CN101317120B - 用于近视校正的镜片 - Google Patents

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Abstract

描述了一种校正戴镜者眼睛近视的镜片(100)。该镜片(100)包括中心区(102)与外围区(104)；前者提供第一光学校正，主要校正与戴镜者眼睛的中央窝区关联的近视，后者围绕中心区(102)并提供第二光学校正，主要校正与戴镜者眼睛的视网膜外围区域关联的近视或远视。另描述了一种为校正戴镜者眼睛近视而配制或设计镜片的系统和方法。

Description

用于近视校正的镜片
本申请要求2005年10月12日提交的澳大利亚临时专利申请No.2005905621和2005年11月7日提交的澳大利亚临时专利申请No.2005906150的优先权，所述申请的内容通过引用包含在这里。
技术领域
本发明涉及校正近视的镜片和这种镜片的设计方案。
背景技术
要有聚焦的视力，眼睛必须能在视网膜上聚集光线。然而，眼睛在视网膜上聚集光线的能力主要取决于眼球形状。若眼球相对其“同轴”焦长(表示沿眼睛光轴线的焦长)“过长”或者眼睛外表面(即角膜)过弯曲，眼睛就不能在视网膜上正确地聚焦远处目标。同样地，眼球相对其同轴焦长“过短”或其外表面太平坦，也能在视网上正确地聚焦近物。
把远处目标聚焦在视网膜前面的眼睛称为近视眼，得出的状态称为近视，通常可用合适的单视镜校正。佩戴者配用后，普通单视镜就校正与中心视图关联的近视，这说明普通单视镜校正与使用中央窝与近窝区的视力相关联的近视。中心视力通常称为中央窝视力。
虽然普通单视镜校正与中心视力关联的近视，但是新近研究表明(见R.A.Stone与D.L.Flitcroft的论文“Ocular Shape and Myopin”(2004)33(1)Annals Academy of Medicine 7)，眼睛的轴外焦长往往与轴和近轴焦长不同。具体而言，近视眼在视网膜外围区较之其中央窝区很少显出近视，这一差异在于近视眼具有扁长的玻璃体腔形状。
实际上，最近一项美国研究(Mutti，D.O.，Sholtz，R.I.，Fvledman与N.E.，Zadnik，K.，的论文“Peripheral refraction and Ocular shape in children”，(2000)41 Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.1022)发现，儿童近视眼中平均(±标准偏差)相对外围折射产生+0.80±1.29D的球面等量物(sphevicalequivalent)。
有趣的是，对小鸡和猴的研究表明，在中央窝保持清楚的情况下，单单外围视网膜的散焦就会引起中央窝区拉长(Josh Wallman与Earl Smith的论文“Independent reports to 10th International Myopia Confevence”(2004)cambvidge，UK)，进而近视。
不幸得很，普通的近视校正镜在视网膜的外围区偶尔产生清楚或散焦的图像，因而现在校正近视的眼镜不能消除近视加深的促进因素。
这里包括的对本发明背景的讨论用于说明本发明的范围，但不能认为在任何权利要求的优先权生效日之前允许像普通常识那样公开任何引用的材料。
发明内容
本发明提供一种在近视眼视网膜的中央窝区与外围区同时改善聚焦的镜片，因而本发明针对一种补偿眼睛变化的焦面以致消除视网膜大部分(若不是全部)模糊(至少对主要观看位置)的镜片。这种补偿消除了近视加深的促进因素，由此校正或至少减少近视的加深。
更具体地说，本发明提供的镜片可校正戴镜者眼睛的近视，该镜片包括：
(a)提供第一光学校正的中心区，所述第一光学校正主要校正与戴镜者眼睛的中央窝区关联的近视；和
(b)围绕中心区的外围区，该外围区提供第二光学校正，主要校正与戴镜者眼睛的视网膜外围区关联的近视或远视。
本发明的镜片包括正面(即镜片物方一侧的表面)与反面(即最靠近眼睛的表面)，正反面都成形配置成担任中自的光学校正，换言之，正反面都成形配置成分别对中心区与外围区提供折射率。
在本说明书中，中心区提供的折射率称为“中心区折射率”，外围区提供的折射率称为“外围区折射率”。中心区折射率主要校正与中央窝区关联的近视，外围区折射率主要校正与外围区关联的近视(或远视)。
在一实施例中，中心区具有平折射率，该例期望应用于迄今还未发展成近视但仍需要在视网膜外围区作光学校正的戴镜者(如远视校正)。
正反面具有任何合适的形状。在一实施例中，正面是非球面，反面是球面或复曲面。
在另一实施例中，正面是球面，反面是非球面或非复曲面。
在再一实施例中，正反面都是非球面或非复曲面。在这种实施例中，正面或反面可结合任何合适的表面形状组合来形成，如通过组合两个不同曲率的椭球表面，可形成正(或反)非球面或非复曲面。
在又一实施例中，正面是分段的双焦点表面，反面是球面或复曲面。该例中，正面在中心区包括圆形中心球面段，其表面放大率低于外围区的正面放大率。
