TW553733B - System and method of integrating corneal topographic data and ocular wavefront data with primary ametropia measurements to create a soft contact lens design - Google Patents

Description

553733 A7 B7_ 五、發明說明（1 ) 發明領域 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明一般係有關於一種用來增進眼睛視力之系統 與方法，更特別~在於：本發明有關於一種以主要不正視測 量整合角膜拓樸（topographic)資料與視覺波前資料，來 5 設計軟性隱形眼鏡之系統與方法。 發明背景 大多數人之角膜表面拓樸（topography )係非為球 面。取而代之的是，角膜之表面一般以：不同的、無法預 期而且獨特的變化率從角膜之中心向外到其周圍變化，其 10 變化方式對各個單獨的角膜係為獨特的。將隱形眼鏡放在 角膜之上的配戴能夠考慮此角膜形狀之不規則性。使用角 膜拓樸分析來提供有關於角膜形狀之資訊，該角膜拓樸分 析利用一角膜拓樸測量器。大致而言，一角膜之影像角膜 鏡包括有一攝影機，例如一電荷耦合裝置或是電荷耦合裝 15 置攝影機，該攝影機用來感應從角膜所反射之光環、光點 或光線樣式的影像。-攝影機將影像訊號傳送到一電腦或其 他的影像處理裝置，該裝置分析攝影機之訊號，並產生資 料，該資料用來決定人類眼睛之角膜的輪廓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明摘要 20 本發明係用於以主要不正視測量整合角膜拓樸資料 與視覺波前資料，來設計一軟性隱形眼鏡之系統與方法。 根據本發明，角膜的拓樸資料係藉著：使一隱形眼鏡之後 表面與一特別的角膜拓樸達到均勻地配合；或者使隱形眼 鏡之後表面係為基於特別的角膜拓樸之一平均形狀，用來 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 553733

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2) 設計配合度較佳的軟性隱形眼鏡。於均勻配合之隱形眼鏡 後表面的案例中，獨特之後表面設計亦修正了主要的以及 更高階之角膜光學像差。再者，視覺波前分析孫使用來決 定呈現於眼睛之中的總光學像差。利用隱形眼鏡之後表面 5 減去任何的角膜光學像差所修正之總光學像差係經由隱形 眼鏡前表面之設計加以修正。隱形眼鏡前表面之設計另外 考慮對特殊眼睛所需要之習用折射驗光處方元件。結果， 依照本發明所製造之眼鏡將顯出一改良之訂製配合度、最 理想的折射誤差修正以及視覺。 10 圖式之簡要說明 本發明之前述以及其他的特性將從：以下之詳細說 明；以及發明的說明具體實施例之圖式而更為明顯，其 中： 第1圖係為根據本發明之第一個整合角膜拓樸資料 15與視覺波前資料，來設計一軟性隱形眼鏡之系統具體實施 例的方塊圖。 第2圖係為根據本發明之第二個整合角膜拓樸資料 與視覺波前資料，來設計一軟性隱形眼鏡之系統具體實施 例的方塊圖。 2〇 第3圖係為根據本發明之第三個整合角膜拓樸資料 與視覺波前資料，來設計一軟性隱形眼鏡之系統具體實施 例的方塊圖。 發明鮫佳具體音施例之詳細巍里 本發明利用三個元件之不同組合，組成一用來設計 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 553733 五、發明說明（3) 一叮製的隱形眼鏡之系統與方法。這牝 波前分析、角膜拓樸分析；以及基球包括有：視覺 析。 - *衣面-圓柱驗光分 根據本發明，此程序藉由獲得有心' 5任意的角膜拓樸資訊開始。然而，、$測者眼睛 之任何不同的方法，拓樸資訊—般係轉換:獲得拓樸資訊 式適合用來設計-訂製之隱形眼鏡。使、――形式’該形 器或影像肖賴獲得原始的蝴㈣。肖膜拓樸測量 高度資料（elevation data)可以轉 1〇上，該樣式可以為：直線、極同心么到—網格樣式之 來容易地與一機構相配，一鏡片或多個r ^疋之型悲’ 藉該機構使用一 (電腦數值控制）見果之表面可以 造系統加工。該等系統之範例包括有：類似之製 15 接切削、銳、雷射燒炫/切削 。.戈=物之直 形的鑄造工具。 、壤槐，或者-可變 性二施加到處於—非屈曲狀態中之軟 广眼鏡㈣。再者，可以利用高度資料來指示： 後表面、僅於前表面；或是前表面與後表面結合之认 平均角膜表面的次要變化。接荖子於 20 θ, 又化接者，稭著考慮當鏡片放置於 目=之上h ’軟性眼鏡之屈曲（彎曲）來轉換資料。〜妒 :吕，軟性眼鏡之後表面曲率係較其上放置鏡片之角膜: 前表面平坦’例如〗到15毫米。因此，當利用原始的相 樸=科來設計-軟性隱形眼鏡表面或模具鎮塊時，已考廣 到早獨之角膜與f曲之高度的影f。 ^ 本紙張尺度適“目驛鮮（cns)A4^^ 297公釐） 553733

