CN115280226A - 具有辅助光学元件的眼镜镜片 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及修改穿过眼镜镜片的入射光的设备和/或系统，眼镜镜片使用至少一个辅助或局部光学元件，为近视眼提供焦深延伸或延长。本公开涉及利用由配置在眼镜镜片内，或与眼镜镜片结合、组合或并置配置的至少一个辅助或局部光学元件提供的焦距延伸，矫正近视并控制或减慢近视发展速度的方法。本公开涉及位于局部光学元件或子镜片内的轴锥镜、光剑元件或孔雀眼元件的使用。本公开还涉及配置在眼镜镜片内，或与眼镜镜片结合、组合或并置配置的多个轴锥镜、光剑元件或孔雀眼元件的使用。
Description
交叉引用
本申请要求于2020年2月12日提交的题目为“Corrective lenses”的澳大利亚临时申请序列号2020/900397号的优先权，其以整体内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种眼镜镜片，该眼镜镜片用于处理眼轴长度失调，例如具有或不具有散光的近视。本公开涉及用于矫正近视、控制或降低近视发展速度的设备，该设备使用配置在一体式基础眼镜镜片内，或与一体式基础眼镜镜片结合、组合或并置的至少一个局部或辅助光学元件，为佩戴者的眼睛提供延伸的焦深或焦深延长。
背景技术
人眼的生长由回馈机制控制，并且主要由被称为正视化(emmetropisation)的外界视觉体验来调节。引导正视化过程的信号是通过调制在视网膜上接收到的光能来启动的。图像特征通过生物过程进行监测，该过程对信号进行调制以启动、停止、加速或减缓眼轴的生长速度。正视化过程的脱轨可能会导致屈光不正，如近视。近视是眼睛的一种光学疾病，其中，远处物体的图像聚焦在中央凹或视网膜的前方。在世界许多地区，特别是在东亚地区，近视的发生率正以惊人的速度增加。尽管一副负透镜可以光学地矫正近视，但并不能解决眼轴过度生长的根本原因，眼轴过度生长通常会导致高度近视，而高度近视与严重威胁视力的疾病有关，例如白内障、青光眼、近视性黄斑病变、视网膜脱落。因此，仍然需要针对此类个体的特定光学治疗，该光学治疗不仅矫正基本屈光不正，还能防止眼轴过度加长。
定义
除非在下文中另有定义，否则本文所使用的术语与本领域技术人员通常所使用的一样：
术语“近视眼”是指已经患有近视，被诊断为屈光状况正朝着更高度近视发展，并且散光小于1DC的眼睛。
术语“散光近视眼”是指已经患有近视，被诊断为屈光状况正朝着更高度近视发展，并且散光大于1DC的眼睛。
术语“发展中近视眼”是指已经患有近视，被诊断为正在发展，计量的屈光不正变化为至少-0.25D/年或眼轴长度变化为至少0.10mm/年的眼睛。
术语“前期近视眼”或“有近视风险的眼睛”是指当时可能是正视眼或低度远视眼，但根据遗传因素(例如，父母双方都近视)和/或年龄(例如，年轻时低度远视)和/或环境因素(例如，在户外度过的时间)和/或行为因素(例如，完成近距离任务(near tasks)时花费的时间)，已经被识别为近视风险增加的眼睛。
术语“光学停止信号”或“停止信号”是指可能有助于减缓、反转、阻止、延迟、抑制或控制眼轴生长和/或眼睛的屈光状况的光学信号或方向提示。
术语“标准单视眼镜镜片”或“单视眼镜镜片”或“一体式基础眼镜镜片”或“标准单视一体式基础眼镜镜片”是指以基础处方配置，用于矫正眼睛的基本屈光不正的成品、半成品或坯料眼镜镜片；其中，屈光不正可以是有或没有散光的近视。
术语“用于矫正屈光不正的基础处方”是指在有或没有散光的情况下，矫正个体的基本近视所需的标准眼镜处方。
术语“眼镜镜片的光学中心”是指未切割的眼镜镜片或眼镜坯料的几何中心。对于边缘或切割的眼镜镜片，术语“眼镜镜片的光学中心”是指连接眼镜镜片的前表面和后表面的曲率中心的大致直线。
术语“眼镜镜片的光轴”是指穿过光学中心和基本上垂直于包含眼镜镜片坯料边缘的平面所绘制的平面的直线。
术语“贯穿焦点”是指基本上位于视网膜前后的区域。换句话说，即大约恰好位于视网膜前方和/或大约恰好位于视网膜后方的区域。
术语“辅助光学元件”或“局部光学元件”是指眼镜镜片上具有与眼镜镜片的整体基础处方所提供的光学效果不同的处方光学效果的区域。
术语“辅助光学元件的光学中心”是指眼镜镜片上单个辅助光学元件的几何中心。
术语“辅助光学元件的光轴”是指穿过辅助光学元件的光学中心和基本上与辅助光学元件相切绘制的平面，并且穿过作为眼镜镜片的辅助光学元件的光学中心的点的线。
术语“模型眼”是指示图示、射线追踪或物理模型眼。
本文所使用的术语“屈光度”、“折光度”或“D”是屈光度数的单位量度，其定义为镜片或光学系统沿着光轴的焦距的倒数，以米为单位。
字母“D”表示球面屈光度数，字母“DC”表示柱面屈光度数。
术语“辅助光学元件的度数图(power map)”是指笛卡尔坐标或极坐标中在整个辅助光学元件上的二维度数分布。
发明内容
某些公开的实施例包括用于改变进入人眼的入射光特性的眼镜镜片、设备、系统和/或方法。某些公开的实施例针对用于矫正和治疗屈光不正的眼镜镜片、方法和/或系统的配置。
本公开的某些实施例旨在矫正近视屈光不正并同时提供光学停止信号以阻止近视的进一步发展。本公开涉及通过使用至少一个局部或辅助光学元件来矫正近视，并控制、抑制或减缓近视发展速度的方法，局部或辅助光学元件被配置在一体式基础眼镜镜片内，或与一体式基础眼镜镜片结合、组合或并置，为眼睛提供延伸的焦深或焦深延长。
本公开涉及一种光学干预方法，其应用延伸的焦深或焦深延长的效果，该效果通过至少一个局部或辅助光学元件与一体式基础眼镜镜片的组合使用实现，作为光学停止信号来降低近视发展速度。本公开涉及一种有目的配置，即至少一个辅助光学元件配置在眼镜镜片内，或与眼镜镜片结合、组合或并置，其中，至少一个辅助光学元件与标准单视一体式基础眼镜镜片结合配置，在佩戴者的眼睛视网膜水平上提供延伸的焦深或焦深延长，其可以用作发展中近视眼的停止信号。
本公开特别地涉及至少一个局部或辅助光学元件，其中，至少一个局部或辅助光学元件至少部分地使用轴锥镜、光剑(light sword)元件、改进光剑元件、单孔雀眼睛元件或双孔雀眼元件。在一些实施例中，多个轴锥镜、多个光剑元件、多个改进光剑元件、多个单孔雀眼元件和/或多个双孔雀眼元件可以与标准单视眼镜镜片组合配置。
在一些实施例中，轴锥镜可以作为镜片的角坐标函数线性地配置，而在其它一些实施例中，轴锥镜的期望配置可以是对数配置。
本公开还涉及至少包括轴锥镜或光剑元件的至少一个局部或辅助光学元件，其可以被并入光学膜中，光学膜可以与标准单视眼镜镜片永久地并置配置，以改变由视网膜接收的光信号。本公开的使用可以粘附至一体式基础眼镜镜片的永久光学膜对于尽可能地降低制造相关和用户相关成本来说可能是期望的。
通过引入焦深延伸或焦深延长而实现或提供的改变的光信号可以用作发展中近视眼的停止信号。当与标准单视一体式基础眼镜镜片结合使用时，并入到永久光学膜中的至少一个辅助光学元件可以包括表面改变和/或材料基质的改变，从而为眼睛提供期望的焦深延长水平。在其它一些实施例中，可以改进预想的光剑光学元件，使得光剑周围不会形成明显的凸台。
本公开描述了一种眼镜镜片，其与至少一个辅助或局部光学元件结合、组合或并置地配置，从而提供眼镜佩戴者的中央和/或外围视网膜部分或区域上的焦深延长。中央和/或外围视网膜部分或区域上的焦深延长可以用作发展中近视眼的光学停止信号。
在一些实施例中，眼镜佩戴者的中央视网膜部分可以包括中央的1度、1.5度、2度、2.5度、3度、3.5度、4度、4.5度或5度视场。在一些实施例中，眼镜佩戴者的外围视网膜部分可以包括5度、10度、15度、20度、25度或30度视场内的视网膜视场。
某些实施例针对通过使用位于一体式基础眼镜镜片内、作为一体式基础眼镜镜片的一部分、与一体式基础眼镜镜片结合或并置的多个局部或辅助光学元件，能够在佩戴者眼睛的一个或多个视网膜位置施加光学停止信号的设备、方法和/或系统。某些实施例针对一种包括多个局部或辅助光学元件的眼镜镜片，其中，该眼镜镜片可以提供与佩戴者眼睛的视线方向无关(或基本无关)的光学停止信号。
某些实施例针对能够改进通过眼镜镜片的入射光以提供焦深延伸或延长，从而减缓眼轴生长的设备、方法和/或系统。这可以通过使用与标准单视眼镜镜片结合或组合使用的多个光学元件来实现。根据某些示例性实施例，本文描述了一种为个体眼睛选择眼镜镜片，通过在视网膜处引入延伸或延长的焦深图案来控制、抑制和/或阻止近视发展的方法。本公开至少部分地涉及通过使用性能基本上与佩戴者视线角度无关的设备，将光学停止信号引入发展中近视眼。
本公开的某些实施例针对用于减少或减缓眼轴生长的方法。本公开的某些实施例针对用于降低近视发展速度的设备。本公开的一种示例性方法包括测量佩戴者的至少一只眼睛的屈光度；该方法还包括至少部分地基于眼睛的屈光度测量，识别远距离处方，该方法还包括为每只眼睛选择眼镜镜片，其中，眼镜镜片配置有具有基本上接近眼睛的屈光度测量的基础远距离处方度数的一体式基础眼镜镜片，并且一体式基础眼镜镜片还配置有与一体式基础眼镜镜片结合、组合或并置使用的至少一个局部或辅助光学元件；其中，至少一个辅助或局部光学元件被配置为向眼睛提供与一体式基础眼镜镜片所提供的光学效果不同的光学效果；并且其中，一体式基础眼镜镜片和至少一个辅助或局部光学元件的组合被配置为为近视眼视网膜上的至少一个区域或部分提供焦深延伸或延长；其中，至少一个局部或辅助光学元件至少部分是线性轴锥镜、对数轴锥镜、光剑元件或改进光剑元件；并且其中，至少一个局部或辅助光学元件在眼镜佩戴者的视网膜平面处提供焦深延伸或延长的引入，其可以进一步提供光学信号以减缓眼轴长度的生长。
除了在发明内容部分中讨论的实施例之外，还在详细说明书、附图、示例权利要求组和权利要求中公开了其它实施例。发明内容并非旨在涵盖本公开设想的每个实施例、组合或变型。本发明内容并非旨在限于本文所公开的实施例。此外，一个实施例的限定可以与其它实施例的限定组合，形成其它实施例。
本公开中提出的实施例针对优化光学设计和眼镜镜片，从而可以抑制近视的发展，同时为佩戴者提供合理且适当的视力表现，使其可以进行一系列日常活动的持续需求。本发明公开的实施例的各个方面解决了佩戴者的这种需求。
附图说明
图1示出当具有可见波长(例如555nm)和0D聚散度的入射光(即平行光线)入射到未经矫正的-2D近视模型眼，导致视网膜上图像模糊且离焦时的视网膜平面处的轴上几何斑点分析示意图。
图2示出当具有可见波长(555nm)和0D聚散度的入射光(即平行光线)入射到-2D近视模型眼时，轴上贯穿焦点视网膜图像分布的示意图，该近视模型眼用本文公开的眼镜镜片实施例之一与焦距延伸的局部或辅助光学元件组合进行矫正。图2中公开的局部或辅助光学元件是线性轴锥镜。
图3示出当具有可见波长(555nm)和0D聚散度的入射光(即平行光线)倾斜地入射到-2D近视模型眼时，离轴贯穿焦点视网膜图像分布的示意图，该近视模型眼用本文公的眼镜镜片实施例之一与焦距延伸的辅助光学元件组合进行矫正。图3中公开的局部或辅助光学元件是线性轴锥镜。
图4示出当用图2中描述的示例性实施例矫正时，图1中描述的近视模型眼的轴上的贯穿焦点光学传递函数的模量。以4mm瞳孔评估模型眼的光学性能。
图5a示出本公开示例性实施例的选择，例如设置在眼镜镜片前表面或后表面上的对数轴锥镜；以及例如，如本文所公开的，设置在眼镜镜片后表面上的光剑局部或辅助光学元件。
图5b示出本公开的光剑局部或辅助光学元件之一的特征，例如，示例性光剑元件被配置为使得穿过光剑的光产生围绕其焦平面的延伸的焦深。如本文所公开的，光剑元件的曲率半径的角度变化产生可见的凸台或脊。
图5c示出本公开的单孔雀眼局部或辅助光学元件之一的特征，例如，示例性单孔雀眼被配置为使得穿过单孔雀眼的光产生围绕其焦平面的延伸的焦深。
图5d示出本公开的双孔雀眼局部或辅助光学元件之一的特征，例如，示例性单孔雀眼被配置为使得穿过双孔雀眼的光产生围绕其焦平面的延伸的焦深。
图6示出与本发明公开的辅助光学元件组合的另一眼镜镜片实施例的正视图。本公开的预期辅助光学元件实施例被配置在专用远距距离和近距离区内。
图7示出与本发明公开的辅助光学元件组合的另一眼镜镜片实施例的正视图。本公开的预期实施例被配置为横跨眼镜镜片，而不将元件限制于任何专用远距离和近距离区。
图8示出现有技术的眼镜镜片的正视图，其中，以某种布置配置了大约12个基于区域离焦的小透镜。中央前4个基于离焦的小透镜被配置在距视觉中心大约3mm的固定半径内，并且分别围绕光轴分开大约90度；而其余8个小透镜则配置在距视觉中心大约6mm的固定半径内，并且分别围绕光轴分开大约45度。
图9示出在图8中描述的现有技术眼镜镜片的基于离焦的小透镜的度数曲线以及围绕基于离焦的小透镜的外接区域。
图10示出现有技术的基于离焦的小透镜的剩余凹陷度曲线，以及图9中描述的围绕现有技术眼镜镜片的基于离焦的小透镜的外接区域。
图11示出图8中描述的整个现有技术眼镜镜片的剩余凹陷度曲线(沿水平轴或x轴)。所描述的现有技术眼镜镜片包括多个基于离焦的小透镜。如图9所示，度数曲线围绕小透镜的几何中心旋转对称。
