CN115867851A - 用于眼科透镜的几何限定形状和/或轮廓光学元件及用于创建这种几何限定形状和/或轮廓光学元件的方法 - Google Patents
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Abstract
一种眼科透镜，其包含前表面；后表面；以及一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，其通过改变眼科透镜的前表面和/或眼科透镜的后表面中的至少一个的曲率来形成；其中在眼科透镜的表面上的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件通过在眼科透镜的预定区域中并且在预定方向上将函数应用于眼科透镜的一个或多个参数来形成。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年6月26日提交的美国临时申请号63/044,460；2020年8月21日提交的国际申请号PCT/IB2020/057863；以及2020年10月15日提交的美国临时申请号63/092,199的优先权。这些优先权申请中的每一个都通过引用整体并入本文。
本公开涉及于2017年10月25日提交的国际申请号PCT/AU2017/051173，其要求于2016年10月25日提交的美国临时申请号62/412,507的优先权；以及2020年6月26日提交的国际申请号PCT/AU2020/056079，其要求2019年6月28日提交的美国临时申请号62/868,348和2019年9月6日提交的美国临时申请号62/896,920的优先权。这些相关申请中的每一个都通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本公开涉及眼科透镜和/或屈光手术系统(refractive surgery system)。更特别地，本公开涉及包含一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的眼科透镜以及用于形成一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的相关方法。
背景技术
包括本公开中背景的讨论以解释所公开实施方案的上下文。这不应被视为承认所提及的材料在本公开中呈现的实施方案和权利要求的优先权日是公开的、已知的或是公知常识的一部分。
眼睛的光学系统决定图像是否聚焦在眼睛视网膜上。聚焦在眼睛视网膜上的图像通常被认为是对焦的。没有聚焦在眼睛视网膜上(例如，在视网膜前面或后面)的图像通常被认为是模糊的，图像质量降低。近视(myopia)，通常称为近视眼(shortsightedness)，是眼睛的一种光学障碍，导致轴上图像聚焦在视网膜前面。轴上图像是那些与视网膜的中央凹或中央凹区域(具有最高视觉敏锐度的区域)基本一致的图像。老花眼是眼睛的一种光学障碍，其中晶状体的调节能力降低，从而导致靠近眼睛附近距离的视力模糊。
眼科透镜可以被设计为矫正、减缓、减少和/或控制光学障碍的进展。有许多被设计为解决视觉障碍的策略。在预定方向(例如，对称、不对称和/或像差)上创建光的正和/或负散焦、聚焦或重新定向的一个或多个光学元件的结合可以改变视网膜图像质量并有助于解决光学障碍。
因此，需要提供用于矫正、减缓、减少和/或控制光学障碍(例如，近视或老花眼)的进展的具有几何限定形状和/或轮廓光学元件的眼科透镜。本公开旨在解决本文公开的这些和其他问题。本公开还旨在指出使用本文所述的示例性眼科透镜和方法的一个或多个优点。
发明内容
本公开旨在克服和/或改进本文所述的一个或多个问题。
本公开至少部分涉及用于矫正、减缓、减少和/或控制近视进展的眼科透镜和/或方法。
本公开至少部分涉及用于矫正或基本上矫正老花眼的眼科透镜和/或方法。
本公开至少部分涉及用于利用几何限定形状和/或轮廓光学元件中的一个或多个通过在预定方向上(例如，对称、不对称、和/或像差)创建光的正或负散焦、聚焦和/或重定向来矫正、减缓、减少和/或控制光学障碍(例如，近视或老花眼)的进展的眼科透镜和/或方法。
本公开至少部分涉及利用通过改变(例如，逐渐改变)眼科透镜的表面曲率而形成的眼科透镜的表面上的几何限定形状和/或轮廓光学元件中的一个或多个的眼科透镜和/或方法。
本公开至少部分涉及眼科透镜，其包含在眼科透镜的表面上的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件中的一个或多个，该几何限定形状和/或轮廓光学元件通过平坦的平面相交或将调制函数应用于在透镜的预定区域中和在预定方向上的眼科透镜几何形状和/或特性的一个或多个参数而形成。将调制函数应用于眼科透镜几何形状和/或特性的过程导致对所选择的参数的调制。
在一些实施方案中，调制函数可以源自一种或多种类型的数学函数(例如，对数、正弦、圆锥、多项式或任何预定表面图案)的任何组合。例如，在使用周期性数学函数的情况下，所得的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以相对于彼此是周期性的。
在一些实施方案中，眼科透镜的一个或多个参数可以包含几何和/或非几何参数。例如，设计的目标可以是预定方向上的光学焦度，包括矢状和/或切向和/或光学调制传递函数(MTF)和/或光散射特性。几何参数的示例可以包括曲率半径(跨几何形状的任何位置和/或区域)、径向和/或轴向厚度、几何限定形状和/或轮廓光学元件几何形状的曲率半径的中心坐标。非几何参数可以包括例如折射率。
在一些实施方案中，眼科透镜的预定区域可以包含透镜的一个或多个表面的整个表面或透镜的一个或多个表面的一部分。
在一些实施方案中，用于应用调制函数的预定方向可以包含透镜的任何空间方向(例如，径向、成角度、算术螺旋、对角线、正弦曲线中的一种或多种的任何组合)。
在一些实施方案中，函数在预定方向上可以是连续的。
在一些实施方案中，函数可以是透镜表面或透镜表面一部分的限定。
在一些实施方案中，多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以具有任何形状、形式或光学配置。
在一些实施方案中，多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以分布在任何方向上(例如，径向、圆周、水平、竖直、对角线、螺旋或这些方向的任何组合)。
在一些实施方案中，多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以具有焦度的任何组合。
在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件中的一个或多个可以被配置为创建下列中的一个或多个的任何组合：散焦、棱镜、光散射、衍射、漫射、色散(dispersion)、像差、光偏离或其组合。
在一些实施方案中，个体几何限定形状和/或轮廓光学元件可以被配置为创建下列中的一种或多种的组合：散焦、棱镜、光散射、衍射、漫射、色散、像差、偏离、对比度调制或其组合。例如，单个光学元件(或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件)可以被配置为提供光的散射、散焦和聚焦。
在一些实施方案中，通过调整和/或优化几何限定形状和/或轮廓光学元件的某些参数，可以将几何限定形状和/或轮廓光学元件中的一个或多个配置为有些不显眼(例如，不容易可见)。
在一些实施方案中，包含在眼科透镜的表面上的几何限定形状和/或轮廓光学元件中的一个或多个的眼科透镜可以使用CNC机加工或自由形式制造技术或模塑(例如，整体或局部)技术来制造。
在一些实施方案中，眼科透镜可以是眼镜透镜、隐形透镜、透镜晶片、光学膜或前房或后房眼内透镜。
本公开至少部分涉及眼科透镜，其包含前表面；后表面；以及形成在眼科透镜的一个或多个表面上的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件；其中在眼科透镜的表面上的一个或多个几何限定形状和/或轮廓元件通过将一个或多个调制函数应用于眼科透镜几何形状和/或特性的一个或多个参数而形成；其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓元件在眼科透镜的预定区域中(例如，在眼科透镜的前表面和/或后表面上的任何位置)并且在预定方向上(例如，环形、螺旋形和/或非环形)形成。
本公开至少部分涉及用于在眼科透镜的表面上形成一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的方法，该方法包含：限定调制函数以在眼科透镜的预定区域中(例如，在眼科透镜的前表面和/或后表面上的任何位置)并且在预定方向上(例如，环形、螺旋形和/或非环形)修改眼科透镜表面几何形状和/或透镜特性的一个或多个参数；以及通过将调制函数应用于眼科透镜的一个或多个参数表面几何形状和/或透镜特性以改变眼科透镜的前表面和/或眼科透镜的后表面中的至少一个的曲率，形成一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
在一些实施方案中，眼科透镜可以包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以包含在预定方向和/或垂直于预定方向的方向上变化的焦度分布。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以包含焦度分布，其在几何限定形状和/或轮廓光学元件的边缘处在预定方向上可以增加或可以减小。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以包含在垂直于预定方向的方向上可以增加或可以减小的焦度分布。
在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件的尺寸可以在从眼科透镜的中心径向延伸的方向上增加、减小和/或保持相同。
在一些实施方案中，调制函数可以应用于眼科透镜的后和/或前表面或两者的一个或多个参数表面几何形状和/或透镜特性以创建对应于一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个凹陷、刻面、凹槽或线。
在一些实施方案中，调制函数可以应用于眼科透镜的后和/或前表面或两者的一个或多个参数表面几何形状和/或透镜特性以创建对应于一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个隆起(elevation)、脊或线。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以被配置为矫正、减缓、减少和/或控制光学障碍(例如，近视、远视、散光和/或老花眼)的进展。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以被配置为在预定方向上(例如，对称、不对称、在至少一个方向上有像差、单焦点，和/或多焦点)创建下列中的一个或多个的任何组合：光的正散焦、负散焦、聚焦、偏离、色散和/或重定向。
在一些实施方案中，调制函数可以通过一个或多个数学函数的任何组合来创建，该数学函数包括例如符号函数、对数函数、正弦函数、圆锥函数、多项式函数和/或任何预定数学函数。
在一些实施方案中，函数调制可以是周期性函数并且所得的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件相对于彼此是周期性的。
在一些实施方案中，调制函数可以通过具有第一频率的正弦函数和具有第二频率的平方函数的数学组合(例如，乘积)来创建。
在一些实施方案中，调制函数可以通过具有第一频率的正弦函数和具有第二频率的平方函数的数学组合(例如，乘积)来创建，用于限定预定区域中的几何限定形状和/或轮廓光学元件的数量。
在一些实施方案中，眼科透镜的一个或多个参数可以包含几何和/或非几何参数中的一个或多个的任何组合。
在一些实施方案中，眼科透镜的表面几何形状和/或透镜特性可以包括下列中的一个或多个的任何组合：在预定方向(例如，矢状和/或切向和/或光学调制变换函数(MTF)和/或光散射函数)和/或棱镜焦度和/或棱镜方向上的光学焦度。在一些实施方案中，眼科透镜的表面几何形状和/或透镜特性的一个或多个参数可以包括曲率半径(跨几何形状的任何位置和/或区域)；径向和/或轴向厚度；曲率半径的中心坐标、表面厚度和/或折射率。
在一些实施方案中，预定区域可以包含透镜的整个表面或眼科透镜的区域。
在一些实施方案中，预定区域可以包含由内半径和外边缘限定的延伸至眼科透镜外边缘的眼科透镜的一部分。
在一些实施方案中，预定区域可以包含在眼科透镜的一个或多个表面上由内半径和外半径限定的环。
在一些实施方案中，预定区域可以包含在眼科透镜的一个或多个表面上由内半径和对应的外半径限定的多个同心环。
在一些实施方案中，预定区域可以包含由内半径和对应的外半径限定的环并且预定区域包含1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，或25个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
在一些实施方案中，眼科透镜可以包含由同心环限定的至少两个预定区域，其中在至少两(例如，2，3，4，5，6，7，8，9，或10)个同心环中具有相同(或不同)数量的几何限定形状和/或轮廓光学元件，其中一个环中的几何限定形状和/或轮廓光学元件的位置与另一环中几何限定形状和/或轮廓光学元件同相(或异相)。
在一些实施方案中，预定方向可以包含眼科透镜的一个或多个空间方向的任何组合(例如，径向、成角度、算术螺旋、对角线和/或正弦方向中的一个或多个的任何组合)。
在一些实施方案中，预定方向可以包含径向方向、非径向、成角度和/或非成角度(例如线性)方向的任何组合。
在一些实施方案中，调制函数在预定方向上可以是连续的。
在一些实施方案中，限定透镜表面形状的预调制表面几何形状可以是眼科透镜表面或眼科透镜表面的一部分的限定。
在一些实施方案中，调制函数可以选择成限定一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的形状、形式、焦度、配置、数量和/或位置中的一个或多个的任何组合。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以按下列中的一个或多个的任何组合进行分布：径向方向，非径向方向，成角度方向，非成角度(例如，线性)方向，圆周方向，水平方向，竖直方向，对角线方向，和/或螺旋方向或呈线性形式，三角形，正方形，圆形，半圆形，弓形，径向，轮辐状或任何其他期望的形式或形状或其组合。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以具有焦度分布的任何组合。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以被配置为创建散焦、棱镜、光散射、衍射、漫射、色散、像差、偏离和对比度以及光振幅调制中的一个或多个光学效果的任何组合。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件中的任一个可以被配置为创建下列一个或多个光学效果的任何组合：光散射、衍射和/或漫射以及具有或不具有焦度分布和/或光振幅调制(例如，降低的透明度、不同的折射率)。
在一些实施方案中，通过调整和/或优化几何限定形状和/或轮廓光学元件的某些参数，可以将一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件配置为有些或基本上不显眼(例如，不容易可见)。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以是一个或多个空间平坦的平面的一个/多个部分。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以通过平坦的平面与眼科透镜的后或前表面或两者的相交来创建。
在一些实施方案中，包含一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的眼科透镜可以使用CNC机加工、自由形式制造技术、模塑、三维印刷技术、激光(例如，飞秒激光)和/或其他合适的技术来制造。
在一些实施方案中，眼科透镜可以是透镜晶片、光学膜，或前房或后房眼内透镜中的一个。
在一些实施方案中，眼科透镜可以被配置为矫正、减缓、减少和/或控制近视，远视和/或散光的进展。
在一些实施方案中，眼科透镜可以被配置为矫正或基本上矫正老花眼。
本文描述的主题的其他特征和优点将从说明书和附图以及权利要求中显见。
附图说明
当结合附图阅读时可以根据以下详细描述理解本文描述的实施方案的各方面。
图1A，1B，1C，1D和1E示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含具有由第一表面几何方程限定的光学焦度的后表面。
图2A，2B，2C，2D，2E，2F，2G，2H，2I，2J，以及2K示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图3示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图4A和4B示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图5示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图6示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图7示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图8示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图9A，9B和9C示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图10A，10B，以及10C示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图11示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图12示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图13示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图14示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图15A，15B，15C，15D，以及15E示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图16A，16B，16C，16D，16E，以及16F示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图17A，17B，以及17C示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图18是示出用于设计/应用如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的过程的示例性实施方案的流程图。
图19A、19B和19C示出了包括不同示例性表面几何形状的笛卡尔坐标系以解释空间平坦表面，该空间平坦表面可以用在眼科透镜的一个或两个表面上作为几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图20A和20B示出了期望平面与球体的示例性部分的几何相交，该球体可以形成眼科透镜的后表面、前表面或两者，以创建可折衷不同尺寸圆形轮廓的几何限定形状和/或轮廓光学元件特征。
图21示出了平面与基础几何形状相交并创建空间平坦表面(即刻面)的过程。
图22示出了眼科透镜及其在人眼模型内部和视网膜上的简化射线位置，其中一个几何限定形状和/或轮廓光学元件由透镜的前表面上的空间平坦表面创建，从而产生来自该几何限定形状和/或轮廓光学元件的在视网膜前面的图像。
图23示出了眼科透镜及其在简化示意性人眼模型内部和视网膜上的示例性射线位置，其中一个几何限定形状和/或轮廓光学元件由透镜的后表面上的空间平坦表面创建，从而产生来自该几何限定形状和/或轮廓光学元件的在视网膜后面的图像。
图24A、24B和24C示出了眼科透镜及其在简化人眼模型内和视网膜上的示例性射线位置，其中两个几何限定形状和/或轮廓光学元件由透镜的前表面和后表面上的空间平坦表面创建，从而产生来自那些几何限定形状和/或轮廓光学元件的在视网膜上的焦点和棱镜效应。
图25A、25B和25C示出了平面表面与LSR环的相交，从而创建具有几乎椭圆轮廓的平坦表面几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图26示出了眼科透镜及其在人眼模型内部和视网膜上的示例性射线的位置，其中几何限定形状和/或轮廓光学元件由透镜上的LSR环的前表面上的空间平坦表面创建，从而导致在透镜上形成光学焦度负区域几何限定形状和/或轮廓光学元件，其具有椭圆轮廓，从而在视网膜后面形成离轴焦点。
图27A、27B和27C示出了平面与基底几何形状的相交，其中基底几何形状包括两个LSR曲线和平坦的几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图28示出了简化模型眼内部的射线追踪和焦点以显示图27中的眼科系统的光学器件。
图29A示出了在透镜的前表面上以及在透镜的前表面和后表面之间结合有几何限定形状和/或轮廓光学元件的眼科透镜的平面和横截面图。
图29B-H和图29I-L显示了生成一系列光学效果的几何限定形状和/或轮廓光学元件的进一步实施方案。
具体实施方式
以下公开提供了许多不同的实施方案或示例，用于实现所提供的主题的不同特征。下面描述部件和布置的具体示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例而不是限制性的。此外，本公开可以在各种示例中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，其本身并不规定所讨论的各种实施方案和/或配置之间的关系。
详细描述中使用的主题标题是为了便于读者参考而包括在内的，并且不应用于限制在整个公开或权利要求中发现的主题。主题标题不应用于解释权利要求的范围或权利要求的限定。
如在本公开中使用的术语“约”应理解为可与术语近似或大致互换。
如在本公开中使用的术语“包含”及其派生词(例如，包括、含有)应被视为包含其所指的特征，并且不意味着排除附加特征的存在，除非另有说明或暗示。
如在本公开中使用的术语“近视”或“近视的”旨在指已经近视、前近视或具有向近视进展的屈光状况的眼睛。
如在本公开中使用的术语“远视”或“远视的”旨在指已经远视、前远视或具有向远视进展的屈光状况的眼睛。
如在本公开中使用的术语“散光”或“散光的”旨在指已经散光、正在散光或具有向散光进展的屈光状况的眼睛。
如在本公开中使用的术语“老花眼”或“老花眼的”旨在指聚焦在中间和近处物体的能力减弱的眼睛。
如在本公开中使用的术语“眼科透镜”旨在包括眼镜透镜或隐形透镜或眼内透镜(例如，前房或后房眼内透镜)中的一种或多种。
如在本公开中使用的术语“眼镜透镜”旨在包括透镜坯材、成品或基本成品的眼镜透镜。
如在本公开中使用的术语“几何限定形状和/或轮廓光学元件”是指在调制透镜和/或透镜表面中(例如在透镜矩阵中)或在调制透镜和/或透镜表面上的区域(region)或层区(area)或区(zone)或区段或部分或片段，其中经由使用数学函数(例如，调制函数)以产生与未调制或预调制(例如，之前调制)的基底透镜和/或基底表面相比不同或改变(例如，连续或逐渐)或变化或修改的几何形状和/或光学特性和/或光学效果，修改限定在该透镜和/或该表面中或在该透镜和/或该表面上的此区域或层区或区或区段或部分或片段中的透镜表面形状和/或透镜特性的表面几何形状和/或非几何特性的一个或多个参数。通过一个或多个空间平面与未经调制或预调制(例如，之前调制)并被称为空间平坦的“几何限定形状和/或轮廓光学元件”的基底透镜和/或基底表面的相交，也可以在该透镜和/或该表面中或在该透镜和/或该表面上的区域或层区或区或区段或部分或片段中创建“几何限定形状和/或轮廓光学元件”。
如在本公开中使用的术语“调制函数”是具有限定形式和有限输出范围的数学公式或函数，起其用于改变、修改和/或调整限定在一个方向上施加在透镜的区域上的眼科透镜的透镜表面形状和/或透镜特性的表面几何形状和/或非几何特性的一个或多个分量(或参数)。调制函数可以应用于起始表面几何形状和/或透镜特性，其在眼科透镜或表面的一个或多个区域处限定透镜表面形状和/或透镜特性以生成几何限定形状和/或轮廓光学元件，以创建相对于未调制或预调制(例如，之前调制)的基底透镜或表面不同的基本上不同或改变(连续或逐渐)或变化或修改的几何形状和/或光学特性或光学效果。
术语“方向”是指应用调制函数的方向，并且可以是例如成角度、径向、垂直、水平、之字形、正弦、螺旋、随机、准随机、同心、弯曲、平直、涡旋、螺旋状或从眼科透镜上的任何一点开始的一个或多个方向的组合。
术语“区域”是在空间上描述的眼科透镜的任何部分(portion)或部件(part)或区段或片段或区、眼科透镜的矩阵和/或眼科透镜的表面。
如在本公开中使用的术语“调制范围”是限定定义基底透镜或未调制表面的透镜表面形状和/或透镜特性的表面几何形状和/或非几何特性的给定参数的起始点或值，以及该给定参数的最终点或值的范围，可以在该范围内调制和修改参数。
如在本公开中使用的术语“表面”可以指眼科透镜或基底透镜的前表面或后表面或者生物眼睛的层或表面。
术语“棱镜”是指眼科透镜的至少一部分或几何限定形状和/或轮廓光学元件的效果，其中光射线穿过透镜的至少一部分和/或形状和/或元件可或者可不发散或会聚，并且也可偏离光路。
本公开涉及用于眼科透镜和屈光手术的方法和设计，其包括在眼科透镜的表面或眼表面上形成的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件以管控、治疗或控制眼睛的屈光不正，例如老花眼和/或近视和/或远视和/或散光。对于近视眼，尚未发现使用具有相对均匀透镜焦度的光学透镜可减缓近视。在这样的眼睛中，具有可变或不均匀光学表面或特征的光学透镜或表面可能能够减缓或减少或阻止近视的发作和进展。类似地，在远视眼中，具有可变或不均匀光学表面或特征的光学透镜或表面可能能够减少或阻止远视的发作和进展。对于患有老花眼的眼睛，使用具有相对均匀透镜焦度的光学透镜可以仅针对特定距离提供良好或可接受的视力。对于这样的眼睛，具有可变或不均匀光学表面的光学透镜可能能够提供针对远距、中距和/或近距的良好或可接受的视力。对于一些眼睛，具有多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的光学透镜可能能够在远距、中距和/或近距处提供良好或可接受的视力。在一些实施方案中，包含一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的眼科透镜可以是眼镜透镜、隐形透镜、光学膜和/或前房或后房眼内透镜。在一些实施方案中，包含一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的表面可以是眼科透镜的表面或涉及生物的眼睛层。眼科透镜表面或眼睛表面上的几何限定形状和/或轮廓光学元件可以通过改变/修改或调整表面的一个或多个参数来形成。在一些实施方案中，可以通过应用于限定在透镜和/或表面的预定区域以及在预定方向上的眼科透镜的透镜表面形状和/或透镜特性的表面几何形状和/或非几何特性的一个或多个参数的一个或多个调制函数(例如，数学函数)，形成几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，将调制函数应用于限定眼科透镜的透镜表面形状和/或透镜特性的表面几何形状和/或非几何特性的一个或多个参数可以在光学元件的选定方向上(例如，选定参数的调制)产生几何连续的表面。
在一些实施方案中，调制函数可以源自一种或多种类型的数学函数(例如，对数、正弦、圆锥、多项式或任何预定数学函数)的任何组合。例如，在使用周期性函数的情况下，所得的几何限定形状和/或轮廓光学元件可以相对于彼此是周期性的。在一些实施方案中，所得的几何限定形状和/或轮廓光学元件可以相对于彼此是非周期性的、可以是单调的、可以是非单调的，或其组合。
在一些实施方案中，透镜或透镜表面或眼表面的一个或多个参数或分量可以包含几何和/或非几何参数，其经调制以产生导致期望的光学效果的期望的几何限定形状和/或轮廓光学元件。例如，期望的光学效果可以是预定方向上的光学焦度，包括矢状和/或切向和/或光学调制传递函数(MTF)和/或光散射函数。几何参数的示例可以包括曲率半径(跨几何形状的任何位置和/或区域)、径向和/或轴向厚度、光学元件几何形状的中心坐标、和/或光轴角度和方向。非几何参数可以包括例如折射率。
例如，眼科透镜或眼表面沿空间矢量的光学特性可以称为函数f，而函数f可以不是标量，但可以是依赖于包括例如几何和非几何参数的一个或多个变量的矢量。例如，函数f可以是描述透镜沿任何空间方向(即矢状和切向)光学焦度的轮廓图。在一些实施方案中，函数f可以是光学调制传递函数(MTF)，或者它可以是引起或改变或更改或修改散焦、棱镜、光散射、衍射、漫射、色散、像差、偏离和对比度调制的函数。一般而言，函数f可以描述为：
f(p1，p2，p3，...，pi，...pn)
其中p1，p2，p3，...，pi，...pn是对f的不同值有贡献的参数或变量。
在一些实施方案中，可以使用笛卡尔坐标、圆面坐标和/或球面坐标来限定函数f。在一些实施方案中，函数f可以沿几何限定形状和/或轮廓光学元件的创建方向是连续的。
在一些实施方案中，其中应用调制函数的预定区域可以包含透镜的基本上整个表面或透镜的一部分(例如，透镜表面上的一个环或多个环)。在一些实施方案中，其中应用调制函数的预定区域可以包含前表面或后表面或两者。
在一些实施方案中，应用调制函数的预定方向可以包含透镜的任何空间方向(例如，径向、成角度、算术螺旋、对角线、正弦曲线中的一种或多种的任何组合)。
在一些实施方案中，调制函数在预定方向上可以是连续的。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以具有任何尺寸、形状、形式、轮廓或光学配置。在一些实施方案中，多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以分布在任何方向上(例如，径向、圆周、水平、竖直、对角线、螺旋或这些方向的任何组合)。
在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以具有焦度的任何组合。在一些实施方案中，多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以被配置为创建正或负散焦、零散焦、棱镜、光散射、衍射、漫射、色散、像差、偏离和对比度和幅度调制的一种或多种光学效果的任何组合。例如，单个几何限定形状和/或轮廓光学元件(或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件)可以被配置为提供正或负散焦、零散焦、棱镜、光散射、衍射、漫射、色散、像差、偏离、对比度和光振幅调制中的一种或多种。
