眼镜装置、处方镜片及优化处方镜片佩戴者视敏度的方法

摘要

本发明提供一对适合与近眼显示器一起使用的处方镜片，所述一对处方镜片包含第一镜片及第二镜片，第一镜片包括第一焦强区域以及第二镜片包括第二焦强区域，所述第一焦强区域被调整至一定焦距以聚焦由所述近眼显示器显示的图像，所述第二焦强区域被调整至与所述第一焦强区域的所述焦距基本上相同的焦距；本发明还提供一种用于与近眼显示器一起使用的眼镜装置；以及一种用于在观察由近眼显示器产生的图像时优化处方眼镜的佩戴者的视敏度的方法。本发明能够优化近眼显示器的使用，同时防止视觉疲劳及其它不希望的副作用。

说明书

交叉引用

本申请案要求2013年12月31日提交的美国临时专利申请案序列号61/922,495的优先权，所述美国临时专利申请案的内容通过引用以其全文结合在此。

技术领域

本发明涉及一对处方眼镜镜片，并且更确切地说涉及结合近眼显示装置使用的一对显示图像优化的处方眼镜镜片、含有此类处方镜片的眼镜装置，以及涉及在使用此类显示装置时提高视敏度的方法。

背景技术

当前的镜片设计(常规的或数字的)主要在多焦距以及渐变镜片的情况下用于远视力以及用于近视力。对于意图结合显示图像的可视化装置(例如，抬头显示器、视网膜投影仪，或其它近眼系统)使用的镜片，可视化元件通常安装在镜片的拐角上或靠近镜片的拐角并且因此靠近佩戴者的瞳孔定位。因此，可视化元件的位置迫使佩戴者在一个方向上凝视以看见所产生的图像。标准的处方镜片并非设计以优化在那些非常近的凝视方向上对所显示的图像的视敏度，这导致图像显示器的模糊以及当眼睛尝试补偿向不清楚的观察区域的移动时所造成的视觉疲劳。因此，需要设计用于结合近眼显示装置使用的镜片，所述镜片去除在与装置相关联的视野方向上佩戴者所察觉到的不希望的像差，从而向佩戴者提供所显示图像的清楚视景以及佩戴者的镜片向佩戴者提供的周围的世界的标准清楚视景。像差的消除以及视敏度的增强减轻了可能由与具有典型的处方镜片的处方玻璃结合的近眼显示器的过度使用导致的头痛、眼睛过劳以及疲劳。

发明内容

本发明的一个方面是提供处方镜片以及含有可以结合近眼显示器使用的此类镜片的眼镜，所述近眼显示器例如抬头显示器和/或视网膜投影仪，所述视网膜投影仪也称为虚拟视网膜显示器。

本发明的另一方面是提供在由佩戴者用以观察来自近眼显示器(例如抬头显示器和/或视网膜投影仪)的图像的镜片区域中具有优化视敏度的处方镜片。

本发明的另一方面是优化对近眼显示器(例如抬头显示器和/或视网膜投影仪)的使用，同时防止视觉疲劳以及其它不希望的副作用。

根据本发明的一方面，提供了一种眼镜装置，所述眼镜装置包含支撑部件；由支撑部件支撑的第一镜片，所述第一镜片包含近眼显示器可视化区域；以及由支撑部件支撑的第二镜片，所述第二镜片包含视敏度优化区域，其中第一镜片的近眼显示器可视化区域以及第二镜片的视敏度优化区域分别位于第一以及第二镜片的基本上相同的区域中。

根据本发明的一方面，提供了一种眼镜装置，所述眼镜装置包含支撑部件；由支撑部件支撑的第一镜片，所述第一镜片包含在第一镜片的外上象限中的近眼显示器可视化区域；以及由支撑部件支撑的第二镜片，所述第二镜片包含在第二镜片的内上象限中的视敏度优化区域。