图12示出0D聚散度的可见波长(589nm)入射光(即平行光线)入射到-3D近视模型眼时，绘制为点列图的广角贯穿焦点视网膜图像点分布示意图，该近视模型眼用图9中描述的现有技术眼镜镜片之一矫正。以4mm瞳孔评估这种用现有技术镜片之一矫正的示意性模型眼的性能。
图13示出当配置有图9中描述的现有技术的基于离焦的小透镜的单视眼镜镜片(Rx：-3D)用于矫正-3D近视模型眼时，离轴贯穿焦点光学传递函数的模量。在(10，0)度的视场角处以4mm瞳孔获得贯穿焦点光学传递函数。
图14示出本公开的眼镜镜片的示例，其中，以某种布置配置了大约12个局部/辅助改进光剑光学元件。前4个局部/辅助改进光剑光学元件被配置在距光学中心大约3mm的固定半径内，每个元件围绕光轴彼此分开大约90度；而其余8个局部/辅助改进光剑光学元件被配置在距视觉中心大约6mm的固定半径内，每个元件围绕光轴彼此分开大约45度。
图15示出图14中描述的本公开示例性实施例中的辅助或局部改进光剑光学元件的度数曲线，以及围绕辅助或局部光学元件的外接区域。
图16示出图15中描述的本公开示例性实施例中的辅助或局部改进光剑光学元件的剩余凹陷度曲线，以及围绕辅助光学元件的外接区域。
图17示出图14中描述的整个实施例眼镜镜片的剩余凹陷度曲线(沿水平轴或x轴)。所描述的示例性眼镜镜片实施例包括专门设计为没有可见凸台或脊的多个改进光剑元件，其特征在于，度数曲线的角调制围绕图15中描述的基于辅助改进光剑的光学元件的几何中心。
图18示出0D聚散度的可见波长(589nm)入射光(即平行光线)入射到-3D近视模型眼时，绘制为点列图的广角贯穿焦点视网膜图像点分布示意图，该近视模型眼用图15中描述的本公开实施例之一矫正。以4mm瞳孔评估用示例性实施例矫正的示意性模型眼的性能。
图19示出当配置有图15中描述的基于改进光剑的辅助光学元件特征的单视眼镜镜片(Rx：-3D)用于矫正-3D近视模型眼时，离轴贯穿焦点光学传递函数的模量。在(10，0)度的视场角处以4mm瞳孔获得贯穿焦点光学传递函数。
图20示出本公开的眼镜镜片的示例，其中，以某种布置配置了大约12个基于改进光剑的局部/辅助光学元件。前4个基于改进光剑的局部/辅助光学元件被配置在距光学中心大约3mm的固定半径内，每个元件围绕光轴彼此分开大约90度；而其余8个基于改进光剑的局部/辅助光学元件被配置在距视觉中心大约6mm的固定半径内，每个元件围绕光轴彼此分开大约45度。
图21示出图20中描述的本公开示例性实施例中的基于改进光剑的辅助或局部光学元件的度数曲线，以及围绕辅助或局部光学元件的外接区域。
图22示出图21中描述的本公开示例性实施例中的基于改进光剑的辅助或局部光学元件的剩余凹陷度曲线，以及围绕辅助光学元件的外接区域。
图23示出图20中描述的整个实施例眼镜镜片的剩余凹陷度曲线(沿水平轴或x轴)。所描述的示例性眼镜镜片实施例包括专门设计为没有可见凸台或脊的多个改进光剑元件，其特征在于，度数曲线的角调制围绕图21中描述的基于辅助改进光剑的光学元件的几何中心。
图24示出0D聚散度的可见波长(589nm)入射光(即平行光线)入射到-3D近视模型眼时，绘制为点列图的广角贯穿焦点视网膜图像点分布示意图，该近视模型眼用图21中描述的本公开实施例之一矫正。以4mm瞳孔评估用示例性实施例矫正的示意性模型眼的性能。
图25示出当配置有图21中描述的基于改进光剑的辅助光学元件特征的单视眼镜镜片(Rx：-3D)用于矫正-3D近视模型眼时，离轴贯穿焦点光学传递函数的模量。在(10，0)度的视场角处以4mm瞳孔获得贯穿焦点光学传递函数。
图26示出本公开的眼镜镜片的示例，其中，以圆形布置配置了大约8个局部/辅助轴锥镜光学元件。8个局部/辅助前向线性轴锥镜光学元件配置在距光学中心大约3.5mm的固定半径内，每个元件围绕光轴彼此分开大约45度。
图27示出图26中描述的整个实施例眼镜镜片的剩余凹陷度曲线(沿水平轴或x轴)。所描述的示例性眼镜镜片实施例包括具体设计为围绕眼镜镜片的视觉中心的多个轴锥镜，在该示例中，图26中描述的辅助光学元件是前向线性轴锥镜。
图28示出0D聚散度的可见波长(589nm)入射光(即平行光线)入射到-3D近视模型眼时，绘制为点列图的广角贯穿焦点视网膜图像点分布示意图，该近视模型眼用图26中描述的本公开实施例之一矫正。在(0，12.5)度的视场角处以2.5mm瞳孔获得贯穿焦点光学传递函数。
图29示出本公开的眼镜镜片的示例，其中，以圆形布置配置了大约8个局部/辅助后向线性轴锥镜光学元件。8个局部/辅助后向线性轴锥镜光学元件配置在距光学中心大约2.25mm的固定半径内，每个元件围绕光轴彼此分开大约45度。
图30示出图29中描述的整个实施例眼镜镜片的剩余凹陷度曲线。所描述的示例性眼镜镜片实施例包括具体设计为围绕眼镜镜片的视觉中心的多个轴锥镜，在该示例中，图29中描述的辅助光学元件是后向线性轴锥镜。
具体实施方式
用于管理近视的现有技术眼镜设计包括使用行政双视镜片、D形双视镜片、同心双视镜片、传统渐进多焦点镜片和特殊类型的渐进多焦点镜片，包括对称和不对称式镜片、多焦点镜片、眼镜镜片上结合多段离焦区域，以及具有正球差的眼镜，也可以称为周边离焦镜片。这些眼镜镜片设计中的每一个都有其优点和缺点。本文描述了其中一些缺点。例如，有些是基于各种类型的双视、多焦点和渐进镜片或周边离焦度数，因为引入显著的视觉干扰(如摇摆效应、图像跳跃、剩余像差和周边扭曲)，损害了周边视角的视觉质量。其副作用可归因于同时和/或多个离焦区域、区或段的显著水平，或者在镜片中使用大量的正球差，或者眼镜镜片给定区内度数的急剧变化。
为了避免年轻人在使用标准双视眼镜镜片、多焦点眼镜镜片和渐进多焦点眼镜镜片时遇到的视觉性能问题，一些其它现有技术的老花眼隐形镜片设计涉及有目的地操纵球面像差以延伸焦深，因而也被认为是近视管理的一种选择。以下参考文献全文并入本文：Bakaraju.,Chapter 7,PhD Thesis,2010,Optometry&Vision Science,Faculty ofScience,UNSW；Benard et al.,"Subjective depth of field in presence of 4th-order and 6th-order Zernike spherical aberration using adaptive opticstechnology,"J.Cataract Refract.Surg.,36,2129-2138(2010)；Yi et al.,"Depth offocus and visual acuity with primary and secondary spherical aberration,"Vision Research,51,1648-1658(2011)。
提出并有效地用于老花眼管理的大多数现有技术隐形镜片设计自然而然令人想到这也是治疗或管理近视的卓有成效的选择；即，用于减缓近视的发展。然而，对于提出并有效地用于老花眼管理的眼镜镜片来说，情况通常并非如此。例如，渐进多焦点眼镜镜片被认为是老花眼管理的黄金标准，但当被测试用于近视眼管理时，根据多个随机对照临床试验的统计，几乎没有任何显著效果。
此外，考虑到更年轻的眼睛变化，结合相关光学特征修改渐进多焦点镜片设计的多次尝试结果大部分也都不理想。对于所观察到的渐进和其它传统的双视和多焦点眼镜镜片对管理近视无效的无用结果，根本原因可以归结为两个：(a)光学矫正依赖于佩戴者的特定视线，换句话说，佩戴者可以选择使用或者不使用眼镜镜片中的治疗光学器件，这与明显与佩戴者的视线无关的隐形镜片不同；和/或(b)治疗区距佩戴者的瞳孔区域/视轴太远。
例如，与眼镜镜片中结合了传统或常规双视、多焦点或渐进多焦点“类”光学器件的设计相比，在设计开发中考虑了上述现有技术局限性的眼镜镜片设计在减缓近视发展方面已经表现更成功。
以下参考文献整体并入本文中以支持上述发现。To等人的US专利10268050B2教导了使用结合离焦的多段光学元件控制近视发展。Lam等人的题为“Defocus IncorporatedMultiple Segments(DIMS)spectacle lenses slow myopia progression:a 2-yearrandomised clinical trial”的同行评审科学论文Br J Ophthalmol，2019，104，363–368展示了美国专利10268050B2的临床使用。在现有技术US10268050B2公开了使用结合离焦的多段镜片来管理进展性近视的第一种成功方法之后，眼科行业迫切地将基于小透镜和微透镜的技术结合到眼镜镜片中，用于眼镜和隐形镜片两种应用，旨在改进已确立的现有技术10268050B2。以下有关基于隐形镜片的应用的参考文献整体并入本文中。例如，Brennan等人的题为“Contact Lens comprising non-co-axial micro lenslets for preventingand/or slowing myopia progression”的美国专利2016/0377884A1教导了将多个非共轴小透镜或光学元件用于近视发展。该公开美国专利2016/0377884A1设想了使用高度离焦并入隐形镜片视区内的小区域以管理近视。此外，在另一篇题为“Apparatus and methodsfor controlling axial growth with an ocular lens”的专利申请中，Newman公开了使用多个光学元件或特征，将外围光重定向至眼睛中并远离视网膜中央区域，以防止近视的发展。
以下有关基于眼镜镜片的应用的参考文献整体并入本文中，并且要求保护对现有技术10268050B2的改进。例如，Matthieu等人的题为“Optical Lens Element”的专利申请WO2019/166659A9公开了在局部光学元件中使用非球面光学器件，以及使用被配置为有效减缓近视发展的至少两个连续光学元件中的多个光学元件。非球面光学器件的使用代替了现有技术10268050B2中描述的常规球面光学器件，并且声称所设想的非球面光学器件的特定布置是对现有技术的改进。此外，Matthieu等人的题为“Optical Lens”的专利申请WO2020/079105A1教导了确定与控制近视发展的眼镜镜片结合使用的光学镜片元件的附加方式。
在题为“Optical Articles comprising encapsulated microlenses andmethods of making the same”的专利申请WO2020/078691A1中，Matthieu等人拓展了诸如微透镜的多个光学元件在镜片表面的使用，其可以有利于实现期望的正下加光度数，以将部分入射光聚焦在视网膜前方以控制近视的发展。在对现有技术US10268050B2中描述的基于离焦多段光学元件的公开内容的进一步改进中，Saux等人在题为“Improved OpticalArticle Incorporating Optical Elements and Manufacturing Method thereof”的专利申请WO2020/078964A1中进一步教导了使用利用嵌入眼镜镜片中的菲涅尔结构的微透镜来防止近视的发展。
在另一种应用模式中，Bakaraju等人在美国专利US20200073147A1中提出了使用结合在眼镜镜片中的微透镜为眼睛提供色差提示，从而有利于减慢近视发展速度。简而言之，针对近视眼提出的所有基于微透镜的技术均涉及使用离焦或非球面小透镜在视网膜的中央和/或周边区域施加一定程度的离焦。此外，已经设想了在眼镜镜片中结合小透镜“类”特征的各种配置来改善视觉性能。参见美国专利10268050B2、专利申请WO2019/166659A9、WO2020/079105A1、WO2020/078691、WO2020/078964A1和US2020/0073147A1中的示例。
鉴于眼镜镜片的依从性对近视发展的治疗功效的影响随时间降低，视觉性能的显著降低可能促进不良的依从性，从而导致功效较差。因此，需要在不引起本文讨论的至少一个或多个缺点的前提下，对用于矫正近视和推迟近视发展的眼镜设计进行改进。
本公开中所设想的用于近视管理的下一代眼镜解决方案旨在用这种经常被交易用于实现期望水平的近视控制的技术，改善必然的广角视觉性能降低。
为了改善现有技术中常规的基于离焦或非球面小透镜技术的视觉性能，本公开提出了使用结合有延伸焦深光学器件特征的多个子透镜，延伸焦深光学器件特征通过利用透光率函数的角调制实现，并与标准眼镜镜片结合、组合或并置使用。
已经注意到衍射光剑光学元件相对于常规折射光学元件在透光率的径向调制方面的改进实用性。
参见整体并入本文的以下参考文献：Kolodziejczyk et al.,"The light swordoptical element,a new diffraction structure with extended depth of focus",J.Mod.Opt.,37,1990。然而，使用衍射光剑光学元件会引起严重的不期望色差，从而导致视觉性能进一步下降。
