CN117957481A - 具有光焦度相关球面像差的非球面镜片设计 - Google Patents
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Abstract
本文描述了软性接触镜片组，以及基于取决于目标球面光焦度将不同水平的球面像差并入到镜片设计中而设计软性接触镜片组的方法。该不同水平的球面像差等于或小于零D/mm2，并且考虑临床上所测量的群体平均眼睛球面像差、制造变化和一般调节能力。
Description
技术领域
本发明涉及软性接触镜片组，以及通过以考虑佩戴群体、镜片制造和调节能力之间的变化的方式并入球面像差而设计具有改善视力的软性接触镜片组的方法。
背景技术
近视或近视眼是眼睛的折射缺陷，其中来自物体的光线聚焦在视网膜的前方。近视的发生是因为眼球沿着光轴伸长，或角膜的轮廓过陡。可使用负光焦度的球面镜片来矫正近视。远视或远视眼是眼睛的折射缺陷，其中来自物体的光线聚焦在视网膜的后方。远视的发生是因为眼球沿着光轴缩短，或角膜的轮廓过平。可使用正光焦度的球面镜片来矫正远视。负光焦度和正光焦度球面镜片两者的球面表面在将来自物体的光线重新聚焦成图像方面是不完美的。一种像差被称为球面像差(“SPHA”)。球面像差降低了图像的质量，因为来自由镜片的不同径向位置折射的物体的光线重新聚焦在沿着光轴的不同位置或焦点处，从而导致图像模糊。散光在角膜不是旋转对称时或在晶状体错位时发生，从而导致两个正交图像焦点。散光通常由非旋转对称的角膜表面引起，该非旋转对称的角膜表面需要负光焦度或正光焦度镜片定向在眼睛上以矫正近视或远视。定向需要眼睛上的固定轴周围的镜片旋转稳定性的手段，通常通过位于镜片周边的前表面上的厚度曲线来实现。矫正散光的镜片通常被称为复曲面镜片。另一方面，多焦点镜片用于治疗老花眼，并且也可以是复曲面镜片。
与其他弯曲的折射表面一样，眼睛系统(包括角膜、晶状体等)表现出一些SPHA。因此，当使用软性接触镜片矫正近视、远视、散光或老花眼时，软性接触镜片的SPHA和角膜可能以不受控制的方式结合，并且从而可能降低接触镜片佩戴者的视敏度。因此，有利的是以考虑许多引起或影响SPHA的因素的系统方式来设计软性接触镜片，从而产生跨球面光焦度范围具有改善视敏度的接触镜片组。
发明内容
本文中描述的是软性接触镜片和软性接触镜片组，以及基于取决于目标球面光焦度将不同水平的球面像差并入到镜片设计中而设计软性接触镜片和软性接触镜片组的方法。不同水平的球面像差是通过补偿群体平均的眼睛球面像差曲线和球面比较器镜片球面像差曲线而选择。本发明的方法提供了一种通过跨球面光焦度范围限制不同水平的所并入球面像差的数量来解决球面像差误差的有效方法。与具有相同基弧半径的球面比较器镜片相比，本发明的软性接触镜片和软性接触镜片组提供改善的视敏度。
根据一个实施方案，提供一种接触镜片组，其中该组中的每个接触镜片具有适于抵靠使用者的眼睛放置的第一表面和第二相对表面，其中该第一表面与该第二表面在界定该镜片的周边的镜片边缘处交会。每个镜片具有光焦度曲线和SPHA曲线，使得对于正光学镜片光焦度，SPHA曲线小于或等于零(0)D/mm2并且大于或等于-0.055D/mm2；对于在约-3D与0D之间的负光学镜片光焦度，SPHA曲线小于或等于0.0167*SP D/mm2，并且大于或等于-0.055D/mm2；对于在-3.5D与约-3D之间的负光学镜片光焦度，SPHA曲线小于或等于0.0167*SP D/mm2，并且大于或等于0.0356*SP+0.0467D/mm2；并且对于在-8D与-3.5D之间的负光学镜片光焦度，SPHA曲线小于或等于0.0082*SP-0.0301D/mm2，并且大于或等于0.0356*SP+0.0467D/mm2。“SP”表示这些数学公式中的球面光焦度，并且SP以屈光度表示。
