CN107219640B - 用于预防和/或减慢近视发展的多焦点镜片设计和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于预防和/或减慢近视发展的多焦点镜片设计和方法”。本发明提供了一种多焦点眼科镜片，所述多焦点眼科镜片具有光学区，所述光学区包括至少一个第一区和至少一个第二区，所述至少一个第一区具有满足患者的远距屈光需要的屈光度，所述至少一个第二区具有大于所述至少一个第一区的所述屈光度的屈光度。所述至少一个第一区和所述至少一个第二区被配置为使得1)所述患者的所述视网膜上的图像质量优于所述视网膜前面的图像质量和所述视网膜后面的图像质量两者，以及2)所述患者的所述视网膜前面的图像质量优于所述视网膜后面的图像质量。所述多焦点眼科镜片预防和/或减慢近视发展。

Description

用于预防和/或减慢近视发展的多焦点镜片设计和方法
本专利申请要求2016年3月22日提交给美国专利和商标局的美国序列62/311,487的优先权，其全文以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及眼科镜片，并且更具体地涉及被设计用于减慢、延缓或预防近视发展的接触镜片。本发明的眼科镜片包括多焦点光焦度分布，该多焦点光焦度分布提供在一定范围的调节距离处视网膜中央凹视力矫正、增加的焦深和优化的视网膜图像，这使得近距离工作活动期间视网膜图像质量的劣化对模糊不太敏感，从而预防和/或减慢近视发展。
背景技术
导致视敏度降低的常见病症包括近视和远视，针对所述病症指定配戴眼镜或为刚性接触镜片或为软性接触镜片形式的矫正镜片。所述病症一般被描述为在眼睛的长度和眼睛的光学元件的聚焦之间的不平衡。近视眼在视网膜平面的前方聚焦而远视眼在视网膜平面的后方聚焦。通常因为眼睛的轴向长度生长至长于眼睛的光学部件的焦距，即眼睛生长得过长，所以形成近视。通常因为眼睛的轴向长度相比于眼睛的光学部件的焦距太短，即眼睛生长得不够长，所以形成远视。
近视在世界许多地区均具有高患病率。该病症最值得关注的是其可能进展为高度近视，例如屈光度大于五(5)或六(6)，在没有光学辅助工具的情况下这将显著地影响一个人的行为能力。高度近视还与视网膜疾病、白内障和青光眼的风险增大相关联。
矫正镜片用于分别通过从平面的前方转移焦点以矫正近视或从平面的后方转移焦点以矫正远视来改变眼睛的总聚焦，以使得在视网膜平面处呈现更清晰的图像。然而，该病症的矫正方法并未解决病因，而只是修复性的或旨在解决症状。更重要的是，矫正眼睛的近视散焦误差不会减慢或延缓近视发展。
大多数眼睛并不只是具有近视或远视，而是具有近视散光或远视散光。聚焦的散光误差导致点光源的图像在不同焦距下形成为两条互相垂直的线。在以下讨论中，术语近视和远视分别用于包括仅近视或近视散光以及远视和远视散光。
正视眼描述了清晰视力的状态，其中在晶状体松弛的情况下在无穷远处的物体处于相对锐聚焦。在正常或正视眼的成年人眼睛中，来自远处物体和近处物体两者并且穿过孔或瞳孔的中心区或近轴区的光通过晶状体聚焦到眼镜内接近视网膜平面处，在所述视网膜平面上感测到倒像。然而据观察，大多数正常眼睛表现出正纵向球面像差，对于5.0mm孔来说通常在约+0.50屈光度(D)的范围内，这意味着当眼睛聚焦于无限远处时，穿过孔或瞳孔周边的光线聚焦到视网膜平面的前方+0.50D。如本文所用，量度D为屈光度，其被定义为镜片或光学系统的焦距的倒数，单位为米。
正常眼睛的球面像差并不是恒定的。例如，调节度(即，主要通过改变晶状体而产生的眼睛的光焦度的变化)导致球面像差从正变为负。
正如指出的，近视通常由于眼睛的过度轴向生长或伸长而发生。现在公认的是，主要来自动物研究，轴向眼睛生长可以受视网膜图像的质量和聚焦的影响。利用多个不同的实验范式，在一系列不同的动物种类上进行实验，已经示出了改变视网膜图像质量可以导致在眼睛生长中的一致的和可预测的变化。