在一些实施方案中，通过调整和/或优化限定透镜表面形状和/或透镜特性的表面几何形状和/或非几何特性的某些参数，可以将多个几何限定形状和/或轮廓光学元件配置为不显眼(例如，不容易可见)。
在一些实施方案中，可以使用CNC机加工或自由形式制造技术、模塑(例如，铸造模塑或注射模塑)或基于激光的工艺(例如，飞秒或任何其他波长)，或去除材料的二氧化碳工艺，或冲压或压花工艺，或改变材料特性或微喷砂工艺，或平版印刷技术或印刷工艺(例如喷墨或3D印刷和/或使用油墨或聚合物固化或蒸发或干燥步骤的印刷工艺)或涂层工艺(例如真空或旋转工艺)或其他合适的技术，将在眼科透镜的表面上或矩阵中包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的眼科透镜直接制造在透镜上或在透镜前体或膜或层上以用作透镜系统的一部分。
在一些实施方案中，人或个体的眼睛的一层或多层上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以使用屈光手术程序产生。
如在整个此描述中所使用的，“调制”的描述指的是沿期望的方向将调制函数应用于限定区域中的参数的过程。例如，限定透镜表面形状和/或透镜特性的表面几何特性和/或非几何特性的参数(可以向其应用调制函数)可以是透镜的折射率或者是透光掩模的密度；这可以被限定为限定眼科透镜的透镜特性(例如材料)的非几何特性参数(而不是几何参数)。当调制函数应用于此参数(例如激光能量水平或暴露于激光能量的时间或印刷头的行进速度或印刷层厚度)时，它可以更改/修改/改变该参数以在透镜上创建或产生几何限定形状和/或轮廓元件以及光学效果。其他这样的参数可以是曲率半径、可具有光轴侧向分离光学效果的曲率半径的坐标位置、折射率等中的一种或多种。调制值范围是指可能期望变更或更改或改变透镜参数的范围。例如，如果可能期望将约200mm的眼科透镜的曲率半径改变为约150mm至220mm，因此曲率变化的范围可以为约-50至+20。在一些实施方案中，调制函数可以是具有限定形式和有限输入范围的数学函数，其应用于限定眼科透镜或表面的透镜表面形状和/或透镜特性的表面几何形状和/或非几何特性的一个或多个参数，以创建一个或多个几何限定形状和/或轮廓元件，从而在透镜上产生变化的/更改/修改的光学效果。调制的表面几何形状/特性是在应用调制函数的过程完成之后的最终几何形状/特性。
图1A示出了眼科透镜100的示例性实施方案的横截面和平面图，该眼科透镜100包含基底透镜，该基底透镜具有前表面101、后表面102、中心区103和周边区域104，其中区域104由表面调制过程形成，该表面调制过程被设计为在眼科透镜101的表面(例如，后表面102)上结合几何限定形状和/或轮廓光学元件。图1B显示了眼科透镜100的后表面102的三维视图。中心区103和周边区域104(例如，没有任何几何限定形状和/或光学轮廓元件的预调制起始表面)与前表面101、透镜厚度和折射率组合以形成透镜100的为-2D的基底焦度。以调制为目标的区域104的球形基底表面可以具有使用例如，圆面坐标系相对于球形表面105限定的起始几何函数(例如，限定透镜表面形状和/或透镜特性的表面几何形状和/或非几何特性)。因此，起始表面几何形状(例如，对于后表面102)可以限定为：
其中
和
是分别如图1B所示的相关参数r、z和θ的单位矢量。
在一些实施方案中，眼科透镜的前表面可以由起始表面几何形状(限定透镜表面形状和/或透镜特性的表面几何形状和/或非几何特性)限定。在一些实施方案中，眼科透镜的前表面和后表面两者均可以各自由起始表面几何形状限定。
在所描述的实施方案中，如图1A、1B、1C和1D中所示，由调制函数调制的几何球面透镜100的起始表面几何形状的参数是曲率半径R106(参见例如图1B)。其上应用“调制函数”的眼科透镜的区域104被限定为具有等于rs的内半径107(例如，rs＝约4mm(距透镜的中心))至等于re的外半径108(例如，re＝距透镜中心约15mm)，并且本示例中的“调制范围”可以被限定为0到+2Rm，(其中0表示未调制表面，并且2Rm是要添加到曲率半径R的最大值；参见例如图ID)。如图所示，“调制函数”的应用方向垂直于在任意点(例如
)处从透镜中心开始的径向线。换句话说，调制的方向是矢量
的方向(例如R@r＝rs至re,θ＝0至2π；如图1D中所示)。
图1C限定了应用于起始几何形状的参数的“调制函数”，并且是由具有360度周期间隔的正弦波数学函数(例如，y＝sinx)创建的。调制函数可以在调制范围内的限定区域上应用于调制参数，曲率半径，并且将R改变为R+(Rm*(1+sinθ))(参见例如图1D)。所得的调制表面几何形状
可以是：
图1E示出了在将上述表面调制过程应用到周边区域104之后示例性眼科透镜的中心部件103和周边部件104的几何表面121、矢状焦度图122和切向焦度图123。中心区103具有-2D的基底焦度(参见例如113-矢状焦度图)并且周边区域104包含由调制过程(例如单个正弦循环)形成的几何限定形状和/或光学轮廓元件并且具有0D的焦度(参见例如114)，从而提供+2D的最大到最小焦度差(例如参见图1E)。如图所示，限定区域上的正弦调制改变光学焦度p值，同时保持几何表面的连续性。矢状和切向焦度图用于描述透镜在两个方向上的光学焦度值，并且在一些实施方案中，它们可以在光学软件(例如，Zemax)中限定。例如，术语“切向”是指在切向平面中计算的数据，该切向平面是由一条线和一个点限定的平面：该线是对称轴，并且该点是物体空间中的场点。矢状平面是与切向平面正交的平面，其也在“入瞳位置”处与对称轴相交。
图1A的眼科透镜描述了一种简单的环形表面调制，其在环形区域和成角度方向上生成曲率半径调制的单个正弦循环(参见例如图1D)，从而导致起伏的(undulating)焦度分布(参见例如图1E)。然而，可能期望在眼科透镜上结合多于一个(例如多个)几何限定形状和/或轮廓光学元件，以向眼科透镜的佩戴者提供其他期望的光学效果。因此，至少一个调制函数可以被设计并应用于至少一个眼科透镜几何参数和/或非几何参数，以在任何区域中或在任何方向上或在任何范围内或任何尺寸上创建至少一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，以在透镜表面上创建任何配置或任何布置，或与基底表面或在透镜表面之间具有任何连续性或不连续性，以生成任何期望的光学效果或其组合，包括但不限于折射、非折射、衍射、对比度调制、相位调制、超表面、光散射、像差、全息、漫射、光偏转(棱镜)、光振幅调制或其一种或多种光学特性的组合。
图2-17示出了结合几何限定形状和/或轮廓光学元件的不同配置和布置的眼科透镜的几个示例性实施方案，其包括描述用以控制几何限定形状和/或轮廓光学元件的数量、尺寸、形状、光学轮廓和分布以修改产生的光学效果的调制函数的示例性不同形式的几个图。
图2A示出了包含限定用于在眼科透镜的后表面上进行调制的环形区域的眼科透镜的示例性实施方案。眼科透镜200包含基底透镜，该基底透镜具有前表面201、后表面202、中心区203和周边区域204和205。眼科透镜200(图2A)的起始预调制表面几何形状202可以与图1A的预调制的后表面几何形状基本相似，即起始表面几何形状可以写为
如图2A中所示，调制的几何参数曲率半径R(图1B中的106)可以在区域204上调制如下：R@r＝rs至rm,θ＝0至2π，并且类似于图1中的示例，图2A的眼科透镜的调制方向209可以是
并且“调制函数”可以是y＝sinx，其中x可以是任何角度值，如之前在图1D中所示。
在图2的示例中，为了在区域204中创建期望的“调制函数”，将数学符号函数(参见例如图2B)应用于数学正弦函数224以创建周期性方波函数225，如图2C中所示。符号函数(图2B)可以通过以下公式进行数学描述：
并且由于本示例中的调制方向209沿矢量
(例如，图2A中的209)成角度，因此符号函数的x变量(argument)(参见例如图2B)可以如下改变为成角度变量θ(212)的正弦函数：
x＝sin(2πfsgnθ)
并且通过在符号函数中代入x使得sign(x)方程式变为：
sign(sin(2πfsgnθ))其中其中sin(2πfsgnθ)≠0
它产生如图2C中所示的周期性方波函数225。例如，如图2C中所示，当函数(2πfsgnθ)的新变量具有频率fsgn时，并且由于符号函数的变量是正弦曲线，值可创建介于-1(222)和+1(220)之间的输出，因此符号函数值可以连续地在+1和-1之间切换并且创建如图2C中所示的如下方波函数225：
sign(sin(2πfsgnθ))其中sin(2πfsgnθ)≠0。零点情况可以添加到图2C的函数22以仅创建-1和1的两个输出值：
在一些实施方案中，为了获得正输出，可能期望将值1加到S(θ)以达到如图2(D)中所示的S(θ)+1。在一些实施方案中，为了达到0和1的输出值，可能期望将S(θ)+1除以2，如图2E中所绘。
在一些实施方案中，图2E中所示的周期性方波本身可以用作“调制函数”。在一些实施方案中，为了设计图2A的透镜的区域204中的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，x＝sin(2πfsgnθ)中的函数变量θ可以乘以因子ω，从而能够基于正弦波的频率改变(例如增加)周期性间隔的数量，如下所示：
其中fsgn是正弦波频率，并且Tsgn是周期性间隔。
然而，如关于图2D和2E所描述的步骤中所示，方波函数225可以修改，并且也可以用作另一个“调制函数”并在调制区域204中创建可以改变例如表面几何形状的其他实施方案，因此是区域204的焦度分布。透镜焦度分布可以围绕基底焦度221在值220和222之间循环，并且可以沿调制方向在表面曲率中产生尖锐的不连续性，如图2C所示，并因此在基底表面曲率和区域204中的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件之间产生焦度分布。在一些实施方案中，可能期望产生可以在调制方向上与基底表面平滑且连续的几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，区域204中的几何限定形状和/或轮廓元件可能不相交，例如不与基底透镜表面202(例如周边区域205中的基底透镜表面)相会，并且可以针对区域204的至少一部分在几何限定形状和/或轮廓光学元件之间保持隆起至高于(或低于)基底透镜表面202，由此可以具有与基底区域203、205焦度分布不同的焦度分布，其可以矫正眼科透镜200的佩戴者的屈光不正。
图2F示出了与正弦分量函数240(Tsin)的组合的图2E的方波函数(由较低频率的正弦函数244(Tsgn)驱动)。如图2F中所绘，正弦分量函数240(Tsin)的频率可以相对于方波分量函数242(由较低频率的正弦函数244(Tsgn)驱动)增加，并且函数的组合可以在每个元件上提供多个，例如较小形状的不同曲率半径变化速率，因此也提供表面轮廓和/或光学轮廓，例如，焦度分布和元件与基底表面202的连续性。图2G提供了由较高频率正弦函数240和方波函数242(由较低频率正弦函数244驱动)的组合形成的图2F中描述的周期性函数的附加细节，并显示了可以形成单个几何限定形状和/或轮廓光学元件264的一部分的单个方波循环(Tsgn)。如图2G中所示，调制过程可以控制元件的形状和轮廓特征，如横截面轮廓264中可见。例如，正弦函数240和/或方波函数242的频率可以组合以形成周期性“调制函数”，并因此形成几何限定形状和/或轮廓光学元件的特征和/或特性。如图2G中所示，基底透镜表面与光学元件264的尺寸和轮廓之间的过渡的平滑度，包括例如过渡处(258、259、260和261)曲率半径变化速率，可以至少部分地由正弦函数240的频率控制，而元件部分(例如262)的长度和元件(例如263)的间隔可以至少部分地由方波函数242的频率控制。因此，应用于正弦函数240的高频项可以在过渡处(元件264和基底透镜表面202之间的244)生成更快速的曲率半径变化，从约259开始到约260结束。相反，正弦函数240的较低频率可以在259处的元件264和在例如260处的基底透镜表面202之间的过渡处产生曲率半径的缓慢且逐渐的变化。也如图2G中所示，几何限定形状和/或轮廓光学元件264的尺寸，包括例如区域262的长度和元件(例如263)之间的间隔可以由方波函数242的频率控制，例如高频可以生成较短长度的262和263，而方波函数242的较低频率可以生成较长长度的262和263。
在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件中的至少一个或多个可以被设计为例如具有多个(并且例如，更小的)元件，而在一些实施方案中，期望的眼科透镜应用可能需要更少和/或更大和/或更多的轮廓几何限定形状和/或轮廓光学元件，例如自由形状，和/或更多变化的焦度分布和/或其他特性或与眼科透镜的其他部分的相互作用，包括例如，在调制区域中具有或不具有光滑且连续的表面以及用于过渡到眼科透镜的非调制部分。在一些实施方案中，通过改变图2C的周期性函数225中的方波频率项fsgn，图2A的眼科透镜的限定区域204中方波(Tsgn，223)沿调制方向209的大小可以控制，这意味着图2G的更短或更长的平坦峰(例如262)和平坦谷(例如263)可以被设计为例如改变在透镜上的区域中形成的几何限定形状和/或光学轮廓元件的数量、大小、形状和轮廓，从而控制导出的光学效果。
如图2G中所示，与周期性函数项(例如，方波函数项242)结合使用的正弦函数240(fsin)的频率可以确定几何限定形状和/或轮廓光学元件设计的部分之间的过渡的表面曲率变化速率(例如，快或慢)。如图2F和图2G中更详细地所示，两个周期性函数240和242的项，即形式为Tsgn＝(2i+1)*Tsin其中i＝l,2,3...的fsin和fsgn(Tsin和Tsgn)，在一些实施方案中，可以在元件的峰258、259和谷260、261之间在调制方向上实现平滑且连续的过渡。因此，在一些实施方案中，“调制函数”现在可以被一般地描述为如图2H中所示并由下式写成y和x；
其中
k＝l,2,3...
Tsgn＝(2i+1)*Tsin其中i＝l,2,3...
图2I示出了在环形区域204中结合了多个几何限定形状和/或轮廓光学元件(例如265、266)的眼科透镜200的调制后(post modulated)的后表面几何形状202。透镜200具有中心区203、调制区域204和外周边区205。还显示了切片区段263a和横截面263b的位置以及三维长条视图(263c)，其提供几何限定形状和/或轮廓光学元件的更多细节，包括频率、轮廓、表面连续性和深度。图2I的透镜几何形状可以与图2A中所示的透镜200类似地进行配置，例如，具有中心区203，并且其中调制的几何参数是在区域203和外周边区域205之间的区域204上沿方向
(209)如下调制的曲率半径R(图1B中的106)：R@r＝rs至rm,θ＝0至2π，并且调制函数是如图2C中所描述的高频正弦函数224(例如，没有方波223)。区域204中的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，例如265、266，可以显示为进入透镜后表面202的凹部或凹陷，如横截面263b中所示，并且可以是小且高度弯曲的，并且可以生成高度像差的焦度分布。因而，每个形状(例如265、266)的光学效果与轮廓元件相比可降低图像质量，例如MTF或图像对比度，该轮廓元件可以例如具有比聚焦在视网膜图像平面上所需的更多或更少的光焦度(focal power)，并且可以具有较少像差或无像差甚至是球形。在一些实施方案中，多个几何限定形状和/或轮廓光学元件(例如265、266)形成在调制区域中，例如，如图2I中所示的环形区域204可以提供对于特定应用而言可能期望的组合光学效果。在一些实施方案中，通过本文所述的表面调制过程生产的眼科透镜可以导致眼科透镜包含透镜的至少一个或多个调制区域，该调制区域填充有提供期望光学效果的至少一种或多种(例如多个)间隔开的几何限定形状和/或轮廓光学元件。例如，图2I的小的、间隔开的、高度弯曲的和有像差的几何限定形状和/或轮廓光学元件265、266的高频可共同降低在佩戴者眼内形成的图像的图像质量。在一些实施方案中，例如，对于用于近视控制的眼科透镜，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以位于周边区的至少一部分中并且可以在眼科透镜上或眼科透镜中形成与视觉优先区并列的治疗优先区，以矫正进行性近视者的屈光不正。在一些实施方案中，治疗优先区的至少一部分可以含有可以降低在视网膜平面上形成的视网膜图像的对比度的几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，由几何限定形状和/或轮廓光学元件形成的焦点可以在视网膜后面形成远视散焦或在视网膜平面的前面形成近视散焦。在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以被设计和轮廓化以形成延伸跨过至少一个或多个远视和/或近视或聚焦焦点的离焦光分布(through focus lightdistribution)。在一些实施方案中，由几何限定形状和/或轮廓光学元件形成的焦点可以是离轴焦点和/或轴上焦点。在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以形成焦点，其可以有助于扩展焦深并且可以用于近视控制应用或屈光不正校正，包括近视、远视或散光或用于矫正远、中、近焦点以及任何中间焦点的老花眼屈光不正。在一些实施方案中，光学轮廓分布可以被成形和/或轮廓化以提供基本上靠近或围绕视网膜图像平面的一个(或多个)焦点，但是与常规焦点相比图像质量可能降低，因而在视网膜图像平面处或附近的图像质量可能没有散焦但有像差以提供例如与来自散焦或与光散射相关的图像的典型视网膜图像焦点相比降低的对比度。在一些实施方案中，这种类型的光学效果可以通过几何限定形状和/或轮廓光学元件创建，该几何限定形状和/或轮廓光学元件可以(例如，通过设计有约零屈光度或其他光学原理的相位调制轮廓元件)是无焦的或基本上无焦的。
图2J示出了在环形区域274中结合了多个几何限定形状和/或轮廓光学元件272A-272H的眼科透镜的调制后的后表面几何形状271的三维长条截面图(270)。透镜270具有中心区273、调制区域274和外周边区275。还示出了放大视图280，其显示了在透镜上形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件272E之一的3维视图，包括轮廓、表面连续性和深度。图2J的透镜几何形状可以类似于图2I中所示的透镜200进行配置，例如，其中调制参数是几何参数，例如在区域204上在方向
(209)上如下调制的曲率半径R：R@r＝rs至rm,θ＝0至2π，但除了在图2I中所述用于生成调制表面的高频正弦函数240之外，较低频率周期性方波函数242还可以被组合以生成图2J的透镜表面271，如图2H中所描述的那样(最终的“调制函数”)。因此，类似于图2I的透镜，图2J中的透镜表面长条区段270可以具有基于之前在图2A中描述的透镜后表面202的起始基底后表面几何形状，并且可以通过将图2H的调制函数应用于参数R，以按期望的频率在从0到+2Rm(其中0表示未调制表面，并且2Rm是添加到曲率半径R的最大值)的“调制范围”中在限定区域274上沿期望的方向
修改曲率半径R，形成最终的调制表面几何形状271。在图2J中所示的实施方案中，“调制函数”的频率(fsgn)可以改变，例如，从用于形成图2I的透镜表面202的高频正弦函数240改变为图2H中描述的周期性“调制函数”以便创建几何限定形状和/或轮廓光学元件的新布置，例如，几何限定形状和/或轮廓光学元件264的表面轮廓。如在图2J中所示的后表面271的3维长条区段270中所示，后表面调制在限定区域274中形成了八个几何限定形状和/或轮廓元件光学元件272A至272H。描述图2J的透镜的“调制函数”可以包括如下的低频项：限定区域中的循环数＝8＝2πfsgn，fsgn＝4/π并且最终调制的表面几何形状可以描述如下：
其中
Tsgn＝(2i+1)*Tsin其中i＝[l,2,3...]并且i是用于产生透镜周围从0到360度的Tsin的乘积的整数。
后表面271的长条区段270的三维视图显示了凹进图2J的眼科透镜的所得表面的后表面中的8个元件272A至272H的样本。窗口280示出了单个形状/元件272A，并揭示了关于形状、轮廓和元件与基底后表面271的交叉部的更多细节。元件272A的形状大致为矩形，表明该形状/元件在圆周方向277上比在径向方向278上更长。形状/元件具有曲率半径相对稳定的部分279并且可以将形状/元件的凹面形成到透镜后表面271中。形状/元件沿其与基底表面271的交叉部形成光滑且连续的表面，例如，如在调制方向281上的位置275和276处所示，其中在非调制基底表面区域271与由形状/元件272A形成的元件表面凹部284的基底之间有逐渐的过渡282、283。形状/元件272A还在径向方向上的285、286和287处形成到基底表面271的急剧返回(不连续)。
图2K示出了图2J中所示的示例性眼科透镜表面271的后表面271的几何形状的平面图288以及矢状和切向焦度图289、290。如平面图288中所示，八个几何限定形状和/或轮廓光学元件272A至272H可以在位于眼科透镜的中心区273和外周边区275之间的调制区域274中的后表面271上看到。矢状焦度图289和包括的屈光标度显示透镜基底焦度为约-2D，并且8个个体元件在焦度分布上可以基本相同。考虑到例如元件272A之一，该元件可以具有变化的焦度分布，其中中心部分291包含相对更正的0D焦度，而几何限定形状和/或轮廓光学元件的周边部分在292和293处具有比中心部分291相对较小的正焦度。切向焦度图290揭示了八个形状/光学元件272A-272H的焦度在焦度分布上可以基本相同，并且考虑到例如元件272A之一，该元件可以具有强烈变化的焦度分布，例如，径向跨元件的相对正焦度从约+13.3D的内部部分294减小到约-19.3D的外部部分295。元件/形状中心焦度可以在296处具有比-19.3D的外部元件部分295相对更正的峰值中心焦度并且也可以比基底焦度相对更正。示例性形状/元件272A也可以在297处在正焦度上急剧增加并且在基底透镜表面和形状/元件272A之间的不连续点298处在正焦度上径向地减小。区域274中的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件272A-H的形状和/或轮廓可以提供例如焦度分布和/或更高阶的像差分布，从而产生可以降低与轮廓元件相比的图像质量的光学特性，该轮廓元件与聚焦在视网膜图像平面上期望的光焦度相比可以例如具有更多或更少的光焦度并且可以具有较少像差甚至是球形。在一些实施方案中，多个几何限定形状和/或轮廓光学元件形成在调制区域中，例如，如图2I或2J-2K中所示的环形区域274可以提供对于特定应用而言可能期望的组合光学效果。在一些实施方案中，通过本文所述的表面调制过程生产的眼科透镜可以导致眼科透镜包含透镜的至少一个或多个调制区域，该调制区域填充有提供期望光学效果的至少一种或多种(例如多个)间隔开的几何限定形状和/或轮廓光学元件。
调制表面几何形状的进一步控制可以通过为周期性函数中的调制值范围限定附加项和条件来实现，例如，在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件的特征和/或特性可以通过将进一步的条件应用于调制函数项(包括例如函数循环的频率、高度、宽度、长度、变化速率、转变等)来设计。
图3示出了眼科透镜301的调制的后表面几何形状302的平面图300A、在环形区域304中包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件306-311的眼科透镜的示例性实施方案的矢状焦度图300B和切向焦度图300C。透镜301具有中心区303、调制区域304和外周边区305。图3的透镜几何形状可以与例如图2J/2K中的透镜200类似地进行配置，其中调制的几何参数是在区域204上调制的曲率半径R(图1B的106)，但不同于图2J的透镜，可以形成透镜表面302的调制函数可以具有较低频率并且可以形成较少元件，例如，仅6个元件(306-311)。起始基底后表面几何形状(在调制之前)是基于图2A中的透镜后表面203的，并且可以通过在参数R上应用具有较低频率项的图2H的“调制函数”，以在从0到+2Rm(其中0表示未调制表面，并且2Rm是添加到曲率半径R的最大值)的“调制范围”中在限定区域304上沿期望的方向
修改R来形成透镜301的最终调制的后表面几何形状302(图3中的300A)。在一些实施方案中，元件的数量可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9和/或10个。
在图3的实施方案中，“调制函数”的频率(fsgn)可以从应用于图2J/2K中描述的透镜的较高频率改变为较低频率，以便创建几何限定形状和/或轮廓光学元件(306-311)的新配置。可以通过将频率项‘限定区域中的循环数＝6＝ω＝2πfsgn,fsgn＝3/π’代入图2H中描述的“调制函数”，更改(例如，减少)应用于参数R的“调制函数”中的频率以在图3的透镜表面302上形成更少的(例如6个)几何限定形状和/或轮廓光学元件306至311，从而改变“调制函数”并因此改变调制表面几何形状302。调制形成了后表面几何形状302，其中六个轮廓光学元件306至311凹入图3中眼科透镜301的区域304中的后表面302中。类似于例如图2J和图2K中所示的元件，元件306-311在形状上大致为矩形。考虑到元件311之一，该元件在圆周方向312上比在径向方向313上更长，可以具有曲率半径相对稳定的部分314并且在区域304中形成进入透镜后表面302的凹面。几何限定形状和/或轮廓光学元件306-311可以在调制方向318上形成平滑且连续的表面。例如，考虑到在316和317处的元件307，元件表面逐渐与凹陷的基底表面319形成轮廓。形状/元件，例如元件309还在径向方向上在320、321和322处形成更尖锐的过渡。矢状焦度图300B示出了眼科透镜301的调制区域304中的六个几何限定形状和/或轮廓光学元件306至311。300B的屈光标度为透镜基底焦度为约(大致)-2D，并且单个元件306至311在焦度分布上基本相同(或相似)。考虑到例如元件311之一，该元件可以具有变化的焦度分布，其中相对更正的峰值中心焦度323为0D，并且在324和325处的元件的边缘比中心部分323具有相对更小的正焦度。切向焦度图300C示出了六个几何限定形状/轮廓光学元件306至311在焦度分布上可以基本相同，并且考虑到例如光学元件311，该元件可以具有强烈变化的焦度分布，例如，径向跨元件的相对正焦度从约+13.3D的内部部分327减小到约-19.3D的外部部分328。元件/形状中心焦度329可以具有比基底焦度(-2D)稍微更多、基本上更多、大致相同或稍微更小的中心焦度。类似于区域304中的其他元件，元件309也可以在330处在正焦度上急剧增加并且在331处径向地在基底透镜表面和形状/元件309之间的不连续处在正焦度上减少。区域304中的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件306-311可以提供例如焦度分布和/或更高阶的像差分布，从而产生可以显著降低或略微降低图像质量的光学特性。在图3中所示的透镜表面上形成的较少形状/元件可以提供比图2K的透镜更低的填充因子，因此可以被设计为在视网膜平面上提供较低的图像质量变化，因此可以改进使用眼科透镜进行近视控制的进行性近视者的视力、佩戴性和依从性。
图4A和4B示出了包含如本文所述的在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的眼科透镜400的另一示例性实施方案。在本示例中，沿相同方向应用用于在来自图3的眼科透镜301的表面上形成几何限定形状和/或轮廓光学元件的“调制函数”、调制参数和调制值范围，但是按不同的频率将它们应用于三个环形区域。
图4A示出了眼科透镜400的调制的后表面几何形状402的平面图，其显示了几个环形区域，包括中心区403、由外环形周边部分409围绕的具有四个环形区404-408的内周边区域。图4B示出了透镜后表面402的进一步的平面图400A，其示出了由分别应用于区域404、406和408中的透镜后表面的“调制函数”形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件422、424、426。其他区403、405、407和409未被调制并且可以包含有助于形成基底焦度分布以矫正眼科透镜佩戴者的屈光不正的基底表面几何形状。还示出了图4A的眼科透镜400的矢状焦度图400B和切向焦度图400C。如图4A中所示，3个调制区域404、406、408可以位于以下之间：rs1和rm1；rs2和rm2；以及rs3和rm3，并且创建几何限定形状和/或轮廓光学元件的方式可以类似于在例如图2J-2K的示例性实施方案中生成几何限定形状和/或轮廓光学元件的方式。例如，曲率半径R可以按期望频率在从0到+2Rm(其中0表示未调制表面，并且2Rm是添加到曲率半径R的最大值)的调制范围内在3个限定区域(404、406和408)中的每一个上沿期望方向
(如图2A的209处)进行调制。因此，透镜400的新后表面几何形状402可以通过将新的频率和角度项代入例如图2H中描述的通用“调制函数”来生成，例如，对于所有三个区域，角度可以如下调节(例如，0＜θ≤π/4)以仅包括一个调制循环并且新的调制表面几何形状可以描述如下(假设r值可以在表面上；图4A中的r<re)：
