TWI326594B - Methods and apparatuses for altering relative curvature of field and positions of peripheral, off-axis focal positions - Google Patents

Methods and apparatuses for altering relative curvature of field and positions of peripheral, off-axis focal positions Download PDF

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TWI326594B
TWI326594B TW096104398A TW96104398A TWI326594B TW I326594 B TWI326594 B TW I326594B TW 096104398 A TW096104398 A TW 096104398A TW 96104398 A TW96104398 A TW 96104398A TW I326594 B TWI326594 B TW I326594B
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Description

1326594 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 同時，巧妙操控視覺影像的像場彎曲 【先前技術】 本發明係關於-賴著㈣雜(周邊 =視加深的方法與裝置’藉此得以在提供 中2 =
近視普及報速地增加。舉例來說，研親示 視(-0.25D或更高)發生钱紐地竄升，自近 由4%增加至16〇/〇,且台灣16〜18歲學生的近視普及率高達科％。 根據中國大陸所做的人口研究報告指出，年齡在U 的女孩及37%的男孩為顯著近視人口(_丨〇〇D 又w/0 研究顯示50%具南度近視(超過__D)的人，會產生某此 的視網膜病變。近視顯著地提高發生視賴舰(取決於近視的程 度）、後機白内障及青光眼的風險。近視的光學、視覺及潛在病變 影，，以及所致的不便與個人及社會成本花#，使其迫切地希 望能有-有效的方法’可減低或防止或延緩近視的病發，或限制 孩童或年輕成人發生近視的總人口數。 因此，全世界極大百分比的人口都具有某程度的近視現象，其 需，以某_式的光學校正使這些人能看得清楚。忽略病發年齡 不論，已知需要進行更強而有效校正的近視人口大量增加。近視 可透過各式各樣的裝置而獲得校正，這些裝置包括眼鏡、隱形眼 鏡以及屈光手術。然而，這些校正對於減緩或阻止近視加深方面， 僅具極少的功效，且根據研究發現，其實際上可能反而會促使近 視的加深。 有種類型的近視[通常稱為“先天近視(c〇ngenitai my〇pia)’’]是 發生在出生時，其度數一般很高，且症狀可能會漸趨嚴重。第二 5 D:\B»iyPA\013Wei\?A-01J-0001-Spe.doc 1326594 種類^[有時稱為“青少年近視Guvenile辱_”或“學校近 發生在5到1G歲，且持續發展至成年期或超過成 』。第二種類型的近視[可被稱為“成年近雜触⑺外 =於年輕成年軸或是較年長之十幾歲的孩子(.丨9歲），並 年期間增加度數，其有顿平树麟續增加。 、 。建議用來馳或延緩近視的方法，需要顧抗蕈毒素藥劑如阿 ，f(a_ne)(-般用來麻痺視力的調節)或哌崙西平(pi臟扣此) 等藥物的介人。然而’長期使賴物可能伴隨麟在缺點，在於 造成模態的不確定。 '
已知^展早期，祕是㈣想的光學狀態*呈高度協調性發 展’即所，的“正視化(emmetr〇pizati〇n)”。從利用光學調節以預防 病，或延緩近視加深的觀點來看，應用於鳥類至高等靈長類等各 式脊椎動物的三個基本觀測，最後皆證實正視化過程可藉由視 回饋而獲致積極有效的調控。 、第一，以條件或實驗操控來阻礙清晰視網膜影像的形成，會造 成眼球不正吊的增長[稱為“眼軸延長(axial el〇ngati〇n)，，]，且會演變
成近視或近視眼，即稱為“形覺剝奪性近視(f〇mi_deprivati〇n myopia)”現象。 第二’倘若使患有形覺剝奪性近視的眼睛隨後產生無障礙視 見則眼睛將會以消除現存屈光偏差的形式發展。由於利用眼鏡 對近視偏差所做的光學校正會防礙其復原，故而需要視覺回饋連 同眼睛的有效屈光偏差才得以康復。 第三’利用眼鏡強加屈光偏差於正常眼睛[“正視的 (em^netropic)’’眼睛’即非近視眼或非遠視眼]，使其產生彌償性的 眼目月生長’以消除因透過鏡片觀看所產生的屈光偏差，此稱為“透 鏡補償(lens compensation)”。不論近視或遠視(遠視眼），皆可在各 6 D傅种P A\013\〇〇〇 1\ΡΑ·013·0«Π .Spfedoc 類的動物(包含靈長_师_上，分湖用貞鲜或正倍 片加以誘導產生。舉例來說’當影像藉由負倍率鏡片而被強置^ 7膜的後方位置(即後面)時，則會誘發近視。近視的加深將會因 眼轴的延長(其導致眼球的“延長，，)而被激發。 因此，負責正視化的機制會監視視網膜的影像並__ :===差。亦即，眼睛利用視覺散焦，誘導眼球 誤基H些3皮完全瞭解的原因，部份麵的正視化過程發生錯 於中央視力之有效焦距來治療近視的方法(‘】 …眼鏡），騎獅贼歧觀㈣加深，條财輯成果雙 t例綠，雙域输乡餘鏡#錢 ί==:深的方法。然而，研究其所發揮的功= 極有限的效果。以雙焦眼鏡的為例，其並盈法確保 =戴^讀循透過差不多的附加部分來_ ί二;J==焦隱形眼鏡，同時亦為視覺雙焦距。該 視網膜影像的品質1已知會產生視覺上 的問通，如軍輪、眩光及複料，導致其不受配戴者的歡迎。 另-_來賴個騎視域的光料 ㈣㈣⑽㈣”。在不足校正时，絲麟做正^眼鏡 D:V^/\Pa\OI3UKK)1\?A*OI J-OOOI -Spe.d〇c 7 1326594 或隱形眼鏡)予配戴者，該校正器的倍率低於清晰視覺所需的完全 屈光倍率。舉例來說’可提供_4.〇〇d的近視者一副_3.5〇d的眼鏡， 使該近視者相對上仍有_〇50D的近視。因此，此一方法暗示需要 以，種方式，將中央小窩的視覺影像(臨界視覺如視覺敏銳的最重 要，域)模糊化或使其退化。由於配戴者常期處於降低視力表現的 狀態，其會貶抑該等裝置的益處(如基於法定的視力要求，配戴者 將無法從事駕驶）。再者，證據暗示在某些個體身上，不足校正方 法甚至可能會促使近視度數的加深。
、減低、延緩或最後消除近視度數的方法，將使數百萬計罹患近 視的人口象丈極大的益處，同時降低與近視有關之個體、健康醫 療工作人員與提供者，以及政府機關等的成本經費。 【發明内容】 ，至目前為止’以操控眼睛中央視力的有效焦距來治療近視的 j又如雙：!、眼鏡）’對於預防近視或減緩近視的加深，僅具有限 ，效果。先前對於獅近視及近視度數加賴做的努力，^示性 ，認為眼睛的生長受_中央視力有關之視覺回_支配，且立