此外，已知通过正透镜(近视性散焦)或负透镜(远视性散焦)使在小鸡和灵长类动物两种模型中的视网膜图像散焦导致可预测的(在方向和量值两个方面)眼睛生长的变化，该变化符合眼睛生长以弥补强加的散焦。已示出了与光学模糊相关的眼睛长度的变化受巩膜生长变化的调节。由正镜片所引起的模糊会导致近视模糊和巩膜生长速率下降，进而造成患上远视屈光不正。由负镜片所引起的模糊会导致远视模糊和巩膜生长速率增加，进而造成患上近视屈光不正。响应视网膜图像散焦的这些眼睛生长的变化已经被证明在很大程度上是通过局部视网膜机制中介的，因为当视神经受损时，眼睛长度的变化仍会发生，而且强加散焦在局部视网膜区域上已被示出导致被局限于特定的视网膜区域的改变的眼睛生长。
在人类中，存在支持视网膜图像质量可以影响眼睛生长的间接证据和直接证据两者。所有各种不同的眼部病症都会导致形成视力的干扰，这些病症，诸如上睑下垂、先天性白内障、角膜混浊、玻璃体出血和其他眼部疾病，已经被发现与在年轻人中的异常的眼睛生长相关联，这表明在视网膜图像质量中的相对大的改变确实对人类受检者眼睛的生长产生影响。基于在可以为人类的眼睛生长和近视发展提供刺激的近距离工作期间在人类聚焦系统中的光学误差，也已经假设了更精细的视网膜图像变化对人类眼睛生长的影响。
近视发展的危险因素中的一个是近距离工作。由于此类近距离工作期间的调节滞后或与调节相关联的负球面像差，眼睛可感受到远视模糊，如上文所讨论，这会刺激近视发展。
此外，调节系统是主动自适应光学系统；它不断地对近距离物体以及光学设计做出反应。即使之前已知的光学设计置于眼睛的前方，当眼睛用镜片+眼睛系统交互地对近物进行调节时，可能仍然存在连续远视散焦，从而导致近视发展。因此，减慢近视发展速率的一种方法是设计降低远视模糊对视网膜图像质量的影响的光学器件。采用此类设计时，对于远视散焦的每个屈光度，视网膜图像质量劣化程度较小。在另一种意义上，视网膜因此对远视散焦相对较不敏感。具体地讲，焦深(DOF)和图像质量(IQ)敏感度可用于定量由于视网膜处的远视散焦所引起的眼睛对近视发展的易感性。具有较大焦深和低图像质量敏感度的眼科镜片设计将使视网膜图像质量的劣化对远视散焦较不敏感，从而减慢近视发展的速率。
在物体空间中，看起来可接受地锐利的场景的最近物体与最远物体之间的距离称为景深。在图像空间中，则称为焦深(DOF)。对于常规的单视光学设计，镜片具有单个焦点，且图像锐度在焦点的每一侧上急剧下降。对于具有扩展DOF的光学设计，虽然其可具有单个标称焦点，但图像锐度的下降在聚焦距离的每一侧上是逐步的，使得在DOF内，在正常观察条件下察觉不到下降的锐度。
图像质量(IQ)敏感度可被定义为在1至5个屈光度的调节要求下视网膜IQ-散焦曲线的斜率。这指示图像质量如何随散焦而变化。IQ敏感度的值越大，图像质量对调节期间的散焦误差就越敏感。
发明内容
本发明的眼科镜片包括多焦点光焦度分布，该多焦点光焦度分布提供在一定范围的调节距离处的视网膜中央凹视力矫正、增加的焦深和优化的视网膜图像，这使得近距离工作活动期间视网膜图像质量的劣化对模糊不太敏感，从而预防和/或减慢近视发展，克服了如上简明列出的现有技术的缺陷。
根据一个方面，本发明涉及具有光学区的多焦点眼科镜片，该光学区包括至少一个第一区和至少一个第二区，该至少一个第一区具有满足患者的远距屈光(distancerefraction)需要的屈光度(dioptric power)，该至少一个第二区具有大于至少一个第一区的屈光度的屈光度。该至少一个第一区和至少一个第二区被配置为使得1)患者的视网膜上的图像质量优于视网膜前面的图像质量和视网膜后面的图像质量两者，以及2)患者的视网膜前面的图像质量优于视网膜后面的图像质量。