如图4B中所示，单个几何限定形状和/或轮廓光学元件422、424、426可以形成在眼科透镜表面402的三个区域404、406、408中并且可以是大致矩形的形状并且可以凹入或凹陷到透镜后表面中，并且可以被配置为在每个光学元件之间具有基本相似的宽度412和距离414，并且还可以具有基本不同的圆周尺寸416。光学轮廓元件422跨越距中心448的最小角距离，而最外的光学轮廓元件426跨越最宽的角距离，因此所有三个光学轮廓元件可以具有不同的尺寸。矢状焦度图400B示出了焦度分布沿每个个体元件显著变化(例如，几何限定形状和/或轮廓光学元件422的边缘4221、4222具有比中心部分4223相对较低的焦度(例如较小的负焦度)。然而，切向焦度图400C显示最内边缘417和最外边缘418处的每个光学元件(例如元件426)的焦度不同并且焦度差跨每个元件以及在每个元件422、424和426之间径向增加(绝对焦度差)。还可以在400B中看到形状/元件，例如元件424可以在调制方向上在427和428处形成平滑且连续的表面，其中逐渐的过渡(被视为400A和400B中的灰色区域429)在非调制表面区域402向下平滑过渡到由形状/元件424形成的表面凹部434(400A)的基底。每个光学元件，例如424(400B)可以在径向方向上在433、435处形成到基底的急剧返回(不连续)。矢状焦度图400B和包括的屈光标度显示透镜基底焦度为约-2D，并且个体元件在焦度分布上基本相同，例如，元件424可以具有变化的焦度分布，其中相对更正的中心焦度444为0D，并且在427和428处的几何限定形状和/或轮廓光学元件的边缘具有比中心部分444相对较小的正焦度。切向焦度图400C揭示了3个光学元件的焦度在焦度分布上也可以基本相同，并且考虑到例如，元件426可以具有强烈变化的焦度分布，例如，径向跨元件的相对正焦度从约+40.9D的内部部分418减小到约-47.7D的外部部分417。光学元件中心焦度在446处可以具有比外部元件部分417相对更正的中心焦度并且也可以比基底焦度(-2D)相对更正。形状/元件426还可以在418处在正焦度上急剧增加并且在417处在基底透镜表面402和光学元件426之间的不连续处在正焦度上径向地减小。尽管这3个区域中的每个区域中的元件中心径向对准(即没有偏移，例如其中元件的中心432、434、436可以沿穿过透镜400A的透镜中心448的径向线465定位)，在一些实施方案中，可能需要对一个或多个区域施加偏移，使得一个或多个区域中的光学元件的中心不与眼科透镜的不同区域中的其他光学元件的中心径向对准。在一些实施方案中，眼科透镜的一个或多个区域可以包括多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件在尺寸上可以不同(或相同)。在一些实施方案中，每个区域中的几何限定形状和/或轮廓光学元件可以不与另一区域中的形状或元件径向对准。在一些实施方案中，每个区域中的几何限定形状和/或轮廓光学元件可以在一个区域内并且相对于眼科透镜的另一个区域随机分布。在一些实施方案中，每个区域中的几何限定形状和/或轮廓光学元件可以在一个区域内并且相对于眼科透镜的另一个区域分布使得元件形成图案化布置，例如棋盘形或六边形或网格或对角线或同心或螺旋图案。
图5示出了眼科透镜表面的示例性实施方案，其在眼科透镜的表面上包含位于与例如图4A中描述的相同的3个环形区域中的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。然而，在本示例中，6个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以形成在眼科透镜500的后表面502上的3个环形区域504、506、508中的每一个中。眼科透镜500的调制的后表面的几何形状502的平面图500A显示了几个环形区域，其包括中心区503和由外环形周边部分509围绕的具有五个环形区域504-508的内周边部分。六个几何限定形状和/或轮廓光学元件，例如，522、524、526可以通过在各个调制区中施加到透镜后表面的“调制函数”分别形成在每个区域504、506和508中。其他区503、505、507和509可以不被调制并且可以包含有助于形成基底焦度分布以矫正眼科透镜佩戴者的屈光不正的基底表面几何形状。还示出了图5的眼科透镜500的矢状焦度图500B和切向焦度图500C。类似于图4A中所示的透镜400，500A中所示的3个调制区域504、506、508可以位于以下之间：rs1和rm1；rs2和rm2；以及rs3和rm3(如图4A中所示)，并且生成几何限定形状和/或轮廓光学元件的方式可以类似于在图2J-2K的示例性实施方案中创建几何限定形状和/或轮廓光学元件的方式。例如，曲率半径(R)可以在从0到+2Rm(其中0表示未调制表面，并且2Rm是添加到曲率半径R的最大值)的调制范围内在3个限定区域(图5中的504、506和508)中的每一个上沿期望的方向
(图2A的209处)进行调制。因此，可以通过将新的频率和角度项代入图2H中描述的通用“调制函数”(例如所选择的“调制函数”的频率)使得三个区域504、506和508每个区域可以包含六个几何限定形状和/或轮廓光学元件(而不是如图4中的单个元件)来生成透镜500的新后表面几何形状502。调制表面几何形状可以如下：
如500A中所示，6个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以形成在眼科透镜表面502的三个区域504、506、508中的每一个中。元件522、524和526(图500A)可以是大致矩形的形状并且可以凹入或凹陷到透镜后表面502中并且可以被配置为在每个光学元件之间具有基本相似的宽度512和距离514并且还具有显著不同的圆周尺寸516。光学轮廓元件，例如元件522，跨越距离中心548的最小角距离，而最外的光学轮廓元件，例如526跨越最宽的角距离，因此所有三个光学轮廓元件都具有不同的尺寸。矢状焦度图500B示出了焦度分布基本上沿每个个体元件变化(例如，几何限定形状和/或轮廓光学元件522的边缘5221、5222具有比中心部分5223相对低的焦度(例如较小的负焦度)。然而，切向焦度图500C显示每个光学元件(例如，元件526)在最内边缘518和最外边缘517处的焦度是不同的，并且焦度差跨每个元件和在每个元件522、524和526之间在径向上增加(例如，绝对焦度差)。还可以在500B中看到形状/元件，例如元件524可以在调制方向上在527和528处形成平滑且连续的表面。每个光学元件，例如524，可以在径向方向上在533、535处形成到基底表面的急剧返回(不连续)。矢状焦度图500B和包括的屈光标度显示透镜基底焦度为约-2D，并且各个元件在焦度分布上基本相同，例如，元件524可以具有变化的焦度分布，其中相对更正的中心焦度544为0D并且在527和528处的几何限定形状和/或轮廓光学元件的边缘具有比中心部分544相对较小的正焦度。切向焦度图500C揭示了3个光学元件的焦度在焦度分布上也可以基本相同，并且考虑到例如元件526，该元件可以具有强烈变化的焦度分布，例如，径向跨元件的相对正焦度从约+40.9D的内部部分518减小到约-47.7D的外部部分517。光学元件中心焦度在544处可以具有比外部元件部分517相对更正的中心焦度并且也可以比基底焦度(-2D)相对更正。形状/元件526也可以在518处在正焦度上急剧增加并且在517处在基底透镜表面502和光学元件526之间的不连续处在正焦度上径向地减小。尽管3个区域中的每个区域中的元件中心径向对准(即不偏移，例如，其中元件的中心542、544、546可以沿穿过透镜中心548的径向线565定位)，但在一些实施方案中，可能期望对一个或多个区域施加偏移，使得一个区域中的光学元件的中心不与眼科透镜的不同区域中的其他光学元件的中心径向对准。
图6示出了眼科透镜表面的另一示例性实施方案，其在眼科透镜表面上包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，该多个几何限定形状和/或轮廓光学元件位于与图5的眼科透镜500中描述的相同的三个环形区域中。然而，在图6的实施方案中，应用于每个环形区域的调制函数可以具有不同的项，从而导致设计在眼科透镜600的后表面上的几何限定形状和/或轮廓光学元件的不同布置。如图6中所示，眼科透镜600的调制的后表面几何形状602的平面图600A显示了几个环形区域，其包括中心区603和由外部环形周边部分609围绕的具有五个环形区域604-608的内周边部分。如之前在图4A中所示，图6的3个调制区域604、606和608可以位于以下之间：rs1和rm1；rs2和rm2；以及rs3和rm3，并且生成几何限定形状和/或轮廓光学元件的方式可以类似于图2J-2K的示例性实施方案中形成几何限定形状和/或轮廓光学元件的方式，例如，曲率半径R可以在从0到+2Rm(其中0表示未调制表面，并且2Rm是添加到曲率半径R的最大值)的调制范围内在3个限定区域(604、606和608)中的每一个上沿期望方向
(如图2A的209处)进行调制。在图6的实施方案中，“调制函数”的频率可以跨三个区域有差异地应用；例如，第三(最外的)区域608中的频率项可以相对于其他两个内部区域604、606增加，并且可以导致在外部区域608中形成的光学元件比在内部2个区域604和606(10分别对比6和6个元件)中形成的光学元件更多。另外，应用于第三区域608的“调制函数”的相位也可以不同于其他区域，使得第三区域608中的几何限定形状和/或轮廓光学元件(例如元件626a)可以与在另外两个区域604和606中形成的元件(例如622a和624a)相比径向偏移(例如，不从相同的角位置开始)。因此，元件626a(636)的中心可不像其他两个元件(分别为622a和624a)的中心632和634那样落在径向线648上。用于生成图6中所示的眼科透镜600的后表面602的调制函数中包括的频率和相位项可以写成：
fsgn1＝fsgn2≠fsgn3,Tsgn1＝Tsgn2≠Tsgn3并且S1(θ)＝S2(θ)≠S3(θ)
因此，新的表面几何形状602可以通过将这些新的频率和相位项代入描述几何形状的“调制函数”来生成并且可以写成如下：
如调制表面602的平面图600A中所示，在区域604和606中生成的六个几何限定形状和/或轮廓光学元件以及在区域608中生成的十个元件，例如分别为光学元件622a、624a和626a，可以是大致矩形的形状并且可以凹入或凹陷到眼科透镜表面的透镜后表面602中并且可以具有显著不同的圆周尺寸(616a-c)但是相似的径向宽度(612a-c)。如上所讨论，区域604和606中的光学元件可以彼此同相，而在外部区域608中，光学元件可以至少部分地径向偏移，并且在数量上增加(分别为10对比6)。最内区域604中的光学轮廓元件，例如元件622a，跨越最小角距离616a，而最外的光学轮廓元件，例如626a跨越最宽角距离616c，因此所有三个光学轮廓元件可以具有不同的尺寸，例如面积和/或体积。矢状焦度图600B和包括的屈光标度显示透镜基底焦度为约-2D，并且各个元件在区域604、606和608内和跨这些区域的焦度分布可以基本相同。区域606中的示例性元件624a显示焦度分布沿个体元件显著变化(例如，几何限定形状和/或轮廓光学元件624a的边缘627、628与相对更正的中心部分(例如在634处)相比可以具有相对较低的焦度(例如较小的负焦度)，并且此焦度可以大于例如由区域603提供的基底焦度。然而，切向焦度图600C显示了每个光学元件的焦度。考虑到例如元件626a，最内边缘618处的焦度可以不同于最外边缘617处的焦度，此外，焦度跨每个元件径向变化(绝对焦度差)。在一些实施方案中，每个光学元件的焦度分布可以类似于一区域内的其他光学元件并且如切向焦度图600C中所示。在一些实施方案中，切向焦度变化在一区域内和/或跨各区域的元件之间可以不相似。如600C中所示，区域604、606和608中的光学元件的焦度在焦度分布上可以不相同，例如，元件626a可以具有强烈变化的焦度分布，例如，径向跨元件的相对正焦度从约+40.9D的内部部分618减小到约-47.7D的外部部分617。相比之下，来自最内区域604的示例性元件622a可以具有从内部部分620到外部部分621的不太强烈变化的焦度分布。如眼科透镜的平面图600A中所示，每个形状/元件可以在调制方向上在627和628处形成光滑且连续的表面，其中逐渐的过渡627、628在非调制表面区域602到由形状/元件622a形成的表面凹部644的基底之间过渡。3个区域中的光学元件可以在径向方向上在635处形成更尖锐的过渡。
如600A中所示，2个区域604和608中的元件中心可以径向对准(例如，不偏移)(例如，其中元件622a和624a的中心632和634可以沿穿过透镜中心647的径向线648定位)，而最外区域608中的元件可不与区域604和608中的元件径向对准(例如，偏移)(例如，其中元件626a的中心636可不沿穿过透镜中心647的径向线648定位)。在一些实施方案中，可能期望对一个或多个区域施加偏移，因而一个区域中的光学元件的中心不与眼科透镜的不同区域中的其他光学元件的中心径向对准。例如，几何限定形状和/或轮廓光学元件的偏移或随机分布可以减轻或缓解不利的光学效果，例如变形、头部运动引起的动态视觉干扰、光晕、视觉重影或重叠或视觉模糊或与更有序的有规律图案化布置相比视觉对比度降低。
在一些实施方案中，眼科透镜的一个或多个区域可以包括多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。改变眼科透镜的表面上的区域之间的几何限定形状和/或轮廓光学元件的相对数量可以提供例如在近视控制应用中改进的眼科透镜。可能需要具有更受控的光学特性(包括例如散焦和棱镜)分布的用于近视控制的改进的眼科透镜，以增加透镜的近视控制功效和/或可佩戴性。例如，更靠近透镜中心区域的区域与透镜的更外部或周边区域相比可能需要不同数量的几何限定形状和/或轮廓光学元件或几何限定形状和/或轮廓光学元件的不同焦度和/或焦度分布。在一些实施方案中，可以通过与透镜的更多最外区域相比减少几何限定形状和/或轮廓光学元件的数量或减少内部区域的焦度和/或焦度分布来改进透镜佩戴性。在一些实施方案中，可以通过与透镜更下部(例如透镜中心下方)区域相比减少几何限定形状和/或轮廓光学元件的数量或降低上部(例如透镜中心上方)区域的焦度和/或焦度分布来改进透镜可佩戴性。在一些实施方案中，可以通过与透镜的其他象限(例如从透镜中心开始的颞或鼻象限)相比减少几何限定形状和/或轮廓光学元件的数量或减少透镜象限中(例如在从透镜中心开始的鼻或颞象限上)的焦度和/或焦度分布来改进透镜佩戴性。在一些实施方案中，近视控制有效性可以通过与透镜其他区域相比改变形状和/或元件的数量(例如在透镜中心周围增加)或改变更靠近透镜中心的几何限定形状和/或轮廓光学元件的焦度和/或焦度分布来改进。在一些实施方案中，可以通过在透镜的区域上(例如侧向或垂直或对角地)使几何限定形状和/或轮廓光学元件的焦度和/或焦度分布交替来改进近视控制有效性。在一些实施方案中，可以通过改变透镜区域上的几何限定形状和/或轮廓光学元件的其他光学特性(例如以下)来改进近视控制有效性：散焦、棱镜焦度、光散射、衍射、漫射、色散、像差、偏离、对比度和光振幅调制。在一些实施方案中，具有不同调制光学特性的眼科透镜可以形成透镜治疗系统的一部分，例如，最初可以给用户开具带有几何参数(例如半径曲率)调制的眼科透镜，其提供具有折射散焦的几何限定形状和/或轮廓光学元件，可以在一段时间内(例如1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、9个月或1年)有效控制近视进展，但此后控制近视加深进展效果变差或失去作用。然而，此后可以从透镜治疗系统开具第二对眼科透镜，该透镜治疗系统可以结合可以通过不同光学原理(例如光散射参数，例如表面粗糙度)的调制形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件，因此产生来自不同光学特性的不同类型的视网膜图像质量，从而以交替和有效的方式刺激视网膜受体以更新近视控制有效性。在一些实施方案中，光学原理的任何组合可以在眼睛之间或成对内同时(in tandem)或依次使用以周期性地改变到视网膜受体的光学信号。治疗系统中使用的调制眼科透镜可以在一天内短至几个小时的时间段，或在一天或更长时间，或数周或数月或更长时间内使用。
图7示出了眼科透镜的另一示例性实施方案的平面图，该眼科透镜包含如本文所述的眼科透镜表面上的几何限定形状和/或轮廓光学元件。为了在图7的眼科透镜700上产生后表面702，用于在来自图4的眼科透镜400的表面402上形成几何限定形状和/或轮廓光学元件的调制函数、调制参数、调制区域和调制值范围沿相同方向应用，但调制区域的角度被调节以在单个环形区域中形成单个几何限定形状和/或轮廓光学元件。图7中显示了结合几个区域的眼科透镜700的后表面702的调制几何形状的平面图700A，该区域包括中心区域703和内周边区域704，其结合单个几何限定形状和/或轮廓光学元件706，以及外部区域705，其可以类似于区域703，结合基底透镜焦度分布以至少部分地矫正眼科透镜佩戴者的屈光不正。透镜后表面几何形状703的平面图700A显示了通过将调制函数应用于区704中的透镜后表面而形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件706的尺寸、形状和位置。图7中还显示了眼科透镜700的矢状焦度图700B和切向焦度图700C。如图4A中所示，调制区域704可以位于rs1和rm1之间；可以创建几何限定形状和/或轮廓光学元件的方式与图2J-2K的示例性实施方案中生成的几何限定形状和/或轮廓光学元件的方式类似，例如，在从0到+2Rm(其中0表示未调制表面，并且2Rm是添加到曲率半径R的最大值的调制范围内)在限定区域704上沿期望的方向
(图2A中的209)调制曲率半径R。因此，可以通过将新的角度项代入图2H中描述的通用“调制函数”使得角度可以被调节为仅包括限定区域704中的一个调制周期来创建新的后表面702。单个几何限定形状和/或轮廓光学元件706被形成并且可以是大致矩形的形状并且可以凹入或凹陷到透镜后表面中。矢状焦度图700B显示焦度分布沿光学元件706显著变化(例如，几何限定形状和/或轮廓光学元件706的边缘711、712具有比中心部分713相对较低的焦度(例如较小的负焦度)。然而，切向焦度图显示光学元件706在最内边缘721和最外边缘723处的焦度可以不同并且焦度差径向变化(绝对焦度差)。考虑到700A中的元件706，该元件可以在非调制表面区域703或705到由形状/元件706形成的元件表面713的中心之间的调制方向上在724和725处形成光滑且连续的表面但可以在735处在径向方向上形成更尖锐的过渡。切向焦度图700C揭示了光学元件的焦度也可以具有强烈变化的焦度分布，例如，径向跨元件的相对正焦度从约+26.9D的内部部分721减小到约-34.6D的外部部分723。
在一些实施方案中，至少一个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以是大的并且可以位于任一个透镜表面的任何区域中，例如，光学元件可以覆盖透镜表面的下部部分中至少10％或更多的透镜表面积。在一些实施方案中，表面积覆盖率可以是20％或更多或者可以是40％或更多或者可以是50％或更多。在一些实施方案中，大的且位于下方的几何限定形状和/或轮廓光学元件可以被设计为矫正老花眼的近屈光不正并且可以具有比基底透镜表面相对更正的焦度分布。在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以由调制函数形成，该调制函数可以具有形成渐进焦度分布的项。在一些实施方案中，可能期望形成几何限定形状和/或轮廓光学元件，其可以在调制参数的调制方向上与基底透镜表面形成光滑且连续的表面，并且在一些实施方案中，可能期望形成几何限定形状和/或轮廓光学元件，其可以在光学元件接合的至少一部分中或在围绕光学元件的至少每个部分中和任何方向上与基底透镜表面形成光滑且连续的表面。
图8示出了眼科透镜表面的另一个示例性实施方案，其包含位于多个环形区域中的眼科透镜表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。此示例性实施方案使用在相同的圆周方向上应用于相同的起始表面几何形状(但不同的基底焦度)的相同的调制函数、调制参数和调制值范围以在示例性眼科透镜的表面上在目标调制区域中形成几何限定形状和/或轮廓光学元件，如之前在图4-7中所描述的那样。然而，在图8的实施方案中，应用于预调制透镜表面的调制函数可以具有不同的频率项，从而导致设计在眼科透镜800的后表面上的几何限定形状和/或轮廓光学元件的不同布置。如图8中所示，眼科透镜800的后表面802的调制几何形状的平面图800A结合了中心区803和与未调制的基底透镜表面的5个环形区交替的多个(例如6个)环形调制区域804至809。环形调制区域804至809各自结合了多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，并且未调制的基底表面的交替区域可以结合基底透镜焦度分布以至少部分地校正眼科透镜的佩戴者的屈光不正。透镜后表面几何形状803的平面图800A显示了由应用于区域804至809中的透镜后表面的调制函数形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件的尺寸、形状和位置。如图9A中所示，现在在图8的透镜后表面802上生成的6个调制区域804至809可位于rs1和rm1；rs2和rm2之间；并且一直到rs6和rm6之间，并且生成几何限定形状和/或轮廓光学元件的方式可以类似于在图2J-2K的示例性实施方案中形成几何限定形状和/或轮廓光学元件的方式，例如，曲率半径(R)可以在从0到+2Rm(其中0表示未调制表面，并且2Rm是添加到曲率半径R的最大值)的调制范围中在6个限定区域(804至809)中的每一个上沿期望的方向
(图2A中的209)进行调制，并在804到809的每个区域生成更多元件。如图800A中所示，每个区域内(例如，800A中区域808中的元件808a和808c)和跨区域(例如，800A中区域804至809中的元件804a至809a)的几何限定形状和/或轮廓光学元件的尺寸可以是相似的形状、长度(800A中的811)和宽度(800A中的812)并因此是相似的面积和/或体积。因而，调制函数也可以由每个区域中的不同频率项使用，因此每个区域中的形状和/或元件的数量可以不同，例如，最内区域中的元件较少，例如804可具有12个相同尺寸的元件并且最外区域，例如809可具有40个相同尺寸的元件。重要的是，环形区域的数量和/或应用于每个区域的调制函数的频率值可以选择成增加/减少填充率(例如，以获得期望的填充率)。填充率可以限定为眼科透镜上可专用于几何限定形状和/或轮廓光学元件(以及由此导出的光学效果的程度)的限定区域(例如，可专用于可矫正眼科透镜使用者的屈光不正的基底透镜折射焦度的区域)的比例。在图8中所示的示例中，所得的透镜具有-3D的基底焦度分布，以及在几何限定形状和/或轮廓光学元件内相对更正的焦度。
矢状(800B)和切向(800C)焦度图还揭示了矢状子午线中元件的光学特性在所有元件和区域(例如808a和804a)上可能基本相同，但是切向子午线在每个区域(例如808a和808c)中可能相似，但不同区域中的元件可能不相同，例如，跨每个元件的绝对焦度变化差可能从最内区域804(例如元件804a)中的最小差到最外区域809(例如元件809a)中的最大差变化。在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件的任何参数或特性可以被共同地或单独地或以其任何组合方式进行操纵以改变由眼科透镜的用户观察到的光学效果。
如本领域技术人员基于本文的公开内容和使用本文描述的方法容易理解的，区域的数量和/或几何限定形状和/或区域中的轮廓光学元件可以被调整以获得期望的填充率或更一般地说是期望的结果。例如，在一些实施方案中，一个区域(例如，环)中几何限定形状和/或轮廓光学元件的数量可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、10或更少、15或更少、20或更少、25或更少、30或更少等。在一些实施方案中，区域(例如，环)的数量可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。在一些实施方案中，任何数量(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、10个或更少、15个或更少、20个或更少，25个或更少、30个或更少)的几何限定形状和/或轮廓光学元件可以按与任何数量的1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个区域(例如，环)的任何组合存在。在一些实施方案中，一个区域中的几何限定形状和/或轮廓光学元件或各区域之间的几何限定形状和/或轮廓光学元件的焦度或焦度分布可以不同或可以相同。在一些实施方案中，一个区域中几何限定形状和/或轮廓光学元件的尺寸可以不同，或者包含几何限定形状和/或轮廓光学元件的每个区域的尺寸可以不同。
图1-8的示例性实施方案描述了使用可应用于眼科透镜的几何或非几何参数的调制函数，以形成几何限定形状和/或轮廓光学元件的不同配置和布置，以为眼科透镜的用户产生期望的光学效果。作为设计过程的一部分，调制过程可限定几个项，这些项可以控制可促进光学设计实现的几何设计形状和/或轮廓光学元件。一个这种项是限定的调制区域中的调制方向，并且图1-8可以描述为在圆周方向
(例如，如图2A中的209所示)上进行调制，因而几何限定形状和/或轮廓光学元件可以与基底透镜表面在如本文的示例性图中所描述的调制方向上形成光滑且连续的表面。然而，在一些实施方案中，可能期望通过在其他方向上，例如在至少径向方向
上(例如，如图1A所示)或在圆周方向和径向方向(例如
和
)两者上在正被调制的眼科透镜的任何区域中调制至少一个或多个几何或非几何参数来生成几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，调制函数中的调制方向的控制可以产生其焦度在圆周和径向(或所有)方向上沿形状和元件连续变化的几何限定形状和/或轮廓光学元件，并且也可以产生在任何(或所有)方向上与基底透镜表面形成平滑且连续表面的几何限定形状和/或轮廓光学元件。
图9A示出了眼科透镜的表面的平面图，该眼科透镜包含在眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，该多个几何限定形状和/或轮廓光学元件通过在多个圆周方向和径向方向两者上调制曲率半径而形成在调制的环形区域中。图9B示出了本文示出的眼科透镜的示例性实施方案的调制透镜后表面的几何形状的平面图900A、矢状焦度图900B和切向焦度图900C。图9A中的透镜900具有后表面902；中心区903，其结合有助于眼科透镜900的焦度分布以矫正佩戴者屈光不正的基底透镜表面；多个调制环形区904-909，其结合多个几何限定形状和/或轮廓光学元件；以及基底透镜表面的多个环形区，其在调制环形区之间交替，也可有助于眼科透镜的焦度分布以矫正佩戴者的屈光不正。如图9B的900A中所绘制，多个调制的环形区904-909结合多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。通过应用调制函数以在从0到+2Rm(其中0表示未调制表面，并且2Rm是添加到曲率半径R的最大值)的限定的调制值范围内在圆周方向(例如
)和径向方向(例如
)上在环形区904中调制基底透镜表面的曲率半径R，调制过程可以在每个调制的环形区(例如限定在rs1和re1之间的最内区域904)中生成多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。调制函数可以包括类似地调制其余其他区域905-909中的基底透镜的曲率半径以在每个区域中生成相同数量的几何限定形状和/或轮廓光学元件的项，并且可以包括调节每个区域中每个光学元件尺寸的另外的特定项。例如，如图9B中的900A中所示，最内调制的环形区域904和最外的调制的环形区域909各自具有设计成彼此同相的19个光学轮廓元件，即19个光学轮廓元件中的每一个的中心可以沿相同的径向轴910对准，然而，光学轮廓元件在区域909中的尺寸可以比在904中更大，例如分别为元件909a和904a。因为每个区域中的多个光学轮廓元件可以通过在圆周方向和径向方向两者上调制曲率半径来生成(图9A)，所以几何表面的平面图900A显示了：如在区域908中针对示例性元件908p的表面几何形状的平面图中所见，光学元件和基底透镜表面之间的过渡在圆周方向上在位置911和912处以及在径向方向上在913和914处在两个方向上是平滑且连续的平面。在图900B中所示的眼科透镜的各自矢状焦度图900B和切向焦度图900C显示了各个元件(例如，区域908中的908p)可以在圆周方向上具有变化的矢状焦度分布，例如，位于区域908中的几何限定形状和/或轮廓光学元件908p的边缘911和914可以与图2-8中描述的前述实施方案类似，具有与中心部分913相比变化的焦度。类似地，切向焦度图900C显示了各个元件(例如，区域908中的908p)可以在径向方向上具有变化的切向焦度分布(例如，位于区域908中的示例性几何限定形状和/或轮廓光学元件908p的边缘911和912与中心部分913相比，因此可不同于前述实施方案透镜，其中调制仅在圆周方向上，没有任何径向方向，元件在径向方向上的过渡可显示表面几何形状的急剧过渡，如之前在图2-8中所描述的那样。
图9C绘制了沿穿过中心光学区903(图9B中的900A)的径向子午线919(图9B中的900A)的切向焦度分布900D和矢状焦度分布900E，以及921至926位于如图9A中所示的眼科透镜的调制区域902-908中的每一个中的6个光学元件(例如921至926)的中心。从900D(图9C)中显示的切向焦度分布可以看出，眼科透镜沿子午线(例如919)的基底透镜焦度为约-3D，并且在径向方向上添加曲率半径的调制产生例如切向焦度图横截面，其显示了所形成的形状和/或元件的焦度沿如图9C的900D中的922D和92ID之间的920所示的径向方向可具有更连续的变化(例如，在基底焦度之上和之下振荡)。光学元件904显示跨元件长度920的约在+12D到+17D和-18D到-22D范围之间围绕-3D的基底透镜焦度的切向焦度变化的振荡。围绕基底焦度的焦度变化跨透镜区域逐渐增加，其中区域909中的最外元件909p(图9A中所示)呈现出几乎+/-60D的变化。也可以在图9C的900E中看到，在清晰的中心区903之后，区域904至909在矢状焦度分布横截面919中包括约+1.5D附加焦度(add power)元件。在区904中显示为920E的三个高正焦度峰是该区和其他区内部径向调制的结果。
此外，可能期望改变几何限定形状和/或轮廓光学元件的焦度和焦度分布。在一些实施方案中，可以控制元件内部跨透镜或在透镜的部分中在圆周方向和径向方向两者上的焦度变化，并使光学设计者能够定制图像质量并将光学信号传递到眼睛用于特定眼科透镜应用。例如，在一些实施方案中，眼科透镜的离焦光分布可以分散在眼科透镜表面上的单个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件内的不同焦度值之间以降低在视网膜图像平面上形成的图像的光学对比度。一般降低视网膜图像对比度或过滤(例如减少或增强或消除)特定选择的空间频率的眼科透镜可能对近视控制应用有用。在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以在任何(或所有)方向上形成平滑且连续的表面，但可能不会返回到基底透镜表面，例如，保持在基底透镜表面上方和/或下方的高度处。如图9A中所示，结合多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的调制环形区904至909可以与基底透镜表面和基底透镜焦度分布的环形区交替，并且如本文所公开的可以在圆周和/或径向方向上形成平滑且连续的过渡。在一些实施方案中，包括多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的调制环形区904至909可以与可不结合基底透镜表面902的环形区交替，例如，至少一个或多个交替区还可以经历类似于调制环形区904至909以及介于904至909之间的交替环形区的过程的调制过程，并且现在还可以结合多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，调制过程在应用于几何参数时可以改变，例如，类似的调制函数可以应用于环形区904至909之间的一个或多个交替环形区域中的曲率半径，但是调制值范围可以不同于在区域902至909中应用的调制范围，例如较少和较小的范围，使得所生成的多个元件与区904至909相比可以具有较小的曲率变化并且由此可以例如，具有比区904至909中的多个元件更小的焦度分布，但仍可大于基底透镜表面焦度分布。在一些实施方案中，调制方向可以是圆周和/或径向的并且可以在圆周和/或径向方向或任何方向上在环形区之间形成平滑和/或连续的过渡。在一些实施方案中，可调制环形区904至909和其间的交替区的表面的调制函数可被调节以生成少于多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，例如，至少一个几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，该元件可以形成完整的环并且整个环形区透镜表面可以被该元件占据。在一些实施方案中，一个区内或任何区内的至少一个或多个元件可以具有调制参数(例如曲率半径)的不同调制范围，并且由此在至少一个区中生成例如单个环形元件，其可以比另一个(或多个)区(包括区904至909之间的交替环形区)具有更大的曲率半径调制范围。因此，环形区904至909的一个或多个区和/或区904至909之间的交替环形区可以具有一个或多个区，该区具有调制，例如曲率半径调制，其导致与预调制基底透镜表面和/或可以结合焦度分布以矫正眼科透镜用户屈光不正的任何区(例如中心区903)的焦度分布或光学特性相比不同，例如更小的强度或更大的强度。