膜的中央（亦即眼球的中央窩）的視力依賴機 的確，有鑑概處所贿之觀點，根據 知的傳統裝置並無法控制像場彎曲，反而可能 造成近視，且因而產生與近視發展有_不利及潛 本土發明藉由控制離軸像差，提供一種減低、延緩或消除個體近 場=====咖咖像的像 個二 〇Λ^]\ΡΑ\〇Ι3\〇〇〇ι\ρΑ^)ΐ3·0〇〇1-5|«.άκ: 8 1326594 g的有效臟’可導聽軸變長、整體增大眼球尺寸及近視的 深的用^(且於許多案例中’停止或消除)近視加 置，減少、賴或翁目縣讀做計騎穎光學裝 學確且預先控制離轴光 與校正穿置來加以補ί置r像差，或疋結合眼睛的離軸視覺像差 =:(亦即中央窩)的= 網法處理的情況下’該視覺影像具有-位處周邊視 置，、ί rf前方)的周邊像場影像位置。如此的配 界視覺的晴，可提做難麵4有效之臨 明，為明確麓清定義，專門術語“前方，，其在方位上反 ;===交於相f點而言’此點位在測量自角膜至視網 ^於相對點而§ ’該點位在測量自触至視網膜的較大距離位置 本發明為治療近視所做的像差控制方法， 甘 及任何角膜虹皮_塑或塑造過程，包括角 重Ξΐίϊ是一種藉由短期配戴經過特別設計的隱形眼鏡，進而 光产·#上皮’亦即應用隱魏鏡來制暫雜地改變眼睛屈 又、'殊方法）’以及任何屈光外科手術過程[如表面角膜鏡片 陶利\PAM»3\〇»i>pM»3*〇〇M.Sptdoc 9 r肢膜成形術、雷射層狀角膜重塑術$ΑδίΙΚ)、雷射尸# =^^叫、訪从細麵娜AS卿，‘ 質上，獨畴凝獅額柄，最好是在實 態下施行，像i角膜^軸f直線排列，或保持中心對齊)的樣
Sit精：:法，皆可預期= fJ八導致準確且預先操控像場彎曲。 、鏡 以及角膜植入物 便^節點的裝置，以 差。t卜脑捉的方式，更自由且有效地操控周邊像 j眼鏡、含有用於角膜矮正術樣態的隱形眼 行，是以持續呈現於眼晴的樣態來施 性、高透氧硬接’像是持續配戴隱形眼鏡(軟 W 接觸式隱形眼鏡）、角膜矯正術、角膜席本 =、紐人物、前房高節透鏡及眼_節透鏡。藉由實 持、，性且無__覺做，可翻最纽的近視治療。 I然輕倍率及周邊縣呵在無f進行反覆性侵 可辦到，則本發明亦最好是以眼鏡、_目_軟性 问透氧硬性(Ρ杨為“RGP”)、鞏膜接觸 物的樣態加⑽行。 W膜復盍 新 的隱形眼鏡或角輯正術的例子中，可輕易地調配- 以覆蓋樣態來說，肖條脑上皮，將現存的覆蓋物移除， 新的覆蓋物固定至適當似，上皮細劇會錄生長覆蓋該裝 D：\^j\PAW3\〇〇〇i\pA^i3^〇〇i.Spe.doc 10 1326594 置 實質上持續性的刺激覆盖式樣態’如此對延緩近視提供一 -般而言，長魏戴或持續配戴式的隱形 f r性(RGP)隱職鏡’具有充分的魏通透性 期^可讓透鏡留在眼睛裡的特性 =:其仍可使充足的氧氣從“:= 於角膜橋正術中，可短期(如_期間)配戴隱形 口長期或從早到晚配戴的絲氧皮 ϋ為J Γ後即可將隱形眼鏡移除，使病患處於 態’即根據本發明沒有隱形眼鏡之角_正術的有效期t像差狀 計。价設 ί ’ ΐ::指定量之適宜的離軸或周邊像差， ί ΐ1=ίΓ<同現存的眼睛像差’皆處於精確地操控 :將影像位於或靠近中央窩時，位於周邊像場的影 像將處於比周邊視網膜之相對應位置更前方的位置。一古， 一種周邊或離軸像差的類型），雙線“與ί邊 δ [雙線焦間的距離稱為“史坦姆間距(mtervai s ，1 =;生最小的焦點直徑，且-般被視為是最佳當i隹 =位《。於徑向像散存在的狀態下，根據本發明崎入的像場 =連同適ί的屈光倍率)被巧妙轉控，如此縣合眼睛像差共 5卞用’使得至少較前方的線焦連同徑向像散位於比周邊視網^ 11 DAJJ 卿AVJUWOIVPa·^· •'Spe-doc 1326594 更前方的位置上，於是當中央影像位處或接近中央窩時，一部分 或於某些例子中全部的史坦姆間距將位於周邊視網膜的前方。 當操控像場彎曲使得後方線焦連同徑向像散聚焦於接近視網 膜或視網膜上，此一特別有利的配置將得以被瞭解。在此一特殊 配置下，當像散的雙線焦的其中之一被置於視網膜鄰近處時，則 該周邊視網膜影像亦將相對於該像散而對焦。 這些配置提供一持續性且清晰的中央視覺，特別是在延緩或消
除近視者力近視加^ ’或獅具近棚肖卿卩靖具有發展成近 視的體質)之非近視者(正視眼或遠視眼)產生近視 戴者一良好的十央視覺敏銳度。 于扠併配 【實施方式】
於早期發展過程中，雙眼一般是以高度協調的形式，朝向理相 ^視覺狀態生長，即所謂的“正視化，’過☆三種施行於鳥類至‘ 靈長類等各式脊軸麵基本細絲，皆已證實正視化受到視 周控。第一，以條件或實驗操控阻礙清晰視網膜影 球不正常的增長’並會演變成近視或近視眼， =所1域财式”近視。第二，若是患有形伽奪性近視 =目 產i非限制性視覺’則眼睛將會以消除現存屈光偏差 $ /式發展。由於眼鏡對近視偏差所做的光學校正會防礙盆 ，原够故而需要藉助視覺_連同眼睛的有效屈光偏差才得以回 ΐ的目用目ί鏡強加屈光偏差於正常眼睛上’使其產生彌償 消除因透過鏡片觀看時所產生的視屈光偏差，此 一現象稱為‘透鏡補償”。 因此’負貝正視化的機制，會監視視網膜的影像並調節眼轴的 ii的差。亦即’輯_視繼、，誘導眼球朝 12 AM)\3VOOO^ A^n-0001 -Spe.d〇t 1326594 基於某些尚未被完全瞭解的原因，部份個體的正視化過程會發 i錯誤’造成—般像是近視_光偏差。研究結果強烈暗示，視 見散焦以類似透鏡補償的方法，於此一正視化過程中扮演某種角 . &。截至現今為止’以操控眼睛的有效焦距來治療近視的手段(如 二艮鏡與不足校JL法），對於預防近視H緩近視的細雜具有限的 • 絲。確實，某魏據辦暗稍於某些娜而言，从校正可 能會誘發近視的加深。如我雛下來落裡贿觸，先前這 些對於預防近視及近視度數加深所做的努力，暗示性地認為眼睛 =生長制射央視力錢之視覺_的支配，且位於視網膜的 • =央(亦即眼球的中*窩區域)的視力依賴機制，將控制屈光的發 展。 又 本發明基於執行實驗所獲得的新發現與新知識，證實周邊視網 2有效改變或姉近視的發展、加深及退化。發繼實視網膜 周邊(亦即周邊視覺，或離軸視覺物相關的視覺，有 ，像場’0内影像的品質，對於決定整個眼_生長扮演著輪重之要為的】 色’且因此該縣自於周邊像場促使周邊眼球生長關激，將導 ίΐ個3尺寸的增加及近視的發生。以下源自我們的實驗觀測 '，、σ果’將支持騎視覺可械且充分控舰睛生長的這個主張。 觀測結果1 -周邊形覺剝奪所產生的轴性近視：在非人類的靈長 =兒的魏睛前面配置雜散光魏，其在不改變巾央視覺的 二降低騎視覺。尤其是在三週大祕河舰睛前方配置環 狀政光透鏡，該透鏡在恆河猴每一隻眼瞳孔前方的中心處，具有4 mm的楚孔洞當透過該孔洞觀看時，該中央視網網的 —顯著部分(大約分別在4 _的22.5。處及8 mm的45。處)將接收 • 職無崎的清晰視網膜影像。由㈣環狀散絲的存在，視網 膜剩餘的周邊區域將喪失清嘱視覺影像。 