根据另一个方面，本发明涉及设计可用于缓解近视发展的多焦点眼科镜片的方法。选择镜片的至少一个第一区的第一屈光度分布，其中第一屈光度分布提供患者的远距屈光。选择镜片的至少一个第二区的第二屈光度分布，其中第二屈光度分布大于第一屈光度分布。评估第一屈光度分布和第二屈光度分布的组合以确定视网膜上的图像质量、视网膜前面的图像质量和视网膜后面的图像质量。修改第二屈光度分布直至1)视网膜上的图像质量优于视网膜前面的图像质量和视网膜后面的图像质量，以及2)视网膜前面的图像质量优于视网膜后面的图像质量。
本发明提供设计多焦点光学镜片的方法，当所述镜片佩戴在眼睛上时可用于减慢或预防近视发展。本发明还提供接触镜片的最优化设计，当所述镜片佩戴在眼睛上时可用于减慢或预防近视发展。更具体地，根据本发明，通过设计在视网膜前面、视网膜处和视网膜后面的图像质量的特定值和关系同时也提供足够的远距视力，就可以利用一种方法并且产生一种可以在缓解近视发展方面极其有效的镜片设计。
附图说明
通过以下对如附图中所示的本发明优选实施方案的更具体描述，本发明的上述内容及其他特征和优点将显而易见。
图1为示例性接触镜片的示意图。
图2为根据本发明实施方案的接触镜片的光焦度分布的图形表示。
图3A为现有技术的双焦点镜片的光焦度分布的图形表示。图3B为镜片的视敏度与散焦的图形表示。图3C为镜片的视敏度与散焦的另一图形表示。
图4A为具有1.75ADD(+1.75D)的四区多焦点镜片的光焦度分布的图形表示。图4B为镜片的视敏度与散焦的图形表示。
图5A为具有1.65D ADD(+1.65D)的六区多焦点镜片的光焦度分布的图形表示。图5B为镜片的视敏度与散焦的图形表示。
图6A为具有4D ADD(+4D)的六区多焦点镜片的光焦度分布的图形表示。图6B为镜片的视敏度与散焦的图形表示。
图7A为具有1.75D ADD(+1.75D)的六区多焦点镜片的光焦度分布的图形表示。图7B为镜片的视敏度与散焦的图形表示。
具体实施方式
对针对老花设计的多焦点接触镜片进行最优化以提供在远观察距离、中间观察距离和近观察距离处的合适的视力。对许多设计进行最优化以提供在远处和在近处的良好的视力。然而，用于近视控制的多焦点镜片的量度是不同的，因而导致不同的设计。由于需要近视控制的患者(例如儿童)可能具有足够的调节以能够聚焦在近处和中间物体上，因此根据本发明的镜片的设计目标不同于已知的多焦点镜片。
参照图1，存在示出接触镜片100的示意图。接触镜片100包括光学区102和外区104。光学区102包括内区或中心区106和至少一个外区108。在具体实施方案中，如从镜片100的几何中心所测量的，光学区102的直径可选择为8mm，基本上圆形的内区106的直径可选为4mm，并且环形外区108的边界直径可以为5mm和6.5mm。需要特别注意的是，图1仅示出了本发明的示例性实施方案。例如，在该示例性实施方案中，至少一个外区108的外边界并不一定与光学区102的外边缘重合，而在其它示例性实施方案中，它们可以重合。外区104围绕光学区102并提供标准的接触镜片特征，包括镜片定位和定心。根据一个示例性实施方案，外区104可包括一个或多个稳定机制以减少当镜片在眼睛上时的旋转。光学区102可由多个区组成，其中每个区具有相对于相邻区的独特的光焦度分布。
需要特别注意的是，图1中的各个区被示出为同心圆，这些区可包括任何合适的圆形或非圆形形状，诸如椭圆形形状。
I.本发明的眼科镜片
根据本发明，用于患者的多焦点眼科镜片包括光学区。该光学区包括1)至少一个第一区，该第一区具有满足患者的远距屈光需要的屈光度，和2)至少一个第二区，该第二区具有大于至少一个第一区的屈光度的屈光度。该至少一个第一区和该至少一个第二区被设计为具有优于在患者的视网膜前面的图像质量和视网膜后面的图像质量的在视网膜上的图像质量。此外，该至少一个第一区和该至少一个第二区被设计为使得视网膜前面的图像质量优于视网膜后面的图像质量。
