CN101297230B - 结合有高阶像差校正的用于校正老视的眼镜片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供设计眼镜片的方法以及由该方法制备的眼镜片，所述镜片校正所述镜片的佩带者眼睛的低阶和高阶波阵面像差。

Description

结合有高阶像差校正的用于校正老视的眼镜片
技术领域
本发明涉及校正老视的眼镜片。具体而言，本发明提供校正老视的镜片，其校正佩带者的基础屈光不正(basic refractive error)以及佩带者的高阶光学像差。
背景技术
随着个体年龄的增长，眼睛调节或者弯曲天然晶状体以聚焦到相对靠近观察者的对象上的能力下降。这种状况称为老视。同样，对于摘除了天然晶状体并插入人工晶状体进行替代的人来说，调节能力缺乏。
为了校正佩带者的老视，已经使用了众多的镜片设计。在已知的设计中，有双焦点镜片和渐变镜片。另外，已知有多焦点接触和眼内镜片以及单眼视(monovision)接触镜片。
单眼视接触镜片提供一只镜片，它校正佩带者的远距离视力精度，佩戴在优势眼(dominant eye)或者主管个体远距离视力的眼睛上。另外，提供校正佩带者近距离视力精度并佩戴在非优势眼上的第二镜片。这些镜片的不足之处在于它们仅仅校正低阶光学像差，比如散焦和散光，而镜片佩带者的高阶像差没有得到校正。
发明详述以及优选实施方案
本发明提供用于设计眼镜片的方法以及由所述方法制备的镜片，所述镜片校正镜片佩带者眼睛的低阶和高阶波阵面像差。本发明方法制备的镜片的优点在于和用于老视校正的常规接触镜片相比，它们提供了改进的双眼视(binocular vision)、增加焦深、并且改进了佩带者的对比度。
在一种实施方案中，本发明提供用于为个体制备眼镜片对的方法，包括如下步骤、基本由如下步骤组成、和由如下步骤组成：a)通过提供至少一个远距离固定的靶，测量个体优势眼的第一基础屈光验光单(basic refractive prescription)；b)通过提供至少一个远距离固定靶测量所述个体的非优势眼的第二基础屈光验光单，和通过提供至少一个近距离固定靶来测量所述非优势眼的近屈光验光单；c)通过提供至少一个远距离固定靶来测量优势眼的第一套高阶波阵面像差；d)通过提供至少一个近距离固定靶来测量非优势眼的第二套高阶波阵面像差；e)将第一和第二套高阶波阵面像差测量值中的每一套转换成高度差；和f)使用优势眼的第一基础屈光验光单和高度差来提供第一眼镜片，和使用非优势眼的第二基础屈光验光单、近屈光验光单和高度差来提供第二眼镜片。
“镜片”是指软焦点镜片、接触镜片、眼内镜片、角膜植入镜片(corneal implant lens)、高嵌镜片(onlay lens)等、或者其组合。优选，本发明的镜片是接触镜片。
“基础屈光验光单”是指校正远距离视力精度所需的远距离焦度和校正散光所需的任何柱镜顶焦度。
“近屈光验光单”是指校正近距离视力精度所需的近距离(或者，加)焦度。
“优势眼”是指主管远距离视力的眼睛。
“远距离固定靶”是指在距离个体眼睛大约15英尺或者更远处提供的可视靶。“近距离固定靶”是指在距离个体眼睛大约30-大约50cm处的可视靶。
在本发明的第一步骤中，使用至少一个远距离固定靶，针对个体的优势眼和非优势眼测量镜片佩带者的第一和第二基础屈光验光单。任何常规方法可用来进行所述测量，包括但不限于使用综合屈光检查仪、自动验光仪或者试光镜片(trial case lense)等。或者，测量可以通过眼睛波阵面分析来进行。