假使眼睛的生長僅受到中央視覺的支配’那麼這些允許清晰中 13 ΟΛίϊίΐΛΡΑΝΟ 13\000Ι\Ρ Α-013^)001 -Spe.doc 央視覺的環狀散光透鏡，縱使對屈光的發展有影響，也僅具極小 的影響力。與傳統原理相反的是，該強置的周邊形覺剝奪現象， 影響了中央屈光的發展。大部分經處理過的猴子，會產生明顯的 =視屈光偏差，其出現在正常猴子所發生之屈光偏差的範圍外。 這些I實驗所誘發的近視像差，是由於眼睛的生長導致玻璃體腔 室深度[其造成眼軸長度大於正常眼睛的眼軸長(即眼軸延長)]的增 加所引起。 曰 這些結果清楚地證實，周邊視網膜影像品質的改變，可有效且 充分地改變整個眼軸的生長及屈光的發展。 觀測結果2-軸性近視的恢復無需中央視覺：幼小的猴子對於形 覺剝奪性近視表現出驚人的復原能力。舉例來說，在其中一實驗 裡，當形覺剝奪被中斷，我們發現18隻猴子幼兒裡的這隻具 有形覺剝奪性近視(由_l.〇D至_ι〇·5Ε>)的嬰猴，清楚顯示由剝奪性 近視復原的跡象，且該動物仍可具有無障礙視覺。 狄於其他種類的研究中’強烈暗示該等復原受到視覺經驗的調 谛。於另一實驗中，我們測試了周邊視覺足以驅使視覺依賴形復 原的假說。五隻前述服難狀散光透躺引起近視或遠視的狼 子接受，試。在約四個月大的年齡時，將該環狀散光透鏡移除， 並利用氬氣雷射光(藍-綠)凝結術，將一隻眼睛裡位於中央窩中心 處(相Μ於中〜5至7。處)的視網膜2 mm至3 mm的圓开i部分切 除。另-隻眼_不處理，而使該動物實質上可有無障礙視覺。 如果由實驗所誘發之屈光偏差的復原需依靠中央視覺，則經雷 射處理過的轉理應無法復原。細，卻魏在所有這五隻狼子 裡’證據皆清楚顯示其巾經處理與未經處理的眼睛皆得以復原。 再者且更$要的是’在切除與未切除的眼賴，眼睛的增長與屈 光偏差的復原狀況並無系統上的差異。 14 D:\iif«iVPAO13'〇〇〇l'PA-OI3-0〇〇l-Spe.d〇c 1326594 這些結果充分地證實’巾錢覺並不是蚊實驗崎發之屈光 偏差復原無;ϊ；可或缺_素，且周邊視覺為有效且可充分 解標準的正視化。更重要的是，這些發現所激發的觀念，導出本 ，明的結論’即周邊視覺對於—般屈规差如近視的發生，扮演 著關鍵性的角色’對關邊視網膜影像的操控，可職性地^ 眼睛的生長及屈光的發展。 進-步的研究顯示’中斷如形覺剝奪或透鏡補償等的誘發近 刺激，僅#只是巾斷_段她的0销，亦會降低或甚至消除該 刺激誘發近視的踩。此暗示在“日戴者，，的方法巾，近視者在」 當:有-段特定時間(例如I作後及睡齡將其猶)停止使 裝置’則可能不足以或可能會折損其功效。當眼睛可以 崎或喊降赌視財法錢置，何以達到最 本發明藉由控制出現於眼睛輯軸周邊像差 ==r加深或引發近視形成的方法二是二 膜刺激。穷 藉以減低或消除引起眼軸延長的周邊視網 項提邊縣醜想且—雜的控_言，該方法必 ϋ的裝置 保持與眼睛光學同軸(具相當的軸狀對齊或同 軸朽就最大功朗方法練，預設之就校正及離 計，最好是持續性地提供予眼睛，以適用於 系統本除ί=Γ之卿的光學裝置及 法，其梅崎祕深的方 *<»〇i-Spe.d〇c t>； WW*A\D 13 WOI \ΡΑ·013, 15 1326594 本法與儀11 ’藉著—微赋，鮮地控制離軸周邊 存的㈣t控制該校正裝置的相對像場彎曲，或是控制眼睛現 位移至L J同校正裝置的絲像差，如此使得周邊視覺區被 鸾卜赤」較前方的位置，理想的情況是當中央影像位處中央 义古ϋ中央窩時，部分或整個史坦姆間距位於周邊視網膜的 :以赂彻：？而調整近視的加深。此一配置藉著提供-強烈的訊
Lri，周邊的增長’可提供持續性且清晰的中央視覺，尤 緩或'肖除近視者近視加深，或預防具近視傾向(即個體且
ΪΞί ίί_Μ)之魏财(正魏者或遠舰者)發生近視 的同寺，棱供配戴者一良好的視覺敏銳度。 "it本㈣的裝料會紐任何舰絲，敍不足校正方法 或疋雙焦點透鏡或漸進式光學裝置利發者，此置實質上並 7同時提供_者m視覺敏銳度。因此，本發明可在維 實?上持續性且清晰有效之視覺影像的同時’提供延 緩屈光偏差加劇的好處。
僅管本發明的像差控制可利用任何適宜的光學裝置來實施，這 些光學裝置包滅鏡、隱形眼鏡、細植人物(如覆蓋式或喪入 式）、前房調節透鏡、目艮内調節透鏡(I0L)等等，亦或細或上皮細 月^重塑或雕塑方法，包括角親正術(其是—種特殊哺形眼鏡技 術，藉由紐期配戴經過特別設計的隱形眼鏡，重塑角膜及上 以嘗試改變畴的屈光度），以及外科縣校正雜(如熱_角膜成 形術、表層角膜鏡片術、LASIK、PRK、LASEK等），該等像差和 制最好是利用可維持在眼軸相對中心處的裝置或方法^ 二 施，像是肌、㈣植人物、隱雜鏡、触橋正 以此方法，準確的控制周邊像差，可以精準且預設式的操控周 位置，並且不論眼睛做何運動，皆可維持中央視覺影像。 既然改變倍率及像差剖面(依配戴者近視變化的需求而定)可立 16 吻·and,職⑽叫繼枷伽 可迅速地驗光調配 -新在的：隱形眼鏡及角棋場正術的例子中， 嫌核肖職蓋式《，減可紗-實曾上 持續性的刺激，達到延緩近視的最大功效。咏供實質上 -般而言’長久_或持續配戴式 =硬雖GP)隱魏鏡，具有充分魏氣通雜， 在眼睛裡的特性，即儘管空氣中的氧氣= 可錢足晚驗錄賴料^膜以維 就角麟正術而言，可賴(如喊_)喊_眼鏡 ，長期或從早到晚配戴的高透氧類型)來重塑上皮細胞及0角膜為 那，後即可將隱形眼鏡移除，使病患處於理想的屈光度及 度狀態’即減本發明沒有咖彡眼鏡之角麟正_有效期間。 用於角膜橋正術樣態巾的隱形眼鏡設計具有雙重角色。因此，將 此-隱形眼鏡設計成在“治療”或“重塑”期間配戴於眼睛上時，該結 合眼睛、淚·透鏡(於隱職鏡後表面與肖膜上賴n聽而形 ^隱形眼鏡的像差，可根據本發明加以雛。此外，該隱形眼鏡 背或後表面輪廓，連同它的硬度及厚度輪廓，财皆控制該上皮 及角膜的重塑制’可以對其加以設計或選擇，如此則當透鏡被 移除時(即角膜矯正術的配戴透鏡“治療，，期間之後），該經重塑的角 17 D:W>PA\OI3WOI\PA-<»3-〇001-Spe.«i〇c 1326594 膜及上皮輪触·餘的視舰差可㈣本_而加以調控。 於此將詳細討論導致本發明之方法與裝置的發展。 a圖說明-理想的光學系統。該光學系統⑽由物體⑽ ίίίί折射，讀頭延伸自物體點C、A與B並聚焦於影像⑽ C’、A’與B’。於-理想的光學系統’該聚焦影像準確 ^象接收面⑽。一般而言，對於傳統的光學系統來說，該影 面(40)是水平或平坦的表面。因此，理想的聚焦影像亦應為 =平或平面狀。亦即，位於聚焦影像(3〇)上的點c，、A，與B，，應 洛於影像接收面(4〇)上。當聚錄像⑽與影像接收面_緊密排 ，成-線時’則每-個影像點(即c’、A，、B，)將清晰地聚焦於影像 接收面(40)，且該整體影像都很清晰。 、許多光學系統皆遭遇離軸像差的問題，即所謂的“像場彎曲”。 於第一 b圖中，另一光學系統(5〇)是自物體(6〇)折射光線至影像 =〇)。