中心区折射率与外围区折射率对应于戴镜者不同的光学校正要求。中心区折射率一般对应于戴镜者要求的同轴或近轴光学校正，外围区折射率一般对应于戴镜者要求的轴外光学校正。这方面对于眼睛光轴基本上对准镜片光轴的观看位置而言，在引用戴镜者要求的“轴外光学校正”时，我们指在视网膜外围区校正聚焦的光学校正。
要求的光学校正可以被指定为第一和第二折射率。在说明中，“第一折射率”指对中心区规定的光学校正(一般为同轴或近轴光学校正)，“第二折射率”指对外围区规定的光学校正(一般为轴外光学校正)。
在一实施例中，第二折射率是离眼镜光学中心20mm半径处(从镜片正面测得)的折射率，在至少270°的方位角范围内内接外围区。
可将要求的外围区光学校正指定为单一的折射率值或一组折射率值。
将要求的外围区光学校正被指定为单值时，该值就代表特定外围视角要求的光学校正，例如把外围区的光学校正单值指定为外围视力在离中心区光学中心20mm半径处(在镜片正面测量)的折射率值。或者，该单值代表某一外围视角范围所要求的平均光学校正，例如可将外围区的光学校正单值指定为在离中心区光学中心10-30mm半径范围内(在镜片正面测量)延伸的外围视力的折射率值。
在指定为一组值时，组内每个值都可代表各别外围视角所需的光学校正。这样规定后，每组值就与一系列外围视角相关联。
在一实施例中，把戴镜者轴外光学校正要求表示为表征其轴外校正要求的临床测量值。任一合适的技术都可用来获得这些要求，包括但不限于Rx数据或超声A扫描数据。
在一实施例中，相对于中心区折射率，第二折射率提供正折射率(“正折射率校正”)。该例中，相对于中心区折射率，第二折射率为+0.50D～+2.00D。
显然，正折射率是不可调节的，因而在眼睛转动观看原先视野外围的移体时，会引起视网膜中央窝上的模糊。换言之，戴镜者观看远离镜片光轴的物体(即轴外物体)时，正折射率会在中央窝上引起模糊。因而在一实施例中，把中心区的形状与尺寸调整成对一系列眼睛转动提供所需的光学校正，通过在一系列眼睛转动范围内的物体而不会在中央窝上引起模糊。换言之，最好把中心区的形状与尺寸调节成提供基本上均匀的折射率区，在整个眼睛转动角范围内支持清晰的中央窝视力(下称“中心视力”)。
在一实施例中，中心区经混合区“混入”外围区，使平均折射率从中心区边界经向向外进入外围区的方向渐变。或在另一实施例中，例如在分段式双焦镜中，中心区与外围区之间的过渡提供步进的折射率变化。
中心区可具有任何合适的形状与尺寸。在一实施例中，中心区是一小孔，在戴镜者头转动前，孔的形状与尺寸匹配于眼睛转动范围。
孔在转动时对称或不对称，具体取决于眼睛在不同方向的转动频度。对不同观看方向有不同眼睛转动方式的戴镜者，尤其适用不对称形状的孔。例如，戴镜者在调整其凝视方向观看位于其视野上下区的物体时会转动眼睛(不移动头)，但在调整其凝视方向观看位于其视野不同横向区物体时会移动头(不转动眼睛)。对该例而言，中心区在下面的鼻子方向有较大尺寸，可提供清晰的近看。显然，由于不同的戴镜者对不同的观看方向有不同的眼睛转动方式，因此不同的镜片可提供不同尺寸与形状的中心区。
本发明还提供一系列镜片，包括对同一基础曲线具有不同外围非球面化(asphevisation)的镜片。在一实施例中，准备了一系列镜片，该系列与提供外围折射率的特定基础曲线关联，而该外围折射率相对于中心区提供+0.50～+2.00D的正折射率校正。还可提供数组系列，一组提供多个复盖许多条基础曲线的系列。
本发明还为校正戴镜者眼睛近视而提供配制或设计镜片的方法，该方法包括：
(a)为戴镜者获取：
(i)要求的同轴光学校正值，同轴光学校正用于校正与戴镜者眼睛的中央窝区关联的近视；和
(ii)要求的轴外光学校正值，轴外光学校正用于校正与戴镜者眼睛的视网膜外围区关联的近视或远视；以及
(b)按同轴与轴外校正值选择或设计镜片，该镜片包括：
(i)提供对应于同轴校正的光学校正的中心区；和
(ii)围绕中心区的外围区，该外围区提供对应于轴外校正的光学校正。
在一实施例中，本发明方法还包括：
(a)确定戴镜者的头运动与眼运动特征；和
(b)按戴镜者的头运动与眼运动特征确定中心区的尺寸与形状，使中心区提供基本上均匀的折射率区域，在整个眼睛转动角范围内支持中心视力。
本发明的方法实施例由包含合适计算机硬软件的处理系统实施，因而本发明还为校正光学校正的近视为提供配制或设计镜片的系统，该系统包括：
(a)接受或获取戴镜者的光学校正值的输入设备，光学校正值包括：
(i)要求的同轴光学校正值，同轴光学校正用于校正与戴镜者眼睛的中央窝区关联的近视；和
(ii)要求的轴外光学校正值，轴外光学校正用于校正与戴镜者眼睛的视网膜外围区关联的近视或远视；以及
(b)处理戴镜者的光学校正值以按同轴与轴外校正值选择或设计镜片的处理器，镜片包括：
(i)提供对应于同轴校正的光学校正的中心区；和
(ii)围绕中心区的外围区，该外围区提供对应于轴外校正的光学校正。
在一实施例中，本发明的系统还包括：
(a)接受或获取戴镜者头运动与眼运动特征的输入设备；和
(b)处理器，用于按戴镜者头运动与眼运动特征修正中心区的尺寸与形状，使中心区提供基本上均匀的折射率区域，以在整个眼睛转动角范围内支持中心视力。
