CN117940836A - 具有改善的视觉性能的镜片元件 - Google Patents
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Abstract
提出了一种镜片元件，该镜片元件旨在由配戴者配戴并基于配戴者的处方提供屈光力以矫正配戴者眼睛的屈光异常。该镜片元件包括光学微结构，该光学微结构具有不将图像聚焦在配戴者眼睛的视网膜上以减缓配戴者眼睛的屈光异常的进展的光学功能。当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.07。
Description
技术领域
本发明属于眼科镜片领域。
更具体地，本发明涉及一种旨在由配戴者配戴以便抑制或减缓屈光异常的进展同时保持配戴者的视觉性能的镜片元件。
背景技术
存在几种用于抑制或减缓屈光异常的进展的解决方案。
WO2012/034265披露了通过提供同心环形多区屈光镜片来延缓近视进展的第一解决方案，该同心环形多区屈光镜片包括用于矫正屈光不正的至少一个光焦度矫正区和用于将至少一个非均匀散焦图像投影在视网膜的至少一部分前方以抑制近视眼生长的至少一个散焦区，其中，矫正区和散焦区是交替的，并且其中，镜片具有中心区，该中心区是圆形第一矫正区。
US2017/0131567披露了通过提供一种眼镜镜片来抑制近视进展的第二解决方案，该眼镜镜片包括第一矫正区域和位于镜片的中心部分附近的多个独立岛状区域，这些独立岛状区域被配置为将图像聚焦在除眼睛视网膜之外的位置上。
WO2019/1666653披露了通过提供一种镜片元件来减缓眼睛的屈光异常的进展的第三解决方案，该镜片元件包括中心处方部分和多个具有非球面光学功能的光学元件。
WO2019/152438披露了通过提供一种眼科镜片来治疗眼长障碍的第四解决方案，该眼科镜片包括围绕通光孔径的散射区域。
所有这些解决方案都包括通光中心区，该通光中心区被周边视野中的光学微结构围绕以减缓屈光异常进展。通光中心区是自由光学元件并且对视觉性能没有影响。然而，周边视野中的光学微结构会影响镜片元件的视觉性能。
最近的对照临床试验证明，如果配戴者(通常是儿童)每天配戴镜片元件的时间足够长，则周边光学微结构有益于减缓屈光异常的进展(Bao,Yang,Huang,Li,Pan,Ding,Lim,Zheng,Spiegel,Drobe,Lu,Chen.One-year myopia control efficacy of spectaclelenses with aspherical lenslets[具有非球面小镜片的眼镜镜片的一年近视控制效果].British Journal of Ophthalmology[英国眼科学杂志]，2021，0，1-6)。在正常的直视条件下，使用在周边具有光学微结构的眼镜镜片的儿童将通过中心通光区观看，这对视觉性能没有影响。然而，眼球运动和眼镜镜架的可能位置偏移使视觉轴线可能穿过光学微结构。在这种情况下，视觉性能的降低可能会对配戴时间产生负面影响，因此限制了镜片的益处。
相应地，需要提供一种镜片元件，该镜片元件包括周边光学微结构，该周边光学微结构用于抑制或减缓配戴者的屈光异常的进展，同时保持镜片元件的视觉性能。
本发明位于此上下文中。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种镜片元件，该镜片元件旨在由配戴者配戴并基于配戴者的处方提供屈光力以矫正配戴者眼睛的屈光异常；其中，所述镜片元件包括光学微结构，所述光学微结构具有不将图像聚焦在所述配戴者眼睛的视网膜上以减缓所述配戴者眼睛的屈光异常的进展的光学功能；并且其中，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.07、优选地大于或等于0.10。瞳孔的这种位置可以对应于在标准配戴条件下15°的目光方向。
有利地，如下文详述，该调制传递函数的值的范围，例如针对中央凹视力，确保了在阅读活动期间将保持该镜片元件的视觉性能。
根据其他实施例，所提出的镜片元件还可以包括以下附加特征中的至少一个：
-所述镜片元件进一步包括屈光区域，所述屈光区域被配置为基于所述配戴者的处方提供所述屈光力以矫正所述配戴者眼睛的屈光异常。
-所述光学微结构具有基于所述配戴者的处方提供所述屈光力以矫正所述配戴者眼睛的屈光异常的附加光学功能。
-当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至15个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.15、优选地大于或等于0.25。
-当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在20至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.07、优选地大于或等于0.10。
-当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在0.5至3个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.70、优选地大于或等于0.85。
-该调制传递函数，例如针对中央凹视力，是水平调制传递函数或竖直调制传递函数，优选地是水平调制传递函数。
-该光学微结构设置在该镜片元件的物体侧表面和/或眼睛侧表面上和/或物体侧表面与眼睛侧表面之间。
-该镜片元件在该物体侧表面和/或该眼睛侧表面上包括涂层。
-该光学微结构包括多个光学元件，例如微镜片。
-该多个光学元件成网络定位，例如网格、蜂窝、或同心环。
-该镜片元件的调制传递函数，例如针对周边视力，是通过该镜片元件的表面来测量的，其中，该光学微结构覆盖所述表面的大于或等于20％、优选地大于或等于40％。
根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.8、优选地小于或等于0.7。
有利地，如下文详述，该调制传递函数的较低值，例如针对周边视力，在低频(从3至7个周期/度)中确保了有效减缓屈光异常进展。
根据其他实施例，所提出的镜片元件还可以包括以下附加特征中的至少一个：
-当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在3个周期/度的空间频率处小于或等于0.8、优选地小于或等于0.7。
-当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在4个周期/度的空间频率处小于或等于0.7、优选地小于或等于0.55。
-当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在7个周期/度的空间频率处小于或等于0.4、优选地小于或等于0.3。
-当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在10至20个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.15。
-当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在10个周期/度的空间频率处大于或等于0.3。
-当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在20个周期/度的空间频率处大于或等于0.15。
-该调制传递函数，例如针对周边视力，是水平调制传递函数或竖直调制传递函数，优选地是水平调制传递函数。
根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及4mm的瞳孔孔径测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.8、优选地小于或等于0.7。
有利地，如下文详述，该调制传递函数的较低值，例如针对周边视力，在低频(从3至7个周期/度)中确保了有效减缓屈光异常进展。
根据其他实施例，所提出的镜片元件还可以包括以下附加特征中的至少一个：
-当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在3个周期/度的空间频率处小于或等于0.8、优选地小于或等于0.7。
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-当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在20个周期/度的空间频率处大于或等于0.15。