然而，由於存在有像場彎曲現象，該聚焦影像(7〇)並非完全 =於平坦，像接收面(80)的直線上。於該範例中，來自軸上(即座 落於或沿著絲祕的光學軸)的碰點A，將㈣ ⑽上的轴上影像點A，，且因而產生清晰的焦點。然而， (亦即偏離光學系統的光學軸或與該光學軸成一角度)物體點c與B 的^線，將聚焦於離軸影像點c”與B”，其落於該影像接收面/(8〇) 的前方(亦即與來自物體之光線方位相反的方向）。這些影像點 ，B將因此落於焦點外，並產生模糊的影像。於具有像場彎曲的 光學^統中’如於該範例所示，其中的離軸周邊影像點實質上位 處，前方或位於中心部位、軸上影像點的前方(亦即與由物體前進 至衫像的光線方位相反的方向），則該系統可謂具有負像場彎曲。 /第一c圖說明具有正像場彎曲的光學系統。於該等系統中，光 學系統(1〇〇)所產生之物體(85)的影像(90)，並不與影像接收面(11〇) 排列成一線。當來自中央物體點A的中央軸上影像點A，，，落於影像 18 D：\l5iii\PA\0)3yK)0l\pA-O13^»01.Spt.<l〇c 點c,，iUG)”時’該離鋼邊物體點c與B將聚餘離軸周邊影像 古。B”’，其實質上落於影像接收面(11〇)的後面，即相對較後 ，將 當与傻ΐ位上影像點A,”的後椎即光源方向)。此處， ϋ晰㈣#，、Β’”洛於焦點外且產生模糊現象時，影像點Π 為各的是’光學像差的量化描述，許多不同的符號法則已 細。於此文獻中，我們所採行的符號法則是， 方向相、舰,崎麟的雜，若與光線通過纟統的前進 該i老I』為正’若與光線的方向相反則為負。就像場彎曲而言， ^俊面3想(無像差)歸面’且糊注的錢為具縣的彎曲 曲二^)=:=二測===:該彎 是-先表學面^’眼睛的影像接收面即視網膜，其並不 該影像表面 a軸上物體或衫像此亦描述於第二a圖中。 時，==位影像點 D:\S?|fjVA\013\0001\PA-0| 3^〇〇! .Sptdoc 19 1326594 嶋嫩刪__雜物體_ 為了使眼睛橫跨整悔像皆可接收到清晰聚 Ιί：ί；^!(1Τ 180^200) * 隹視、用膜表面(136)上。此理想的概要說明於第二d圖。 既然眼睛的視網膜並非為平坦表面，當將眼睛的視 以姉料f絲考量較觸便。_對像場彎 ^ ^在不同的視場角，相對於中央影像與視網膜的軸(前 位後)影像點位置。因此，既朗邊影像點⑽與200) 的位置’職使描述於第二d圖中的眼 <月（〇)衫像面(136)具有-實際上為負的像場彎肖，並沒有產生一 Γ自目彎曲[亦即相對於視網膜(136)的彎曲]，且因此在所有視 =的衫像點皆清晰的聚焦於視網膜上，膽個影像皆可清楚地 i日圖顯示一實質上具有負像場彎曲的眼睛⑽)。來自一遠 藉由該眼睛聚焦’以此方式則當軸上中心影像點 ί旦if、於i見網膜上時’位於中(23〇)及遠(24〇)周邊(離轴)視場角 ϋ象點，會聚焦於較中心影像點(22〇)前面(前方，或與光線前進 =相反的方向)的位置。既然在這些周邊視場角的影像點(23〇與 亦只質上聚焦於彎曲視網膜(250)的前方，則周邊視場的影 象點=30與240)將落於視網膜的焦點外，且對眼睛(21〇)而言呈現 椒糊影像。因此’該眼睛患有負相對像場彎曲的症狀。 β ί^於圖解呈現及評估相對像場彎曲的狀態，較方便的做法 ^藉著將彎曲的視_表面，成—平坦表面來標示該相對像 場彎曲:，即，視網膜的曲率被幾何平面化，且因此可以一直線 或平面來呈現。該録描繪為三度空間幾何平坦(重㈣)的視網膜 表面的二度空間橫切面。第二f醜示描述於第二e ®巾眼睛之相 20 DA^lVPAMH^NOOOINPAOI^oOOi^Spejjoc 1326594 對像場彎_圖解。該視賴已被請為—直線(22G)。其立即指 ，該影像面(242)橫跨整個視麵範圍而位於該視網膜的前方。於 邊文獻的其餘部分’相對像場彎曲此類的圖解表示，其亦常被使 用於，，腦輔助之光學麵的輸^資料，將被稱之為“相對像場彎曲 圖解。LX光學純或眼睛的姉像場彎_整體表現來看， 其可利用一相對像場彎曲圖解加以概括或迅速的評估，則其餘有 關光學系統或眼睛所產生像場—曲結果的細節，將無需被涵蓋於 此一圖解描繪說明中(先前圖式中例入考量者）。 第一 g與二h圖為具有正像場彎曲的眼睛(26〇)。如第二h圖所 見的相對像場彎曲轉，該眼睛亦具有—正_對像場彎曲，其 中該影像面(262)上離軸周邊視場角的影像點(266 與268)，位於該 中心軸上影像點(264)與視網膜(290)的較後方處(或背後，亦即光線 的方位上）。於此狀況下，當周邊視場影像點(266與268)並未聚焦 且呈模糊狀時，該中心影像點(264)則清楚的對焦。 第二a與二b圖描述一具負像場彎曲的眼睛(3〇〇)。既然中心軸 上影像點(310)位於視網膜(32〇)的後方(亦即位於光線的方位上）， =眼睛，護人員如眼科醫師、驗光師、眼鏡商、視覺橋正師及視 學豕所熟悉的方式，利用如自動驗光儀、折射器頭或視鏡架 ^標準技術加以測量，該眼睛皆會被視為遠視眼 。然而，由於該 ，例中存在有負像場彎曲，較大視場角的離軸周邊影像點(33〇)會 落於視網膜(320)的前方(亦即與光線方向相反的方位因此，該範 例中的眼睛就周邊視覺場區而言，實際上為相對性的近視眼。此 可由第二b圖中的相對像場彎曲圖解而清楚得知，圖中清楚顯示 '^心(310)至中-周邊視場為遠視(聚焦於視網膜後方），但中_周邊至 运-周邊(330)則為近視(聚焦於視網膜前方）。 第二c至二d圖描一具正像場彎曲的眼睛(340)。既然中心軸上 影像點(350)位於視網膜(36〇)的前方(與光線方向相反”該眼睛以 21 D:M| 辦A\OI3«»〇i'PA*OI3*OOOI*Sptdoc 1326594 眼睛醫護人員所熟悉的方式，利用如自動驗賴、折射器頭或視 鏡架等鮮技術加以測量，皆會被視為近視眼。然而，由於該範 例中存在有正像場彎曲’較大視場角的離轴周邊影像點㈣)會落 於視網膜(360)的後方(亦即位於光線方向上)。因此該範例中的眼睛 • 就周邊視覺場區而言’實際上為相對性的遠視眼。此可由第三d • 目_對像場彎關解而清楚得知，®巾清楚顯示中^(350)至中-周邊視場為近視(聚焦於視網膜前方），但是中_周邊至遠_周邊(37 則為遠視(聚焦於視網膜後方）。 第四a至四k圖詳述本發明的理論依據。截至目前為止，所有 Φ 企圖誘發或控制近視成長所做的嘗試，皆暗示其僅考慮中央視場 的屈光狀態。這疋因為現今屈光偏差的測量標準，包括眼科醫師、 驗光師、眼鏡商或其他的眼睛醫護人員所使用的驗光架、折射器 頭及自動驗光儀等，皆是測量位於非常接近於眼睛中央窩處，即 貫貝上位處眼睛中央視場處的屈光狀態。於傳統的理解範圍内， 如顯示於第四a圖的眼睛或光學概略圖，負屈光被模糊弱化，亦 即错著眼睛(408)的固有視覺、或計劃性的干涉如調配過度負倍率 的眼鏡鏡片（410) ’將影像點(4〇2)置於視網膜(404)與中央窩(4〇6) 的後方(亦即位於通過眼睛的光線方位向上），此將提供眼軸延長的 φ 刺激[如箭頭(412)所指的方向]，而導致眼睛(414)以符合透鏡補償 性近視的現象，朝往位於後方之影像點的方向生長，結果會對正 視眼者(沒有任何屈光偏差的人)或遠視眼者造成近視現象，或導致 原來就患有近視的人近視度數加深。 