可以设想，本发明的镜片将消除或至少减少可能引起的近视加深。因此，本发明还提供一种减少近视者近视加深的方法，该方法包括对近视者提供带一副镜片的眼镜，每块镜片适合一只眼睛，包括：
(a)提供对应于同轴校正的光学校正的中心区，用于校正与各别眼睛的中央窝区关联的近视；和
(b)围绕中心区的外围区，该外围区提供用于校正与各别眼睛的外围区关联的近视或远视的光学校正。
本发明还提供一种校正戴镜者眼睛的近视或延缓近视加深的镜片，该镜片包括：在整个眼转动角范围内提供清晰中央窝视力的中心区；和围绕中心区的外围区，该外围区相对于中心区提供正折射率光学校正，主要校正与戴镜者眼睛的视网膜外围区关联的近视或远视。该例中，中心区提供平面或基本上平面的折射率。包括具有平面折射率的中心区的一实施例，有望供不要求对中央窝视力作光学校正的青少年用来延缓近视加深。
本发明一实施例的镜片可用任何合适的材料配制。可使用聚合材料，例如该聚合材料可以是任何合适的种类，包括热塑或热固材料。可以使用己二烯乙二醇碳化物型材料，如CR-39(PPG工业级)。
聚合物构件由可交联聚合物铸塑成分构成，如美国专利No.4,912,155、美国专利申请连续号07/781,392、澳大利亚专利申请50581/93、50582/93、81216/87、74160/91与欧洲专利说明书453159A2所描述的那样，这些公开内容都通过引用包括在此。
聚合物材料包括一种染料，例如较佳地是一种可加到用于生产聚合物材料的单体配方里的光致变色染料。
本发明的镜片对正面或反面还包括普通附加膜，包括电致变色膜。
镜片正面可以包括防反(AR)膜，如美国专利No.5,704,692描述的类型，其内容通过引用包括在此。
镜片正面可包括耐磨膜，如美国专利No.4,954,591描述的类型，其内容通过引用包括在此。
正反面还可包括一种或多种一般用于铸塑成分的添加剂，诸如阻化剂、比如上述包含热致变色与光致变色染料的染料、偏振剂、紫外稳定剂与能修正折射率的材料。
发明的一般描述
在描述本发明的实施例之前，先解释一下上文和整个说明书所使用的一些语言。
例如，本发明书引用的术语“镜片”指用于眼科领域的所有形式的各别折光光学体，包括但不限于眼镜片、用于眼镜片的镜膜片和半成品镜片毛坯，毛坯要求按特定戴镜者要求进一步加工成眼镜片。
另外，术语“表面散光”应被理解为镜片的曲率在交叉面之间变化程度的量度，所述交叉面在镜片表面某一点垂直于镜片表面。
在整个说明书中，术语“中央窝区”应被理解为视网膜中包括中央窝并以近窝区分界的区域。
在整个说明书中，术语“外围区”应被理解为视网膜在外面围绕中央窝区的区域。
本发明的镜片主要同时校正中心与外围视力。这种校正预期可消除或至少延缓近视者尤其是近视的青少年中推测的近视加深因素。
许多近视的眼睛近似呈扁长形，这意味着在视网膜上把较低聚集在中央窝区中的普通间视镜，将把图像聚集在视网膜后面的外围区内。因此，本发明在外围视网膜上使图像聚焦，在镜片外围增添了相对正折射率。
本发明一较佳镜片实施例提供了具有外围区的镜片，该外围区相对于中心区折射率提供正折射率(即“正折射率校正”)。
然而，由于正折射率不可调节，在眼睛转动观看原先视野外围物体时，将在视网膜中央窝上引起模糊。为作纠正，本发明一实施例设置一个尺寸与形状作过调整的中心区来提供光学校正，通过对应于戴镜者典型眼转动的小孔向戴镜者提供清晰折中央窝视力。换言之，该中心区提供用于校正与戴镜者眼睛的中央窝区关联的近视的第一光学校正，而且其形状与尺寸基于戴镜者典型的头运动与眼运动特征选择或匹配。
因此，该较佳实施例提供的正确的中央窝校正，不仅在镜片的中心，还在头转动开始前代表典型眼转动范围的区域内。
Mutti等人发现(2000)，假定近视外围折射有大的扩散，则戴镜者要求的正折射率校正度会变化。因此，在本发明一个系列实施例中设置了一些外围非球面化，正折射率校正范围为+0.50～+2.00D。例如在一个系列实施例中，对每条基础曲线设置了四种不同的外围非球面化；为外围折射高达校正阈值的人配制约0.5、1.0、1.50和2.0D。
附图说明
现在相对于附图示出的各种实例描述本发明，但须明白，以下说明并不限制上述描述的普遍性。图中：
图1A是本发明第一实施例的镜片正视图；
图1B是图1A所示镜片的截面图；
图2A是图1A所示镜片的正面平均折射率曲线图；
图2B是图1A所示镜片的正面散光曲线图；
图2C是图1A所示镜片的切向与径向表面折射率曲线图；
图3A是本发明第二实施例的镜片正视图；
图3B是图3A所示镜片的截面图；
图4A是图3A所示镜片的正面平均折射率曲线图；
图4B是图3A所示镜片的正面散光曲线图；
图4C是图3A所示镜片的切向一径向表面折射率曲线图；
图5A是本发明第三实施例的镜片正视图；
图5B是图5A所示镜片的截面图；
图6A是图5A所示镜片的正面平均折射率曲线图；
图6B是图5A所示镜片的正面散光曲线图；
图6C是图5A所示镜片的切各与径向表面折射率曲线图；
图7A是本发明第四实施例的镜片正视图；
图7B是图7A所示镜片的截面图；
