CN103955075B

CN103955075B - 具有光学区的眼膜透镜

Info

Publication number: CN103955075B
Application number: CN201410126427.6A
Authority: CN
Inventors: 伯纳德斯·弗朗西斯科·玛利亚·万德斯; 瓦尔特·伯纳德斯·约翰尼森·沃特云克
Original assignee: Oculentis Holding BV
Current assignee: Talon Holdings Pte. Ltd.
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2030-02-17
Also published as: IL214710A0; EP2790052B1; CA2752794A1; AU2010216510B2; DE202010010365U1; HUE027002T2; EP2790052A1; GB201011911D0; NL2002540C2; ES2555297T3; JP2012517880A; BRPI1008719A2; KR20110132381A; AU2010216510A1; EP2418535A2; EP2418535A3; ZA201106061B; KR101864609B1; PL2219065T3; DK2219065T3

Abstract

本发明公开了一种具有光学区的眼膜透镜。本发明涉及一种眼膜透镜，该眼膜透镜包括主透镜部分、凹陷部分、光学中心和通过所述光学中心的光轴，所述主透镜部分与所述凹陷部分具有至少一个边界，所述主透镜部分的光焦度在大约‑20屈光度和大约+35屈光度之间，所述凹陷部分定位在距离所述光学中心小于2mm的位置并包括近部分，所述近部分相对于所述主透镜部分的光焦度具有大约+1.0到大约+5.0的相对屈光度，所述凹陷部分与所述主透镜部分的所述一个边界或者多个边界形成一个接合部分或者多个接合部分，所述一个接合部分或者多个接合部分被成形为远离所述光轴折射光且具有使光在围绕所述光学中心的直径为4mm的圆内的损失小于大约15%的曲率。

Description

具有光学区的眼膜透镜

技术领域

本发明涉及一种包括主透镜部分和凹陷部分的眼膜透镜（ophthalmic lens）。

背景技术

那种类型的眼膜透镜的一种特殊类型是多焦点人工晶状体（Multifocal IntraOcular Lens,MIOL）。它通常包括具有中心的透镜部分，在透镜部分的外围上设置有支撑部分（襻，haptics）。这种类型的透镜在现有技术中通常是已知的。这些透镜用于在白内障手术之后代替眼睛晶状体（eye lens），例如，为了向MIOL提供用于阅读远视力和/或中间视力的同心环状光学带，进行了许多尝试。在“同时视觉多焦点（simultaneous visionmultifocal）”中，远带与近带之间的关系非常关键。为了使这种类型的透镜正常工作，必须让大致相等的量的光通过近带和远带进入眼中。需要如此，以使视觉（vision）不偏向任一视力矫正（vision correction）。显然，由于在日常生活中亮度级的极大变化（这会使瞳孔的直径相应改变），所以在选择每个带的尺寸时一定要达到折衷。由于瞳孔尺寸的差异基本上因病人的不同而不同，因此使得该问题（也被称为“瞳孔依赖性”）进一步变得复杂。这些类型的透镜的示例可以参见第4,636,049号美国专利、第4,418,991号美国专利、第4,210,391号美国专利、第4,162,172号美国专利和第3,726,587号美国专利以及专利申请US2006/0212117、EP0590025B1、US6126286。这些环状同心设计的MIOL的另一个问题是由于在环带过渡处被引导到黄斑（macula）的光而产生的鬼像和模糊（blur）。目前的MIOL的另一个大的缺点是对比敏感度（contrast sensitivity）降低。对比敏感度决定病人针对给定尺寸的目标所能感测到的最低对比度的级别。通常使用一定范围内的目标尺寸。这样，对比敏感度不同于锐度（acuity）。对比敏感度考量（measure）两个变量：大小和对比度，而锐度仅仅考量大小。对比敏感度与听觉测试非常相似，听觉测试确定病人感测到各种声频的响度的最低级别的能力。要求病人在刚好几乎听不见音调时按下按钮并在不再能听到音调时松开按钮。这个过程用于测试对一定范围内的声频的听觉敏感度。如果以与视觉锐度相似的方式评估听觉测试，则所有的声频都将在一个高的响度级别进行测试。

主张通过在衍射原理下工作的同时视觉多焦点的又一实施例来减轻同时视觉多焦点性能的瞳孔依赖性问题。这些类型的透镜的示例出现在第4,641,934号美国专利和第4,642,112号美国专利中。由于衍射光学的特性而导致将损失至少20%的入射光并导致病人遭受光晕和眩光。

为了解决这种瞳孔依赖性问题，已经进行了一些尝试(诸如在US4,923,296中所公开的)，US4,923,296描述了一种被分成一系列基本离散的近视力带和远视力带的透镜。从该公开不清楚的是如何能够制造这些视力带和/或将它们连接在一起。WO92/06400描述了一种非球面眼膜透镜。三维地限定表面带，从而彼此一起形成无接点、连续且光滑的表面。本领域技术人员将清楚的是，这样的透镜将遭受光学质量的大幅降低。US4921496描述了一种旋转对称、径向分段的IOL。由于每段所用的材料应该具有不同的折射率以产生不同的屈光力，所以这种IOL在表面处没有接点。

通过Procornea Holding B.V.由本申请的发明者在EP0858613(B1)和US6409339(B1)中描述了具有远部和近部的另一种透镜，这些内容通过引用被包含，如同充分阐述一般。这些文献公开了接触透镜，而且还涉及IOL的。这种类型的透镜与其他透镜的不同之处在于，阅读部位于远部的（假想）边界之内。也就是说，阅读部位于远部的外边界的假想半径（Rv）上或之内。如果使用阅读部，则这部分最好被制造为从透镜的中心延伸的区（sector）。这种透镜被证实具有许多可能性。然而，还具有进一步改进的空间。

在广泛的临床测试之后已经发现，对于如在US6409339(B1)中公开的MIOL，用于衔接区边界之间的阶梯高度的过渡轮廓（transition profile）不是最优的。这导致可用的光学面积减小并导致光能量和对比敏感度显著降低。这里公开的光学构造提供了截然不同的双焦点图像，而多焦点图像对于减少大瞳孔尺寸情况下的光晕同时在近距离和中等距离具有高对比度的清晰视觉是必要的。EP0858613(B1)和US6409339(B1)具体公开了过渡应当是平滑的并且具有sigmoid形或者正弦形状的曲线，以衔接两个光学部件之间的阶梯高度差。2003年9月公开的Mandell的US6871953惊人地公开了同样使用型曲线类型来衔接阶梯高度，产生与在EP0858613(B1)中描述的透镜构造完全相同的透镜构造。当涉及接触透镜时，两件申请中的sigmoid曲线的目的都是为了使光学部件之间的过渡尽可能平滑，以减小眼睑的摩擦。这里描述的宽的过渡的缺点在于该宽的过渡还造成高的光能量损失，而且发现它还会降低对比敏感度。US6871953公开了使过渡越宽，就会产生越加平滑的过渡。由于接触透镜的交替原则，因此当视线向下凝视时，接触透镜当前在眼睛上向上移动。在接触透镜的这些交替条件下，光在过渡处的损失尚未确定。然而，对于MIOL而言，情况正好相反。这样的透镜固定在眼睛中。半子午线区的光学可用区域将减小，这导致更少的光能量被引导到黄斑。无论对于远视力（distance vision）还是近视力（near vision），这都导致光学性能差。此外，已经发现，由于瞳孔尺寸在不同的光条件下不同的事实，所以大的瞳孔尺寸可能会引起不期望的光晕效应（halo effect）。因此，在阅读部中拥有切趾屈光力轮廓对于减少这种现象并在同一瞬间引入多焦点性将是有利的。

US-7.004.585公开了一种分段的光学带具有接合设计（blended design）的多焦点接触透镜。为了使下阅读带可用，该接触透镜应该在眼睛上容易移动。此外，过渡带或接合带应被设计成避免模糊和鬼像。为此，接合带应该具有平滑的过渡，以提高佩戴者的舒适度。此外，接合带应该具有曲率大小（curvature magnitude）以使光远离眼睛的黄斑区域折射。各种光学带应该尽可能不影响彼此。在该文献中，专利权人似乎意识到了这个问题。然而，使接合带尽可能平滑并以特殊的方式设置阅读带的解决方案看上去很复杂。然而，可以进一步改善眼膜透镜设计。特别是对于IOL器件，还存在进一步改进的空间。