在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以通过调制限定区域的光轴角来生成。与曲率半径一样，限定区域的光轴可以通过在此参数上应用“调制函数”来改变。在一些实施方案中，这可导致在几何限定形状和/或轮廓光学元件中包括棱镜焦度。在一些实施方案中，该区域上的调制函数应用可以使表面上的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的光轴相对于基底透镜的光轴(例如，侧向或在任何方向上)偏移。可以使用用于改变光轴的任何合适的技术。在一些实施方案中，曲率半径的中心坐标可以用作该过程的参数，以便创建期望的光学和/或几何特性。同样地，可以操纵任何其他光学特性以通过如本文描述的眼科透镜中的几何和/或非几何参数的调制将期望的光学效果引入眼科透镜的设计中。这些光学效果可以包括折射、非折射、衍射、对比度调制、相位调制、光散射、像差、全息、漫射、光偏离(棱镜)、光振幅调制或其一种或多种光学特性的组合。
图10A-C描述了眼科透镜的另一个实施方案，该眼科透镜包含多个环形区域，这些环形区域通过调制函数进行调制，以在与如之前在图8中所示相同的布置中在眼科透镜的表面上生成多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，其中光学元件的尺寸可以大致相同并且每个区域中的元件数量可以不同。图10A-B示出了透镜表面的一部分的几何形状的横截面，该透镜表面在不包含(图10A)和包含(图10B)下列情况下产生：除了之前的调制外，还使用对次级几何参数(ROC(曲率半径)中心位置)的调制来生成图8中描述的眼科透镜。
图10C示出了几何表面的平面图并显示了调制后的眼科透镜表面的焦度图。图10的眼科透镜(如图10C中所示)因此可以具有中心区1003，其包含有助于眼科透镜焦度分布以矫正佩戴者屈光不正的基底透镜表面1002；6个调制环形区1004至1009，其围绕中心区1003并结合多个几何限定形状和/或轮廓光学元件；以及基底透镜表面的多个环形区，其在调制区1004至1009之间交替，也可有助于眼科透镜焦度分布以矫正佩戴者屈光不正。图10A显示了包括中心区1003和最内调制区域1004中一个几何限定形状和/或光学轮廓元件一部分的之前在图8中描述的眼科透镜1000的后表面一部分的横截面(其中ROC中心位置未调制)。包括在中心区1003中的基底透镜表面1001可以具有中心曲率半径R并且被调制后的第一环形区域1004围绕，该调制后的第一环形区域1004具有由调制函数沿成角度方向
沿圆周调制的调制曲率半径RM1。应用于调制区域1004的调制函数可能不包括对ROC中心位置参数的调制，例如无需应用光轴侧向分离(LSR)技术。在横截面中，区域1004上的调制曲率RM1形成多个几何限定形状和/或轮廓光学元件1005中的一个，该几何限定形状和/或轮廓光学元件1005如图10A中所示在眼科透镜表面上的第一区域1004中生成。在曲率R和RM1的相交处形成的切线1006(从具有曲率半径R的表面)和1007(从具有曲率半径RM1的表面)形成可见角度1008并且可以是与透镜表面上的光学特征的显眼有关，例如该角越大，几何限定形状和/或光学轮廓元件对于眼科透镜的佩戴者或(例如从正面位置看佩戴者佩戴的眼科透镜的)观察者来说可能越显眼。
类似于图10A，图10B显示了包括中心区1003和最内调制区域1004中一个几何限定形状和/或光学轮廓元件1010一部分的如之前在图8中描述的眼科透镜1000的后表面的一部分的横截面。包括中心区1003的基底透镜表面1001具有中心曲率半径R并且被调制后的第一环形区域1004围绕，该调制后的第一环形区域1004具有由调制函数沿成角度方向
沿圆周调制的调制曲率半径RM2。图10B的透镜使用与图10A的透镜类似的参数R调制，然而，应用于调制区域1004的调制过程现在包括ROC中心位置参数的调制，例如光轴侧向分离(LSR)技术是包括在调制函数中的项并且可以应用于调制区域1004。新的调制曲率RM2在图10B中所示的眼科透镜表面上的第一区域1004中形成几何限定形状和/或轮廓光学元件1010。在曲率R和RM2的相交处形成的切线1006(与来自图10A的基底透镜表面1006相同)和1014(从具有曲率半径Rm1的表面)形成可见角度1016。如图10B中所示，与图10A中的角度1008相比，由应用于调制的曲率半径RM2的中心坐标(例如，示出为1018)的LSR技术提供的ROC中心位置调制减小了可见角度1016。因此，通过调制光轴参数，形成在眼科透镜表面上的几何限定形状和/或轮廓光学元件在显眼性上可以降低并且增强结合了几何限定形状和/或光学轮廓元件的眼科透镜的耐磨性和美观性。一般而言，应当容易理解，可以对两个表面(例如可微分表面)之间的任何接合处的可见性(例如通过数学或其他方式)进行建模。
图10C示出了图10B中描述的调制后的眼科透镜表面的几何表面平面图1000A、矢状焦度图1000B和切向焦度图1000C。如焦度图所示，调制的透镜表面1002可以包含由调制过程生成的眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，该调制过程包括调制6个环形调制区域中的曲率半径和ROC中心位置参数(LSR)。然而，如前所述，与图10A的透镜的角度1008相比，ROC中心位置参数(LSR)的参数调制可以显著减小可见角度1016(因此与在图8的透镜800的第一区域804中生成的几何限定形状和/或轮廓光学元件具有相同的可见角度)，因此，图10C的平面图1000B中所示的透镜表面1002的几何形状可以具有非常低的可见度并且光学轮廓元件可能不显眼，例如，基本上不可见。
因而，多个区域1004至1009(例如，环)中的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的布置可能不可见，但可能存在于与图8的后表面几何形状图示800A中所示的基本相同的位置。类似于图8，多个相对不可见的几何限定形状和/或轮廓光学元件，例如图10B中的平面图1000A中所示的区域1004中的元件1010a可以与图8中的类似元件基本上相同地定位并且可仅通过焦度图进行识别。如图10C中所示，透镜1000的焦度图(矢状焦度图1000B和切向焦度图1000C)显示每个区域中的形状和/或元件的数量不同，最内区域例如1004中较少而最外区域例如1009中最多并且可以显示与之前针对图8的眼科透镜描述的几何限定形状和/或轮廓光学元件大致相同的形状和尺寸。图10C中的各个元件可以具有变化的焦度分布，但是当包括ROC中心位置参数LSR的调制时，基底透镜与几何限定形状和/或轮廓光学元件之间的焦度差(分别在1000B和1000C中矢状(轴上)焦度范围为约0.7D；切向(轴上)焦度范围为约6D)可比当ROC中心位置参数(LSR)未包括在调制过程中时图8的基底透镜和几何限定形状和/或轮廓光学元件之间的焦度差(分别在800B和800C中矢状(轴上)焦度范围为约3D；切向(轴上)焦度范围为约150D)小得多。在一些实施方案中，基底透镜与几何限定形状和/或轮廓光学元件之间的这种较小的焦度差可以导致最小可见到不可见的几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，由于在调制过程中包括光轴参数而导致的基底透镜和几何限定形状和/或轮廓光学元件之间的这种较小的焦度差可以改进眼睛的离焦光强度分布(例如，减少光损失)。在一些实施方案中，导致几何限定形状和/或光学轮廓元件的较低可见度的减小的切线角在眼科透镜(例如眼镜透镜)的制造中可能是期望的。在一些实施方案中，当形状和/或光学元件与周围的基底透镜表面之间的矢状高度差高(例如与位于前表面上的正焦度元件的基底透镜表面相比更隆起或对于位于后表面的正焦度元件而言更凹入透镜表面中)时，则在透镜表面处理和/或透镜抛光和/或透镜涂层工艺步骤(例如，硬度或防刮擦或UV涂层或防反射或防雾或透光过滤器)或当眼科透镜的佩戴者使用时，随着时间的推移，透镜可能更容易出现某些制造缺陷和降低的透镜产率或产生缺陷。然而，例如具有光轴调制的眼科透镜可能会生成几何限定形状和/或光学轮廓元件，与如图10A中所示的没有光轴调制的较高可见度形状或光学轮廓元件相比，这些几何限定形状和/或光学轮廓元件的可见度可能较低并因此可提供与围绕元件的基底透镜表面的相对较低的矢状高度差(当较高地隆起或较低地凹入到透镜前表面或后表面或两者中时)。
图11描述了包含多个环形区的眼科透镜的另一个实施方案，该环形区由调制函数调制以在与之前在图9B(900A)中所示相同的布置中在眼科透镜的表面上生成多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，其中每个区域中的光学元件的数量可以大致相同，但是每个区域中的元件的尺寸可以不同。图11示出了调制后的眼科透镜表面的几何表面1100A、矢状焦度图1100B和切向焦度图1100C的平面图。图11的透镜因此可具有中心区1103，其包含有助于眼科透镜的焦度分布以校正佩戴者屈光不正的基底透镜表面1100；六个调制的环形区1104-1109，其结合多个(例如六个或更多个)几何限定形状和/或光学轮廓元件；以及基底透镜表面的多个环形区，其在调制区1104至1109之间交替，也可以有助于眼科透镜的焦度分布以矫正佩戴者的屈光不正。图11的示例性透镜基于图9B中描述的眼科透镜，包括基底透镜焦度、调制参数R、调制方向(例如，圆周和径向两者)、调制区域以及该表面上几何限定形状和/或轮廓光学元件的频率、焦度和尺寸。然而，不同于图9B的透镜，图11的透镜进一步包括在调制过程中对ROC中心位置参数(LSR)的调制以改变光轴相对于基底透镜光轴的角度(例如，光轴的侧向分离)以形成与图9B中所示的相比不可见(或较不可见)的几何限定形状和/或轮廓光学元件。如焦度图1100B和1100C所示，调制的透镜表面可以包含被六个环形调制区域1104-1109围绕的中心区1103，该六个环形调制区域1104-1109在眼科透镜的表面上结合了通过调制过程生成的多个(例如，六个或更多个)几何限定形状和/或轮廓光学元件，该调制过程包括对曲率半径和ROC中心位置参数(LSR)的调制。然而，如前所述，与图9B的透镜的角度相比，对ROC中心位置参数(LSR)的调制可以在圆周和切向两者上显著减小可见焦度，并且图11中所示的透镜表面1100A的几何形状可具有非常低的可见度并且光学轮廓元件可能不显眼，例如，几乎不可见。因而，多个区域1104至1109(例如，环)中的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的布置可能不可见，但可能存在于与图9B的后表面几何图示900A中所示的相同位置中，例如，图9B的900A中所示的元件908p现在可以位于图11中的1100A中的1108p处。如透镜1100的焦度图(矢状焦度图1100B和切向焦度图1100C)中所示，每个区域中形状和/或元件的数量可以相同，例如每个区域6个，并且每个区域中可显示不同的形状和尺寸，例如最内区域(例如1104)中几何限定形状和/或轮廓光学元件在长度上可能是最小的，并且最外区域(例如1109)中的元件可以是最长的，如之前针对图9B的眼科透镜所描述的那样。类似于图9B的眼科透镜，图11的透镜的焦度图(矢状焦度图1100B和切向焦度图1100C)显示了具有变化的焦度分布的各个元件，但是图11中的基底透镜和几何限定形状和/或轮廓光学元件之间的焦度差(矢状(轴上)焦度范围为约0.7D；切向(轴上)焦度范围为约15D)比当ROC中心位置参数(LSR)未包括在调制过程中时图9B的基底透镜和几何限定形状和/或轮廓光学元件之间的焦度差(矢状(轴上)焦度范围为约3D；切向(轴上)焦度范围为约156D)小得多。在一些实施方案中，基底透镜与几何限定形状和/或轮廓光学元件之间的这种较小的焦度差可以导致最小可见到不可见的几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，由于在调制过程中包括ROC中心位置参数(LSR)而导致的基底透镜与几何限定形状和/或轮廓光学元件之间的这种较小的焦度差改进了眼睛的离焦光强度分布(例如，减少了聚散度上的光损失)。在一些实施方案中，可以在一个区域的一部分或多个区域中应用ROC中心位置参数(LSR)的调制。在一些实施方案中，ROC中心位置参数(LSR)的调制可以仅在径向方向上应用。在一些在实施方案中，ROC中心位置参数(LSR)的调制可以应用于几何限定形状和/或轮廓光学元件的阵列或选择图案。
图12描述了一种眼科透镜，其包含通过在调制过程中调制非几何参数(例如折射率变化项)而生成的在眼科透镜表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。图12示出了调制后的眼科透镜表面的在本体(bulk)中(例如在透镜1200的表面之间)形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件的尺寸和位置的平面图1200A、矢状焦度图1200B和切向焦度图1200C。在图12的示例中，透镜配置、调制过程和目标光学焦度分布以及因此的光学效果可以类似于图2A和图2J/2K中描述的前述示例性透镜，不同之处在于，在使用方波周期性调制函数的调制过程中，调制的几何参数R(如曲率半径)可以被如图2E中所示的折射率N的非几何参数代替。在一些实施方案中，调制函数可以仅包括周期性方波函数或者它可以是图2H中描述的调制函数。在一些实施方案中，折射率的变化可以在包含使用或不使用掩模的情况下，通过对表面材料或本体材料的激光(例如飞秒激光或单光子激光)实现。在一些实施方案中，不同折射率的材料可以例如通过增材工艺，例如印刷或透镜涂层应用，沉积或添加到透镜表面上。因此，在其中通过能量过程进行本体材料变化的一些实施方案中，图12的透镜可以具有在调制之前和之后相同的表面几何形状(例如，表面几何形状通过调制过程未改变)。因此，图12的眼科透镜1200可以例如与图2A中所示的透镜200的平面图类似地进行配置，并且可以包含基底透镜后表面1202、中心区1203和周边区域1204和1205，其中区域1204通过折射率参数调制形成，该调制被设计为在眼科透镜1200的区域1204的表面之间结合几何限定形状和/或轮廓光学元件。起始表面几何形状1202保持与调制后的后表面几何形状基本相似，例如可以保持不变，因为激光修改区域1204中的透镜矩阵本体中的材料折射率，从而形成如前所述具有从-2D到0D的大致相同矢状焦度分布的几何限定形状和/或轮廓光学元件。如图12A中所示，调制的非几何参数折射率N可以使用如之前在图2E中所述的调制函数，类似于图2A在调制区域1204上调制如下：N@n＝rs至rm,θ＝0至2π,rs＜r≤rm并且调制方向是圆周的，例如
因为相同的频率项被包括在调制函数中并且被应用到如图2J/K中的参数N，所以八个几何限定形状和/或轮廓光学元件1206A至1206H可以形成为具有与图2K中描述的前述示例性透镜相同的频率、分布和焦度分布。因此，如果透镜的折射材料可以描述为N，则基底材料的折射率为N1，并且几何限定形状和/或轮廓光学元件的折射率为N2；差＝N2-N1并且N可以调制为：
其中：
其中频率可以写成与图2F相同如下：
环中循环的数量＝8＝2πfsgn，fsgn＝4/π并且“调制值范围”在本示例中是0到+差(+diff)，这意指参数N可以经由调制函数在此范围内改变。
如图所示，八个几何限定形状和/或轮廓光学元件1206A至1206H可以在眼科透镜的调制区域1204中生成。如图12中所示，通过使用非几何参数N的调制过程在眼科透镜中形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件以及所得的矢状焦度图(1200B)和切向焦度图(1200C)与通过调制曲率半径产生的图2K的眼科透镜的那些(289，290)基本相同。矢状焦度图1200B和所包括的屈光标度显示透镜基底焦度为约-2D，并且各个元件在焦度分布上基本相同，例如，元件1206A可具有变化的焦度分布，其中相对更正的峰值中心焦度1210为0D并且几何限定形状和/或轮廓光学元件的边缘1211和1212具有比中心部分1210相对较不正的焦度。切向焦度图1200C揭示了8个形状/光学元件1206A-H的焦度在焦度分布上也可基本相同，例如，元件1206A可具有强烈变化的焦度分布，例如，径向跨元件的相对焦度从约+13.3D的内部部分1214变化到约-19.3D的外部部分1215。元件/形状中心焦度可以在1216处具有与13.30D的外部元件部分1214不同的峰值中心焦度并且也可以不同于基底焦度(-2D)。1200C中的示例性形状/元件1206A也可以在基底透镜表面和形状/元件1206A之间的边界处径向地在1214和1215处急剧变化。在区域1204中跨多个几何限定形状和/或轮廓光学元件1206A-H形成的折射率的变化可以提供例如焦度分布和/或更高阶的像差分布，从而产生与轮廓元件相比可以降低图像质量的光学特性，该轮廓元件可以是例如这样：可具有比聚焦在视网膜图像平面上所需的光焦度更多或更少的光焦度，并且可以具有较少像差甚至是球形。在一些实施方案中，在调制区域(例如环形区域1204)中形成的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以提供特定应用可能期望的组合光学效果。在一些实施方案中，通过本文所述的几何和/或非几何参数的调制过程生产的眼科透镜可导致眼科透镜包含透镜的至少一个或多个调制区域，该调制区域填充有提供期望光学效果的至少一种或多种(例如多个)间隔开的元件。在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以不间隔开或者可以按可提供期望光学效果的任何图案进行布置。在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以包括对几何和/或非几何参数的多于一种的调制。例如，飞秒激光工艺可以调制在形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件的区域上的激光能量和/或能量曝光时间和/或行进速度或光焦度。在调制值范围内的限定区域上和限定方向上的一个或多个调制激光处理参数可以改变元件区域的至少一部分上的一个或多个光学特性，例如低激光能量或短曝光时间或快速的行进可仅调制折射率，但包括激光能量的调制也可至少部分地改变元件的光透射率，因为引起了更大的材料变化，而甚至更长的曝光时间可导致实质性的材料变化和更大的元件尺寸，从而实现更高程度的光散射。
图13示出了眼科透镜表面的另一个示例性实施方案，其包含位于眼科透镜表面上的多个不同配置的环形区域中的多个不同布置、形状和尺寸的几何限定形状和/或轮廓光学元件。图13示出了眼科透镜1300的后表面1301的调制几何形状的平面图，并且可以结合中心区1302和与未调制的基底透镜表面的环形区交替的多个环形调制区域1303至1313。环形调制区域1303至1313可以结合由未调制的基底表面的交替区域间隔开的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，这些交替区域可以与中心区1302类似结合基底透镜焦度分布以至少部分校正眼科透镜佩戴者的屈光不正。眼科透镜1300的后表面几何形状1301的平面图详述了眼科透镜后表面的不同环形区域中几何限定形状和/或轮廓光学元件的尺寸、形状、位置和间距的范围。用于生成多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的调制过程可以包括应用周期性函数(例如，类似于图2H中描述的函数，作为调制函数来在限定的调制值范围内沿圆周方向(例如
)在11个环形区域1303-1313中调制透镜基底表面的至少一个选定参数，例如曲率半径)。调制过程可以包括进一步产生几何限定形状和/或轮廓光学元件和/或其中可以生成它们的区域(例如在图13的这个示例性透镜中描述的区域1303-1313中)的阶段，包括元件或区域数量、尺寸、间隔、图案、布置、填充因子、焦度分布、光学特性和相对于其他元件和区域的元件偏移。
如图13中所示，例如，区域1303-1313中元件的长度在圆周长度上逐渐增加(类似于1313H中的1315)，(例如元件1303H在长度上比1311H短)但径向宽度相似(类似于1313H中的1316)并且彼此等距。也可以在图13的平面图中看出，在区域1312和1313中形成的元件均可比在区域1303至1311中形成的那些径向更宽，因为使用了不同的调制函数、调制区域、调制方向和调制值范围，因此区域1313可具有比区域1312中的元件更宽的生成元件并且两个区域可以具有比其余区域1303-1311更宽的元件。
可以使用不同的调制函数来控制位于不同区域中和/或一个区域内的元件的相对偏移或相位。几何限定形状和/或轮廓光学元件之间的偏移或相位差可以由位于区域之间或一个区域内的元件的中心的相对位置来限定。例如，当两个元件(例如，对于不同区域或圆周子午线中的元件和/或对于一个区域内的元件)的中心可能沿径向子午线不对准时，元件可被认为是偏移或异相的。在图13中，示例性元件1312F和1312G两者都可以与元件1313D或1311D偏移，因为元件圆周中心可能沿穿过透镜1325中心的子午线1324不径向对准。同样地，例如，区域1303-1311和1313可以具有相同数量的元件并且元件可以是同相的(例如，区域中的元件的中心可以沿穿过1324透镜的光学中心1325的径向子午线对准)。在一些实施方案中，相位或偏移可以相对于穿过透镜上的选定参考点的目标子午线(例如，穿过或不穿过透镜或光学中心的垂直或水平或成角度的子午线)来限定并且子午线可以是直的或弯曲的，并且可以针对未配置成如图13中所示的环形同心图案(例如，正方形、六角形、螺旋形、辐条状或任何其他非环形或非同心布置或图案)的元件和区域来限定。尽管本文所述的实施方案说明了关于透镜上的中心点同心的眼科透镜区域，但也预期也可使用非同心区域。在一些实施方案中，区域可以重叠。因而，调制过程可以为设计者提供很大的自由度以通过选择不同的调制函数、调制区域、调制方向和调制值范围来生成具有期望光学效果的透镜设计，并且应用于眼科透镜的不同表面以配置几何限定形状和/或轮廓光学元件，并因此以从中导出的光学效果程度为目标。
图14示出了眼科透镜的示例性实施方案的三维横截面图，该眼科透镜包含如本文所述的眼科透镜的表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。不同的视图1400A-1400D显示之前关于图5描述的眼科透镜的后表面的低和高放大图示并且可以通过相同的调制过程，例如通过应用于相同起始透镜几何形状的相同调制函数，以及在相同的圆周方向和参数值范围内在相同环形区域上调制的几何参数(曲率半径)来形成。如图1400A中所绘制，眼科透镜1400具有前表面1401和后表面1402以及被周边区1404围绕的中心区1403，该周边区1404包含结合了形成在后表面上的多个(例如6个)间隔开的几何限定形状和/或轮廓光学元件(1406A-F、1407A-F和1408A-F)的三个环形同心区域1406、1407和1408。如视图1400D中所绘制，区域1408中的示例性元件1408D可以具有宽度1411，并且可以被视为形成所指出的进入透镜表面的凹陷，其中透镜边缘厚度1412比1414处的透镜厚度要厚。在一些实施方案中，如本示例中所描述的光学轮廓元件可以在透镜1402的后表面(例如，凹侧)上凹入，在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以是在前表面或后表面或这两个表面上的隆起。在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以存在于眼科透镜的前表面和后表面两者上，并且可以在任何表面上调制的任一区域或多个区域或其任何组合中凹入和/或隆起。如之前在例如图12中所描述的，非几何参数(例如折射率)的调制在应用于透镜表面或在应用于表面之间的位置时可能不会显著改变表面几何形状。此外，在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件的最佳配置和布置可以被设计为提供应用期望的光学特性和效果和/或有益于任何制造过程或步骤的便易性(ease)和/或效率和/或成本，或提供对制造商或分销商或销售商或眼科透镜的佩戴者而言重要的任何其他特征和特性，包括例如易于佩戴和依从性和透镜质量。
图15示出了眼科透镜的示例性实施方案，该眼科透镜包含如本文所述的在眼科透镜的后表面上的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。在本示例中，调制函数不是源自数学正弦函数或方波函数，而是相反地，它源自非周期性数学函数，例如多项式，并在图15A中进行了数学描述。如图15B中所示，眼科透镜1500具有：具有基底透镜曲率的基底透镜后表面1502、中心区1503、在rs到re之间的调制区域1504以及具有与中心区1503和预调制区域1504相同的基底曲率的外周边区1505。
由于图15A的这个数学函数在数学上不是周期性的，可以对该函数应用一种过程以制造可用于眼科透镜调制过程的调制函数(例如，以沿期望的调制方向将非周期性函数转换成周期性函数)。可以将第一个变化添加到数学函数变量x，以便沿期望调制方向将该函数转换为周期性函数。
x＝ls+lδ/T
ls是指示沿x轴的起点的数学项，其中在图15A中提到的函数被认为是用于最终的“调制函数”。
参数l是该数学函数可用在“调制函数”中的在点ls之后的长度。如上所写，变量x被修改为角度θ的周期性函数，以便创建所得的周期性函数：
x＝ls+lδ/T在上文中，T是可以在其内部具有完整多项式循环的以度/弧度为单位的弧的大小，l(1512)是如图15A和15B中所示使用的函数的长度并且δ是θ的角函数，其在表面上创建周期性特征：
其中round′是将除法结果四舍五入为较低整数的编程函数。
T＝2π/ω并因此：ω＝2π/T
因此，使用变量x中的上述新值，数学函数现在可以是适用于本文件中公开的调制过程的如图15C中所描述的“调制函数”。
另一方面，目标调制参数可以是曲率半径R并且可以在从rs到re的单个环形调制区域1504中并且在沿单位矢量
的调制方向上在0到+Rm之间的调制值范围内进行调制。本示例中基底透镜表面1502的起始面几何形状可以与之前示例(图1-14)相同，并且可以如下所示：
在将“调制函数”(图15C)应用到目标几何参数、曲率半径之后，调制表面几何形状现在可以由以下等式描述并且如图15C中所示：
其中：
RM＝R+Rm*(0.1927x6-2.8527x5+15.7486x4-39.7945x3+43.7136x2-12.1841x+4.0214)
并且x可以限定为：
x(θ)＝ls+lδ/T，
T＝2π/ω
上面方程中不同的T值可以改变调制区域1504中表面1502上形成的多项式图案1515的重复次数。例如，如果T值被设置为24度，则ω可以变为360/24＝15，这意指在预定区域1504中在图15D中的表面1502上沿圆周方向形成的相同的多项式图案可以重复15次。图15D中的图示显示了从上方俯视几何限定形状和/或轮廓光学元件(例如调制区域1504中的单个元件1518)的子表面3维长条区段1516(并且作为图15E中的放大视图1517)的凹后表面1502的3维视图。如图15D和15E中所示，光学轮廓元件1518可以具有与图15C中数学描述和绘制的单一多项式调制函数1515相匹配的多项式表面曲率1526。光学轮廓元件1518可以在长度1520上以1519所示的深度凹入凹后表面1502中，并在1522和1523处在调制方向1521上显示出平滑且连续的表面，并且在调制区域1524的径向边缘和基底透镜表面1502之间在1525处具有尖锐的不连续性。本示例中的示例性透镜的调制参数变化可以是R到R+Rm，其中R是曲率半径的基值，并且Rm是从R值到R+Rm动态变化所需的最大变化量，如图15C中所示。图15D和图15E的透镜中的“调制值范围”可以被选择为0到+Rm，并且相应地参数R可以经由图15C中的“调制函数”在此范围内改变，并且提供多个几何限定形状和/或光学轮廓元件(例如1517)的配置，如图15D和15E中所示。因而，任何类型的数学函数可以连同在任何方向上以及在前或后透镜表面或表面之间的本体的任一区域或多个区域中调制几何和/或非几何参数所需的任何数量的项和条件一起使用，以使用任何期望的光学原理或其组合来产生任何期望的光学效果。
图16A示出了眼科透镜1600的另一个示例性实施方案的平面图，该眼科透镜1600包含中心区域1603和单个环形调制区域1604，该单个环形调制区域1604结合在使用除曲率半径之外的几何参数生成的眼科透镜的表面1602上被周边区1605围绕的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件1606A-1606H。在此示例性实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件1606A-1606H可以通过调制表面粗糙度参数来生成，该表面粗糙度参数可以影响跨形状和/或光学元件的光散射特性变化。在图16的示例中，调制过程可以类似于例如在图2J/2K中描述的前述示例性透镜，不同之处在于，不调制几何参数R(例如曲率半径)，而是如之前在例如图2E中所示，使用周期性方波函数作为调制函数来调制另一个几何参数，例如表面粗糙度SR。因此，图16A的新调制的透镜表面1602可以按调制函数中的相同频率项在相同的调制区域rs＜r≤rm中进行调制，该调制函数应用于参数SR以生成8个光学元件，该光学元件形成有与在例如图2J/2K中描述的前述示例性透镜相似的几何限定形状和分布。如果整个表面的表面粗糙度可以描述为SR，基底材料的表面粗糙度，例如平均表面粗糙度为SR1，并且几何限定形状和/或轮廓光学元件的表面粗糙度为SR2，则可以限定SR参数的调制值范围；差＝SR2-SR1并且SR可以如下调制：
其中：
其中频率可以写成与图2K相同如下：
