隐形眼镜及其设计方法技术

本发明专利技术提供通过考虑瞳孔尺寸、场以及偏心性之中的一个或多个来设计的镜片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及隐形眼镜。更具体地，本专利技术提供通过考虑在镜片(lens)(透镜)戴在眼睛上时的场(field)以及偏心(性)的效应而设计的隐形眼镜。
技术介绍
使用软性隐形眼镜用于矫正视觉敏锐度(acuity)缺陷已经被广泛接受。通常，在空中使用简单的近轴模型制作来设计软性隐形眼镜。这种镜片设计方法没有考虑在隐形眼镜包裹在角膜上时场和偏心的效应，从而导致不是最理想的镜片性能。因此，需要一种改进镜片性能的隐形眼镜以及镜片设计的方法。附图说明图1描绘在本专利技术的设计方法的一个实施例中使用的偏心位置。图2是本专利技术的镜片的功率曲线。图3是示例的镜片的共轴点比较的图表。图4是示例的镜片的离轴点比较的图表。具体实施例方式本专利技术提供一种镜片及其生产方法，其中在设计镜片时考虑了瞳孔尺寸、场以及偏心性中的一个或多个。本专利技术的发现是通过在镜片设计中考虑这些因素，能设计接近受衍射限制的隐形眼镜，其中当离轴或偏轴时，这样的镜片具有优于常规软性隐形眼镜的性能。“接近受衍射限制”意思是指镜片的同轴、居中性能比镜片加眼睛的衍射极限的大约80％还高。此外，本专利技术的单聚焦镜片提供的性能最小化佩戴者通常所需要的光柱面(cylinder)，而无需由于镜片所提供的更清晰图像而在镜片中包括锥度(toricity)，这补偿了由于佩戴者的柱面而导致的图像的某些模糊不清。作为另一个优点，本专利技术的镜片可用于为新出现的老花眼者提供近距离和中距离任务的调节。更具体地，本专利技术的镜片对于校正需要小于大约1.75屈光度，优选小于或等于增加功率的大约1.5屈光度的个体的近视敏锐度可能是有用的。在一个实施例中，本专利技术提供一种软性隐形眼镜，该隐形眼镜包括(本质上包括)具有的形状适于与角膜形状实质上相反匹配的背表面以及非球面的前表面，其中镜片的瞳孔尺寸、场以及镜片共心性之一或其中的多个的光学性能被最佳化。在另一个实施例中，本专利技术提供一种设计软性隐形眼镜的方法，其包括(本质上包括)以下步骤成形镜片的背表面，以便和角膜形状实质上相反地匹配；提供非球面前表面；以及对于瞳孔尺寸、场以及镜片共心性之一或多个，最佳化镜片的前表面的光学性能。“实质上相反匹配”意思是指镜片的背表面实质上可叠加在角膜的外形上。“场”意思是指以某一角度进入镜片的光线。本专利技术的镜片的前表面是非球状表面。通常的非球状镜片表面是通过提供球状表面并且然后附加锥形常量(conic constant)到用于该表面的垂度方程式(sag equation)来设计的。在本专利技术的镜片中，优选地，通过采用球状表面，以及与功率函数中的第三或更高(优选地，第三到第八)编号项一起附加锥形常量到垂度方程式来提供非球状表面。可选地，还可以将镜片描述为围绕偏心圆锥或奇(特)非球面的光轴的旋转来提供镜片。在描述表面的任一方法中，在镜片设计中将要变化的参数是偏心的量、锥形常量、半径以及功率项。球形项、锥形常量以及较高阶项可以使用光代码设计中适当的优质函数来最佳化。适当的光学设计软件在商业上可获得，并且非限制地包括ZEMAXTM、CODE VTM、OSLOTM等。本领域普通技术人员会认识到，优质函数将根据所使用的镜片设计代码以及隐形眼镜的光学参数而变化，隐形眼镜的光参数包括但不限于折射率以及镜片厚度的约束。所使用的锥形常量、非球面值和功率函数将取决于镜片佩戴者的规定和设计最优化偏爱(选择)而变化。然而，锥形常量的优选范围为-12.00到大约-3.00。在本专利技术的镜片的一个实施例中，根据下述方程式描述半径、锥形常量以及非球面项 Z=CY21+1-(1+K)C2Y2+α1+α2Y2+α3Y3+α4Y4+...