在US-7.237.894中，眼膜透镜被设计为在光学带的中心之下具有径向中心。然而，在这种方式下，难以避免图像偏移。

发明内容

通过本发明来克服上面示出的现有技术的缺点中的至少一些缺点。

为此，本发明提供一种眼膜透镜，所述眼膜透镜包括：主透镜部分，具有表面；凹陷部分，具有表面，该表面相对于所述主透镜部分的所述表面凹陷；光学中心；光轴，通过所述光学中心，所述主透镜部分与所述凹陷部分具有至少一个边界，所述主透镜部分具有在大约-20屈光度和大约+35屈光度之间的光焦度，所述凹陷部分定位在距离所述光学中心小于2mm的位置并包括近部分，所述近部分相对于所述主透镜部分的光焦度具有大约+1.0到大约+5.0的相对屈光度，所述凹陷部分与所述主透镜部分的所述一个边界或者多个边界形成一个接合部分或者多个接合部分，所述一个边界或者多个边界被成形为远离所述光轴折射光且具有使光在围绕所述光学中心的直径为4mm的圆内的损失小于大约15%的曲率，所述光的损失被定义为与来自同样的但不具有所述凹陷部分的IOL的聚焦光的量相比，来自IOL的聚焦光的量的百分率（fraction）。

该眼膜透镜允许各种光学部件以它们之间尽可能小地互相影响的方式集成在单个透镜中。例如，该眼膜透镜允许眼膜透镜以使得远视力、中间视力和近视力彼此影响很小甚至没有影响的方式具有阅读部分。实际上，我们发现能够显著提高眼膜透镜的对比敏感度。在过去，透镜将被设计成产生尽可能少的干扰。在本发明中，发现可以允许急剧的过渡，只要它们能够使光远离光轴折射即可。实际上，只要这些急剧的过渡使得透镜将小于15%的光远离光轴折射，这就会产生（例如）提供提高的对比敏感度和改善的视觉的IOL。这种光的损失实际上是针对4mm的瞳孔直径限定的。

在这方面，光被限定为可见波段中的光。该可见波段通常在大约400nm到700nm之间。

聚焦光的量是在IOL的所有主要的焦平面中聚焦的光的总量。因此，如果（例如）中央部分的相对屈光度为0，并且凹陷部分相对于主透镜部分具有相对屈光度，则透镜通常将具有两个焦平面，一个用于主透镜部分，一个用于凹陷部分。如果凹陷部分的光学面积是整个透镜面积的30%且主透镜部分的面积是整个透镜面积的70%，并且不存在其他损失，则在凹陷部分的焦平面中可获得30%的聚焦光，在主透镜部分的焦平面中可获得70%的聚焦光。

在实施例中，透镜包括至少一个凹陷的半子午线光学区，所述半子午线光学区被径向地和/或有角度地细分成子带。因此，所述半子午线光学区可包括位于透镜部分的（假想）边界之内的内区、中间区和外区。内区具有第一光焦度、与内区相邻的中间区具有第二光焦度。与中间区相邻的外区具有第三光焦度。半子午线区的边界之间的阶梯高度通过优化的过渡轮廓连接，以使被引导到黄斑的光能量最大化并减小在较大的瞳孔尺寸的情况下的模糊和光晕。眼膜透镜的半子午线区可具有连续的屈光力轮廓。可选地，光学子圈区被接合在一起。它们的组合也是可行的。被细分的区将在阅读距离和中间距离提供清晰的视觉，而远视力和对比敏感度仍可与单焦点眼膜透镜相媲美。

本发明还可被构造成提供这样一种透镜，该透镜在在一定范围的轴偏（decentralization，即透镜的光轴或光学中心与眼睛的光轴之间的偏差）内具有不同的角膜像差（例如，不同的非球面性，包括球面像差）的眼睛中表现良好。这意味着IOL的定位变得不那么严格。

在实施例中，本发明的眼膜透镜可包括超过三个的被细分的半子午线或者半子午线区带。

在本发明的又一实施例中，透镜的相反表面可包括非球面，从而残余的球面像差将被减小到大约为0。例如，诸如在EP1850793、EP1857077或US2006279697（但不限于此）中所描述的内容通过引用被包含于此。

在本发明的又一实施例中，半子午线凹陷的折射阅读部在所有边上均可包括边界，甚至可包括另外的衍射光学元件（DOE）结构，例如，诸如在EP0888564B1或EP1194797B1（但不限于此）中所描述的内容通过引用被包含于此。

本发明的另一目的在于提供一种用于优化和改善用于衔接透镜的各部分之间的高度差的过渡轮廓的陡度的方法和优化曲线。这些接合部分改善了各部分之间的过渡。利用这些接合部分将减少光能量的损失并使可用的光学面积显著最大化。在（例如）半子午线边界处的阶梯高度差可通过利用余弦轨迹或者sigmoid函数的方法进行衔接。然而，在实施例中，提出了优化的过渡函数（transition function）。与优化的轮廓函数的结果一致的这些导出的过渡函数与本发明的实施例一致。

各个部分（例如，半子午线细分的阅读部分和远部分）之间的尺寸和/或光焦度比率可互不相同。如果两个透镜被用于患者的两只眼睛，则一个透镜可被构造成用于优势眼，另一个透镜可被构造成用于非优势眼。也就是说，用于一只眼睛的透镜的用于阅读部分或者远部分的构造与用于另一只眼睛的透镜的用于阅读部分或者远部分的构造不同。

还知道的是，在瞳孔尺寸和亮度之间存在函数相关性。例如，Glen Myers、ShirinBerez、William Krenz和Lawrence Stark在Am.J.Physiol.Regul.Integr.Comp.Physiol,258:813-819(1990)中发表了这样的数据。瞳孔尺寸是在视场内的亮度的加权平均值（通俗的叫法是亮度，brightness）的函数。瞳孔尺寸受视网膜的与中央视觉或者中央凹（foveal）视觉相关的部分的影响比受视网膜的外围区域的影响要大得多。

下面的列表呈现了场亮度的一些级别和相关的“典型”条件。

可通过使用一定的场亮度条件来计算与具体的瞳孔直径相关的最佳的中央部分和/或阅读部分，由此来设计定制的凹陷的半子午线透镜。

除上面描述的矫正的远区和被半子午线细分的近区之外，可在透镜区中进行进一步的矫正，以优化或者矫正特定的光学异常。应当理解，可以矫正各种光学异常（诸如但不限于像散和球面像差）的另外的结构可被布置在当前的透镜的前侧或后侧。

在实施例中，凹陷部（例如，被形成为半子午线阅读区）在眼睛中被定位在透镜的底部（下部）或者靠下的部分，因为这对应于人在阅读时向下看的自然倾角。然而，半子午线阅读区在眼睛中的定位没那么严格并且可被定位在鼻部的上面或者颞部的下面。远区和近区甚至可设置在一个人的两只眼睛的相对的位置。

这里描述的眼膜透镜或者模具可以以本领域中已知的任何方式制造。例如，对于人工晶状体来说，还可分开地制造透镜部分和襻并随后将它们连接在一起。然而，也可以将它们作为一个整体来制造。根据实施例，通过（注射）模制将这些部分作为一个整体来制造。用于制造合适的透镜部分的下一工序可以是车削（turning）。如在US6409339B1中描述的，在这样的车削操作期间，每旋转一周可使刀具沿平行于旋转轴的方向朝透镜和远离透镜运动。这使得可以通过车削来生产透镜部分。根据实施例，还可以精确地执行车削，从而可省略随后的抛光操作。透镜的材料可以是任何期望的材料。

例如，该新颖的眼膜透镜的光学构造还可用于接触透镜并可作为所谓的“附加透镜（add on lens）”用于有晶体眼人工晶状体患者（pseudophakic intra-ocular lenspatients）。这是额外的或者附加的透镜，其可以放置在现有的天生晶状体之前或者人造的人工晶状体之前以矫正折射误差和/或恢复阅读能力。附加透镜可作为角膜嵌体或者前房晶状体被放置在眼袋（bag）、沟（sulcus）中。