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根据本发明的第二方面，还提供了一种用于确定镜片元件的计算机实现的方法，该镜片元件旨在由配戴者配戴、基于该配戴者的处方提供屈光力以矫正该配戴者眼睛的屈光异常以及减缓该配戴者的所述眼睛的屈光异常的进展，其中，该镜片元件包括光学微结构，该光学微结构具有不将图像聚焦在该配戴者眼睛的视网膜上以减缓该配戴者眼睛的屈光异常的进展的光学功能；其中，该方法包括以下步骤：
-提供该配戴者的处方，以及
-确定该光学微结构，使得当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.07、优选地大于或等于0.10。
根据本发明的第三方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括用于当程序被计算机执行时实现根据本发明的第二方面的方法的指令。
还提供了一种计算机可读的非暂时性存储介质，该非暂时性存储介质存储用于当由该计算机执行时实现根据本发明的第二方面的方法的指令。
附图说明
参考附图，从以下仅作为示例给出的描述中将更清楚地理解本发明，其中：
图1展示了具有20/20视力的眼睛如何具有识别对向5分弧角的字母的敏锐度。E的每个条以及条之间的空间对向1分弧角。
图2展示了镜片元件L1的平面图。
图3展示了镜片元件L2的平面图。
图4表示针对4mm瞳孔和15°向下目光的镜片元件的例如针对中央凹视力的水平调制传递函数。
图5展示了当目光15°向下时几个镜片元件的VSOTF结果。
图6和图7图解展示了眼睛和镜片元件的光学系统。
图8表示针对0°的目光方向、针对15°的光线方向和4mm的瞳孔孔径的镜片元件的例如针对周边视力的水平调制传递函数。
图9展示了使用L1和L3镜片元件的学童与使用单光镜片的学童相比的随时间的眼轴伸长率。
图10展示了镜片元件的概括截面图。
具体实施方式
发明人发现，配戴包括周边光学微结构的镜片元件的儿童在阅读活动期间经常通过光学微结构观看。因此，本发明的一个目的是保持阅读活动中的视觉性能。
当阅读时，视觉系统从文本中获取一系列不同的空间频率，然后这些空间频率为随后的语言分析提供基础，使读者能够理解他们所看到的内容。对空间频率内容与阅读流畅度之间关系的研究表明，低空间频率(即3个周期/度及以下)和中高空间频率(即10至15个周期/度及以上)都用于确保准确的性能。低空间频率使读者可以看到行和单词的整体形状，并识别整体结构以组织眼球运动和扫视。低空间频率无法提供有关精细细节的信息。中高空间频率使读者可以看到单词的精细细节，比如单独字母的精确形式和位置，这些精细细节用于获取单词和句子含义。
许多作者研究了用于识别字母和单词的最佳空间内容。在这些研究中，刺激的空间内容通常用“周期/字母”而不是“周期/度”来表达。根据文献，如果单词和字母的空间内容不低于2个周期/字母，则单词阅读和字母识别是最佳的并且保存完好——见Ginsburg(Specifying relevant spatial information for image evaluation and displaydesign:an explanation of how we see certain objects[为图像评估和显示设计指定相关空间信息：解释我们如何看见某些物体].Proceedings of the Society ofInformation Display[信息显示学会会刊]，1980，21，219-227)、Parish和Sperling(Object spatial frequencies,retinal spatial frequencies,noise and theefficiency of letter discrimination[物体空间频率、视网膜空间频率、噪声和字母辨别效率].Vision Research[视觉研究]，1991，31，1399-1415)、Legge及其同事(Psychophysics of reading:I.Normal vision[阅读心理物理学：I.正常视觉].VisionResearch[视觉研究]，1985，25，239-252)、Solomon和Pelli(The visual filtermediating letter identification[中介字母识别的视觉过滤器].Nature[自然]，1994，369，395-397)。
将这些周期/字母转换为空间频率(即与观看距离相关)，发明人估计，视近时的文本阅读(字母字体大小为12pts)涉及在10至15个周期/度的范围内的空间频率处理。单词和行空间辨别中所涉及的最低频率是在0.5至3个周期/度的范围内。
此外，当儿童必须在远视时观看黑板并识别字母和数字时，视敏度必须接近最大值，即接近20/20。当观察者可以识别在5'的视角α1下看到的字母时，获得20/20的视敏度，其中字母的每个元素描绘了在6米的距离D处角度α2为1'(见图1)。考虑到2个周期/字母足以进行有效的字母识别，20/20视敏度的视标代表在20至25个周期/度的范围内的刺激。
因此，发明人确定，如果在阅读活动所涉及的空间频率中(即在0.5至3个周期/度、10至15个周期/度以及20至25个周期/度的范围内)保持光学品质，则配戴具有周边光学微结构的镜片元件的儿童的视觉性能将得到保持。
为了量化在上文确定的空间频率范围内镜片元件的光学品质，发明人测量了被配置为减缓近视进展的两个镜片元件的例如针对中央凹视力的调制传递函数。如本领域技术人员所公知的，调制传递函数尤其用于量化镜片元件的光学品质。
调制传递函数可以由以下确定：
-测量镜片元件的3D表面，
-确定垂直于镜片元件到达的光束的光程差的2D表示，
-确定在以距镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径上的点扩散函数，以及
-通过傅里叶变换操作确定在所述瞳孔上的调制传递函数。
图2中描绘了第一镜片元件(称为L1)。L1包括光学微结构1，该光学微结构具有带有非球面微镜片的同心环配置。非球面微镜片(直径为1.12mm)的几何形状已被计算出来，以在视网膜前方以任何偏心率生成范围从1.1mm至1.9mm的非聚焦光体积，从而用作近视控制。L1进一步包括屈光区域，该屈光区域包括通光中心区域2和周边区域3。
在图3中描绘了第二镜片元件(称为L2)。L2包括具有球面微镜片的蜂窝配置的光学微结构1。微镜片(直径1.03mm)以相对正焦度(+3.50D)在视网膜前方的平面处引入了近视散焦。
针对L1和L2两者，没有微镜片的表面提供了距离矫正，并且两种微镜片配置提供了相似的微镜片密度，该微镜片密度大约为镜片元件的总表面积的40％。
发明人对L1和L2两者的调制传递函数进行了测量。例如针对中央凹视力的水平调制传递函数如图4所示。
发明人还基于光学传递函数(称为VSOTF)进行了视觉斯特列尔比(Strehl ratio)的测量。VSOTF是本领域技术人员已知的良好图像品质测量工具(Marsack、Thibos、Applegate，Metrics of optical quality derived from wave aberrations predictvisual performance[源自波像差的光学品质指标可预测视觉性能]，Journal of Vision[视觉杂志]，2004，4，8)。VSOTF计算是本领域技术人员已知的——VSOTF是由神经对比敏感度函数加权的光学传递函数的积分与衍射受限系统的相同积分之比(Young、Love、Smithson，Accounting for the phase,spatial frequency and orientation demandsof the task improves metrics based on the visual Strehl ratio[考虑到任务的阶段、空间频率和取向要求可基于视觉斯特列尔比来改善指标]，Vision Research[视觉研究]，2013，90，57-67)。图5示出了针对L1、L2和单光镜片的VSOTF结果。如从结果明显看出的，L1比L2表现出更高的VSOTF。因此，发明人认为L2的调制传递函数的值可以被认为是在有意义的空间频率范围内的下限。
鉴于上述情况，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，发明人确定了例如针对中央凹视力的调制传递函数的以下下限值：
·在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内为0.07，和/或
·在包括在10至15个周期/度的空间频率范围内为0.15，和/或