随着新技术的出现，已经利用高精度的车削技术减少衍射方法中观察到的缺陷，这些技术为近年来用于老花眼治疗的折射光剑元件的准确和精确制造奠定了基础。
参见整体并入本文的以下参考文献：Garcia et al.,"Imaging with theextended focal depth utilizing the refractive light sword optical element",Opt.Express,16,2008；Petelczyc et al.,"Strehl ratio characterising elementsdesigned for presbyopia compensation",Opt.Express,19,2011；Petelczyc et al.,"Imaging the optical properties of a light sword optical element used as acontact lens in a presbyopic eye model",Opt.Express,19,(2011)；Gallego etal.,"Visual Strehl performance of IOL designs with extended depth of focus,"Optom.Vis.Set,89,2012以及Tjundewo Lawu.,“Wide depth of focus vortexintraocular lenses and associated methods”,WO2016/035055 A1。
在一些实施例中，对于现有技术的改进，本公开设想提供一种将小型化折射光剑元件结合在用于近视管理的眼镜镜片中的方法，该方法使得在现有技术设计中观察到的视觉折衷权衡最小化，同时保持期望水平的近视控制功效。
旨在改进现有技术设计且主要关注使视觉性能权衡最小化的下一代眼镜解决方案是本发明公开的主题。
此外，一些现有技术可能在外观上对儿童、青少年和年轻人没有吸引力，例如D形双视眼镜、行政双视眼镜等设计中的分界线。如本文所讨论的，其它解决方案将变得明显。需要一种不受佩戴者的眼睛视线方向影响，并且可以提供控制眼轴生长的停止信号的眼镜镜片。
本领域需要一种无论使用眼镜镜片的哪个部分，均可以向发展中的眼睛提供停止信号的眼镜镜片。本领域还需要一种可以与眼镜镜片组合的光学元件，其中，被配置为与设想的光学元件结合、组合或并置的眼镜镜片使用焦深延伸向发展中近视眼提供停止信号。此外，由光学元件和眼镜镜片提供的停止信号作用于佩戴者的一部分或大部分视角。本公开旨在克服和/或改进现有技术的一个或多个缺点，这将在本文中变得明显。
关于现有技术和一般感兴趣主题的详细讨论在此作为本公开的背景提供，以说明所公开实施例的上下文，并区分本公开所设想的优于现有技术的进展。这里提供的任何材料均不应被视为承认本公开中所提出的材料是先前公开的、已知的或公知常识的一部分，优先于本公开中概述的各种实施例和/或权利要求。
在本部分中，将参考一个或多个实施例来详细描述本公开，其中一些由附图示出并支持。示例和实施例以说明的方式提供，不应解释为对本公开范围的限制。
对可以共享本公开的共同特征和特性的若干实施例提供以下描述。应当理解的是，一个实施例的一个或多个特征可以与任何其它实施例的一个或多个特征组合，从而可以构成其它实施例。
本文公开的功能和结构信息不应以任何方式解释为限制性的，而应仅理解为用于教导本领域技术人员以各种方式采用所公开的实施例及其变型的代表性依据。
在具体实施方式部分中使用的副标题和相关主题标题仅仅是为了便于读者参考，并且不应以任何方式用于限制本公开的发明或权利要求书通篇所发现的主题。不应使用副标题和相关主题标题解释权利要求的范围或权利要求限制。
在本部分中，将参考一个或多个实施例来详细描述本公开，其中一些由附图示出并支持。示例和实施例以说明的方式提供，不应解释为对本公开范围的限制。
对可以共享本公开的共同特征和特性的若干实施例提供以下描述。应当理解的是，一个实施例的一个或多个特征可以与任何其它实施例的一个或多个特征组合，从而可以构成其它实施例。
发生近视或进展性近视的风险可以基于以下一个或多个因素：遗传、种族、生活方式、环境、过度的近距离工作等。
本公开的某些实施例针对具有发展中的近视或进展性近视风险的人。在一个或多个所公开的光学设备和/或眼镜镜片设计方法中发现了以下一个或多个优点。一种基于焦深延伸或延长，提供停止信号以延迟佩戴者眼睛的眼轴生长速度或停止眼轴生长的眼镜镜片设备或方法。焦深延伸或延长允许在眼镜佩戴者的特定贯穿焦点区域上将视网膜图像质量配置为高于特定阈值。
一种不完全基于正球差或围绕光轴同时离焦的眼镜镜片设备或方法，该设备或方法可能会受到现有技术基本视觉性能退化的影响。下述示例性实施例针对修改穿过眼镜镜片的入射光，在矫正眼的视网膜平面处提供焦深延伸或延长的方法。这可以通过使用位于用于矫正近视的眼镜镜片内，或与眼镜镜片结合、组合或并置的至少一个局部或辅助光学元件实现。简而言之，至少一个局部光学元件与眼镜镜片结合使用可以用于通过在视网膜水平上引入焦深延伸来降低近视发展的速度。单视、双视和多焦点镜片可以被设计为具有方便地被配置为在一个或多个观看距离处矫正的一个或多个焦点区域。视网膜处的延伸、延长或拓宽焦深范围提供了贯穿焦点视网膜区域(即视网膜前后区域)，在该区域中，图像质量不低于某个图像质量阈值。设想光学元件的延伸或延长或拓宽焦深范围为发展中近视眼提供延迟、控制或阻止信号。
本文公开了通过预期光学元件与眼镜镜片结合使用，实现延伸、延长或拓宽焦深范围的各种方式。从广义上讲，在眼镜镜片内或与眼镜镜片结合、组合或并置使用的预期光学元件可以将入射光束集中在沿光轴的线段中(即视网膜的前方和/或后方)，线段具有期望长度、与光轴一致的取向或倾斜，以及纵向强度分布。
轴锥镜是旋转对称光学元件，当与眼镜镜片组合时，可以用作适当的候选物，通过提供延伸焦深的延伸、延长或拓宽范围来抑制、延迟或控制近视的发展速度(即进展性近视的停止信号)。
简单地说，轴锥镜是一种用于在图像平面上将入射平面波转换为具有均匀强度的狭窄焦段的光学元件。根据具有均匀强度的狭窄焦段的投射方向，轴锥镜可以被称为前向轴锥镜或后向轴锥镜。
在示例实施例中，轴锥镜可以用作在一体式体基础单视眼镜镜片内，或与之组合、结合或并置使用的局部或辅助光学元件，以提供佩戴者眼睛视网膜处的焦深延伸。
在本公开的一个实施例中，轴锥镜可以是线性轴锥镜，用以下公式1描述的相位函数定义：
其中，ρ是相位函数
的径向坐标，F是光学元件的焦距，以镜片单位(mm)为单位；C是任意系数。
在本公开的又一实施例中，轴锥镜可以是四次轴锥镜或透镜轴锥镜，与眼镜镜片组合的四次轴锥镜或透镜轴锥镜可以用以下公式2描述的相位函数或光程差定义：
其中，ρ是相位函数
的径向坐标，ΔF是光学元件的延伸的焦深范围，以镜片单位(mm)单位；R是光学元件的半直径。
在本公开的又一实施例中，轴锥镜可以是对数轴锥镜，与眼镜镜片组合的对数轴锥镜光学元件可以用以下公式3描述的相位函数或光程差(DPD)定义：
其中，ρ是相位函数
的径向坐标，A＝ΔF/R2，F和ΔF代表镜片的焦距和光学元件的延伸的焦深范围，均以镜片单位(mm)为单位；R是光学元件的半直径。
旋转对称不是设计和制造能够提供延伸、延长或拓宽焦深范围的光学元件的先决条件。在其它实施例中，旋转不对称元件(如光剑光学元件)也可以方便地与眼镜镜片结合配置。
在本公开的又一实施例中，光学元件可以是光剑元件，与眼镜镜片组合的光剑光学元件可以用以下公式4描述的相位函数或光程差(DPD)定义：
其中，ρ和θ分别是相位函数中的径向坐标
和方位角坐标
参数F和ΔF代表镜片的焦距和光学元件的延伸的焦深范围，均以镜片单位(mm)为单位。
在本公开的又一实施例中，光学元件可以是光剑元件，与眼镜镜片结合的光剑元件可以用以下公式5描述的相位函数或光程差(DPD)定义：
OPD(ρ，θ)＝Aρ2+Bθρ2
其中，ρ和θ分别是径向坐标
和方位角坐标
参数A和B代表：
其中，参数F和ΔF代表镜片的焦距和光学元件的延伸的焦深范围，均以镜片单位(mm)为单位。
在本公开的又一实施例中，光学元件可以是轴透镜，与一体式基础单视眼镜镜片结合或组合的轴透镜可以用以下公式6描述的相位函数或光程差(DPD)定义：
其中，ρ是相位函数的径向坐标
F和ΔF代表镜片的焦距和光学元件的延伸的焦深范围，均以镜片单位(mm)为单位。R是光学元件的半直径，b是决定中央峰的强度分布的常数。
在本公开的又一实施例中，光学元件可以是任意偏心光程差，也称单孔雀眼光学元件，其是配置在一体式基础单视眼镜镜片内，与之结合、组合或并置使用的任意偏心光学元件，可以用以下公式7描述的相位函数或光程差(DPD)定义：
其中，x和y是相位函数的笛卡尔坐标；参数F和ΔF代表镜片的焦距和光学元件的延伸的焦深范围，均以镜片单位(mm)为单位；“d”是光学元件的直径。
在本公开的其它一些实施例中，两个单独的孔雀眼光学元件可以在空间上复用或适当地组合以产生双孔雀眼光学元件。这种双孔雀眼光学元件可以与一体式基础眼镜单视镜片结合使用，以提供期望水平的焦深延伸或延长。在双孔雀眼光学元件的情况下，以下述方式配置两个光学元件：一个孔雀眼元件的一个焦段与另一个孔雀眼元件的一个焦段沿光轴相邻布置，并且部分重叠。当与一体式基础单视镜片组合时，两个单独的孔雀眼光学元件的两个焦段的总长度使得矫正近视眼的焦深更大或焦深延长。在双孔雀眼光学元件的情况下，贯穿焦点焦能量分布得益于性能良好，并且在总焦段的中央部分(两个焦分量重迭的位置)维持可接受性能的两个单独的段。
如本文所公开的，当使用局部单孔雀眼或双孔雀眼光学元件时，由基于孔雀眼的元件获得的焦深延伸或延长比使用传统的折射或衍射菲涅尔透镜获得的焦深延伸或延长更平滑，并且没有明显的性能下降。
在与一个或多个设想的光学元件(诸如轴锥镜、轴透镜、对数轴锥镜、倒数轴锥镜、倒数对数轴锥镜、光剑元件、任意偏心光学元件轴)组合的一个或多个眼镜镜片实施例中，眼镜镜片的透射函数(T)利用公式8描述的以下表达式获得：
其中，λ是光波长；并且假设眼镜镜片的振幅函数在光学元件的整个视区内是恒定的。
图1示出未矫正的-2D近视模型眼(100)。当聚散度为0D的可见波长(例如555nm)的入射光(101)入射在未矫正近视眼上时，视网膜上的合成图像会因离焦而产生对称的模糊(102)。该示意图示出视网膜平面处的轴上几何点位分析。
图2示出当用本公开的眼镜镜片实施例矫正图1的未矫正(Rx：-2D)近视模型眼时，视网膜平面处的轴上贯穿焦点分析示意图。
这里，在该示例中，线性轴锥镜(203)与度数为-2D的一体式单视基础眼镜镜片(202)组合，被配置为使得当聚散度为0D的可见波长(例如555nm)的入射光(201)入射到矫正近视眼上时，视网膜(203)上形成的轴上贯穿焦点扩散图像显示出矫正近视眼视网膜处的焦深延伸。使用曲线图(204)进一步描述由其中一个眼镜镜片实施例提供的轴上贯穿焦点扩散图像，其中，轴上贯穿焦点强度分布在整个视网膜上的贯穿焦点区域内保持基本恒定，也称焦深延伸、延长或拓宽范围。在本公开的其它一些实施例中，可以考虑多个四次轴锥镜或多个对数轴锥镜。
图3示出当用本公开的眼镜镜片实施例矫正图1的未矫正-2D近视模型眼时，视网膜平面处的离轴贯穿焦点分析示意图。这里，在该示例中，线性轴锥镜(303)与度数为-2D的一体式单视基础眼镜镜片(302)组合，被配置为使得当聚散度为0D的可见波长(例如555nm)的离轴入射光(301)入射到矫正近视眼上时，视网膜(303)上形成的离轴贯穿焦点扩散图像显示出焦深延伸。
使用曲线图(304)进一步描述由该眼镜镜片实施例提供的离轴贯穿焦点扩散图像，其中，离轴贯穿焦点强度分布在整个视网膜上的贯穿焦点区域内保持基本恒定。
所设想的在图2和图3的一体式基础单视眼镜镜片实施例内使用，或与之组合、结合或并置使用的局部或辅助光学元件是线性轴锥镜。然而，该示例不应解释为对范围的限制。
在其它实施例中，设想的局部或辅助光学元件可以包括轴锥镜、轴透镜、倒数轴锥镜、线性轴锥镜、前向线性轴锥镜、后向线性轴锥镜、对数轴锥镜、倒数对数轴锥镜、光剑元件、改进光剑元件、单孔雀眼元件，双孔雀眼元件或其组合，以在期望的视网膜位置向眼镜佩戴者的眼睛提供期望的焦深延伸或延长。在一些实施例中，任何预期的局部或辅助光学元件均可以配置为前向或后向取向。
在其它一些实施例中，多个光学元件可以在一体式基础单视眼镜镜片实施例内使用或与之组合、结合或并置使用，一体式基础单视眼镜镜片实施例可以包括多个轴锥镜、多个线性轴锥镜、多个前向线性轴锥镜、多个后向轴锥镜、多个四次轴锥镜、多个轴透镜、多个倒数轴锥镜、多个对数轴锥镜、多个倒数对数轴锥镜、多个光剑元件、多个改进光剑元件、没有明显脊/凸台/边缘的多个改进光剑元件、多个单孔雀眼元件、多个双孔雀眼元件、多个对数轴锥镜或其组合。在一些实施例中，预期的多个局部或辅助光学元件中的任何一个均可以配置为前向或后向取向。