该至少一个第一区和该至少一个第二区可包括同心环，该同心环中的每个环具有独特的屈光度。在具体的实施方案中，镜片可具有2至10个同心环(例如，2个、4个或6个环)。在一个具体实施方案中，该至少一个第二区可具有大于该至少一个第一区的屈光度。即，该至少一个第二区可具有“ADD”(相对于在镜片中心处屈光度的附加光焦度)。
在一个具体实施方案中，镜片可包括具有-0.5至-10D的光焦度的至少一个第一区(例如，内区)和可具有优选在1.5至4D范围内的ADD的至少一个第二区(例如，围绕内区的外区)。在另一个具体实施方案中，镜片可包括具有-0.5至-10D的光焦度的至少一个第二区(例如，外区)和可具有优选在1.0至4D范围内的ADD的至少一个第一区(例如，由外区围绕的内区)。因此，多焦点镜片可包括与ADD环交替的“距离”环。
现有技术镜片，如
Figure GDA0002918868730000071
Bifocal(AVB)，被设计为在前表面和后表面两者上都具有球形表面或部分。根据本发明，多焦点眼科镜片可具有非球面的前表面和后表面。因此，每个同心环内的光焦度可以不是恒定的，但可以显示由于球面像差引起的变化。具有球面表面的镜片的球面像差随着镜片光焦度(例如，患者的屈光力验光值)而变化。
本发明的镜片可具有相对于在-3D、-3.25D、-3.5D等的库存量单位(SKU)恒定的屈光度的跨镜片的规定光焦度分布。因此，在交替“距离”环内，屈光度可以基本上是镜片的屈光力，其变化以校正眼睛的自然球面像差。
现在参照图2，示出了根据本发明实施方案的接触镜片的光焦度分布的图形表示。光焦度PCL可跨接触镜片的半径(r)变化。光焦度对应于以屈光度计的轴向光焦度。光焦度PCL(r)是在从镜片的中心和光轴到高度r处进入镜片的光线的1/(距焦点的距离，以米为单位)。
“距离”环(例如，环1、3、5等或者在环2、4、6等中)的屈光度(P1)可以是；
P1(r)＝球面屈光度+Δ1+(SA1)*r2, (1)
其中SA1被设置为近似于眼睛的球面像差的负值，并且可以为约-0.08D/mm2，r为距离镜片中心的距离；球面屈光度是患者屈光度的球面屈光度；并且Δ1是指定的光焦度偏移以确保峰值视力是当用未经调节的眼睛观察远处物体时且通常介于-0.25D和0.25D之间。
ADD环(例如，环2、4、6等或者在环1、3、5等中)的屈光度(P2)可以是：
P2(r)＝球面屈光度+ADD+(SA2)*r2, (2)
其中SA2通常介于0.0和-0.15D/mm2之间，ADD通常介于1.0和4.0D之间，但在具体实施方案中可以小于2.5D。
因此，接触镜片的光焦度PCL(r)是如图2所示的P1(r)和P2(r)的组合，其中区域的边缘分别由r1、r2、r3、r4、r5限定。例如，当“距离”区是第二区时，如图2所描绘：
PCL(r),＝P2(r)，对于r≤r1,r2<r≤r3,r4<r≤r5 (3)
PCL(r),＝P1(r)，对于r1<r≤r2,r3<r≤r4,r>r5
另选实施方案可以具有更多或更少的区或可以具有互换的P1和P2。在具体实施方案中，在同心环之间可存在过渡区，其提供从一个同心环到下一个同心环的平滑变化的光焦度。
对于近视控制，根据本发明的多焦点设计目标包括以下内容：
1.足够的远距视力(例如，20/25或更好，或在具体实施方案中，大于-1.0，以-10logMAR单位计)，具有最小的令人反感的图像伪影。
2.视网膜上的图像质量优于视网膜前面的图像质量和视网膜后面的图像质量。
3.当在任何距离和直径为1mm至7mm(例如，3mm至6mm)的瞳孔尺寸下观察物体时，视网膜前面的图像质量优于视网膜后面的图像质量。
这些目标可以通过确保以下项来实现：1)如下所述的贯通聚焦视力曲线的峰值处于0.0D散焦位置，以及2)贯通聚焦曲线关于0.0D非对称，其中最佳图像质量在负散焦侧。
