CN109283700B - 采用基于屈光不正水平的瞳孔尺寸矫正的老花镜片 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于治疗老花眼的眼科镜片，其可改善以增强患者的视觉体验。通过调整老花眼镜片的光学设计以计入由于近视或远视的程度而造成的瞳孔尺寸变化，可实现增强的视觉体验而与所述屈光异常的水平无关。

Description

采用基于屈光不正水平的瞳孔尺寸矫正的老花镜片

背景技术

1.技术领域

本发明涉及用于矫正老花眼的接触镜片，并且更具体地讲涉及这样的用于矫正老花眼的接触镜片：由于瞳孔尺寸与屈光不正相关，所述接触镜片基于瞳孔尺寸进行标度以确保设计提供相同的视觉体验，而与屈光异常或屈光不正的水平无关。本发明还涉及用于调整矫正老花眼的镜片的光学设计的方法以便计入瞳孔尺寸的变化，因为瞳孔尺寸与屈光异常相关。

2.相关领域的讨论

当个体衰老时，他们的眼睛难以通过调节或弯曲其自然晶状体或晶状体而聚焦至离观察者相对较近的物体。这种病症被称为老花。更具体地讲，当个体出生时，晶状体是柔韧的，这就使其具有高度调节的能力。当个体衰老时，晶状体逐渐变得更硬，因此调节能力变弱。相似地，对于移除了自然晶状体或晶状体并插入眼内镜片或IOL作为替代的个人而言，丧失了调节能力。虽然调节性IOL的意图是解决这一潜在缺点，但当前的调节性IOL设计和概念相对较新并在不断演变。

已提供了各种种类的接触镜片和眼内设计以便治疗老花眼。这些接触镜片和眼内设计包括各种形式的双焦点和多焦点接触镜片，包括同心环、非球面设计以及衍射设计。这些设计通常在专利文献中以其光焦度分布示出。即使是由表面或其他属性描述，也可确定给定设计的光焦度分布。

图1中示出了同心环类型设计的光焦度分布的例子。横轴以毫米为单位示出了离镜片中心的径向位置。纵轴以屈光度(D)为单位示出了相对于接触镜片标签光焦度的接触镜片光焦度。该特定设计由五个同心环组成。此处绘制的接触镜片光焦度是相对于标签光焦度的。标签光焦度是补偿患者屈光异常或屈光不正的水平所需的光焦度。例如，可由眼睛护理专业人士确定患有近视或近视眼的个体需要-2.75D镜片来矫正其屈光异常。所选择的接触镜片的标签光焦度将为-2.75D。

对于特定设计，例如图1所示的设计，需要一系列标签光焦度的一组镜片。通常，特定设计(例如图1所示的设计)具有0.25D增量的-12.00D至8.00D的标签光焦度。现有技术(专利或其他)通常描述了旨在治疗老花眼的单个标签光焦度的光学设计。未指明用于确定在其他标签光焦度处的设计的方法，而是在标称光焦度处的设计的描述中有所暗示。图1设计所暗示的用以创建涵盖一系列标签光焦度的一组设计的方法是采用标称设计并为其加上等于标签光焦度的恒定光焦度。图2中示出了该设计的以1.0D增量从-8.0D增至+6.0D标签光焦度的该组光焦度分布。

存在多种形式的用于矫正老花眼的双焦点或多焦点接触镜片。这些设计形式包括同心环、非球面设计以及衍射设计。所有这些设计均是通过在眼睛瞳孔内提供一系列光焦度来发挥作用。例如，同心环设计可具有提供标称上等于矫正受试者远视力所需的光焦度的光焦度的中心环、提供近光焦度的相邻环、以及还提供远光焦度的外环。还可能存在具有中间光焦度的型式或变型以解决近距离和远距离之间的情况，例如计算机屏幕观看。非球面设计可被视为多焦点或渐进类型设计，该设计提供用于给定瞳孔尺寸的光焦度，瞳孔尺寸逐渐从离镜片中心距离加大并提供用于近视矫正的光焦度，变化到在瞳孔边缘处具有远光焦度以提供远视力矫正。