---(1)]]>其中Z是表面的垂度；C是表面的曲率，该曲率是1除以表面的半径，或C＝1/R；Y是距表面的几何中心的距离；K是锥形常量；以及α是非球面项。在这个实施例中，使用第三到第八功率(函数)的α项。对于这个设计的3.5屈光度实施例，值如下R＝8.578046毫米K＝-5.708632；α1＝0；α2＝0；α3＝5.583403E-3α4＝-6.85069E-3α5＝6.107366E-3α6＝-2.68785E-3α7＝6.087638E-4；和α8＝-5.56538E-5。本专利技术镜片的背面曲线或背表面实质上相反地和角膜形状相对应。优选地，该表面实质上相反地对应于多数人的平均角膜形状。该背表面可利用任何通用方法来设计。例如，是总体平均角膜形状的标准角膜形状可使用人类的角膜外形库来开发。可从任意数量的源中获得涉及总体角膜形状的适当信息，其中源包括但不限于Atchison、DavidA.和George Smith的“Optics of the Human Eye”，Butter-Heinemann，第15-18页(2000)。可选地，还可以使用个体角膜的角膜形状，其形状可使用任何适当的角膜形状测量装置来确定，这些装置包括但不限于KERATRONTM设备。可以在数学上描述总体平均或个人角膜轮廓，包括但不限于使用Zernike系数、多项式功率项、Taylor级数、Fourier级数、圆锥形等。作为另一种替换，可使用具有大约7.85毫米半径和-0.260锥形常量的角膜形状，这些值是从已知的测量值中导出的，并表示典型眼睛的标称值。然后，利用任意适当方法最佳化所得到的镜片，例如，利用诸如ZEMAX的光线跟踪程序对于多种场中的性能进行优化。优选地，使用居中的和偏心的场，最佳化该表面。图1说明了用于上述实施例的居中镜片以及偏心场。显示了在0度上的居中的共轴镜片10，以及在+0.5毫米水平偏心镜片11，在-0.5毫米水平偏心镜片12，在+0.5毫米垂直偏心镜片13，以及在-0.5毫米水平偏心镜片14。虽然能使用任意数量方向上的无数配置，但是优选地该镜片相对于瞳孔居中并在第八偏心的配置上被最佳化。可选择偏心值，以代表假定的眼睛上的镜片的随机偏心性，而没有在任意方向上的偏心性偏爱。优选地，使用不少于四个方向用于偏心优化，这些方向相对于镜片的中心点并且沿90度轴向上，沿270度轴向下，沿180度轴向左和沿0度轴向右。镜片可以对于不同的瞳孔尺寸可以进一步最佳化。可以使用任何数量的瞳孔尺寸。优选地，分别使用两个瞳孔尺寸，3和5毫米，其尺寸近似用于低和高照度照明条件的总体平均。因为瞳孔尺寸随着照度而变化，所以由于低照度条件而导致较大的瞳孔尺寸，镜片佩戴者将感受到更多的像差。同样，通常，光点大小也随着人眼中的瞳孔尺寸而增加。因此，通过对于一个以上的瞳孔尺寸进行最佳化，可以改进镜片性能。对于上述的偏心实施例中，使用瞳孔尺寸3和5毫米，如图1所示，用于总共10种配置，每个具有5个场。使用这10种配置，前表面形状参数由于光线跟踪程序而变化，从而使用规定的优质函数来最佳化镜片-眼睛系统，该优质函数是在用于所有场和配置的50和100循环上的调制传递函数(”MTF”)。通过对于居中和偏心条件与场进行最佳化，由于镜片偏心和场而引入到图像中的像差可以被减少。本领域普通技术人员将认识到，可以使用利用眼睛模型的计算机模型制作和光线跟踪程序来进行镜片表面的最佳化。优选地，所使用的眼睛模型是除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软性隐形眼镜，包括：背表面，其具有的形状适于实质上和角膜形状相反匹配，以及非球状前表面，其中最佳化对于瞳孔尺寸、场以及镜片向心性之中的一个或多个的镜片光学性能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：LG琼斯，JW海伍德，
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：US[美国]