在另一个实施方案中，对于在-8D与-3.5D之间的负光焦度，SPHA曲线小于或等于0.0082*SP-0.0301D/mm2，并且大于0.0167*SP D/mm2，并且在又一个实施方案中，对于在-8D与约-3D之间的负光焦度，SPHA曲线小于0.0167*SP D/mm2，并且大于或等于0.0356*SP+0.0467D/mm2。
第一表面和第二表面可以选自由以下项组成的群组：非球面、球面以及它们的混合形式，可以是复曲面镜片，和/或可以是多焦点镜片。
与接触镜片的球面比较器组相比，该接触镜片组可以提供改善的视敏度。
还提供一种接触镜片组，其中该组中的每个接触镜片具有适于抵靠使用者的眼睛放置的第一表面和第二相对表面，其中该第一表面和第二表面在界定该镜片的周边的镜片边缘处交会。镜片具有光焦度和SPHA曲线，使得对于正光学镜片光焦度，SPHA曲线等于0D/mm2；对于在约-3.5D与0D之间的负光学镜片光焦度，SPHA曲线等于0.0167*SP D/mm2；并且对于在-8D与-3.5D之间的负光学镜片光焦度，SPHA曲线为
0.0082*SP-0.0301D/mm2。
第一表面和第二表面可以选自由以下项组成的群组：非球面、球面以及它们的混合形式，该组可以包括复曲面镜片，和/或该组可以包括多焦点镜片。此外，与接触镜片的球面比较器组相比，该组可以提供改善的视敏度。
在又一实施方案中，提供一种接触镜片组，其中该组中的每个接触镜片具有适于抵靠使用者的眼睛放置的第一表面和第二相对表面，其中该第一表面与该第二表面在界定该镜片的周边的镜片边缘处交会。每个镜片具有光焦度曲线和SPHA曲线，使得对于在约-3D与0D之间的负光焦度以及所有正光焦度，SPHA曲线等于-0.055D/mm2；并且对于在约-8D与约-3D之间的负光焦度，SPHA曲线等于0.0356*SP+0.0467D/mm2。
第一表面和第二表面可以选自由以下项组成的群组：非球面、球面以及它们的混合形式，该镜片可以是复曲面镜片，和/或该镜片可以是多焦点镜片。
与接触镜片的球面比较器组相比，该接触镜片组可以提供改善的视敏度。
还提供一种接触镜片组，其中该组中的每个接触镜片具有适于抵靠使用者的眼睛放置的第一表面和第二相对表面，其中该第一表面与该第二表面在界定该镜片的周边的镜片边缘处交会。每个镜片具有光焦度和SPHA曲线，使得对于-2.9D与0D之间的负光焦度以及所有正光焦度，SPHA曲线等于-0.055D/mm2；并且对于在约-8D与-2.9D之间的负光学镜片光焦度，SPHA曲线等于0.0356*SP+0.0467D/mm2。
第一表面和第二表面可以选自由以下项组成的群组：非球面、球面以及它们的混合形式，该镜片可以是复曲面镜片，和/或该镜片可以是多焦点镜片。
与接触镜片的球面比较器组相比，该接触镜片组可以提供改善的视敏度。
还提供一种用于制造接触镜片组的方法，该方法包括以下步骤：测量群体平均眼睛球面像差曲线；将该群体平均眼睛球面像差曲线与球面比较器镜片球面像差曲线进行比较；产生补偿相对于球面比较器镜片球面像差曲线的该群体平均眼睛球面像差曲线以及根据球面光焦度的使用者调节水平和制造精度的球面像差曲线；以及形成软性接触镜片组，该软性接触镜片组跨球面光焦度的范围展现该球面像差曲线。