瞳孔尺寸取决于多种因素，包括光级度。用于老花设计的设计产品和现有技术中的许多都涉及针对一系列光级度进而瞳孔尺寸来优化设计性能。在设计这些用于老花眼的镜片中，考虑了瞳孔尺寸。对此操作的方法取决于设计的意图。一个目标可能是制作与瞳孔尺寸无关的设计，使得当光级度变化和瞳孔尺寸变化时，视力将保持不变。作为另外一种选择，意图可能是提供例如通过多种近中心(center near)设计实现针对小瞳孔优先选择近视和针对大瞳孔优先选择远视的镜片。或者，意图可能是提供例如通过多种中心距设计实现针对小瞳孔优先选择远视和针对大瞳孔优先选择近视的镜片。设计的可能性和排列基本上是无穷尽的。

瞳孔尺寸还取决于屈光异常的水平。现在参见图3、4和5，以图形格式示出了对于给定亮度水平的瞳孔尺寸和屈光不正之间的关系。更具体地讲，图3-5示出在2.5、50和250cd/m²(坎每平方米)亮度水平处收集的瞳孔尺寸数据。该数据针对大于四十(40)岁的代表老花眼人群的受试者。屈光不正用屈光度来表示，在横轴绘制，相对应的瞳孔尺寸数据在纵轴绘制。如可从图中看出，在所有光级度下远视者的瞳孔尺寸都小于近视者的瞳孔尺寸。因此，由于在给定光级度下瞳孔尺寸随屈光不正而变化，所以需要用于治疗老花眼的镜片，所述镜片的设计基于瞳孔尺寸进行标度以确保设计表现一致，而与正进行矫正的屈光不正无关。

发明内容

因此，本发明的接触镜片和设计方法克服了与现有技术相关的如上简述缺点。

根据一个方面，本发明涉及改善用于治疗老花眼的眼科镜片的方法。该方法包括以下步骤：创建具有用于治疗老花眼的镜片的预定特征的基础光学设计，确定基础光学设计的光焦度分布P_标称，以及标度与针对目标个体的屈光异常程度的人群平均瞳孔尺寸成比例的基础光学设计内的预定特征的径向位置。

根据另一个方面，本发明涉及改善用于治疗老花眼的眼科镜片的方法。该方法包括以下步骤：创建具有用于治疗老花眼的镜片的预定特征的基础光学设计，确定基础光学设计的光焦度分布P_标称，以及标度与个体的测量的瞳孔尺寸成比例的基础光学设计内的预定特征的径向位置。

根据另一个方面，本发明涉及改善用于治疗老花眼的眼科镜片的方法。该方法包括以下步骤：创建具有用于治疗老花眼的镜片的预定特征的基础光学设计，确定在标称配镜度数(prescription power)下基础光学设计的光焦度分布，创建用于优化的视觉优值函数，以及最小化在标称配镜度数下的视觉优值函数与在除标称配镜度数之外的配镜度数下的视觉优值函数之间的差值。

根据另一个方面，本发明涉及用于治疗在一系列屈光异常程度下的老花眼的一组镜片。该一组镜片通过如下方式设计：创建具有用于治疗老花眼的镜片的预定特征的基础光学设计，确定基础光学设计的光焦度分布P_标称，以及标度与针对目标个体的屈光异常程度的人群平均瞳孔尺寸成比例的基础光学设计内的预定特征的径向位置。

根据另一个方面，本发明涉及用于治疗在一系列屈光异常程度下的老花眼的一组镜片。该一组镜片通过如下方式设计：创建具有用于治疗老花眼的镜片的预定特征的基础光学设计，确定基础光学设计的光焦度分布P_标称，以及标度与个体的测量的瞳孔尺寸成比例的基础光学设计内的预定特征的径向位置。

根据另一个方面，本发明涉及用于治疗在一系列屈光异常程度下的老花眼的一组镜片。该一组镜片通过如下方式设计：创建具有用于治疗老花眼的镜片的预定特征的基础光学设计，确定在标称配镜度数下基础光学设计的光焦度分布，创建用于优化的视觉优值函数，以及最小化在标称配镜度数下的视觉优值函数与在除标称配镜度数之外的配镜度数下的视觉优值函数之间的差值。