图1至图3是为了说明性目的而选择的示意性模型眼。然而，在其它示例性实施例中，如Liou-Brennan、Escudero-Navarro等的示意性射线追踪模型眼可以代替上述简单模型眼。
还可以改变角膜、晶状体、视网膜、眼介质或其组合的参数，以进一步辅助模拟本文公开的实施例。
具有堪比普通人眼的光学特性的模型眼可以用于评估所设想的具有以下一个或多个局部或辅助光学元件的眼镜实施例的原位(台式)性能：如本文所描述的线性轴锥镜、四次轴锥镜、对数轴锥镜、轴透镜、光剑元件、改进光剑元件、孔雀眼元件或其组合。
示例性实施例设计示例1
表1代表示例近视模型眼。该光学模拟是使用Optic Studio version 20.1(Zemax,LLC,USA)执行的，然而，也可以使用类似的射线追踪算法来执行相同的实验。
在该示例中，使用589nm的单波长进行光学计算；然而，也可以容易地将该建模实验扩展为包括可见光谱范围内(420nm至780nm)的所有波长。
示例近视模型眼的特定选择的眼参数不应解释为限制范围。应将其仅视为本领域技术人员可以获得的详尽建模实验清单中的一个示例。
例如，可以考虑不同的角膜形状、前房深度、晶状体形状、玻璃体腔深度或视网膜形状。此外，该示例实施例是使用标准CR39设计的；然而，也可以预期本领域技术人员选择任何其它眼镜材料进行该实验。
表1：具有-3DS处方的近视模型眼，搭配根据常规CR-39和本公开示例性实施例之一制成的眼镜镜片(轴锥镜)。
使用奇非球面来表征配置在眼镜镜片前表面上的轴锥镜表面(在示例1中)，其凹陷度(z)用公式9表示；
z＝β1ρ1+β2ρ2+β3ρ3+β4ρ4+β5ρ5+β6ρ6+β7ρ7
其中，β是奇非球面的系数；ρ是描述成
的径向坐标。在下表(表2)中列出了7项的系数，用于在奇非球面上表示示例1设计中提到的轴锥镜实施例。
| β1 | β2 | β3 | β4 | β5 | β6 | β7 |
| -2.76E-03 | 2.77E-03 | 8.30E-03 | -2.78E-03 | -2.03E-04 | 5.44E-04 | -1.28E-04 |
表2：示例性轴锥镜实施例(示例1)的光学处方。
光学传递函数是用于评估在模型眼的视网膜上形成的光学图像质量的措施之一。在其它实施例中，可以使用其它视网膜图像质量度量来确定所达到的焦深延伸水平，例如，如本文所公开的贯穿焦点点列图、贯穿焦点点扩散函数图、贯穿焦点调制传递函数或者贯穿焦点相位传递函数。
图4示出当示例性轴锥镜实施例(实施例1)与一体式基础单视眼镜镜片(由CR39聚合物材料制成)结合，用于矫正如本文的表1所示的近视模型眼时，在75循环/mm的特定空间频率下测量的轴上贯穿焦点光学传递函数的模量。
以4mm瞳孔评估光学性能，并且在轴上选择视场角进行性能评估。如图4所示，示例性实施例的光学传递函数提供-0.3mm(视网膜前方)和0.1mm(视网膜上或后方)之间的平滑的光学传递函数，这表示已经在模型眼视网膜上实现了期望焦深延伸。
在其它实施例中，可以在其它空间频率(例如25循环/mm、50循环/mm或以100循环/mm)下考虑贯穿焦点光学传递函数的测量。在一些其它示例中，可以考虑在多个空间频率或空间频率带下计量公开实施例的性能。
在其它实施例中，可以在其它瞳孔(例如至少2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5或6mm)条件下考虑性能评估。在一些其它示例中，可以在多个瞳孔条件下评估性能，以使性能能够令人满意。在其它一些实施例中，可以在离轴(例如至少5度、至少10度、至少15度或至少20度的视场角)的情况下考虑性能评估。
设计示例1中描述的示例性实施例可以在单独的位置使用，即在一体式基础眼镜镜片上仅一个位置处使用，或者也可以在一体式基础眼镜镜片的多个期望位置使用。
例如，在其它一些实施例中，轴锥镜实施例的期望位置可以具体地配置在紧邻远距离观察区的瞳孔区域上方，或者在一些其它情况下，轴锥镜实施例的期望位置可以靠近用于透过一体式基础眼镜镜片观察近距离物体的区域或完全位于该区域内。
示例性实施例(设计示例1中的轴锥镜)的直径为4mm；但是，在其它实施例中，可以通过创建直径更小(例如0.75mm、1mm、1.5mm或2mm)的另一轴锥镜元件，将限定轴锥镜的系数重新配置为实现视网膜上焦深延伸的期望水平。本文公开的示例性实施例的优选直径在0.75mm至4mm、0.75mm至2mm或0.75mm至3mm之间。
用于设计本公开的示例1的材料选择的折射率为1.56(如表1所示：表面轴锥镜)，并且另一相邻的低折射率材料折射率为1.498(如表1所示：表面覆盖和前表面)。在该示例中，轴锥镜表面被夹在低折射率材料和一体式基础镜片的基板之间。在本公开的各种实施例中，局部或辅助光学元件与相邻表面之间的折射率失配越小，产生本公开中描述的期望光学效果所需的表面凹陷度变化越大。对于其它实施例，本领域技术人员可以使用其它折射材料选择实现与本公开类似的结果。与局部或辅助光学元件相邻的材料选择和期望折射率失配的任何变型都被认为完全落入本公开的范围内。
在其它一些实施例中，用于描述代表示例1设计的轴锥镜实施例的奇非球面的七(7)项系数可以用优选值范围来配置。
| 系数 | β1 | β2 | β3 | β4 | β5 | β6 | β7 |
| 最小 | -3E-03 | -3E-03 | -9E-03 | -3E-03 | -3E-04 | -6E-04 | -2E-04 |
| 最大 | +3E-03 | 3E-03 | 9E-03 | 3E-03 | 3E-04 | 6E-04 | 2E-04 |
表3：系数β1至β7的最小值和最大值，用于描述本公开设想的轴锥镜。
图5示出与本公开设想的局部或辅助光学元件组合的眼镜镜片实施例的一些变型。例如，与一体式基础单视眼镜镜片(分别为501、502和503)组合的对数轴锥镜(示例501b和502b)和光剑元件(503b)。
一些实施例示出局部或辅助光学元件与实施例(502b)的前表面并置，而其它一些局部或辅助光学元件与实施例(501b)的后表面并置。
涉及光剑元件或改进光剑元件的局部或辅助光学实施例可以优选配置在一体式基础眼镜镜片的后表面上，以避免形成凸台而影响美观，即在外观上对穿戴者没有吸引力或令人不悦。此外，考虑到后表面上的光剑元件或改进光剑元件也将有助于局部或辅助光学元件的可制造性，条件是局部或辅助光学元件的折射率与一体式基础镜片的折射率明显不同。一体式基础镜片与辅助光学元件之间的优选绝对折射率失配或差值可以被配置在至少0.02、至少0.04、至少0.06、至少0.08或至少0.1之间。折射率失配越小，凹陷度曲线的变化就越大，从而允许更容易地制造特征，反之亦然。
在一些实施例中，优选实施例可以以设计和制造折射对数轴锥镜的可行性来确定，该折射对数轴锥镜在视网膜上的预定范围内生成具有几乎恒定大小和强度的准无衍射光束。
例如，在一些实施例中，辅助或局部光学元件可以用不相干光来表征，并且表现出与视网膜上预期的强度分布和斑点尺寸行为的良好对应。贯穿焦点能量分布可以被配置为在大部分设计范围内几乎恒定。如本文所述，这种对数轴锥镜可以提供整个视网膜各个区域上的大视场深度和均匀的轴向强度或能量分布。
在图5a所示的实施例示例中与眼镜镜片组合的局部或辅助光学元件包括本文公开的对数轴锥镜(501b和502b)和光剑元件(503b)。
在一些实施例中，在一体式基础眼镜镜片内实现折射对数轴锥镜可能需要使用树脂双光子聚合飞秒激光直接激光写入，如Lin等人在Journal of Lightwave Technology,Volume 28(8)2010发表的题为“Production of Integratable Monolithic MicroLogarithmic Axicon Lenses”的论文中所描述的，该论文整体并入本文。实施例(501b)示出与前表面组合的对数轴锥镜，而实施例(502b)示出与后表面并置的对数轴锥镜，实施例(503b)示出与眼镜镜片后表面结合配置的光剑元件。
在一些实施例中，折射对数轴锥镜可以被配置为前向配置，而在其它一些实施例中，折射对数轴锥镜可以被配置为后向配置。
在本公开的其它一些实施例中，在轴锥镜扩展的不同区内具有不同的拓扑或表面变化的两个对数轴锥镜的组合可以考虑与一体基础式单视眼镜镜片组合、结合实现。
两个对数轴锥镜的组合在本文中称为涡流轴锥镜。例如，可以使用两个对数轴锥镜将涡流轴锥镜与一体式基础眼镜组合配置，一个在眼镜镜片的前表面上，另一个在眼镜镜片的后表面上，使其几何中心基本对准。
在一些实施例中，光剑光学元件或改进光剑光学元件或孔雀眼光学元件可能需要作为围绕局部或辅助光学元件几何中心的方位角的函数的瞬时曲率半径的连续变化。
当局部或辅助光学元件配置在一体式基础眼镜镜片的前表面内，或与之组合或并置使用时，可能导致从前表面向外突出的脊或凸台(512)，对于眼镜佩戴者来说，这可能是美观上不能接受的，或者可能在有吸引力的设计选择中是不能接受的，因为其可能会在正常使用过程中吸引灰尘。
在这种情况下，可以设想将光剑元件定位在眼镜镜片的后表面上，以解决本文所讨论的缺点。
在一些实施例中，以下变量：光学元件所能达到的期望焦深延伸；光学元件表面的可制造性；以及相邻表面之间的折射率梯度；可以决定所设想的光学元件是否应与眼镜镜片的前表面、后表面或材料基质结合使用的选择。在一些实施例中，设想的光学元件可以与眼镜前表面和后表面结合使用；而在其它一些实施例中，这些元件可以并入材料基质中。
在一些实施例中，以表面上期望的曲率半径的变化计量，改进光剑元件或孔雀眼元件的所需度数变化可能太小，以至于不能以可接受的精度水平进行制造。在这种情况下，可以设想将光剑元件定位为与后眼镜表面结合。
由于折射表面之间更小的折射率梯度可以有利于改善光剑元件较小但期望的瞬时曲率变化的可制造性。
在本公开的又一示例实施例中，可以设想一种包括轴锥镜和/或光剑元件，被实现为控制眼镜镜片上入射光的折射焦点的眼睛镜片。在图5a所示的实施例中，与一体式基础眼镜镜片组合的局部和辅助光学元件包括多个轴锥镜、对数轴锥镜、光剑元件。
例如，在一些实施例中，可以由轴锥镜、对数轴锥镜或光剑元件上方的Q型非球面进一步限定表面，以优化期望的焦深水平。
Q型非球面的具体细节在以下论文中描述，该论文整体以引用方式并入本文：Forbes,“Shape specification for axially symmetric optical surfaces”,OpticsExpress(2007),Volume(15),Issue(8)。
在预期的本公开的一些其它实施例中，可以设想线性轴锥镜、对数轴锥镜或光剑元件上方的其它表面描述，例如由非球面、奇非球面、延伸奇多项式、扩展偶多项式、圆锥截面、双锥截面、复曲面、贝塞尔函数，雅可比多项式展开或其组合定义的基础表面。
在本公开的示例实施例中，一体式基础单视眼镜镜片包括以相位透射率的角调制配置的(一个或多个)辅助光学元件(图5a)。局部或辅助光学元件的功能在图5b中进一步描述。
基于轴锥镜和光剑元件的光学元件将光聚焦到焦线段中，因此非常适合延伸的焦深应用。在使用光剑元件的情况下，相位透射率的角变化提供瞳孔度数变化的独立性。
围绕光学元件(511)的几何中心，有目的地配置作为角坐标的函数的瞬时曲率半径的梯度形成了围绕焦点(F)的焦深范围(ΔF)，如图5b所示。作为角坐标的函数的瞬时曲率半径的变化率可以根据所需的设计需求(例如所需的焦深延伸水平)以屈光度操纵。
在示例实施例中，一体式基础眼镜镜片包括辅助或局部光学元件，光学元件可以是任意偏心光学元件，称为单孔雀眼光学元件(520)，如图5c所示。偏心光学元件配置有由公式7描述的光程差。
该局部或辅助单孔雀眼光学元件(520)的功能在图5c中进一步示出；其中，入射平面光波聚焦在焦距F附近的焦段523上；在这种情况下，光学元件的直径为“d”，其中，水平子午线521和竖直子午线522之间的光程差是变化的。
在本公开的另一示例实施例中，两个任意偏心光学元件可以叠置以构造双孔雀眼元件(530)。该局部或辅助双孔雀眼光学元件(530)的功能在图5d中进一步示出；其中，入射平面光波聚焦在焦距F附近的焦段533上；在这种情况下，光学元件的直径为“d”，其中，水平子午线531和竖直子午线532之间的光程差是变化的。
在该示例中，由双孔雀眼元件形成的焦段的总长度是由组成双孔雀眼元件的单孔雀眼元件形成的各个焦段的总和。
在一些实施例中，有目的地配置曲率半径变化可以进行优化，以产生至少0.5D、至少1D、至少1.5D、至少2D或至少2.5D的焦深。局部光学元件内最大瞬时曲率半径和最小瞬时曲率半径之间的失配越大，观察到的形状不连续性就越大。
在本公开的其它一些实施例中，通过考虑本文公开的特定光学曲线，提出了避免明显形状不连续的替代选择。在图6所示的实施例中，与一体式基础单视眼镜镜片组合的局部或辅助光学元件限于眼镜镜片上两个明显的区域或区。
在该示例中，与允许远视觉距离查看的处方相对应的区(601)沿主视线覆盖眼镜佩戴者的瞳孔。与近视觉距离查看相对应的另一个区(602)沿鼻下视线(即向下并向内朝鼻子604视线)覆盖眼镜佩戴者的瞳孔。