环中循环的数量＝8＝2πfsgn，fsgn＝4/π并且“调制值范围”在本示例中是0到+差(+diff)，这意指参数SR可以经由调制函数在此范围内改变。
如图16A中所示，通过使用几何参数SR的调制过程由眼科透镜表面1602上的调制表面形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件1606A-H可以提供不同于由通过调制曲率半径而产生的眼科透镜271上形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件272A-H产生的，在例如图2K中所示的矢状焦度图(289)和切向焦度图(290)的光学特性。在图16A的实施方案中，调制参数SR的调制值范围可以将例如基底透镜表面的表面粗糙度改变例如+/-20um。在一些实施方案中，表面粗糙度可以改变+/-17um或+/-15um或+/-12um或+/-10um或+/-7.5um或+/-6um或+/-5um或+/-1um或+/-500纳米或+/-250纳米或+/-150纳米或+/-100纳米或+/-50或更小。按调制函数中的频率项沿调制方向在调制区域中的调制参数SR的调制值范围可以基于对于眼科透镜的用户而言为目标的光散射(杂散光)程度来选择，例如，在例如1到10度角区域和/或1到5度角区域上引入的窄和/或宽角杂散光的量可以是<400个杂散光单位或者可以<200个杂散光单位或可以是<150个杂散光单位或<100个杂散光单位或<75个杂散光单位。在一些实施方案中，几何和/或非几何参数可以经调制以提供任何形状的几何限定形状和/或光学轮廓元件以提供在更窄的角度(例如<5度或<2.5度或<1.5度或<1或更低的角度)和更宽的角度(例如>1度或>2.5度或>5度的角度)两者和/或在更宽的角度区域之间(例如1到5度和/或2到4度和/或2.5到5度和/或>5-15度)上的光散射水平(杂散光)。在一些实施方案中，几何和/或非几何参数可以经调制以提供任何形状的几何限定形状和/或光学轮廓元件，其提供具有比更窄的杂散光量更宽角度的杂散光的光散射水平(杂散光)，例如，其中更宽角度与更窄角度杂散光的比率可以大于约0.5或大于约0.9或大于约1或大于约1.1或大于约1.2或大于约1.25或大于约1.3或大于约1.4或大于约1.5或大于约1.6或大于约1.7或大于约1.8或大于约1.9或大于约2或大于约4或大于约6或大于约8或更高。在一些实施方案中，与可产生更窄角度杂散光的几何限定形状和/或光学轮廓元件相比，产生更宽角度杂散光的几何限定形状和/或光学轮廓元件可以更有效地降低图像对比度并且可以更有效地控制近视和/或可以提供更可容忍的视觉和/或图像质量和/或耐磨性。在一些实施方案中，可能期望几何限定形状和/或轮廓光学元件提供一定程度的杂散光或光振幅透射率降低，其降低由眼科透镜形成的图像的对比度或调制传递函数，例如MTF和/或对比度降低的变化大于10％或大于12.5％或大于15％或大于17.5％或大于20％或大于25％或大于30％或大于35％或大于40％或大于45％或大于50％或更多。在一些实施方案中，多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以随机分布，并且在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以被图案化为阵列或环形区或同心区或不对称布置或其任何其他组合或其适当布置。在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以是多个离散点状，并且在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光散射光学元件可以不是点状的，例如，可不是点的任何其他配置，包括例如图5、6、8、9B、10、11、13或15或16中描绘的图案。
在一些实施方案中，调制表面可以通过调制至少两个或更多个调制参数来产生。在一些实施方案中，第一调制然后至少一个第二或更多调制可以按顺序应用于表面以在眼科透镜的一个或多个表面上，或表面的一个或多个组合上，和/或在表面之间提供更复杂的几何限定形状和/或轮廓光学元件。例如，至少一个或多个几何参数和/或非几何参数可以被调制并且可以导致一个或多个调制的光学特性(折射、非折射、衍射、对比度调制、相位调制、光散射、像差、全息、漫射、光偏转(棱镜)、光振幅调制或其一种或多种光学特性的组合)。在一些实施方案中，可以通过将一个或多个调制值范围内的至少一个或多个几何和非几何参数应用于调制函数来同时进行至少一个或多个调制，从而导致改变或引入一个或多个光学效果或光学特性，该光学效果或光学特性包括在可位于眼科透镜一部分或多部分(至少部分包括重叠部分)中的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件中。
图16B示出了眼科透镜1610的另一个示例性实施方案的平面图，该眼科透镜1610包含中心区域1613和单个环形调制区域1614，该单个环形调制区域1614结合在使用曲率半径以外的几何参数生成的眼科透镜的表面1612上被周边区1615围绕的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件1616A-1616H。在此示例性实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件1616A-1616H可以通过调制密度掩模来生成，该密度掩模可以影响跨形状和/或光学元件的光振幅透射率特性变化。在图16B的示例中，调制过程可以类似于在例如图2J/2K中描述的前述示例性透镜，不同之处在于，不调制几何参数R(例如，曲率半径)，而是如之前在图2E中所示，使用周期性方波函数作为调制函数来调制另一个几何参数，例如密度掩模DM。因此，图16B的新调制的透镜表面1612可以按“调制函数”中的相同频率项在相同的调制区域rs＜r≤rm中进行调制，该调制函数应用于参数DM以生成八个几何限定形状和/或轮廓光学元件1616A-1616H，该几何限定形状和/或轮廓光学元件1616A-1616H形成有与在图2J/2K中描述的前述示例性透镜相似的几何限定形状和分布。如果整个表面的密度掩模值可以描述为DM，基底材料的密度掩模，例如平均DM为DM1，并且几何限定形状和/或轮廓光学元件的密度掩模为DM2，则可以限定DM参数的调制值范围；差＝DM2-DM1并且DM可以以与上文(例如关于图15)所述类似的方式进行调制。参数DM的范围可以在二进制限制0(100％透射率)到1(0％透射率)之间，并且可以经由调制函数在此范围内改变。
如图16B中所示，通过使用几何参数DM的调制过程由眼科透镜表面1612上的调制表面形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件1616A-H现在可以提供不同于由通过调制曲率半径而产生的眼科透镜271上形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件272A-H产生的，在图2K中所示的矢状焦度图(289)和切向焦度图(290)的光学特性。在图16B的实施方案中，调制参数DM的调制值范围可以改变，例如，基底透镜表面的密度掩模光透射率，例如光振幅透射率例如在0到1之间，其中0为不透射光，即，光被阻挡，并且值为1意指没有光被相对于基底透镜的元件阻挡。按调制函数中的频率项沿调制方向在调制区域中的调制参数DM的调制值范围可以基于对于眼科透镜的用户而言为目标的光透射率或光振幅调制程度来选择，例如，光透射量在例如视野上变化。在一些实施方案中，光振幅可以在任何指定调制区域上并且在任何指定调制方向上以任何指定梯度变化。调制参数DM的调制区域、方向和值范围可以基于在任何空间频率分布或光散射上调制MTF所期望的光透射率程度来选择，以提供任何期望的图像质量和/或对比度变化。例如，调制光振幅的至少一个几何限定形状和/或轮廓光学元件的大小和面积和分布(例如，填充因子)或布置或图案(例如，随机或阵列)或光振幅透射率梯度可以在眼科透镜上或眼科透镜中创建，以提供期望的光学质量，例如MTF，并因此提供期望的图像质量。在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以通过调制函数中的一个以上调制参数来调制以结合一种或多种光学效果，例如可以通过调制掩模密度参数和/或折射率参数和/或光散射参数和/或光偏离参数来形成元件。
图16C示出了眼科透镜1620的另一个示例性实施方案的平面图，其中类似于图16A和图16B，可以将可在图2E中描述的调制函数应用于表面阶跃的几何参数以创建(例如，八个)几何限定形状和/或轮廓光学元件1626A-H，如区域1624上所示。这些几何限定形状和/或轮廓光学元件可以改变光相位值并导致眼科透镜中的衍射和/或折射特性。
图16D示出了眼科透镜1630的另一个示例性实施方案的平面图，其中起始几何形状可以类似于图1和图2中示出的几何形状，并且图2E中描述的调制函数可以沿图2A中的成角度方向209在图2A中的区域204上应用于图1B中的曲率半径106。此调制函数仅具有较低频率的正弦项(形式为方波)并且具有显著更高的Tsgn值，这可能是区域1634上几何限定形状和/或轮廓光学元件1631的尺寸更大或实质上更大的原因。这样的透镜可以在眼睛内部在视网膜前面或后面创建部分聚焦环，并且可以仅与1631和中心区1633之间的基底平面连续。
图16E示出了眼科透镜1640的另一个示例性实施方案的平面图，其中起始几何形状可以与图1和图2中所示的相似或基本相似。前表面1642可以通过将调制函数应用于图1B中的曲率半径106上来调制，并且调制的方向和区域可以与图1和图2相似或基本相似。然而，调制函数可以是方波，在每个间隔中具有修改的方形长度，可以进行数学和非均等调整。这种调制可以在调制区域1644中创建不规则的几何限定形状和/或轮廓光学元件1641A-C。
图16F示出了具有调制的前表面几何形状1652的眼科透镜1651的示例性实施方案的横截面和平面图，该调制的前表面几何形状1652包含非环形(例如水平)区域1654中的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件1654-A至1654-D。透镜1651具有中心区1653、调制区域1654和外周边区1655。可以通过在R到Rm的调制值范围内沿矢量单位ax的方向在x1到x2和y1到y2的调制区域上将周期性调制函数应用于调制的参数曲率半径R来配置透镜表面1652的几何形状。在一些实施方案中，调制函数可以是周期性方波函数或正弦波函数。在一些实施方案中，调制函数可以如图2H中所描述的那样，并且在一些实施方案中，调制函数可以是任何周期性函数。可以通过在“调制范围”内在限定区域1654上沿期望的方向ax按频率项将调制函数(即，周期性方波函数)应用于参数R上以修改参数R，使得四个几何限定形状和/或轮廓光学元件1654-A至1654-D可以在水平子午线上形成在前表面上，从而形成透镜1651的最终调制的前表面几何形状1652。在一些实施方案中，频率项以及因此在限定区域中形成的元件的数量可以是至少一个并且可以是2、3、4、5、6、7、8、9和/或10个或更多。在一些实施方案中，限定区域的数量可以改变，例如可以限定多于一个区域并且因此区域的数量可以是至少一个并且可以是2、3、4、5、6、7、8、9和/或10个或更多，以便创建几何限定形状和/或轮廓光学元件的新布置。在一些实施方案中，调制方向可以是水平方向或垂直方向或成角度方向或任何方向或其组合。
在一些实施方案中，可描述表面的任何数学函数可用于限定可调制光透射率的掩模的密度和分布，例如圆锥曲线或多项式或泽尼克波前或超圆锥曲线等。在一些实施方案中，可能期望几何限定形状和/或轮廓光学元件提供降低由眼科透镜形成的图像的对比度的光振幅透射率变化水平。在一些实施方案中，多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以随机分布，并且在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以图案化成阵列或环形区或同心区或不对称布置或其任何其他组合或适当的布置。在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以是多个离散的圆形或点状，并且在一些实施方案中，修改光学元件的几何限定形状和/或轮廓光振幅可以是任何形状，例如可不是圆形的任何其他配置，包括例如至少一部分或完整的环形圈，该环形圈可以是或可以不是同心的或者可以是例如图5、6、8、9B、10、11、13或15中描绘的图案。在一些实施方案中，至少一个或多个形状可以是敞开的形状或闭合的形状或扇形或细长的线或带，或矩形或弯曲的，或漩涡或弧形(其可间隔开或可连接或聚集)或其任何组合。
在一些实施方案中，调制表面可以通过至少两个调制参数的调制来产生。在一些实施方案中，调制表面可以通过至少一个或多个几何参数的调制来产生。在一些实施方案中，调制表面可以通过至少一个或多个非几何参数的调制来产生。在一些实施方案中，调制表面可以通过以下产生：调制至少一个几何参数及调制至少一个非几何参数，以创建包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的新的调制表面，该多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以结合可改变透镜光学特性的调制的几何和非几何参数。在一些实施方案中，眼科透镜可以结合透镜的调制表面和/或调制部分和/或可基于至少一种或多种光学原理的几何限定形状和/或光学轮廓元件。在一些实施方案中，眼科透镜可以结合透镜的调制表面和/或调制部分和/或可包括折射和/或非折射光学效果的几何限定形状和/或光学轮廓元件。在一些实施方案中，眼科透镜可以结合透镜的调制表面和/或调制部分和/或可提供折射和光散射光学效果的几何限定形状和/或光学轮廓元件。在一些实施方案中，眼科透镜可以结合透镜的调制表面和/或调制部分和/或可提供折射和光散射及改变的光振幅透射率光学效果的几何限定形状和/或光学轮廓元件。在一些实施方案中，眼科透镜可以结合透镜的调制表面和/或调制部分和/或可提供折射和/或光散射和/或改变的光振幅透射率和/或棱镜光偏离光学效果的几何限定形状和/或光学轮廓元件。例如，由调制几何参数(例如，如图2J、2K中的曲率半径)而产生的调制表面可以通过非几何参数(例如，通过如图12中的材料特性折射率)的调制来进一步调制以创建包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的新的调制表面，该多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以结合调制的几何参数(例如，曲率半径、表面粗糙度、光轴的侧向分离、厚度、矢状深度)和非几何参数(例如，折射率、形成合成焦度分布的特性和/或至少一种或多种可改变图像质量的光学特性，例如折射、非折射、衍射、对比度、相位、光散射、像差、全息、漫射、光偏离、光振幅调制或其一种或多种光学特性的组合)。
在一些实施方案中，由调制几何参数(例如，如图2J、2K中的曲率半径)而产生的调制表面可以通过以下来进一步调制：调制另一个几何参数(例如图16A中的表面粗糙度参数)，以创建包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的新的调制表面，该多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以结合调制的几何参数，例如，曲率半径R和表面粗糙度SR，以通过组合可改变图像质量的折射和光散射光学特性来形成合成的光学效果，例如，图像对比度可以通过规定视场(例如10或15或20度视场或更宽)上的期望的窄角度(例如折射像差和/或杂散光)和宽角度光散射(杂散光)组合来改变。合成的图像质量可以提供更优化和/或更接近目标的图像质量，例如，在限定的空间频率下的MTF(对比度损失)。已经假设导致儿童和年轻人轴向伸长和进行性近视的眼睛生长反应可能受到影响，例如，受中空间频率上的图像质量控制，因此图像对比度可以是如本文所公开以受控方式调制所期望的光学特性。
在一些其他示例中，由调制第一非几何参数(例如，如图12中所示的折射率)而产生的调制表面可以通过以下进一步调制：调制第二非几何参数(例如，如图16B中的密度掩模DM(影响光振幅透射率))以创建包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的新的调制表面，该多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以结合至少2个调制光学特性(例如折射率和光振幅透射率)以形成眼科透镜，其具有期望的合成图像对比度，例如在视场(例如10或15度或更宽的视场)上的光折射和光振幅组合。在一些实施方案中，几何和非几何参数调制可以对应于相同的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，几何和非几何参数调制可不对应于相同的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，例如，几何和非几何参数调制元件间隔开或部分对应或者至少部分是重叠或连接的。在一些实施方案中，至少一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件至少部分地由几何参数和/或非几何参数调制。在一些实施方案中，调制的至少一个或多个参数可以影响相同的光学特性或者在一些实施方案中可以影响不同的光学特性。在一些实施方案中，调制的至少一个或多个参数可以影响相同的光学特性或者在一些实施方案中可以影响不同的光学特性，包括以下元件的类型、布置、大小、幅度和/或强度：一种或多种折射、衍射、对比度、光散射、光偏离、像差、全息、漫射和/或相位或光振幅调制近视控制元件，或一种或多种元件的组合可以至少部分地基于个体眼睛的近视进展速率而跨眼科透镜各区域变化。例如，眼科透镜的佩戴者可能期望限制过度调制单个几何参数以改变单个光学特性以便实现目标图像质量。例如，可以通过调制例如表面曲率参数R和/或表面粗糙度参数SR来引入折射散焦光学特性或光散射光学特性以改变近视者的图像质量和/或焦点位置，控制进行性儿童近视者的近视。可以通过操纵单个光学特性原理来控制近视进展的眼科透镜设计可能会导致诸如视觉敏锐度、视觉质量、透镜美观、佩戴舒适度、由动态眼睛或头部运动加剧的变形和扭曲等方面的不期望有的特性，因此可能期望通过不同的方式或光学特性的组合(当组合时提供佩戴者可能不太注意的光学特性和图像质量的合成变化)来提供所需的图像质量。
在一些实施方案中，可以设计和/或制造这样的眼科透镜，其结合可提供至少两种或更多种光学特性的具有至少一种或多种形状的至少一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，该光学特性可以形成可有效减慢进行性近视者的轴向伸长的视网膜图像质量。在一些实施方案中，至少一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以是任何期望的形状并且可以具有与基底透镜相比至少一种或多种不同的折射率和/或可以具有减小的光振幅透射率和/或可以具有光散射特性和/或可以具有折射焦度分布和/或可以具有较高阶像差焦度分布和/或光偏离效果，因为物体和/或佩戴者的眼睛可相对于眼科透镜的光学器件移动。在一些实施方案中，具有至少一种或多种形状的至少一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以形成或可以不形成例如圆顶形状，或者下列任何形状或圆顶：可以不从基底表面隆起，和/或可以形成在表面之间的透镜矩阵内，或者可以形成为透镜涂层工艺的一部分，或者可以通过透镜涂层工艺覆盖或涂覆。在一些实施方案中，具有至少一种或多种形状的至少一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以形成圆顶形状，例如，下列任何形状或元件：可以从基底表面隆起，和/或可以形成在前表面或后表面中的至少一者上，或者可以形成为透镜涂层工艺的一部分，或者可以通过透镜涂层工艺覆盖或涂覆，或者通过印刷工艺(例如喷墨印刷或3D印刷)形成或覆盖。在一些实施方案中，至少一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以将光透射率降低约10％或更多或15％或更多或20％或更多或25％或更多或30％或更多或35％或更多或40％或更多或45％或更多或50％或更多或55％或更多或60％或更多或75％或更多或80％或更多；和/或可以散射光；和/或可以产生可如下的宽角杂散光与窄角杂散光的比率：大于约0.5或大于约0.9或大于约1或大于约1.1或大于约1.2或大于约1.25或大于约1.3或大于约1.4或大于约1.5或大于约1.6或大于约1.7或大于约1.8或大于约1.9或大于约2或大于约4或大于约6或大于约8或更高；和/或可以具有约0.01或更多或约0.02或更多或约0.04或更多或约0.07或更多或约0.09或约0.15或约0.3或大于约1或更多或大于约1.5和更高的不同折射率。在一些实施方案中，可以结合一种或多种光学原理或光学效果的至少一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以通过以下中的至少一种或多种来产生：模制工艺或激光或印刷机(例如，喷墨印刷机和/或3D印刷机，其中聚合物沉积和/或由固化工艺，例如UV固化工艺形成)或2光子光刻工艺或冲压或压花或涂层工艺或可包含干燥和/或蒸发步骤的涂层工艺。
图17A示出了眼科透镜1700的示例性实施方案的后表面的几何形状的平面图，该眼科透镜1700包含中心区1703和单个环形调制区域1704，该环形调制区域1704结合在使用几何参数(例如曲率半径中心位置)生成的眼科透镜的表面1702上被周边区1705围绕的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件1706。图17A还以放大视图示出了透镜1700的横截面和透镜后表面1702的向下凹入的三维长条区段1709。图17A的透镜基于图2I中描述的表面调制眼科透镜200。类似于图2I中描述的透镜，图17A中所示的眼科透镜1700使用相同的高频正弦调制函数，即来自图2F的函数240，将该函数在类似的调制环形区域1704和调制方向，例如单位矢量
(类似于图2A的209)上应用，以在区域1704中生成多个几何限定形状和/或轮廓光学元件1706A-1706W。然而，图17A的眼科透镜1700沿透镜的每个子午线(影响棱镜角度的光学特性)在不同的调制值范围(影响棱镜焦度的光学特性)内使用不同的调制几何参数(曲率半径中心位置)。
图17B显示了中心区1703、调制区域1704和眼科透镜后表面1702的部分区域1705的几何形状的横截面，其中在未调制区1703和1705中具有曲率1702a。使用所描述的正弦调制函数从1704a和1704b之间的区域1704中的预调制曲率1702a调制曲率半径中心位置参数可以形成表面曲率倾斜，例如在向外方向上的曲率1707或1708或在向内方向上的曲率1710或1711，并且可以产生棱镜焦度和棱镜角度。因此，例如，曲率倾斜1708可以在比1707指示的曲率倾斜更大的角度上产生更大的棱镜焦度。因此，更大的表面曲率倾斜1708(向外)和1711(向内)可以产生更大的棱镜焦度和焦点在棱镜角度方向上的更大偏移或偏离。图17C示出了来自远距离物体的光射线穿过眼科透镜1700的简化示意性射线图(即，不包含眼睛的折射元件)，该眼科透镜1700包含中心区1703、周边区1705和调制区域1704，该调制区域1704结合通过在第一示例性向外棱镜角度(距离为1719)和第二示例性向内棱镜角度(距离为1720)的方向上调制曲率半径中心位置(倾斜)参数而生成的几何限定形状和/或轮廓光学元件1706。如图17C中所绘制，第一组光射线1713a源自远距离的单个物体并平行于光轴1714，并被区1703和1705折射(1713b)，该区1703和1705结合眼科透镜1700的基底透镜焦度分布和眼睛1715的光学器件以沿光轴在视网膜平面1717上形成焦点1718以校正佩戴者的远距离屈光不正。第二组远处光射线1716a穿过调制表面区域1704的一部分，该调制表面区域1704结合具有相对于基底透镜曲率半径1702a的向外的第一示例性倾斜曲率半径1706或向内的第二示例性倾斜曲率半径1710(图17B)的几何限定形状和/或轮廓光学元件1706；并且可以在1722或1721处形成视网膜上的焦点，用于分别通过相对于通过未倾斜曲率1702a形成轴上焦点1718的光射线1713b，偏离光射线1716c(在第一示例的情况下)或1716b(在第二示例的情况下)进行向外和向内曲率(倾斜)。偏离，例如焦点从1718到1721或1722的位移1719和1720可以与由在调制值范围和方向上的曲率倾斜参数调制产生的棱镜焦度和/或棱镜角度成比例。因而，图17B中绘制的较大表面曲率倾斜，例如，1708(向外)和1711(向内)可以产生甚至更大的棱镜焦度和焦点在棱镜角度方向上的更大偏移，例如，位于1723和1724处。
眼科透镜表面上的几何限定形状和/或轮廓光学元件可被设计为在调制方向上平滑且连续。在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以在圆周方向或径向方向或在任何方向或所有方向或其任何组合上进行调制，以当周围表面可以是透镜基底表面的非调制部分或者当与周围透镜表面的相交可以在调制区域内时，在几何限定形状和/或轮廓光学元件与周围透镜表面的相交处配置透镜表面的期望的轮廓。如前所述，调制函数可以限定为控制几何限定形状和/或轮廓光学元件的任何配置或特征，例如，将正弦函数添加到方波函数(例如，如图2I所示)可能是在调制方向上在眼科透镜的表面上形成光滑且连续的几何限定形状和/或轮廓光学元件所必要的或期望的。在一些实施方案中，调制函数可以被限定为产生可能不平滑和/或连续的元件。
在本文之前公开的一些实施方案中，多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以通过图18中概述的调制过程形成。例如，眼科透镜的几何参数或非几何参数或其组合可以通过不同的调制函数按顺序进行调制，这些调制函数源自参数值范围内在限定区域和方向上的数学函数，其被限定为生成结合几何限定形状和/或光学轮廓元件的新的调制表面几何形状，该几何限定形状和/或光学轮廓元件具有期望的尺寸和光学特性，从而产生期望的光学质量和图像质量。在一些实施方案中，调制参数可以被限定为例如曲率半径，其在单个方向上被调制以在眼科透镜的表面上形成至少一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。例如，步骤1可以包含确定限定待调制的透镜表面形状和/或透镜特性的预调制的表面几何形状和/或非几何特性。这可以是数学方程式，其中参数存在并且可以改变。步骤2可以包含选择待调制的预调制表面几何形状或透镜特性的参数，例如，曲率半径、LSR、ROC中心位置、折射率。接下来，步骤3可以包含设置待调制的参数的调制值范围，例如可以在150mm到220mm的范围内调制曲率半径，那么调制值范围可以是-50mm到+20mm。步骤4可以包含限定可以调制预调制表面几何形状和/或透镜特性的区域和方向两者。步骤5可以包含在考虑可以调制预调制表面几何形状和/或透镜特性的限定形式、参数、值范围、区域和方向中的一种或多种的任何组合的情况下，创建调制函数(源自数学函数)。步骤6可以包含将调制函数应用到预调制表面/透镜特性以生成提供期望的光学效果的新的几何限定的表面形状和/或轮廓光学元件或透镜特性。新的表面/透镜特性可以称为“调制表面几何形状/特性”。在一些实施方案中，本文描述的过程不仅可以包括生成元件的调制函数，而且可以用于回顾性地描述透镜表面(或透镜表面的部分)。例如，在一些实施方案中，可以在逐点的基础上或通过一系列缝合在一起的区域而不使用调制函数来描述和指定元件。然而，所得(例如，最终的)表面几何形状或光学特性可以通过调制过程和/或任何参数(包括例如本文描述的参数)的调制函数来描述，从而形成具有指定光学参数的元件。
在一些实施方案中，如图19A中所示，几何限定形状和/或轮廓光学元件1906可不使用图18中描述的调制过程来创建，并且可以通过几何平面与基底表面的相交来创建，并且可以是基本平坦的。
在一些实施方案中，图19A中的线几何形状1902可能仅在一个方向1903上是平坦的并且因而可以通过线1902围绕非平坦部分的轴1903的旋转来生成表面1901。然而，在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件可以通过可作为一个或多个空间平面的部分的曲率或形状的相交而在眼科透镜表面上生成。
如图19B中所示，空间平面1904可以包括不同的形状1905a-d、1906、1907和1908，其中一些形状可以是线1905a-d并且可以具有敞开的轮廓并且可以位于平面1904上或者其中一些不同的形状，例如1906、1907和1908可以具有在接合处形成的闭合轮廓。在一些实施方案中，如图19C中所示，平坦部分1910可以通过1911(线几何形状)绕其法线轴1912旋转而形成，其中该轴成直角1913。在一些实施方案中，轮廓形状可以是敞开的或闭合的并且具有任何尺寸、形状或组合或多种形状。在一些实施方案中，轮廓形状可以在至少一个或多个空间平面上，以按几何和/或非几何参数的任何布置和组合在眼科透镜的表面上提供多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，以赋予包括以下元件的类型、布置、尺寸、幅度和/或强度的任何光学特性：一种或多种折射、衍射、对比度、光散射、光偏离、像差、全息、漫射，和/或相位或光振幅调制近视控制元件，或一种或多种元件的组合至少部分地基于个体眼睛的近视进展速率而跨眼科透镜各区域变化。
图20A-B示出了眼科透镜的前表面的示意图，该眼科透镜包含圆的几何限定形状和/或轮廓光学元件，其通过平面与眼科透镜前表面一部分几何相交从而导致不同尺寸的基本上圆或圆形轮廓几何限定形状和/或轮廓光学元件而形成(图20A和图20B)。如图20A中所示，几何限定形状和/或轮廓光学元件2003可以在平面2004在平面2004的法线方向上沿轴2005移动时，通过空间平坦的平面2004与基本球形或球形基底表面2002相交从而创建基本圆或圆形轮廓2003而形成在眼科透镜2002的球形基底前表面上。当沿轴2005移动时，平面2004首先在第一表面相交位置2006处与基底表面2002相交，直到在距第一相交位置2006的距离2007处停止。在本示例中，所创建的基本圆或圆形轮廓2003的尺寸与平面在与基底表面2002的第一相交位置2006之后沿轴2005移动的距离2007成比例。图20B显示了图20A的同一透镜的图示，但是其中几何限定形状和/或轮廓光学元件2009小于图20A的示例中的元件2003。较小的几何限定形状和/或轮廓光学元件2009可以由空间平面2010从平坦的平面2010和基底表面2008之间的第一相交位置2013沿轴2012行进与图20A中的行进距离2007相比较小的垂直距离2011而形成。