根据另一个方面，本发明涉及用于治疗在一系列屈光异常程度下的老花眼的一组镜片。该一组镜片被设计为具有由以下给出的光焦度分布

P_Rx(r)＝P₂(M₁*r+M₂*r²+…)-SA_eye*r²，

其中P₂由以下给出

P₂(r)＝P₁(r)+Rx，

并且

P1(r)＝P_标称(r)-Rx_标称+SA_eye*r²，

其中SA_eye为球面像差，r为距镜片中心的径向距离，并且P_标称(r)为用于矫正具有Rx_标称屈光度的球面屈光需要的眼睛的标称设计的光焦度分布。

本发明涉及用于治疗老花眼的镜片，例如接触镜片和眼内镜片，所述镜片基于瞳孔尺寸数据进行标度以确保设计提供相同的视觉体验，而与患者的屈光异常水平无关。本发明还涉及用于调整老花眼镜片的光学设计的方法以便计入瞳孔尺寸变化，以确保该设计提供相同的视觉体验，而与患者的屈光异常水平无关。更具体地讲，本发明提供用于调整多焦点和双焦点设计的装置，使得设计在整个人群中表现一致，而与屈光异常的程度无关。本文所述的用于老花眼的镜片的光学设计对于每个球面配镜处方(Rx)是唯一的，以将瞳孔尺寸随屈光异常水平或程度而变化这一事实考虑在内。然后所得镜片可为低和高附加，或者低、中和高附加组合，其设计可随配镜处方而变化。

瞳孔尺寸数据显示平均瞳孔尺寸在和遍及所有光级度下对于有远视的个体比对于有近视的个体小，同时它还显示对于给定屈光异常水平在受试者中存在极大波动。本发明方法还可用于标度针对老花眼的设计，所述设计针对在低、中和较明亮的光条件下具体的某组瞳孔尺寸进行构造和优化，以用于对于给定光级度具有较小的一组瞳孔尺寸或较大的一组瞳孔尺寸的个体。在这种情况下，可针对个体定制设计，或者可存在可供选择的多组设计，其中眼睛护理专业人士所用的合适标准之一为患者瞳孔尺寸，从而为患者提供改善的视觉体验。

根据本发明的第一方法提供针对在一种配镜处方到全范围的所需配镜处方下的设计分析地标度光焦度分布的装置，从而遍及屈光异常的全范围提供类似的视觉功效。

根据本发明的第二方法提供针对在一种配镜处方到全范围的所需配镜处方下的设计标度光焦度分布的装置，从而使用用作优值函数或度量的优化方法遍及屈光异常的全范围提供类似的视觉功效，所述优值函数或度量确保佩戴者体验的视觉功效尽可能少地取决于屈光异常水平。