根据本发明的一方面，提供了一种眼镜装置，所述眼镜装置包含支撑部件；由支撑部件支撑的第一镜片，所述第一镜片包含第一焦强区域，其中所述第一焦强区域的第一焦强被调整至一定焦距以聚焦由近眼显示器显示的图像；以及由支撑部件支撑的第二镜片，所述第二镜片包含第二焦强区域，其中所述第二焦强区域的第二焦强被调整至与第一焦强的焦距基本上相同的焦距。

根据本发明的一方面，提供了一种配置用于与近眼显示器一起使用的眼镜装置，所述装置包含支撑部件；由支撑部件支撑的第一镜片，所述第一镜片包含第一焦强区域，其中所述第一焦强区域的第一焦强被调整至一定焦距以聚焦由近眼显示器显示的图像；以及由支撑部件支撑的第二镜片，所述第二镜片包含第二焦强区域，其中所述第二焦强区域的第二焦强被调整至与第一焦强的焦距基本上相同的焦距，其中第一镜片的第一焦强区域以及第二镜片的第二焦强区域分别位于第一以及第二镜片的基本上相同的区域中。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于在观察由近眼显示器产生的图像时优化处方眼镜的佩戴者的视敏度的方法，所述方法包含提供配置用于与近眼显示器一起使用的眼镜装置，所述装置包含支撑部件；由支撑部件支撑的第一镜片，所述第一镜片包含第一焦强区域，以及由支撑部件支撑的第二镜片，所述第二镜片包含第二焦强区域；将第一焦强区域的第一焦强调整至一定焦距以聚焦由近眼显示器显示的图像；将第二焦强区域的第二焦强调整至与第一焦强的焦距基本上相同的焦距。

根据本发明的另一方面，提供了一对适合与近眼显示器一起使用的处方镜片，所述一对镜片包含第一镜片，所述第一镜片包含第一焦强区域，其中所述第一焦强区域的第一焦强被调整至一定焦距以聚焦由近眼显示器显示的图像；以及第二镜片，所述第二镜片包含第二焦强区域，其中所述第二焦强区域的第二焦强被调整至与第一焦强的焦距基本上相同的焦距。

根据本发明的另一方面，提供了一种配置用于与近眼显示器一起使用的眼镜装置，所述装置包含支撑部件；由支撑部件支撑的第一镜片，所述第一镜片包含具有第一焦强的第一显示区域以及具有第二焦强的第二显示区域；以及由支撑部件支撑的第二镜片，所述第二镜片包含具有第三焦强的第三显示区域以及具有第四焦强的第四显示区域；其中第一镜片的第一显示区域以及第二镜片的第三显示区域分别位于第一以及第二镜片的基本上相同的区域中，并且第一镜片的第二显示区域以及第二镜片的第四显示区域分别位于第一以及第二镜片的基本上相同的区域中，并且其中第一焦强和第三焦强以及第二焦强和第四焦强经配置以向佩戴者提供在第一以及第二镜片的相应显示区域中基本上相似的视敏度。

本发明的这些以及其它方面通过发明性方法以及设备提供，所述发明性方法以及设备用于优化在用于观察近眼显示器产生的图像的眼镜镜片的区域中的视敏度。

附图说明

通过结合附图阅读以下具体实施方式将更充分理解并且了解本发明，在所述附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的带有各自具有在右上象限中的聚焦区域的第一以及第二镜片的镜片支架的正视图；

图2是根据本发明的一个实施例的带有各自具有在右上象限中的聚焦区域的第一以及第二镜片的镜片支架的正视图；

图3是根据本发明的一个实施例的带有各自具有在左上象限中的聚焦区域的第一以及第二镜片的镜片支架的正视图；

图4是根据本发明的一个实施例的带有各自具有在左上象限中的聚焦区域的第一以及第二镜片的镜片支架的正视图；

图5是根据本发明的一个实施例的具有第一以及第二镜片的镜片支架的正视图，所述第一以及第二镜片具有在围绕镜片的周界顺时针从8点钟位置到4点钟位置的位置内的聚焦区域；以及

