CN101563641A - 设计多焦点隐形眼镜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了考虑瞳孔大小和聚散度而设计隐形眼睛的方法。本发明的透镜增大眼睛的调节增益并利用眼睛的剩余调节幅度。

Description

设计多焦点隐形眼镜的方法
技术领域
本发明涉及多焦点眼科透镜。具体地，本发明提供了设计隐形眼镜的方法，其提供了对于远视眼的校正，并考虑瞳孔尺寸和聚散度。
发明背景
随着个人的老化，眼睛调节或者弯曲自然透镜而聚焦到对观察者相对近的物体上的能力变差。这种情况被称为远视眼。同样，自然透镜被移除并且用人工晶体代替的人，缺少调节能力。
在用于校正眼睛调节失败的方法中，是具有多于一个光折射力的隐形眼睛。具体地，已经发展了多焦点隐形眼睛和人工晶体，其中远距离区域和近区域以及在一些情况下的中间距离区域，已经提供了折射力。然而，没有一个已知的设计被证明对眼镜佩带者是广泛成功地。
发明详述以及优选实施例
本发明提供了设计隐形眼镜的方法、根据该设计方法的透镜、以及生产该透镜的方法，通过在透镜设计中考虑瞳孔尺寸以及聚散度，所述透镜提供了远视眼校正。本发明的透镜的优点在于他们的设计增大了眼睛调节增益，意味着当眼睛响应调节或者会聚刺激时屈光度测量的正折射力(power)的增加。另外，该设计利用眼睛剩余的调节幅度，或者基于年龄和个人眼睛生理学的全部调节能力。
本发明提供了多焦点透镜的设计方法，该方法包括、构成以及基本由以下构成：a)选择休息的(resting)瞳孔直径；b)计算当观看近的物体时的瞳孔直径；c)为透镜选择近的视力校正面积对远的视力校正面积的比率；d)使用休息的和近的观察瞳孔直径，对观察近的和远的物体，计算作为增加折射力(addpower)的函数的比率值；以及e)为透镜增加光学会聚度的量。
在本发明透镜设计方法的第一步，瞳孔尺寸以下列方法考虑。基于人口数据的平均值或者个人瞳孔的测量值，来选择休息的瞳孔直径，或者用于观察距离眼睛大约500cm以上的物体的瞳孔直径。当观察近的物体或者距离眼睛约100cm以内的物体时，基于上述增加折射力、剩余的调节以及休息的瞳孔直径，计算出作为上述增加折射力函数的瞳孔直径。为了执行该计算，必须决定透镜佩带者需要的全部增加折射力。该增加折射力的一部分将由所述透镜的增加折射力提供，并且一部分由透镜佩带者的眼睛的剩余调节提供。
该剩余增加折射力可通过从需要的全部增加折射力减去上述增加的折射力而计算出。所需增加折射力总量取决于光学、用于确定折射力一般从1.00到3.00D的范围的产品的增加折射力的临床经验、以及作为年龄函数的远视眼人口的调节需要的公知知识而做出。该剩余的调节可以是生理学决定的量，主要依赖年龄，典型地为从对小于约15岁的10+D到那些大于65岁的小于0.5D而变化。为说明起见，可以假设，从距离眼睛35cm处清楚阅读，个人可需要总共2.85D的增加折射力。所述增加折射力将是1.00D，剩余增加折射力将是1.65D。
在瞳孔尺寸和在恒定亮度测量的调节之间具有函数相关，这是公知地。基于此，通过获得物体距离的倒数计算出调节响应，并基于宽范围的强度测量调节响应。例如，这样的数据在Glen Myers、Shirin Berez、William Krenz和LawrenceStark的Am.J.Physio.Regul.Integr.Comp.Physiol.，258：813-819(1990)中报告。这些数据是瞳孔收缩模型的基础，该模型假定通过以下等式示出调节刺激和亮度增加之间的独立线性作用：
A＝A0-B-C(I)
其中：
A是瞳孔尺寸；
A0是休息瞳孔尺寸；
B是l/单位是米的物体距离；以及
C是logFL。
临床上测量，B是0.27，C是0.19。假定1.0FL的亮度，方程I可改写为：