利用现在的透镜屈光力映射设备（例如，可通过商业途径从德国Optocraft公司获取的高分辨率的Hartmann Shack系统“SHSInspect Ophthalmic”），可以确定局部的屈光力和宽范围的相关表面变化。因而，这样的测量可非常容易地鉴定根据本发明制造的透镜。

在实施例中，所述曲率使光在围绕所述光学中心的直径为4mm的圆内的损失在大约2%到大约15%之间。实际上，通常，凹陷部分沿径向延伸超过4mm。在光的损失的计算中，对接合部分进行描述，所述接合部分被两条子午线围绕或者定位在两条子午线（或者，更确切地说，从光学中心行进到透镜的边缘的半子午线）之内。

实际的光的损失（或者，更好地讲，强度的损失）可利用PMTF系统来测量，所述PMTF系统可通过商业途径从比利时尼维尔的Lambda-X SA Rue de l’industrie371400获得。该仪器能够测量强度的损失。将在下面实施例的描述中讨论用于该测量的过程。

在实施例中，主透镜部分具有在大约-10屈光度和大约+30屈光度之间的光焦度。

在实施例中，所述凹陷部分位于距离所述光学中心小于1.5mm的位置。在这方面，该距离被限定为离光学中心最近的径向距离。

在实施例中，近部相对于所述主透镜部分具有大约+1.50屈光度到大约+4.00屈光度的相对屈光度。因此，近部允许用作（例如）阅读部。此外，中央部分的光学部以及主透镜部分和凹陷部分的光学部可被设计成复曲面的（toric）、圆柱形的或者可被设计成补偿更高阶的像差。这些类型的透镜设计对于技术人员来说同样是已知的，并且可另外被应用到本发明的各个透镜部分。

在实施例中，所述凹陷部分与所述主透镜部分的半子午线边界或者边界具有曲率，所述曲率使得光在围绕所述光学中心的直径为4mm的圆内的损失在大约10%以下。这一非常低的光的损失（特别是在与远离光轴折射相结合时）已产生较高的对比敏感度和良好的阅读能力。

在实施例中，所述主透镜部分具有曲率半径基本上为Rv的曲率，所述凹陷部分的外缘（即，所述凹陷部分的表面）位于曲率半径Rv上或者位于曲率半径Rv以内。

在实施例中，所述眼膜透镜还包括中央部分，所述中央部分相对于所述主透镜部分具有-2.0到+2.0屈光度的相对光焦度。因此，可要求凹陷部分更浅，从而使接合部分的影响更小。

在实施例中，所述中央部分具有这样的尺寸，使得所述中央部分在直径为大约0.2mm到3.0mm的外接圆内。因此，发现凹陷部分会尽可能小地影响远视力。在实施例中，所述中央部分具有这样的尺寸，使得其在直径为大约0.2mm到2.0mm的外接圆内。在实施例中，所述中央部分基本上呈圆形。

在具有中央部分的透镜的实施例中，透镜包括在中央部分和凹陷部分之间的另一接合部分。该接合部分通常与光轴同心或者几乎同心。在实施例中，所述另一接合部分具有光滑的过渡。可选地，斜率具有扭折（kink）。在该实施例中，斜率的一阶导数是不连续的。因此，表面的曲率半径具有扭折。该实施例的优点在于凹陷部分相对于主透镜部分将更浅。可选地，所述另一接合部分接近、逼近或者为阶跃函数。由于该另一接合部分是同心的，因此这使得视觉干扰小。

在实施例中，所述凹陷部分以行进通过所述光学中心的半子午线为界，因此，所述凹陷部分具有子午线带的形状。实际上，将主透镜部分与凹陷部分接合的接合部分因而尽可能遵循子午线。实际上，这样的接合部分将被布置在行进通过光学中心的两条半子午线之间。

在包括所述中央部分的实施例中，所述凹陷部分位于被所述中央部分限制的至少一个边界处。

在包括所述中央部分的实施例中，所述中央部分具有大约0.60mm到1.20mm的截面直径。这允许凹陷部分尽可能小地影响（例如）对比敏感度。

在包括被成形为子午线带的所述凹陷部分的实施例中，所述凹陷部分具有大约160度到200度的夹角（included angle）。在这样的实施例中，与主透镜部分的至少两个边界基本上遵循子午线。在实践中，这些边界由接合部分形成。如已经在上面描述的，通常，这样的接合部分被夹在两条半子午线之间。在实践中，当使用下面解释的优化曲线时，接合部分将不会精确地遵循子午线，而是将略微弯曲。在实施例中，所述凹陷部分具有大约175度到195度的夹角。

在实施例中，眼膜透镜具有大约5.5mm到7mm的截面直径。特别地，就人工晶状体或者另一种眼睛支撑的透镜（类似于接触透镜）而言，它将落入这样的直径范围内。

在实施例中，主透镜部分是远视透镜的形式。

在实施例中，凹陷部分形成阅读部。

在包括所述中央部分的实施例中，所述凹陷部分以两条半子午线和同心纬度线为界，并且距所述中央部分一定距离。

在实施例中，所述凹陷部分包括具有不同的光焦度的至少两个子带。

在实施例中，这些子带是同心的。

在实施例中，所述子带的光焦度沿径向增加。

在实施例中，所述子带的光焦度沿径向减小。

在实施例中，所述凹陷部分的光焦度沿径向增加。因此，可以在主透镜部分和中央部分（如果存在）之间设置中间视觉部分，并且近部或阅读部设置在凹陷部分中。这些光焦度增加的区域或带之间的接合应当被仔细地设计。可能需要在接合部分中补偿较小的阶梯高度。

在实施例中，所述凹陷部分包括衍射光学部件。所述衍射光学部件可被叠置在所述凹陷部分的表面上。通常，在透镜表面上叠置的衍射光学部件是已知的。然而，就凹陷部分而言，它可以使凹陷部分更浅。

在实施例中，凹陷部分包括中央第一子带和在所述第一子带的两侧沿周向毗邻的另外两个子带。在实施例中，所述第一子带的光焦度大于另外两个子带的光焦度。在实施例中，所述另外两个子带的光焦度大于其余透镜部分的光焦度。

在实施例中，子午线形成所述凹陷部分的边界。实际上，两条半子午线形成所述凹陷部分的边界，从而将凹陷部分限定为区部分或者楔形部分（如同楔形的饼）。如果眼膜透镜具有如上所限定的中央部分，则该区部分具有将扇形部分的尖端的一部分去除而形成的部分。

在实施例中，接合部分位于夹角小于17度（在具体的实施例中，小于15度）的子午线之内。在实施例中，接合部分甚至可被设计成位于夹角小于5度的子午线之内。然而，这需要非常仔细地设计曲线和斜率或者曲线的导数。

在实施例中，所述接合部分的斜率具有S型曲线并具有陡度，该陡度在距离所述光学中心1.6mm处的接合部分的中央范围内具有超过0.1的斜率或者一阶导数，在实施例中，在其最陡的部分具有超过0.4的斜率或者一阶导数。在实施例中，所述接合部分具有陡度，该陡度在距离所述光学中心2.8mm处的接合部分的中央范围内具有超过0.2的斜率或者一阶导数，在实施例中，在最陡的部分具有超过0.7的斜率或者一阶导数。

在实施例中，所述接合部分中的至少一个接合部分，特别是至少一个半子午线接合部分具有S型曲线，所述S型曲线遵循从主透镜部分的表面朝凹陷部分的表面行进的第一抛物线，所述S型曲线具有连接到所述第一抛物线的中间弯曲部分，并继续遵循在凹陷部分的表面终止的第二抛物线。