图21示出了眼科透镜2101的表面的进一步放大的三维透视图，其中平面2102已经与球形基底透镜表面2101的一部分相交以形成圆的平面状的几何限定形状和/或轮廓光学元件2103，类似于图20A中所描述的那样。平面2102在第一相交位置2105处与透镜表面2101相交，并在第一相交位置沿垂直于表面的轴行进一段距离，以通过在平面2102的内侧上形成平坦部分元件2103来创建新的透镜表面几何形状2104，同时可以在平面2102的外侧上创建(和移除)第二几何形状2106，其等于从原始表面基底几何形状2101和新的表面几何形状2104的透镜体积变化。
图22示出了眼科透镜2201的平面和横截面图，该眼科透镜2201在透镜上结合了至少一个平坦的几何限定形状和/或轮廓光学元件2206。几何限定形状和/或轮廓光学元件可以是空间平坦的表面并且可以如本文所公开的那样由透镜前表面上的平坦平面表面的相交形成。图22中的图示包括简化的光射线图，例如，在简化的模型眼睛中，其中仅示出了指向透镜2201和从透镜2201射出的光射线，而没有绘制与眼睛一起使用时存在的眼科透镜和眼睛光学系统的其他组件，例如角膜、目镜(ocular lens)、顶点距离(在眼镜的情况下)等。图22示意性地显示了进入简化模型眼睛系统和从简化模型眼睛系统射出的多个光射线组的射线追踪。透镜2201具有校正眼睛的远距离屈光不正的基底焦度分布，因而可以折射从平行于光轴2214的远处物体传播的第一组射线2205a，并且可以引导光射线2205b以在视网膜图像平面2212上形成轴上焦点2211。来自远处物体的第二组光射线2208a穿过位于前表面和模型眼睛光学系统上的平坦的几何限定形状和/或轮廓光学元件2206，该光学系统可以引导光射线2208b以在视网膜图像平面2212后面的图像平面2210中形成离轴焦点2209。几何限定形状和/或轮廓光学元件2206的放大窗口2207在2207中示出，其中前表面2202曲率改变为空间平坦的平面的一部分，从而创建几何限定形状和/或轮廓光学元件2206的轮廓2206c。
图23示出了眼科透镜2301的平面和横截面图，该眼科透镜2301在透镜后表面2304上结合了至少一个几何限定形状和/或轮廓光学元件2306。几何限定形状和/或轮廓光学元件2306是空间平坦的表面并且可以如本文所公开的那样通过透镜后表面上的平坦表面的相交而不是通过调制过程形成。图23中的图示包括简化的射线图，例如，在简化的模型眼睛中，其中仅示出了指向透镜2301和从透镜2301射出的光射线，而没有绘制出与眼睛一起使用时存在的眼科透镜和眼睛光学系统的其他组件，例如角膜、目镜、顶点距离(在眼镜的情况下)等。图23示意性地显示了进入简化模型眼睛系统和从简化模型眼睛系统射出的多个光射线组的射线追踪。透镜2301具有校正眼睛的远距离屈光不正的基底焦度分布，因而可以折射从平行于光轴2314的远处物体传播的第一组射线2305a并且可以引导光射线2205b并且可以在视网膜图像平面2312上形成轴上焦点2311。来自远处物体的第二组光射线2308a穿过位于后表面和模型眼睛光学系统上的平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2306，并且可以引导光射线2308b以在视网膜图像平面2312前面的图像平面2310中形成离轴焦点2309。几何限定形状和/或轮廓光学元件2306的放大窗口2307在2307中示出，其中后表面2304曲率改变为空间平坦平面的一部分，从而创建几何限定形状和/或轮廓光学元件2306。
图24示出了眼科透镜2401的平面和横截面图，该眼科透镜2401分别在透镜的前表面和后表面上结合了平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2406和2408。几何限定形状和/或轮廓光学元件是空间平坦的表面并且可以如本文之前公开的那样由透镜前表面和后表面上的平坦平面表面的相交形成。如图24A到图24C中所示，位于前表面和后表面上的平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件具有不同的尺寸，定位为至少部分地对准并且可以倾斜，例如，可以相对于彼此不平行。图24A中的图示包括简化的射线图，例如，在简化的模型眼睛中，其中仅示出了指向透镜2401和从透镜2401射出的光射线，而没有绘制出与眼睛一起使用时存在的眼科透镜和眼睛光学系统的其他组件，例如角膜、目镜、顶点距离(在眼镜的情况下)等。
如图24A中所示，位于前表面上的平坦平面表面元件2406被定位为至少部分地与位于后表面上的平坦平面表面元件2408直接对准并且该组合可以在眼科透镜2401的该部分中不提供折射焦度，例如，几何限定形状和/或轮廓光学元件的焦度分布可以不折射光并且光射线2407a可以穿过两个元件而不折射光射线。图24B和24C示出了眼科透镜的前表面2402和后表面2404上的平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件的放大窗口，其中表面曲率在每个表面上改变为空间平坦平面的一部分，从而创建几何限定形状和/或轮廓光学元件2406和2408。在前表面2402上的几何限定形状和/或轮廓光学元件2406的尺寸可以不同于在后表面2404上的几何限定形状和/或轮廓光学元件2408的尺寸。此外，每个表面上的至少一个几何限定形状和/或轮廓光学元件2406和2408可以具有不同的几何尺寸和不同的光学尺寸，这意指进入前表面平面2406的边缘的光可不穿过后表面平面2408的边缘。因此，穿过前表面元件2406的光能够穿过基底透镜2401而不会穿过定位在眼科透镜后表面上的平坦平面2408，至少在用户以主注视方式看远处物体时是如此。图24C显示了前表面和后表面上平坦平面表面的相对倾斜(棱镜角2423)，如两个表面上所示的表面矢量轴(分别为2421和2422)的法线角度所描绘的那样。因此，进入眼科透镜并穿过相对于彼此相对倾斜的两个表面上的平坦平面的光射线，虽然没有被折射，但可基于各个平面的倾斜的量(棱镜焦度)和方向(棱镜角)而偏离。这两个几何限定形状和/或轮廓光学元件2406和2408的组合在本公开中被称为“小棱镜”(prismlet)。在一些实施方案中，小棱镜在与透镜和眼睛光学系统的其他光学元件组合时可表现出零、正、负焦度或其一种或多种组合。
图24A示意性地示出了进入简化模型眼睛系统和从简化模型眼睛系统射出的多个光射线组的射线追踪。透镜2401具有-2D基底焦度分布以校正近视眼的远距离屈光不正，因而可以折射从平行于光轴2420的远处物体行进的第一组射线2405a并且可以在视网膜图像平面2412上形成轴上焦点2411。来自远处物体的第二组光射线2407a穿过前表面上的平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2406并穿过包括位于透镜后表面上的平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2408的透镜光学眼睛系统并且可以在视网膜图像平面2412的前面形成离轴焦点2413，因为平坦平面可以不提供折射焦度(即它们通过透镜保持准直)。焦点也可以从光轴2424侧向移位，因为平面可以相对于彼此倾斜(图24C)并因而所得的棱镜焦度提供光偏离配置。来自远处物体的第三组光射线2409a穿过位于前表面和模型眼睛光学系统上的平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2406但不包含位于后表面上的平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2408并且可以在视网膜图像平面2412后面的图像平面2417中形成离轴焦点2416。来自远处物体的第四组光射线2410a可不穿过前表面上的元件2406，而仅穿过透镜光学眼睛系统，包括穿过位于后表面和模型眼睛光学系统上的平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2408并且可以在视网膜图像平面2412前面的图像平面2414中形成离轴焦点2415。
在眼科透镜的前表面和/或后表面上的平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件的这种示例性配置在用于眼科透镜的佩戴者时，当眼睛独立于定位在眼镜平面中的透镜光学器件移动时可以在视网膜上导致光色散和/或光偏离光学效果。在一些实施方案中，前表面和后表面上的多个平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件可以被结合到眼科透镜的表面上以在眼科透镜例如是眼镜透镜时随着眼睛或头部运动创建多个独立的光偏离。在一些实施方案中，视网膜上的光色散和/或光偏离光学效果可以至少部分地全部在同一方向上或者可以不全部在同一方向上。在一些实施方案中，视网膜上的光色散和/或光偏离光学效果可以是随机的。在一些实施方案中，视网膜上的光色散和/或光偏离光学效果可以是全部相同的量或可以不全部是相同的量。在一些实施方案中，视网膜上的光色散和/或光偏离光学效果在所有视角或注视方向或视网膜位置上可以是恒定的，并且在一些实施方案中，视网膜上的光色散和/或光偏离光学效果可以随注视方向或随视网膜位置而变化。此外，在一些实施方案中，平坦平面元件可以被配置为提供光色散和/或光偏离光学效果，其可以至少部分地包括折射部分或可以不包括折射部分。在图24A中所示的示例性透镜中，每个表面上的两个平面的尺寸可不相同，并且在本示例中，前表面平面大于后表面平面并且平坦平面不直接对准。因而，两个平面的一部分重叠，并且对于来自远处物体的光，平面将具有区域，在该区域中，光射线完全穿过两个平面行进，并且可基于相对倾斜而偏离或分散，但可不被透镜折射。然而，由于平面的不同尺寸，一些穿过前表面平面的光射线可不穿过后表面平面并且可穿过基底透镜后表面曲率行进并且可被折射以及基于前平面倾斜和表面的相对曲率偏离。在一些实施方案中，相应平面的相对形状、倾斜、位置和尺寸可以被配置为提供在主注视或任何偏心注视或头部或眼睛运动中的任何可能的重叠配置，从一个平面完全围绕另一平面并因此从较大尺寸的平面通过折射(或任何其他光学原则或其组合)环绕光色散和/或光偏离光学效果的情况，或者到一个平面至少部分地与另一平面一部分重叠以至少部分地提供可不含折射效应的光色散和/或光偏离光学效果的一部分的情况。在一些实施方案中，平面也可以被配置为主注视，使得2个平面可以基本上直接对准并且尺寸基本上相同，使得穿过前平面的所有光穿过后平面。然而，在此配置中，对于非主注视或来自与光轴不平行的光射线(例如离轴光射线)的光射线，由于光射线角度和/或透镜厚度可穿过一个平面而非另一个平面，并且当佩戴者的眼睛在使用中独立于眼镜平面中的透镜光学器件移动时，可导致视网膜上的光色散和/或光偏离光学效果。因此，光射线可以在有或无折射效果的情况下被偏离和/或分散。眼科透镜2401的前表面和后表面上的至少一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的配置和定位在佩戴者的眼睛在使用中独立于眼镜平面中的透镜光学器件移动时可导致视网膜上的光色散和/或光偏离光学效果，并且可有助于差异化地刺激不同类型的视网膜神经节细胞，例如，中心-周围开关(ON-OFF)和关开(OFF-ON)型神经节细胞。在使用时随眼睛运动或头部运动或其组合的反复和/或重复和/或恒定和/或不一致的光偏离或色散可阻止或减缓负责患有进行性近视的儿童、青少年和年轻人的眼睛生长信号传导的受体细胞的不良信号传导。
图25示出了眼科透镜表面的三维(图25A-B)和2维(图25C)视图，该眼科透镜表面结合了根据本文之前公开的技术形成的环形弯曲环2503和非环形(例如椭圆形)平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2505。环形弯曲环2503可以预先形成在基底透镜上。眼科透镜2501的基底透镜几何形状显示了眼科透镜的非球面形式。该表面包括单个环状物2504。平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2505可以根据本文之前在图20示例中公开的技术通过单个平坦平面2506与环形弯曲的几何限定形状和/或轮廓光学元件2503(图25B)的相交而形成。所形成的元件2505的轮廓形状可以不是圆形的，例如可以是椭圆形的。在一些实施方案中，由平面的相交形成的几何限定形状和/或轮廓光学元件的配置，例如尺寸和/或形状，可以取决于经历调制过程的透镜表面的表面形状。
图26示出了来自远处物体穿过简化的光学系统的光射线的射线追踪和焦点，该简化的光学系统包括之前在图25中所示的眼科透镜和模型眼睛。图26示出了具有预形成的前表面2602的眼科透镜2601的平面图和横截面图。该表面已经包括光学LSR(侧向移动环)元件2605。预形成的表面几何形状上还包括一个椭圆形的平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2606，其根据本文之前在图20中公开的那样通过空间平坦表面与环形LSR环2605的相交形成。如示意性所示，眼科透镜2601在与眼睛一起使用时形成具有光学特性的光学系统，该光学特性可以基于光学设计形成焦点和光学效果。为了描述的简单，图26中的横截面中所示的射线追踪显示了简化的模型眼睛，例如，仅示出了指向透镜2601和从透镜2601射出的光射线，而没有绘制与眼睛一起使用时存在的眼科透镜和眼睛光学系统的其他组件，例如角膜，目镜、顶点距离(在眼镜的情况下)等。图26示意性地显示了进入简化模型眼睛系统和从简化模型眼睛系统射出的多个光射线组的射线追踪。透镜2601具有校正眼睛的远距离屈光不正的基底焦度分布，因而可以折射从平行于光轴2620的远处物体传播的第一组射线2609a，并且可以在视网膜平面2612中形成焦点2611。来自远处物体的第二组光射线2610a穿过环形环2605并且可以形成离轴焦点2613a和2613b(在3D中也表示为焦环)。来自远处物体的第三组光射线2607a穿过平坦平面2606并在视网膜图像平面2612后面的图像平面2615处形成单个离轴焦点2614。
图27示出了眼科透镜的三维(图27A-B)和二维(图27B)视图，该眼科透镜结合根据本文之前公开的技术的两个环形LSR环2703、2704和一个平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2707。平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2707可以根据本文之前在图20示例中公开的技术通过单个平坦平面2708与2个环形弯曲的LSR环2703、2704(图27B)的相交形成。平坦平面几何限定形状和/或轮廓光学元件2707可以通过空间平坦平面表面2708与两个环形LSR联合环2703和2704的相交形成并且可以创建形状可以不是圆形但可以是不规则或任何形状的几何限定形状和/或轮廓光学元件2707。
图28示出了图27中所示的眼科透镜的简化模型眼睛内的射线追踪和焦点。图28示出了眼科透镜2801的平面图和横截面图。表面具有带有LSR环2804、2805的预定形式。表面几何形状上还包括两个连接的平坦平面形状和/或轮廓光学元件2806a和2806b，其根据本文之前在图20中公开的那样由空间平坦平面表面与两个环形环2804和2805的相交形成。如示意性所示，眼科透镜2801在与眼睛一起使用时形成具有光学特性的光学系统，该光学特性可以基于光学设计形成焦点和光学效果。为了描述的简单，图28中的横截面中所示的射线追踪显示了简化的模型眼睛，例如，仅示出了指向透镜2801和从透镜2801射出的光射线，而没有绘制与眼睛一起使用时存在的眼科透镜和眼睛光学系统的其他组件，例如角膜，目镜、顶点距离(在眼镜的情况下)等。图28示意性地显示了进入简化模型眼睛系统和从简化模型眼睛系统射出的多个光射线组的射线追踪。透镜2801具有校正眼睛的远距离屈光不正的基底焦度分布，因而可以折射从平行于光轴2820的远处物体传播的第一组射线2809a，并且可以在视网膜平面2812上形成焦点2811。来自LSR环2805、2804的第二组光射线2808a和2810a可以在不同的图像平面中形成离轴焦点2814和2813(在3D中也表示为焦环)。来自远处物体的第三组光射线2807a穿过平坦平面2806a和2806b，并在视网膜图像平面2812后面的图像平面2816处形成单个离轴焦点2815。在一些实施方案中，本文公开的光学元件可以通过一个或多个空间平面或平面的相交创建。光学元件的接合处可以与基底几何形状连续，并且两者之间的接合可以形成由一个或多个空间平面与基底透镜表面的相交所限定的形状。
在一些实施方案中，光学元件的接合可不一定是连续的并且可以由其他几何形状混合，并且接合部可以由设计者限定，并且光学元件仍然可以是一个或多个空间平面的一部分。在一些实施方案中，也可以使用类似于衍射元件的小棱镜，以在设计成特定形状时创建焦深。在一些实施方案中，相位阶跃也可用于眼科透镜的设计中。在一些实施方案中，光学元件可以被设计成创建光学焦度分布，使得它结合眼睛模型而在视网膜处创建平行射线。在一些实施方案中，由于模型眼睛内部的高水平色散，小棱镜可不形成有效的焦点。
图29A示出了眼科透镜2901的平面和横截面图，该眼科透镜2901在透镜的前表面上结合了八个几何限定形状和/或轮廓光学元件2904a-h，以及位于透镜的前表面和后表面之间的八个几何限定形状和/或轮廓光学元件2905a-h(例如，如元件2904a和2905a的横截面中所示)。几何限定形状和/或轮廓光学元件2904a-h可以是空间平坦的表面和/或可以如本文之前公开的那样通过平坦平面表面在基底透镜前表面上的相交形成和/或可以通过使用如例如图18中详述的调制函数过程形成。定位在透镜表面之间的透镜本体中的几何限定形状和/或轮廓光学元件2905a-h可以使用非几何参数生成，例如，通过限定如本文所述的(例如参考图12)使用方波函数作为“调制函数”调制的折射率参数N。应用于调制函数的频率项产生图29的透镜的调制区段，该透镜在透镜本体中形成有八个光学元件，该光学元件形成为如例如参考图12所述的相同形状、分布和焦度分布(切向和矢状焦度图)。在一些实施方案中，元件可以基本上直接对准，例如，前表面元件可以与透镜矩阵中的元件成对，并且在一些实施方案中，两个对应元件可以不直接对准，例如，前表面元件可以不与透镜本体中的元件成对并且可以至少部分地在空间上间隔开或至少部分地在空间上重叠。在一些实施方案中，一些元件可对准而一些元件可不对准。在一些实施方案中，两个元件可以具有不同的尺寸，并且在一些实施方案中，尺寸可以基本相同。在一些实施方案中，两个元件可以彼此平行，并且在一些实施方案中，元件可以相对于彼此倾斜。在一些实施方案中，元件可以具有基本上相同的光学效果，例如，两者可以具有折射特性，例如从曲率、线曲率、平坦平面、折射率、相位差和/或棱镜导出。在一些实施方案中，两个元件可以具有不同的光学特性，例如一个元件，例如前表面元件，可以具有折射特性，并且成对中的第二元件可以提供非折射特性、光散射特性、衍射和/或光透射振幅特性。在一些实施方案中，元件可以成对，并且在一些实施方案中，两个元件可以至少部分地间隔开并且不成对。如图29A中所示，位于前表面上的平坦平面表面元件2904a-h可以定位成基本上直接对准(例如成对)，并且对于至少在限定的注视位置(例如正前方的主注视)中的每个元件的至少一部分而言，当佩戴者在远距离观看时看穿透镜的光学中心时，这些元件在光学上协作，其中2905a-h元件位于透镜矩阵的本体中。因此，几何限定形状和/或轮廓光学元件的组合可以在眼科透镜2901的该区域中提供改变的光学效果，例如折射焦度，因为几何限定形状和/或轮廓光学元件可以折射穿过每个元件的光。然而，正如在图24A-C的示例中详述的那样，平坦平面元件2904a-h和非几何元件2905a-h可以相对于彼此倾斜，例如，元件可以不彼此平行。此外，至少一个几何限定形状和/或轮廓光学元件，例如元件2904a和2905a，可以具有不同的几何尺寸但具有在光学上相同的尺寸，这意指进入前表面平面2904a的最边缘的光也可以穿过后表面平面2905a的最边缘，因此，基本上没有穿过前表面元件2904a的光可以穿过透镜(在主注视中)而不穿过第二元件2905a。然而，在一些实施方案中，当元件可具有在光学上不同的尺寸时和/或对于在非主注视中接收的或来自进入眼科透镜的非平行光射线的光射线，在眼科透镜2901的前表面、本体表面和/或后表面上的至少一个几何限定形状和/或轮廓光学元件的配置和定位在佩戴者的眼睛在使用中独立于眼科透镜(尤其是对于眼镜透镜)的透镜光学器件移动时可导致光色散和/或光偏离和/或图像尺寸变化，例如放大或缩小或变形，或者视网膜上的其他此类光学效果。这种配置可用于差异化地刺激不同类型的视网膜神经节细胞，例如，如本文别处所述的中心-周围开关和关开型神经节细胞。(尤其是随着眼睛运动的)反复和/或重复和/或间歇性光偏离或光色散或图像大小或变形信号可阻止或减缓负责患有进行性近视的儿童、青少年和年轻人的眼睛生长信号传导的受体细胞的不良信号传导。
图29B-H显示了几何限定形状和/或轮廓光学元件的示例性实施方案，该几何限定形状和/或轮廓光学元件产生一系列光学效果和/或光学效果的组合，该一系列光学效果和/或光学效果的组合由穿过至少一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件与从几何或非几何参数导出的至少一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的组合的光射线产生，其中至少一个或多个元件的光学特性是非均匀的，例如，其中元件内的光学性质是非均匀的，或者在一些实施方案中，其中由于元件的形状、尺寸、分离、位置、对准或倾斜或光学特性或光射线偏离或光透射率或光反射或光散射失配中的一种或多种的任何组合之间的差异，至少一个或多个元件与至少一个或多个其他元件整体或部分组合。在一些实施方案中，元件可以通过几何参数和/或非几何参数的调制和/或由分布在平坦平面上的形状的相交来形成和/或可以形成几何或非几何光学特性或其任何组合。任何光学原理都可以单独使用或与一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件组合使用，例如，至少一个或多个几何参数和/或非几何参数可以被调制并且可以在一个元件和/或阵列中的一个或多个元件内产生一个或多个调制光学特性(折射、非折射、衍射、对比度调制、相位调制、光散射、像差、全息、漫射、光偏离(棱镜)、光振幅调制或其一种或多种光学特性的任何组合)。在一些实施方案中，可以通过在一个或多个调制值范围内将至少一个或多个几何和非几何参数应用于调制函数来顺序地或同时地进行至少一个或多个调制，从而导致一个或多个光学特性被包括在可位于眼科透镜一个或多个部分中的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件中。
在某些实施方案中，可能期望提供用于以比“平均”更高的近视控制程度进行近视控制的眼科透镜，或者以低于预期的近视控制改进眼睛的近视控制。此外，在某些实施方案中，可能期望不影响视觉质量以改进透镜的可佩戴性。例如，在一些实施方案中，增加的折射散焦或光散射或光透射率调制或光偏离或其他不期望的光学副作用可降低图像质量，以至于透镜可能无法长时间佩戴并变得不太有效和/甚至可能诱发近视。因此，可能需要改进治疗优先区的有效性，而不会对使用眼科透镜的进行性近视者的视力和佩戴性产生不利影响。因此，在某些实施方案中，可能期望改进或“定制”眼科透镜的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件和/或一个或多个治疗优先区以“重塑”传送到眼睛视网膜处的光学信号。因此，在一些实施方案中，几何限定形状和/或轮廓光学元件中的一个或多个可以被定制以在眼睛的视网膜处传送重塑的光学信号。在一些实施方案中，眼科透镜可以包含：具有焦度分布的一个或多个视觉优先区以主要矫正眼睛的屈光不正；以及一个或多个治疗优先区，其包含被设计为重塑眼睛视网膜处的光学信号以改变眼睛生长的一个或多个“定制的”几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，被设计为重塑眼睛视网膜处的光学信号以改变眼睛生长的一个或多个“定制的”几何限定形状和/或轮廓元件与非定制元件相比可以进一步减少或延迟或减慢或抑制或防止眼睛生长。在一些实施方案中，被设计为重塑眼睛视网膜处的光学信号以改变眼睛生长的一个或多个“定制的”几何限定形状和/或轮廓元件可以增强或刺激或促进眼睛生长。在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以通过结合折射、非折射、衍射、对比度调制、相位调制、光散射、像差、全息、漫射、光偏离(棱镜)、光振幅调制特征和/或其特征的任何组合来定制。在一些实施方案中，一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以通过在几何限定形状和/或轮廓光学元件之内或周围或环绕它们或部分结合或外接部分或在其表面上或其组合中，结合折射、非折射、衍射、对比度调制、相位调制、光散射、像差、全息、漫射、光偏离(棱镜)、光振幅调制特征和/或特征的任何组合来定制。在某些实施方案中，眼科透镜可以包含一个或多个“定制的”几何限定形状和/或轮廓元件，其可重新调节散焦，使得视网膜处的一个或多个焦点可处于近视散焦或远视散焦或两者。在某些其他实施方案中，一个或多个治疗优先区中的一个或多个“定制的”几何限定形状和/或轮廓元件可以重塑视网膜图像质量。在一些实施方案中，诸如眼镜透镜或隐形透镜之类的眼科透镜可以包含一个或多个治疗优先区，其包含可呈治疗区的小透镜或环或形状或区域形式的一个或多个“定制的”几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些其他实施方案中，诸如眼镜透镜或隐形透镜之类的眼科透镜可以包含一个或多个治疗优先区，其包含一个或多个“定制的”几何限定形状和/或轮廓光学元件，该几何限定形状和/或轮廓光学元件可以是布置在阵列或掩模中的光散射元件和/或光振幅调制元件的形式并被设计为提供与由非定制的几何限定形状和/或轮廓光学元件在眼睛的视网膜处提供的光学信号相冲突的光学信号(例如不同的光学信号)，以改变或修改或控制对比度和/或改变或修改或控制视网膜受体对于对比度和/或近视诱导光学信号和/或近视控制光学信号的检测。在一些其他实施方案中，诸如眼镜透镜或隐形透镜之类的眼科透镜可以包含一个或多个治疗优先区，其包含一个或多个“定制的”几何限定形状和/或轮廓光学元件，该几何限定形状和/或轮廓光学元件可以布置在阵列或掩模中的光散射元件和/或光振幅调制元件的形式并且被设计为在眼睛的视网膜处提供重塑的光学信号以改变或修改或引入散射和/或光透射调制。在一些实施方案中，眼科透镜可以包含：具有焦度分布的一个或多个视觉优先区以主要矫正近视眼的屈光不正；以及一个或多个治疗优先区，其包含被设计为在眼睛的视网膜处引入重塑的光学信号以改变眼睛生长的一个或多个“定制的”几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，通过“定制”具有更高焦度分布或更多像差焦度分布的一个或几何限定形状和/或轮廓光学元件，在视网膜处传送重塑的光学信号。在某些其他实施方案中，通过改变或增加每单位面积的“定制的”几何限定元件的密度，在视网膜处传送重塑的光学信号。在某些其他实施方案中，通过改变或增加或减少每单位面积的“定制的”到“非定制的”几何限定元件的数量，在视网膜处传送重塑的光学信号。在一些实施方案中，通过“定制”具有围绕该元件的光散射区域和/或围绕该元件的光振幅调制区域的一个或多个基于折射的几何限定形状和/或轮廓光学元件，在视网膜处传送重塑的光学信号。在一些实施方案中，定制特征可以分布在治疗优先区的至少一部分内和/或元件的至少一部分内和/或分布在视觉优先区的至少一部分内。
在某些其他实施方案中，眼科透镜可以包含一个或多个视觉优先区和包含一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个治疗优先区，其中一个或多个视觉优先区和/或一个或多个治疗优先区是“定制的”，以在眼睛的视网膜处传送重塑的光学信号。在某些实施方案中，与由眼科透镜传送的光学信号相比，重塑的光学信号被增强或更改或调制或改变或变化或加强，其中一个或多个视觉优先区或一个或多个治疗优先区和/或一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件不是定制的。在一些实施方案中，具有一个或多个“定制的”治疗优先区的眼科透镜可以结合一个或多个特征，该特征位于或定位成在一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件中或周围或相邻或与其连接或近端或远端或间隔开或重叠或覆盖或位于其下或散布在其间或四周，以在不显著损害耐磨性的情况下重塑眼睛视网膜处的光学信号。在一些实施方案中，特征可以包括在视觉优先区或治疗优先区中和/或可以与任何几何限定形状和/或轮廓光学元件相关联，该几何限定形状和/或轮廓光学元件被设计为在眼睛的视网膜处提供冲突的光学信号，并且可以选择性地重塑到达视网膜图像平面的光学信号，例如视网膜图像质量和/或调制传递函数和/或图像对比度和/或视网膜照度和/或在到达视网膜图像平面的光学信号的整个图像上的均匀性或均匀度。在一些实施方案中，一个或多个“定制的”治疗优先区或视觉优先区可以被设计为通过在诸如微跳和/或其他更大的眼睛运动之类的自然眼睛运动期间贡献重塑的光学信号来更有效地工作。在一些实施方案中，重塑的光学信号可以增强抑制，例如减少视网膜受体的近视生长刺激图像的检测或进一步降低其图像质量和/或可以增强检测或改进视网膜受体的近视控制图像的图像质量，使其超过未建模的光学信号提供的图像质量。在一些实施方案中，重塑的光学信号可以被设计为有差异地靶向可能对这种光学信号具有不同敏感性的视网膜的一个或多个区域，例如在黄斑周围5度以内的更多中心区域，或介于5和15度之间的中央凹旁或中间-周边区域，或距黄斑>15度的周边视网膜。在一些实施方案中，可以靶向任何区域方向，因为视网膜对光学信号的敏感性可在视网膜中局部变化，例如，可以通过对光学信号不同程度的改变靶向水平和/或垂直和/或成角度方向。因此，可以通过定制一个或多个视觉优先区和/或治疗优先区和/或一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件来改进用于近视控制的眼科透镜的有效性，而无需显著改变或更改或者增加治疗优先区的强度或填充因子，并且不进一步损害视觉和/或治疗优先区的图像质量，包括例如随头部和/或眼睛运动的图像质量、动态视觉质量和可佩戴性。