本发明的整体方法提供用于改进现有接触镜片的装置。该方法允许形成用于治疗老花眼的接触镜片，其具有针对使用者的改善的视敏度和更好的视觉体验。

附图说明

下文是附图所示的本发明优选实施例的更为具体的说明，通过这些说明，本发明的上述及其他特征和优点将显而易见。

图1为示例性同心环接触镜片的光焦度分布的示意图。

图2为在不同配镜处方强度下的示例性同心环接触镜片的一组光焦度分布的示意图。

图3为在2.5cd/m²亮度水平下瞳孔尺寸与屈光不正数据的关系的示意图。

图4为在50cd/m²亮度水平下瞳孔尺寸与屈光不正数据的关系的示意图。

图5为在250cd/m²亮度水平下瞳孔尺寸与屈光不正数据的关系的示意图。

图6为图3、4和5的数据的三条拟合曲线的示意图。

图7为放大因数随Rx变化的示意图。

图8为一系列光焦度分布的示意图。

图9为在同心环镜片上对于三种不同设计方法预测的logmar视敏度与聚散度的关系的一系列示意图。

图10-12为图9中示出数据的简化重绘图。

图13为在根据本发明的同心环镜片上利用标度方法生成的一系列光焦度分布与离镜片中心的径向位置的关系的示意图。

图14为在根据本发明的同心环镜片上利用优化方法生成的一系列光焦度分布与离镜片中心的径向位置的关系的示意图。

图15为示例性渐进多焦点接触镜片的光焦度分布的示意图。

图16为在根据本发明的渐进多焦点镜片上利用标度方法生成的一系列光焦度分布与离镜片中心的径向位置的关系的示意图。

图17为在根据本发明的渐进多焦点镜片上利用标度方法生成的一系列光焦度分布与离镜片中心的径向位置的关系(从每个中减去Rx)的示意图。

图18为在根据本发明的渐进多焦点镜片上利用优化方法生成的一系列光焦度分布与离镜片中心的径向位置的关系的示意图。

图19为在渐进多焦点镜片上对于三种不同设计方法预测的logmar视敏度与聚散度的关系的一系列示意图。

图20-22为图19中所示数据的简化重绘图。

图23为针对不同Rx值放大因数随径向位置变化的示意图。

图24为利用标度方法采用如图23中所示改变的放大因数M创建的一系列镜片的光焦度分布的示意图。

具体实施方式

本发明涉及用于调整矫正老花眼的镜片的光学设计的方法以便计入瞳孔尺寸的变化，从而确保该设计提供相同的视觉体验，而与患者的屈光异常水平和所得镜片无关。根据一个示例性实施例，该方法提供针对在一种配镜处方到全范围的所需配镜处方下的设计分析地标度光焦度分布的装置，从而遍及屈光异常的全范围提供类似的视觉功效。这是分析标度方法。根据另一个示例性实施例，该方法提供针对在一种配镜处方到全范围的所需配镜处方下的设计标度光焦度分布的装置，从而使用用作优值函数或度量的优化方法遍及屈光异常的全范围提供类似的视觉功效，所述优值函数或度量确保使用者体验的视觉功效尽可能少地取决于屈光异常水平。这是优化方法。如上所述，所述方法可用于任何合适的镜片，并且在下述示例性实施例中，示出了同心环设计和渐进多面设计。本文所述的利用显示远视者和近视者的瞳孔尺寸的数据的方法是不同的，如本文所详细说明。

本发明可用于多种眼科镜片，例如眼内镜片和接触镜片。然而，为了便于解释，本发明结合接触镜片进行描述。接触镜片或触体仅为放置在眼睛上的镜片。接触镜片被视为医疗装置并且可被佩戴以矫正视力和/或用于美容或其他治疗原因。自20世纪50年代起，接触镜片就已被商业化利用以改善视力。早期的接触镜片由硬质材料制造或加工而成，且相对昂贵而易碎。此外，这些早期的接触镜片由如下材料加工而成，所述材料不允许足够的氧气穿过接触镜片传输到结膜和角膜，由此可潜在地引起许多不良临床效应。尽管仍在使用这些接触镜片，但它们因其不佳的初始舒适度而并不适用于所有患者。该领域的后续发展产生了基于水凝胶的软性接触镜片，所述软性接触镜片在当今极其流行且被广泛应用。具体地，当今可用的有机硅水凝胶接触镜片将具有极高透氧度的有机硅的有益效果与水凝胶的经证实的舒适度和临床性能相结合。事实上，与由早期的硬质材料制成的接触镜片相比，这些基于有机硅水凝胶的接触镜片具有较高的透氧度并且通常具有较高的佩戴舒适度。然而，这些新型接触镜片并非完全没有缺陷。

当前可获得的接触镜片一直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之上，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)、以及老花眼(即晶状体失去调节的能力)。接触镜片可以多种形式获得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聚合物塑料材料制成，混合有水，以用于透氧度。日戴型软性接触镜片可为日抛型的或长戴型的。日抛型接触镜片通常被佩戴一天，然后被丢弃，而长戴型接触镜片通常被佩戴至多三十天的时间。彩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，可视性色调的接触镜片利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，这意在增强个体的自然的眼睛颜色，彩色色调的接触镜片包括较暗的不透明色调，这意在改变个体的眼睛颜色，并且滤光色调的接触镜片用来增强某些颜色而减弱其他颜色。刚性可透气体的硬性接触镜片由硅氧烷聚合物制成，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。双焦点接触镜片专为远视患者设计，并且能够以软性和刚性种类获得。复曲面接触镜片专为散光患者设计，并且也能够以软性和刚性种类获得。结合上述不同方面的组合镜片也是可获得的，例如混合型接触镜片。