此一僅著重於眼睛軸上或中心視場屈光狀態的受限性考量，形 ' 成傳統光學方法中採用來預防近視發生或延缓近視加深的基本原 . 理。此類傳統方法中的一種是利用正模糊弱化原理，其是將正中 心或軸上影像置於中央窩的前方，以便除去引起眼軸延長或眼睛 生長的刺激。此即導致利用不足校正法來延緩近視加深的傳統方 式。如描述於第四b圖中的眼睛及光學概略圖，不足校正法需要 22 D：«?WPAy>13V)〇〇|\pA^,： 3-0001.Spe.doc 1326594 蓄意地將中心軸上影像㈣)聚焦於視網膜(418)與令央寫( 前方。此是藉著雛-齡於使姻_清晰視覺之標準倍 ‘正倍率(或是稍低於近視者所需的負倍率_故而此方法通常^ 不足校正法’’)至光學校正(422)而達成。舉例來說，對於一 ^ -4.00D以獲得清晰視覺的近視者，可調配_3 5〇1)的鏡片。雖然 方法對於某些麵在職近視加社？少有些功效，然其顯^並 非對所有個體都有效果。事實上，已有研究結果暗示，不足校正 法實際上可能會導致某些侧的近視加深。再者，且錢最有問 題的部分是’此方法毫無疑_會使喊低於適#
覺讀用者中央_〇)上的影像模糊弱化，且可能會^酉月己C 進行某些特定且具危險性的視覺任務，如駕駛。 如顯示於我_實驗巾，邊視場即足夠且姐的驅使 =長，該眼睛的生長導致眼軸延長，且最後導致近視的生成或 關鍵性的實驗結果’說明於第四c圖的概略眼睛與光學圖 2。於此-實驗中’配戴環狀散光透鏡(424)於靈長類動物的眼睛 刖方。該散光透鏡(424)可允許來自軸上中央視場物體(428)的光線
(427) ’無阻礙的侧眼睛(426)上。相同的環狀散光器(424)會散播 或傳播來自離軸周邊視場物體(43〇)的光線(429)。此一散播現象僅 誘發位於周邊視場(430)上的雜視覺㈣產生形賴奪，而仍維 持^央視場(428)崎晰視覺。從事近紐展的減科學家已瞭解 的是，施加至整個視覺場區(或中央視場)的形覺剝奪，會誘發眼軸 的生長而導致近視。在我們的實驗中，僅在周邊視場產生形覺剝 奪’眼睛仍由於目味延長[如箭頭(432)所指示的方向]或眼睛的生長 (434)而形成近視。 於該實驗的延伸實驗中，於形成實質量的近視之後，將該環狀 散光透鏡(424)自部分眼睛中移除。當該散光器被移除，靈長類動 23 D：\J?f{iVPA'1>,3V〇W)l'*>A-013-0〇01-Spe.d〇c 物的近視量會減低’如第四d_解中的實線所示。 再者’於該實驗針對其他眼睛的平行對應延伸實驗中，除 形成實質量的近視後將散光器移除以外，並且又利用氯氣(藍 雷^凝結術將視網膜的黃斑部分切除，消除靈長類動物的中央) ，覺，使其在保有周邊視覺的同時，實質上喪失中央視覺。僅管 ，此方法中，轴上巾心、財央窩視覺被帽，然其對於近視 減^仍和中央視覺未針擾時的情況綱，即如描述 圖中的虛線所示。 d 範例 以下附加實驗說明進-步的研究，其提出一連串關於中央 視網膜，對於眼睛生長過程中視覺依賴性變化的調節， 是否，光學散焦敏感等等問題。所有實驗皆在 型。’可、執’目其被$為是人麟射誤差發展的最有效模 以下Ι&例之結論支持本發現，即周邊扮演了 0、^^生長_節；2)近視·展；3)科視力的影響見 將掩蓋中央視力的影響);以及4)操控周邊視力將影響眼 範例1 睛===:出中央_常的正視化(也就是眼 五隻嬰猴(平均年齡19天)各-眼中的此中央 力也鄰該中央窩的視網膜區域），用氬雷射ΐ倍頻 於此祀例級雜用到雷__巾，亦可任何能夠= 傳柳AWI3V〇〇〇|\PAO13*〇〇〇|-Sptd〇c 24 未處理發^扮演録制肖色，應可翻處理過與 性然而視過㈣比例與/或效力應存在差異 間的任—時門:二射誤差與/或眼軸尺寸’在整個觀察期 州ϋ點都久有差異。所提供之動物的兩隻眼睛(處理及未 此 隻動物ίϋί 一致的。參見第十三a到第十三c醜示， 沿著iif: ZAK，YQX CQR)s_折職差數據，皆 色線條沒有任何符號者，代表正常對照 角形。作為舰i: 圓形、菱形、三角形和倒三 數據。 正結果綱，巾央糾魏對正f正視(也就是控制 馨下:二、和折射㈣)而言並非必要。周邊視網膜自己便可調 整正常的折射發展。 範例2 這^驗提出完整中央窩對形覺剝奪性近視_發展是否為必 、問，，以及隔離的周邊是否會因應近視遺傳因子的刺激，產 生。正常的眼睛生長。約三週大的時候，使用氬雷射切除九隻嬰 狼单眼的巾央窩和大部分周邊巾央窩。後來，單眼形覺剝奪包括 雷射切除眼睛中使用散光眼鏡透鏡。 對所有六隻猴子而言，完成飼養期（基本上從三周到五個月 大），經處理的(也就是經雷射切割及形覺剝奪)眼睛變得比另一隻 25 D:\^ftj\PAM>13V000l\?A-01J-〇aH-Spc.doc 1326594 眼睛長，且比另-隻眼睛近視更深。第十四a到第十四c圖顯示三 隻動物(實驗編號為FID，EDE，JAC)的折射誤差數據。第十四d、^ 顯示全部這六隻猴子眼睛間的差異。在第十四d圖，每 物的實驗結果以不同黑色的符號表示：方形、圓形、菱形、三= 形、倒三角形和六肖形。作為對照之用，黑色線條沒有‘心 者’代表正常的對照數據。此實驗的結果說明，機能性的究υ 展並非必要，且周邊處輸影像退化 範例3 此實驗考:t-完整_邊對正f的正視化是^為必要。 土這九隻鮮約三周大時，贿頻YAG雷射瓣其t ⑹料甘—^伸視網膜鑛齒緣（也就是視網膜最周邊的界 接著二rif子而言’姆的部㈣血管_伸至赤道部。 接者，允许所有的這些動物進行無障礙視覺。 許多動物於折射誤差(有時相當明顯)方面顯示有 介但幾乎所有動物經雷射程序後，可报快地形成平衡 „雙眼最終將具有相同的折射誤差 =曰斤=尺 :和轴向長输大的差異)。然而，在每一荦例中， 睛最後開始往遠視方向移動。第十 五、： ^所有鮮兩眼_差異。作為對照之用，黑 戈表正常對照數據。於第十五 月=二儿 除處理之動物所呈現的社果:母各別經周邊視網膜切 Ξ寫之=的形和倒三角形；用白的(開放)圓圈表示已去除中 组的實驗結果在解釋上更加複雜，因為 田射轉對兩群__皆魅奸直制 〇：\5flM»A\O!3M)00i>PA-Ol 3-000» -Spe.doc 26 1326594 睛的前段被影響， 晶體的厚度增加， 狀體的深度減少。 以致水晶體出現正調節(眼前房的深度減少，水 且水晶體前與後表面的曲率半徑減小），且玻璃 此結果表示周邊的雷射切除 該結果亦證實殘留的中心視網膜 常的折射誤差平衡。 、 會改變正常的折射發展。此外， ，將不足以長時期維持兩眼間正 為必^貫驗說明對於开> 覺剝奪性近視而言’完整的周邊視網膜是否 ，隻三周大的猴子’用倍頻YAG雷射切除其中一眼的令至遠 峰部分終止於赤道部。麟，雜规鏡透鏡使 、、雷射切除的眼睛產生單眼形覺剝奪。 去肪如I十六&和第十六13圖所示’兩隻狼子經處理過的眼睛，並 沒=號覺ΐ奪性近視的跡象。