在该示例中，具有距离处方的区(603)没有、基本上没有、完全没有、或基本上完全没有设想的延伸焦深局部或辅助光学元件。这是本公开设想的设计之一。在本公开的其它一些实施例中，在这些区或区域(远和/或近)的每一个中，只有一个局部或辅助光学元件可以与一体式基础单视眼镜镜片组合。
在又一实施例中，可以在这些远距离和/或近距离区(即远区和/或近区)中配置多个光学元件。
在本公开的另一示例实施例中，眼镜镜片可以具有远视力矫正区和近视力矫正区两个不同的区域，从而可以分别在佩戴者远距离和近距离查看时，与佩戴者的瞳孔中心基本对准。
在一些示例中，如本文所公开的，远视力矫正和近视力矫正两个不同的区域可以具有一个或多个局部或辅助光学元件，在眼镜佩戴者的视网膜水平上提供延伸的焦深。
在图7所示的实施例中，与一体式基础单视眼镜镜片组合的局部或辅助光学元件以分布于整个一体式基础单视眼镜镜片的不同布置设置。例如，图7中描述的眼镜实施例的左镜片(701)具有围绕光学中心的大致圆形光学元件(705)的某种布置。
另一方面，图7中描述的眼镜实施例(702)的右镜片(702)包括六边形光学元件(706)，其基本上跨眼镜镜片的整个水平子午线布置。如上所述，配置有基础距离处方的区(703)没有、基本上没有、完全没有、或基本上完全没有设想的延伸焦深光学元件。
现有技术设计
为了证明本公开相对于使用基于离焦的小透镜的现有技术(例如，在现有技术US10268050B2中公开的结合离焦的多段眼镜镜片)的改进，在特定实验设置下描述了现有技术镜片的性能，并与本公开实施例在相同实验设置下获得的结果进行比较。
图8示出基于离焦的小透镜设计的现有技术眼镜镜片(800)。基础眼镜镜片(801)设计有以某种布置配置的12个基于离焦的小透镜(802)。
在该示例中，基于离焦的小透镜的某种布置(图8、800)可以描述为由其距视觉中心(804)的固定距离表征的两组。
在该示例中，第一组四(4)个基于离焦的小透镜配置在距光学中心(804)约3mm的固定半径(806)内；而第二组八(8)个基于离焦的小透镜(807)配置在距光学中心(804)约6mm的固定半径内。
在该示例中，第一组4个基于离焦的小透镜与紧邻的小透镜分开围绕光学中心(804)限定的大约90度。第二组八(8)个基于离焦的小透镜与紧邻的小透镜分开围绕光学中心(804)限定的大约45度。眼镜镜片的直径为大约50mm。
在该示例中，配置在眼镜镜片前表面上的每个基于离焦的小透镜(805)的直径为大约2mm。在现有技术眼镜镜片(803)的基于离焦的小透镜周围选择直径为大约4mm的外接区域，用于描述其光学特性；从而代表现有技术眼镜镜片的所有12个小透镜。
在该示例中，图9(900)中示出现有技术眼镜镜片的外接区域(803)的度数曲线。在该示例中，外接区域(903)的总直径为大约4mm。现有技术眼镜镜片的离焦结合区域(902)的直径为大约2mm。在901中描述的现有技术眼镜镜片的基础处方为大约-3D，并且相对于基础处方，离焦结合区域902以大约+3D的球面度数结合。所描述的现有技术眼镜镜片包括多个离焦结合多段区域，如图9所示。
在该示例中，图10中进一步示出现有技术眼镜镜片的外接区域(803)的剩余凹陷度曲线。剩余凹陷度通过减去基础眼镜镜片前表面的基本曲率半径的凹陷度得到。剩余凹陷度曲线(1002)(以mm为单位)被绘制为外接区域(1001)的直径(以mm为单位)的函数。
在该示例中，外接区域(1001)的总直径为大约4mm。现有技术眼镜镜片的离焦结合区域的直径为大约2mm。在该示例中，需要大约2微米的剩余凹陷度变化，以提供期望的离焦量(1003)。在该示例中，感兴趣的外接区域(803)的几何中心被认为是基准。
整个现有技术眼镜镜片沿图8描述的水平轴的剩余凹陷度曲线如图11所示。如图8所示，沿水平维度(x轴)有四(4)个离焦结合多段区域。在图11中，可以注意到作为直径(1101)的函数的多段区域的剩余凹陷度曲线(1102)。感兴趣的外接区域(1103)的几何中心被认为是基准。
图8至图11中描述的现有技术眼镜镜片配置有-3D的基础处方和12个离焦结合元件，每个元件具有+3D的相对下加光度数，用于矫正表1的示意性近视眼(Rx：-3D)。
现有技术的基础眼镜镜片具有1000mm的前表面曲率半径，142mm的后表面曲率半径，1.5mm的中心厚度，并且眼镜镜片用CR-39聚合物设计。
在本公开的其它一些示例中，可以考虑其它各种适当的前表面曲率半径、中心厚度和材料选择。图12示出0D聚散度的可见波长(589nm)入射光(即平行光线)入射到表1的-3D示意性近视模型眼时，绘制为点列图的广角贯穿焦点视网膜图像点分布示意图。以4mm的瞳孔直径评估光学性能。可以注意到，如行1201所示，轴上贯穿焦点光学性能产生视网膜上的聚焦图和紧邻视网膜前后的离焦图。行1202至1205表示与示意性近视模型眼结合使用的现有技术眼镜镜片的离轴性能，代表4个视场角(以度为单位)，即(0，10)、(0，-10)、(10，0)和(-10，0)。图12的五列代表视网膜前后方向上的各个位置；第1列(-0.7mm，视网膜前方)、第2列(-0.35mm，视网膜前方)、第3列(0mm，视网膜上)、第4列(0.35mm，视网膜后方)、第5列(0.7mm，视网膜后方)。
如行1202至1205的第一列所示，点列图揭示了基本上在视网膜前方(-0.7mm，视网膜前方)检测到的总体模糊内的对焦子区域。图13示出当具有基础处方(Rx：-3D)和多个离焦段的现有技术眼镜镜片用于矫正表1的-3D示意性近视模型眼时，离轴贯穿焦点光学传递函数的模量。
在10度的视场角处以4mm瞳孔获得贯穿焦点光学传递函数。可以看出，现有技术眼镜镜片的离轴贯穿焦点性能表现出双峰性能，其中，一个峰大约形成在视网膜(1301)上，另一个峰(1302)基本上形成在视网膜前方。另外，离轴贯穿焦点性能在两个性能峰之间形成明显的谷或下陷，这对于最佳视觉性能来说是不期望的。
示例性实施例设计示例2
图14示出有目的地与多个局部或辅助光学元件组合配置的本公开的示例性实施例眼镜镜片(1400)，从而使用专门设计为不会在邻接一体式基础眼镜镜片的局部或辅助光学元件的界面处形成明显的凸台或脊或边缘的改进光剑光学元件配置光学元件。
在该示例中，结合在一体式基础眼镜镜片中的多个局部或辅助光学元件的某种布置(图14、1400)可以描述为由其距视觉中心(1404)的固定距离表征的两组。第一组四(4)个局部或辅助改进光学光剑元件配置在距光学中心(1404)约3mm的固定半径(1406)内；第二组八(8)个局部或辅助改进光剑光学元件(1407)配置在距光学中心(1404)约6mm的固定半径内。第一组4个局部或辅助改进光剑光学元件与紧邻的局部光学元件分开围绕光学中心(1404)限定的大约90度。第二组局部或辅助改进光剑光学元件与紧邻的局部光学元件分开围绕光学中心(1404)限定的大约45度。眼镜镜片的直径为大约50mm。
在该示例中，配置在眼镜镜片前表面上的每个局部或辅助改进光剑光学元件(1405)的直径为大约2mm。围绕局部或辅助改进光剑光学元件(1403)选择直径为大约4mm的外接区域，用于描述其光学性能，作为本公开的眼镜镜片实施例的所有12个局部或辅助改进光剑光学元件的代表。本公开的一体式基础眼镜镜片配置有1000mm的前表面曲率半径，142mm的后表面曲率半径，1.5mm的中心厚度，并且一体式基础眼镜镜片用CR-39聚合物设计。在该示例中，一体式基础眼镜镜片的直径为30mm。
在该示例中，图15中进一步示出本公开的眼镜镜片实施例的外接区域(1403)的度数曲线。在该示例中，外接区域(1503)的总直径为大约4mm。局部或辅助改进光剑光学元件(1502)内的改进光剑元件的直径为大约2mm。
在该示例中，一体式基础眼镜镜片(1501)具有大约-3D的度数，局部或辅助改进光剑光学元件1502含有相对于基础处方，随围绕局部元件的几何中心定义的角线段变化的度数曲线，如图15所示。
在该示例中，图16中进一步示出实施例眼镜镜片的外接区域(1403)的剩余凹陷度曲线。剩余凹陷度通过减去一体式基础眼镜镜片前表面的基本曲率半径的凹陷度得到。剩余凹陷度曲线(1602)(以mm为单位)被绘制为外接区域(1601)的直径(以mm为单位)的函数。
在该示例中，外接区域(1601)的总直径为大约4mm。实施例眼镜镜片的改进光剑元件的直径为大约2mm。
在该示例中，需要水平取向(0度)上大约3微米的不对称凹陷度变化(1603)和竖直(90度)/垂直取向上大约2微米的不对称凹陷度(1604)，以围绕局部或辅助改进光剑光学元件(1503)的几何中心提供期望的度数变化量。
在图17中进一步示出整个实施例眼镜镜片沿水平轴的剩余凹陷度曲线。如图14所示，沿水平维度(x轴)配置有四(4)个改进光剑光学元件。作为直径(1701)(mm)的函数的改进光剑元件的剩余凹陷度曲线(1702)(mm)在图17中示出。感兴趣的外接区域(1703)的几何中心被认为是基准。
图18示出0D聚散度的可见波长(589nm)入射光入射到用图14中描述的公开实施例矫正的表1的-3D示意性近视模型眼时，绘制为点列图的广角贯穿焦点视网膜图像点分布示意图。以4mm的瞳孔直径评估光学性能。
可以注意到，如行1801所示，轴上贯穿焦点光学性能产生视网膜上的聚焦图和紧邻视网膜前后的离焦图。行1802至1805表示与示意性近视模型眼结合使用的实施例眼镜镜片的离轴性能，代表4个视场角(以度为单位)，即(0，10)、(0，-10)、(10，0)和(-10，0)。
图18的五列代表视网膜前后方向上的各个位置；第1列(-0.7mm，视网膜前方)、第2列(-0.35mm，视网膜前方)、第3列(0mm，视网膜上)、第4列(0.35mm，视网膜后方)、第5列(0.7mm，视网膜后方)。
如行1802至1805的第一列所示，点列图揭示了基本上在视网膜前方(-0.7mm和-0.3mm，视网膜前方)检测到的总体模糊内的对焦线状段子区域。
图19示出当具有基础处方(Rx：-3D)且配置有多个改进光剑元件的实施例眼镜镜片用于矫正表1的-3D示意性近视模型眼时，离轴贯穿焦点光学传递函数的模量。
在10度的视场角以4mm瞳孔获得贯穿焦点光学传递函数。可以看出，与示例1的现有技术设计的性能(图13)不同，实施例眼镜镜片的离轴贯穿焦点性能没有描绘出双峰性能。
大致在视网膜上形成的远距离峰(1901)具有光学性能的细长臂(1902)，在基本上沿视网膜前方展示图像的方向上表现出焦深延长。
与利用现有技术眼镜实施例获得的性能(图13)不同，离轴贯穿焦点性能不会形成明显的谷或下陷，并且不会形成在常规双视镜片中观察到的明显的性能峰值。提出了以示意性模型眼上的光学性能计量的这种改进，以转化为配戴示例性实施例的近视眼在视觉性能方面相对于本文所描述的现有技术镜片的显著且有意义的改进。此外，提出了以示意性模型眼上的光学性能计量的改进，以同样改进整体容差。
示例性实施例设计示例3
图20示出本公开的眼镜镜片(2000)，其设计为与多个局部或辅助光学元件组合，从而用改进光剑光学元件的另一变型配置光学元件；其中，局部或辅助改进光剑光学元件专门设计为不会在邻接一体式基础眼镜镜片的局部或辅助光学元件的界面处形成明显的凸台或脊或边缘。
在该示例中，结合在一体式基础眼镜镜片中的多个局部或辅助改进光剑光学元件的某种布置(图20、2000)可以描述为由其距视觉中心(2004)的固定距离表征的两组。第一组四(4)个局部或辅助改进光剑光学元件配置在距光学中心(2004)约3mm的固定半径(2006)内；第二组八(8)个局部或辅助改进光剑光学元件配置在距光学中心(2004)约6mm的固定半径(2005)内。第一组4个局部或辅助改进光剑光学元件与紧邻的局部光学元件分开围绕光学中心(2004)限定的大约90度。第二组八(8)个局部或辅助改进光剑光学元件与紧邻的局部光学元件分开围绕光学中心(2004)限定的大约45度。眼镜镜片的直径为大约30mm。
在该示例中，配置在眼镜镜片前表面上的每个局部或辅助改进光剑光学元件(2002)的直径为大约2mm。围绕局部或辅助改进光剑光学元件选择直径为大约4mm的外接区域(2003)，用于描述其光学性能，作为本公开的眼镜镜片实施例的所有12个局部或辅助改进光剑光学元件的代表。本公开的一体式基础眼镜镜片配置有1000mm的前表面曲率半径，142mm的后表面曲率半径，1.5mm的中心厚度，并且一体式基础眼镜镜片用CR-39聚合物设计。在该示例中，一体式基础眼镜镜片的直径为30mm。
在该示例中，图21中进一步示出本公开的眼镜镜片实施例的外接区域(2003)的度数曲线。在该示例中，外接区域(2103)的总直径为大约4mm。局部或辅助光学元件(2102)内的改进光剑元件的另一变型的直径为大约2mm。一体式基础眼镜镜片(2101)具有大约-3D的度数，局部或辅助改进光剑光学元件2102含有相对于基础处方，随围绕局部元件的几何中心定义的角线段变化的度数曲线，如图21所示。
