CN116322572A - 具有相移结构的眼科镜片和方法 - Google Patents

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Abstract

一种眼科镜片包括具有第一表面、第二表面和相移结构的光学器件，该相移结构具有一个或多个相移区域。一种用于制造眼科镜片的方法包括设计具有第一表面、第二表面和相移结构的光学器件，该相移结构具有一个或多个相移区域。相移区域可以适于产生相应的焦点色偏移，使得相应波长范围中的入射辐射至少部分地朝向相应的选择波长会聚。该方法包括确定光学器件的色差目标以及确定满足色差目标的相移区域的数量。光学器件形成有相移区域，该相移区域具有部分地基于总体相互作用效果获得的相应最佳高度。相移结构可以适于在延伸方向上增加光学器件的焦深。

Description

具有相移结构的眼科镜片和方法
技术领域
本公开涉及一种具有相移结构的眼科镜片和制造该眼科镜片的方法。
背景技术
人类有五种基本感觉：视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。视觉给予我们使我们周围的世界形象化的能力并将我们连接到我们的周围环境。世界范围内的许多人都有视觉质量问题，并且需要使用眼科镜片。眼科镜片可以例如以接触镜片和眼镜的形式佩戴在眼睛的前方。例如，在白内障手术中，眼科镜片可以植入眼睛中，以替换已经变混浊的人晶状体。眼科镜片的光学性能可能受到某些类型的像差的不利影响。
发明内容
这里公开了一种用于制造眼科镜片的方法。该方法包括设计具有用于光学器件的第一表面的一个或多个相移区域的相移结构，该第一表面是前表面和后表面中的至少一个。该一个或多个相移区域被调整以产生相应的焦点色偏移，使得相应的波长范围中的入射辐射至少部分地朝向相应的选择波长的焦点位置会聚。
该方法包括确定针对光学器件的色差目标以及部分地基于一个或多个相移区域的相应的初始阶梯高度来选择满足色差目标的一个或多个相移区域的数量。该方法还包括确定各个初始阶梯高度的总体相互作用效果和部分地基于总体相互作用效果来确定一个或多个相移区域的相应的最佳高度。该光学器件形成有具有相应的最佳高度的一个或多个相移区域。
在确定总体相互作用效果之前，相应的初始阶梯高度可以被限制在最小参数到最大参数内。最小参数可以为负10微米。最大参数可以为正10微米。光学器件可以由丙烯酸2-苯乙酯和甲基丙烯酸2-苯乙酯的交联共聚物形成。通常人眼在约450nm和650nm之间的波长范围内的可见光内具有约1.5屈光度的色差。色差目标可以被设定在从-0.5到1.5屈光度的范围内，对应于从0到-2.0屈光度的色差校正。色差目标是结果值并且色差校正是为获得结果值而添加的补偿。相应的选择波长可以包括约550nm的第一选择波长。相应的选择波长可以包括在650nm处或约650nm的第二选择波长以及在450nm处或约450nm的第三选择波长。
形成具有相移结构的光学器件可以包括形成限定第一标称光焦度的内部折射区域和限定第二标称光焦度的外部折射区域。内部折射区域从内部边界延伸，并且外部折射区域从外部边界延伸。相移结构被定位在内部折射区域与外部折射区域之间，该相移结构从内部边界延伸到外部边界。该方法还包括在延伸方向上排列一个或多个相移区域，该相移结构适于在延伸方向上增加光学器件的焦深。
这里公开了一种具有光学器件的眼科镜片，该光学器件具有围绕光轴设置的第一表面和第二表面。第一表面和第二表面中的至少一个包括限定第一标称光焦度的内部折射区域和限定第二标称光焦度的外部折射区域。内部折射区域从内部边界延伸，并且外部折射区域从外部边界延伸。相移结构位于内部折射区域和外部折射区域之间，相移结构从内部边界延伸到外部边界。相移结构包括限定相应的最佳高度的一个或多个相移区域。一个或多个相移区域适于产生相应的焦点色偏移，使得相应的波长范围内的入射辐射至少部分地朝向相应的选择波长的焦点位置会聚。相移结构适于满足针对光学器件的色差目标。
相应的最佳高度可以部分地基于一个或多个相移区域的相应的初始阶梯高度和相应的初始阶梯高度的总体相互作用效果。光学器件可以是人工晶状体。光学器件可以是接触镜片。对于在约450nm至约650nm的波长范围内延伸的入射辐射，相应的焦点色偏移可以在约-0.5到1.5屈光度之间延伸。
