具有改善舒适度的旋转稳定的接触镜片和优化方法技术

本发明专利技术题为“具有改善舒适度的旋转稳定的接触镜片和优化方法”。本发明专利技术提供了一种改善的旋转稳定的接触镜片设计和设计此类镜片的方法，其最小化镜片的稳定时间同时最大化镜片在眼上的舒适度。镜片和设计该镜片的方法利用并组合不圆度和厚度差方面，从而导致等同或最小化的稳定时间、插入便利性和制造性以及最大化舒适度，其相比任一方面可独立地实现的那些得以改善。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.
本专利技术涉及眼科镜片，并且更具体地涉及旋转稳定的接触镜片。具体地，本专利技术涉及优化不圆度和厚度差来改善舒适度同时确保令人满意的旋转稳定性的设计和方法。2.相关领域的讨论接触镜片被视为医疗装置并且可被佩戴用于矫正视力和/或者用于美容或其他治疗原因。自20世纪50年代起，商业上就已利用接触镜片来改善视力。早期的接触镜片由硬性材料构成或制成，并且相对较为昂贵且脆弱。尽管仍利用这些接触镜片，但它们因其不良的初始舒适度而并不适用于所有患者。该领域的后续发展产生了基于水凝胶的软性接触镜片，该软性接触镜片在当今极其流行且被广泛利用。引入软性接触镜片已经显著改善佩戴者所体验到的舒适度。一种类型的接触镜片是球形接触镜片，其为大多数部件提供均匀的光焦度，并且由于这些镜片大体上为球形，它们为旋转对称的，所以旋转放置或定位在眼上不是一个大问题。对于那些需要散光矫正的患者，可以提供除球形光焦度矫正以外的柱面光学光焦度矫正以实现视力矫正。这些镜片，有时被称为复曲面镜片，要求光学设计在佩戴在眼上时在矫正取向时为旋转稳定的。在散光患者中，镜片的相对旋转取向对于矫正患者视力是重要的。散光由角膜和/或晶状体的非旋转对称曲率引起。正常的角膜大体上为旋转对称的，而在患有散光的个体中，角膜并非如此。换句话讲，眼的角膜实际上在一个方向上比在另一个方向上更弯曲或更陡，从而使得图像被拉伸出一条线焦点而不是聚焦成单个点。复曲面镜片而非球形/单视力镜片可用来解决这个问题。复曲面镜片为光学元件，该光学元件在彼此垂直的两个取向上具有两种不同的目标光焦度。本质上，复曲面镜片具有用于矫正近视或远视的一种光焦度的球面以及用于矫正散光的在特定轴处的一种光焦度的柱面，两种光焦度均内置于单个镜片中。利用以不同角度取向的相对于眼优选地保持的曲率来产生这些光焦度。因此，复曲面镜片正确的旋转取向对于正确矫正散光是必需的。然而，在使用时，复曲面接触镜片可趋于在眼上旋转，从而临时性地提供亚最佳视力矫正。因此，目前使用的复曲面接触镜片还包括用于在佩戴者眨眼或环视时将接触镜片相对稳定地且在正确取向中保持在眼上的机构以保持精确的视力矫正。此机构还用来在插入后或当镜片移出正确的位置和取向时将镜片返回至在眼上的稳定且正确的取向。为了确保镜片的正确取向，本领域中已利用各种使镜片稳定的方法，诸如压载物或优选的厚区和薄区。虽然存在各种实现稳定的方式，但是所有方式最终将通过接触镜片的后表面与眼的前表面以及眼睑(具体地在周边区域中)的相互作用受影响至变化的程度，这也可不利地影响视力和或主观的佩戴者舒适度。目前设计或使用的稳定区的挑战在于接触镜片稳定性与舒适度以及与增加的厚度相关的物理限制之间的权衡。用于改善旋转速度的设计改变(诸如增加稳定区域的表面坡度)还增加接触镜片厚度并且可不利地影响舒适度。另外，接触镜片设计必须实现以下两者：即，旋转至正确的插入取向，并在整个佩戴期内保持该取向。常规设计需要在这些多种考虑之间对性能进行权衡。在美国专利6,406,145中，公开了具有最小厚度改变的旋转稳定的接触镜片。在美国专利6,491,392中，稳定特征的设计并入使用样条或多项式函数以改善舒适度，而美国专利6,939,005和7,159,979关注厚度差的改变速率以减少镜片稳定时间。美国专利7,201,480和7,682,019采用出于稳定目的的薄区的使用。在解决散光患者需求的更近期尝试中，例如美国专利8,827,448提出使用无散光定制的镜片用于屈光矫正，其具有在接触镜片的前表面上的第一柱面光焦度和在后表面上的第二柱面光焦度。虽然已提出利用此类设计来实现改善的视敏度，但是这些项目限于镜片的光学区和其如何与非对称形状的角膜相互作用。在其他区域中，最值得注意的是在镜片的周边区域中的设计改变可仍具有影响并且将不会不利地影响那些寻求改进视敏度的限于光学区的区域，并且因此共存并进一步改善镜片性能。出于稳定目的早期使用的非圆镜片公开于美国专利5,760,870中，主要作为一种避免镜片出于稳定目的而增厚的方法。该‘870专利的专利技术人指出，镜片增厚导致患者不适，不可取的光焦度变化以及在增厚区域中减少的透氧性，从而倡导代替使用非圆镜片以及镜片纵横比方面的所得差异而非厚度差来实现稳定性。更近期地，在美国专利8,668,331中，公开了出于向心、旋转和稳定目的，使用非圆镜片来最大化镜片-盖相互作用，并且可具有指导性。在转让给与本专利技术相同受让人的美国已公开专利申请US20140063444中，公开了使用圆形和非圆形状以及稳定区；然而组合地优化形状和厚度未被论述。概括地说，在本空间中先前专利技术家已尝试通过选择性镜片增厚、镜片减薄、棱柱压载和其他方法来解决这一稳定性问题，所有这些方法一般可表征为厚度差设计，而其他人寻求通过使用非圆镜片的解决方案，其一般可表征为圆度/不圆度设计，其在一些情况下，尝试一起掩蔽散光，然而迄今尚未找到在单镜片设计中以优化方式组合这些方法来实现具有改善舒适度的旋转稳定性。根据所使用的方法，并且因为这是旋转稳定性与舒适度之间的一种平衡，据信存在一种通过组合来自这些方法的最佳方法而存在的机会。因此，存在对具有通过同时优化不圆度和厚度差成一系统而实现的旋转稳定性的接触镜片的需求，以实现改善的眼上性能同时维持高舒适度和视力矫正。