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可以將屈曲轉換高度資料對應到CNC網格樣式之 上且利用其來製作一軟性隱形眼鏡或模製工具之表面。 轉換貝料之優點在於製造一鏡片或模具鑲塊的能力， …、、員不出網袼樣式之上的厚度波動，朗袼樣式可以是或 5不是旋轉對稱於鏡片之中心。 如果製造之軟性隱形眼鏡適當地彎曲到下方之角 膜、，將會明顯地抵銷表面高度中之波動（高於或低於角膜 之平均球體表面）。於此方式中，將會抵銷角膜之像差與 不規則性，結果將會消除由於不規則角膜㈣之光學像 10 差。 雖然了解眼睛的整個角膜拓樸會產生大量有關於最 理心配戴幸人性隱形目艮鏡，以及由於不規則的角膜拓樸所 成視i像差之資g ’但其並沒有提供用來修正眼睛之總 視覺像差的足L。尤其是，晶狀體之麵面性、結構 15傾斜率·，以及偏心（不對準）一般係超越拓樸測量之能 力。 了以使用例如一封閉柱狀像差鏡（aberr〇SC〇pe )之 輸出來貫行最理想視覺波前之測量，其為一種經由點擴散 或線擴散測量視覺調整轉換功能（Modulati〇n Transfer 20 FunctionMTF)之裝置，或是任何可以測量、估算、内插 或計算視覺光學波前之裝置。 視覺光學波前之資訊關係到眼睛的光學組成部分， 包括有：角膜、晶狀體、系統長度、傾斜、眼睛之偏心、 非對稱不規則性；以及非球面性。雖然了解整個眼睛之波 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） ------------•裝--------訂---------^9— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 553733 15 Α7 Β7 五、發明說明（5) 前像差會產生大量之資訊，然而’其無法提供任何可用來 最理想配戴一隱形眼鏡之資料。 —欲達成整個視覺波長像差修正所需要改變鏡片表面一 之高度或斜率可以··只在後表面上；只在前表面；或是若 5干結合前表面與後表面之處實行。所需要之表面高度或斜 率之改變將考慮配合與修正角膜拓樸内的不規則性二需之 高度變化。因為軟性隱形眼鏡彎曲到位於其下方之角膜形 狀’藉由角膜外型與視覺波前像差所決定之高度變化可y 以··僅用於後表面；僅用於前表面；或者若干結合前表面 ίο 與後表面之處。 本發明亦利用貿用的球面-圓柱驗光資訊。此資訊包 括有：遠距球面（distance sphere);遠距散光圓柱焦度 (distance astigmatic cylinder power);以及軸；與近距 附加焦度（nearaddpower)(若有需要）。於本發明之 -個具體實施例中’此資訊係使用f用的主觀折射x技術加 以決定。否則，球面、圓柱；以及軸係基於—波前之分析 加以決定。這可以藉著：例如，將哈特曼謝客㈤伽咖 Shack)之波前資料降低到澤耐克（Zernike)係數項，並 利用相關項來導出球面、圓柱；以及轴之資訊加以達成。 現在參考第1圖，其中顯示根據本發明之第一具體 實施例。於此第一具體實施例中，使用一角膜拓樸測量器 來產生拓樸資料，接著使用該拓樸資料來界定 後表面。使隱形眼鏡後表面之形狀與其放置叙上的角膜 表面互補，亦考慮鏡片之曲率或彎曲。在此方式中，當鏡 _7_ 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（21G χ 297公爱「 -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553733 A7 B7_ 五、發明說明（6 ) 片位於眼睛之上時，隱形眼鏡後表面與角膜表面之配合類 似「手套中的手」。此拓樸界定之配合亦抵銷了大多數之 角膜光學像差。同樣的，—在此具體實施例之中係使用一波 前感應器來測量眼睛之總合光學像差。由於角膜所造成之 5 光學像差係藉著鏡片之後表面加以抵銷，從總合光學像差 中扣除該角膜光學像差，來產生一淨殘留光學像差。淨殘 留光學像差藉著隱形眼鏡前表面之適當設計加以補償。隱 形眼鏡前表面亦設計來補償第一階之習用驗光處方内容， 包括有：球面、圓柱、轴；以及棱鏡。 10 現在參考第2圖，其中顯示根據本發明之第二具體 實施例。於此第二具體實施例中，並沒有實行個別的分析 來決定習用的驗光處方内容。反之，習用的驗光處方内容 係從光學波前資料加以決定。此分析涉及估算光學路徑差 異或像差之多項式。於第二具體實施例中，與以上討論之 15 第一具體實施例類似，角膜光學像差係藉著隱形眼鏡後表 面之適當設計加以補償。同樣地決定了眼睛的總合光學像 差，並從總合光學像差中扣除該角膜光學像差，來產生一 淨殘留光學像差，該淨殘留光學像差藉著隱形眼鏡前表面 之適當設計加以補償。此外，隱形眼鏡前表面之設計亦考 20 慮特殊眼睛所需要的習用驗光處方内容。 現在參考第3圖，其中顯示根據本發明之第三具體 實施例。於此第三具體實施例中，其係使用一角膜拓樸測 量器來產生有關於角膜表面之拓樸資料，且尤其是角膜表 面中之不規則性。