II.图像质量的测量
任何合适的视力度量可用于测量图像质量或视敏度，例如，调制传递函数的面积(AMTF)；斯特列尔比；神经锐度，如Thibos等人的Accuracy and precision of objectiverefraction from wave front aberrations,Journal of Vision(2004)4,329-351中有所描述；或使用瞳孔尺寸和亮度水平的预测建模来计算单眼视敏度(以-10logMAR单位计)，如下所述。
公式4将接触镜片加眼睛的波前W给定为
Figure GDA0002918868730000091
其中R给出从镜片中心(以及眼睛和波前)的径向距离，球面屈光度的单位为D，并且SA眼睛是眼睛的球面像差，且对于该计算设置为0.08D/mm2。波前W假定旋转对称的镜片；然而，更精确地说，波前可以笛卡尔坐标给出。极坐标和笛卡尔坐标之间的转换是已知的。基于波前W(x,y)，瞳孔函数(PF)为：
Figure GDA0002918868730000092
其中A(x,y)＝1，对于r＝(x2+y2)1/2小于或等于(≤)D/2；并且
其中A(x,y)＝0，对于r大于(>)D/2并且波长λ为0.555微米。
瞳孔函数PF(x,y)是瞳孔内的复振幅，并且在瞳孔外为0，即A(r)＝0，对于r大于(>)D/2，其中D为瞳孔直径。
光学系统(在这种情况下，镜片加眼睛)的振幅点扩散函数(PSFa)给定为二维瞳孔函数PF(x,y)的傅里叶变换，并且为：
PSFa(u,v)＝∫∫PF(x,y)e-i·2·π·(u·x+y·v)dxdy (6)
其中该积分是在瞳孔半径上完成的。量u和v具有1/mm的频率单位且与角度θx和θy有关，所述角度为物体空间中x方向和y方向上具有弧度单位的角度：
θx＝λ·u (7)
θy＝λ·v, (8)
其中λ为波长，以mm计。
强度点扩散函数PSF为：
PSF(u,v)＝PSFa(u,v)·PSFa*(u,v) (9)
其中*是指复共轭。
给定为PSF的傅里叶变换的光学传递函数OTF为：
Figure GDA0002918868730000101
其中νx和νy的单位是周期/弧度。
调制传递函数MTF为：
MTF(νx,νy)＝|OTF(νx,νy)|。 (11)
如上所述的自波前的MTF的计算为本领域已知的并且可用数值法来完成。在极坐标中，MTF变为：
MTF(ν,Θ) (12)
其中v为径向频率：
Figure GDA0002918868730000111
并且Θ为角度。
平均MTFa为：
Figure GDA0002918868730000112
根据以下公式来计算MTF的加权面积(WA)：
Figure GDA0002918868730000113
其中MTFa是如公式14中计算得到且为角频率、瞳孔直径以及镜片加眼睛组合的光焦度分布的函数，并且NCSF是神经对比敏感度函数并取决于频率、瞳孔直径(D)和以candelas/m2表示的亮度(L)。对于非旋转对称的镜片设计而言，以二维MTF的平均值计算MTF。
对应于典型办公环境的250cd/m2的亮度是本发明的示例并且NCSF为：
Figure GDA0002918868730000114
与
Figure GDA0002918868730000121
其中L为亮度(250cd/m2)，
D为以mm计的瞳孔直径，
并且E为以Td计的亮度。
公式16的常数如下所示：
k＝3.0；
T＝0.1秒；
X0＝2度；
X最大值＝12度；
N最大值＝15个循环；
Ηδ＝0.03；
p＝1.247×106光子/秒/度2/Td；
v为频率，以循环/度计；
v0＝7个循环/度；并且
Φ0＝3.0×10-8秒度2。