在实施例中，在距离所述光学中心0.4mm处，所述中间弯曲部分在其最陡的部分具有至少0.05的一阶导数，在实施例中，在距离所述光学中心0.8mm处，所述中间弯曲部分在其最陡的部分具有至少0.1的一阶导数，在实施例中，在距离所述光学中心1.2mm处，所述中间弯曲部分在其最陡的部分具有至少0.15的一阶导数，在实施例中，在距离所述光学中心1.6mm处，所述中间弯曲部分在其最陡的部分具有至少0.2的一阶导数，在实施例中，在距离所述光学中心2.0mm处，所述中间弯曲部分在其最陡的部分具有至少0.3的一阶导数，在实施例中，在距离所述光学中心2.4mm处，所述中间弯曲部分在其最陡的部分具有至少0.4的一阶导数，在实施例中，在距离所述光学中心2.8mm处，所述中间弯曲部分在其最陡的部分具有至少0.5的一阶导数。

本发明还涉及一种将作为角膜嵌体或者前房晶状体被插入在眼袋、沟中的附加人工晶状体，包括根据前述权利要求中任一项的眼膜透镜，其中，所述主透镜部分具有大约-10屈光度到+5屈光度的光焦度。

本发明还涉及一种眼膜透镜，所述眼膜透镜包括主透镜部分、基本上呈圆形的中央部分以及子午线部分，所述主透镜部分基本上具有曲率半径Rv，所述中央部分具有第一光学性质且具有大约0.2mm到2.0mm的截面直径，所述子午线部分包括以所述基本上呈圆形的中央部分、经过所述中央部分的中心的两条子午线和与所述中央部分基本同心的下边界为界的凹陷，所述子午线部分在所述透镜中被形成为凹陷，所述凹陷的外缘位于曲率半径Rv上或者曲率半径Rv之内，所述子午线部分包括阅读部。

本发明还涉及一种用于生产上面描述的眼膜透镜中的一种的方法，所述方法包括车削的步骤，在该步骤中，透镜毛坯位于旋转的加工支撑台上并经受一个或多个材料去除装置的影响，其特征在于，在车削步骤期间，旋转的透镜和所述材料去除装置沿旋转轴的方向彼此来回移动，以在所述眼膜透镜中形成至少一个凹陷部分。该生产方法允许生产具有所需的性质的透镜。

本发明还涉及一种眼睛支撑的多焦点矫正透镜，所述多焦点矫正透镜设置有基本上呈圆形的中央透镜部、位于与所述中央透镜部相邻的靠下的透镜部分中的下透镜部以及另一透镜部，下透镜部包括凹陷，所述凹陷包括从所述中央透镜部朝透镜的边缘延伸的两个边，下透镜部的外缘位于假想球面上或者假想球面之内，所述假想球面具有与所述另一透镜部的曲率半径Rv一致的曲率半径和原点，其中，所述两个边提供从另一透镜部的表面到下透镜部的凹陷表面的斜面，所述斜面遵循从另一透镜部的表面朝下透镜部的表面延伸的第一抛物线，并且继续遵循在所述凹陷表面处终止的第二抛物线。

本发明还涉及一种眼膜透镜，所述眼膜透镜包括主透镜部分、凹陷部分、光学中心和基本上经过所述光学中心的光轴，所述主透镜部分与所述凹陷部分具有至少一个边界，所述凹陷部分位于距所述光学中心一定距离处，所述凹陷部分与所述主透镜部分的边界被形成为接合部分，所述接合部分被成形为远离所述光轴折射光，所述主透镜部分、中央部分、凹陷部分和接合部分互相定位，并被成形为提供如下所述的LogCS特性，在3-18之间的空间频率（cpd）中，术后6个月内在适光条件（通常为大约85cd/m²）下的所述LogCS特性至少在11-19岁与50-75岁的群体指标（population norm）之间。

在该透镜的实施例中，在大约6和18之间的空间频率（cpd）中，术后6个月内在适光条件（通常在大约85cd/m²）下，眼膜透镜的LogCS特性处于具有健康的眼睛的20-55岁的成年人的群体指标以上的正常范围内。

本发明还涉及一种人工晶状体，所述人工晶状体包括主透镜部分、定位于距光学中心一定距离处的凹陷部分和位于所述光学中心的中央部分，所述中央部分基本上呈圆形，具有大约为0.8mm到2.8mm的直径，并在一侧形成所述凹陷部分的边界，其中，所述中央部分的直径适合佩戴者的瞳孔直径。

在实施例中，在办公室照明条件下（即，200-400lux），所述中央部分的直径是佩戴者的瞳孔直径的大约20%-40%。因此，IOL可被定做。

本文中描述的各个方面和/或特点可以结合。例如，参照产生方法、眼膜透镜的具体类型的生产方面（如同在本文中一次提到），或者参照如接合带或过渡带的具体特征、凹陷部分及其特征或者中央部分，特点和方面还可以形成一个或多个分案申请的部分。

附图说明

将参照附图中示出的多焦点区眼膜透镜（MSOL）的实施例进一步阐述本发明，在附图中：

图1是人眼的截面；

图2是具有IOL的人眼的截面；

图3是具有光学中央部分和凹陷部分的MSIOL的实施例的主视图；

图4是根据图3的MSIOL的侧视图；

图5是在根据图3的MSIOL的线IV上的剖视图；

图6是根据图5的截面的细节；

图7是根据图3的MSIOL的前侧透视图；

图8是根据图3的MSIOL的后侧透视图；

图9是具有凹陷部分的MSIOL的另一实施例的主视图，所述凹陷部分细分成三个被子午线划分的光学区和一个中央光学区；

图10是根据图9的MSIOL的侧视图；

图11是根据图9的MSIOL的前侧透视图；

图12是具有凹陷的衍射半子午线区元件的MSIOL的另一变型的主视图；

图13是根据图12的MSIOL的侧视图；

图14是在根据图12的MSIOL的线XIV上的剖视图；

图15是根据图14的截面的细节；

图16是根据图12的MSIOL的前侧透视图；

图17是过渡带（或部分）或者接合带（或部分）的余弦轨迹与优化的过渡轨迹之间的比较，其示出了在相同的时刻，优化的轮廓可具有较大的位移；

图18是在区间[-10，10]上没有任何缩放和平移的sigmoid形函数；

图19是在sigmoid过渡期间的经验加速度或有效加速度（二阶导数）；

图20是通过根据当前在本文中描述的方法计算所需的过渡时间和距离而得到的过渡带宽度的减小，过渡带的宽度在中心附近为0；

图21至图26是示出眼膜透镜的数个实施例的不同部分中的能量分布的曲线图；

图27至图29是眼膜透镜的测量数据；

图30至图32是接合带（或部分）或者过渡带（或部分）的陡度的曲线图；

图33和图34是示出Log CS关于空间频率的测试结果；

图35示出了一个实施例的表面模型；

图36是测量仪器PMTF的示意性设置。

具体实施方式

现在详细描述本发明的优选实施例。参照附图，相同的标号在视图中始终表示相同的部件。如这里在说明书和权利要求书中所使用的，除非上下文另外明确地指示，否则下面的术语在此采用明确相关的含义：单数形式的含义包括复数参考，“在…中”的含义包括“在…中”和“在…上”。除非另外限定，否则这里使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。通常，这里使用的术语和实验室程序是公知的和本领域中惯用的。传统的方法用于这些程序，例如，在本领域和各种通用参考文献中所提供的那些程序。

应当理解，前面的光学区最好与后表面的几何中心同心。

“竖直子午线”是指当所述MSIOL以预定方位保持在眼睛中时，从MSIOL的前表面的顶部通过中心竖直地行进到MSIOL的前表面的底部的假想线。

“水平子午线”是指当所述MSIOL以预定方位保持在眼睛中时，从MSIOL的前表面的左侧通过中心水平地行进到MSIOL的前表面的右侧的假想线。水平子午线和竖直子午线彼此垂直。