图8A是图7A所示镜片的正面平均折射率曲线图；
图8B是图7A所示镜片的正面散光曲线图；
图8C是图7A所示镜片的切向与径向表面折射率曲线图；
图8D是图7A所示镜片的一系列等值线图；
图9A是本发明第五实例的镜片正视图；
图9B是图9A所示镜片的截面图；
图10A是图9A所示镜片的正面平均折射率曲线图；
图10B是图9A所示镜片的正面散光曲线图；
图10C是图9A所示镜片的切向与径向表面折射率曲线图；
图11是有不对称中心区的镜片实施例的一系列等值线图；
图12是本发明一方法实施例的简化流程图；
图13是本发明一系统实施例的简化框图。
具体实施方式
实施例1
图1A示出本发明一实施例的镜片100，其中心折射率为-3.00D，直径60mm。图1B示出镜片100沿剖面A-A’的侧视图，但被示为缩短至直径50mm以适合镜架。
图示镜片100是包含中心区102和外围区104的非球面单视镜100。如图1B所示，镜片100还包括正面108与反面110。在图示例中，中心区102是以0.5D表面散光等值线定界。在目前情况下，中心区102以径向外伸到位于约11mm半径(Rp1)的外边界。
在中心区102内，正面108提供伸出至约5mm半径(Rc)的中心顶部曲率3.00D(折射率为1.53的镜片材料)。该半径对应于约10°的眼转动。正面108在外围区104还在30mm半径(Rp2)处提供约3.5D的边际平均曲率。
这方面，在整篇说明书中使用的术语“边际平均曲率”应被理解为外围区位于混合区外边部分的曲率。
如图所示，镜片100还包括混合区106(阴影区)，它被示成位于外围区104内，从中心区102外边界折射率到外围区104的中间半径(RB)提供折射率渐变。在图示例中，该混合区用离镜片100的光学中心约11mm半径(Rp1)处的内部0.5D表面散光等值线和离镜片100的光学中心约17mm半径(RB)处的外部0.5表面散光等值线定界。
这样在图示例中，混合区的径向范围为RB-Rp1。如图1A所示，混合区径向范围小于中心区102的半径(Rp1)。
在图1A与1B所示例中，镜片100的正面108的形状通过用加权函数M(r)组合两个不同曲率的椭面构成并由表面高度函数限定：
zo(x，y)＝M(r)go(λ)+(1-M(r))g1(λ)
式中，
r = x 2 + y 2 ,
λ = ( ax ) 2 + ( by ) 2 ,
并且
M ( r ) = e - mr 2 1 + nr p ,
g o ( λ ) = R o - R o 2 - λ 2 ,
g 1 ( λ ) = R - R 2 - λ 2 ,
R＝R1(1-tr)，
参数R0、R1＞0，a、b、m、n、p、t≥0。若r＝0，则M(r)＝1，而Zo＝go(γ)，它是中心为(O，O，Ro)的椭面，X、Y与Z方向的半轴分别为Ro/a、Ro/b与Ro。可对大的γ值作同样讨论。这里M(r)≈0，因而Zo≈g1(入)，即第二椭面。对于中间的γ值，M(r)函数就把这两个椭面混在一起。M(r)可以是任何加权函数。
在本例中，镜面形状由下列参数控制：
·R0：镜片中心的曲率半径(下称“顶部半径”)。
·R1：朝向镜片短暂边缘(temporal edge)的曲率半径(下称“边际半径”)。
·a、b：X与Y轴在g0与g1中的定标因数。本例中a＝b＝1，因而旋转的对称表面通过混合曲率半径分别为R0与R1的两个球面g0与g1得以限定。或者，对b＜1选一值，将得出在Y方向更平坦的非旋转的对称表面(椭面形表面)。
·m、n、p：限定函数M(r)并限定中心区与外围区之间出现过渡的地点与速度的参数。这些参数值也可以变化，以便在外围区确定操纵环或操纵带，或在表面形状的中心控制操纵球面区的尺寸。
·t：使外转区曲率随r增大而渐增的参数。
用于上例的诸参数值列于表1
  参数   值
  R0   176.6mm
  R1   161mm
  t   0.001
  m   0
  n   0.0000003
  p   5.5
  a   1.0
  b   1.0
表1
图2A到图2C示出镜片100(图1)具有表1参数的正面108的各种特性。该镜片的反面是表面放大率在1.53指数中为-8.3D的球面。
本例中，镜片100设置了折射率为-5.0D的中心区102(图1)和折射率约为-4.5D的外围区104(图1)，换言之，外围区相对于中心区提供正折射率。
实例2
图3A示出本发明一实施例的另一例镜片200。该列中，镜片200包括正面108，其顶部曲率与实例1的镜片100相同，但外围区相对于中心区折射率具有更高的平均边际曲率，相当于+1.00D的光学校正。该镜片200的反面和中心区102的折射率都与实例1相同。
正面108应用与实例1同样的数学描述法，变化的一些参数列于表2。
  参数   值
  R0   176.6mm
  R1   139.5mm
  t   0.001
  m   0
  n   0.0000003
  p   5.5
  a   1.0
  b   1.0
表2
图4A-4C示出镜片200正面108的各种特性。
实例3