球面像差曲线可以跨整个球面光焦度范围等于或小于零(0)D/mm2。球面像差曲线可以通过跨球面光焦度范围的两个或更多个线性方程来描述。镜片组可以由非球面镜片、复曲面镜片、多焦点镜片以及它们的组合组成。
附图说明
以下附图通常以举例的方式而非以限制性的方式示出了本公开中所讨论的各种示例。在附图中：
图1示出了与球面比较器镜片SPHA曲线(线101)相比，群体平均眼睛SPHA曲线(线100)如何根据光焦度而变化。
图2示出了本发明镜片设计的示例性镜片1(线102)和示例性镜片2(线103)的SPHA曲线与群体平均眼睛SPHA曲线(线100)和球面比较器镜片SPHA曲线(线101)的比较。
图3仅示出了本发明镜片设计的示例性镜片1(线102)和示例性镜片2(线103)的SPHA曲线。
图4示出了针对示例性镜片1和2所测量的单眼和双眼视敏度。
具体实施方式
如上所述，本发明提供了改善的软性接触镜片设计、用于设计这种镜片的方法以及通过使由SPHA引起的图像模糊最小化来实现改善视力的镜片组。如下所述，该设计考虑跨患者群体的眼睛SPHA，以及来自制造波动对SPHA的影响和患者对变化的屈光不正的调节能力。
群体平均眼睛SPHA曲线通过将平均计算的眼睛SPHA根据球面光焦度(P0)作图而产生。所计算的眼睛SPHA是由从约3,500名受试者临床上所测量的波前来确定。波前是使用波前传感器或像差计获得，诸如可从Visionix,Luneau Technology Inc.购得的仪器。眼睛光焦度曲线P(r)定义为 其中w是所测量的波前，并且r是镜片半径。眼睛光焦度曲线P(r)用偶多项式拟合：P(r)＝P0+SA4r2+SA6r4+SA8r6+…。二阶系数(SA4)是眼睛SPHA，并且单位为D/mm2，其中D＝屈光度，并且mm＝毫米。按照上述方法，针对每个受试者计算眼睛SPHA，并且然后求平均值以产生如图1中的线100所示的平均计算的眼睛SPHA。也示出在图1中的线101是针对具有8.5mm的基弧半径的镜片所计算的比较器镜片球面像差曲线。可以使用其他具有不同基弧半径的比较器镜片。不是所有的比较器镜片都表现出线性或接近线性的SPHA曲线。在任何情况下，对于给定的基弧半径，具有负球面光焦度的比较器镜片表现出负SPHA，并且具有正球面光焦度的比较器镜片表现出正SPHA。不管球面光焦度如何，仅平镜片表现出零SPHA。
镜片设计基本原理
本发明的镜片组并入几个特定的设计原理和临床观察值。首先，参照图2，本发明的镜片设计以考虑眼睛、SPHA、制造变化和调节能力的方式将有限水平的零或负SPHA并入在特定目标的球面光焦度范围内，而不是以简单地抵消眼睛SPHA为目标，从而产生对于所有球面光焦度的净零SPHA。以这种方式设计净零SPHA忽略影响SPHA和总体视力的两个其他相互关联的因素，即由于镜片制造引起的SPHA的变化和接触镜片佩戴者可获得的调节量的变化。典型的制造SPHA变化取决于球面光焦度并且可以在-0.02D/mm2至+0.02D/mm2的范围内被校准。来自制造的负SPHA变化比正SPHA变化更不显著地影响视觉敏锐度，这是因为负SPHA可以至少部分地通过接触镜片佩戴者的调节来补偿。因此，SPHA对SPHA朝负侧偏移比正偏移具有更大的公差。通常，在-0.1至约+0.03D/mm2内的制造公差[具有3、4和5mm瞳孔大小]将足够好以满足SPHA的精度要求。由于近视和远视通常具有不同的调节能力，因此另一个操作设计特征是在球面光焦度范围内将SHPA曲线区段成两个至五个区段。以这种方式，在镜片设计中并入的SPHA量可以针对接触镜片佩戴者跨屈光不正范围的调节水平而调控。区段的优选数量是两个或三个区段。