“曲面片（surface patch）”是指一阶导数（优选为二阶导数）彼此连续的弯曲和线的组合。

就MSIOL的表面上除了中央光学带之外的带而言，“外边界”是指该带的两个外围边界中的更加远离前表面的几何中心的一个；

就MSIOL的表面上除了中央光学带之外的带而言，“内边界”是指该带的两个外围边界中的更加靠近前表面的几何中心的一个；

“半子午线”是指从MSIOL的前表面的几何中心径向地行进到透镜的边缘的假想线。

“竖直子午线的上部”是指当所述透镜以预定方位保持在眼睛内部时竖直子午线的位于MSIOL的前表面的几何中心以上的一半。

“竖直子午线的下部”是指当所述透镜以预定方位保持在眼睛内部时竖直子午线的位于MSIOL的前表面的几何中心以下的一半。

就两个或者更多个区而言，“连续过渡”表示这些区的斜率至少一阶导数（优选为二阶导数）是连续的。

“竖直子午面”是指经过MSIOL的光轴和MSIOL的前表面上的竖直子午线的平面。

关于MSIOL的部分或者区，如这里所使用的，术语“基线屈光力（baselinepower）”、“光焦度”、“增加的屈光力（add power）”和“屈光力（dioptre power）”是指当透镜是眼睛晶状体系统的一部分（例如，如角膜、MSIOL、视网膜和这些部分周围的材料）时区的有效光焦度或者屈光力。该定义可包括由角膜的屈光力所引起的与MSIOL表面相交的光线的角度或者发散的效应。在一些情况下，用于计算屈光力的算法可以从包括细分的区的MSIOL的人眼的光线追迹模型入手。在MSIOL表面上的具体的径向位置，可应用斯涅耳定律来计算光线在折射之后的角度。光轴（对称轴）与所述表面上的点之间的距离的光路长度可被用于限定局部波前的局部曲率半径。利用这样的方法，屈光力等于折射率差除以该局部曲率半径。

本发明的目的在于改善眼膜透镜，本发明的一方面涉及一种具有至少两个半子午线光学区的新颖的多焦点区人工晶状体（Multifocal Sector Intra Ocular Lens,MSIOL），其中，半子午线光学区中的至少一个被径向地或者有角度地细分，并且可包括位于远部的（假想）边界之内的内区、中间区和外区。内区具有第一光焦度，与内区相邻的中间区具有第二光焦度。与中间区相邻的外区具有第三光焦度，而半子午线区的边界之间的阶梯高度通过优化的过渡轮廓连接，以使被引导到黄斑的光能量最大化并减小在较大的瞳孔尺寸情况下的模糊和光晕。眼膜透镜半子午线区可以具有连续的屈光力轮廓或者接合在一起的离散的光学子扇区或者它们的组合。被细分的区将在阅读距离和中间距离提供清晰的视觉。而远视力和对比敏感度仍可与在较大的瞳孔尺寸的情况下具有减小的模糊和光晕的单焦点眼膜透镜相媲美。本发明还可被构造成对于在轴偏（decentration）的范围内具有不同的角膜像差（例如，不同的非球面性，包括球面像差）的眼睛上表现良好。眼膜透镜可被设计成具有针对远视力的标称光焦度（通常被定义为主透镜部分的“基线屈光力”）以及在标称光焦度或者基线屈光力上增加的“增加的屈光力”，并且“增加的屈光力”意图用于阅读视力。通常，还定义中间光焦度，适用于其将被使用的特殊环境。就MSIOL而言，期望MSIOL的基线屈光力或者标称光焦度通常将落入大约-20屈光度到至少大约+35屈光度的范围内。“增加的屈光力”通常将落入大约+1屈光度到至少大约+5屈光度的范围内。理想地，MSIOL的标称光焦度在大约10屈光度和至少大约30屈光度之间，“增加的屈光力”将在大约+1.50屈光度和+4.00屈光度之间。在某些应用中，MSIOL的标称光焦度大约+20屈光度，“增加的屈光力”为大约+3.00屈光度，这是代替人眼中的自然晶状体所必需的典型的光焦度。

在图1中，示出了具有天生的晶状体106的人眼100的示意图。眼睛具有玻璃体101和角膜102。眼睛具有前房103、虹膜104以及支撑晶状体的睫状肌105。眼睛具有后房107。在图2中，示出了具有代替原有的晶状体106的人工晶状体1的眼睛100。

在图3中，示出了具有襻2和透镜带或透镜部分3的人工晶状体（IOL）1的实施例。透镜部分3是IOL1的真正的旋光部分（optically active part）。襻2可具有不同的形状。在该实施例中，透镜部分3具有中央部分6，通常，中央部分6基本上呈圆形。它可能与绝对的圆形有一点偏差，但是，在大多数实施例中，在进一步具体的透镜设计中，中央部分6尽可能呈圆形。透镜部分3在凹陷区域中进一步具有子午线部分。该凹陷位于透镜部分3的其余透镜部分4的弯曲表面的表面之下。换句话说，其余透镜部分4的弯曲表面的曲率半径为Rv，子午线部分的凹陷位于曲率半径Rv上或者位于曲率半径Rv之内（参见图4）。应当清楚，透镜部分的弯曲表面可以是非球面（non-spherical）。实际上，所述弯曲表面可以是如在（例如）US-7.004.585的第6、7和8栏中描述的那样。特别地，可使用Zernike多项式来描述眼膜透镜的任何弯曲表面。

在该实施例中，子午线部分被分成两个同心的子带7和8。

各个部分（即，中央部分6、内子午线部分7以及外子午线部分8）均具有不同于其余透镜部分4的屈光力或者折射角。当透镜部分3被看作是具有轴R的球面的一部分时，那么中央部分6还可被限定为以第一纬度线为界。在这种定义中，子带7可被定义为以两条子午线、第一纬度线和第二纬度线为界。按照与此相同的定义，子带8可被定义为被两条子午线、第二纬度线和第三纬度线限制。在大多数实施例中，子午线部分（在制图学中，这种形状的区域也被称为“纵向带”）被称为“阅读部”。

MSIOL包括近部分或者阅读部分，近部分或者阅读部分的边界在透镜带3上或者在透镜带3之内，而以余弦函数或者sigmoid函数（但是，理想地，结合下面讨论的优化过渡函数）来实现那些部分之间的过渡。在通用的术语中，这些通用的过渡曲线被称为sigmoid型曲线。这些过渡具有宽度并被称为接合带或者过渡带。

在实施例中，近部或者阅读部具有在大约160度和200度之间的夹角α。在又一实施例中，该夹角在大约175度和195度之间。在光学上，该阅读部可被细分成至少两个假想的环状区（circle sector）7和8，从而围绕光轴或者几何轴线径向地形成连续的过渡表面。这些环状区7和8所需的形状（和凹陷表面的曲率）可使用光线追迹来计算，以至少控制球面像差的量并进一步避免图像跳越。透镜部分3中的参考线是假想的并用于空间参考的目的。但是，它们在实际的产品中是不可见的。

在该实施例中，透镜部分3具有在大约5.5mm和大约7mm之间的外径。在优选的实施例中，外径为大约5.8mm到6.2mm。中央部分或者内区6具有至少与基线屈光力相等的光焦度。理想地，内圈区或者中央部分6的光焦度在增加的屈光力的0%和100%之间。

在实施例中，中央部分6的直径在大约0.2mm和2.0mm之间。在实施例中，中央部分6的直径在大约0.60mm和1.20mm之间。假如中央部分6不是绝对的圆形，则中央部分6是具有这里提到的直径范围的外接圆（circumscribing circle）。

圈区或者中央部分6具有至少与基线屈光力相等的光焦度。在该实施例中，凹陷部分具有指示的两个子带，即，在中央部分6附近的第一子带7和第二子带8。内子带7具有在大约1.5mm和大约2.3mm之间的纬度半径（latitude radius）。在实施例中，该纬度半径在大约1.8mm和2.1mm之间。外子带8具有与基线屈光力相等或者比基线屈光力大的光焦度。在实施例中，该光焦度在增加的屈光力的0和100%之间。因此，内子带7在主透镜部分或者中央部分与外子带8中的近部之间形成中间部分。外子带8的纬度半径具有在大约2.2mm和大约2.7mm之间的尺寸。在实施例中，该尺寸可以在大约2.3mm与2.6mm之间。在该实施例中，主透镜部分几乎延续到部分9处。晶状体主透镜部分4延续之处的外缘可具有在大约2.6mm和2.8mm之间的纬度半径。在可选的实施例中，为了使凹陷部分尽可能小地干扰或者影响用于远视力的中央部分，可设置几个同心子带。

IOL1具有形成凹陷部分7和8的边界的两个半子午线接合带或接合部分10。形成接合部分10的边界的这些半子午线具有角度γ。在实施例中，该角度将小于35°。在实施例中，该角度将小于17°。具体地说，角度γ将小于5°。通常，该角度将大于大约1°。