就本发明的目的而言，接触镜片由至少两个不同区域限定。从其获得视力矫正的内部区域或光学区，以及提供接触镜片在眼睛上的机械稳定性的接触镜片的外周区。在一些情况下或接触镜片设计中，位于内部光学区和外周区之间的中间区或区域可用于以平滑方式融合上述两个区，使得不会出现中断部分。接触镜片也由前表面或表面光焦度、后曲面或基弧以及边缘限定。

内部区域或光学区提供视力矫正，并且设计用于特定需要，例如单光近视或远视矫正、散光视力矫正、双焦点视力矫正、多焦点视力矫正、定制矫正或者可提供视力矫正的任何其他设计。换句话讲，光学区包括对佩戴者的屈光异常和老花眼的视觉能力矫正。屈光异常被定义为通常在远距离处提供良好的视敏度所需的光焦度。已经认识到，这将包括近视眼或远视眼、以及与这两者中任一者并存的散光眼。通过下述方式来矫正老花：将代数正光焦度添加到光学区的一部分以矫正佩戴者的近距视敏度要求。已经认识到，可通过折射装置、衍射装置或这两者来产生这些光焦度。外周边或周边区提供了接触镜片在眼睛上的稳定性(包括定心和取向)。当光学区包括非旋转对称特征(例如散光矫正和/或高阶像差矫正)时，取向和稳定为基本要求。中间区域或中间区确保光学区和周边区以正切曲线融合。重要的是应当指出，光学区和周边区两者可进行独立地设计，但有时当特定需求为必要时它们的设计是极为相关的。例如，具有散光光学区的复曲面镜片的设计可需要特定的周边区以用于将接触镜片以预定取向保持在眼睛上。

复曲面接触镜片具有不同于球形接触镜片的设计。复曲面接触镜片的光学区部分在其中具有两种光焦度，即球光焦度和柱光焦度，它们以通常彼此成直角的曲率形成。需要这些光焦度来以特定角度(柱镜轴)保持眼上的位置，以提供所需的散光视力矫正。复曲面接触镜片的机械或外部周边区通常包括稳定装置以在佩戴于眼上时将柱镜轴或散光轴适当地旋转和取向到特定位置。对于制备复曲面接触镜片至关重要的是，当接触镜片移动时或者当接触镜片被插入时将接触镜片旋转到其适当位置。

形成根据本发明的镜片的第一步为创建用于双焦点或多焦点接触镜片的光学设计。用于创建该设计的设计类型或方法不受本发明的固定或限定。因此，设计可为多种类型，包括同心环设计、具有连续光焦度分布和非球面表面的设计、使用衍射表面的设计等等。换句话讲，可使用任何合适的镜片。

方法中的下一步为确定设计的光焦度分布。如图1所示的针对示例性同心环设计的光焦度分布为以屈光度为单位的光焦度，其被计算为对于来自瞳孔中给定径向位置的光从镜片到焦点的距离(以米为单位)的倒数。针对标称设计的光焦度P_标称(r)是径向位置r的函数。该镜片被设计用于具有球面屈光需要(即，球面配镜处方或Rx_标称)的眼睛。此处和整个说明书中所用的记法假设光焦度分布为径向对称的，但这不构成对本发明的限制。更一般地说，还存在光焦度分布的极角依存性。

根据附图和说明书中所提供和描述的瞳孔尺寸数据，已知对于同等的光级度，远视者的瞳孔尺寸小于近视者的瞳孔尺寸。本发明的中心思想是标度给定设计中影响老花眼表现的特征的径向位置，使得所述特征的位置总是相对于给定光级度的瞳孔处于恒定位置。由于对于给定光级度的瞳孔尺寸与屈光异常的程度成比例变化，所以它遵循设计特征的径向位置必须优选同样地与屈光异常的程度成比例变化。