·在包括在20至25个周期/度的空间频率范围内为0.07，和/或
·在包括在0.5至3个周期/度的空间频率范围内为0.70。
根据第一方面，本发明涉及一种镜片元件，该镜片元件旨在由配戴者配戴并基于配戴者的处方提供屈光力以矫正配戴者眼睛的屈光异常。
根据一些实施例，镜片元件是一种旨在配戴在配戴者眼睛前方的眼镜镜片元件。在本披露内容的意义上，眼镜镜片可以是未磨边的眼镜镜片或者磨边以配适在眼镜镜架中的眼镜镜片。根据一些实施例，镜片元件是旨在配戴在配戴者眼睛上的隐形眼镜元件。
该镜片元件包括光学微结构，该光学微结构具有不将图像聚焦在配戴者眼睛的视网膜上以减缓配戴者眼睛的屈光异常(例如近视)进展的光学功能。在本发明的意义上，“聚焦”被理解为产生具有圆形截面的聚焦斑点，该聚焦斑点可以减小到焦平面中的一个点，例如在配戴者的眼睛无调节的标准配戴条件下并且针对在大于或等于1.5m、例如大于或等于4m的距离处的物点。
有利地，光学元件的这种光学功能减小在周边视力下配戴者眼睛的视网膜的变形，从而允许减缓配戴镜片元件的人的眼睛的屈光异常的进展。
根据一些实施例，镜片元件包括光学微结构，该光学微结构具有将图像聚焦在除配戴者眼睛的视网膜之外的光学功能，例如在配戴者的眼睛无调节的标准配戴条件下并且针对在大于或等于1.5m、例如大于或等于4m的距离处的物点，以减缓配戴者眼睛的屈光异常(例如近视)的进展。
当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.07。这意味着调制传递函数在10至25个周期/度的整个范围内大于或等于0.07。如图4所示，镜片元件L2的调制传递函数在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内不低于0.07。发明人已经测量，L2的水平调制传递函数在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内的较低值为0.07。根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55或0.60。如图4所示，镜片元件L1的调制传递函数在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内不低于0.10。发明人已经测量，L1的水平调制传递函数在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内的较低值为10。根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的平均调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.20、优选为0.22。根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.70。
根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至15个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.15。如图4所示，镜片元件L2的调制传递函数在包括在10至15个周期/度的空间频率范围内不低于0.15。发明人已经测量，L2的水平调制传递函数在包括在10至15个周期/度的空间频率范围内的较低值为0.15。根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至15个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60或0.65。如图4所示，镜片元件L1的调制传递函数在包括在10至15个周期/度的空间频率范围内不低于0.25。发明人已经测量，L1的水平调制传递函数在包括在10至15个周期/度的空间频率范围内的较低值为0.28。根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的平均调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至15个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.28、优选为0.30。根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至15个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.90。
根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在20至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.07。如图4所示，镜片元件L2的调制传递函数在包括在20至25个周期/度的空间频率范围内不低于0.07。发明人已经测量，L2的水平调制传递函数在包括在20至25个周期/度的空间频率范围内的较低值为0.07。根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在20至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55或0.60。如图4所示，镜片元件L1的调制传递函数在包括在20至25个周期/度的空间频率范围内不低于0.10。发明人已经测量，L1的水平调制传递函数在包括在20至25个周期/度的空间频率范围内的较低值为0.10。根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的平均调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在20至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.13、优选为0.15。根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在20至25个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.72。
根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在0.5至3个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.70。如图4所示，镜片元件L1和L2的调制传递函数在包括在0.5至3个周期/度的空间频率范围内不低于0.85。发明人已经测量，L2的水平调制传递函数在包括在0.5至3个周期/度的空间频率范围内的较低值为0.85。发明人还已经测量，L1的水平调制传递函数在包括在0.5至3个周期/度的空间频率范围内的较低值为0.70。根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在0.5至3个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.75、0.80、0.85或0.90。根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的平均调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在0.5至3个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.82、优选为0.85。根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在0.5至3个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.95。
根据一些实施例，该镜片元件旨在基于配戴者的处方提供屈光力以在标准配戴条件下矫正配戴者眼睛的屈光异常。根据一些实施例，该镜片元件包括光学微结构，该光学微结构具有在标准配戴条件下不将图像聚焦在配戴者眼睛的视网膜上以减缓配戴者眼睛的屈光异常的进展的光学功能。根据一些实施例，该镜片元件包括光学微结构，该光学微结构具有在标准配戴条件下将图像聚焦在除配戴者眼睛的视网膜之外以减缓配戴者眼睛的屈光异常的进展的光学功能。
根据一些实施例，该镜片元件进一步包括屈光区域，该屈光区域被配置为基于配戴者的处方提供屈光力以在标准配戴条件下矫正配戴者眼睛的屈光异常。根据一些实施例，该光学微结构具有基于配戴者的处方提供屈光力以在标准配戴条件下矫正配戴者眼睛的屈光异常的附加光学功能。