本发明的镜片设计最适于最佳化眼睛的远距视力，而没有明显的调节滞后。然而，随着眼睛老化但在老花眼发作之前，可能发生小的或中等的调节延迟并且显著地影响近视力。在这种情况下，本发明的镜片设计将比球面比较器镜片所表现出的更多的负SPHA并入到高负光焦度中，并且将更少量的负SPHA并入到较低的负和正光焦度中。确切值是部分地通过确认负3D镜片通常提供最佳主观视觉来确定。图1所示的负3D比较球面镜片表现出近似负0.05D/mm2的SPHA。
总之，本发明的镜片设计规定了从SPHA曲线所计算的SPHA值。SPHA曲线被定义为连续分段的函数，该函数中的每个区段将SPHA值(D/mm2)与本发明的镜片设计相关联，这取决于其球面光焦度(D)。SPHA值等于或小于零(0)D/mm2，其补偿临床上所测量的眼睛SPHA、制造误差和调节能力。
参照回附图，如先前所述，针对具有约8.5mm的基底曲率和具有约1.42的折射率的材料的镜片，图1示出了与球面比较器镜片SPHA曲线(101)相比，群体SPHA曲线(线100)如何根据光焦度而变化。计算球面对照镜片的SPHA曲线，并且其基本上由方程式Y＝0.0167*SP定义是线性的，其针对负光焦度是负的并且针对正光焦度是正的。“SP”是指球面光焦度，并且单位为屈光度(D)。从如上所述的群体数据导出的群体SPHA曲线对于所有球面光焦度都是略微正的。
图2示出了图1的SPHA曲线，以及本发明的两个示例性镜片组实施方案的SPHA曲线。对于由线102所示出的标注为示例性镜片1的第一实施方案，对于正球面光焦度，SPHA曲线近似为零。对于在约-3.5D与-3.0D之间的负球面光焦度，SPHA曲线由0.0356*SP+0.0467D/mm2所定义，并且对于大于-3.5D的负球面光焦度，SPHA曲线由0.0082*SP-0.0301D/mm2所定义。对于由线103所示出的示例性镜片2，对于大于约-3.0D的负光焦度高达并且包括所有正光焦度，SPHA曲线由-0.055D/mm2所定义，而对于小于约-3D的所有光焦度，SPHA曲线由y＝0.0356*SP+0.0467D/mm2所定义。
尽管以上具体详细地描述了示例性镜片1和示例性镜片2的特定SPHA曲线，但是与球面对照镜片相比，跨整个球面光焦度范围具有改善的视觉性能的镜片组将通过SPHA曲线实现，该SPHA曲线对于正光焦度落在两个示例性镜片在图2上描绘的线上或该线之间。换句话说，小于或等于Y＝0并且大于或等于-0.055D/mm2。类似地，对于在0与-3D之间的光焦度，SPHA曲线小于或等于Y＝0.0167*SPD/mm2并且大于或等于Y＝-0.055D/mm2，对于在-3.5D与约-3.0D之间的光焦度，SPHA曲线小于或等于0.0167*SP D/mm2并且大于或等于0.0356*SP+0.0467D/mm2，并且对于在-8.0D与-3.5D之间的负光焦度，SPHA曲线小于或等于0.0167*SPD/mm2并且大于或等于0.0356*SP+0.0467D/mm2。
如先前所述，对于正光焦度，当前所描述的镜片组被设计成并入比球面对照镜片更少的SPHA，从而提供改善的视力。对于较高的负光焦度，SPHA不那么关键，这是因为正常调节可以抵消镜片中的一些SPHA。