A＝A0-0.27D(II)
在此，D是透镜佩带者眼睛的剩余调节。将方程II应用到2.85D是所需全部增加折射力的上述例子，并假定7.5mm的休息的瞳孔直径，下面的表1表示休息瞳孔直径和应用方程II得出的瞳孔直径之差的计算值。
表1
  规定的增加折射力   剩余调节   瞳孔尺寸的减少   当看近的物体时的瞳孔尺寸
  1.0D   1.85D   0.50mm   7.0mm
  1.5D   1.35D   0.36mm   7.14mm
  2.0D   0.85D   0.23mm   7.27mm
  2.5D   0.35D   0.09mm   7.41mm
然后可以选择由透镜设计提供的用于校正佩带者远距离观看的透镜区域或者透镜的远区域对用于校正近的观看或者近观看面积之比(AF/AN)，并用该比值计算设置在近和远视力光学的透镜面积。该选择可基于测量的视觉灵敏度和个人或多人平均的在远和近亮度范围的对比灵敏度。当观看近的物体时，有利于远观看区域，折射光学的优选比是70/30。折射光的优选比为50/50。
AF/AN值可作为用于观看近的和远的物体的增加折射力的函数计算，对70/30的比率的结果在表2中示出。该计算的面积比由直径比的平方给出。
  规定的增加折射力   AF/AN(近的物体)   AF/AN(远的物体)
  1.0D   1.89(65∶35)   2.33(70/30)
  1.5D   2.02(67∶33)   2.33(70/30)
  2.0D   2.13(68∶32)   2.33(70/30)
  2.5D   2.25(69/31)   2.33(70/30)
例如，基于当观看远距离物体时的7.5mm以及当观看近的物体时的7.0mm的瞳孔尺寸，对于远视力的视觉面积是π(7.5/2)2×0.70平方毫米，对于近视力提供的面积是π(7.5/2)2×0.30平方毫米。当观看近的物体时，面积减至π(7.0/2)2。近视面积与全部光学面积之比为π(7.5/2)2×0.30/π(7.0/2)2或者(7.5/7.0)2×0.30＝1.072×0.30＝1.145×0.3＝0.343或者34.3％。这样，为远的可视区域保留65.7％。
因此，本发明的方法允许透镜设计者向远物体图像的视网膜图像提供更大部分的瞳孔孔径，而不包括近物体图像的亮度。这是由于近视区域放置在收缩瞳孔的瞳孔区域内、远视区域位于瞳孔休息的瞳孔孔径内、或者非调节瞳孔和对排除一些远视区域的调节瞳孔收缩的事实。
在本发明方法的另一个步骤，聚散度或者光学会聚，有效地将个人的两只眼睛带入所看的物体的共同焦点，被结合进入透镜中。所增加的光学会聚度将依赖设计到透镜中的增加的折射力，当增加的折射力增加时，光学会聚度增加。典型地，可增加至约2.0D。
光学会聚最好通过增加基底棱镜结合到透镜中，也即具有在透镜鼻方向上定向的基底的水平棱镜。光学会聚也可以以单一视力设计通过增加足够的正折射力结合到透镜中，来减少整个调节需要。另外，会聚也可以通过从透镜的几何中心拆卸近视区域的中心而添加。
本发明导致的优选透镜是双焦点的，其中光学区域包含两个放射状对称区域：第一区域，即中心区域，以及第二区域，即环绕该中心区域的环形区域。该远视和近视区域位于休息的眼睛的瞳孔孔径中。当眼睛全部调节时，该近视区域位于瞳孔孔径中，并具有用于近视的瞳孔孔径内的光学区域的大约30％到50％的区域，而光学区域的半径匹配或超过远视的瞳孔孔径。近视区域与远视区域之比如上所述计算出，当眼睛未调节时该比有助于远视，当眼调节时，该比有助于近视。另外，近视区域提供有水平棱镜校正，该棱镜具有在鼻方向定向的基底。在优选实施例中，近视区域的定位指定到调节眼睛的瞳孔孔径中，但是不限于放置到其相对于瞳孔中心的位置上。