这里公开了一种具有光学器件的眼科镜片，该光学器件具有围绕光轴设置的第一表面和第二表面。第一表面和第二表面中的至少一个包括限定第一标称光焦度的内部折射区域和限定第二标称光焦度的外部折射区域。内部折射区域从内部边界延伸，并且外部折射区域从外部边界延伸。相移结构被定位在内部折射区域和外部折射区域之间，相移结构从内部边界延伸到外部边界。相移结构包括限定相应的最佳高度的一个或多个相移区域。一个或多个相移区域在延伸方向上排列。相移结构适于在延伸方向上增加光学器件的焦深。光学器件在延伸方向上的焦深可以被选择为在约0.75屈光度至约3.0屈光度的范围内。
当结合附图时，从以下对用于执行本公开的最佳模式的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是具有相移结构的眼科镜片的示意性剖视图，该相移结构具有一个或多个相移区域；
图2是图1所示的眼科镜片的示意性俯视图；
图3是对于示例镜片的单个相移区域对调制传递函数图的影响的示意图；
图4A是示出了结合两个相移阶梯的相移结构的调制传递函数曲线图的示意图；
图4B是示出了具有双焦点区域的镜片中的相移结构的调制传递函数图的示意图；
图5是示出了对于不同波长的入射辐射，示例性眼科镜片中的焦点偏移量的示意图；
图6是具有控制器的系统的示意图，该控制器适于执行用于制造图1的眼科镜片的方法；
图7是用于制造图1的眼科镜片的方法的示意性流程图；
图8是示出入射到图1的眼科镜片的表面上的波前的焦深的扩展的示意图；
图9是可以在图1的相移结构中采用的示例基础轮廓的示意图；
图10-图12是可以在图1的相移结构中采用的各种示例辅助轮廓的示意图；
图13是可由图1的控制器执行的方法的示意性流程图。
具体实施方式
参照附图，其中相似的附图标记表示相似的部件，图1示意性地示出了由具有围绕光轴18设置的第一表面14和第二表面16的光学器件12构成的眼科镜片10。第一表面14可以是前表面或后表面。相反，第二表面16可以是后表面或前表面。眼科镜片10可以是眼内镜片、接触镜片、眼镜片或其他类型的矫正镜片。
图2是眼镜片10的示意性俯视图。参照图1-图2，眼镜片10包括限定第一标称光焦度的内部折射区域20和限定第二标称光焦度的外部折射区域22。在一个示例中，该第一标称光焦度和该第二标称光焦度是相同的。在另一个示例中，该第一标称光焦度和该第二标称光焦度是不同的。参照图2，内部折射区域20从光学器件12的中心延伸到内部边界24，而外部折射区域22从外部边界26延伸到光学器件12的外表面28。
参考图1-图2，相移结构30位于内部折射区域20和外部折射区域22之间，相移结构30从内部边界24延伸到外部边界26。参考图2，相移结构30包括一个或多个相移区域32(下文中省略“一个或多个”)，每个相移区域可以限定各自的初始阶梯高度。相移区域32可以由一个或多个平坦区域36隔开。
人眼中的晶状体的屈光力作为入射辐射的波长的函数而变化。人眼对于蓝色波长(0.45微米)具有大约-1.2屈光度散焦，而对于红色波长(0.65微米)具有大约0.3屈光度散焦。由于人眼中的纵向色差，光的蓝色、绿色和红色分量沿着视轴分离。色差可以在450nm至650nm的波长范围上延伸大约1.5屈光度。这降低了人眼观察到的图像质量。如下所述，眼科镜片10利用相移结构30来减小色差并改善视觉质量。更具体地，眼科镜片10被优化以满足色差目标。另外，眼科镜片10可利用相移结构30的使用来增加焦深。
参照图2，在所示的示例中，相移区域32包括第一相移区域32A和第二相移区域32B。然而，应当理解，相移区域32的数量可以根据手头的应用而变化。入射辐射I通过光学器件12的传播速度的变化将相移引入波场。该相移与入射辐射I经过的路径的长度成比例。参考图2，第一相移区域32A(参见图1)可以适于产生各自的焦点色偏移，使得第一波长范围内的入射辐射I至少部分地朝向第一选择波长的焦点位置会聚。第二相移区域32B可以适于产生相应的焦点色偏移，使得第二波长范围内的入射辐射I至少部分地朝向第二选择波长的焦点位置会聚。在一个示例中，对于在约450nm至约650nm的波长范围内延伸的入射辐射I，相应的焦点色偏移在约-0.5到1.5屈光度之间延伸。