图5A示出一例1.6折射率材料的镜片300，包括正面108，其边际曲率半径为136.5mm，顶部曲率与实例1、2相同，相对于中心区102折射率，相当于外围区104中约+1.00D的光学校正。即在该例中，镜片300的平均顶部曲率为3.4D，离镜片中心20mm半径处的平均边际曲率为4.39D。
正面108应用与实例1、2同样的数学描述法，少量参数有变化。修改的参数值列于表3。
  参数   值
  R0   176.67mm
  R1   136.5mm
  t   0
  m   0
  n   0.0000028
  p   2.5
  a   1.0
  b   1.0
表3
图6A-6C示出镜片300正面108的各种特性。
从图6C(也大致示于图5A)的切向与径向折射率分布可以看出，与镜片100(图1A)和200(图3A)相比，镜片300具有更大的混合区106。
如图6B所示，与实例2的大于2.00D相比，更大的混合区106有助于将正面108的散光峰值保持在约0.75D。可以设想，较低的散光峰值将使镜片300更便于供戴镜者配用。
实例4
图7A示出本发明一实施例的另一例镜片400。该例的镜片400由1.6折射率材料制造，包括顶部半径与实例3镜片300一样的正面108，且相对于中心区102折射率具有类似的外围区边际曲率，相当于外围区104约+1.00D的光学校正。
镜片400的平均顶部曲线为3.4D，20mm半径处的平均边际曲率为4.28D。
本例与前几例不同，正面108应用了有限之网格表面数学描述法，设计成把表面折射率为3.40D的中心球面与在离镜片中心20mm半径处表面折射率为4.28D的外围球面混合起来。
混合处在11mm与50mm半径之间。
在目前情况下，运用使表面曲率与边际曲率偏差最小的C2连续外推算法计算混合的表面分布。显然，应用C2外推算并不重要，因为任何其它合适的外推算法也是适宜的。
图8A-8C示出镜片300正面108的各种特性。从图8C所示的切向与径向折射率分布可以看出，与前几例相比，镜片400具有更大而且近乎完美的球面中心区。该例中，该更大且近乎完美的球面中心区有助于向戴镜者提供直至中等眼转动值的较清晰中央窝视力。
图8D对镜片400的表面节向折射率402与径向折射率404以及表面散光406(柱面)示出了等值线图402、404与406。
实例5
图9A示出一例1.6折射率材料的分段式双焦点镜片500，包括顶部曲率为3.96D的正面108和离镜片中心20mm半径处的外围边际曲率为5.46D，相对于中心区102，相当于外围区104中+1.50D的光学校正。
该例中，正面108由两个转动对称的球面段组成，即限定中心区102的第一中心圆段和限定外围区104的第二中心段。
在目前情况下，第一中心圆段的半径(Rp1)为14mm，直到眼转动约30°仍提供清晰的中央窝视力。显然，可使用不同的半径而不违背本发明的范围。
图10A-10C显示镜片500正面108的各种特性。
如图10B所示，第二中心段的表面散光为零，且除了对外围视力作合理校正外，还可用于近距离工作，诸如阅读。
实例6
图11示出一例镜片的等值线绘图602(切向)、604(径向)、606(柱面)，该镜片包含不对称形状的中心区102。
等值线图602、604、606示出1.6折射率材料的镜片正面的表面切向与径向折射率及表面散光(柱面)。
在目前情况下，对于由实例4中具有对称中心区102的镜片400正面的等值线图402、404、406(图8D)表征的原先表面而言，以等值线图602、604、606表征的表面已衍化为一种新的最优化。
但在该例中，如等值线图606所示，中心区102不对称，在朝镜片下方鼻部伸长的区域608提供低散光度，在近看时减少了头朝下的要求。结果，在离镜片光学中心不同半径处(在镜片正面测得)，外围区的平均表面折射率在整个特定半径上不恒定。然而，相对于中心区光学中心的表面折射率，离镜片光学中心20mm处的外围折射率至少为+0.50D，并且在至少270°的方位角范围内在每条半径上内接外围区。
图12是本发明一方法实施例的简化流程图。如图所示，该方法的一个实施例包括获取戴镜者同轴光学校正值的步骤1202。如前所述，同轴光学校正值是清晰中心视力所需的值。同轴光学校正可应用本领域已知的常规测量术和设备获得。
在步骤1204，获得戴镜者的一个或多个轴外光学校正值。如前所述，轴外光学校正值是校正戴镜者眼睛的外围折光误差所需的光学校正，因而可校正与戴镜者眼睛的视网膜外围区关联的近视或远视。
应用本领域已知的常规测量术和设备，诸如配置成对与戴镜者的主要凝视方向不同的方向对准的测量轴线测量戴镜者眼睛的外围折射的Shin-Nippon自动折射器，可获得轴外光学校正。David A.Atchison等人在“PeriphevalRefraction along the Horizontal and Vertical Visual Fields in Myopia”((2006)46 Vision Research 1450)中描述了一种合适的技术，为向专业读者提供一例合适的设备，该文内容通过引用整体包括在此。