图6是根据本发明的一个实施例的带有各自具有在左上象限中的第一聚焦区域以及在右上象限中的第二聚焦区域的第一以及第二镜片的镜片支架的正视图。

具体实施方式

本发明涉及发明性方法和设备，所述方法和设备涉及结合近眼显示器使用的显示图像优化的处方眼镜镜片；含有此类显示图像优化的处方镜片的眼镜；以及涉及在使用此类显示器时提高视敏度的方法。如本文中所使用，近眼显示器意指通常佩戴在使用者的头部上的靠近眼睛产生图像的显示器、装置，或系统，例如视网膜投影仪、虚拟视网膜显示器、可视化元件、头戴式显示器、抬头显示器，或其它近眼系统。显示装置通常与佩戴者的眼睛边缘相邻地安装并且因此靠近佩戴者的瞳孔定位。因此，显示器的位置迫使佩戴者在一个方向上凝视以观察由显示器产生的图像。由于通常靠近使用者的眼睛定位，因此所述显示器与使用者的视野对准以使得在极小或无头部移动的情况下能够审阅所显示的信息。这使得使用者能够观察显示器同时与周围环境互动。

在一个优选实施例中，在本发明的显示图像优化的处方镜片中包含在一对镜片部件的每个镜片的相同区域中的聚焦区域。此聚焦区域的形状以及位置至少部分取决于近眼显示器的位置，以及佩戴者的瞳孔距离(“PD”)。例如，对于至少部分位于佩戴者的右镜片的右上角上方的单眼显示器，右镜片以及左镜片都将在镜片的右上角中包含聚焦区域，所述聚焦区域经设计以优化用于观察由近眼显示装置产生的显示图像的视敏度。对于至少部分位于佩戴者的左镜片的左上角上方的单眼近眼显示器，左镜片以及右镜片都将在镜片的左上角中包含聚焦区域，所述聚焦区域经设计以优化用于观察由近眼显示装置产生的显示图像的视敏度。类似地，对于至少部分位于佩戴者的两个镜片上方的双眼显示装置，左镜片以及右镜片都将在镜片的图像显示区域中包含聚焦区域，所述聚焦区域经设计以优化用于观察由显示装置产生的每个图像的视敏度。例如，右镜片以及左镜片都将在镜片的右上角中包含聚焦区域，所述聚焦区域经设计以优化用于观察由位于右镜片上方的显示装置产生的图像的视敏度，并且左镜片以及右镜片都将在镜片的左上角中包含聚焦区域，所述聚焦区域经设计以优化用于观察由位于左镜片上方的显示装置产生的图像的视敏度。

在一个实施例中，配置用于与近眼显示器一起使用的眼镜装置包含支撑部件以及由所述支撑部件支撑的第一镜片以及第二镜片。第一镜片包含第一焦强区域，所述第一焦强区域的第一焦强被调整至一定焦距以聚焦由近眼显示器显示的图像。第二镜片包含第二焦强区域，所述第二焦强区域的第二焦强被调整至与第一焦强的焦距基本上相同的焦距。优选地，第一镜片的第一焦强区域以及第二镜片的第二焦强区域分别位于第一以及第二镜片的基本上相同的区域中。

一个实施例涉及一种用于在观察由近眼显示器产生的图像时优化处方眼镜的佩戴者的视敏度的方法。所述方法包含提供配置用于与近眼显示器一起使用的眼镜装置。所述装置包含支撑部件；由支撑部件支撑的具有第一焦强区域的第一镜片以及具有第二焦强区域的第二镜片。第一焦强区域的第一焦强被调整至一定焦距以聚焦由近眼显示器显示的图像。第二焦强区域的第二焦强被调整至与第一焦强的焦距基本上相同的焦距。优选地，第一镜片的第一焦强区域以及第二镜片的第二焦强区域分别位于第一以及第二镜片的基本上相同的区域中。