图3是单个相移区域对假想镜片的调制传递函数图的影响的示意图。图3的曲线图40示出了在没有相移结构30的情况下的调制传递函数峰(垂直轴)。调制传递函数形式上被定义为复数光学传递函数的幅度(绝对值)，其指定了光学系统如何处理不同的空间频率。图3中的水平轴示出了沿光轴18的距离D。曲线图40示出了第一曲线42、第二曲线44和第三曲线46，分别表示第一波长、第二波长和第三波长。在一个示例中，第一波长、第二波长和第三波长分别为450nm、550nm和650nm。
由于色差的影响，第一曲线42、第二曲线44和第三曲线46的各个峰沿着光轴18分离，这降低了视觉质量。如曲线图40所示，第一曲线42、第二曲线44和第三曲线46的各自的最大值或各自的峰分别位于沿光轴18的距离D1、D2和D3处。相移区域32使第一曲线42沿方向43朝第二曲线44偏移，并使第三曲线46沿方向45朝第二曲线44偏移，从而在将眼科镜片10置于人眼前面或植入人眼中时有效地减小眼睛的色差。图3的曲线图50以第一曲线52、第二曲线54和第三曲线56示出了相移的最终效果。如曲线图50所示，第一曲线52和第三曲线56的相应峰分别从距离D1和D3偏移。
图4A是示出了具有两个相移区域的相移结构的调制传递函数曲线图的示意图。在一些实施例中，与单个相移区域相反，具有两个相移区域的相移结构的并入可以允许对应于不同波长的入射辐射的峰的更大会聚。图4A的部分60示出了具有两个阶梯的相移结构30的眼科镜片10的示例性调制传递函数曲线图。在没有相移的情况下，第一曲线62、第二曲线64和第三曲线66的相应峰分别位于沿光轴18的距离D1、D2和D3处。如部分60所示，利用两个阶梯的相移设计来扩展焦深；第一曲线62的峰向第二曲线64的峰移动，从而扩展焦深。利用相同的最佳阶梯，第三曲线66的峰向第二曲线64的峰移动。换句话说，由第一曲线62的波长和第三曲线66的波长之间的范围内的波长所限定的焦点位置至少部分地向由第二曲线64的波长(这里称为第一选择波长)所限定的焦点位置会聚。第一选择波长可以等于或低于第一阈值。例如，第一阈值可以是550nm。替代地或附加地，由第一曲线62和第三曲线66的波长定义的焦点位置可以至少部分地向一个或多个其它焦点位置会聚。
在一些另外的实施例中，眼科镜片10可被配置成利用相移结构30来减小双焦点或多焦点应用中的色差。例如，参考图4B，在一些实施例中，眼科镜片10可提供具有两个独立焦点区域的双焦点矫正，如图4B中部分60和部分70所示。在部分60中，第一曲线62的峰和第三曲线66的峰分别向第二曲线64的峰移动。双焦点校正可以是折射的或衍射的。参考图4B的部分70，相移结构30可以被配置为将第一曲线72的峰从距离D4(沿着光轴18)朝向距离D5处的第二曲线74偏移。第三曲线76的峰从距离D6向距离D5处的第二曲线74偏移。换句话说，由(第一曲线72的)第四波长与(第三曲线76的)第六波长之间的范围内的波长限定的焦点位置至少部分地朝向由第二曲线74的波长限定的焦点位置会聚。
不同的相移量导致不同的离焦光学性能。参照图5中的曲线图100，示出了不同相移量之间的离焦关系。图5中的Y轴描绘了反映入射辐射I的透射的幅度的调制传递函数(MTF)。图5中的X轴描绘了焦点偏移或距视网膜的距离。迹线102示出了零阶梯高度的MTF。参考图5，迹线104、106、108、110、112、114、116和118分别示出了对于+0.2、-0.2、+0.44、-0.44、+0.5、-0.5、+0.75和-0.75波长的阶梯高度的相应MTF。迹线102可以用作具有零波长的阶梯高度的相移区域的参考点。如图5所示，阶梯高度的绝对值的增加导致更大量的焦点偏移。另外，正、负相位偏移的相应迹线在相反方向上转向。重要的是注意到，改变相移区域的阶梯高度将对不同波长的光的色彩特性具有不同的影响。
参照图7，示出了用于制造图1的眼科镜片10的方法200的流程图。衍射扩展焦深的技术依赖于用于扩展焦点的附加焦度，然而，过多的附加焦度可能使临床散焦性能不连续。由衍射技术提供的色差补偿也取决于衍射附加焦度，使得难以针对每个波长定制色彩特性。方法200能够定制镜片多色性能、色彩校正/补偿轮廓和焦深扩展。
方法200可结合到图6所示的系统150中并由其执行。参照图6，系统150包括控制器C，其具有至少一个处理器P和至少一个存储器M(或非暂时性有形计算机可读存储介质)，在存储器M上可记录用于执行方法200的至少一部分的指令。存储器M可以存储控制器可执行指令集，并且处理器P可以执行存储在存储器M中的控制器可执行指令集。由处理器P执行的指令使得控制器C执行以下描述的方法200。