在本发明的另一步骤中，采用至少一个近距离固定靶针对个体的非优势眼测量近屈光验光单。任何常规方法可用来进行所述测量，包括但不限于使用综合屈光检查仪、自动验光仪或者试光镜片(trial case lense)等。或者，可以采用能够提供近距离固定靶的修改的波阵面像差计来进行测量。
在本发明方法的另一步骤中，在远距离固定靶处测量个体的优势眼和非优势眼各自的高阶波阵面像差。“高阶波阵面像差”是指不同于低阶球面和柱面的波阵面像差。“波阵面像差”是指和从眼睛开始的波阵面平面或者会聚在视网膜上的完美球面波阵面相比，从眼睛开始的球面像差、散光、彗差和其它扭曲的波阵面的差异。在本发明的方法中，通过为镜片佩带者提供至少一个远距离固定靶来测量优势眼的高阶波阵面。在至少一个近距离固定靶处测量个体非优势眼的高阶波阵面像差。
用于进行像差测量的装置包括但不限于像差仪、通过点扩展或者线扩展测量眼睛调制传递函数(modulation transfer function)的设备、或者任何测量、估算、插值或者计算该眼睛光学波阵面的类似设备。能够测量远距离视力靶的像差仪可得自Wavefront Sciences，Inc.，Albuquerque，New Mexico。如何采用所述像差仪以及其它可以进行像差测量的设备来测量近距离的靶是本领域所公知的。
在得到了像差测量值之后，可以将每个像差测量值数学转换成高度差，从而提供在指定的平均球面值之上和之下的高低立视图(elevationmap)，称作光程差。通过在镜片设计中引入光程差或者像差反转滤光片(其抵消由于眼睛像差导致的扭曲)，提供对像差的校正。
高度差以及基础屈光验光单和任选的角膜拓扑数据随后被用来提供针对佩带者的镜片。数据可以转变成直线性、极性同心性或者螺旋性格式的格栅图，以和如下机制对应：通过所述机制，镜片或者镜片模具的表面可以采用计算机数控(“CNC”)车床、聚合物扣(polymer button)的直接加工、磨制、激光蚀刻、或者注塑嵌体等或其组合进行加工。为了校正像差而需要对镜片表面高度或者斜率进行的改变可以结合到镜片的前表面、后表面或者其组合上。
在本发明的一个实施方案中，镜片的前(或者，凸起的)表面或者后(或者凹下的)表面结合镜片佩带者的基础屈光验光单，并且在非优势眼镜片的情况下，也结合近屈光验光单。镜片的相对表面包含校正镜片佩带者的高阶波阵面像差的光学区。在替换性的实施方案中，优选，基础屈光验光单和像差校正之一或者两者可以在优势眼镜片的前表面和后表面之间分配，并且基础屈光验光单、近屈光验光单和像差校正类似地可以在非优势眼镜片的表面之间分配。作为替换性实施方案，屈光验光单和像差校正的全部可以或者在镜片的前表面上或者后表面上。如果将角膜拓扑数据结合到镜片设计中，那么优选屈光验光单和像差校正全部都在前表面上，将该拓扑数据用在后表面的设计中。
对本发明的接触镜片而言，在其中基础屈光焦度和近屈光焦度都以环状区域形式提供的实施方案中，基础屈光焦度环形区域优选和近屈光焦度环形区域交替。或者，柱镜顶焦度(cylinder power)、棱镜顶焦度(prism power)或者两者可以和基础屈光焦度和近屈光焦度之一或者两者结合。
在那些近屈光焦度环形区域和基础屈光焦度环形区域两者都用在针对优势眼的接触镜片的情况中，致力于基础屈光焦度(basic refractivepower)和近屈光焦度(near refractive power)的镜片光学区域面积之比必须使得更多区域致力于所述远距离焦度。在美国专利No.5835192、5485228和5448312中公开了针对优势眼镜片和非优势眼镜片的优选面积，以百分比计。