在该示例中，图22中进一步示出实施例眼镜镜片的外接区域(2003)的剩余凹陷度曲线。剩余凹陷度通过减去一体式基础眼镜镜片前表面的基本曲率半径的凹陷度得到。剩余凹陷度曲线(2202)(以mm为单位)被绘制为外接区域(2201)的直径(以mm为单位)的函数。在该示例中，外接区域(2201)的总直径为大约4mm。实施例眼镜镜片的局部或辅助改进光剑光学元件的该变型直径为大约2mm。在该示例中，需要水平和竖直取向(0度&90度)上大约3微米的不对称凹陷度变化(2203&2204)，以围绕局部或辅助改进光剑光学元件(2103)的几何中心提供期望的度数变化量。
在图23中进一步示出整个实施例眼镜镜片沿水平轴的剩余凹陷度曲线。如图20所示，沿水平维度(x轴)配置有四(4)个改进光剑光学元件。在图23中，可以注意到作为直径(2301)的函数的改进光剑元件的剩余凹陷度曲线(2302)。感兴趣的外接区域(2303)的几何中心被认为是基准。
图24示出0D聚散度的可见波长(589nm)入射光入射到用图20中描述的公开实施例矫正的表1的-3D示意性近视模型眼时，绘制为点列图的广角贯穿焦点视网膜图像点分布示意图。以4mm的瞳孔直径评估光学性能。
可以注意到，如行2401所示，轴上贯穿焦点光学性能产生视网膜上的聚焦图和紧邻视网膜前后的离焦图。行2402至2405表示与示意性近视模型眼结合使用的实施例眼镜镜片的离轴性能，代表4个视场角(以度为单位)，即(0，10)、(0，-10)、(10，0)和(-10，0)。图24的五列代表视网膜前后方向上的各个位置；第1列(-0.7mm，视网膜前方)、第2列(-0.35mm，视网膜前方)、第3列(0mm，视网膜上)、第4列(0.35mm，视网膜后方)、第5列(0.7mm，视网膜后方)。
如行2402至2405的第一列所示，点列图揭示了基本上在视网膜前方(-0.7mm和-0.3mm，视网膜前方)检测到的总体模糊内的对焦弧形段子区域。
图25示出当具有基础处方(Rx：-3D)且配置有多个改进光剑元件的实施例眼镜镜片用于矫正表1的3D示意性近视模型眼时离轴贯穿焦点光学传递函数的模量。在10度的视场角处以4mm瞳孔获得贯穿焦点光学传递函数。
可以看出，与示例1的现有技术设计的性能(图13)不同，实施例眼镜镜片的离轴贯穿焦点性能没有描绘出双峰性能。大致在视网膜上形成的远距离峰(2501)具有光学性能的细长臂(2502)，在基本上沿视网膜前方展示图像的方向上表现出焦深延长。与利用现有技术眼镜实施例获得的性能(图13)不同，离轴贯穿焦点性能不会形成明显的谷或下陷，并且不会形成在常规双视镜片中观察到的明显的性能峰值。
提出了以示意性模型眼上的光学性能计量的这种改进，以转化为配戴示例性实施例的近视眼在视觉性能方面相对于本文所描述的现有技术镜片的显著且有意义的改进。此外，提出了以示意性模型眼上的光学性能计量的改进，以同样改进整体容差。
示例性实施例设计示例4
图26示出配置为与多个局部或辅助前向线性轴锥镜光学元件组合的本公开眼镜镜片的示例，其中，约八(8)个局部或辅助线性轴锥镜光学元件被配置为围绕眼镜镜片的光学中心的圆形布置。在该示例中，八(8)个局部或辅助线性轴锥镜光学元件配置在距眼镜镜片的光学中心约3.5mm的固定半径内。圆形布置的局部或辅助线性轴锥镜光学元件分别与相邻光学元件的几何中心分开大约45度(围绕眼镜镜片的光轴计量)。在该示例中，配置在眼镜镜片前表面上的每个局部或辅助线性轴锥镜光学元件(2605)的直径为大约1.5mm。围绕局部或辅助线性轴锥镜光学元件(2603)选择直径为大约3mm的外接区域，以描述其表面性能。选定的外接区域用作本公开眼镜镜片实施例的所有八(8)个局部或辅助线性轴锥镜光学元件的代表。
在该示例中，本公开的一体式基础眼镜镜片用CR39材料配置，并且具有1000mm的前表面曲率半径，142mm的后表面曲率半径，1.5mm的中心厚度，并且一体式基础眼镜镜片用CR-39聚合物设计。在该示例中，一体式基础眼镜镜片的直径为30mm。本示例中的每个局部或辅助前向线性轴锥镜光学元件均被配置为限定在底层基础前表面球面半径上方，使用0.1mm的极陡曲率半径和-500的非球面度(Q，圆锥常数)的前向线性轴锥镜。
在该示例中，结合了局部或辅助线性轴锥镜光学元件的眼镜镜片实施例的前表面涂覆有第二材料，第二材料不同于一体式基础眼镜镜片CR39材料，并且具有1.4的折射率。配置在前表面上的局部或辅助线性轴锥镜光学元件与涂层之间的折射率失配为大约0.1。在图27中进一步示出整个实施例眼镜镜片沿水平轴的剩余凹陷度曲线。如图26所示，沿眼镜镜片实施例的水平维度(x轴)，配置有两(2)个局部或辅助线性轴锥镜光学元件。在图27中，可以注意到作为直径(2701)(mm)的函数的局部或辅助线性轴锥镜光学元件的剩余凹陷度曲线(2702)(mm)。感兴趣的外接区域(2703)的几何中心被认为是基准。为了获得局部或辅助线性轴锥镜光学元件的剩余凹陷度曲线，移除了眼镜前表面的曲率半径。
图28示出0D聚散度的可见波长(555nm)入射光(即平行光线)入射到用图27中描述的公开实施例矫正的表1的-3D示意性近视模型眼时，绘制为点列图的广角贯穿焦点视网膜图像点分布示意图。在2.55mm瞳孔直径下评估了光学性能。可以注意到，如行2801所示，轴上贯穿焦点光学性能产生视网膜上的聚焦图和紧邻视网膜前后的离焦图。行2802表示与示意性近视模型眼结合使用的实施例眼镜镜片的离轴性能，代表(0，12.5度)视场角。
在该示例中，图28的五列代表视网膜前后方向上的各个位置；第1列(-0.5mm，视网膜前方)、第2列(-0.25mm，视网膜前方)、第3列(0mm，视网膜上)、第4列(0.25mm，视网膜后方)、第5列(0.5mm，视网膜后方)。
如2802所示，对于穿过局部或辅助线性轴锥镜光学元件和一体式基础眼镜镜片的组合的离轴入射平面波，获得相对横向恒定的环形强度分布。
在该示例中，在2802中的离轴贯穿焦点区域中观察到的相对恒定的横向尺寸和相对恒定的强度分布或相对恒定的能量分布是由局部或辅助线性轴锥镜视光学元件与示意性模型眼的视网膜上的一体式基础眼镜镜片组合提供的焦深延伸的替代度量。
在其它实施例中，当线性或对数轴锥镜是与一体式基础眼镜镜片组合的局部或辅助光学元件时，可以在佩戴者视网膜上的预定焦点区域上方生成基本无衍射的恒定光束尺寸和相对恒定的强度。围绕视网膜的期望贯穿焦点区域上方接近均匀或基本上接近均匀的轴上强度可以提供发展中近视眼的停止信号。如示例中所示，前向或后向线性轴锥镜与一体式基础眼镜镜片组合的结果是生成环形光分布图案，该环形光分布图案在视网膜的大部分贯穿焦点区域上基本具有相似的宽度和强度图案。
示例性实施例设计示例5
图29示出配置为与多个局部或辅助后向线性轴锥镜光学元件组合的本公开眼镜镜片的示例，其中，约八(8)个局部或辅助线性轴锥镜光学元件被配置为围绕眼镜镜片的光学中心的圆形布置。
在该示例中，八(8)个局部或辅助线性轴锥镜光学元件配置在距眼镜镜片的光学中心约2.25mm的固定半径内。圆形布置的局部或辅助后向线性轴锥镜光学元件分别与相邻光学元件的几何中心分开大约45度(围绕眼镜镜片的光轴计量)。在该示例中，配置在眼镜镜片后表面上的每个局部或辅助线性轴锥镜光学元件(2905)的直径为大约0.75mm。围绕局部或辅助线性轴锥镜光学元件(2903)选择直径为大约3mm的外接区域，以描述其表面性能。选定的外接区域用作本公开眼镜镜片实施例的所有剩余八(8)个局部或辅助线性轴锥镜光学元件的代表。在该示例中，本公开的一体式基础眼镜镜片用CR39材料配置，并且具有1000mm的前表面曲率半径，142mm的后表面曲率半径，1.5mm的中心厚度，并且一体式基础眼镜镜片用CR-39聚合物设计。在该示例中，一体式基础眼镜镜片的直径为35mm。
在该示例中，本示例中的每个局部或辅助光学元件均被配置为限定在底层基础后表面球面半径上方，使用0.1mm的极陡曲率半径和-2000的非球面度(Q，圆锥常数)的眼镜后表面上的轴锥镜。在该示例中，结合了局部或辅助线性轴锥镜光学元件的眼镜镜片实施例的前表面突出至眼镜镜片的材料基质中，因此没有考虑特殊或额外的涂层。在图30中进一步示出整个实施例眼镜镜片沿水平轴的剩余凹陷度曲线。如图29所示，沿眼镜镜片实施例的水平维度(x轴)，配置有两(2)个局部或辅助线性轴锥镜光学元件。在图30中，可以注意到作为直径(3001)(mm)的函数的局部或辅助线性轴锥镜光学元件的剩余凹陷度曲线(3002)(mm)。感兴趣的外接区域(3003)的几何中心被认为是基准。为了获得局部或辅助线性轴锥镜光学元件的剩余凹陷度曲线，移除了眼镜后表面的曲率半径。
图31示出0D聚散度的可见波长(555nm)入射光(即平行光线)入射到用图29中描述的公开实施例矫正的表1的-3D示意性近视模型眼时，绘制为点列图的广角贯穿焦点视网膜图像点分布示意图。在2.5mm瞳孔直径下评估了光学性能。
可以注意到，如行3101所示，轴上贯穿焦点光学性能产生视网膜上的聚焦图和紧邻视网膜前后的离焦图。行3102表示与示意性近视模型眼结合使用的实施例眼镜镜片的离轴性能，代表(0，30度)视场角。图31的五列代表视网膜前后方向上的各个位置；第1列(-0.5mm，视网膜前方)、第2列(-0.25mm，视网膜前方)、第3列(0mm，视网膜上)、第4列(0.25mm，视网膜后方)、第5列(0.5mm，视网膜后方)。
在该示例中，如3102所示，对于穿过局部后向线性轴锥镜光学元件和一体式基础眼镜镜片的组合的离轴入射平面波，获得相对横向恒定的环形强度分布。
在该示例中，在3102中的离轴贯穿焦点区域中观察到的相对恒定的横向尺寸和相对恒定的强度分布或相对恒定的能量分布是由局部或辅助后向线性轴锥镜视光学元件与示意性模型眼的视网膜上的一体式基础眼镜镜片组合提供的焦深延伸的替代度量。
如示例中所示，前向或后向线性轴锥镜与一体式基础眼镜镜片组合的结果是生成环形光分布图案，该环形光分布图案在视网膜的大部分贯穿焦点区域上基本具有相似的宽度和强度图案。
示例1-4的其它变型
在其它一些实施例中，眼镜镜片上的局部或辅助光学元件布置可以是所述具有圆形、非圆形、半圆形、环形、椭圆形、矩形、八边形、六边形、随机形状或正方形形状，以在佩戴者眼睛视网膜的不同期望位置引入期望水平的焦深延伸，并且产生用于发展中近视眼的期望停止信号。
在某些实施例中，与一体式基础眼镜镜片一起配置或结合、组合或并置配置的多个局部或辅助光学元件可以包括本文公开的辅助光学元件的各种组合。例如，在一个实施例中，可以将多个前向/后向轴锥镜与多个光剑或改进光剑元件组合。在另一示例实施例中，可以将多个前向/后向轴锥镜与单孔雀眼或双孔雀眼元件组合。
在某些实施例中，与一体式基础眼镜镜片一起配置或结合、组合或并置配置的多个局部或辅助光学元件可以沿眼镜镜片的不同区域不同地布置，或者可以在左眼和右眼之间不同地布置。
在某些实施例中，与眼镜镜片组合的一个或多个局部或辅助光学元件之间的中心到中心间隔可以是至少0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm或其组合。在其它一些实施例中，与眼镜镜片组合的一个或多个局部或辅助光学元件之间的中心到中心间隔可以在0.5至5mm、1至3mm、2至5mm、3至5mm之间或其组合。
在其它一些实施例中，眼镜镜片上的局部或辅助光学元件直径可以是至少0.75mm、1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm或2mm。在其它一些实施例中，眼镜镜片上的局部或辅助光学元件直径可以在0.75mm至1.5mm之间、1.25mm至1.75mm之间、1mm与2mm之间。
在其它一些实施例中，眼镜镜片上的任意局部或辅助光学元件的表面积可以是至少1.75平方毫米、2平方毫米、2.25平方毫米、2.5平方毫米、2.75平方毫米、3平方毫米、3.25平方毫米或3.5平方毫米。
在其它一些实施例中，眼镜镜片上的局部或辅助光学元件直径可以在1.75平方毫米至2.5平方毫米之间、2.25平方毫米至2.75平方毫米之间、1.75平方毫米至3.5平方毫米之间。
在其它一些实施例中，眼镜镜片上基本所有局部或辅助光学元件的总表面积可以小于眼镜镜片或眼镜镜片坯料总表面积的10％、12.5％、15％、17.5％、20％、22.5％、25％、27.5％或30％。在其它实施例中，眼镜镜片上基本所有局部或辅助光学元件的总表面积可以在眼镜镜片或眼镜镜片坯料总表面积的10％-20％之间、10％-15％之间、15％-25％之间、10％-20％之间。
在某些实施例中，配置在与至少一个局部或辅助光学元件结合的眼镜镜片内的焦深延长(即停止信号)的诱导延伸可以是至少+0.5D、+0.75D、+1D、+1.25D、+1.5D、+1.75D、+2D或+2.5D。
在某些实施例中，配置在与至少一个局部或辅助光学元件结合的眼镜镜片内的焦深延长的诱导延伸可以在+0.5D至+1D之间、+0.5D至+1.5D之间、+0.5D至+2D之间或+0.5D至+2.5D之间。