在步骤1206，按测量的值选择或设计镜片，从而包括提供对应于同轴校正的光学校正的中心区和围绕该中心区的外围区，该外围区提供对应于轴外校正的光学校正。如前所述，这些区除了在中心区和外围区提供期望的光学校正外，还具有取决于戴镜者典型的眼转动方式的形状与尺寸。
镜片的选择或设计由一系统执行，该系统包括配有合适计算机软件的编程的计算机。图13示出一例这样的系统1300。
如图13所示，系统1300包括一个或多个输入设备1302-A，1302A接受或获取戴镜者的光学校正值。光学校正值包括校正与戴镜者眼睛的中央窝区关联的近视所需的同轴光学校正，以及校正与戴镜者眼睛的视网膜外围区关联的近视或远视所需的轴外光学校正值。
输入设备1302A、1302B通常包括测量戴镜者所需同轴光学校正和轴外光学校正的常规设备。一种适合测量戴镜者所需轴外光校正的输入设备是Hartmann-Shack仪器，该仪器民相对于与戴镜者提出的视网膜定位方向对准的测量轴线测量戴镜者眼睛的外围波前像差。另一种合适的设备是敞开视野(open-field)自动折射器，诸如Shin-Nippon SRW-5000或Shin NipponNVision K5001自动折射器。
系统1300还包括接受处理戴镜者光学校正值的处理器1304，以按要求的同轴与轴外校正值选择或设计镜片。图示例中，处理器1304是配有合适计算机软件的编程的计算机。合适的计算机例子包括台式计算机、手持计算机、膝上计算机或电子记事簿。
在镜片包括形状和尺寸都与戴镜者典型的眼转动方式相匹的中心区的情况下，输入设备1302A、1302B还可包括接受或获取戴镜者头运动与眼运动特征的设备，诸如美国专利No.6,827,443所述类型的眼跟踪系统，其内容通过引用包括在此。在这种情况下，处理器1304还包括按戴镜者头运动和眼运动特征修正中心区尺寸与形状的附加功能，使中心区提供折射率基本均匀的区域，在整个眼转动角范围内支持中心视力。
以上诸实施例描述了特定参数与特定表面几何形状的应用，但本发明显然不限于此。申请人认为，本发明还可用其它表面几何形状和其它参数来设计或配制镜片。作为非限制性实例，此类其它参数包括：
·色差：例如，因中央窝外围有较少的锥状体和较多的杆状体，聚焦保持特定波长更重要，因而镜片设计要考虑对该波长提供选择性聚焦的参数，还要具有低色差材料。
·径向(S)与切向(T)折射率误差：例如，可以证实必须保持在径向完全不同的S与T的优化权至。
·临床测量与镜片的关系：例如，为了更全面地表征眼睛的轴外误差，希望用波前像差通过某一外围位置从中央窝采样光学误差。一旦波前像差被表征，就用期望的模糊斑最小化法对整个眼睛视野提供合适的校正。这些样本可用合适的关系转换，以表征眼睛的形状和/轴外校正。
最后应该明白，对本文描述的各种配置存在其它变换和修正，这些变化和修正地包括在本发明的范围内。

Claims (37)

1.一种校正戴镜者眼睛近视的镜片，所述镜片具有正面、光轴和光学中心，所述镜片包括：
(a)提供第一光学校正的中心区，主要用于校正与戴镜者眼睛的中央窝区相关联的近视，所述中心区的形状和尺寸调节成提供基本上均匀的折射率区，以在眼睛关于所述光轴的转动角度范围内支持中心视力；和
(b)围绕中心区的外围区，所述外围区提供第二光学校正，主要用于校正与戴镜者眼睛的视网膜的外围区域相关联的近视或远视，其中在至少270°的方位角范围内相对于所述光学中心的表面折射率，在所述正面测量时离所述光学中心20mm半径处的外围区平均表面折射率至少为+0.50D。
2.如权利要求1所述的镜片，其特征在于，所述镜片包括眼镜片，其中第一光学校正被指定为第一折射率，第二光学校正被指定为第二折射率，其中第二折射率相对于第一折射率提供正折射率校正。
3.如权利要求2所述的镜片，其特征在于，第一折射率位于镜片的光学中心。
4.如权利要求2所述的镜片，其特征在于，第二折射率的平均值是在镜片正面测量时离所述光学中心20mm半径处的平均折射率，且在至少270°的方位角范围内内接外围区。
5.如权利要求2所述的镜片，其特征在于，相对于第一折射率，第二折射率为+0.50～+2.0D。
6.如权利要求2所述的镜片，其特征在于，中心区的折射率为从平面到-6.00D。
7.如权利要求6所述的镜片，其特征在于，中心区的折射率为从平面到-4.00D。
8.如前述任一权利要求所述的镜片，其特征在于，所述中心区是以正面散光0.5D等值线为界的区域。
9.如权利要求1～7中任一权利要求所述的镜片，其特征在于，所述中心区是正面平均曲率以至少+0.5D步进增大量为界的区域。
10.如权利要求1～7中任一权利要求所述的镜片，其特征在于，所述中心区是正面平均曲率以至少+1.0D步进增大量为界的区域。
11.如权利要求1～7中任一权利要求所述的镜片，其特征在于，所述中心区是正面平均曲率以至少+1.5D步进增大量为界的区域。
12.如权利要求1～7中任一权利要求所述的镜片，其特征在于，所述中心区是正面平均曲率以至少+2.0D步进增大量为界的区域。
13.如权利要求1或2所述的镜片，其特征在于，在所述中心区内，正面的表面折射率变化小于0.5D。