跨镜片球面光焦度范围测试本文中所描述的镜片组。对39名受试者(78只眼睛)执行视敏度测试，其中36只眼睛的球面光焦度在-4D与-7.25D之间，20只眼睛的球面光焦度在-.075D与-3.0D之间，并且22只眼睛的球面光焦度在0.5D与3.0D之间。受试者在18与65岁之间，并且全部都是双眼的一次性硅酮水凝胶或硅酮水凝胶软性镜片(日抛型、双周抛型或月抛型镜片)的习惯性使用者。所有受试者在每只眼睛中具有小于或等于-0.75D的柱面误差，并且在每只眼睛中具有20/25(斯内伦(Snellen)或等效物)或更好的矫正视敏度。
在单眼和双眼两种情况下通过要求受试者阅读四米远的斯内伦视力表上的最小字母来测量视敏度。根据表1，视敏度以logMAR单位表示。
表1.斯内伦对LogMAR的换算图表
对于单眼视敏度和双眼视敏度两者，将视敏度测试结果一起求平均并反映在图4中。如所示出，对于单眼和双眼视敏度两者，示例性镜片1和示例性镜片2两者的视敏度大于20/20视力(由LogMAR标度上的零表示)，这表明本发明的镜片组跨球面光焦度范围提供改善的视力。
Claims (26)
1.一种接触镜片组，包括：所述组中具有适于抵靠使用者的眼睛放置的第一表面和第二相对表面的每个接触镜片，其中所述第一表面与所述第二表面在镜片边缘处交会，所述镜片边缘界定所述镜片的周边、光焦度曲线和球面像差(SPHA)曲线；
其中对于正光学镜片光焦度，所述SPHA曲线小于或等于零(0)D/mm2并且大于或等于-0.055D/mm2；
其中对于在约-3D与0D之间的负光学镜片光焦度，所述SPHA曲线小于或等于0.0167*SPD/mm2并且大于或等于-0.055D/mm2；
其中对于在-3.5D与约-3D之间的负光学镜片光焦度，所述SPHA曲线小于或等于0.0167*SP D/mm2并且大于或等于0.0356*SP+0.0467D/mm2；并且
其中对于在-8D与-3.5D之间的负光学镜片光焦度，所述SPHA曲线小于或等于0.0082*SP-0.0301D/mm2并且大于或等于0.0356*SP+0.0467D/mm2。
2.根据权利要求1所述的接触镜片组，其中对于在-8D与-3.5D之间的负光焦度，所述SPHA曲线小于或等于0.0082*SP-0.0301D/mm2并且大于0.0167*SP D/mm2。
3.根据权利要求1所述的接触镜片组，其中对于在-8D与约-3D之间的负光焦度，所述SPHA曲线小于0.0167*SP D/mm2并且大于或等于0.0356*SP+0.0467D/mm2。
4.根据权利要求1所述的接触镜片组，其中所述第一表面和所述第二表面选自由以下项组成的群组：非球面、球面以及它们的混合形式。
5.根据权利要求1所述的接触镜片组，其中所述组包括复曲面镜片。
6.根据权利要求1所述的接触镜片组，其中所述组包括多焦点镜片。
7.根据权利要求1所述的接触镜片组，其中所述组与接触镜片的球面比较器组相比包括改善的视敏度。
8.一种接触镜片组，包括：所述组中具有适于抵靠使用者的眼睛放置的第一表面和第二相对表面的每个接触镜片，其中所述第一表面与所述第二表面在镜片边缘处交会，所述镜片边缘界定所述镜片的周边、光焦度和球面像差(SPHA)曲线；
其中对于正光学镜片光焦度，所述SPHA曲线等于0D/mm2；
其中对于在约-3.5D与0D之间的负光学镜片光焦度，所述SPHA曲线等于0.0167*SP D/mm2；并且
其中对于在-8D和-3.5D之间的负光学镜片光焦度，所述SPHA曲线是0.0082*SP-0.0301D/mm2。
9.根据权利要求8所述的接触镜片组，其中所述第一表面和所述第二表面选自由以下项组成的群组：非球面、球面以及它们的混合形式。