在另一实施方案中，本发明提供用于为个体制备眼镜片对的方法，包括如下步骤、基本由如下步骤组成和由如下步骤组成：a)通过提供至少一个远距离固定靶，测量个体优势眼的第一基础屈光验光单(basicrefractive prescription)；b)通过提供至少一个远距离固定靶测量所述个体的非优势眼的第二基础屈光验光单，和通过提供至少一个近距离固定靶来测量所述非优势眼的近屈光验光单；c)通过提供至少一个远距离固定靶来测量优势眼的第一套高阶波阵面像差；d)通过提供至少一个远距离固定靶来测量非优势眼的第二套高阶波阵面像差，和通过提供至少一个近距离固定靶来测量非优势眼的第三套高阶波阵面像差；e)将第一套高阶波阵面像差测量值转换成第一高度差；f)计算第二和第三套测量的高阶波阵面像差的平均测量值，并将所述平均测量值转换成第二高度差，和g)针对优势眼采用第一基础屈光验光单和第一高度差来提供第一眼镜片，和针对非优势眼采用第二基础屈光验光单、近屈光验光单和第二高度差来提供第二眼镜片。在本发明的又一实施方案中，可以针对优势眼和非优势眼两者在近和远距离固定靶测量高阶波阵面像差，并且，对于每只眼，可以计算这些波阵面的平均值。在另一实施方案中，针对优势眼和非优势眼都在近和远距离固定靶处测量高阶波阵面像差，并且，对于每只眼，可以计算这些波阵面的平均值，但是对于非优势眼没有测量近屈光验光单。
在这些实施方案的任一中，可以通过各种方便方法计算平均测量值。例如，可以通过计算Zernike项的平均值、Zernike项的加权平均值、或者Zernike项的指数加权平均值来进行计算。或者，可以通过最优化图像质量规格、最小化总波阵面RMS、选择性最小化所选的波阵面项、最优化PSF半带宽、或者最优化Visual Strehl比、MTF或者OTF中的任一，来计算平均值。
在本发明镜片的其它实施方案中，一个或者两个镜片的背表面和佩带者的角膜拓扑结构相配。对于结合了镜片佩带者角膜的反相拓扑高低立视图的镜片而言，角膜拓扑结构可以通过任何已知的方法包括但不限于使用角膜拓扑仪来确定。对于软接触镜片的制备而言，所述高低立视图数据初始应用到处于未弯曲状态的镜片模型上。接下来，通过考虑当将该软镜片置于眼睛上时软镜片的弯曲或者翘曲，对数据进行变换。因此，当使用角膜拓扑数据时，考虑了角膜立视图和翘曲两者的影响。经过弯曲变换的数据随后可以映射到CNC格栅图案上，用于制备镜片或者模具工具表面。
可用于本发明中的接触镜片可以是硬镜片或者软镜片。优选使用由适于制备所述镜片的任何材料制成的软接触镜片。除了像差校正、远光焦度和近光焦度比如例如柱镜顶焦度以外，本发明的镜片还可以具有结合在表面上的各种校正性光学特征。
本发明的接触镜片可以通过任何常规方法形成。例如，其中形成的环形区域可以通过采用交替半径的金刚石车削来制备。所述区域可以通过金刚石车削到用于形成本发明镜片的模具上。随后，将合适的液体树脂放置在模具之间，然后压缩和固化所述树脂以形成本发明的镜片。或者，所述区域可以通过金刚石车削成镜片扣(lens button)。
在另一实施方案中，上述校正提供在柔性焦距镜片对的每只镜片上。柔性焦距镜片可以通过任何公知方法包括但不限于研磨镜片坯料、浇铸、模塑或者其组合形成。在优选实施方案中，采用对优势眼而言具有一些或者全部基础屈光验光单并且对非优势眼而言具有一些或者全部基础以及近屈光验光单的光学预制体，将一个或者多个表面浇铸到该光学预制体上以提供像差校正，并任选的，提供另外的基础屈光验光单焦度。

Claims (6)

1.用于制备个体用眼镜片对的方法，包括如下步骤：
a)通过提供至少一个远距离固定靶，测量所述个体优势眼的第一基础屈光验光单；
b)通过提供至少一个远距离固定靶测量所述个体的非优势眼的第二基础屈光验光单，和通过提供至少一个近距离固定靶来测量所述非优势眼的近屈光验光单；