标准配戴条件应被理解为镜片元件相对于配戴者眼睛的位置，例如由前倾角、角膜到镜片距离、瞳孔到角膜距离、眼睛转动中心(ERC)到瞳孔距离、ERC到镜片距离以及包角来定义。
角膜到镜片距离是沿着处于第一眼位的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)在角膜与镜片的后表面之间的距离；例如等于12mm。
瞳孔到角膜距离是沿着眼睛的视轴在其瞳孔与角膜之间的距离；通常等于2mm。
ERC到瞳孔距离是沿着眼睛的视轴在其转动中心(ERC)与瞳孔之间的距离；例如等于11.5mm。
ERC到镜片距离是沿着处于第一眼位的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)在眼睛的ECR与镜片的后表面之间的距离，例如等于25.5mm。
前倾角是在镜片的后表面与处于第一眼位的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)之间的相交处、在所述镜片的后表面的法线与处于第一眼位的眼睛的视轴之间在竖直平面上的角；例如等于8°。
包角是在镜片的后表面与处于第一眼位的眼睛的视轴(通常被视为是水平的)之间的相交处、在所述镜片的后表面的法线与处于第一眼位的眼睛的视轴之间在水平平面上的角；例如等于0°。
标准配戴者条件的示例可以由12mm的角膜到镜片距离、2mm的瞳孔到角膜距离、11.5mm的ERC到瞳孔距离、25.5mm的ERC到镜片距离、8°的前倾角、以及0°的包角来定义。
图6和图7是眼睛和镜片元件的光学系统的图解展示，因此示出了在本说明书中使用的定义。更精确地，图6表示这种系统的立体图，其展示了用来定义目光方向的参数α和β。图7是平行于配戴者头部的前后轴线的并且在参数β等于0的情况下穿过眼睛转动中心的竖直平面上的图。
眼睛转动中心标记为Q'。图7中以点划线示出的轴线Q'F'是穿过眼睛转动中心并且延伸到配戴者前方的水平轴线，即，对应于主目光视角的轴线Q'F'。此轴线在被称为配镜十字的点上切割镜片元件L的表面，该点存在于镜片上而使眼镜师能够将镜片定位在镜架中。镜片的后表面与轴线Q'F'的相交点是点O。如果O位于后表面上，则它可以是配镜十字。具有中心Q'和半径q'的顶球在水平轴线的一点上与镜片的后表面相切。作为示例，25.5mm的半径q'的值对应于常用值，并且在配戴镜片时提供令人满意的结果。
给定目光方向(由图7中的实线所表示)对应于眼睛绕着Q'转动的位置和顶球的点J。角β是在轴线Q'F'与直线Q'J在包括轴线Q'F'的水平平面上的投影之间形成的角；这个角出现在图6的示意图上。角α是在轴线Q'J与直线Q'J在包括轴线Q'F'的水平平面上的投影之间形成的角；这个角出现在图6和图7的示意图上。因此，给定的目光视角对应于顶球的点J或者对应于一对(α，β)。如果目光降低角的值在正向越大，则目光降低越多；并且如果所述值在负向越大，则目光升高越多。
在给定的目光方向上，在物体空间中位于给定物距处的点M的图像形成在对应于最小距离JS与最大距离JT的两个点S与T之间，该最小距离和最大距离将是矢状局部焦距和切向局部焦距。在点F'处形成了物体空间中无穷远处的点的图像。距离D对应于镜片的后冠状面。
艾格玛函数(Ergorama)是使物点的通常距离关联于每一个目光方向的函数。典型地，在遵循主目光方向的视远中，物点处于无穷远处。在遵循基本上对应于在朝向鼻侧的绝对值为约35°的角α和约5°的角β的目光方向的视近时，物距大约为25到50cm。为了了解关于艾格玛函数的可能定义的更多细节，可以考虑美国专利US6,318,859。这个文件描述了艾格玛函数、其定义及其建模方法。针对本发明的方法而言，点可以处于无穷远处或不处于无穷远处。艾格玛函数可以是配戴者的屈光不正或配戴者的下加光的函数。
使用这些要素可以在每一个目光方向上定义配戴者的光焦度和散光。针对一个目光方向(α，β)来考虑在由艾格玛函数给定的一个物距处的物点M。在物体空间中针对对应光线上的点M将物体接近度ProxO定义为点M与顶球的点J之间的距离MJ的倒数：
ProxO＝1/MJ
这使得能够在针对顶球的所有点的一种薄镜片近似内计算物体接近度，该薄镜片近似用于确定艾格玛函数。针对真实镜片而言，物体接近度可以被视为在对应光线上物点与镜片的前表面之间的距离的倒数。
针对同一目光方向(α，β)而言，具有给定物体接近度的点M的图像形成于分别对应于最小焦距与最大焦距(其将是矢状焦距和切向焦距)的两个点S与T之间。量ProxI被称为点M的图像接近度：
ProxI＝1/2(1/JT+1/JS)
通过用薄镜片的情况类推，因此针对给定目光方向和给定物体接近度，即，针对物体空间在对应光线上的点，可以将光焦度Pui定义为图像接近度与物体接近度之和。
Pui＝ProxO+ProxI
用相同的符号表示法，针对每个目光方向和给定物体接近度将散光Ast定义为：
Ast＝|1/JT-1/JS|
此定义对应于由镜片元件产生的光束的散光。可以注意到，该定义在主目光方向上给出了散光的典型值。通常被称为轴位的散光角是角γ。角γ是在与眼睛关联的参考系{Q'，xm，ym，zm}中测量的。它对应于借以形成图像S或T的角，该角取决于结合平面{Q'，zm，ym}中的方向zm所使用的惯例。
在配戴条件下，镜片的光焦度和散光的可能定义因此可以如B.Bourdoncle等人的论文中所阐释那样计算，该论文的题目为“Ray tracing through progressiveophthalmic lenses[通过渐进式眼科镜片的光线跟踪]”(1990年国际镜片设计会议，D.T.Moore编，英国光电光学仪器学会会议记录)。
调制传递函数已广泛用于量化镜片元件的光学品质。调制传递函数可以通过本领域技术人员已知的任何方法来确定。根据一些实施例，为了计算调制传递函数，对瞳孔平面中的复值幅进行评估，然后使用快速傅里叶变换来计算点扩展函数，最后计算例如针对中央凹视力的调制传递函数(G.Voelz.Computational fourier optics:a MATLAB tutorial[计算傅立叶光学：MATLAB教程].SPIE Press Bellingham，WA，2011)。根据一些实施例，调制传递函数是使用一个中心波长(λ＝550nm)计算的。调制传递函数，例如针对中央凹视力，是针对4mm的瞳孔孔径、向下15°的目光方向(α＝-15°，β＝0°)在不同的空间频率处计算的。
更详细地说，针对向下15°的目光方向(α＝-15°，β＝0°)，光线从眼睛转动中心(ERC)传播到物体空间。然后使用艾格玛函数计算物点ProxO，它将目光方向与接近度相关联。假设配戴者目标焦度为Pui，则图像平面应该定位在距顶球的接近度ProxIm＝Pui-ProxO处，沿ERC到瞳孔的轴线计算。
一旦定义了物体接近度ProxO和图像接近度ProxI，就可以像任何光学系统一样计算点扩散函数和调制传递函数。例如：
-一束光线从物点传播到眼睛入射瞳孔，以对瞳孔执行有规律的采样。在此步骤期间应该存储光程长度。
-光程长度用于计算瞳孔函数。
-将衍射积分应用于瞳孔函数以便获得点扩散函数。
-调制传递函数是使用傅里叶变换从点扩展函数计算出的。
根据一些实施例，测得的调制传递函数，例如针对中央凹视力，是水平调制传递函数或竖直调制传递函数，优选地是水平调制传递函数。发明人确定，水平调制传递函数或竖直调制传递函数中的至少一个应该是在要求的范围内，以在阅读活动期间能够正确识别字母和单词。
术语“水平”这里是指根据TABO惯例相对于配戴者的水平方向。同样，术语“竖直”这里是指根据TABO惯例相对于配戴者的竖直方向。
根据本发明，镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，是通过光学微结构来测量的。“通过光学微结构”是指该镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，通过该镜片元件的表面来测量，其中该光学微结构覆盖所述表面的大于或等于20％、优选地大于或等于40％。
为了确保有效抑制或减少眼睛的屈光异常的进展，发明人还测量了被配置为减缓近视进展的两个镜片元件的例如针对周边视力的调制传递函数：第一镜片元件L1(如上文详述)和第三镜片元件L3。
L3包括光学微结构1，该光学微结构具有带有非球面微镜片的同心环配置。非球面微镜片(直径为1.12mm)的几何形状已被计算出来，以在视网膜前方以任何偏心率生成范围从1.0mm至1.3mm的非聚焦光体积，从而用作近视控制。L3进一步包括屈光区域，该屈光区域包括通光中心区域和周边区域。针对L1和L3两者，没有微镜片的表面提供了距离矫正，并且两种微镜片配置提供了相似的微镜片密度，该微镜片密度大约为镜片元件的总表面积的40％。