10.根据权利要求8所述的接触镜片组，其中所述组包括复曲面镜片。
11.根据权利要求8所述的接触镜片组，其中所述组包括多焦点镜片。
12.根据权利要求8所述的接触镜片组，其中所述组与接触镜片的球面比较器组相比提供改善的视敏度。根据权利要求8所述的接触镜片组，其中所述组与接触镜片的球面比较器组相比提供改善的视敏度。
13.一种接触镜片组，包括：所述组中具有适于抵靠使用者的眼睛放置的第一表面和第二相对表面的每个接触镜片，其中所述第一表面与所述第二表面在镜片边缘处交会，所述镜片边缘界定所述镜片的周边、光焦度曲线和球面像差(SPHA)曲线；
其中对于在约-3D与0D之间的负光焦度以及所有正光焦度，所述SPHA曲线等于-0.055D/mm2；并且
其中对于在约-8D与约-3D之间的负光学镜片光焦度，所述SPHA曲线等于0.0356*SP+0.0467D/mm2。
14.根据权利要求13所述的接触镜片组，其中所述第一表面和所述第二表面选自由以下项组成的群组：非球面、球面以及它们的混合形式。
15.根据权利要求13所述的接触镜片组，其中所述组包括复曲面镜片。
16.根据权利要求13所述的接触镜片组，其中所述组包括多焦点镜片。
17.根据权利要求13所述的接触镜片组，其中所述组与接触镜片的球面比较器组相比提供改善的视敏度。根据权利要求13所述的接触镜片组，其中所述组与接触镜片的球面比较器组相比提供改善的视敏度。
18.一种接触镜片组，包括：所述组中具有适于抵靠使用者的眼睛放置的第一表面和第二相对表面的每个接触镜片，其中所述第一表面与所述第二表面在镜片边缘处交会，所述镜片边缘界定所述镜片的周边、光焦度和球面像差(SPHA)曲线；
其中对于在-2.9D与0D之间的负光焦度以及所有正光焦度，所述SPHA曲线等于-0.055D/mm2；并且
其中对于在约-8D与-2.9D之间的负光学镜片光焦度，所述SPHA曲线等于0.0356*SP+0.0467D/mm2。
19.根据权利要求18所述的接触镜片组，其中所述第一表面和所述第二表面选自由以下项组成的群组：非球面、球面以及它们的混合形式。
20.根据权利要求18所述的接触镜片组，其中所述组包括复曲面镜片。
21.根据权利要求18所述的接触镜片组，其中所述组包括多焦点镜片。
22.根据权利要求18所述的接触镜片组，其中所述组与接触镜片的球面比较器组相比提供改善的视敏度。
23.一种制作接触镜片组的方法，所述方法包括：
a)测量群体平均眼睛球面像差曲线；
b)将所述群体平均眼睛球面像差曲线与球面比较器镜片球面像差曲线进行比较；
c)产生补偿相对于球面比较器镜片球面像差曲线的所述群体平均眼睛球面像差曲线以及根据球面光焦度的使用者调节水平和制造精度的球面像差曲线；以及
d)形成软性接触镜片组，所述软性接触镜片组表现出跨球面光焦度范围的所述球面像差曲线。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述球面像差曲线跨所述球面光焦度范围等于或小于零(0)D/mm2。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述球面像差曲线由跨所述球面光焦度范围的两个或更多个线性方程式描述。
26.根据权利要求23中任一项所述的方法，其中所述接触镜片组由非球面镜片、复曲面镜片、多焦点镜片以及它们的组合组成。
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| PB01 | Publication |