然而，該具體實施例使用一任意的隱形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 丨：---1------·裝--------訂---------^9— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 553733 B7_ 五、發明說明（7) 眼鏡後表面（該表面可能不是球面）來代替設計一隱形眼 鏡之後表面，該表面係為訂製者，且獨特地與特定的角膜 表面相配。結果，隱形眼鏡之後表面將不會補償所有的角-膜光學像差。取而代之的是，藉著隱形眼鏡前表面之設計 5 來補償角膜像差，該設計加上對特殊眼睛所需要之習用的 驗光處方内容，亦補償了顯示於眼睛之中的殘留光學像 差。 已經說明了本發明不同之較佳具體實施例，熟知此 技藝之人士將會理解到：所描述之配置係僅說明本發明之 10 原理，且可以裝置其他的配置與改變，而不背離如以下申 請專利範圍之本發明的精神與範齊。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. A8B8C8D8 553733 六、申請專利範圍 種用來隱形眼鏡之方法，該方法包含以下之 步驟： /走用一 _拓_量器以及-影像角膜鏡其中之-者， 來獲得某人-眼睛之角膜拓樸資訊； 使用一波前感應器來測量眼睛之總合光學像差； 利用角膜拓樸資訊來界定繩形眼鏡之後表面；及 使鏡片後表面之形狀與眼睛之一角膜表面相配合。 2·如申請專利範圍第1項之方法，該方法更包含有以下 之步驟： 利用角膜拓樸資訊來計算鏡片之後表面。 3.如申請專利範圍第丨項之方法，該方法更包含有以下 之步驟： 從總合光學像差之中扣除由於鏡片之後表面所引起的光 學像差，來產生一淨殘留光學像差；且 利用淨殘留光學像差來計算一鏡片之前表面。 4·如申請專利範圍第1項之方法，該方法更包含有以下 之步驟： 利用角膜拓樸資訊來計算鏡片之後表面； 其中該後表面具有一平均球面配合度。 5·如申請專利範圍第1項之方法，該方法更包含有以下 之步驟： 使用習知的驗光處方内容以及一完全波前測量，來計算 一鏡片之前表面。 6· 一種用來設計一隱形眼鏡之方法，該方法包含以下之 -10- 本紙土乂厌週用肀國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " " " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝------- —訂---------， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553733 A8 B8 C8 D8 、申晴專利範圍 步驟 /吏用一角膜拓樸測量器以及-影像角膜鏡其中之-者， 來獲得某人一眼睛之角膜拓樸資訊「 利用角膜拓樸資訊來界定該隱形眼鏡之後表面；及 使鏡片後表面之形狀與眼睛之一角膜表面相配合。 7·如申請專利範圍第6項之方法，該方法更包含有以下 之步驟： 利用角膜拓樸資訊來計算鏡片之後表面。 &如申請專·圍第6項之方法，該方法更包含有以下 之步驟： 岛從總合光學像差之中扣除由於鏡片之後表面所引起的光 學像差，來產生一淨殘留光學像差；且 9· 一 利用淨殘留光學像差來計算一鏡片之前表面。 用來設計一隱形眼鏡之系統，該系統包括有·· -角膜拓_難，_量㈣來獲得某人眼睛之角膜 相樸資訊； ” 一波前感應器，該感應器用來測量眼睛之總合光學像 一利用角膜拓樸資訊以界定鶴形眼鏡之後表面的裝 置；及 ^ 一用來使鏡之後表面的形狀與眼睛之角膜表面相配合 的裝置。 10.如申請專利範圍第9項之系統，該系統更包括有： 一基於角膜拓樸資訊來計算鏡片後表面之裝置。 本紙張尺度適準(CNS)A4規格⑵〇 χ二釐） 553733 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 11.如申請專利範圍第9項之系統，該系統更包括有： 一裝置，該裝置用來從總合光學像差中扣除由於鏡片後 表面所產生之光學像差，以產生一淨殘留光學像差；及 一基於淨殘留光學像差來計算鏡片前表面之裝置。 12·—種用來設計一隱形眼鏡之系統，該系統包括有： 一角膜拓樸測量器，該測量器用來獲得某人眼睛之角膜 拓樸資訊； 一波前感應器，該感應器用來測量眼睛之總合光學像 差。 ^子 13·如申請專利範圍第12項之系統，該系統更包含有： 一基於角膜拓樸資訊來計算鏡片之後表面的裝置； -從眼睛之總合光學像差計算—鏡片之域後表面以及 中間殘留像差計算之裝置。 14 ·如申請專利範圍第！ 2項之系統，該系統更包含有： —裝置’該裝置用來從總合光學像差中扣除由於鏡片後 表面所產生之光學像差，以產生一淨殘留光學像差；及 一基於淨殘留光學像差來計算鏡片前表面之裝置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -!1 訂·！ !l — ·線 _! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12-x 297 ) (CNS)A4 ^ (210