发明人对L1和L3两者的调制传递函数进行了测量。图8表示了例如针对周边视力的调制传递函数。
图9展示了L1和L3镜片元件与单光镜片相比、在24个月时期内减缓眼轴伸长率的效果。如从结果明显看出的，L1比L3表现出更高的近视控制效果。因此，发明人认为L3的针对周边视力的调制传递函数的值可以被认为是极限。
根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向和针对4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.8。
根据一些实施例，当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.8。
如图8所示，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件L3的调制传递函数在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内不超过0.80。发明人已经测量，L3的水平调制传递函数在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内的较高值为0.80。根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.75、0.7、0.65、0.6、0.55、0.5、0.45、0.4、0.35或0.3。如图8所示，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件L1的调制传递函数在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内不超过0.7。发明人已经测量，L1的水平调制传递函数在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内的较高值为0.70。
根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的平均调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.53、优选为0.51。
根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.30、优选为0.35。
根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在3个周期/度的空间频率处小于或等于0.8、0.75、0.7、0.65、0.6、0.55、0.5、0.45、0.4、0.35或0.3。
根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在4个周期/度的空间频率处小于或等于0.7、0.65、0.6、0.55、0.5、0.45、0.4、0.35、0.3、0.25或0.2。
根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在7个周期/度的空间频率处小于或等于0.4、0.35、0.3、0.25或0.2。
根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在10至20个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.15。
如图8所示，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件L3的调制传递函数在包括在10至20个周期/度的空间频率范围内不低于0.17。发明人已经测量，L3的水平调制传递函数在包括在10至20个周期/度的空间频率范围内的较低值为0.17。根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在10至20个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.17、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65或0.70。发明人已经测量，L1的水平调制传递函数在包括在10至20个周期/度的空间频率范围内的较低值为0.17。根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的平均调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在10至20个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.23、优选为0.25。根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该镜片元件的调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在10至20个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.85、优选为0.80。
根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在10个周期/度的空间频率处大于或等于0.3、0.35、0.40、0.45或0.50。
根据一些实施例，当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在20个周期/度的空间频率处大于或等于0.15、0.20、0.25、0.30、0.35或0.40。
根据一些实施例，测得的调制传递函数，例如针对周边视力，是水平调制传递函数或竖直调制传递函数，优选地是水平调制传递函数。
根据本披露内容的一个方面，调制传递函数，例如针对周边视力，是针对4mm的瞳孔孔径、0°的目光方向(α＝0°，β＝0°)以及向下15°的光线方向(α'＝15°，β'＝0°)在不同的空间频率处计算的。这里的参数α'和β'对应于图6中定义的角度，但是针对的是光线方向而不是目光方向。更详细地说，针对向下0°的目光方向(α＝0°，β＝0°)，光线(α'＝-15°，β＝0°)从眼睛转动中心(ERC)传播到物体空间。然后使用艾格玛函数计算物点ProxO，它将目光方向(这里由光线方向替换)与接近度相关联。假设配戴者目标焦度为Pui，则图像平面应该定位在距顶球的接近度ProxIm＝Pui-ProxO处，沿ERC到瞳孔的轴线计算。
一旦定义了物体接近度ProxO和图像接近度ProxI，就可以像任何光学系统一样计算点扩散函数和调制传递函数。例如：
-一束光线从物点传播到眼睛入射瞳孔，以对瞳孔执行有规律的采样。在此步骤期间应该存储光程长度。
-光程长度用于计算瞳孔函数。
-将衍射积分应用于瞳孔函数以便获得点扩散函数。
-调制传递函数是使用傅里叶变换从点扩展函数计算出的。
根据本发明，镜片元件的调制传递函数，例如针对周边视力，是通过光学微结构来测量的。“通过光学微结构”是指镜片元件的调制传递函数，例如针对周边视力，通过镜片元件的表面来测量，其中，光学微结构覆盖所述表面的大于或等于20％、优选地大于或等于40％。
如例如图2或图3所示，该镜片元件包括光学微结构1，该光学微结构具有在标准配戴条件下不将图像聚焦配戴者眼睛的视网膜上以减缓配戴者眼睛的屈光异常的进展的光学功能。
根据一些实施例，光学微结构1具有基于配戴者的处方提供屈光力以矫正配戴者眼睛的屈光异常的附加光学功能。
根据一些实施例，该镜片元件进一步包括屈光区域，该屈光区域被配置为基于配戴者的处方提供屈光力以矫正配戴者眼睛的屈光异常。如图2或图3所描绘的，屈光区域包括中心区域2和周边区域3。屈光区域优选地形成为除光学微结构之外的区域。换言之，屈光区域是与由光学微结构形成的区域互补的区域。根据一些实施例，镜片元件的中心区域不包括光学微结构的任何部分。例如，镜片元件可以包括以所述镜片元件的光学中心为中心并且具有等于9mm的直径的空区，该空区不包括光学微结构的任何部分。镜片元件的光学中心可以对应于镜片的配适点。替代地，光学微结构可以设置在镜片元件的整个表面上。根据一些实施例，屈光区域被进一步配置为基于配戴者的处方向配戴者特别是例如针对中央凹视力提供第二光焦度，该第二光焦度与第一光焦度不同。在本发明的意义上，当两个光焦度之间的差异大于或等于0.5屈光度时，则认为这两个光焦度是不同的。