在该实施例中，凹陷部分还具有接合带11，所述接合带11与光轴R同心。主透镜部分4在标号9指示的同心区域中延续。

在图9至图11中，示出了眼膜透镜（如人工晶状体）的另一实施例的几个视图。在该实施例中，凹陷部分被再次分成多个子带。这里，两个外子带7有角度地布置在中央子带8'的两侧。MSIOL包括具有凹陷部分的主透镜部分4，所述凹陷部分的总的夹角α在160度和200度之间，理想地在175度和195度之间。外子带7的夹角在大约10度和30度之间。在实施例中，该夹角在大约15度到大约25度之间。中央子带8'的夹角β在大约80度和120度之间。在实施例中，中央子带8'的夹角β在85度和100度之间。

用于近视力和中间视力的子带7和8'的总的夹角被主透镜部分4限制。各个部分之间的过渡带或者接合带遵循余弦函数或者sigmoid函数。在实施例中，它们遵循下面描述的优化的过渡函数。由于这种优化的过渡轮廓而使得那些假想的过渡线中的至少一条将弯曲。

子带7和8'围绕几何轴线径向地布置。对那些圆形部分的光学形状进行光线追迹，以控制球面像差的量并进一步避免图像跳越。透镜部分中的参考线是假想的并仅用于空间参考的目的，参考线在实际的产品中是不可见的。透镜部分的外径尺寸在5.5mm和7mm之间。在实施例中，该直径是大约6mm。中央部分6具有至少与主透镜部分的基线屈光力相等的光焦度。中央部分的直径在大约0.2mm和2.0mm之间。在实施例中，该直径在大约0.40mm和1.20mm之间。凹陷部分可具有在大约1.5mm和2.3mm之间的径向宽度。在实施例中，该宽度在大约1.8mm和2.1mm之间。在实施例中，外子带7的光焦度为增加的屈光力的大约30%到60%（即，中央部分8'的相对屈光度的大约30%到60%）。

图3至图8中示出的MSIOL还可与诸如衍射光学元件（DOE）20的另一光学器件一起使用。在图12至图16中示出的实施例中，示出了这样的实施例。MSIOL包括凹陷的透镜部分7，该凹陷的透镜部分7被成形为具有第一光焦度的折射半子午线部分。凹陷部分的总的夹角γ可以在大约160度和200度之间。在实施例中，该夹角在大约175度和195度之间。衍射光学元件20叠置在凹陷部分7的表面上。以夸大的方式示出了较大比例的特征。实际上，衍射光学元件20的特征在尺寸上可以在大约0.5-2微米左右。在实施例中，衍射光学元件20可被设置在凹陷部分7的外径向部分中。因此，中央部分6相对于主透镜部分4可具有相同的光焦度或者仅具有多达大约1屈光度的差异。凹陷部分7的第一子带相对于中央部分6可具有0.5-2屈光度的差异。

在图3至图8中描述的折射的阅读部可具有另外的DOE元件，以矫正色差或者进一步改善MSIOL的远视性能和阅读性能。在图12至图16中示出了这点。可以对DOE部分20进行光线追迹，以控制球面像差的量并进一步减少光晕和眩光。透镜带3也具有在大约5.5mm和7mm之间的外径。在实施例中，该外径为大约5.8mm到6.2mm。中央部分6具有至少与其余透镜部分4的基线光焦度相等的光焦度。理想地，内圈区7的光焦度在增加的屈光力的0%和100%之间。用作DOE20的折射基础（refractive base）的嵌入的半子午线环状区的光焦度在增加的屈光力的10%和100%之间。凹陷部分的宽度（从中央带的端部到接合部分11）在1.5mm和2.3mm之间。在实施例中，该宽度在1.8mm和2.1mm之间。DOE20可被配置成用于基线屈光力和中间的增加的屈光力。

在实施例中，在图3至图16中描述的实施例中的形成凹陷部分的边界的过渡带或者接合带10可以遵循余弦函数或者sigmoid函数。在实施例中，过渡带10遵循下面描述的优化的过渡函数。过渡带或者接合带13和13'也可遵循这样的函数。

示例

针对IOL，下面示出了基于图3至图8的几种透镜构造。针对几种瞳孔直径，示出了各个区（带或区域）的覆盖面积（单位是mm²）。在几个曲线图中，示出了基于各个区的覆盖面积的理论上确定的相对光能量。（中央区半径是指中央部分的半径）。对这些示例进行理论计算，如同透镜没有曲率半径（即，平坦的表面）一样。由于透镜表面的曲率将随光焦度而变化，所以选择了该方法以简化计算。在下面的实施例中使用的用于计算过渡区域的表面积的等式如下。

发现还可利用测量来确定这些值。为此，可以使用被称为PMTF的仪器。该仪器可从比利时尼维尔的Lambda-XSA，Rue de l'industrie37,1400获得。在测量过程中，将IOL放置在ISO模型眼中。在图36中示出了PMFT的原理的示意图，图36示出了光源380、用于提供空间限定的照明区域的目标381、准直透镜382、孔径383、一组透镜L1和L2、将IOL支撑在试管中的ISO眼模型384、位于平移台386上的显微镜385以及安装在所述显微镜385上的CCD相机387。在下面使用的测量中，眼模型具有用于模拟直径为4mm的瞳孔的孔径。

测量过程和数据处理如下所述。IOL的测量顺序可以颠倒。在测量中，对仅具有一个光学带的IOL进行测量，利用相同的过程来测量相同的但具有根据本发明的光学带的IOL。

根据PMFT的正常的使用方法来执行所述测量。在这种情况下，首先对没有凹陷部分的参考IOL进行测量。在焦平面中，通过将校准强度聚集在CCD传感器上来测量孔径的图像内的光。接下来，对具有凹陷部分的IOL进行测量。为此，首先对IOL的不同的焦平面和参考IOL的焦平面进行定位。在IOL的焦平面中测量强度。因此，就在凹陷部分中具有近区和远区（主透镜部分）的IOL而言，测量两个焦平面中的光。通过在CCD相机上进行光的测量，将焦平面中的光添加并与参考IOL的焦平面中的光相比较。光的损失的测量值与理论计算的光的损失对应得非常好。

实施例1，图24

远区角 182

近区角 170

过渡区角 8 每个凹陷4度过渡

中央区半径 0.57

实施例2，图25

远区角 170

近区角 160

过渡区角 30 每个凹陷15度过渡

中央区半径 0.57

没有凹陷部分的IOL也是可用的。该IOL被用作参考晶状体。其主透镜部分具有+20的屈光度。本发明的晶状体更加等同，除了其具有凹陷部分（所述凹陷部分相对于主透镜部分具有+3的相对屈光度）以外。上面利用PMTF进行的测量过程被使用。在表格中示出了使用空间上“大”的圆形源（直径为600微米）和“小”的源（直径为200微米）的结果。

因此，测量结果可与计算结果相比较。

实施例3，图26

远区角 182

近区角 170

过渡区角 8 每个凹陷4度过渡

中央区半径 0.25

实施例4，图23

远区角 145

近区角 145

过渡区角 70 每个凹陷35度过渡

中央区半径 1

实施例5，图22

远区角 145

近区角 145

过渡区角 70 每个凹陷35度过渡

中央区半径 0.00

对于实施例2，根据ISO11979-2在Optocraft光具座中进行了测量。在图27至图29中，示出了对具有光焦度为+22（图27）、+29（图28）和+15（图29）的主透镜部分的器件的测量。该凹陷部分具有近视力部分，所述近视力部分（相对于所述主透镜部分）具有+3.0的相对光焦度。所有的示例涉及主透镜部分具有不同的光焦度的IOL。在图27中，右下半部凹陷。在图28中，凹陷部分在左上部，在图29中，凹陷在左侧。比例是波前/lambda=0.54微米。在图27中，总的尺寸范围从-10.6到4.6，在图28中，尺寸范围为大约-6.8到8.8，在图29中，尺寸范围是-12.4到6.3。通常的色标（colour scale）被转换为灰度级。