参考图7，方法200不需要以这里所叙述的特定顺序来应用，并且可以省略一些框。按照图7的框202，方法200包括设计具有用于光学器件12的第一表面14的一个或多个相移区域32的相移结构30(参见图1-图2)，第一表面14是前表面和后表面中的至少一个。相移区域32可以限定相应的初始阶梯高度，并且适于生成相应的焦点色偏移。
按照图7的框204，方法200包括确定光学器件12的色差目标。在一个示例中，色差目标被设定为在从-0.5屈光度到+1.5屈光度的范围内。假定典型的人眼在约450nm和650nm之间的波长范围内自然具有+1.5屈光度的色差，那么色差校正在+1.5屈光度的色差目标的情况下可以是0.0屈光度，而在-0.5屈光度的色差目标的情况下可以是-2.0屈光度。注意，色差目标是结果值，色差校正是为获得结果值而添加的补偿。参考图6，系统150可以包括用于从一个或多个临床设施或电子医疗记录单元收集用户数据(例如，患者的色差目标)的用户接口152。系统150可以包括用于存储和/或促进用户数据和其他功能的传输的数据管理单元154。系统150的各种组件可以被配置为经由短距离网络156和/或长距离网络158进行通信。参考图6，控制器C可以与远程服务器160和/或云单元162通信，其可以包括在因特网上托管的一个或多个服务器以存储、管理和处理数据。云单元162可以是由诸如研究所、公司、大学和/或医院之类的组织维护的信息的私有或公共源。
参考图6，短距离网络156可以是以各种方式实现的总线，例如，局域网形式的串行通信总线。局域网可以包括但不限于控制器局域网(CAN)、具有灵活数据速率的控制器局域网(CAN-FD)、以太网、蓝牙、WIFI和其它形式的数据连接。远程网络158可以是使用无线分布方法链接多个设备的无线局域网(LAN)、连接若干无线LAN的无线城域网(MAN)或覆盖诸如邻近城镇和城市的大区域的无线广域网(WAN)。可以采用其它类型的连接。
按照图7的框206，基于相移区域32的相应初始阶梯高度，选择满足色差目标的相移区域32的数目或数量。表I示出了对于由以下波长表征的入射辐射I的以波(无界的波或未包裹的波)为单位的初始阶梯高度：0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65和0.70微米。第一行表示辐射的波长。每个随后的行示出了以波为单位的等效阶梯高度值。第一列示出了以微米为单位的初始阶梯高度。
表I
Figure BDA0004155051040000081
Figure BDA0004155051040000091
系统10被配置成通过为一个阶梯或多个阶梯的相移设计选择最佳一个或多个物理阶梯高度来同时优化焦深扩展和色彩性能。对于物理阶梯高度，当以波为单位表示时，其对应的光程差(关键光学参数)对于不同波长是不同的。因此其焦深扩展和色彩特性对于不同的波长是不同的。物理阶梯高度可以计算为：物理阶梯高度＝以波为单位的阶梯高度×波长/(IOL材料的折射率-房水的折射率)。参照表I的第2行，对于-5.04微米的物理阶梯高度，对于波长为0.55微米的光，以波为单位的等效阶梯高度为-2.00波。这是假设IOL材料和房水的相应折射率分别为1.5542和1.336。因此，物理高度为：[-2.00波×0.55微米/(1.5542-1.336)]＝-5.04微米。类似地，对于-5.04微米的阶梯尺寸，等效阶梯高度对于具有0.65微米的波长的光为-1.69个波，且对于具有0.45微米的波长的光为-2.44个波。
为了优化工艺，相移区域32的相应初始阶梯高度可以被限制或包裹在最小参数和最大参数内。包裹处理有助于节省计算时间并产生更好的优化。复杂的光学系统对于建模是具有挑战性的。通过将最小和最大范围内的相移的色度特性制成表格，包裹处理使得建模过程和优化显著地更加有效。下面的表II示出了以波为单位的有界阶梯高度(源自表I)，其被界定在最大参数和最小参数之间。在该示例中，最小参数被设置为负0.5波长单位，最大参数被设置为正0.5波长单位。该限制可以通过以下数学函数来实现：
有界阶梯高度＝无界阶梯高度-[无界阶梯高度四舍五入到最接近的整数]
例如，比较表I的第1行与表II的第1行，-2.75个波的无界阶梯高度导致+0.25个波的有界阶梯高度，两者都在0.4微米的波长处。
表II