术语“处方”应当被理解为是指光焦度、散光、棱镜偏差的一组光学特性，这些光学特性是由眼科医师或验光师确定的以便例如借助于定位在眼睛前方的眼镜镜片或借助于定位在眼睛上的隐形眼镜来矫正眼睛的视力缺陷。例如，近视眼的处方包括光焦度值和具有用于视远的轴位的散光值。
如图10所示，根据本发明的镜片元件L包括形成为朝向凸曲表面的物体侧表面F1、以及形成为具有与物体侧表面Fl的曲率不同的曲率的凹表面的眼睛侧表面F2。
根据一些实施例，该镜片元件在物体侧表面和/或眼睛侧表面上包括涂层。根据所述实施例，调制传递函数是在具有或没有涂层的情况下测量的。
根据一些实施例，光学微结构设置在该镜片元件的物体侧表面和/或眼睛侧表面上和/或物体侧表面与眼睛侧表面之间。
根据一些实施例，光学微结构修改波前的强度和/或曲率和/或使光偏离。
根据一些实施例，光学微结构是吸收性的并且吸收在0％至100％的范围内、优选地在20％至80％的范围内、更优选地在30％至70％的范围内的波前强度。例如，光学微结构在500nm处的透射率大于或等于50％，例如大于75％，例如大于85％。根据一些实施例，光学微结构局部地吸收，即在光学微结构与波前之间的交叉处。
根据一些实施例，光学微结构修改在-20屈光度至+20屈光度的范围内、优选地在-10屈光度至+10屈光度的范围内、更优选地在-5.5屈光度至5.5屈光度的范围内的波前曲率。根据一些实施例，光学微结构局部地修改波前曲率，即在光学微结构与波前之间的交叉处。
根据一些实施例，光学微结构散射光。光可以以范围在+/-1°至+/-30°的角度散射。根据一些实施例，光学微结构局部地散射光，即在光学微结构与波前之间的交叉处。
根据一些实施例，光学微结构的面积与所述镜片元件的面积之间的比率包括在20％与70％之间、优选地在30％与60％之间、更优选地在40％与50％之间。
根据一些实施例，光学微结构包括多个光学元件，例如微镜片。
根据一些实施例，至少一个、至少50％、至少80％、优选地所有的光学元件具有不将图像聚焦在配戴者眼睛的视网膜上的光学功能。根据一些实施例，至少一个、至少50％、至少80％以及优选地所有的光学元件具有在标准配戴条件下不将图像聚焦在配戴者眼睛的视网膜上的光学功能。根据一些实施例，至少一个、至少50％、至少80％、更优选地所有的光学元件具有例如针对周边视力将图像聚焦在除视网膜之外的位置上的光学功能。根据一些实施例，至少一个、至少50％、至少80％、更优选地所有的光学元件具有例如针对周边视力在标准配戴条件下将图像聚焦在除视网膜之外的位置上的光学功能。
根据本发明的优选实施例，至少例如针对周边视力，所有的光学元件被配置成使得穿过每个光学元件的光线的平均焦点与配戴者的视网膜的距离相同。可以优化每个光学元件的光学功能、特别是屈光功能，以便在配戴者眼睛的视网膜的恒定距离处提供焦点图像，特别是在周边视力下。这种优化需要取决于光学元件在镜片元件上的位置来调整每个光学元件的屈光功能。可以取决于镜片元件的区来调整光学元件密度或焦度量。典型地，光学元件可以定位在镜片元件的周边，以便增加光学元件对近视控制的作用，以补偿由于视网膜的周边形状引起的周边散焦。
根据本发明的优选实施例，光学元件是独立的。在本发明的意义上，如果产生独立图像，则认为两个光学元件是独立的。特别地，当“在中央视力下”被平行光束照射时，每个“独立的连续光学元件”在图像空间中的平面上形成与其相关联的斑点。
根据一些实施例，光学元件具有范围从0.1μm至50μm的高度。根据一些实施例，光学元件具有范围从0.5μm至1.5mm的长度。根据一些实施例，光学元件具有范围从0.5μm至1.5mm的宽度。根据一些实施例，光学元件具有范围从0.8mm至3.0mm、优选地从1mm至2.0mm、更优选地从1mm至1.2mm的直径。根据一些实施例，光学元件具有可内接于直径大于或等于0.8mm且小于或等于3.0mm、优选地大于或等于1.0mm且小于2.0mm的圆的轮廓形状。根据一些实施例，光学元件通过范围从2至7屈光度、优选地范围从3.5至5.5屈光度的相对正焦度在视网膜前方的平面处引入近视散焦。
根据一些实施例，光学元件的面积之和与镜片元件的面积之间的比率包括在20％与70％之间、优选地在30％与60％之间、更优选地在40％与50％之间。
根据一些实施例，多个光学元件成网络定位。网络可以是随机网络或结构化网络，例如网格、蜂窝或同心环。根据一些实施例，结构化网络是正方形网络、六边形网络、三角形网络或八边形网络。
根据一些实施例，多个光学元件成网格定位，网格具有恒定网格步长。
根据一些实施例，至少部分光学元件是连续的。在本发明的意义上，如果存在由镜片元件的表面支撑、连接位于镜片元件的所述表面上的两个光学元件的所有路径，则所述两个光学元件是连续的，并且如果沿着所述路径，则一个光学元件没有到达光学元件所位于的基础表面。当至少两个光学元件所位于的表面是球面时，基础表面对应于所述球面表面。换言之，如果存在由球面表面支撑并且连接位于所述球面表面上的两个光学元件的路径，则该两个光学元件是连续的，并且如果沿着所述路径，则一个光学元件可能没有到达该球面表面。
当至少两个光学元件所位于的表面是非球面时，基础表面对应于最适合所述非球面表面的局部球面表面。换言之，如果存在由非球面表面支撑并连接位于所述非球面表面上的两个光学元件的路径，则该两个光学元件是连续的，并且如果沿着所述路径，则一个光学元件可能没有到达最适合非球面表面的球面表面。有利地，具有连续光学元件有助于改善镜片元件的美观并且更容易制造。
根据一些实施例，连续的光学元件是独立的。
根据一些实施例，光学元件之间的距离的范围是0(连续的光学元件)到光学元件的长度和/或宽度的3倍。
根据一些实施例，至少一个、例如所有的光学元件具有非球面光学功能。根据一些实施例，至少一个、例如所有的光学元件具有非球面光学功能。
根据一些实施例，至少一个、例如所有的光学元件具有球面光学功能。
根据一些实施例，至少一个光学元件、优选地大于50％、更优选地大于80％的光学元件是非球面微镜片。在本发明的意义上，非球面微镜片在其表面上具有连续的焦度演变。非球面微镜片可以具有包括在0.1屈光度与3屈光度之间的非球面性。非球面微镜片的非球面性对应于在微镜片中心所测得的光焦度与在微镜片周边所测得的光焦度之差。
微镜片中心可以由以微镜片的几何中心为中心并且具有包括在0.1mm与0.5mm之间、优选地等于2.0mm的直径的球面区域来定义。微镜片周边可以由以微镜片的几何中心为中心并且具有包括在0.5mm与0.7mm之间的内径和包括在0.70mm与0.80mm之间的外径的环形区来定义。
根据一些实施例，非球面微镜片在其几何中心的光焦度绝对值包括在2.0屈光度与7屈光度之间，并且在其周边的光焦度绝对值包括在1.5屈光度与6.0屈光度之间。
在涂覆镜片元件的设置有光学元件的表面之前，非球面微镜片的非球面性可以根据距所述镜片元件的光学中心的径向距离而变化。
另外，在涂覆镜片元件的设置有光学元件的表面之后，非球面微镜片的非球面性可以进一步根据距所述镜片元件的光学中心的径向距离而变化。
根据一些实施例，至少一部分、例如所有的光学元件在两个连续光学元件之间具有变化的光焦度和连续的一阶导数。根据一些实施例，至少一部分、例如所有的光学元件在两个连续光学元件之间具有恒定的光焦度和不连续的一阶导数。
光学元件可以使用不同的技术制造，比如非限制性直接表面处理、成型、铸造、注塑、压花、成膜、或光刻法等。
根据一些实施例，多个光学元件如WO2019/166659中详述的那样定位。根据一些实施例，多个光学元件沿多个同心环定位。
根据一些实施例，镜片元件包括至少四个光学元件，这些光学元件被组织成至少两组连续光学元件。
根据一些实施例，每组连续光学元件被组织成具有同一中心的至少两个同心环，每组连续光学元件的同心环由对应于与所述组中的至少一个光学元件相切的最小圆的内径以及对应于与所述组中的至少一个光学元件相切的最大圆的外径定义。
根据一些实施例，至少一部分、例如所有的光学元件的同心环以镜片元件的设置有所述光学元件的表面的光学中心为中心。
根据一些实施例，光学元件的同心环具有包括在9.0mm与60mm之间的直径。根据一些实施例，考虑到镜片元件的环形区具有大于9mm的内径和小于57mm的外径，使几何中心位于距镜片元件的光学中心小于1mm的距离处，位于所述圆形区内的光学元件部分的面积之和与所述圆形区的面积之间的比率包括在20％到70％之间、优选地在30％到60％之间、以及更优选地在40％到50％之间。
根据一些实施例，光学元件的两个相继同心环之间的距离大于或等于2.0mm、3.0mm或5.0mm，两个相继同心环之间的距离由第一同心环的内径与第二同心环的外径之间的差异来定义，第二同心环更靠近镜片元件的周边。有利地，在两个相继光学元件同心环之间具有大于2.00mm的距离允许在这些光学元件环之间管理更大的屈光区域，从而提供更好的视敏度。