从用于矫正具有Rx_标称屈光度的球面屈光需要的眼睛的标称设计的光焦度分布P_标称(r)开始，光焦度分布P₁(r)由以下给出

P₁(r)＝P_标称(r)-Rx_标称+SA_eye*r²， (1)

其中SAe_ye为球面像差，并且r为距镜片中心的径向距离。光焦度分布P₁(r)为用于标称设计的镜片加眼睛组合的光焦度分布，所述标称设计设置在具有标称屈光需要的眼睛上，假设眼睛具有球面像差SA_eye。球面像差以屈光度/平方毫米为单位，并且具有通常从0至0.1D/mm²的值。

光焦度分布P₁(r)接下来通过使设计适用于具有Rx屈光度的屈光需要的眼睛所需的光焦度而移位。此光焦度P₂(r)由以下简单给出

P₂(r)＝P₁(r)+Rx。 (2)

将来自公式(1)的P₁(r)代入公式(2)，得到

P₂(r)＝P_标称(r)+SA_eye*r²+Rx-Rx_标称。 (3)

根据在恒定光级度下由代表全范围的可能屈光不正的受试者得到的瞳孔尺寸数据，可以确定应用于光焦度分布P₂的放大因数M，从而确定在不同配镜处方或Rx下的设计的标度光焦度分布。标度光焦度P_Rx(r)由以下给出

P_Rx(r)＝P₂(M*r)-SA_eye*r²。 (4)

根据本发明，放大因数M可通过线性函数近似。在给定Rx下的M值落在由以下给出的值的范围内

M(Rx)＝m·(Rx-Rx_标称)+1 (5)

其中m根据0.008<m<0.012而变化。

要更好地理解这一点，首先参见图3-5中示出的数据。该数据针对大于四十(40)岁的代表老花眼人群的受试者。针对2.5cd/m²、50cd/m²和250cd/m²的亮度水平确定瞳孔直径。将对数据的这三组拟合一起绘制在图6中，如随后详细示出。

放大因数M通过如以下实例中所示的瞳孔数据确定。在第一实例中，镜片为同心环类型的多焦点镜片。在Rx_标称＝0.0D处的光焦度分布P_标称(r)在图1中示出。在三种不同亮度水平下的瞳孔半径通过图6中所示的曲线图进行归纳。参见图6，确定在Rx_标称＝0处针对测试的每种亮度值(250cd/m²、50cd/m²和25cd/m²)的半径值r01、r02和r03，零值r00除外。这些值可通过向量表示，该向量由以下给出

同样，向量通过在目标设计的Rx下的值确定。在图6中，目标Rx为6.0D，并且向量由以下给出

放大因数M使和/>关联如下

M以数字方式确定，优选通过最小二乘极小化来确定。

作为另外一种选择，使和/>关联的因数可为高阶函数，诸如二次函数或三次函数，从而得到对瞳孔数据的更佳拟合。在这种情况下，公式(4)可变成

P_Rx(r)＝P₂(M₁*r+M₂*r²+…)-SA_eye*r²。 (9)

图7针对该实例示出放大因数随Rx的变化。应当指出的是，在Rx_标称＝0处，M＝1，这是可以预知的。

将这些放大因数应用于以1.0D增量从-8.0D增至+6.0D的整个目标Rx值范围，得到图8中所示的一系列光焦度分布。对于具有较小瞳孔尺寸的远视者，光焦度分布中的特征位置更趋向于光学件中心。对于具有较大瞳孔尺寸的近视者，光焦度分布中的特征位置更趋向于光学件周边。