Figure BDA0004155051040000101
Figure BDA0004155051040000111
如上所述，系统10和相关方法可以被配置成通过结合具有限定的物理阶梯高度的一个或多个相移区域来同时优化给定镜片的焦深扩展以及色差的减小。然而，同样如前所述，相移区域的物理阶梯高度对入射光的影响是光的特定波长的函数。因此，选择特定的阶梯高度可以使得落入第一特定波长范围内的光与落入第二特定波长范围内的光不同地沿着光轴偏移。因此，通过以一致的方式操纵相移区域的数量以及那些相移区域的每一个中的物理阶梯高度，可以扩展给定镜片的总焦深，同时还减少了跨视觉光谱的沿着光的光轴的色散量。
例如，人眼对于蓝色波长(0.45微米)具有大约-1.2屈光度散焦，而对于红色波长(0.65微米)具有大约0.3屈光度散焦。因此，从0.45微米到0.65微米，总色差为1.5屈光度。参照下面的表III(与表II的第2行相同)，如果选择了-5.04微米的物理阶梯高度，其对应于波长为0.55微米的光的零波阶梯高度，则对应的阶梯高度在波长为0.45微米时为-0.44波，并且在波长为0.65微米时为0.31波。因此，虽然波长为0.55微米的光可以不沿光轴偏移，但是波长为0.45微米和0.65微米的光预期沿光轴偏移，更具体地说，朝向波长为0.55微米的光会聚，从而减小色差的总量。在该具体示例中，可以针对具有0.45微米和0.65微米的波长的光分别实现大约0.3屈光度和0.2屈光度的色差校正，这可以通过由本领域技术人员在市场上可买到的光学建模软件执行的计算来确定。因此，这将使人眼的纵向色差减小大约0.5屈光度。另外，为了帮助说明该具体示例，如从图5近似可见的，迹线110(表示在0.45微米波长处-0.44个波的阶梯高度的MTF)沿光轴偏移约0.1mm，这对应于约0.3屈光度。类似地，对应于图5上轨迹104和108之间某处的轨迹，0.65微米波长处的0.31个波的阶梯高度在沿光轴的相反方向上偏移小于约0.1mm，这对应于约0.2屈光度。图3中一般性地示出了该示例性实施例的光学效果。
表III
Figure BDA0004155051040000121
如前所述，图3的曲线图40示出了第一曲线42、第二曲线44和第三曲线46，分别表示在没有相移结构30的情况下的第一波长、第二波长和第三波长。例如，第一波长、第二波长和第三波长可以分别是450nm、550nm和650nm(对应于表III)。由于色差的影响，第一曲线42、第二曲线44和第三曲线46的各个峰沿着光轴18分离。相移结构30的相移阶梯使得第一曲线42在方向43上朝向第二曲线44偏移，并且使得第三曲线46在方向45上朝向第二曲线44偏移，从而有效地将眼睛的色差减小了大约0.5屈光度。图3的曲线图50示出相移的最终效果，其中第一曲线52和第三曲线56的相应峰朝向第二曲线54会聚，从而减小纵向色差并改善视觉质量。
在一个示例中，根据方法200的框204，色差目标可以被设定为0.7屈光度，并且控制器C可以被配置为根据方法200的框206选择两个作为要采用的相移区域32的数量或数目。这里，以下初始相移区域的对可以导致0.7的累积校正量：(+1.0，-0.3)，(+0.5，+0.2)，(+0.3，+0.4)。在这些示例的每一个中，这些对合计到总校正量。可以采用其它组合。
按照图7的框208，方法200还包括确定相移区域32的总体相互作用效果，例如受一个或多个相移区域32影响的光的光学相互作用和对特定波长(例如，450nm的第一波长、550nm的第二波长和650nm的第三波长)的光的所得效果。为了确定总体相互作用效果，控制器C可以被配置成采用本领域技术人员可得的眼睛的光学模型。例如，控制器C可以执行光学建模分析以确定具有相移区域32的光学设计将如何满足期望的目标色差校正量和总体焦深扩展。这种光学建模可以通过本领域技术人员可得的光学设计软件(例如由ZEMAX提供的软件)来执行。光学模型可以具有变化的解剖学精度，包括单个、三个和四个折射表面变体。光学模型可以结合诸如非球面、倾斜和偏心、波长依赖性介质和弯曲视网膜的特征。光学模型可以基于人口平均值，并且适于考虑年龄、性别、种族和其他因素。当眼睛生物统计学和其它特定数据可用时，可以为特定患者定制光学模型。或者，为了确定总体相互作用效果，控制器C可构造成使用本领域技术人员可得的软件来执行有限元分析(FEA)模拟。