14.如权利要求2所述的镜片，其特征在于，在所述中心区内正面的表面折射率变化小于0.5D，并且其中相对于光学中心的折射率，所述外围区的平均折射率为+0.50～+2.0D。
15.如权利要求2所述的镜片，其特征在于，在所述中心区内正面的表面折射率变化小于0.5D，并且其中相对于光学中心的折射率，在镜片正面测量时离光学中心20mm半径处的外围区平均折射率至少为+0.50D，且在至少270°的方位角内内接外围区。
16.如权利要求2所述的镜片，其特征在于，在所述中心区内正面的表面折射率变化小于0.5D，并且其中相对于光学中心的折射率，在镜片正面测量时离光学中心20mm半径处的外围区平均折射率至少为+1.00D，且在至少270°的方位角范围内内接外围区。
17.如权利要求2所述的镜片，其特征在于，在所述中心区内正面的表面折射率变化小于0.5D，并且其中相对于光学中心的折射率，在镜片正面测量时离光学中心20mm半径处的外围区平均折射率至少为+1.50D，且在至少270°的方位角范围内内接外围区。
18.如权利要求2所述的镜片，其特征在于，在所述中心区内正面的表面折射率变化小于0.5D，并且其中相对于光学中心的折射率，在镜片正面测量时离光学中心20mm半径处的外围区平均折射率至少为+2.00D，且在至少270°的方位角范围内内接外围区。
19.如权利要求1所述的镜片，其特征在于，在所述中心区内正面的表面折射率变化小于0.5D，并且其中相对于光学中心的表面折射率，在镜片正面测量时离光学中心20mm半径处的外围区平均表面折射率至少为+1.00D，且在至少270°的方位角范围内内接外围区。
20.如权利要求1所述的镜片，其特征在于，在所述中心区内正面的表面折射率变化小于0.5D，并且其中相对于光学中心的表面折射率，在镜片正面测量时离光学中心20mm半径处的外围区平均表面折射率至少为+1.50D，且在至少270°的方位角范围内内接外围区。
21.如权利要求1所述的镜片，其特征在于，在所述中心区内正面的表面折射率变化小于0.5D，并且其中相对于光学中心的表面折射率，在镜片正面测量时离光学中心20mm半径处的外围区平均表面折射率至少为+2.00D，且在至少270°的方位角范围内内接外围区。
22.如权利要求19-21中任一权利要求所述的镜片，其特征在于，所述镜片包括半成品镜片毛坯或眼镜膜片。
23.如权利要求1所述的镜片，其特征在于，所述外围区包括从中心区边界向外径向地延伸入外围区的混合区，其中在40mm直径镜片内，所述混合区的径向范围小于清晰的中央窝视力的中心区的半径。
24.如权利要求1所述的镜片，其特征在于，按戴镜者典型的眼转动范围对中心视力确定中心区的形状与尺寸。
25.如权利要求24所述的镜片，其特征在于，所述中心区是个圆孔，其直径对应于戴镜者在头转动前其眼睛典型的转动范围。
26.如权利要求24所述的镜片，其特征在于，所述中心区具有旋转对称的形状。
27.如权利要求24所述的镜片，其特征在于，所述中心区具有不对称形状，以允许眼转动频度的不对称分布。
28.一种校正戴镜者眼睛近视的镜片，所述镜片包括具有正面、光轴和光学中心的眼镜片，所述镜片包括：
(a)提供第一光学校正的中心区，主要用于校正与戴镜者眼睛的中央窝区相关联的近视，所述中心区的形状和尺寸调节成提供基本上均匀的折射率区，以在眼睛关于所述光轴的转动角度范围内支持中心视力；和
(b)围绕中心区的外围区，所述外围区提供第二光学校正，主要用于校正与戴镜者眼睛的视网膜的外围区域相关联的近视或远视，其中在至少270°的方位角范围内相对于所述光学中心的表面折射率，在所述正面测量时离所述光学中心20mm半径处的外围区平均表面折射率至少为+0.50D；
其中，第一光学校正被指定为第一折射率，第二光学校正被指定为第二折射率，其中第二折射率相对于第一折射率提供正折射率校正，其中中心区的折射率为从平面到-6.00D。
29.一种为校正戴镜者眼睛近视而配制或设计镜片的方法，所述镜片具有正面、光轴和光学中心，所述方法包括：
(a)针对戴镜者，获取：
(i)要求的同轴光学校正值，同轴光学校正用于校正与戴镜者眼睛的中央窝区相关联的近视；和
(ii)要求的轴外光学校正，轴外光学校正用于校正与戴镜者眼睛的视网膜的外围区相关联的近视或远视；
(b)按同轴与轴外校正值来选择或设计镜片，所述镜片包括：
(i)中心区，用于提供与同轴光学校正相对应的光学校正，所述中心区的形状和尺寸调节成提供基本上均匀的折射率区，以在眼睛关于所述光轴的转动角度范围内支持中心视力；和
(ii)围绕中心区的外围区，所述外围区提供与轴外光学校正相对应的光学校正，其中在至少270°的方位角范围内相对于所述光学中心的表面折射率，在所述正面测量时离所述光学中心20mm半径处的外围区平均表面折射率至少为+0.50D。
30.如权利要求29所述的方法，还包括：
(c)测定戴镜者的头运动与眼运动特征；和
(d)按戴镜者的头运动与眼运动特征确定中心区的尺寸与形状，使中心区提供折射率基本上均匀的区域，以便在整个眼转动角度范围内支持中心视力。