根据一些实施例，镜片元件包括设置成至少2个同心环、优选地多于5个、更优选地多于10个同心环的光学元件。例如，光学元件可以设置成以镜片的光学中心为中心的11个同心环。微镜片的光焦度和/或柱镜可以取决于它们沿同心环的位置而不同。
根据一些实施例，光学元件被配置成使得沿着镜片的至少一个区段，光学元件的平均球镜从所述区段的一点朝向所述区段的周边部分增大。
根据一些实施例，光学元件被配置成使得沿着镜片的至少一个区段，光学元件的柱镜从所述区段的一点朝向所述区段的周边部分增大。
根据一些实施例，光学元件被配置成使得沿着镜片的至少一个区段，光学元件的平均球镜和/或柱镜从所述区段的中心朝向所述区段的周边部分增大。
根据一些实施例，屈光区域包括光学中心，并且光学元件被配置成使得沿着穿过镜片的光学中心的任何区段，光学元件的平均球镜和/或柱镜从光学中心朝向镜片的周边部分增大。
根据一些实施例，屈光区域包括视远参考点、视近参考点、以及连接视远参考点和视近参考点的子午线，光学元件被配置成使得在标准配戴条件下沿着镜片的任何水平区段，光学元件的平均球镜和/或柱镜从所述水平区段与子午线的交叉点朝向镜片的周边部分增大。
根据一些实施例，沿着区段的平均球镜和/或柱镜增大函数取决于所述区段沿着子午线的位置而不同。
根据一些实施例，沿着区段的平均球镜和/或柱镜增大函数是不对称的。
根据一些实施例，光学元件被配置成使得在标准配戴条件下，至少一个区段是水平区段。
根据一些实施例，光学元件的平均球镜和/或柱镜从所述区段的第一点朝向所述区段的周边部分增大，并且从所述区段的第二点朝向所述区段的周边部分减小，第二点比第一点更靠近所述区段的周边部分。
根据一些实施例，沿着至少一个区段的平均球镜和/或柱镜增大函数是高斯函数。
根据一些实施例，沿着至少一个区段的平均球镜和/或柱镜增大函数是二次函数。
根据一些实施例，光学元件被配置成使得穿过每个光学元件的光线的平均焦点在距视网膜相同距离处。
根据一些实施例，屈光区域形成为除形成为多个光学元件的区域之外的区域。
根据一些实施例，针对半径包括在2mm至4mm之间的每个圆形区包括位于距光学元件的光学中心大于或等于所述半径+5mm且小于或等于15mm(例如小于或等于10mm)的距离处的几何中心，位于所述圆形区内的光学元件部分的面积之和与所述圆形区的面积之间的比率包括在20％到70％之间、优选地在30％到60％之间、更优选地在40％到50％之间。
根据一些实施例，至少一个光学元件是多焦点屈光微镜片。
根据一些实施例，至少一个多焦点屈光微镜片包括柱镜度。
根据一些实施例，至少一个多焦点屈光微镜片包括非球面表面，具有或不具有任何旋转对称性。
根据一些实施例，至少一个光学元件是复曲面屈光微镜片。
根据一些实施例，至少一个多焦点屈光微镜片包括复曲面。
根据一些实施例，至少一个光学元件由双折射材料制成。
根据一些实施例，至少一个光学元件是衍射镜片。
根据一些实施例，至少一个衍射镜片包括超表面结构。
根据一些实施例，至少一个光学元件的形状被配置为在人眼的视网膜前方形成焦散点。换言之，这种光学元件被配置成使得光通量集中的每个区段平面(如果有的话)位于人眼的视网膜前方。
根据一些实施例，至少一个光学元件是多焦点二元部件。
根据一些实施例，至少一个光学元件是像素化镜片。
根据一些实施例，至少一个光学元件是π-菲涅耳镜片。
根据一些实施例，至少一部分、例如所有的光学功能包括高阶光学像差。
根据一些实施例，镜片元件包括承载屈光区域的眼科镜片和承载光学元件的夹片，这些光学元件适于在配戴镜片元件时可移除地附接到眼科镜片。
根据一些实施例，屈光区域被进一步配置为向配戴者且例如针对中央凹视力提供第二光焦度，该第二光焦度与第一光焦度不同。
根据一些实施例，第一光焦度与第二光焦度之间的差异大于或等于0.5屈光度。
根据一些实施例，至少一个、例如至少70％、例如所有的光学元件是可以由光学镜片控制器激活的有源光学元件。
根据一些实施例，有源光学元件包括具有可变折射率的材料，该可变折射率的值由光学镜片控制器控制。
根据一些实施例，光学元件在镜片元件上不可见。
根据另一个方面，本发明涉及一种用于确定镜片元件的计算机实现的方法，该镜片元件旨在由配戴者配戴、基于配戴者的处方提供屈光力以矫正配戴者眼睛的屈光异常以及减缓配戴者的所述眼睛的屈光异常的进展。
根据一些实施例，镜片元件是一种旨在配戴在配戴者眼睛前方的眼镜镜片元件。根据一些实施例，镜片元件是旨在配戴在配戴者眼睛上的隐形眼镜元件。
根据一些实施例，该镜片元件旨在基于配戴者的处方提供屈光力以在标准配戴条件下矫正配戴者眼睛的屈光异常。
该镜片元件包括光学微结构，该光学微结构具有不将图像聚焦在配戴者眼睛的视网膜上以减缓配戴者眼睛的屈光异常的进展的光学功能。
根据一些实施例，该镜片元件包括光学微结构，该光学微结构具有在标准配戴条件下不将图像聚焦在配戴者眼睛的视网膜上以减缓配戴者眼睛的屈光异常的进展的光学功能。
该方法包括以下步骤：
-提供所述配戴者的处方；
-确定该光学微结构，使得当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.07。
根据一些实施例，该方法进一步包括由配戴者提供镜片元件的配戴条件的步骤。
根据一些实施例，确定光学微结构的方法包括：
-定义光学微结构的初始参数的第一步骤，
-确定镜片元件参数以提供配戴者的处方的第二步骤；以及
-优化初始参数的第三步骤，使得当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.07。
根据一些实施例，在第一步骤期间定义光学微结构的初始参数。这种初始参数可以选自
-光学微结构的大小，例如光学元件的大小，
-光学微结构的光学特性，例如球面、非球面、球柱面、非球面、折射或衍射光学元件，
-光学微结构的面积与镜片元件的面积之间的比率，
-微结构的位置，比如网络中光学元件的位置。该网络可以是随机网络或结构化网络，例如正方形网络、六边形网络、三角形网络、八边形网络、蜂窝、或同心环。
根据一些实施例，在第二步骤期间，具有已知折射率的镜片元件的材料、前表面以及后表面被确定为使得镜片元件提供配戴者的处方。
根据一些实施例，前表面是球面的、非球面的或渐变的。
根据一些实施例，后表面是球柱面的、非球面的、非复曲面的或渐变的。
根据一些实施例，在第三步骤期间，例如针对中央凹视力的调制传递函数被计算。如果调制传递函数在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内不大于或等于0.07，则迭代地修改初始参数，直到例如针对中央凹视力的调制传递函数满足阈值。
根据一些实施例，优化程序是受约束的优化程序，使得光学微结构进一步符合以下标准之一。
根据一些实施例，该方法进一步包括确定光学微结构的步骤，使得当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55或0.60。
根据一些实施例，该方法进一步包括确定光学微结构的步骤，使得当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在10至15个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60或0.65。
根据一些实施例，该方法进一步包括确定光学微结构的步骤，使得当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在20至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.07、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55或0.60。
根据一些实施例，该方法进一步包括确定光学微结构的步骤，使得当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在0.5至3个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.70、0.75、0.80、0.85、0.90。
根据一些实施例，该方法进一步包括确定光学微结构的步骤，使得当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.8，0.75、0.7、0.65、0.6、0.55、0.5、0.45、0.4、0.35或0.3。
根据一些实施例，该方法进一步包括确定光学微结构的步骤，使得当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在3个周期/度的空间频率处小于或等于0.8、0.75、0.7、0.65、0.6、0.55、0.5、0.45、0.4、0.35或0.3。