根据图7的框210，方法200还包括经由控制器C部分地基于总体相互作用效果来确定相移区域32的相应最佳高度。例如，基于由光学建模确定的初始色差校正和/或焦深扩展性能，可以完成对相移区域32的数目和/或阶梯高度的迭代修改以优化光学性能(例如，色差校正和/或焦深扩展)。此外，按照框210，光学器件12形成有具有相应最佳高度的相移区域32。参照图1和图2，形成具有相移结构30的光学器件12可以包括：形成限定第一标称光焦度的内部折射区域20和限定第二标称光焦度的外部折射区域22，内部折射区域20从内部边界24延伸，并且外部折射区域22从外部边界26延伸。相移结构30可以位于内部折射区域20和外部折射区域22之间，相移结构30从内部边界24延伸到外部边界26。光学器件12可以由本领域技术人员可得的合适材料形成。在一个示例中，光学器件12由交联的丙烯酸2-苯乙酯和甲基丙烯酸2-苯乙酯的共聚物形成。
图1的眼科镜片10可以被配置成通过在延伸方向上排列由相移区域32中的多个相移区域产生的焦深来增强沿着目标方向的焦深扩展，同时还提供目标量的色差校正。换句话说，焦深扩展与色差的校正一起产生作用。参考图8，图250显示了聚焦在视网膜位置L1的第一波前252。根据相移是在波前的提前还是延迟，相移的方向可用于控制在视网膜位置L1之前或之后的焦深扩展。在初始相移之后，产生第二波前254，其将光能移动到第二位置L2。第二位置L2位于视网膜位置L1的前面，因此增加了向中距视力和近距视力的视力扩展。
参考图8，图270示出了对于具有两个相移区域32的眼科镜片10，在延伸方向上排列的多个相位阶梯的效果。第一波前272聚焦在视网膜位置L1。该初始相移产生第二波前274，它将光能偏移到视网膜位置L1前面的第二位置L2。附加的相移导致聚焦在第三位置L3的第三波阵面276，从而扩展区域280中的焦深。
图1-图2的眼科镜片10的轮廓可以由基础轮廓(Pbase)和辅助轮廓(Paux)的叠加来表征或限定，使得：Psag＝[Pbase+Paux]。这里，Psag表示作为距光轴18的径向距离的函数的眼科镜片10的表面的垂度。图9示出了眼镜片10的基础轮廓300的一个示例。基础轮廓300可以是球面的或非球面的。基础轮廓300可以是复曲面的以减轻角膜散光。基础轮廓300的形状可以基于手头的应用来选择。
现在参考图10-图12，对于相移结构30示出了相对于光轴18在内部折射区域20和外部折射区域22之间的辅助轮廓的各种示例。参考图10，第一辅助轮廓310提供了从内部折射区域20到外部折射区域22线性增加的相移结构30。第一辅助轮廓310包括由第一平台316分隔的第一相移区域312与第二相移区域314。第一相移区域312与第二相移区域314分别定义出第一阶梯高度S1和第二阶梯高度S2。参考图10，第一相移区域312在距光轴18的第一径向距离R1和第二径向距离R2之间延伸。第二相移区域314在距光轴18的第三径向距离R3和第四径向距离R4之间延伸。
参照图11，第二辅助轮廓340包括由第一平台346隔开的第一相移区域342和第二相移区域344。第二辅助轮廓340包括第三相移区域348，其可通过第二平台350与第二相移区域344间隔开。参照图11，第一相移区域342和第二相移区域344沿相同方向延伸。第三相移区域348在相反方向上延伸。包括具有优化高度的多个阶梯增加了以期望的色彩性能为目标的幅度和灵活性。
参照图12，第三辅助轮廓370包括由第一平台376分隔的第一相移区域372和第二相移区域374。第三辅助轮廓370包括第三相移区域378，其可通过第二平台380与第二相移区域374间隔开。参照图12，第二相移区域374和第三相移区域378沿相同方向延伸。第一相移区域372在相反方向上延伸。多个阶梯的方向性使得能够获得以期望的色彩性能为目标的灵活性。