现在参考图式，其中相同的参考标号始终指代相同的部分，图1中示出的是根据一个实施例的镜片托架10的透视图。镜片托架10包含一或多个镜片14。除专门为此镜片托架设计或产生的镜片之外，镜片14还可以由在传统眼镜中使用或可以使用的任何材料制成。镜片14还可以是有色镜片，例如日光过滤或阻挡镜片。镜片14还可以是处方镜片，包含双焦点镜片、三焦点镜片以及许多其它类型的多焦点镜片。镜片14可以用任何已知的涂覆或强化方法来处理，包含防眩光以及防划痕处理。在一些实施例中，镜片14可以是上述镜片中一个或多个。

镜片14可以是眼镜中使用或可以使用的任何形状。例如，镜片14可以是磨圆的、正方形、椭圆形、矩形，或多种其它形状中的任一个。尽管镜片14在图式中主要图示为具有圆形拐角的矩形，但应理解，镜片绝不限于此形状。在一些实施例中，右镜片以及左镜片并不以类似方式成形。例如，如图1中所示，右镜片14a以与左镜片14b不同的方式成形。在此实施例中，右镜片14a包含可以容纳近眼装置等结构或组件的凹口16。所述装置可以经构造以便延伸到凹口16中。凹口可以具有多种形状以及大小。尽管图1显示了具有凹口16的右镜片14a，但左镜片14b可以或者单独地或者与右镜片14a一起被设计成有凹口的。例如，任一或两个镜片都可以包含此凹口或其它容纳结构。

镜片14可以安装在一个或多个支撑部件中，所述支撑部件经设计以将镜片固持在适当的位置中，例如部分或完全包围镜片的眼线或边缘。例如，如图1中所示，每个边缘15完全包围每个镜片14。所述边缘牢牢地将镜片14固持在适当的位置中，但也可以经设计以使得镜片是可更换的或被替换。

根据一个实施例，边缘15通过鼻梁架18接合。除了其它功能，鼻梁架18还向镜片托架10添加支撑以及强度。鼻梁架可以位于沿着眼边缘的任何位置处。根据一个实施例，鼻梁架与边缘15一样厚并且因此在正面以及背面与边缘15齐平。根据另一个实施例，鼻梁架不如边缘15厚，并且位于靠近边缘15的厚度的正面、中间或背面处。

在一个实施例中，右镜片14a以及左镜片14b中的每一个在镜片的上部拐角区域中包含聚焦区域20，如图1至图4以及图6中所示出。除其它因素外，此聚焦区域的特定的形状以及位置将至少部分取决于近眼装置的位置、所产生的图像的位置，以及佩戴者的瞳孔距离(“PD”)。根据本发明，聚焦区域的位置可以在围绕镜片的周界的任何位置处。优选地，如图5中所示出，聚焦区域可以在围绕镜片的周界顺时针从8点钟位置到4点钟位置的任何位置处。优选地，聚焦区域安置在镜片的上象限中。对于至少部分位于佩戴者的右镜片上方的单眼显示装置，例如在图1和图2中所见，右镜片以及左镜片都在镜片的右上角中包含聚焦区域20，所述聚焦区域经设计以优化对于所显示的图像的视敏度。对于至少部分位于佩戴者的左镜片上方的单眼显示装置，例如在图3和图4中所见，左镜片以及右镜片都将在镜片的左上角中包含聚焦区域20，所述聚焦区域经设计以优化对于所显示的图像的视敏度。类似地，对于至少部分位于佩戴者的两个镜片上方的双眼近眼装置，左镜片以及右镜片都将在镜片的显示区域中包含聚焦区域，如图6中所示出，所述聚焦区域经设计以优化对于所显示的图像的视敏度。如图式中所示出，聚焦区域20、21的大小以及形状可以显著改变。