当通过车削来制造本文中描述的类型的MSIOL时，材料去除工具通常以与旋转角同步的方式平行于旋转轴相对于工件来回移动。这样，可以在主透镜部分4中产生嵌入的或者凹陷的半子午线阅读区7、8'、20。当从主透镜部分4到凹陷部分7、8制造过渡10时，所述工具与所述工件或者透镜必须朝向彼此移动。当从凹陷部分7、8到主透镜部分4制造过渡10时，所述工具和所述透镜必须远离彼此移动。当以这种方式进行制造时，过渡带10、13、13’使凹陷部分与主透镜部分4分离。应当清楚，过渡带的尺寸应当尽可能小。发现如果过渡带尽可能小或窄并因而尽可能陡，则将提供最佳的结果。

为了制造最小的过渡带，切削工具和透镜应当尽可能快地相对于彼此来回移动。通常，该工具将相对于透镜移动。快速的位移意味着应当以切削工具的制造者所允许的最大的加速度或者切削工具能够达到的最大的加速度来移动所述工具。本发明的方法计算优化的过渡轮廓，以使切削工具从静止的位置1移动到静止的位置2。当加工远部时，位置1对应于切削工具的z位置，当加工阅读部时，位置2对应于切削工具的位置，反之亦然。

如果切削工具的运动受到规定的最大加速度的限制，则在整个过渡中通过以该最大加速度执行工具的快速的位移来实现这两个位置之间的最快的转变。通过简单的力学可知，在时间t₁期间应用最大加速度a_max之后的位移s是：

切削工具当前的速度为：

v=a_maxt₁

为了使快速的工具返回到静止状态v=0，我们再次将最大加速度应用于快速工具系统，但现在是沿相反的方向将最大加速度应用于快速工具系统。通过简单的力学可知，使快速工具停止所需要的时间t2等于使快速工具加速所需要的时间。

t₂=t₁

当过渡时间是Δt时，需要一半的过渡时间来使快速工具加速，需要一半的过渡时间来使快速工具再次回到静止状态。由此，利用刀具的最大允许加速度的优化轮廓由下面的式子给出：

对于

其中，Δt是过渡时间。

当受到所述快速工具的最大加速度a_max的限制时，总的最大位移Δs是：

产生位移Δs所需的最小时间是：

该时间是受限于最大加速度的切削工具产生位移Δs的理论最小时间。受到与最大加速度有关的相同限制的所有其他过渡轮廓需要更长的时间来产生相同的位移Δs。

一个重要的事实是，在实践中，为了获得通过优质的车削制成的表面，主轴转速（spindle speed）受到每分钟最小转数的限制。如果主轴转速受限于最小转数，则较小的过渡时间将产生较小的过渡带。在这种情况下，过渡带的角大小φ（单位为度）可以通过下式计算：

φ=N·360·Δt

其中，N是主轴转速（单位为每秒钟转数）。

通常，当从光学带的外围朝光学带的中心移动时，阅读部与远部之间的高度差减小。这意味着在接近所述中心时，可以使过渡带的角大小变小。这样，光学带的有效面积被最大化。另一个重要的优点在于，这样使得过渡尽可能陡。陡的过渡会是有利的，过渡带的反射以使得其很少或者不会让病人感觉到烦扰的方式进行。由此可以断定，对于相同尺寸的过渡轮廓，利用优化的过渡轮廓可以实现更大的位移。或者当需要一定量的位移以利用优化的过渡轮廓从远部变化到阅读部时，可以以更加快速的方式实现这点，从而使得过渡带更小。所描述的优化的过渡轮廓的另一应用就在于此。为了以最大程度地受控制的或者最精确的方式在Δt的时间内产生位移Δs，以最小加速度实现过渡会是有利的。可以利用下式来计算在Δt的时间内实现位移Δs所需的最小加速度：

再次通过下式来给出过渡轮廓：

对于

其中，Δt是过渡时间，a是用于最大程度地控制过渡的最大加速度或者规定的加速度。上面描述的过渡以水平斜率（horizontal slope）开始并以水平斜率终止。对于近部带和阅读部带均是旋转对称表面的情况，这两个带沿切线方向或者工具方向均具有水平斜率。在这种情况下，过渡轮廓可以以一阶导数连续的光滑的方式连接所述带。在一个带或者两个带具有（例如）非旋转对称表面（例如，复曲面或者偏心的球面）的情况下，所述斜率沿工具方向通常将不是水平的。为了在所述带中的一个带沿切线方向不具有水平斜率或者零斜率的情况下实现光滑的过渡，可以通过去除过渡轮廓的开头或者末端的一部分来实现过渡，以使所述两个带和过渡带在它们的连接点处相切（参见图17）。以更加通用的方式作出与上面相同的分析也是容易的。那就是工具在位置1静止并在位置2落下的假设。代替地，允许所述工具在过渡之前以规定的速度v1开始并在过渡之后保持在速度v2。最后导致过渡轮廓确实可选而不是以水平斜率开始或者终止。当然，若要选择，那么也可以在过渡带不与一个光学带或者两个光学带相切的情况下开始过渡。

示例1

切削工具的最大加速度为：

a_max=10^m/sec²

主轴转速为1200转/分（20转/秒），过渡角为20度。

秒秒

对于0≤t<1.39·10^-3:s(t)=5t²

对于1.39·10^-3≤t<2.78·10^-3:

s(t)=9.66·10^-6+1.3.9·10^-3(t-1.39·10^-3)-5(t-1.39·10^-3)²

示例2

主轴转速N=15转/秒。Δs=0.05mm,a_max=10^m/sec²

秒

度

也可以通过使用其他非最优的轮廓来实现过渡。例如，可以使用由余弦函数描绘的过渡轮廓。

s(t)=A·cos(ωt)

其中，A是振幅，ω是角频率。过渡在ω=0处开始并在ω=π处终止。在遵循该余弦轮廓时的经验加速度是：

a=-A·ω²cos(ωt)

余弦轮廓中的最大加速度将出现在ω=0处和在相反方向的ω=π处。因此，加速度的绝对值是：

a_{cos_max}=A·ω²

由于车床所允许的或可获得的最大加速度仅仅在过渡轮廓中的非常小的轨迹中使用，因此快速工具所实现的位移显著小于在本文中所描述的优化的过渡轮廓。

出于比较的目的，使用与在具有优化的过渡轮廓的上面的示例中相同的过渡时间和最大加速度来计算余弦过渡（图17）。

可以由过渡时间计算角频率ω：

可能具有最大加速度a_max=10^m/sec²的最大振幅是：

具有半径Rd的远部：

Rd:=10.0

用于定义这样的过渡的另一函数是如在WO9716760和US6871953中描述的sigmoid函数。sigmoid函数被定义为（图18）：

如果y(t)是作为时间t的函数的位移，则sigmoid轮廓中的加速度（图19）由下式给出：

它示出了轮廓中的加速度是不均匀的。最大加速度可能不被用在整个过渡中。过渡的速度受到加速度轮廓中的极值的限制，参见图19。

Sigmoid函数可被缩放并可被转换，以模制出所需要的过渡。与余弦过渡所示出的方式相同，可以容易地看出通过sigmoid函数描述的过渡不是最优的。即，当在过渡期间受限于最大加速度时：

固定时间间隔内的最大位移更小。用于达到要求的工具位移所需要的时间更长，从而导致过渡带更宽。

阅读部具有半径Rr：

Rr:=8.5

当从阅读部移动到远部时，sagitta差或者高度差为（参见图30）：

saggdiff(r):=zr(r)-zd(r)

当在与光学中心相距r的位置的夹角为α的两条子午线之间执行过渡时，采用阶梯高度可获得的径向距离s为：

上半部分中的过渡轮廓应当等于附梯高度的一半：

在过渡轮廓的一半的斜率：

slope:=a·x

参见图31，图31示出了针对夹角为15度的两条半子午线之间的接合带，作为到眼膜透镜的光学中心的径向距离的函数的接合部分的最陡的部分的一阶导数或斜率的曲线图，图32示出了针对由夹角为4度的两条半子午线包围的接合部分，作为到眼膜透镜的光学中心的径向距离的函数的接合部分的最陡的部分的一阶导数或斜率的曲线图。以下，在表格中示出了几个值。