为了进一步精修对可供选择的瞳孔尺寸的绘图或作为对上述计算的备选，可实施优化过程，通过该优化过程确定在除Rx_标称之外的Rx值下的光焦度分布，其最小化在备选Rx下的视觉功效度量与在Rx_标称下的视觉功效度量之间的差值。美国专利7,625,086描述了一种用于计算针对接触镜片和眼睛组合的预测logmar视敏度(“VA”)的方法。该VA计算可用作用于优化的视觉功效度量，但其他度量诸如调制传递函数(MTF)或均方根(RMS)光斑尺寸也是可能的。用于创建优值函数的优选方法为计算在Rx_标称下针对低、中和高亮度水平的整体聚散度(through vergence)(从无限大至40cm的物距，或换句话讲从0D至2.5D的屈光度)并且将优值函数定义为那些VA值与在新Rx(其在指定亮度水平下具有不同瞳孔尺寸)下的值之间的差值。然后在最小二乘意义上优化设计的光焦度分布，以最小化在Rx与Rx_标称的设计之间在整体聚散度上的差值。

图9针对同心环区设计镜片(实例1)，以图形方式示出现有技术镜片、通过标度方法制造的镜片和通过优化方法制造的镜片之间的比较。数据还在由以下给出的表1中示出。图9示出针对从-9D至+6D(-9D、-6D、-3D、0D、3D和6D)的设计的三行和三列的整体聚散度计算。在这些设计中，Rx_标称＝0。第一行针对250cd/m²的亮度，第二行针对50cd/m2的亮度，而第三行针对2.5cd/m²的亮度。第一列示出了使用现有技术方法得到具有在整个Rx上标度的光焦度分布的整体聚散度结果。中间列示出了使用标度方法的结果，右边列示出了使用优化方法的结果。在每个曲线图上还示出了RMS值，其为在Rx_标称和实际值下的目标整体聚散度VA之间的均方根误差。可以看出，在大多数情况下，标度方法提供了较现有技术的改善，而优化方法提供了甚至进一步的改善，二者对于所有Rx的三种瞳孔尺寸均得到更低的RMS值。

图10-12是以不同方式绘制的相同数据的示意图，并且合并的曲线图更少，使得可以更容易看出本发明的示例性方法的优点。图10针对250cd/m2，图11针对50cd/m2，并且图12针对5cd/m2。

图14和图8一样示出了使用标度方法的所得设计的光焦度分布。在这种情况下，它们将全部归一化到相同的Rx(如Rx＝0)。图13示出了使用优化方法的光焦度分布。

表1：

在第二实例中，使用渐进多焦点镜片设计以示出不同方法的结果。渐进多焦点镜片设计在Rx_标称＝0下的标称光焦度分布在图15中示出。应用与之前实例中相同的放大因数，使用标度方法的所得设计在图16中示出。因为难以在图16中观察到设计中老花眼特征的标度，所以在图17中重新绘制相同的设计，从每个中减去Rx。使用优化方法的结果在图18中示出。比较现有技术、标度方法和优化方法的整体聚散度(through focus)VA结果在图19-22中示出。示出目标值和设计值之间整体聚散度VA(通过模型)的差值的RMS值归纳在表2中。

表2

根据另一个示例性实施例，可精修第二实例的结果。在该示例性实施例中，可调整放大因数M，使得其不再对于径向位置保持恒定。当期望在镜片周边或其附近设计特征在整个SKU上是恒定的时，对于镜片半径调整放大因数是有用的。这可能是出于视觉原因，但更有可能是出于机械考虑。图23示出了放大因数M随径向位置的变化。在孔的中心部分，M与之前实例中的相同。超出2mm半径后，因数M等于1。存在大约0.5mm的过渡区域。图24示出了利用标度方法采用如图23中所示改变的放大因数M创建的一系列设计的光焦度分布。

本发明同时涉及设计方法和所得的镜片设计，所述镜片设计提供用于老花眼的改善镜片，所述镜片针对在低、中和明亮的亮度水平下具体的某组瞳孔尺寸进行设计，以在具有响应于低、中和明亮的亮度水平的不同瞳孔尺寸的受试者上进行标度和使用。具体地讲，已知瞳孔尺寸随屈光异常(如通过球面Rx测得)变化，因此该方法可应用于预期用在一般人群上的任何设计，在这种情况下该设计是针对“普通”眼睛进行的。在这种情况下，“普通”眼睛随Rx变化，所以使用标度方法或优化方法通过Rx调整设计，从而提供相对于现有技术的改善的功效。