在一些实施例中，一体式基础单视眼镜镜片可以配置有多个区域，这些区域具有单独的局部或辅助光学元件，当与基础眼镜镜片的光学轮廓组合时，光学元件的光学轮廓能够为佩戴者眼睛视网膜上的至少一个期望区域提供延伸的焦深。与(一个或多个)辅助光学元件组合的一体式基础单视眼镜镜片可以被配置为使得本实施例能够根据本公开的示例性方面减少、抑制或控制个体的近视眼发展速度。
在一些实施例中，可以设想对应于远视觉距离查看的区域或区，该区域或区沿主视线覆盖眼镜佩戴者的瞳孔；以及对应于近视觉距离查看的另一个区域或区，该区域或区沿鼻下视线(即向下并向内朝鼻子604视线)覆盖眼镜佩戴者的瞳孔。在其它一些实施例中，在这些区或区域(远和/或近)的每一个中，只有一个局部或辅助光学元件可以与眼镜镜片组合。
在又一实施例中，可以设想这些区域或区(远和/或近)的每一个中设置多个局部或辅助光学元件。本文公开的与眼镜镜片组合的局部或辅助光学元件可以在其光学和物理性质方面显著变化。
在一些实施例中，局部或辅助光学元件可以被配置为与一体式基础眼镜镜片并置，该眼镜镜片可以被制造成可以包括单层的片材，而在其它实施例中，片材可以包括多层。然后，可以将这些片材料相接，以与眼镜镜片适当地配合或起作用。可以将包括局部或辅助光学元件的片材以多种方式(包括但不限于热粘合、机械粘合或化学粘合)施加或粘合至眼镜镜片，从而与眼镜镜片结合使用。在一些实施例中，眼镜镜片的至少一个局部光学元件可以位于、形成或放置在前表面、后表面或其组合上。在一些实施例中，眼镜镜片的至少一个局部光学元件专用于产生停止信号的特定特征，例如焦深延伸或延长，或基本上分布在视网膜前方的光能。
在某些实施例中，一个或多个局部或辅助光学元件的折射率可以高于该局部或辅助光学元件周围材料的折射率，而在其它实施例中，一个或多个局部或辅助光学元件的折射率可以低于光学元件周围材料的折射率。在一些实施例中，光学元件折射率的有用范围在1.35至1.75之间。在某些其它实施例中，一个或多个局部或辅助光学元件的折射率可以是梯度形式，也称梯度折射率介质。
在一些眼镜镜片实施例中，与局部或辅助光学元件的周围区域相比，一个或多个局部或辅助光学元件的折射率之间的差异更小，从而可以有利于提高制造精度。在一些实施例中，可以设想折射率差为约0.005、0.01、0.05或0.1。
在某些其它实施例中，眼镜镜片的至少一个局部或辅助光学元件可以位于、形成于或放置在眼镜镜片的两个表面中的一个上，并且另一表面可以具有用于进一步减少眼轴生长的其它特征。例如，使用如离焦差、彗差、或球差的附加特征。
本文提供的示例已经使用了-3D近视模型眼来公开本发明，但是相同的公开内容也可以扩展至其它近视度数，例如-1D、-2D、-5D或-6D。此外，应当理解的是，本领域技术人员可以扩展至不同度数近视且有散光的眼睛，例如高达1DC或2DC。
在示例实施例中，参考了555nm的特定波长，但应该理解的是，本领域技术人员可以扩展至420nm至760nm之间的其它可见波长。
在另一实施例中，一种眼镜镜片的制造方法或工艺包括以下步骤：(a)模制和/或切割材料以在眼镜镜片的表面上形成光学元件，实现有径向和/或方位角度数分布；以及(b)采取期望步骤，基本上消除眼镜镜片上沿方位角度数分布的任何不连续。
例如，设想通过考虑将光剑光学元件与眼镜镜片的后表面并置，避免因产生具有角度或旋转不对称度数分布的光剑光学元件所需的表面轮廓角变化而导致的凸台。
附图和示例中公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为教导本领域技术人员以多种变型采用所公开实施例的代表性基础。
在本公开的一个实施例中，公开了一种用于近视眼的眼镜镜片，其包括一体式基础眼镜镜片，其配置有远距离基础处方以至少部分地矫正所述近视眼的屈光不正；还包括形成在一体式基础眼镜镜片内，或与之结合、组合或并置的至少一个局部或辅助光学元件；其中，至少一个局部或辅助光学元件被配置为向眼睛提供与所述一体式基础眼镜镜片所提供的光学效果不同的光学效果；并且其中，一体式基础眼镜镜片和至少一个辅助光学元件的组合被配置为为近视眼视网膜上的至少一部分提供焦深延长。
在一个示例中，一体式基础眼镜镜片具有球面基础处方或复曲面基础处方。在一个示例中，每个局部或辅助光学元件的直径大于0.75mm。在一个示例中，每个局部或辅助光学元件的表面积大于1.75平方毫米。在一个示例中，局部或辅助光学元件的合计表面积小于眼镜镜片的总表面积的30％。在一个示例中，每个局部或辅助光学元件至少部分地使用轴锥镜、倒数轴锥镜或对数轴锥镜。在本公开的某些其它实施例中，每个局部或辅助光学元件至少部分地使用光剑元件、改进光剑元件或孔雀眼元件。
在本公开的其它实施例中，焦深延长包括正位和负位，并且其中，焦深延长被配置为使得负位基本上位于视网膜的前方，并且正位基本上位于近视眼的视网膜上。例如，在一个实例中，每个局部或辅助光学元件提供的焦深延长的宽度在0.2mm至1.5mm之间。
在本公开的某些其它实施例中，对于460nm至760nm之间且包括这两个端点的多个可见光波长，能够实现所述焦深延长。在一个示例中，视网膜上的至少一部分在近视眼的30度视场内。在某些示例中，至少一个局部或辅助光学元件被配置在眼镜镜片的前表面上、后表面上或前表面和后表面两者上。
在一些示例中，至少一个局部或辅助光学元件被配置在眼镜镜片的基质内。在一些示例中，至少一个局部或辅助光学元件具有以下一种或多种形状：圆形、椭圆形、规则多边形或不规则多边形。眼镜镜片的其它示例性实施例在以下示例组A中描述。
“A”组权利要求示例
一种用于减慢人的近视眼发展的眼镜镜片，包括：眼镜镜片；以及在所述一体式基础单视眼镜镜片内，或与所述一体式基础眼镜镜片结合、组合或并置使用的至少一个局部或辅助光学元件；其中，所述至少一个局部或辅助光学元件是永久覆层，其可以施加或胶合至所述眼镜镜片的前表面、所述眼镜镜片的后表面，或形成在所述眼镜镜片的基质中；其中，所述至少一个局部或辅助光学元件至少部分地使用轴锥镜、对数轴锥镜、线性轴锥镜、前向轴锥镜、后向轴锥镜、倒数对数轴锥镜、四次轴锥镜、轴透镜、光剑元件、有意地设计为没有明显的脊或凸台的改进光剑、单孔雀眼元件或双孔雀眼元件。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片包括至少一个局部或辅助光学元件，用于实现所述局部或辅助光学元件的几何中心周围的度数变化角调制；其中，有目的地选择配置的度数变化，使其不会在所述眼镜镜片和相邻的局部或辅助光学元件的接合处产生明显的脊、边缘、凸台。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片包括至少一个辅助或局部光学元件；其中，与所述眼镜镜片组合的所述至少一个辅助或局部光学元件最终有目的地被配置为使得对于所述辅助或局部光学元件的至少30％、40％、50％、60％或70％的区域，所述局部光学元件的整个几何或光学中心上存在角度数变化，并且有目的地被选择为使其不会在所述眼镜镜片和相邻的局部或辅助光学元件的接合处产生明显的脊、边缘、凸台。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述多个辅助或局部光学元件覆盖所述眼镜镜片或眼镜镜片坯料的表面积的至少5％、8％、10％、12％、15％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％或34％。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述至少一个局部或辅助光学元件被配置为为佩戴者的眼睛提供至少+0.5D、+0.75D、+1D、+1.25D、+1.5D、+1.75D或+2D的焦深延伸或延长。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述至少一个局部或辅助光学元件被配置为提供所述佩戴者的可获得视角10％、15％、20％、25％或30％上的焦深延伸或延长。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片的至少一个局部或辅助光学元件可以包括至少一个永久层；其中，所述层可以是喷涂层或粘合剂。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，用于形成所述至少一个局部或辅助光学元件的材料的至少一个折射率与用于形成所述眼镜镜片的材料的折射率不同。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述多个局部或辅助光学元件在所述眼镜镜片内具有至少1个、2个、3个、4个、5个或6个不同的直径。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述多个局部或辅助光学元件为近视眼提供至少1个、2个、3个、4个、5个或6个不同的焦深延伸或延长范围。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片被配置为改变穿过所述眼镜镜片的入射光，并利用焦深延伸或延长来降低近视发展的速度。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片能够针对所述眼镜镜片的大部分视角，为发展中的眼睛提供停止信号。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片被配置为针对所述眼镜镜片的总视角的至少50％，为发展中的眼睛提供停止信号。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片被配置为针对所述眼镜镜片区域的大部分视角，为发展中的眼睛提供停止信号，所述眼镜镜片包含所述至少一个局部或辅助光学元件。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片被配置为针对所述眼镜镜片区域的总视角的至少50％提供发展中的眼睛，所述眼镜镜片包含所述至少一个局部光学元件。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片在外观上与传统或常规的单视眼镜镜片没有区别。
一个或多个前述示例A所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片在与任何所述局部或辅助光学元件相邻的接口处没有凸台、脊或边缘。
一种用于减慢人的近视眼发展的方法，包括：测量佩戴者的眼睛的屈光度；至少部分地基于所述眼睛的屈光度测量，识别远距离处方，为每只眼睛选择镜片，其中，所述镜片配置有基本上接近所述眼睛的屈光度测量的基础远距离处方度数，提供至少一个在一个或多个A示例中提出的眼镜镜片，所述眼镜镜片被配置为在所述眼镜佩戴者的视网膜平面处引入所需的焦深延伸或延长；并且所述方法包括在白天佩戴该设备更长时间。
“B”组权利要求示例
一种用于近视眼的眼镜镜片，包括：一体式基础镜片，其配置有远距离单视基础处方以至少部分地矫正所述近视眼的屈光不正；以及与所述一体式基础镜片结合或并置形成的至少一个辅助或局部光学元件；其中，所述至少一个辅助光学元件被配置为向眼睛提供与所述一体式基础镜片所提供的光学效果不同的光学效果；并且其中，所述一体式基础镜片和所述至少一个辅助光学元件的组合被配置为为所述近视眼视网膜上的至少一部分提供焦深延长。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述一体式基础镜片具有球面基础处方或复曲面基础处方。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，每个所述辅助或局部光学元件的直径大于0.75mm。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，每个辅助光学元件的表面积大于1.75平方毫米。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，辅助光学元件的合计表面积小于所述眼镜镜片的总表面积的30％。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，至少一个所述辅助光学元件至少部分地使用轴锥镜、前向轴锥镜、后向轴锥镜、线性轴锥镜、倒数轴锥镜或对数轴锥镜。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，每个所述辅助光学元件至少部分地使用光剑元件、改进光剑元件、单孔雀眼元件或双孔雀眼元件。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述焦深延长包括正位和负位，并且其中，所述焦深延长被配置为使得所述负位基本上位于所述视网膜的前方，并且所述正位基本上位于所述近视眼的视网膜上。