可以使用（例如）可通过商业途径从英国泰勒-霍普森（Taylor Hobson）公司获得的表面粗糙度轮廓仪或者3D光学轮廓仪高精度地测量接合带的形状和斜率（一阶导数）。图35示出了根据本发明的透镜的表面图（surface map）。

在临床试验中发现，利用陡的斜率和仔细选择中央部分，透镜的对比度增加。在最近开展的欧洲多中心临床研究（存档的Pardubice研究数据）中，25个对象具有49只眼睛，24个对象的双眼植入有本发明的MSIOL。这些对象代表典型的欧洲白内障患者群体的样本抽选。利用来自美国俄亥俄州Greenville的Vector Vision公司的CSV1000仪器（US5078486）在适光条件下测量对比敏感度。在该研究中，针对3、6、12和18cpd的空间频率利用CSV1000测得下面的LogMar（对数平均角分辨率）值：

利用MIOL中的两个市场引领者来进行对比敏感度比较。AcrySof ReSTOR SN60D3(Alcon)是折射/衍射MIOL，ReZoom（先进的医用光学器件）是目标在于改善视觉效果的多带折射多焦点。

在杂志Cataract Refract Surg2008；34:2036–2042Q2008ASCRS和ESCRS中出版的名为“Multifocal Apodized Diffractive IOL versus Multifocal Refractive IOL”的最新研究中，在双眼植入AcrySof ReSTOR SN60D3IOL的23个患者以及在双眼植入ReZoomIOL的23个患者中对对比敏感度进行了测量。在我们的研究中，对象的数量是24个，因此，可直接与这项研究的成果进行比较。与现有技术的同心折射多焦点透镜相比，其表明平均对比敏感度提高了至少25%。本发明的透镜构造将针对健康的眼睛给出平均对比敏感度，在3cpd处为（1.677），在6cpd处为（2.07），在12cpd处为（1.831），在18cpd处为（1.437）。在图33和图34中，在与几个年龄组的平均群体性能（群体指标http://www.vectorvision.com/html/educationCSV1000Norms.html）、测试组在进行外科手术之前的性能（pre-op）以及具有被标示为LS312-MF的MIOL的情况下的性能进行比较时示出了这些结果。发现这些结果在术后6个月（即，外科手术之后6个月）时一致。

还将清楚的是，上面的描述和附图被包括，以示出本发明的一些实施例，但不限制保护范围。从本公开开始，更多的实施例对于技术人员将是显而易见的，这些实施例在本发明的本质和保护范围之内，并且也是本专利的公开和现有技术的明显组合。

Claims

1.一种人工晶状体，包括：

主透镜部分，具有表面；

凹陷部分，具有相对于所述主透镜部分的所述表面凹陷的表面，所述凹陷部分与所述主透镜部分具有至少一个边界，所述凹陷部分包括近视力部分；

中央部分，被布置为与主透镜部分和凹陷部分具有边界；

光学中心和光轴，光轴通过所述光学中心，其中，所述凹陷部分位于距所述光学中心一定距离处，

其中，所述凹陷部分与所述主透镜部分的所述一个边界或者多个边界形成一个接合部分或者多个接合部分，所述一个接合部分或者多个接合部分被成形为远离所述光轴折射光且具有使光在围绕所述光学中心的直径为4mm的圆内的损耗小于15％的曲率，所述光的损耗被定义为来自人工晶状体的聚焦光的量与来自同样的但不具有所述凹陷部分的人工晶状体的聚焦光的量相比较的百分率，

其中，所述主透镜部分具有在-20屈光度和+35屈光度之间的光焦度，

其中，近视力部分相对于主透镜部分的光焦度具有增加的光焦度，所述近视力部分相对于所述主透镜部分的光焦度具有+1.0到+5.0屈光度的相对光焦度。

2.根据权利要求1所述的人工晶状体，其中，所述中央部分包括光学中心。

3.根据权利要求1或2所述的人工晶状体，其中，中央部分相对于主透镜部分的相对光焦度为所述增加的光焦度的0％到100％之间。

4.根据权利要求1或2所述的人工晶状体，其中，

所述中央部分相对于所述主透镜部分的光焦度的相对光焦度在-2.0屈光度到+2.0屈光度之间。

5.根据权利要求1或2所述的人工晶状体，其中，所述中央部分具有使得该中央部分落在直径为0.2mm到3.0mm的外接圆之内的尺寸。

6.根据权利要求1或2所述的人工晶状体，其中，所述中央部分具有使得该中央部分落入直径为0.2mm到2.0mm的外接圆之内的尺寸。

7.根据权利要求1或2所述的人工晶状体，其中，所述中央部分的尺寸基本上呈圆形。

8.根据权利要求1或2所述的人工晶状体，其中，所述凹陷部分以两条半子午线和主透镜部分为界。

9.根据权利要求8所述的人工晶状体，其中，所述半子午线行进通过所述光学中心。

10.根据权利要求1或2所述的人工晶状体，其中，所述凹陷部分以两条半子午线和同心纬度线为界，并且距所述中央部分一定距离。

11.根据权利要求1或2所述的人工晶状体，其中，所述凹陷部分被成形为子午线带。

12.根据权利要求1或2所述的人工晶状体，其中，为了远视力而配置所述主透镜部分。

13.根据权利要求1或2所述的人工晶状体，其中，为了阅读视力而配置所述凹陷部分。

14.根据权利要求1所述的人工晶状体，其中，所述近视力部分相对于所述主透镜部分的光焦度具有+1.5屈光度到+4.0屈光度的相对光焦度。

15.根据权利要求1所述的人工晶状体，其中，主透镜部分具有在-10屈光度到+30屈光度之间的光焦度。

16.一种人工晶状体，包括：

主透镜部分，所述主透镜部分基本上具有曲率半径Rv；

基本上呈圆形的中央部分，具有第一光学性质且具有直径为0.2mm到2.0mm的截面，

子午线部分，包括凹陷，所述凹陷以所述基本上呈圆形的中央部分、基本上以经过所述中央部分的中心的两条子午线以及以与所述圆形部分基本同心的下边界为界，所述子午线部分在所述透镜中形成凹陷，该凹陷的外缘位于曲率半径Rv上或者曲率半径Rv以内，所述子午线部分包括阅读视力部分。

17.根据权利要求16所述的人工晶状体，其中，所述人工晶状体包括光学中心和通过所述光学中心的光轴，且所述中央部分包括所述光学中心。

18.根据权利要求16或17所述的人工晶状体，其中，阅读视力部分相对于主透镜部分的光焦度具有增加的光焦度，中央部分相对于主透镜部分的相对光焦度为所述增加的光焦度的0％到100％之间。

19.根据权利要求16或17所述的人工晶状体，其中，所述中央部分相对于所述主透镜部分的光焦度的相对光焦度在-2.0屈光度到+2.0屈光度之间。

20.根据权利要求16或17所述的人工晶状体，其中，所述中央部分具有使得该中央部分落在直径为0.2mm到2.0mm的外接圆之内的尺寸。

21.根据权利要求16或17所述的人工晶状体，其中，所述子午线部分以两条半子午线与主透镜部分为界。

22.根据权利要求21所述的人工晶状体，其中，所述半子午线行进通过所述光学中心。

23.根据权利要求16或17所述的人工晶状体，其中，所述子午线部分以两条半子午线和同心纬度线为界，并且距所述中央部分一定距离。

24.根据权利要求16或17所述的人工晶状体，其中，为了远视力而配置所述主透镜部分。

25.根据权利要求16或17所述的人工晶状体，其中，所述阅读视力部分相对于所述主透镜部分的光焦度具有+1.0到+5.0屈光度的相对光焦度。

26.根据权利要求16或17所述的人工晶状体，其中，所述阅读视力部分相对于所述主透镜部分的光焦度具有+1.5屈光度到+4.0屈光度的相对光焦度。

27.根据权利要求16或17所述的人工晶状体，其中，所述主透镜部分具有在-20屈光度和+35屈光度之间的光焦度。

28.根据权利要求16或17所述的人工晶状体，其中，主透镜部分具有在-10屈光度到+30屈光度之间的光焦度。