31.一种为校正戴镜者眼睛的近视而配制或设计镜片的系统，所述镜片具有正面、光轴和光学中心，所述系统包括：
(a)用于接受或获取戴镜者的光学校正值的输入设备，所述光学校正值包括：
(i)要求的同轴光学校正值，同轴光学校正用于校正与戴镜者眼睛的中央窝区相关联的近视；和
(ii)要求的轴外光学校正，轴外光学校正用于校正与戴镜者眼睛的视网膜的外围区相关联的近视或远视；和
(b)用于处理戴镜者的光学校正值以按同轴与轴外校正值来选择或设计镜片的处理器，所述镜片包括：
(i)中心区，用于提供与同轴光学校正相对应的光学校正，所述中心区的形状和尺寸调节成提供基本上均匀的折射率区，以在眼睛关于所述光轴的转动角度范围内支持中心视力；和
(ii)围绕中心区的外围区，所述外围区提供与轴外光学校正相对应的光学校正，其中在至少270°的方位角范围内相对于所述光学中心的表面折射率，在所述正面测量时离所述光学中心20mm半径处的外围区平均表面折射率至少为+0.50D。
32.如权利要求31所述的系统，还包括：
(a)用于接受或获取戴镜者头运动与眼运动特征的输入设备；和
(b)按戴镜者头运动与眼运动特征来修正中心区的尺寸与形状的处理器，使中心区提供折射率基本上均匀的区域，以便在整个眼转动角度范围内支持中心视力。
33.一种减缓近视者近视加深的方法，所述方法包括向近视者提供带一副镜片的眼镜，每块镜片用于一只眼睛，每块镜片具有正面、光轴和光学中心，每块镜片包括：
(a)用于提供与同轴校正相对应的光学校正的中心区，用于校正与各个眼睛的中央窝区相关联的近视，所述中心区的形状和尺寸调节成提供基本上均匀的折射率区，以在眼睛关于所述光轴的转动角度范围内支持中心视力；和
(b)围绕所述中心区的外围区，所述外围区提供用于校正与各个眼睛的外围区相关联的近视或远视的光学校正，其中在至少270°的方位角范围内相对于所述光学中心的表面折射率，在所述正面测量时离所述光学中心20mm半径处的外围区平均表面折射率至少为+0.50D。
34.一种用于校正戴镜者眼睛的近视的镜片，所述镜片包括具有正面、光轴和光学中心的眼镜片，所述镜片包括：
(a)提供第一光学校正的中心区，主要用于校正与戴镜者眼睛的中央窝区相关联的近视，第一光学校正被指定为第一折射率，所述中心区的形状和尺寸调节成提供基本上均匀的折射率区，以在眼睛关于所述光轴的转动角度范围内支持中心视力；和
(b)围绕中心区的外围区，所述外围区提供第二光学校正，主要用于校正与戴镜者眼睛的视网膜的外围区域相关联的近视或远视，第二光学校正被指定为第二折射率，
其中，第二折射率相对于第一折射率提供正折射率校正，其中为了在整个眼转动角度范围内支持中心视力，把中心区的尺寸与形状调整成在眼转动范围内提供第一光学校正，并且其中在至少270°的方位角范围内相对于所述光学中心的表面折射率，在所述正面测量时离所述光学中心20mm半径处的外围区平均表面折射率至少为+0.50D。
35.镜片作为校正戴镜者眼睛的近视的应用，所述镜片包括具有正面、光轴和光学中心的眼镜片，所述镜片包括：
(a)提供第一光学校正的中心区，主要用于校正与戴镜者眼睛的中央窝区相关联的近视，第一光学校正被指定为第一折射率，所述中心区的形状和尺寸调节成提供基本上均匀的折射率区，以在眼睛关于所述光轴的转动角度范围内支持中心视力；和
(b)围绕中心区的外围区，所述外围区提供第二光学校正，主要用于校正与戴镜者眼睛的视网膜的外围区域相关联的近视或远视，第二光学校正被指定为第二折射率，
其中，第二折射率相对于第一折射率提供正折射率校正，其中为了在整个眼转动角度范围内支持中心视力，把中心区的尺寸与形状调整成在眼转动范围内提供第一光学校正，并且其中在至少270°的方位角范围内相对于所述光学中心的表面折射率，在所述正面测量时离所述光学中心20mm半径处的外围区平均表面折射率至少为+0.50D。
36.一种用于校正或延缓戴镜者眼睛近视加深的镜片，所述镜片具有正面、光轴和光学中心，所述镜片包括：
(a)中心区，所述中心区的形状和尺寸调节成提供基本上均匀的折射率区，以在眼睛关于所述光轴的转动角度范围内支持中心视力；和
(b)围绕中心区的外围区，所述外围区相对于中心区提供正折射率光学校正，主要用于校正与戴镜者眼睛的视网膜的外围区域相关联的近视或远视，并且其中在至少270°的方位角范围内相对于所述光学中心的表面折射率，在所述正面测量时离所述光学中心20mm半径处的外围区平均表面折射率至少为+0.50D。
37.镜片作为校正或延缓近视加深的应用，所述镜片具有正面、光轴和光学中心，所述镜片包括：
(a)中心区，所述中心区的形状和尺寸调节成提供基本上均匀的折射率区，以在眼睛关于所述光轴的转动角度范围内支持中心视力；和
(b)围绕中心区的外围区，所述外围区相对于中心区提供正折射率光学校正，主要用于校正与戴镜者眼睛的视网膜的外围区域相关联的近视或远视，其中在至少270°的方位角范围内相对于所述光学中心的表面折射率，在所述正面测量时离所述光学中心20mm半径处的外围区平均表面折射率至少为+0.50D。
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