根据一些实施例，该方法进一步包括确定光学微结构的步骤，使得当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在4个周期/度的空间频率处小于或等于0.7、0.65、0.6、0.55、0.5、0.45、0.4、0.35、0.3、0.25或0.2。
根据一些实施例，该方法进一步包括确定光学微结构的步骤，使得当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在7个周期/度的空间频率处小于或等于0.4、0.35、0.3、0.25或0.2。
根据一些实施例，该方法进一步包括确定光学微结构的步骤，使得当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在10至20个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65或0.70。
根据一些实施例，该方法进一步包括确定光学微结构的步骤，使得当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在10个周期/度的空间频率处大于或等于0.30、0.35、0.40、0.45或0.50。
根据一些实施例，该方法进一步包括确定光学微结构的步骤，使得当针对0°的目光方向、针对15°的光线方向以及针对4mm的瞳孔孔径测量时或者当针对以距该镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过该光学微结构测量时，该调制传递函数，例如针对周边视力，在20个周期/度的空间频率下大于或等于0.15、0.20、0.25、0.30、0.3或0.40。
在本说明书中，可以使用如《上部》、《底部》、《水平》、《竖直》、《上方》、《下方》、《前》、《后》等术语、或其他指示相对位置的词。在镜片元件的配戴条件下理解这些术语。
在本发明的上下文中，术语“光学镜片”可以是指未切割的光学镜片或被磨边以配适特定眼镜架的眼镜光学镜片或眼科镜片。
虽然已经描述和展示了各种实施例，但细节描述和附图不应被认为是限制性的，而仅仅是示例性和说明性的。在不脱离如权利要求定义的本披露内容的范围的情况下，本领域技术人员可以对实施例进行各种修改。在权利要求中，词语“包括”并不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一(a)或(an)”并不排除复数。在相互不同的从属权利要求中叙述不同的特征这个单纯的事实并不表示不能有利地使用这些特征的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制本发明的范围。
Claims (15)
1.一种镜片元件，所述镜片元件旨在由配戴者配戴并基于所述配戴者的处方提供屈光力以矫正所述配戴者眼睛的屈光异常；
其中，所述镜片元件包括光学微结构，所述光学微结构具有不将图像聚焦在所述配戴者眼睛的视网膜上以减缓所述配戴者眼睛的屈光异常的进展的光学功能；并且
-其中，当针对以距所述镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过所述光学微结构测量时，所述镜片元件的调制传递函数在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.07、优选地大于或等于0.10。
2.根据权利要求1所述的镜片元件，其中，所述镜片元件进一步包括屈光区域，所述屈光区域被配置为基于所述配戴者的处方提供所述屈光力以矫正所述配戴者眼睛的屈光异常。
3.根据权利要求1所述的镜片元件，其中，所述光学微结构具有基于所述配戴者的处方提供所述屈光力以矫正所述配戴者眼睛的屈光异常的附加光学功能。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的镜片元件，其中，当针对以距所述镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过所述光学微结构测量时，所述调制传递函数在包括在10至15个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.15、优选地大于或等于0.25。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的镜片元件，其中，当针对以距所述镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过所述光学微结构测量时，所述调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在20至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.07、优选地大于或等于0.10。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的镜片元件，其中，当针对以距所述镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过所述光学微结构测量时，所述调制传递函数，例如针对中央凹视力，在包括在0.5至3个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.70、优选地大于或等于0.85。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的镜片元件，其中，所述调制传递函数，例如针对中央凹视力，是水平调制传递函数或竖直调制传递函数，优选地是水平调制传递函数。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的镜片元件，其中，所述光学微结构设置在所述镜片元件的物体侧表面和/或眼睛侧表面上和/或物体侧表面与眼睛侧表面之间。
9.根据权利要求8所述的镜片元件，其中，所述镜片元件在所述物体侧表面和/或所述眼睛侧表面上包括涂层。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的镜片元件，其中，所述光学微结构包括多个光学元件，例如微镜片。
11.根据权利要求10所述的镜片元件，其中，所述多个光学元件成网络定位，例如网格、蜂窝、或同心环。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的镜片元件，其中，所述镜片元件的调制传递函数，例如针对中央凹视力，是通过所述镜片元件的表面来测量的，其中，所述光学微结构覆盖所述表面的大于或等于20％、优选地大于或等于40％。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的镜片元件，其中，当针对以距所述镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径测量时，所述镜片元件的调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在3至7个周期/度的空间频率范围内小于或等于0.8、优选地小于或等于0.7。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的镜片元件，其中，当针对以距所述镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径测量时，所述调制传递函数，例如针对周边视力，在包括在10至20个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.15。
15.一种用于确定镜片元件的计算机实现的方法，所述镜片元件旨在由配戴者配戴、基于所述配戴者的处方提供屈光力以矫正所述配戴者眼睛的屈光异常以及减缓所述配戴者的所述眼睛的屈光异常的进展，
其中，所述镜片元件包括光学微结构，所述光学微结构具有不将图像聚焦在所述配戴者眼睛的视网膜上以减缓所述配戴者眼睛的屈光异常的进展的光学功能；
其中，所述方法包括以下步骤：
-提供所述配戴者的处方；
-确定所述光学微结构，使得当针对以距所述镜片元件的光学中心6.6mm为中心的4mm的瞳孔孔径通过所述光学微结构测量时，所述调制传递函数在包括在10至25个周期/度的空间频率范围内大于或等于0.07、优选地大于或等于0.10。
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