在一些实施方案中，视觉优先区和/或治疗优先区可以向眼睛的视网膜提供重塑的光学信号。在一些实施方案中，形成治疗优先区中的示例性阵列的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以通过用环形区域围绕一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件来定制，其中至少部分地，环形区域可以提供重塑的光学信号，例如与非定制的视觉优先区和/或几何限定形状和/或轮廓光学元件相比修改或变化的对比度光学信号。改变的或冲突的光学信号可以例如靶向距中央凹5到约15度的眼睛中央凹旁区域中的视网膜受体，并且可以与不被改变的视觉优先区域围绕的几何限定形状和/或光学轮廓元件相比，使视网膜对比度检测改变(例如使图像不易检测到)约20％或更多、约40％或更多、约50％或更多或约75％或更多或约100％或更多。在一些实施方案中，重塑的光学信号可以是旋转对称的并且在其他实施方案中可以是旋转不对称的，并且可以是水平定向和/或竖直定向和/或成角度定向或其任何组合。在一些实施方案中，定制且贡献重塑光学信号的透镜的面积的比率可以是至少一个或多个元件的面积的约10％或关联元件的面积的约30％或更多或约50％或更多或约100％或更多。在一些实施方案中，定制并且可改变的光学信号可以是空间频率和/或图像对比度并且可以是低空间频率(<5循环/度)或中等空间频率(5-10循环/度)或高空间频率(>10循环/度)。在一些实施方案中，对比度可以比关联元件和/或视觉优先区的对比度改变约10％或更多或25％或更多或约50％或更多或约100％或更多。在一些实施方案中，“定制的”视觉优先区可以包括用产生重塑的光学信号的环形区域围绕几何限定形状和/或轮廓光学元件。在某些实施方案中，环形区域可以结合对比度降低特征，其将视网膜图像的对比度重塑约20％。在一些实施方案中，当围绕治疗区中的元件的视觉优先区的环形区域具有在中央凹旁视网膜上突出约3度并在较低空间频率范围内提供约加倍至约40％视网膜图像对比度的宽度时，治疗区中元件提供给视网膜受体的光学信号可以减少50％或更多约。在一些实施方案中，围绕几何限定形状和/或轮廓光学元件的“定制的”视觉优先区可以通过改变表面粗糙度或通过形成光散射特征或任何其他对比度降低光学设计来形成。因此，在不分别改变治疗优先或视觉优先区的情况下，可以改进几何限定形状和/或轮廓光学元件形成被结合到用于近视控制的眼科透镜中的有效性。因此，可以在不增加可影响佩戴性的视觉障碍的情况下实现更有效的近视控制。例如，本文所述的眼科透镜可以在一个或多个视觉优先区和/或位于透镜上的几何限定形状和/或轮廓光学元件的一部分中包含“定制的”特征，该几何限定形状和/或轮廓光学元件在眼睛的视网膜处提供重塑的光学信号以改变或减缓轴向伸长并因此减缓近视进展。重塑的光学信号导致一种或多种光特性(例如散焦或光散射或光偏离或光透射率或眼睛视网膜的一个或多个区域处的任何其他光学特性)的更改或改变或增强或减少，并且可以通过调制结合下列中一种或多种的一个或多个几何参数和/或非几何参数来传送：折射、非折射、衍射、对比度调制、相位调制、光散射、像差、全息、漫射、光偏离(棱镜)、光振幅调制元件或其一种或多种元件的组合。
图29I示出了眼科透镜，眼镜透镜2921的横截面和平面图，该眼镜透镜2921包含中心视觉优先区2924和周边区2925，该周边区2925结合周边视觉优先区2926和多个周边治疗优先区2927。中心视觉优先区2924和周边视觉优先区2926包含基底焦度分布以校正例如年轻进行性近视者的2D近视屈光。窗口2930、2931、2932和2933示出了针对眼镜透镜2921的四个示例性实施方案在周边区2925分布的周边视觉优先区2926和周边治疗优先区2927的光学配置的放大细节。2930-2933中所示的四个实施方案中的每一个都显示了治疗优先区可以由形成在眼科透镜的前表面2922上的几何限定形状和/或轮廓光学元件中的至少一个形成并且可以具有比视觉优先区相对更正约+3D的焦度分布。在一些实施方案中，元件可以通过模制(例如铸造或注射模制)或通过聚合物的印刷(例如喷墨印刷或3D印刷)来形成并且可涉及固化步骤。在图29I的示例性配置中，周边视觉优先区2926至少部分地围绕每个几何限定形状和/或轮廓光学元件。因此，周边区2927可以被多个治疗优先区(例如几何限定形状和/或轮廓光学元件)覆盖，可以被认为具有以下填充因子比率(例如周边区被元件覆盖的比例)：在根据窗口2930配置的实施方案的情况下，40％由几何限定形状和/或轮廓光学元件2930b填充并且60％由结合基底焦度分布的周边视觉优先区2930a填充。因而，在使用眼镜透镜时，散焦焦点的存在和/或视网膜图像质量的变化和/或与视野相对应的佩戴者的视网膜受体的变化的光学信号可改变与填充因子相关的量，因此近视控制信号可以被视网膜受体检测到并且近视可以得到控制。因此，例如通过改变填充因子，例如通过增加给定面积的几何限定形状和/或轮廓光学元件的数量或通过增加给定面积内几何限定形状和/或轮廓光学元件的尺寸或减小它们之间的间距，例如增加其直径和/或增加元件本身的焦度分布来将填充从40％改变为45％或更多或50％或更多来增加信号，可以改变到视网膜的近视控制信号。在一些实施方案中，一个或多个元件2930b的直径可以增加0.1mm或更多或增加0.2mm或更多或增加0.5mm或更多以获得填充因子比率的期望增加以增加近视控制信号，或者元件焦度分布可以增加+0.5D或更多或+1D或更多，或者元件之间焦度的变化率可以比原始焦度分布增加更多，或者元件之间的间距减少0.2mm或更多或者0.3mm或更多。在所有这些方法中，可以实现周边区2925中治疗优先区的面积和/或强度的增加，但是以围绕几何限定形状和/或轮廓光学元件的视觉优先区2926图像质量为代价，并且可导致对视力和佩戴性以及佩戴眼科透镜的依从性的不良影响增加。
在一些实施方案中，本文所公开的眼科透镜可以使定位在治疗优先区内的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件能够被定制，并且通过增加由眼科透镜产生并被视网膜受体接收的光学信号的有效性来更有效地治疗和控制近视进展，而不会对视力、佩戴性和依从性产生不利影响。可以提供治疗优先区和/或定位在治疗优先区内的几何限定形状和/或轮廓光学元件的提高的有效性，而不显著或过度地将填充因子增加到相同程度和/或不增加每个几何限定形状和/或轮廓光学元件的强度和/或焦度变化率，从而保持视觉质量和可佩戴性以及透镜佩戴的依从性。在一些实施方案中，周边治疗优先区内定制的几何限定形状和/或轮廓光学元件在改变到达视网膜的近视控制光学信号方面的有效性可以通过改变至少部分地围绕治疗优先区和/或围绕几何限定形状和/或轮廓光学元件的周边视觉优先区来增强。在一些实施方案中，多个周边治疗优先区在改变到达视网膜的近视控制光学信号方面的有效性可以通过改变定位在治疗优先区或治疗优先区阵列内的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一部分来增强。在一些实施方案中，到达视网膜的近视控制光学信号可以是图像对比度和/或图像对比度分布和/或图像偏离和/或光振幅。例如，窗口2930-2933显示了定制用于治疗近视控制的几何限定形状和/或轮廓光学元件的增强的周边视觉优先区的几个示例。窗口2930和2931示出了小的光散射元件(2930a)和较大的光散射元件(2931a)的存在，这些元件可以引入适量的光散射(例如作为杂散光)以不显著改变聚焦在视网膜上的图像质量以用于近视视力矫正，但可以显著改变视网膜受体信号，从而促进来自分别构成治疗优先区2930b、293lb的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件中的一个或多个的轴向伸长。在一些实施方案中，如图29I中横截面所绘，小的光散射特征2930a和较大的光散射特征2931可以位于一个或两个表面上，或者在两个表面之间的眼科透镜的主体内，或者作为透镜涂层工艺的一部分形成，或者作为颗粒结合在透镜涂层材料中或在透镜涂层下方分层，并且可以具有任何合适的大小、形状和/或尺寸以实现期望的布置和效果。光散射元件可以通过例如使用激光(例如飞秒激光或CO2激光)来形成，以创建材料特性(例如光透射率和/或折射率和/或光散射)的变化。在一些实施方案中，元件可以通过模制工艺或通过冲压或压花或印刷(例如聚合物的喷墨印刷或3D印刷)形成，并且可涉及固化步骤或干燥或蒸发步骤，或者可以通过表面粗糙化或材料去除工艺(包含微喷砂工艺)形成。在其他实施方案中，可以将提供光学特性的膜或层结合到透镜材料上或透镜材料中。2930a和2931a中的光散射元件可以基本上均匀地分布在围绕形状和/或元件的视觉优先区中，由此定制元件并向视网膜受体提供可增强治疗优先区有效性的重塑的光学信号。在一些实施方案中，光散射元件的分布可以位于一个或两个表面上和/或表面之间或其任何组合。在一些实施方案中，特征可不是均匀分布而是随机分布的。在一些实施方案中，特征可以以图案或阵列分布。
在如图29J中所示的一些实施方案中，多个几何限定形状和/或轮廓光学元件可以分布在眼科透镜前表面上的中心区2944和周边区2945上，并且光散射特征也可以分布在前表面(2951a和2952a)上的周边视觉优先区2946和周边治疗优先区2947两者上或完全在治疗优先区(2950b)的多个形状/元件内。在一些实施方案中，光散射元件可以集成到元件本身或者可以用作或可以形成几何限定形状和/或轮廓光学元件。在一些实施方案中，治疗优先区可以与视力优先增强区在同一表面上或不同表面上或在表面之间或其任何组合。在一些实施方案中，视觉优先区可以具有以更局部化或集中布置分布在治疗优先区周围的增强光学特征。例如，图29I示出了类似于窗口2930或2931所示的单个几何限定形状和/或轮廓光学元件的放大视图窗口2932和2933。元件2932c具有这样的焦度分布，其焦度比用于矫正进行性近视者的近视屈光不正的周边视觉优先区2932a的-2D焦度更正+3D。在一些实施方案中，一个或多个或所有元件的焦度分布可比基底焦度更负。围绕元件2932c的是周边视觉优先区2932b的一部分，其也具有-2D的焦度分布以矫正近视屈光不正，并且也结合根据2930或2931中显示的光散射特征。增强的周边视觉优先区2932b可以结合紧紧围绕单个治疗元件2932c的至少一部分的光散射特征，该光散射特征比可能存在于周边视觉优先区2932a(没有光学设计特征)和2932b的其他区域中的光散射特征更集中分布。光学特征2932b可以被配置为提供图像质量的受控变化，例如针对不同空间频率(例如较低空间频率)，与周边视觉优先区的其他区域相比以及与治疗优先区中的元件的图像质量相比降低的图像对比度和/或减小的图像对比度和/或不均匀的图像对比度。在一些实施方案中，视觉优先区的增强部分和/或增强和/或定制的治疗优先区或治疗优先区或阵列内的定制元件可以在与眼科透镜的用户一起使用时向视网膜受体提供重塑的光学信号并且可以改变图像质量或图像对比度检测或图像抑制和/或图像偏离和/或瞬态图像偏离和/或光振幅。
围绕可形成一个或多个治疗优先区的多个定制元件中的一个或多个的周边视觉优先区的增强部分可以结合可改变来自视觉优先区的对比度(例如，稍微改变对比度并提供冲突的光学信号和/或重塑的光学信号)的光学设计。在一些实施方案中，周边视觉优先区的增强部分可以围绕几何限定形状和/或轮廓光学元件并且可以具有对向约1度或更多或约3度或更多或约5度或更多的宽度，或者可以大于8度或可以为10度或更高，并且可以具有约10％或更多或30％或更多或50％或更多的对比度或平均对比度，并且带有低或中或高空间频率。至少部分地，环的宽度和由穿过环的光形成的图像质量(例如图像对比度)可与治疗优先区的图像质量(例如，图像对比度和/或空间频率)不同并与之冲突并且可占据视觉优先区的一部分，例如<50％或<30％或<15％或<10％或小于5％，并且实际上可对基底焦度和/或屈光不正矫正和/或从视觉优先区导出的视觉具有临床上并不显著的影响，因为所选部分的尺寸相对于其余视觉优先区的尺寸而言相对较小。然而，如上所述的周边视觉优先区的增强部分的存在可以显著提高从治疗优先区到达视网膜的近视控制光学信号的有效性，而不会实际改变治疗优先区并增加对视力和提供给眼科透镜用户的可佩戴性的任何不利影响。例如，当增强视觉优先区的宽度是围绕治疗优先区的环且对向约3度和约50％的对比度时，治疗优先区元件进一步将图像质量降低超过30％，并且可超过50％或可超过100％或更多。在一些实施方案中，治疗区的一部分，例如几何限定形状和/或轮廓光学元件可以结合本文所述的光学特征，以增强元件将近视控制光学信号传送至视网膜的有效性。因此，眼科透镜可以具有更强大的治疗优先区，例如，增加图像对比度损失和/或减少近视诱导光学信号的视网膜受体检测和/或增加近视控制光学信号的视网膜受体而不产生对眼镜透镜的耐磨性或视力的不利影响。
在一些实施方案中，与视觉优先区的其他区域相比，区域2932b可以将对比度降低约10％或更多或约20％或更多或约50％或更多。在一些实施方案中，穿过增强视觉优先区2932b的光的低、中和/或高空间频率可减少约10％或更多或约20％或更多或约50％或更多。在一些实施方案中，围绕周边治疗优先区2932c中的至少一个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一部分的区域2932b中的光散射特征可以由更高阶的像差焦度分布(例如，如窗口2933中所示的球面像差焦度分布作为增强的周边视觉优先区2933b)代替。在一些实施方案中，任何其他光学原理可以应用于中心或周边视觉优先区的至少一部分和/或治疗优先区的任何部分或任何几何限定形状和/或轮廓光学元件，以便增强至少一个或多个中心和/或周边治疗优先区的有效性。例如，其他光学原理可以包括折射、非折射、衍射、对比度调制、相位调制、光散射、像差、全息、漫射、光偏离(棱镜)、光振幅调制或其一种或多种光学特性的组合。
在一些实施方案中，例如，图29K的眼镜透镜具有中心视觉优先区2964，其包含用于矫正儿童近视屈光的-3D的基底焦度；以及多个环形周边视觉优先区2965，其也具有-3D焦度分布；以及多个环形周边治疗优先区2966，其由焦度比+2.5D的视觉优先区相对更正的多个几何限定形状和/或轮廓光学元件形成。在此配置中，眼镜透镜的周边视觉优先区(例如放大窗口2970中所示的2970a-d)的多个环形几何限定形状和/或轮廓光学元件在环形治疗优先区(例如，如放大窗口2970中所示的2970g-j)交替。周边视觉优先区2970a-d可以是增强的视觉优先区，并且可以结合如本文所公开的光学设计特征，其可改变治疗优先区2970g-j在改变视网膜图像质量和/或近视诱导或近视控制光学信号的视网膜受体检测方面的有效性，由此改进眼科透镜2961与没有增强视觉优先区的透镜相比的近视控制有效性，而不对穿过视觉优先区的视力产生显著影响。在一些实施方案中，整个环形周边视觉优先区2966可以用光学设计特征来增强。在一些实施方案中，例如，如放大窗口2971中详述的，环形周边治疗优先区2971c可以至少部分地与增强视觉优先区2971b的一部分连接，而视觉优先区2971a的其余部分可以不通过2971b中所示的光学设计特征增强，或者替代地，在一些实施方案中，2971a可不结合任何增强的光学设计特征。在一些实施方案中，视觉优先区可以通过引入像差(例如更高阶像差)或渐进焦度分布或像差焦度分布或可在围绕治疗优先区的整个区上形成或局限于围绕治疗优先区或围绕并与之连接的区域的其他光学设计来增强治疗优先区的性能，由此增强从包括治疗优先区的眼科透镜到达视网膜受体的近视控制光学信号。在一些实施方案中，视觉优先区的增强区域可以均匀分布或集中，或者可以仅仅在视觉优先区中，或者可以仅仅在治疗优先区中，或者可以是两个区的至少一部分，或者在一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的至少一部分中。
在如图29L中所示的一些实施方案中，增强的周边视觉优先区2995(2980a、2981a)可以具有跨周边区2996分布的光学设计特征并且围绕透镜状且以规则的图案或阵列布置[例如，如在分离的(2980)或连接的(2981)的环形和同心环布置中所示]的圆形几何限定形状和/或轮廓光学元件2996(2980b、2981b)的至少一部分。如在附图中可注意到的，几何限定形状和/或轮廓光学元件的任何布置和尺寸或许都是可能的，如本文所公开的那样。替代性实施方案可以将光学变化引入到邻近或围绕治疗优先区的视觉优先区，该治疗优先区包括过滤器或折射率变化或增材或涂层或处理或膜或光刻变化。变化也可以是表面几何形状变化或仅是光学变化或其组合。在一些实施方案中，可以改变一个或两个表面，包括处理区正下方的区域。
所要求保护的主题的进一步优点将从以下描述所要求保护的主题的某些实施方案的实施例中变得显见。在某些实施方案中，以下进一步实施方案中的一个或多于一个(包括例如所有)可以包含每个其他实施方案或其部分。
实施例A：
A1.一种眼科透镜，其包含：前表面；后表面；以及形成在眼科透镜的一个或多个表面上的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件；其中眼科透镜表面上的一个或多个几何限定形状和/或轮廓元件通过将一个或多个调制函数应用于眼科透镜的一个或多个参数而形成；其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓元件在眼科透镜的预定区域中(例如，眼科透镜的前表面和/或后表面上的任何位置)并且在预定方向(例如，环形、螺旋形和/或非环形)上形成。
A2.实施例A中任一项的眼科透镜，其中眼科透镜包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
A3.实施例A中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在预定方向和/或垂直于预定方向的方向上变化的焦度分布。
A4.实施例A中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在预定方向上在边缘处减小的焦度分布。
A5.实施例A中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在垂直于预定方向的方向上减小的焦度分布。
A6.实施例A中任一项的眼科透镜，其中几何限定形状和/或轮廓光学元件的尺寸在从眼科透镜的中心径向延伸的方向上增加、减小和/或保持相同。
A7.实施例A中任一项的眼科透镜，其中几何参数的调制应用于眼科透镜的前表面和/或后表面以在透镜的前表面和/或后表面上创建对应于一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个凹陷。
A8.实施例A中任一项的眼科透镜，其中几何参数的调制应用于眼科透镜的前表面和/或后表面以在透镜的前表面和/或后表面上创建对应于一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个隆起。
A9.实施例A中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为矫正、减缓、减少和/或控制光学障碍(例如，近视和/或老花眼)的进展。
A10.实施例A中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为在预定方向(例如，对称、不对称、在至少一个方向上有像差、单焦点，和/或多焦点)上创建光的正散焦、负散焦、聚焦和/或重定向中的一种或多种的任何组合。
A11.实施例A中任一项的眼科透镜，其中调制函数源自一个或多个数学函数的任何组合，该数学函数包括例如对数函数、正弦函数、圆锥函数、多项式函数和/或任何预定数学函数。
A12.实施例A中任一项的眼科透镜，其中调制函数是周期性函数并且所得的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件相对于彼此是周期性的。
A13.实施例A中任一项的眼科透镜，其中调制函数源自具有第一频率的正弦函数和具有第二频率的平方函数的组合(例如，乘积)。
A14.实施例A中任一项的眼科透镜，其中调制函数源自具有第一频率的正弦函数和具有第二频率的平方函数的组合(例如，乘积)，用于限定预定区域中的几何限定形状和/或轮廓光学元件的数量。
A15.实施例A中任一项的眼科透镜，其中在调制过程中待调制的一个或多个参数包含几何和/或非几何参数中的一种或多种的任何组合。
A16.实施例A中任一项的眼科透镜，其中在调制过程中调制的一个或多个几何和/或非几何参数影响下列中的一种或多种的任何组合：预定方向(例如矢状和/或切向和/或光学调制变换函数(MTF)和/或光散射函数)上的光学焦度特性；折射焦度、棱镜焦度；光轴角度和方向(例如，光轴的侧向分离)。
A17.实施例A中任一项的眼科透镜，其中预定区域包含透镜的整个表面或眼科透镜的区域。
A18.实施例A中任一项的眼科透镜，其中预定区域包含眼科透镜的由内半径限定并延伸至眼科透镜外边缘的部分。
A19.实施例A中任一项的眼科透镜，其中预定区域包含在眼科透镜表面上的由内半径和外半径限定的环。
A20.实施例A中任一项的眼科透镜，其中预定区域包含眼科透镜表面上的由内半径和对应的外半径限定的多个同心环。
A21.实施例A中任一项的眼科透镜，其中预定调制区域包含由内半径和对应的外半径限定的环，并且预定调制区域包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
A22.实施例A中任一项的眼科透镜，其中眼科透镜包含由同心环限定的至少两个预定调制区域，其中在至少两个(例如，2、3、4、5、6、7、8、9或10)个同心环中具有相同(或不同)数量的几何限定形状和/或轮廓光学元件，其中一个环中的几何限定形状和/或轮廓光学元件的位置与另一环中的几何限定形状和/或轮廓光学元件同相(或异相)。
A23.实施例A中任一项的眼科透镜，其中预定方向包含眼科透镜的一个或多个空间方向的任何组合(例如，径向、成角度、算术螺旋、对角线和/或正弦方向中的一种或多种的任何组合)。
A24.实施例A中任一项的眼科透镜，其中预定方向包含径向方向、非径向、成角度和/或非成角度(例如，线性)方向的任何组合。
A25.实施例A中任一项的眼科透镜，其中调制函数在预定方向上是连续的。
A26.实施例A中任一项的眼科透镜，其中调制函数被应用在作为眼科透镜表面或眼科透镜表面一部分的限定的数学表面几何形状上。
A27.实施例A中任一项的眼科透镜，其中调制函数被选择为限定一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的形状、形式、焦度、配置、数量和/或位置中的一种或多种的任何组合。
A28.实施例A中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件按下列中的一种或多种的任何组合进行分布：径向方向、非径向方向、成角度方向、非成角度(例如，线性)方向、圆周方向、水平方向、竖直方向、对角线方向和/或螺旋方向。
A29.实施例A中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件具有焦度分布的任何组合。
A30.实施例A中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为创建光散射、衍射和/或漫射中的一种或多种的任何组合，并且具有或不具有焦度分布和/或光振幅调制(例如，降低的透明度、不同的折射率)。
A31.实施例A中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件中的任何一个被配置为创建光散射、衍射、漫射中的一种或多种的任何组合。
A32.实施例A中任一项的眼科透镜，其中通过进一步调制几何限定形状和/或轮廓光学元件的某些参数，将一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件配置为不显眼(例如，不容易可见)。
A33.实施例A中任一项的眼科透镜，其中包含一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的眼科透镜使用CNC机加工、自由形式制造技术、三维印刷技术和/或激光(例如，飞秒激光)来制造。
A34.实施例A中任一项的眼科透镜，其中眼科透镜是眼镜透镜、隐形透镜或眼内透镜中的一种。
A35.实施例A中任一项的眼科透镜，其中眼科透镜被配置为矫正、减缓、减少和/或控制近视的进展。
A36.实施例A中任一项的眼科透镜，其中眼科透镜被配置为矫正或基本矫正老花眼。
A37.实施例A中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的接合部与眼科透镜的基底几何形状不连续。
A38.实施例A中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的接合部与眼科透镜的基底几何形状连续。
实施例B
B1.一种用于在眼科透镜的表面上形成一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的方法，该方法包含：限定调制函数以通过在眼科透镜的预定区域中并且在预定方向上(例如，环形、螺旋形和/或非环形)将调制函数应用于眼科透镜的一个或多个参数来修改眼科透镜的一个或多个参数；以及在眼科透镜中形成一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，从而导致眼科透镜的前表面和/或眼科透镜的后表面中的至少一个的曲率的改变。
B2.实施例B中任一项的方法，其中眼科透镜包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
B3.实施例B中任一项的方法，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在预定方向和/或垂直于预定方向的方向上变化的焦度分布。
B4.实施例B中任一项的方法，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在预定方向上在边缘处减小的焦度分布。
B5.实施例B中任一项的方法，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在垂直于预定方向的方向上减小的焦度分布。
B6.实施例B中任一项的方法，其中几何限定形状和/或轮廓光学元件的尺寸在从眼科透镜的中心径向延伸的方向上增加，减小和/或保持相同。
B7.实施例B中任一项的方法，其中调制函数应用于眼科透镜的前表面和/或后表面上的参数以在透镜的前表面和/或后表面上创建对应于一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个凹陷。
B8.实施例B中任一项的方法，其中调制函数应用于眼科透镜的前表面和/或后表面上的参数以在透镜的前表面和/或后表面上创建对应于一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个隆起。
B9.实施例B中任一项的方法，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为矫正、减缓、减少和/或控制光学障碍(例如，近视和/或老花眼)的进展。
B10.实施例B中任一项的方法，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为在预定方向(例如，对称、不对称、在至少一个方向上有像差、单焦点和/或多焦点)上创建光的正散焦、负散焦、聚焦和/或重定向中的一种或多种的任何组合。
B11.实施例B中任一项的方法，其中调制函数源自一个或多个数学函数的任何组合，该数学函数包括例如对数函数、正弦函数、圆锥函数、多项式函数和/或任何预定表面图案。
B12.实施例B中任一项的方法，其中调制函数是周期性函数并且所得的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件相对于彼此是周期性的。
B13.实施例B中任一项的方法，其中调制函数是具有第一频率的正弦函数和具有第二频率的平方函数的组合(例如，乘积)。
B14.实施例B中任一项的方法，其中调制函数源自具有第一频率的正弦函数和具有第二频率的平方函数的组合(例如，乘积)，用于限定预定区域中的几何限定形状和/或轮廓光学元件的数量。
B15.实施例B中任一项的方法，其中调制的一个或多个参数包含几何和/或非几何参数中的一种或多种的任何组合。
B16.实施例B中任一项的方法，其中调制的一个或多个参数影响下列中的一种或多种的任何组合：在预定方向上(例如，矢状和/或切向和/或光学调制变换函数(MTF)和/或光散射函数)的光学焦度；折射焦度；棱镜焦度以及几何限定形状和/或轮廓光学元件几何形状的角度；光轴角度和方向(例如，光轴的侧向分离)。
B17.实施例B中任一项的方法，其中预定区域包含透镜的整个表面或眼科透镜的区域。
B18.实施例B中任一项的方法，其中预定区域包含眼科透镜的由内半径限定并延伸至眼科透镜外边缘的部分。
B19.实施例B中任一项的方法，其中预定区域包含在眼科透镜表面上由内半径和外半径限定的环。
B20.实施例B中任一项的方法，其中预定区域包含在眼科透镜表面上由内半径和对应的外半径限定的多个同心环。
B21.实施例B中任一项的方法，其中预定区域包含由内半径和对应的外半径限定的环并且预定区域包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
B22.实施例B中任一项的方法，其中眼科透镜包含由同心环限定的至少两个预定区域，其中在至少两个(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、或10个)同心环中具有相同(或不同)数量的几何限定形状和/或轮廓光学元件，其中一个环中的几何限定形状和/或轮廓光学元件的位置与另一环中的几何限定形状和/或轮廓光学元件同相(或异相)。
B23.实施例B中任一项的方法，其中预定方向包含眼科透镜的一个或多个空间方向的任何组合(例如，径向、成角度、算术螺旋、对角线和/或正弦方向中的一种或多种的任何组合)。
B24.实施例B中任一项的方法，其中预定方向包含径向方向、非径向、成角度和/或非成角度(例如，线性)方向的任何组合。
B25.实施例B中任一项的方法，其中调制函数在预定方向上是连续的。
B26.实施例B中任一项的方法，其中预调制表面几何形状是眼科透镜表面或眼科透镜表面一部分的限定。
B27.实施例B中任一项的方法，其中调制函数被选择成改变一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的形状、形式、焦度、配置、数量和/或位置中的一种或多种的任何组合。
B28.实施例B中任一项的方法，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件按下列中的一种或多种的任何组合进行分布：径向方向、非径向方向、成角度方向、非成角度(例如，线性)方向、圆周方向、水平方向、竖直方向、对角线方向和/或螺旋方向。
B29.实施例B中任一项的方法，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件具有焦度分布的任何组合。
B30.实施例B中任一项的方法，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为创建下列中的一种或多种的任何组合：光散射、衍射和/或漫射以及具有或不具有焦度分布和/或光振幅调制(例如，降低的透明度、不同的折射率)。
B31.实施例B中任一项的方法，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件中的任一个被配置为创建光散射、衍射、漫射中的一种或多种的任何组合。
B32.实施例B中任一项的方法，其中通过进一步调制几何限定形状和/或轮廓光学元件的某些参数将一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件配置为不显眼(例如，不容易可见)。