在一些实施例中，相移阶梯的数目和最佳阶梯高度通过满足焦点色偏移和焦深扩展两者的目标来确定。如图13所示的方法400的流程图所示，这种实施例的实现可以从以期望的焦点色偏移、期望的焦深扩展或自由参数为目标的初始参数集开始。在一个示例中，按照框402，选择具有自由参数(阶梯数量和阶梯高度)的初始设计。可以迭代地(如线403所示)调整阶梯的数量和阶梯高度，直到达到满足焦点色偏移和焦深扩展的目标的最终设计，如框404所示。在另一个示例中，根据图13的框406，选择具有满足目标焦点色偏移的参数(阶梯数目和阶梯高度)的初始设计。为了满足焦深扩展的目标，可以添加更多的阶梯并且可以相应地调整所有的阶梯高度，直到按照框404达到满足焦点色偏移和焦深扩展两者的目标的最终设计。在另一示例中，按照框408，选择具有满足目标焦深扩展的参数(阶梯数目和阶梯高度)的初始设计。为了满足焦点色偏移的目标，可以添加更多的阶梯，并且可以调整所有的阶梯高度，直到按照框404达到满足焦点色偏移和焦深扩展两者的目标的最终设计。
总之，参考图1，相移区域32适于产生相应的焦点色偏移，使得相应波长范围内的入射辐射I至少部分地朝向相应的选择波长的焦点位置会聚。包括具有优化高度的一个或多个相移区域32改变了眼科镜片10的多色特性和焦深性能。相移区域的各个最佳高度部分地基于相移区域32的相应的初始阶梯高度以及考虑了相应初始阶梯高度之间的相互作用的总体相互作用效果。
图6的控制器C包括计算机可读介质(也称为处理器可读介质)，包括参与提供可由计算机(例如，由计算机的处理器)读取的数据(例如，指令)的非暂时性(例如，有形的)介质。这种介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘和其它永久存储器。易失性介质可以包括例如动态随机存取存储器(DRAM)，其可以构成主存储器。这些指令可以由一个或多个传输介质传输，包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含耦合到计算机处理器的系统总线的线路。计算机可读介质的一些形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、其它磁介质、CD-ROM、DVD、其它光介质、穿孔卡、纸带、具有孔图案的其它物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、其它存储器芯片或盒、或计算机可以从其读取的其它介质。
这里描述的查找表、数据库、数据储存库或其它数据存储可以包括用于存储、访问和检索各种数据的各种机制，包括层次数据库、文件系统中的一组文件、专有格式的应用数据库、关系数据库管理系统(RDBMS)等。每个这样的数据存储可被包括在采用诸如以上提到的那些计算机操作系统之一的计算设备内，并且可以以各种方式中的一种或多种经由网络来访问。文件系统可以从计算机操作系统访问，并且可以包括以各种格式存储的文件。除了用于创建、存储、编辑和执行存储的例程的语言之外，RDBMS可以采用结构化查询语言(SQL)，例如上述PL/SQL语言。
详细描述和附图是对本公开的支持和描述，但是本公开的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于执行所要求保护的公开的一些最佳模式和其他实施例，但是存在用于实践在所附权利要求中限定的公开的各种替代设计和实施例。此外，附图中所示的实施例或本说明书中提及的各种实施例的特性不一定被理解为彼此独立的实施例。相反，在实施例的示例之一中描述的每个特征可以与来自其它实施例的一个或多个其它期望特征组合，得到没有以文字或通过参考附图描述的其它实施例。因此，这些其它实施例落入所附权利要求的范围的框架内。

Claims (19)

1.一种用于制造眼科镜片的方法，所述方法包括：
设计具有用于光学器件的第一表面的一个或多个相移区域的相移结构，所述第一表面是前表面和后表面中的至少一个；
调整所述一个或多个相移区域以产生相应的焦点色偏移，使得相应的波长范围中的入射辐射至少部分地朝向相应的选择波长的焦点位置会聚，所述一个或多个相移区域限定相应的初始阶梯高度；
确定针对光学器件的色差目标；
选择满足所述色差目标的一个或多个相移区域的数量；
确定各个初始阶梯高度的总体相互作用效果；
部分地基于所述总体相互作用效果来确定所述一个或多个相移区域的相应的最佳高度；以及
形成具有所述一个或多个相移区域的光学器件，所述一个或多个相移区域具有相应的最佳高度。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在确定所述总体相互作用效果之前，将所述相应的初始阶梯高度限制在最小参数到最大参数内。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