（作為對照之用，黑色線條 基因刺激產生不正常軸向生長是有其必躲的。 概 範例5 為侧邊触是否微射央祕的·發展。該實驗 田μ例3和4之周邊形覺剝奪實驗的散焦類似物。 配齡開始，嬰狼在眼睛前方裝置有雙眼負倍率(七隻動物 的二片中率(4隻猴子配戴+3D)的眼鏡_。兩眼瞳孔上方 到ιί制。以形成—直徑6彌的孔洞，如此則中視覺並未受 —制 此方法，我們提出周邊的選擇性遠視(相對為參，与德 洛在視網方)或近視(姆為正，雜落在視峨前方)散 對負-透鏡群組而言，七隻猴子中有五隻顯示具有近視折射發 D:V$舰糊3職細 27 1326594 展的明顯徵兆。此說明周邊遠視散焦(影像落在視網膜後方)產 向近視。參見第十七a到第十七廿圖。 在第十*ta到第十七(1圖丨，白色符號表示左眼折射誤差，且 黑色符號表示相對右眼的折射誤差。第十七3和第十心圖顯示動 物配戴具有6mm孔洞之負倍率透鏡的結果，第十七^和第十七4 圖顯示動物配戴具有6mm孔洞之正倍率透鏡的結果。實線沒 號者表示對照用的正常對照組猴子。 第十七a到第十七d圖證實周邊内相對的近視散焦(影像落在 視網膜前方，或些許遠視散焦)並不干擾中央窩正常的折射發展。 某些數據暗示正周邊透鏡改變眼睛的形狀。範例i到5實驗结 ^顯示’周邊散焦可改變中央窩的折射發展，且強置性相對遠^ 和近視的周邊折射誤差會差異性地改變眼睛生長。 上述_和實果清楚地證實餘周舰場適當的近 ，-減輕刺激，（本質上僅為周邊的局部刺激)即可有效且足以延緩 ίίϋΐ視發展’或減少、除去或逆轉近視加深。_先前的實 =魏3崎細峨，細_彡覺剝奪和透 關聯，一般是指局部透鏡補償效應(也就是僅應用 不足校正僅應用到周邊視場)亦會提供類似 ί 減輕。此由第5範例的結論得到強有力的支持，其 鮮干涉’即會產生触透鏡補償的 ΐ視ίί 也就是說，僅在周邊視網膜產生散焦即足以控制 僅在職視場料足校正對傳鮮歧有 _像靡财央窩，因麟有嶋 敏銳度(如駕駛、閱讀、看電視等等)的配戴者，仍 的中心t央窩視覺。此為本發明的主要原理，其並用第四^第 〇:\9flj\PAU»3V0001\PA-OI3-0001-Spe.doe 28 1326594 四f圖加以詳細解釋。
於第四e與四f圖中，具有近視傾向(亦即由於近視雙視或長期 性近距離工作等因素’易形成近視眼的近視者或非近視者)的眼睛 (436)，配戴有本發明的光學裝置(438)。設計該光學裝置(438)，會 使眼睛(436)產生負相對像場彎曲(44〇)。因為中心軸上影像點(441) 銳利地聚焦於中央窩(442)上，產生良好的視覺敏銳度，故此一配 置將優異於傳統的不足校正法。由於產生貞相對像場彎曲(44〇)， 周邊影像點(443)會聚焦於較前處或視網膜(444)前方(亦即與眼睛 光線相反的方向）。經由我們的實驗結果顯示，此會使周邊視場產 生!目，不足校正的效果’而其將控舰_生長及眼軸的延長。 也就疋說，由於離軸周邊視場影像點(443)位於較前方處，對於眼 軸生長關激將鴨的降低、消除或雖，進崎低或消除近視 的形成，或降低且甚至逆轉近視加深的現象。 周邊視場對於驅使近視加深的重要性，亦解釋為何傳統不足校 正，對於中央視覺的作用，並非對所有人皆具有其功效，且事實 上某些已發表的研射，顯示其對於某·體會有加深近視的 ί見.象。
於第四g與四h圖中’眼睛(446)利用傳統的不足校正法施以不 療。此輯以絲裝置(448)實婦統料足校正，利用 連同眼睛視覺，或利用光學裝置本身，誘發一顯著量 t相對像場_曲(45G)至該眼。因此，雖然此方法可將中心轴上 =.1(451)置於中央窩(452)的前方，企圖以此降低眼睛的生長， 二，場f曲⑽)的產生’使得離軸周邊視場影像點 二…G、’祠膜(456)的後方(亦即與眼睛中的光線方向一致）。 =^們的實驗結果顯示，證實眼睛周邊確實具有驅使眼轴生長 何努力想控财吨料齡置，這些過度校正 的周邊衫像點會誘發刺激而使眼軸延長[如箭頭(458)所指之方 29 DMWlW»A\〇13\0〇〇i\pA4)lj. ^001-Spe.doc 1326594 向]，導致眼睛的生長(460)及近視的加深。 對於具有相對正像場彎曲(464)(如顯示於第四i與 本發_光學裝置(466)被設計與眼睛的視覺結合，x k供一 >月晰銳利的中央焦點(精)以及—淨負相對像場彎曲 如/^於第四k與四1圖）。此使得該結合的眼睛與光學裝置 ^，被復原至與描述於第四e與四f _似的狀態，其可有效地 消除引起_生長與近視加深歧視形成 供一良好視覺敏銳度所需之清晰銳利的中心焦點。W了持‘ 盐,ϋΐ方1述’現在應可輕易地瞭解，此一可延緩、消除或逆 5 法’是藉著引用—光學裝置或是應用調節方法而 ΐί^ ίί包含眼鏡、隱形眼鏡、人造角膜裝置，如覆蓋 忿膜植入物、前房調節透鏡、眼内調節透鏡，而該調 Γ綠1 ί膜或上皮的重塑或雕塑法，包括角膜矯正術以及屈 先手術’如表面角膜鏡片術、熱-角膜成形術' LASIK、LASEK與 可在視網膜處提供一最終淨相對像場彎曲，且為能持續 險f見fr務所需的良好中央視覺敏銳度，該光學裝置 或先子調即法，應確保中央視場影像可良好㈣、於視網膜上。 ❿ 值得注意的是’雖然適當類型的屈光散焦，於透鏡補償 使眼睛生長(或不生長)而導致近視(或其退化），然而當 ^先政：作用相當強時，由於劇烈散焦作用使得影像品質大為折 摘，此時視覺㈣可龄轉魏形·奪現象，且因此可能誘發 ^視。舉例來說，當配戴+〇.5D鏡片❿使影像被置於視網膜的前方 ，，引起眼軸延長的舰將被除去，料視可制控制。然而， ，影像被置於太過前方的位置時，舉例來說，卿+犯鏡片造成 ^現象時，職賴上影像的魏可齡過於強烈，使其演變 倉1見剥奪，且可*導致近細彡或近視加深 。於此狀^兄^， ’官使用的是正倍率的鏡片’且縱使視覺影像形成於視網膜前 30 D：\^(jVPA>0i3M»Ql\PA-0l3-O0Qt*Spe.4oc 1326594 ’結果仍賴魏視而麵_視。讀場肖而言，不論影像 =於中央或周邊位置，皆可能由透鏡補償效應轉變為形覺剝奪效 二因此’為使本發誓揮其姐，周邊視場角相_像場彎曲 ^小值’須大到足以消除引起眼軸延長的織，而相對負像 劳考曲的最大值，則不可以大到造成周邊視覺影像的嚴重退化， j而引_覺轉性近視。我們認為可有辦療_對像場彎 ，小值’約為+G.25GD至+G.5GD左右的球面當量平衡度數(亦即 於最小模糊圓處_得的屈光度）。我懷為造成實f性視覺退化 (可導致形覺剝奪性近視)前的相雜場彎曲最大值，約為+3 5⑽
衡度數’其絲可有競療近視之負