c)通过提供至少一个远距离固定靶来测量优势眼的第一套高阶波阵面像差；
d)通过提供至少一个近距离固定靶来测量非优势眼的第二套高阶波阵面像差；
e)将第一和第二套高阶波阵面像差测量值中的每一套转换成高度差；和
f)使用优势眼的第一基础屈光验光单和高度差来提供第一眼镜片，和使用非优势眼的第二基础屈光验光单、近屈光验光单和高度差来提供第二眼镜片。
2.用于制备个体用眼镜片对的方法，包括如下步骤：
a)通过提供至少一个远距离固定靶，测量所述个体优势眼的第一基础屈光验光单；
b)通过提供至少一个远距离固定靶测量所述个体的非优势眼的第二基础屈光验光单，和通过提供至少一个近距离固定靶来测量所述非优势眼的近屈光验光单；
c)通过提供至少一个远距离固定靶来测量优势眼的第一套高阶波阵面像差；
d)通过提供至少一个远距离固定靶来测量非优势眼的第二套高阶波阵面像差，和通过提供至少一个近距离固定靶来测量非优势眼的第三套高阶波阵面像差；
e)将第一套高阶波阵面像差测量值的每一个转换成第一高度差；
f)计算第二和第三套测量的高阶波阵面像差的平均测量值，并将所述平均测量值转换成第二高度差，和
g)采用针对优势眼的第一基础屈光验光单和第一高度差来提供第一眼镜片，和采用针对非优势眼的第二基础屈光验光单、近屈光验光单和第二高度差来提供第二眼镜片。
3.用于制备个体用眼镜片对的方法，包括如下步骤：
a)通过提供至少一个远距离固定靶，测量所述个体优势眼的第一基础屈光验光单；
b)通过提供至少一个远距离固定靶测量所述个体的非优势眼的第二基础屈光验光单，和通过提供至少一个近距离固定靶来测量所述非优势眼的近屈光验光单；
c)通过提供至少一个远距离固定靶来测量优势眼的第一套高阶波阵面像差，和通过提供至少一个近距离固定靶来测量第二套高阶波阵面像差；
d)计算第一套和第二套波阵面像差测量值的平均值；
e)将步骤d中计算的平均波阵面像差转换成第一高度差；
f)通过提供至少一个远距离固定靶来测量非优势眼的第三套高阶波阵面像差，和通过提供至少一个近距离固定靶来测量非优势眼的第四套高阶波阵面像差；
g)计算第三套和第四套波阵面像差测量值的平均值；
h)将步骤f中计算的平均波阵面像差转变成第二高度差；和
i)采用针对优势眼的第一基础屈光验光单和第一高度差来提供第一眼镜片，和采用针对非优势眼的第二基础屈光验光单、近屈光验光单和第二高度差来提供第二眼镜片。
4.根据权利要求1的方法制备的镜片对，包括针对优势眼的第一眼镜片和针对非优势眼的第二眼镜片，其中所述第一眼镜片结合了第一基础屈光验光单并包含校正第一套高阶波阵面像差的光学区；所述第二眼镜片结合了第二基础屈光验光单和近屈光验光单并包含校正第二套高阶波阵面像差的光学区。
5.根据权利要求2的方法制备的镜片对，包括针对优势眼的第一眼镜片和针对非优势眼的第二眼镜片，其中所述第一眼镜片结合了第一基础屈光验光单，并包含校正第一套高阶波阵面像差的光学区；所述第二眼镜片结合了第二基础屈光验光单和近屈光验光单，并包含校正第二套高阶波阵面像差和第三套高阶波阵面像差的平均测量值的光学区。
6.根据权利要求3的方法制备的镜片对，包括针对优势眼的第一眼镜片和针对非优势眼的第二眼镜片，其中所述第一眼镜片结合了第一基础屈光验光单，并包含校正第一套高阶波阵面像差和第二套高阶波阵面像差的平均测量值的光学区；所述第二眼镜片结合了第二基础屈光验光单和近屈光验光单，并包含校正第三套高阶波阵面像差和第四套高阶波阵面像差的平均测量值的光学区。
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