NCSF的描述可见于例如Barten,“Contrast Sensitivity of the Human Eye andits Effects on Image Quality”,SPIE Optical Engineering Press,1999中，其以引用方式并入本文。
采用加权面积WA，可利用下述公式来计算以-10logMAR单位计的单眼性能(MP)：
MP＝-11.5+4.94*log10(WA)–1.26*log10(WA)2+0.15*log10(WA)3 (18)
其中log10(WA)表示WA的以10为底的对数。在具体实施方案中，可通过测得的光焦度分布或各个镜片的设计光焦度分布来进行计算的这个量可为描述本发明的镜片的约束条件提供基础。
III.具体镜片的讨论
图3A示出了类似于
Figure GDA0002918868730000131
Bifocal 2.5D ADD镜片的现有技术多焦点镜片的光焦度分布的图形分析。图3A示出了-3.0D SKU的光焦度分布。
图3B示出了对于图3的镜片，作为3.0、4.0、5.0和6.0D直径瞳孔尺寸的散焦的函数，调制传递函数面积(AMTF)的视敏度计算值为3-12周期/度。0.0D散焦对应于远距离。负散焦可以被解释为当观看远距离物体时显示在视网膜前面的图像质量；而加上散焦可以被解释为显示在视网膜后面的图像质量。图3C示出了使用上述方法计算的以-10logMAR为单位的视敏度预测，其预示临床结果。
参考图3B或图3C，满足上述设计目标2-3(例如，在0.0D处的曲线的峰值是在整个范围内的最大值；并且贯通聚焦视力曲线是不对称的，具有在视网膜前面的负散焦位置的视力，这指示比正散焦位置更好的视力)。参考图3C分析的第一目标未满足，因为对于0.0D的散焦值的视敏度，-10logMAR单位小于-1.0。此外，对于3.0mm直径的瞳孔，约-2D散焦处的次峰几乎是0.0D处的峰的高度。因此，对于小的瞳孔尺寸，患者可能不能完全调节近处图像，而是使用由设计所提供的近处图像。这将导致视网膜后面的图像比视网膜前面的图像质量更好，并且向眼睛提供可以增加近视的生长信号。
图4A为根据本发明的四区多焦点镜片的光焦度分布的图形表示。至少一个第一区(例如，内区)具有-3.0D的屈光度，并且交替的“距离”环具有基本上类似于-3.0D的光焦度，但是针对球面像差进行了校正。至少一个第二区(例如外区)具有约+1.75D的ADD。
图4B是对于3.0、4.0、5.0和6.0mm瞳孔直径尺寸，图4A镜片的以-10logMAR单位计的视敏度与散焦的图形表示。0.0D散焦对应于远距离。对于所有的瞳孔直径，满足上述设计目标1-3(例如，在0.0D处的曲线的峰值是在整个范围内的最大值，在0.0D处的视敏度大于-1.0，以-10logMAR单位计，并且贯通聚焦曲线是不对称的，其中负散焦值大于正散焦值)。
图5A为根据本发明的六区多焦点镜片的光焦度分布的图形表示。至少一个第一区(例如内区)具有-3.0D的屈光度，并且交替的“距离”环具有基本上类似于-3.0D的光焦度，但是针对球面像差进行了校正。至少一个第二区(例如，外区)具有约+1.65D的ADD。
图5B是对于3.0、4.0、5.0和6.0mm瞳孔直径尺寸，图3A镜片的视敏度与散焦的图形表示。对于所有的瞳孔直径，满足上述设计目标1-3(例如，在0.0D处的曲线的峰值是在整个范围内的最大值，在0.0D处的视敏度大于-1.0，以-10logMAR单位计，并且贯通聚焦曲线是不对称的，其中负散焦值大于正散焦值)。
图6A为根据本发明的六区多焦点镜片的光焦度分布的图形表示。至少一个第一区(例如，内区)具有-3.0D的屈光度，并且交替的“距离”环具有基本上类似于-3.0D的光焦度，但是针对球面像差进行了校正。至少一个第二区(例如，外区)具有约+4D的ADD。