B33.实施例B中任一项的方法，其中包含一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的眼科透镜使用CNC机加工、自由形式制造技术、三维印刷技术和/或激光(例如，飞秒激光)来制造。
B34.实施例B中任一项的方法，其中眼科透镜是眼镜透镜、隐形透镜或眼内透镜中的一种。
B35.实施例B中任一项的方法，其中眼科透镜被配置为矫正、减缓、减少和/或控制近视的进展。
B36.实施例B中任一项的方法，其中眼科透镜被配置为矫正或基本上矫正老花眼。
B37.实施例B中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的接合部与眼科透镜的基底几何形状不连续。
B38.实施例B中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的接合部与眼科透镜的基底几何形状连续。
实施例C
C1.一种眼科透镜，其包含前表面；后表面；以及一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，其通过一个或多个空间平坦的平面与眼科透镜的前表面或后表面中的至少一个的相交形成。
C2.实施例C中任一项的眼科透镜，其中眼科透镜被配置为矫正老花眼和/或近视和/或远视和/或阻止/减缓近视进展。
75.实施例C中任一项的眼科透镜，其中眼科透镜使用CNC机加工、自由形式制造技术、三维印刷技术和/或激光(例如，飞秒激光)来制造。
实施例C中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的接合部与眼科透镜的基底几何形状不连续。
实施例C中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的接合部与眼科透镜的基底几何形状连续。
实施例D：
D1.一种眼科透镜包含：前表面；后表面；位于前表面和后表面之间的透镜主体；以及形成在眼科透镜的一个或多个表面上和/或在透镜主体中的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件；其中在眼科透镜的表面上和/或在透镜主体中的一个或多个几何限定形状和/或轮廓元件通过将一个或多个调制函数应用于眼科透镜的一个或多个参数来形成；其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓元件在眼科透镜的预定区域中(例如，在眼科透镜的前表面和/或后表面上和/或在透镜的主体中的任何位置)并且在预定方向上(例如，环形、螺旋形和/或非环形)形成。
D2.实施例D中任一项的眼科透镜，其中眼科透镜包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
D3.实施例D中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在预定方向和/或垂直于预定方向的方向上变化的焦度分布。
D4.实施例D中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在预定方向上在边缘处减小的焦度分布。
D5.实施例D中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在垂直于预定方向的方向上减小的焦度分布。
D6.实施例D中任一项的眼科透镜，其中几何限定形状和/或轮廓光学元件的尺寸在从眼科透镜的中心径向延伸的方向上增加，减小和/或保持相同。
D7.实施例D中任一项的眼科透镜，其中几何参数的调制应用于眼科透镜的前表面和/或后表面以在透镜的前表面和/或后表面上创建对应于一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个凹陷。
D8.实施例D中任一项的眼科透镜，其中几何参数的调制应用于眼科透镜的前表面和/或后表面以在透镜的前表面和/或后表面上创建对应于一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个隆起。
D9.实施例D中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为矫正、减缓、减少和/或控制光学障碍(例如，近视和/或老花眼)的进展。
D10.实施例D中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为在预定方向(例如，对称、不对称、在至少一个方向上有像差、单焦点和/或多焦点)上创建光的正散焦、负散焦、聚焦和/或重定向中的一种或多种的任何组合。
D11.实施例D中任一项的眼科透镜，其中调制函数源自一个或多个数学函数的任何组合，该数学函数包括例如对数函数、正弦函数、圆锥函数、多项式函数和/或任何预定数学函数。
D12.实施例D中任一项的眼科透镜，其中调制函数是周期性函数并且所得的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件相对于彼此是周期性的。
D13.实施例D中任一项的眼科透镜，其中调制函数源自具有第一频率的正弦函数和具有第二频率的平方函数的组合(例如，乘积)。
D14.实施例D中任一项的眼科透镜，其中调制函数源自具有第一频率的正弦函数和具有第二频率的平方函数的组合(例如，乘积)，用于限定预定区域中的几何限定形状和/或轮廓光学元件的数量。
D15.实施例D中任一项的眼科透镜，其中在调制过程中待调制的一个或多个参数包含几何和/或非几何参数中的一种或多种的任何组合。
D16.实施例D中任一项的眼科透镜，其中在调制过程中调制的一个或多个几何和/或非几何参数影响下列中的一种或多种的任何组合：预定方向(例如矢状和/或切向和/或光学调制变换函数(MTF)和/或光散射函数)上的光学焦度特性；折射焦度，棱镜焦度；光轴角度和方向(例如，光轴的侧向分离)。
D17.实施例D中任一项的眼科透镜，其中预定区域包含透镜的整个表面或眼科透镜的区域。
D18.实施例D中任一项的眼科透镜，其中预定区域包含眼科透镜的由内半径限定并延伸至眼科透镜外边缘的部分。
D19.实施例D中任一项的眼科透镜，其中预定区域包含在眼科透镜表面上和/或在透镜主体中由内半径和外半径限定的环。
D20.实施例D中任一项的眼科透镜，其中预定区域包含在眼科透镜的表面上和/或在透镜主体中由内半径和对应的外半径限定的多个同心环。
D21.实施例D中任一项的眼科透镜，其中预定调制区域包含由内半径和对应的外半径限定的环并且预定调制区域包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
D22.实施例D中任一项的眼科透镜，其中眼科透镜包含由同心环限定的至少两个预定调制区域，其中在至少两个(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、或10个)同心环中具有相同(或不同)数量的几何限定形状和/或轮廓光学元件，其中一个环中的几何限定形状和/或轮廓光学元件的位置与另一环中的几何限定形状和/或轮廓光学元件同相(或异相)。
D23.实施例D中任一项的眼科透镜，其中预定方向包含眼科透镜的一个或多个空间方向的任何组合(例如，径向、成角度、算术螺旋、对角线和/或正弦方向中的一种或多种的任何组合)。
D24.实施例D中任一项的眼科透镜，其中预定方向包含径向方向、非径向、成角度和/或非成角度(例如，线性)方向的任何组合。
D25.实施例D中任一项的眼科透镜，其中调制函数在预定方向上是连续的。
D26.实施例D中任一项的眼科透镜，其中调制函数被应用在作为眼科透镜表面或眼科透镜表面一部分的限定的数学表面几何形状上。
D27.实施例D中任一项的眼科透镜，其中调制函数被选择成限定一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的形状、形式、焦度、配置、数量和/或位置中的一种或多种的任何组合。
D28.实施例D中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件按下列中的一种或多种的任何组合进行分布：径向方向、非径向方向、成角度方向、非成角度(例如，线性)方向、圆周方向、水平方向、竖直方向、对角线方向和/或螺旋方向。
D29.实施例D中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件具有焦度分布的任何组合。
D30.实施例D中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为创建下列中的一种或多种的任何组合：光散射、衍射和/或漫射以及具有或不具有焦度分布和/或光振幅调制(例如，降低的透明度、不同的折射率)。
D31.实施例D中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件中的任一个被配置为创建光散射、衍射、漫射中的一种或多种的任何组合。
D32.实施例D中任一项的眼科透镜，其中通过进一步调制几何限定形状和/或轮廓光学元件的某些参数将一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件配置为不显眼(例如，不容易可见)。
D33.实施例D中任一项的眼科透镜，其中包含一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的眼科透镜使用CNC机加工、自由形式制造技术、三维印刷技术和/或激光(例如，飞秒激光)来制造。
D34.实施例D中任一项的眼科透镜，其中眼科透镜是眼镜透镜、隐形透镜或眼内透镜中的一种。
D35.实施例D中任一项的眼科透镜，其中眼科透镜被配置为矫正、减缓、减少和/或控制近视的进展。
D36.实施例D中任一项的眼科透镜，其中眼科透镜被配置为矫正或基本上矫正老花眼。
D37.实施例D中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的接合部与眼科透镜的基底几何形状不连续。
D38.实施例D中任一项的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的接合部与眼科透镜的基底几何形状连续。
应当理解，在本说明书中公开和限定的实施方案扩展到从文本或附图中提及或显见的两个或更多个单独特征的所有替代组合。所有这些不同的组合构成了本公开的各种替代方面。
以上概述了几个实施方案的特征，以便本领域的技术人员可以更好地理解本公开各方面。本领域的技术人员应该理解，他们可以容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺和结构的基础，以实行与本文介绍的实施方案相同的目的和/或实现相同的优点。本领域的技术人员也应该认识到，这种等同构造并不脱离本公开的精神和范围，并且他们可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下对其进行各种更改、替换和替代。
Claims (79)
1.一种眼科透镜，其包含:
前表面；
后表面；以及
形成在所述眼科透镜的一个或多个表面的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件；
其中在所述眼科透镜的所述表面上的所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓元件通过将一个或多个调制函数应用于所述眼科透镜的一个或多个参数来形成；
其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓元件在所述眼科透镜的预定区域中(例如，在所述眼科透镜的所述前表面和/或后表面上的任何位置)并且在预定方向上(例如，环形、螺旋形和/或非环形)形成。
2.如权利要求1所述的眼科透镜，其中所述眼科透镜包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
3.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在所述预定方向和/或垂直于所述预定方向的方向上变化的焦度分布。
4.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在所述预定方向上在边缘处减小的焦度分布。
5.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在垂直于所述预定方向的方向上减小的焦度分布。
6.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述几何限定形状和/或轮廓光学元件的尺寸在从所述眼科透镜的中心径向延伸的方向上增加，减小和/或保持相同。
7.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述几何函数被应用于所述眼科透镜的所述前表面和/或后表面以在所述透镜的所述前表面和/或后表面上创建对应于所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个凹陷。
8.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述几何函数被应用于所述眼科透镜的所述前表面和/或后表面以在所述透镜的所述前表面和/或后表面上创建对应于所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个隆起。
9.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为矫正、减缓、减少和/或控制光学障碍(例如，近视和/或老花眼)的进展。
10.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为在预定方向(例如，对称、不对称、在至少一个方向上有像差、单焦点和/或多焦点)上创建光的正散焦、负散焦、聚焦和/或重定向中的一种或多种的任何组合。
11.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述函数是一个或多个函数的任何组合，所述函数包括例如对数函数、正弦函数、圆锥函数、多项式函数和/或任何预定表面图案函数。
12.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述函数是周期性函数并且所得的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件相对于彼此是周期性的。
13.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述函数是具有第一频率的正弦函数和具有第二频率的平方函数的组合(例如，乘积)。
14.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述函数是具有第一频率的正弦函数和具有第二频率的平方函数的组合(例如，乘积)，用于限定所述预定区域中的几何限定形状和/或轮廓光学元件的数量。
15.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述一个或多个参数包含几何和/或非几何参数中的一种或多种的任何组合。
16.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述一个或多个参数包括下列中的一种或多种的任何组合：在预定方向上(例如，矢状和/或切向和/或光学调制变换函数(MTF)和/或光散射函数)的光学焦度；曲率半径(跨几何形状的任何位置和/或区域)；径向和/或轴向厚度；所述几何限定形状和/或轮廓光学元件几何形状的中心坐标；光轴角度和方向(例如，光轴的侧向分离)；和/或折射率。
17.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述预定区域包含所述透镜的整个表面或所述眼科透镜的区域。
18.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述预定区域包含所述眼科透镜的由内半径限定并延伸至所述眼科透镜的外边缘的部分。
19.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述预定区域包含在所述眼科透镜的所述表面上由内半径和外半径限定的环。
20.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述预定区域包含在所述眼科透镜的所述表面上由内半径和对应的外半径限定的多个同心环。
21.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述预定区域包含由内半径和对应的外半径限定的环并且所述预定区域包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
22.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述眼科透镜包含由同心环限定的至少两个预定区域，其中在至少两个(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、或10个)所述同心环中具有相同(或不同)数量的几何限定形状和/或轮廓光学元件，其中一个环中的所述几何限定形状和/或轮廓光学元件的位置与另一环中的所述几何限定形状和/或轮廓光学元件同相(或异相)。
23.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述预定方向包含所述眼科透镜的一个或多个空间方向的任何组合(例如，径向、成角度、算术螺旋、对角线和/或正弦方向中的一种或多种的任何组合)。
24.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述预定方向包含径向方向、非径向、成角度和/或非成角度(例如，线性)方向的任何组合。
25.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述函数在所述预定方向上是连续的。
26.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述函数是眼科透镜表面或眼科透镜表面一部分的限定。
27.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述函数被选择成限定所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的形状、形式、焦度、配置、数量和/或位置中的一种或多种的任何组合。
28.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件按下列中的一种或多种的任何组合进行分布：径向方向、非径向方向、成角度方向、非成角度(例如，线性)方向、圆周方向、水平方向、竖直方向、对角线方向和/或螺旋方向。
29.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件具有焦度分布的任何组合。
30.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为创建下列中的一种或多种的任何组合：光散射、衍射和/或漫射以及具有或不具有焦度分布和/或光振幅调制(例如，降低的透明度、不同的折射率)。
31.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件中的任一个被配置为创建光散射、衍射、漫射中的一种或多种的任何组合。
32.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中通过调整和/或优化所述几何限定形状和/或轮廓光学元件的某些参数将所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件配置为不显眼(例如，不容易可见)。
33.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中包含所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的所述眼科透镜使用CNC机加工、自由形式制造技术、三维印刷技术和/或激光(例如，飞秒激光)来制造。
34.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述眼科透镜是眼镜透镜、隐形透镜或眼内透镜中的一种。
35.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述眼科透镜被配置为矫正、减缓、减少和/或控制近视的进展。
36.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中所述眼科透镜被配置为矫正或基本上矫正老花眼。
37.一种用于在眼科透镜的表面上形成一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的方法，所述方法包含:
限定函数以在所述眼科透镜的预定区域中并且在预定方向上(例如，环形、螺旋形和/或非环形)修改所述眼科透镜的一个或多个参数；以及
通过应用所述眼科透镜的所述表面的所述函数以改变所述眼科透镜的前表面和/或所述眼科透镜的后表面中的至少一个的曲率，形成所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
38.如权利要求37所述的方法，其中所述眼科透镜包含多个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
39.如权利要求37-38中任一项所述的方法，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在所述预定方向和/或垂直于所述预定方向的方向上变化的焦度分布。
40.如权利要求37-39中任一项所述的方法，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在所述预定方向上在边缘处减小的焦度分布。
41.如权利要求37-40中任一项所述的方法，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件包含在垂直于所述预定方向的方向上减小的焦度分布。
42.如权利要求37-41中任一项所述的方法，其中所述几何限定形状和/或轮廓光学元件的尺寸在从所述眼科透镜的中心径向延伸的方向上增加，减小和/或保持相同。
43.如权利要求37-42中任一项所述的方法，其中所述几何函数被应用于所述眼科透镜的所述前表面和/或后表面以在所述透镜的所述前表面和/或后表面上创建对应于所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个凹陷。
44.如权利要求37-43中任一项所述的方法，其中所述几何函数被应用于所述眼科透镜的所述前表面和/或后表面以在所述透镜的所述前表面和/或后表面上创建对应于所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的一个或多个隆起。
45.如权利要求37-44中任一项所述的方法，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为矫正、减缓、减少和/或控制光学障碍(例如，近视和/或老花眼)的进展。
46.如权利要求37-45中任一项所述的方法，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为在预定方向(例如，对称、不对称、在至少一个方向上有像差、单焦点和/或多焦点)上创建光的正散焦、负散焦、聚焦和/或重定向中的一种或多种的任何组合。
47.如权利要求所述37-46中任一项的方法，其中所述函数是一个或多个函数的任何组合，所述函数包括例如对数函数、正弦函数、圆锥函数、多项式函数和/或任何预定表面图案函数。
48.如权利要求37-47中任一项所述的方法，其中所述函数是周期性函数并且所得的一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件相对于彼此是周期性的。
49.如权利要求37-48中任一项所述的方法，其中所述函数是具有第一频率的正弦函数和具有第二频率的平方函数的组合(例如，乘积)。
50.如权利要求37-49中任一项所述的方法，其中所述函数是具有第一频率的正弦函数和具有第二频率的平方函数的组合(例如，乘积)，用于限定所述预定区域中的几何限定形状和/或轮廓光学元件的数量。
51.如权利要求37-50中任一项所述的方法，其中所述一个或多个参数包含几何和/或非几何参数中的一种或多种的任何组合。
52.如权利要求37-51中任一项所述的方法，其中所述一个或多个参数包括下列中的一种或多种的任何组合：在预定方向上(例如，矢状和/或切向和/或光学调制变换函数(MTF)和/或光散射函数)的光学焦度；曲率半径(跨几何形状的任何位置和/或区域)；径向和/或轴向厚度；所述几何限定形状和/或轮廓光学元件几何形状的中心坐标；光轴角度和方向(例如，光轴的侧向分离)；和/或折射率。
53.如权利要求37-52中任一项所述的方法，其中所述预定区域包含所述透镜的整个表面或所述眼科透镜的区域。
54.如权利要求37-53中任一项所述的方法，其中所述预定区域包含所述眼科透镜的由内半径限定并延伸至所述眼科透镜的外边缘的部分。
55.如权利要求37-54中任一项所述的方法，其中所述预定区域包含在所述眼科透镜的所述表面上由内半径和外半径限定的环。
56.如权利要求37-55中任一项所述的方法，其中所述预定区域包含在所述眼科透镜的所述表面上由内半径和对应的外半径限定的多个同心环。
57.如权利要求37-56中任一项所述的方法，其中所述预定区域包含由内半径和对应的外半径限定的环并且所述预定区域包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25个几何限定形状和/或轮廓光学元件。
58.如权利要求37-57中任一项所述的方法，其中所述眼科透镜包含由同心环限定的至少两个预定区域，其中在至少两个(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、或10个)所述同心环中具有相同(或不同)数量的几何限定形状和/或轮廓光学元件，其中一个环中的所述几何限定形状和/或轮廓光学元件的位置与另一环中的所述几何限定形状和/或轮廓光学元件同相(或异相)。
59.如权利要求37-58中任一项所述的方法，其中所述预定方向包含所述眼科透镜的一个或多个空间方向的任何组合(例如，径向、成角度、算术螺旋、对角线和/或正弦方向中的一种或多种的任何组合)。
60.如权利要求37-59中任一项所述的方法，其中所述预定方向包含径向方向、非径向、成角度和/或非成角度(例如，线性)方向的任何组合。
61.如权利要求37-60中任一项所述的方法，其中所述函数在所述预定方向上是连续的。
62.如权利要求37-61中任一项所述的方法，其中所述函数是眼科透镜表面或眼科透镜表面一部分的限定。
63.如权利要求37-62中任一项所述的方法，其中所述函数被选择成限定所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的形状、形式、焦度、配置、数量和/或位置中的一种或多种的任何组合。
64.如权利要求37-63中任一项所述的方法，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件按下列中的一种或多种的任何组合进行分布：径向方向、非径向方向、成角度方向、非成角度(例如，线性)方向、圆周方向、水平方向、竖直方向、对角线方向和/或螺旋方向。
65.如权利要求37-64中任一项所述的方法，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件具有焦度分布的任何组合。
66.如权利要求37-65中任一项所述的方法，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被配置为创建下列中的一种或多种的任何组合：光散射、衍射和/或漫射以及具有或不具有焦度分布和/或光振幅调制(例如，降低的透明度、不同的折射率)。
67.如权利要求37-66中任一项所述的方法，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件中的任一个被配置为创建光散射、衍射、漫射中的一种或多种的任何组合。
68.如权利要求37-67中任一项所述的方法，其中通过调整和/或优化所述几何限定形状和/或轮廓光学元件的某些参数将所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件配置为不显眼(例如，不容易可见)。
69.如权利要求37-68中任一项所述的方法，其中包含所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的所述眼科透镜使用CNC机加工、自由形式制造技术、三维印刷技术和/或激光(例如，飞秒激光)来制造。
70.如权利要求37-69中任一项所述的方法，其中所述眼科透镜是眼镜透镜、隐形透镜或眼内透镜中的一种。
71.如权利要求37-70中任一项所述的方法，其中所述眼科透镜被配置为矫正、减缓、减少和/或控制近视的进展。
72.如权利要求37-71中任一项所述的方法，其中所述眼科透镜被配置为矫正或基本上矫正老花眼。
73.一种眼科透镜，其包含前表面；后表面；以及一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件，其通过一个或多个空间平坦的平面与所述眼科透镜的所述前表面或后表面中的至少一个的相交形成。
74.如权利要求73所述的眼科透镜，其中所述眼科透镜被配置为矫正老花眼和/或近视和/或远视和/或阻止/减缓近视进展。
75.如权利要求73或74所述的眼科透镜，其中所述眼科透镜使用CNC机加工、自由形式制造技术、三维印刷技术和/或激光(例如，飞秒激光)来制造。
76.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的接合部与所述眼科透镜的基底几何形状不连续。
77.如前述权利要求中任一项所述的眼科透镜，其中一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件的接合部与所述眼科透镜的基底几何形状连续。
78.如权利要求1所述的眼科透镜，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件被设计为创建光焦度，使得与眼睛模型相结合，它或它们在视网膜处创建几乎或接近平行的射线而不形成图像；棱镜无焦函数。
79.如权利要求1所述的眼科透镜，其中所述一个或多个几何限定形状和/或轮廓光学元件形成小棱镜并在该区或那些区中创建光色散。
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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