根据一个实施例，在右镜片14a和左镜片14b中的聚焦区域20经设计以去除由佩戴者在朝向可视化元件以及由此产生的图像的视野方向上所检测到的任何像差，所述像差由在两个镜片中不存在聚焦区域的情况下左眼以及右眼的不匹配导致。例如，如图1中所示出，如果显示装置位于右镜片14a的凹口16中或靠近所述凹口处，那么靠近凹口16的右镜片14a的上部拐角含有聚焦区域20，通过所述聚焦区域佩戴者将察觉到所显示的图像。左镜片14b将类似地在相同拐角中具有聚焦区域20。

然而，右镜片14a和左镜片14b的其余部分可以与佩戴者通常利用的处方相似或相同。例如，除聚焦区域20之外，右镜片14a和左镜片14b的区域还可以包含一个或多个其它聚焦区域。因此，镜片可以是双焦点镜片、三焦点镜片，或许多其它类型的多焦点镜片。仅举一个实例，右镜片14a和左镜片14b中的每一个可以包含聚焦区域20、用于观察远处的第二聚焦区域，以及用于观察近处的第三聚焦区域。镜片可以是渐变镜片以提供区域之间的平滑过渡。

根据一个实施例，在右镜片14a和左镜片14b中的聚焦区域20的形状、大小，和/或定位是可变的，并且至少部分取决于佩戴者的PD。例如，如果佩戴者具有较宽PD，那么聚焦区域20的大小可以是较小的以避免与佩戴者的瞳孔产生不希望的重叠。对于具有较窄PD的佩戴者，聚焦区域20的大小可以是较大的，如(例如)图4中所示出。

根据一个实施例，除佩戴者的PD、使用者的光学缺陷(例如散光)，和/或圆柱焦强的轴线之外，聚焦区域20的焦强还至少部分基于佩戴者的个人处方。在最靠近所显示的图像的镜片中，聚焦区域的焦强被调整至非常靠近的焦强以使得靠近所显示的图像的眼睛能够清楚地聚焦在所显示的图像上。非常近的视力比用于查看手机、书籍，报纸及其类似者的典型的近视力更靠近瞳孔。因为远眼的凝视平行于近眼的凝视，所以在不进行调整的情况下，在近眼观察由近眼装置产生的图像时远眼的焦点与近眼的焦点并不相同。通常，在此情况下，远眼具有比近眼更远的焦距。根据本发明，远镜片的聚焦区域的焦强经优化以使得在近眼观察由装置产生的图像时远眼具有与近眼相同的焦距。聚焦区域的焦强的此类优化提供了对所产生的图像的增强的视敏度。此外，聚焦区域的焦强的优化可以防止可能由结合典型的处方镜片的近眼装置的长期使用导致的眼睛过劳、疲劳以及头痛。因此，本发明提供了一种用于在一只眼睛聚焦在非常靠近的物体上而另一只眼睛未聚焦时优化镜片设计的方法以及装置。另外，聚焦区域20的焦强可以经调整以考虑竖直不平衡，所述竖直不平衡可能由用以观看由装置产生的图像的所需移动导致。因此，佩戴者可以观看由装置产生的图像，同时在径直向前看时和/或用于近视力时具有优化视力。此外，对于镜片对中的每个镜片，聚焦区域20的焦强可以是相同或不同的。根据本发明的优化镜片的产生可以由所属领域中已知的工艺提供，例如数字镜片产生器及其类似者。

根据另一个实施例，聚焦区域20可以经考虑所显示的图像的大小、形状，以及构造而配置。例如，如果所显示的图像是棱镜，那么可能存在观看图像时所诱发的竖直棱镜效应。因此，聚焦区域20可以经配置以补偿棱镜效应以便防止图像。

尽管已经结合一个优选实施例描述了本发明，但应理解，在不脱离如权利要求书所界定的本发明的范围的情况下，可以对本发明进行修改、更改以及添加。