本發明的其巾-實施例，是彻可傳遞適當量之貞像場彎曲的 眼鏡。實施此類眼鏡的一範例，說明於第五a至五c圖。當具-3D ^性近視騎睛以標準眼鏡(舉例來說，僅以箱)的校正倍率加以 校正’但並未企圖控制或調整眼睛_鏡片結合物的像場彎曲時，此 範例中眼睛視_的合餘雜場f料為正值，鮮五a圖顯 不者相似。就周邊視場角而言，許多典级的光學系統(包括此一特 殊眼，）’皆存在相當大量幢向像散(__顧邊縣喃型）。此 可由第五a圖中存在二條座標點曲線的像場彎曲顯示出。如熟悉 該，項技術之人士所瞭解的，標示為“τ，，(5〇2)者，代表徑向像散 切線焦的焦點位置及相對像場彎曲，且標示為“s’’(5〇4)者，代表 徑向像散“矢切”線焦的焦點位置及相對像場彎曲。 如眼睛醫護人員所瞭解的，像散可歸類為“單純性(simple)，，像 散、“複合性(compound)”像散或“混合性(mixed)”像散。單純性像散 (simple astigmatism)的發生，是當其中一(可能是矢切或正切)線^ 位於視網膜上，而另一線焦則位於視網膜前方(單純性近視像散的' 情況)或後方(單純性遠視像散的情況)時。複合性像散(c〇mp〇und astigmatism)的發生，是當矢切與正切線焦皆位於視網膜的相同側 31 D:卿J\PA\013\00<n\PA"013*000，.Spe.d〇c 時’不論二者皆位於視網膜前方，或二者皆位於視網膜後方。舉 例來說，當二線焦皆位於視網膜的後方時，則發生複合性遠視像 月文。混合性像散(mixed astigmatism)的發生，是當其中一線焦位於 現網膜的前方，而另一線焦位於視網膜的後方時。於此狀況下， 眼睛沿著像散的一頂點處為遠視，而沿著另一頂點處則為近視’ 因此稱之為“混合性，’。 利用像散鏡片對近視加深所做的實驗顯示，當實質上存在混合 性像散時、，目艮睛會傾向使視網膜重置於位處較後方處之線焦(即^ 線焦位於視網膜後方;)的方向生長。由於在複合性遠視像散中，其 中的—線焦皆位於後方位置，眼睛會將視網膜重置於最接近視網 膜的那個'線焦上(亦即位處較前方的線焦）；雖然在某些例子中，眼 長超過最接近視麵縣焦，並繼翻向更後方的線焦位 罝生長。 因此在第五a圖的情況下，因為周邊正切焦點(5〇2)位於視網膜 =方-點的位置，而周邊矢切焦點( 眼睛仍將經歷到眼軸延長的刺激 ^^貝] 長，導魏睛的生長及近視的加深。矢I、、.華4)的位置生 學模b圖㈣《辅助式光 =相;，_適當控制==近^ 鏡，且其是 背(:心 =鏡片的前表面具有挪 相對圖對像場彎曲，顯示於第五C圖的 見者，二個像散焦點位置皆位於視 ^^JVA\DJ3VO00|\PA-0l3-O00|-Spe.d〇c 32 1326594 移除了任何可能引起眼軸延長的刺激，因此消除 '^卜且在某麵視者身上甚至發生逆轉近視的現象。 狀二叶方法的記錄顯示’由於(處理鏡片表面形 材料之折射率的)自由度受到限制，鏡片設計 ίΓϋ制ί向像散或像場彎曲其中—者，而無法對二者 i丨理’基於二個理由而選擇控制並 fίϋϊ像散。第—’普遍為人所接納的是，視覺的退 ”的像散現象，接著才是像場彎曲現象，且第二，- =:ίί:ί上，ΐ會配合像場彎曲的出現，將周邊視 計物，場彎曲將優先於控制像散，其是=者== 效地衫響近視的械與加深。再者，既輸於視_周邊之威光 =的密度較低，導致周邊視、本就具有_較㈣視覺敏銳 度，則本發日觸設計方法將不會顯著地衝擊位於周邊視場的視覺。 精於光學工學技術與鏡片設計的人應能立即察知，_曲線類 里，非球面鏡，並非是唯-可達馳對負像場彎曲的設計方法。 眼睛一起作用時’則可產生必須相對像場弯曲的任何 ^面，予設計皆可被應用。於第六a圖中，本發明的眼鏡鏡片 表面_)，彻_齡結好項式方程式而純設計完成。該 鏡片具有-由圓錐曲線類型的表面所組成的背表面，其具有75腿 的頂點半徑(「。)以及-425的形狀因數⑹。絲面則是以多項式方程 ^s = arx2+a2.x4+a3.x6的形式加以描述’其中s為該表面相對於 ，、頂點(或最高點)的矢高(沿著轴線以公楚為單位加以測量），且X 為遠離該鏡片軸心以公釐為測量單位的輻射狀距離。於該 t，I =0.003312，a2 = 2.053 X π 且七=·6.484χ1〇.9。該鏡^ 中央厚度為3 mm ’且是以折射率為Ul7的玻璃製成。該 例的設計，亦適合為-3D近視桃戴。此一眼鏡的合成相對 曲圖解’顯播第六b ® t。由此座標圖可清楚得見，因為正切 •Wil'Spe.doc I>_W»AV〇l3_\pA413 33 1326594 與矢切焦點位置已被置於視網膜前方，導致近視發生或加深的刺 激已被移除。 於一個較佳眼鏡設計的範例中，操控徑向像散的正切與矢切線 焦，使其實質上位於視網膜的前方，以便得以最大量消除引起眼 軸延長的刺激。無論如何，於本發明中，只要該矢切線焦不是位 於視網膜的後方，則降低引起眼軸延長的刺激，以及藉此預防近 視的形成或減輕近視的加深等皆可被達成。因此，即使當該矢切 線焦位於視網膜上’亦能達到消除使暇軸延長之刺激的目的。 於第六C圖中，設計本發明的眼鏡鏡片表面(6〇4)使其具有特殊 的目的，可以操控矢切(較後方的線焦）而將之實質上置於視網膜 上’或位於視網膜稍前處。此一鏡片利用了結合有圓錐曲線與多 項式方程式的原理’其背表面是由圓錐曲線類型的表面所組成， ，有75 mm的頂點半徑(r。)以及_122 8的形狀因數其前表面以 多項式方程式s = ai.x2+a2.x4+a3,x6的形式加以描述，其中s為該 表?相對於其頂點(或最高點)的矢高(沿著軸㈣公㈣單位加以 測里）’且X為遠離該鏡片軸心以公釐為測量單位的輻射狀距離。 於該設計中，a1 = G.觀85，a2 = .4 488x1Q_la3 = 1鳥ι〇·8。 該鏡片的中央厚度為3 mm，且是以折射率為1517的玻璃製 該特殊範例的設計，亦適合為，3D近視者配戴。此一眼鏡的 對像場彎賴解，顯示於第六d圖巾。由此座細可清楚得見， 當矢切焦點實質上位純嶋±或錄視網_前树，操控正 3焦使其位於·朗前方。既肢有任何—線纽於視網膜 後方，則導致近視發生或加深的刺激已被移除。再者， 發展的“散驗兆，，理論，其說明散焦的_(錢相對上;較正 或較負值倍率)會引發生長(亦即降低或增加生長)的方向性刺激， 該近視性散焦連同線焦-同位於視網膜的前方(於上述 正切線焦），作為一正向刺激以降低生長。 ’”、 D:X^'pA\0l3\0001VPA^)I3^K»|^pe.<|〇c 34 當其中一線焦位於視網膜上時，則此範例設計具有 好周邊視覺表現的優點。相較之下，因為歧二範例的 切線焦被置魏觸的前方，故其對目_延長的刺 的降低能力。 隨後的所有範例設計，目的皆在於將二線焦置於視網膜的前 f，以便能最大量料除眼軸延長關激。無論如何，經由上方 範例之闡述s那些精於光學工程技術與鏡片設計的人士應能清楚 地了解到’藉著魅減設計參數，即可使眼轴延長之刺激 的能力達到最大(藉著將二線焦置於前方位置），或是在仍具有部分 可降低眼軸延長(藉著將位於較後方的線焦置於視網膜上，或位於 僅務前於視網膜的位置上)之刺激的優點時，達到較好的周邊視覺 表現。 基於本發明，眼鏡以箱絲校正錢，亦可细來作為控制 近視之用。尤其是那些不論眼賴視方位為何，而仍縣眼轴實 質上維持相對共概態的光學校正裝置。因此，實縣i明更好 的方法是利用軟性隱形眼鏡。