图6B是对于3.0、4.0、5.0和6.0mm瞳孔直径尺寸，图6A镜片的视敏度与散焦的图形表示。对于所有的瞳孔直径，满足上述设计目标1-3(例如，在0.0D处的曲线的峰值是在整个范围内的最大值，在0.0D处的视敏度大于-1.0，以-10logMAR单位计，并且贯通聚焦曲线是不对称的，其中负散焦值大于正散焦值)。
图7A为根据本发明的另一六区多焦点镜片的光焦度分布的图形表示。与其它透镜不同，第一“距离”区不在镜片中心，而是围绕在镜片中心的ADD区。第一距离区具有-3.0D的屈光度，并且交替的“距离”环具有基本上类似于-3.0D的光焦度，但是针对球面像差进行了校正。第二区具有约+1.75D的ADD。
图7B是对于3.0、4.0、5.0和6.0mm瞳孔直径尺寸，图5A镜片的视敏度与散焦的图形表示。对于所有的瞳孔直径，满足上述设计目标1-3(例如，在0.0D处的曲线的峰值是在整个范围内的最大值，在0.0D处的视敏度大于-1.0，以-10logMAR单位计，并且贯通聚焦曲线是不对称的，其中负散焦值大于正散焦值)。
另外，本发明的设计可以考虑球面像差随着调节而变化，并且可以针对儿童的瞳孔尺寸优化镜片，包括瞳孔尺寸随调节变化。
需要特别注意的是，眼睛的入射瞳孔尺寸和目标聚散度/调节在亚群间有所变化。在某些示例性实施方案中，可基于患者的平均瞳孔尺寸和优选的目标聚散度，将镜片设计定制为实现良好的视网膜中央凹视力矫正和近视治疗效果两者。此外，在某些示例性实施方案中，由于瞳孔尺寸与儿科患者的屈光度和年龄相关，因此可基于他们的瞳孔尺寸针对具有特定年龄和/或屈光度的儿科亚群的子组来进一步优化镜片。基本上，可基于瞳孔尺寸调节或定制光焦度分布以实现视网膜中央凹视力矫正、增加的焦深和降低的IQ敏感度之间的最佳平衡。
目前可用的接触镜片仍然是用于视力矫正的高性价比装置。薄塑料镜片贴合在眼睛的角膜上以矫正视力缺陷，包括近视或近视眼、远视或远视眼、散光，即角膜中的非球面性，和老花，即晶状体适应能力的失去。接触镜片能够以多种形式可用，并且由多种材料制成，以提供不同的功能性。
日戴型软性接触镜片通常由软性聚合物材料制成，其与水组合以用于透氧性。日戴型软性接触镜片可为日抛型或长戴型。日抛型接触镜片通常佩戴一天，然后被抛弃，而长戴型接触镜片通常被佩戴至多三十天的时间段。有色软性接触镜片使用不同的材料以提供不同的功能性。例如，可视性色调接触镜片使用浅色调来帮助佩戴者定位掉落的接触镜片，增强色调的接触镜片具有半透明色调用于增强人的自然眼睛颜色，有色色调接触镜片包括较暗的不透明色调以用来改变人的眼睛颜色，并且滤光色调接触镜片以用于增强某些颜色同时减弱其它颜色。刚性透气性硬性接触镜片由含硅氧烷聚合物制成，但是比软性接触镜片更具刚性，从而保持它们的形状并且更加耐用。双焦点接触镜片特别为远视患者设计，并且能够以软性和刚性种类获得。复曲面接触镜片特别为散光患者设计，并且也能够以软性和刚性种类获得。组合上面不同方面的组合镜片也是可获得的，例如混合型接触镜片。
需要特别注意的是，可将本发明的多焦点镜片设计结合到由任何数目的材料形成的任何数量的不同接触镜片中。具体地讲，本发明的多焦点镜片设计可用于本文所述的任一种接触镜片，包括日戴型软性接触镜片、刚性可透气接触镜片、双焦点接触镜片、复曲面接触镜片和混合型接触镜片。此外，虽然本发明相对于接触镜片进行了描述，但需要特别注意的是，本发明的概念可用于眼镜镜片、眼内镜片、角膜嵌体和高嵌体。
尽管所示出并描述的据信是最为实用和优选的实施方案，但显而易见的是，对所述和所示的具体设计和方法的变更对于本领域中的技术人员来说不言自明，并且在不脱离本发明的实质和范围的情况下可使用这些变更形式。本发明并不局限于所述和所示的具体构型，而是应当理解为与可落入所附权利要求书的范围内的全部修改形式相符。

Claims (18)

1.一种多焦点眼科镜片，包括：
光学区，所述光学区包括：