尽管所示出并描述的据信是最为实用和优选的实施例，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本领域的技术人员来说是显而易见的，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。本发明并非局限于所述和所示的具体构造，而是应该理解为与落入所附权利要求书的范围内的全部修改形式相符。

Claims (6)

1.一种改善用于治疗老花眼的眼科镜片的方法，所述方法包括以下步骤：

创建具有用于治疗老花眼的镜片的预定特征的基础光学设计；

确定在标称配镜度数下所述基础光学设计的光焦度分布；

创建用于优化的视觉优值函数；以及

实施优化过程，通过所述优化过程确定在除Rx_标称之外的Rx下的光焦度分布，其最小化在所述Rx下的所述视觉优值函数与在所述Rx_标称下的所述视觉优值函数之间的差值，

其中由下式给出Rx值下的所述光焦度分布：

P_Rx(r)＝P₂(M₁*r+M₂*r²+…)-SA_eye*r²，

其中由下式给出P₂：

P₂(r)＝P₁(r)+Rx，并且

P1(r)＝P_标称(r)-Rx_标称+SA_eye*r²，

其中SA_eye为球面像差，r为距镜片中心的径向距离，P_标称(r)为用于矫正具有Rx_标称屈光度的球面屈光需要的眼睛的标称设计的光焦度分布，M₁和M₂是使在一定亮度水平范围内针对基础设计的屈光异常水平的瞳孔尺寸与针对相同亮度水平及平均人群在目标屈光异常程度下的瞳孔尺寸关联的放大因数，Rx是球面配镜处方并且Rx_标称是Rx的标称值。

2.根据权利要求1所述的改善用于治疗老花眼的眼科镜片的方法，其中创建用于优化的视觉优值函数的所述步骤包括：

确定针对所述基础光学设计及低、中和高亮度水平的整体聚散度视觉度量；以及

计算所述基础光学设计的所述整体聚散度和基于使用在低、中和高亮度值下的人群平均瞳孔尺寸的所述目标屈光异常程度的整体聚散度之间的差值。

3.根据权利要求1所述的改善用于治疗老花眼的眼科镜片的方法，其中创建用于优化的视觉优值函数的所述步骤包括：

确定针对所述基础光学设计及低、中和高亮度水平的整体聚散度视觉度量；以及

计算所述基础光学设计的所述整体聚散度和使用在低、中和高亮度值下个体的测量的瞳孔尺寸的整体聚散度之间的差值。

4.用于治疗在一系列屈光异常程度下的老花眼的一组镜片，所述一组镜片通过如下方式设计：创建具有用于治疗老花眼的镜片的预定特征的基础光学设计，确定在标称配镜度数下所述基础光学设计的光焦度分布，创建用于优化的视觉优值函数，以及实施优化过程，通过所述优化过程确定在除Rx_标称之外的Rx下的光焦度分布，其最小化在所述Rx下的所述视觉优值函数与在所述Rx_标称下的所述视觉优值函数之间的差值，

其中由下式给出Rx值下的所述光焦度分布：

P_Rx(r)＝P₂(M₁*r+M₂*r²+…)-SA_eye*r²，

其中由下式给出P₂：

P₂(r)＝P₁(r)+Rx，并且

P1(r)＝P_标称(r)-Rx_标称+SA_eye*r²，

其中SA_eye为球面像差，r为距镜片中心的径向距离，P_标称(r)为用于矫正具有Rx_标称屈光度的球面屈光需要的眼睛的标称设计的光焦度分布，M₁和M₂是使在一定亮度水平范围内针对基础设计的屈光异常水平的瞳孔尺寸与针对相同亮度水平及平均人群在目标屈光异常程度下的瞳孔尺寸关联的放大因数，Rx是球面配镜处方并且Rx_标称是Rx的标称值。

5.根据权利要求4所述的用于治疗在一系列屈光异常程度下的老花眼的一组镜片，其中所述一组镜片包括接触镜片。

6.根据权利要求4所述的用于治疗在一系列屈光异常程度下的老花眼的一组镜片，其中所述一组镜片包括眼内镜片。