设定最小参数为负10微米；以及
设定最大参数为正10微米。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
由丙烯酸2-苯乙酯和甲基丙烯酸2-苯乙酯的交联共聚物形成光学器件。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将所述色差目标设定在从-0.5屈光度延伸到1.5屈光度的范围内。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述相应的选择波长包括第一选择波长，所述方法进一步包括：
将所述第一选择波长设定为约550nm。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，形成具有所述相移结构的所述光学器件包括：
形成限定第一标称光焦度的内部折射区域和限定第二标称光焦度的外部折射区域，所述内部折射区域从内部边界延伸，并且所述外部折射区域从外部边界延伸；以及
将所述相移结构定位在所述内部折射区域与所述外部折射区域之间，所述相移结构从所述内部边界延伸到所述外部边界。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在延伸方向上排列所述一个或多个相移区域，所述相移结构适于在所述延伸方向上增加所述光学器件的焦深。
9.一种眼科镜片，包括：
光学器件，所述光学器件具有围绕光轴设置的第一表面和第二表面；
其中，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个包括：
限定第一标称光焦度的内部折射区域和限定第二标称光焦度的外部折射区域，所述内部折射区域从内部边界延伸，并且所述外部折射区域从外部边界延伸；以及
位于所述内部折射区域和所述外部折射区域之间的相移结构，所述相移结构从所述内部边界延伸到所述外部边界；
其中所述相移结构包括限定相应的最佳高度的一个或多个相移区域；
其中所述一个或多个相移区域适于产生相应的焦点色偏移，使得相应的波长范围内的入射辐射至少部分地朝向相应的选择波长的焦点位置会聚；以及
其中所述相移结构适于满足针对所述光学器件的色差目标。
10.根据权利要求9所述的眼科镜片，其中：
所述相应的最佳高度部分地基于所述一个或多个相移区域的相应的初始阶梯高度和所述相应的初始阶梯高度的总体相互作用效果。
11.根据权利要求9所述的眼科镜片，其中：
所述光学器件是人工晶状体。
12.根据权利要求9所述的眼科镜片，其中：
所述光学器件是接触镜片。
13.根据权利要求9所述的眼科镜片，其中：
对于在约450nm至约650nm的波长范围内延伸的入射辐射，经校正的色差在约-0.5屈光度到+1.5屈光度之间延伸。
14.根据权利要求9所述的眼科镜片，其中：
所述相应的选择波长包括第一选择波长，所述第一选择波长为约550nm。
15.根据权利要求9所述的眼科镜片，其中：
所述相应的初始阶梯高度被限制在最小参数到最大参数之间。
16.根据权利要求15所述的眼科镜片，其中：
所述最小参数为负10微米；以及
所述最大参数为正10微米。
17.根据权利要求16所述的眼科镜片，其中：
所述一个或多个相移区域在延伸方向上排列，所述相移结构适于在所述延伸方向上增加所述光学器件的焦深。
18.一种眼科镜片，包括：
光学器件，所述光学器件具有围绕光轴设置的第一表面和第二表面；
其中，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个包括：
限定第一标称光焦度的内部折射区域和限定第二标称光焦度的外部折射区域，所述内部折射区域从内部边界延伸，并且所述外部折射区域从外部边界延伸；以及
位于所述内部折射区域和所述外部折射区域之间的相移结构，所述相移结构从所述内部边界延伸到所述外部边界；
其中，所述相移结构包括限定相应的最佳高度的一个或多个相移区域；
其中，所述一个或多个相移区域在延伸方向上排列；以及
其中，所述相移结构适于在所述延伸方向上增加所述光学器件的焦深。
19.根据权利要求18所述的眼科镜片，其中：
所述光学器件在所述延伸方向上的焦深被选择为在约0.75屈光度至约3.0屈光度的范围内。
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