una función de manejo dependiente

del ángulo H (8) de tal manera que M (ρ, 8) - M (ρ, H 8) y z (8) - z (H (8) ) donde M es el poder medio, z (8) es la altura del borde de los lentes, y (ρ, 8) son las coordenadas polares sobre el área de los lentes.

15. Un sistema para diseñar lentes progresivos que comprenden:

Un procesador para aceptar entradas que definen la variación de poder medio sobre un sistema de coordenadas que cubre la superficie de los lentes y definen la altura de los lentes alrededor del borde de los lentes y para calcular la altura de los lentes en una pluralidad de puntos sobre la superficie de los lentes al resolver una ecuación diferencial parcial elíptica sujeta a la altura de los lentes en el borde de los lentes como una condición límite; y una memoria para almacenar los valores de altura de los lentes calculados.

16. Un sistema para diseñar lentes progresivos que comprende un procesador para calcular la altura de los lentes en una pluralidad de puntos sobre la superficie de los lentes de acuerdo al método de una cualquiera de las 20 reivindicaciones 1-14.

17. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 15 y 16, que comprende además una máquina de pulido controlada numéricamente para aceptar los valores de altura de los lentes calculados y utilizar los valores de altura de los lentes calculados para maquinar los lentes o un molde para producir los lentes o un formador para producir los lentes.

18. El sistema de la reivindicación 17, en donde la máquina de pulido controlada numéricamente ajusta los valores de altura de los lentes calculados de acuerdo con el tipo de herramienta de maquinado ajustada a la máquina de pulido.

M (dioptrías) Z (milímetros)

M (dioptrías)

y (milímetros)

eje y eje x

eje y Maquinar la superficie de diseñode los lentes directamente sobre unos lentes de vidrio o plástico Ajustar distribución de altura de lentes para compensar el diámetro cortador y los efectos de la expansión (si se requiere mediante la operación de maquinado)

Post proceso para adecuar el controlador CNC sobre la máquina de fresado o pulido Maquinar un molde Utilizar el molde para producir lente mediante fundido o moldeo Maquinar un formador de cerámica Utilizar el formador para producir lentes o moldear utilizando un proceso de expansión