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，每个所述辅助或局部光学元件提供的所述焦深延长在所述眼睛的视网膜处的宽度在0.2mm至1.5mm之间。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，对于460nm至760nm之间且包括这两个端点的多个可见光波长，能够实现所述焦深延长。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，对于2.5mm至6mm之间且包括这两个端点的多个瞳孔直径，能够实现所述焦深延长。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述视网膜上的至少一部分在所述近视眼的30度视场内。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述至少一个辅助光学元件被配置在所述眼镜镜片的前表面上、后表面上或前表面和后表面两者上。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述至少一个辅助光学元件被配置在所述眼镜镜片的基质内。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述至少一个辅助光学元件具有以下一种或多种形状：圆形、椭圆形、规则多边形或不规则多边形。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片在外观上与传统或常规的单视眼镜镜片没有区别。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片被配置为针对所述眼镜镜片区域的总视角的至少50％提供发展中的眼睛，所述眼镜镜片包含所述至少一个局部光学元件。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片能够针对所述眼镜镜片的大部分视角，为发展中的眼睛提供停止信号。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片被配置为针对所述眼镜镜片的总视角的至少50％，为发展中的眼睛提供停止信号。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片被配置为针对所述眼镜镜片区域的大部分视角，为发展中的眼睛提供停止信号，所述眼镜镜片包含所述至少一个局部光学元件。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，双孔雀眼元件包括两个基本相似的单孔雀眼光学元件。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，双孔雀眼元件包括两个明显不同的单孔雀眼光学元件。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，与所述一体式基础镜片组合的至少一个辅助或局部光学元件的光程由以下公式定义：
其中，x和y是所述局部或辅助光学元件的光学相位函数的笛卡尔坐标；参数F和ΔF代表镜片的焦距和所述局部或辅助光学元件的延伸的焦深范围，均以镜片单位(mm)为单位；“d”是所述光学元件的直径；其中，F大约与所述眼睛的基本屈光不正相匹配，ΔF的宽度能够在0.25至1.5mm之间；d在0.375至2mm之间。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述至少一个辅助或局部光学元件是用0.05mm至0.5mm之间的陡峭曲率半径和非常大的非球面系数限定的轴锥镜，通过介于-250至-5000之间的圆锥常数(Q)值表征。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，与所述一体式基础镜片组合的至少一个辅助或局部光学元件的光程由以下公式定义：
其中，ρ是相位函数
的径向坐标，F是所述局部或辅助光学元件的焦距，以镜片单位(mm)为单位；C是任意系数；其中，F大约与所述眼睛的基本屈光不正相匹配。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，与所述一体式基础镜片组合的至少一个辅助或局部光学元件的光程由以下公式定义：
其中，ρ是相位函数
的径向坐标，ΔF是光学元件的延伸的焦深范围，以镜片单位(mm)单位；R是所述局部或辅助光学元件的半直径；其中，ΔF的宽度能够在0.25至1.5mm之间；R在0.375至2mm之间。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，与所述一体式基础镜片组合的至少一个辅助或局部光学元件的光程由以下公式定义：
其中，ρ是相位函数
的径向坐标，A＝ΔF/R2，F和ΔF代表所述镜片的焦距和所述光学元件的延伸的焦深范围，均以镜片单位(mm)为单位；R是所述光学元件的半直径；其中，F大约与所述眼睛的基本屈光不正相匹配，ΔF的宽度能够在0.25至1.5mm之间；R在0.375至2mm之间。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，与所述一体式基础镜片组合的至少一个辅助或局部光学元件的光程由以下公式定义：
其中，ρ和θ分别是相位函数中的径向坐标
和方位角坐标
参数F和ΔF代表所述镜片的焦距和所述局部或辅助光学元件的延伸的焦深范围，均以镜片单位(mm)为单位；其中，F大约与所述眼睛的基本屈光不正相匹配，ΔF的宽度能够在0.25至1.5mm之间。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，与所述一体式基础镜片组合的至少一个辅助或局部光学元件的光程由以下公式定义：
OPD(ρ，θ)＝Aρ2+Bθρ2
其中，ρ和θ分别是径向坐标
和方位角坐标
参数A和B代表：
其中，参数F和ΔF代表所述镜片的焦距和所述辅助或局部光学元件的延伸的焦深范围，均以镜片单位(mm)为单位；其中，F大约与所述眼睛的基本屈光不正相匹配，ΔF的宽度能够在0.25至1.5mm之间。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，与所述一体式基础镜片组合的至少一个辅助或局部光学元件的光程由以下公式定义：
其中，ρ是相位函数
的径向坐标，F和ΔF代表所述镜片的焦距和所述光学元件的延伸的焦深范围，均以镜片单位(mm)为单位；R是所述辅助或局部光学元件的半直径，b是决定中央峰的强度分布的常数；其中，F大约与所述眼睛的基本屈光不正相匹配，ΔF的宽度能够在0.25至1.5mm之间；R在0.375至2mm之间。
一个或多个前述B示例所述的眼镜镜片，其中，所述至少一个辅助光学元件的凹陷度以奇非球面轴锥镜表面来表征，其配置在所述一体式基础镜片的前表面或后表面上，用以下公式表达：
sag(z)＝β1ρ1+β2ρ2+β3ρ3+β4ρ4+β5ρ5+β6ρ6+β7ρ7
其中，β是所述奇非球面的系数；ρ是描述成
的径向坐标；其中，系数β1至β7具有本公开的表3中描述的最小值和最大值。
Claims (21)
1.一种用于近视眼的眼镜镜片，包括：一体式基础眼镜镜片，其配置有远距离基础处方以至少部分地矫正所述近视眼的屈光不正；以及至少一个辅助光学元件，所述至少一个辅助光学元件形成在所述一体式基础眼镜镜片内，或与所述一体式基础眼镜镜片结合或并置地形成；其中，所述至少一个辅助光学元件被配置为能够向眼睛提供与所述一体式基础眼镜镜片所提供的光学效果不同的光学效果；并且其中，所述一体式基础眼镜镜片和所述至少一个辅助光学元件的组合被配置为能够为所述近视眼的视网膜上的至少一部分提供焦深延长。
2.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中，所述一体式基础眼镜镜片具有球面基础处方或复曲面基础处方。
3.根据权利要求1至2所述的眼镜镜片，其中，每个辅助光学元件的直径大于0.75mm。
4.根据权利要求1至3所述的眼镜镜片，其中，每个辅助光学元件的表面积大于1.75平方毫米。
5.根据权利要求1至4所述的眼镜镜片，其中，基本上所有辅助光学元件的合计表面积小于所述眼镜镜片的总表面积的30％。
6.根据权利要求1至5所述的眼镜镜片，其中，至少一个所述辅助光学元件至少部分地使用轴锥镜、线性轴锥镜、前向轴锥镜、后向轴锥镜、倒数对数轴锥镜、对数轴锥镜或其组合。
7.根据权利要求1至6所述的眼镜镜片，其中，至少一个辅助光学元件的凹陷度以轴锥镜表面来表征，其进一步由公式表示的奇非球面来表征；
sag(z)＝β1ρ1+β2ρ2+β3ρ3+β4ρ4+β5ρ5+β6ρ6+β7ρ7
其中，β1至β7是所述奇非球面的系数；ρ是描述成
的径向坐标；其中，系数β1的数值范围在-3E-03和+3E-03之间，β2的数值范围在-3E-03和+3E-03之间，β3的数值范围在-9E-03和+9E-03之间，β4的数值范围在-3E-03和+3E-03之间，β5的数值范围在-3E-04和+3E-04之间，β6的数值范围在-6E-04和+6E-04之间，β7的数值范围在-2E-04和+2E-04之间。
8.根据权利要求1至7所述的眼镜镜片，其中，至少部分地与所述一体式基础眼镜镜片组合的所述轴锥镜产生具有宽度和强度图案的环形光分布，使得所述环形光分布在视网膜的大部分贯穿焦点区域上基本具有相似的宽度和强度图案；其中，所述视网膜的实质贯穿焦点区域包括所述视网膜前方至少0.5mm，以及所述视网膜后方至少0.5mm。
9.根据权利要求1至6所述的眼镜镜片，其中，至少一个所述辅助光学元件至少部分地使用光剑元件、改进光剑元件、单孔雀眼元件、双孔雀眼元件或其孔雀眼元件组合。
10.根据权利要求1至6和权利要求9所述的眼镜镜片，其中，通过配置具有由以下等式定义的光程差(OPD)的至少一个光剑或改进光剑元件、辅助光学元件与所述一体式基础眼镜镜片组合，来实现提供给所述眼睛的光学效果：
其中，ρ和θ分别是径向坐标
和方位角坐标
参数F和ΔF代表所述镜片的焦距和所述光学元件的焦深延伸范围，均以镜片单位(mm)为单位；其中，F大约与所述眼睛的基本屈光不正相匹配，ΔF的宽度能够在0.25至1.5mm之间；其中，在与任何所述辅助光学元件和一体式基础眼镜镜片相邻的界面处基本上没有凸台、脊、边缘。
11.根据权利要求1至6和权利要求9所述的眼镜镜片，其中，通过至少一个孔雀眼辅助光学元件与使用由以下等式定义的光程差(OPD)的所述一体式基础眼镜镜片组合为所述眼睛提供所述光学效果：
其中，x和y是局部或辅助光学元件的光学相位函数的笛卡尔坐标；参数F和ΔF代表所述一体式基础眼镜镜片和所述局部光学元件的焦距，以及所述局部或辅助光学元件的焦深延伸范围，这两者均以镜片单位(mm)定义；“d”是所述辅助光学元件的直径；其中，F大约与所述眼睛的基本屈光不正相匹配，在所述视网膜周围限定ΔF，并且ΔF的宽度能够在0.25至1.5mm之间；d在0.375至2mm之间；其中，在与任何所述辅助光学元件和一体式基础眼镜镜片相邻的界面处基本上没有凸台、脊、边缘。
12.根据权利要求10或11所述的眼镜镜片，其中，所述焦深延长包括正位和负位，并且其中，所述焦深延长被配置为能够使得所述负位基本上位于所述视网膜的前方，并且所述正位基本上位于所述近视眼的视网膜上。
13.根据权利要求10或11所述的眼镜镜片，其中，每个所述辅助光学元件提供的焦深延长的宽度在0.2mm至1.5mm之间。
14.根据前述权利要求中的一项或多项所述的眼镜镜片，其中，对于460nm至760nm之间且包括这两个端点的多个可见光波长，能够实现所述焦深延长。
15.根据前述权利要求中的一项或多项所述的眼镜镜片，其中，对于3mm至6mm之间且包括这两个端点的多个瞳孔直径，能够实现所述焦深延长。
16.根据前述权利要求中的一项或多项所述的眼镜镜片，其中，所述视网膜上的至少一部分在所述近视眼的30度视场内。
17.根据前述权利要求中的一项或多项所述的眼镜镜片，其中，所述至少一个辅助光学元件被配置在所述眼镜镜片的前表面上、后表面上或前表面和后表面两者上。
18.根据前述权利要求中的一项或多项所述的眼镜镜片，其中，所述至少一个辅助光学元件被配置在所述眼镜镜片的基质内。
19.根据前述权利要求中的一项或多项所述的眼镜镜片，其中，所述至少一个辅助光学元件具有以下一种或多种形状：圆形、椭圆形、规则多边形或不规则多边形。
20.根据前述权利要求中的一项或多项所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片在外观上与传统或常规的单视眼镜镜片没有区别。
21.根据前述权利要求中的一项或多项所述的眼镜镜片，其中，所述眼镜镜片被配置成能够为发展中的眼睛提供所述眼镜镜片区域的总视角的至少50％，所述眼镜镜片包含所述至少一个局部光学元件。
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