技术实现思路
根据本专利技术的接触镜片通过提供正确取向同时最小化镜片中所存在的厚度差量的非圆形边沿设计来克服如上简单所述与现有技术相关联的缺点。具体地，镜片的边沿形状(不圆度或直径上纵横比)与所采用的厚度差量之间存在优选的关系，使得优化所得镜片的稳定取向、舒适度和操作，由此使得无法单独使用不圆度或厚度差的任一种途径获得改善的性能结果。根据一个方面，本专利技术涉及用于优化接触镜片在眼上的稳定性同时最大化舒适度的方法。该方法包括若干步骤，首先是限定具有不圆度分量和厚度差的周边几何结构的矩阵集，其中该不圆度分量的范围是从真圆的95％到60％，并且该厚度差的范围是从0.1mm至0.4mm，其中所述矩阵集包括两个不圆度值的最小值和两个厚度差值的最小值。然后，接着针对给定不圆度分量和给定厚度差计算所述矩阵集中的每个项的稳定时间；接着，创建显示所述矩阵集中的每个项的稳定时间的等高线图。然后，将基于最大化舒适度、最小化稳定时间或最小化制造难度的三个变量中的至少一者来评估所述等高线图并限定优选区域，然后最终选择具有不圆度分量和具有厚度差两者的周边几何结构，该结构在优选区域的局限内产生最佳稳定时间。如果具有其不圆度分量(即，直径上纵横比)和厚度差的所得周边几何结构需要进一步优化，那么可以重复所述过程直到所得组合实现所期望条件。根据另一方面，本专利技术涉及具有用于矫正视力的内部光学区和被配置用于提供旋转稳定性的外部区的接触镜片，其中旋转稳定性是通过组合不圆度或我们所谓降低直径上纵横比和厚度差分量来实现。所述不圆度或降低直径上纵横比可以通过一对与内接圆和外接圆成比例相关并限定的有效尺寸以及将这些圆的中心定位以创建一系列非圆形形状进行描述。直径上纵横比或不圆度的程度优选在0.6与0.95之间。厚度差分量可以由镜片的最大厚度与最小厚度之间的差限定，该差优选在0.1mm与0.4mm之间。周边区可以为对称的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种优化接触镜片在眼上的稳定性同时最大化舒适度的方法，包括以下步骤：限定具有不圆度分量和厚度差的周边几何结构的矩阵集，其中所述不圆度分量的范围是从真圆的95％到60％，并且所述厚度差的范围是从0.1mm至0.4mm，其中所述矩阵集包括两个不圆度值的最小值和两个厚度差值的最小值，针对给定不圆度分量和给定厚度差，计算所述矩阵集中的每个项的稳定时间；创建显示所述矩阵集中的每个项的稳定时间的等高线图；基于三个变量中的至少一个变量来评估所述等高线图并且限定优选区域，其中所述变量包括最大化舒适度、最小化稳定时间和最小化制造难度；选择具有产生在所述优选区域内的稳定时间的不圆度分量和厚度差的所述周边几何结构。

【技术特征摘要】
2015.08.26 US 14/8362521.一种优化接触镜片在眼上的稳定性同时最大化舒适度的方法，包括以下步骤：限定具有不圆度分量和厚度差的周边几何结构的矩阵集，其中所述不圆度分量的范围是从真圆的95％到60％，并且所述厚度差的范围是从0.1mm至0.4mm，其中所述矩阵集包括两个不圆度值的最小值和两个厚度差值的最小值，针对给定不圆度分量和给定厚度差，计算所述矩阵集中的每个项的稳定时间；创建显示所述矩阵集中的每个项的稳定时间的等高线图；基于三个变量中的至少一个变量来评估所述等高线图并且限定优选区域，其中所述变量包括最大化舒适度、最小化稳定时间和最小化制造难度；选择具有产生在所述优选区域内的稳定时间的不圆度分量和厚度差的所述周边几何结构。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述最大化舒适度变量与所述厚度差成反比例。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述最小化制造难度变量与所述不圆度的程度成反比例。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述最小化稳定时间变量是所述厚度差和所述不圆度的程度两者的函数。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述周边几何结构的矩阵集来源于选自已知、现有和商业化设计的初始起始设计。6.一种旋转稳定化的非截短接触镜片，包括：内部光学区，所述内部光学区被配置用于矫正视力；外部周边区，所述外部周边区围绕所述内部光学区并被配置用于提供旋转稳定性，其中旋转稳定性是通过不圆度分量和厚度差分量的组合而实现的。7.根据权利要求6所述的接触镜片，其中所述不圆度分量包括由所述周边区内的具有第一中心的内接直径所限定的第一有效尺寸和由围绕所述周边区的具有第二中心的外接直径所限定的第二有效尺寸，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：PY格里甘德，PF朱宾，JM托卡斯基，
申请(专利权)人：庄臣及庄臣视力保护公司，
类型：发明
国别省市：美国;US