至少一个第一区，所述至少一个第一区具有满足患者的远距屈光需要的屈光度；和
至少一个第二区，所述至少一个第二区具有大于所述至少一个第一区的所述屈光度的屈光度，
其中所述至少一个第一区和所述至少一个第二区配置为使得1)所述患者的视网膜上的图像质量优于所述视网膜前面的图像质量和所述视网膜后面的图像质量两者，以及2)所述患者的所述视网膜前面的最佳图像质量优于所述视网膜后面的最佳图像质量，
其中所述至少一个第一区和所述至少一个第二区包括：同心距离环，所述同心距离环具有等于所述患者的所述远距屈光的屈光度，和同心ADD环，所述同心ADD环具有相对于内区的屈光度的附加屈光度并与所述同心距离环交替。
2.根据权利要求1所述的多焦点眼科镜片，其中在0.0D散焦处的视敏度或图像质量大于-1.0，以-10logMAR单位计。
3.根据权利要求1所述的多焦点眼科镜片，其中所述至少第一区和所述至少一个第二区包括2-10个同心环。
4.根据权利要求1所述的多焦点眼科镜片，其中奇数同心环包括距离环，其具有改变以校正眼睛的球面像差的屈光度。
5.根据权利要求4所述的多焦点眼科镜片，其中偶数同心环包括ADD环。
6.根据权利要求1所述的多焦点眼科镜片，其中偶数同心环包括距离环，其具有改变以校正眼睛的球面像差的屈光度。
7.根据权利要求6所述的多焦点眼科镜片，其中奇数同心环包括ADD环。
8.根据权利要求1所述的多焦点眼科镜片，其中所述至少一个第一区具有-0.5D至-10.0D的屈光度。
9.根据权利要求8所述的多焦点眼科镜片，其中所述至少一个第二区具有相对于所述至少一个第一区的所述屈光度的1.5D至4.0D附加屈光度的屈光度。
10.根据权利要求1所述的多焦点眼科镜片，其中对于直径在1mm至7mm的瞳孔尺寸，贯通聚焦视力曲线的峰值在0.0D散焦位置处。
11.根据权利要求1所述的多焦点眼科镜片，其中所述光学区对应于3mm至6mm的瞳孔尺寸。
12.根据权利要求3所述的眼科镜片，包括四个同心环。
13.根据权利要求3所述的眼科镜片，包括六个同心环。
14.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中所述眼科镜片包括接触镜片。
15.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中所述眼科镜片包括眼内镜片、角膜嵌体或角膜高嵌体。
16.一种设计用于缓解近视发展的多焦点眼科镜片的方法，包括：
选择镜片的至少一个第一区的第一屈光度分布，其中所述第一屈光度分布提供患者的远距屈光；
选择所述镜片的至少一个第二区的第二屈光度分布，其中所述第二屈光度分布大于所述第一屈光度分布；以及
评估所述第一屈光度分布和所述第二屈光度分布的组合以确定视网膜上的图像质量、所述视网膜前面的图像质量和所述视网膜后面的图像质量；以及
修改所述第二屈光度分布直至1)所述视网膜上的图像质量优于所述视网膜前面的图像质量和所述视网膜后面的图像质量，以及2)所述视网膜前面的最佳图像质量优于所述视网膜后面的最佳图像质量，
其中所述至少一个第一区和所述至少一个第二区包括：同心距离环，所述同心距离环具有等于所述患者的所述远距屈光的屈光度，和同心ADD环，所述同心ADD环具有相对于内区的屈光度的附加屈光度并与所述同心距离环交替。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在0.0D散焦处的所述图像质量大于-1.0，以-10logMAR单位计。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述至少第一区和所述至少一个第二区包括2-10个同心环。
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