在本发明的透镜中，光学区域、以及其中的近视和远视区域，可以在前表面，或者物体侧面、后面，或者透镜的眼侧面、或者前后表面之间的裂口。圆柱体折射力可提供在透镜的背面或者凹面以便校正佩带者的散光。可选择地，圆柱体折射力可在前表面或后表面上与远视折射力和/或近视折射力或二者连接。在本发明的所有透镜中，远、中间或和近光学折射力可以是球面或非球面折射力。
本发明使用的隐形眼镜最好是软的隐形眼镜。最好使用由任何适合制造这些透镜的材料制造的软的隐形眼镜。用于形成软的隐形眼镜的说明性材料包括但不限制于硅树脂橡胶、包含硅的大分裂球，这些包含硅的大分裂球包括但不限于在美国专利号5371147、5314960和5057578中公开的那些，他们在此整体结合作为参考、以及水凝胶、包含硅的水凝胶等等以及它们的组合。更优选地，表面是硅氧烷或者包含硅功能，包括而不限制于聚二甲基硅氧烷球、甲基丙烯酸丙氧基硅氧烷及其混合物、硅水凝胶或者水凝胶，例如etafilcon A。
优选形成透镜的材料是聚2羟乙基甲基丙烯酸聚合物，也即具有大约25000至大约80000之间的峰值分子量，并且分别小于大约1.5至小于大约3.5的多分散性，并且在其上共价连接，至少一个交叉连接功能群。该材料在美国专利号6846892中描述，其在此整体结合作为参考。用于形成眼内透镜的适合材料包括但不限制于聚二甲基丙烯酸、羟乙基丙烯酸、惰性清洁塑料、硅基聚合体等以及它们的组合。
透镜形成材料的固化可由任何公知的方式执行，包括但不限于，加热、照射、化学、电磁辐射固化等以及它们的组合。优选地，透镜使用紫外光或者使用可见光的全光谱注塑成模。更优选地，适合固化透镜材料的精确条件将依赖于材料的选择以及要形成的透镜。眼科透镜的聚合过程包括但不限于公知的隐形眼镜。适合的过程在美国专利号5540410中公开，其在此整体结合作为参考。
本发明的隐形眼镜可以任何惯用的方法形成。例如，光学区域可通过金刚石车削或者金刚石车削形成本发明的模子而产生。随后，在压缩和固化树脂之后，合适的液体树脂放置在模子之间来形成本发明的透镜。可选择地，该区域可金刚石车削为透镜按钮。

Claims (12)

1、一种设计多焦点透镜的方法，所述方法包括以下步骤：a.)选择休息的瞳孔尺寸；b.)计算当观看近的物体时的瞳孔尺寸；c.)对透镜选择远视校正面积与近视校正面积的比率；d.)使用休息的和近的观察瞳孔直径，对观察近的和远的物体，计算作为增加折射力的函数的比值；以及e.)为透镜增加光学会聚度的量。
2、如权利要求1的方法，其中步骤b.)进一步包括(i)确定透镜佩戴者所需的全部增加折射力，以及(ii)计算剩余的增加折射力。
3、如权利要求1的方法，其中远视校正面积与近视校正面积的比率为70∶30。
4、如权利要求2的方法，其中远视校正面积与近视校正面积的比率为70∶30。
5、根据权利要求1的方法的透镜。
6、根据权利要求2的方法的透镜。
7、根据权利要求3的方法的透镜。
8、根据权利要求4的方法的透镜。
9、如权利要求5的透镜，所述透镜包括具有第一区域和环绕该第一区域的第二环形区域的光学区域，以及具有定向在鼻方向上的基底的水平棱镜。
10、如权利要求6的透镜，所述透镜包括具有第一区域和环绕该第一区域的第二环形区域的光学区域，以及具有定向在鼻方向上的基底的水平棱镜。
11、如权利要求7的透镜，所述透镜包括具有第一区域和环绕该第一区域的第二环形区域的光学区域，以及具有定向在鼻方向上的基底的水平棱镜。
12、如权利要求8的透镜，所述透镜包括具有第一区域和环绕该第一区域的第二环形区域的光学区域，以及具有定向在鼻方向上的基底的水平棱镜。
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