於第七a圖中，本發明一軟性隱形 眼鏡設計的酬，藉著隱形眼鏡設計程式座標圖，顯示其前^ 表面的矢高’及其沿著半頂關職輪廓。職性隱魏鏡設計， 將圓錐曲線與多項式方程式組合應用至其光學區表面。其中背表 面是由圓錐曲線類型的表面所組成，具有8 33 _的頂點半徑 (「〇)’以及0.75的形狀因數⑹。而基礎前表面為一圓錐曲線，且^ -0.615 _的頂點半徑(「。），以及〇.〇〇7的形狀因數②），且另^添 加至該基礎表面的矢高，是以多項式方程式5 = 3.χ2+\.χ4+\.χ6 的形式加以描述’其巾s為該表面械於該基礎圓錐曲線表面^額 外矢高(沿著軸線以公餐為單位加以測量），且X為祕該鏡片軸心 以公釐為測量單位的輻射狀距離。於此設計中，a =〇8695， ^=0.004632且a3 = 3.470x10-5。該鏡片具有一中央厚度為182 从爪，一光學區直徑(02入)為8.2讓，且適合作為_犯近視者校正 〇：M^VPA\OI 3\00O|\PA-OI3-O00l -Spe-doc 35 1326594 與治療之用。雖然任何的隱形眼鏡材料皆可被使用，一般切為較 具示範性的鏡片是由石夕酮凝膠材料所製成，其為精於隱^鏡的 人士所習知’原因是其高透氧性適合於長期間或持續性的配戴， ^具有-折射率為I·427。該軟性隱形眼鏡的合成相對像場彎曲圖 解，顯示於第七b圖巾。由此座標圖可清楚得見，@為正切與矢 焦二者皆被置於視網膜的前方，則可導致近視發生或加i的 眼軸延長刺激已被移除。 經由上述應可清楚得知，本發明的近視治療方法與裝置，可被 =來校正各種度數的近視。舉例來說，根據本發明適合]〇D近 mi隱形眼鏡設計’顯示於第八a圖中。該軟性隱形眼鏡 =十的枝面是由圓錐曲線類型的表面所組成，具有845匪的 頂點半徑(r。）’以及0.75的形狀因數(P)。而前表面是以且有1347 6 徑〇·)礎雜表面純描述，其錄加-額外的矢高至該 ΐ式方程式s=a1.x2+a2.x4+a〆⑽8的形式 其中s為該表面相對於該基礎球狀表面的額外矢高(沿 如旦、二乂公楚為單位加以測量）’且x為遠離該鏡片軸心以公董為 測罝早位的輻射狀距離。於此設計中，a1=0 04803， 1 中本7=1()4 ’ a3 = 1.543x1Q5Aa4 = .1.219x1G.6。該鏡片具有 古I，度為励㈣，—光學區直徑(oza)為8.2醜，且是以具 ϊΐΐϊίM27的隱形眼鏡材料所製成。該軟性隱形眼鏡的合成 兔#相贿，顯示於第4财。由此座棚可清楚得見， 切與矢切二焦點位置諸置於視網膜的前方，則可導致近 孑發生或加深的眼軸延長刺激已被移除。 =由前方的職’胁光打織術與透鏡餅的人士應能立 蔣’本發明在校正近視的同咖來延緩近視加深的方法，是 正光倍率施加至同—光學裝置的不同頂點 正屈光像散。 36 DA^ffJ\PAVJI3«K»lVAO13*0〇〇l*Spfrd〇c 留意本發明的隱形眼鏡與那些同心(且特別是中心距類型)雙焦 t眼鏡間的差異是很重要的。當巾心、關心雙紐形眼鏡在周 邊處具有倍料，其可酿職陳高正倍率，赠達到校正相 ，像場彎曲的目的，此類隱魏鏡的雙紐(亦即具有二個有效屈 、'倍率’ J__具有二個焦點），使得他們她上對近視的控制較 不具功效，解釋於第九a至九e圖中。 如描述於第九a圖’ 一中心_遠距同心雙焦隱形眼鏡(9〇⑺具有 ’#使光線(9G4)由遠距視覺物體(9G6)聚焦至中 ^离(908)處（中心視網膜），且位於中心區域(9〇2)周圍的外同心環 =域⑽），細時使得近距視覺難(912)聚焦於巾央窩(9〇8)。 、目亥等隱形眼鏡的同時聚焦作用，因此他們被稱之為“同時 =、土雙純鏡。該同時視制心雙鎌形眼鏡，—般被用來作為 於實知中’同心、雙焦隱形眼鏡可以是中心-遠距(如描述於前者) 該中心-近距同心雙焦眼鏡較常被使用，其是因為他 射作用ί ί期間’具有順應較小瞳孔的優點(此是由於自然的反 射作用’即^眼睛注視近物時，瞳孔尺寸亦會縮小）。 眼鏡遠距(且因此環繞-近距)聚焦，此同心雙焦隱形 卿4相;Ϊ比在中心區域處’具有更大的正倍率。雖然與本 且右，此麵胳匆促麟時，可龄被誤認為是 負、倍率的周、曲的鏡片，（由於中心·近距同心雙焦眼鏡具有較 ;，如“ J此他們較不像本發_隱形眼鏡)然而由於其雙 將一中心二b圖，使得他們在控概視上較不具功效。 的眼睛μ同心雙紐形眼鏡(914)，置於—觀看遠距物體(918) 形成二個㈤傻。由於該鏡片（914)的雙紐，在所有視場位置上皆 Κ遠，來自中央視場(922)並通獅遠距鏡片_ 忐予區域(924)的光線(920)，將會聚焦於中央窩(926)，且 D：V?fi/>PA\0i3\000i\PA^i3^00l-Spe,doc 37 1326594 形成一清晰的物體(918)影像。由於相對正像場彎曲(928)存在於眼 睛裡，來自周邊視場(930)並通過該中心遠距光學區域(924)的光線 (929)，將會在視網膜(934)的後方位置(932)處形成影像。同時，來 . 自中央視場(922)並通過該隱形眼鏡(914)環狀近距光學區域(938) . 的光線(936)，將會聚焦於視網膜(934)與中央窩(926)前方的近距焦 . 點(940)。此近距焦點具有自己的像場彎曲(942)，如此則來自周$ 視場(930)並通過環狀近距光學區域(938)的光線(944)，會在靠近聚 焦像場彎曲(942)處形成一影像點(946)。該遠距與近距焦點相對於 視網膜與中央窩_對像場料刺_，以相對像場彎曲圖解 顯示於第九c圖中。亦應被注意到的是，雙焦性的存在，縱使不 論其緣自持續性的疊置清晰(遠距或近距)與模糊(分別為近距或遠 距)影像至視峨所稍麟錢象，其歸藏有形成形覺剝奪性 刺激的可能而導致眼軸的生長。 ’ 在我們的實驗中’藉著使用產生二線細像散透鏡，我們已證 實s視網膜出現二線焦位置時，眼睛會朝向其中—線焦的方向而 非最小模糊圈的位置生長。於複合性遠視像散(其中二軸線焦皆位 於視網膜的後方)陳況下，_將會朝向使視麵 前方的那個線焦方向生長。在單純遠視像散(其中一線焦位於^ • 膜上，^另一線焦則位於視網膜的後方)中，眼睛可能穩定的生長， 且將較前方位置處的線焦維持在視網膜上，但在某些例子中，眼 睛將，向使視網膜重置於較後方位置處的線焦方向生長。在混合 I1 生像政(其中線焦位於視網膜前方，而一線焦位於視網膜後方） 中，眼睛將朝向使視網膜重置於較後方位置處的線焦方向生長。 *利用雙焦隱形眼鏡來預防近視，其用意在於近距視覺工作(如 閱讀)期間’利用近距光學區域使其在近距視覺期間，降低自動的 視力調整所需量’且/或降低在沒有自動的視力調整時的散焦量。 然而，如第九C圖可得見，由於同時存在遠距與近距二影像以及 正相對像場彎曲，促舰睛朝向遠㈣像面生·纟箭頭(948)的方 38 I>^iWA>OI3\OOOI\PA-OI3-000!-Spe.d〇c 1326594 向]的刺激’將會導致眼軸延長(950)以及近視的形成或加深。此一 現象解釋了何以利用雙焦隱形眼鏡，並非對所有個體皆具有控 近視的效果。依本發明之教授，藉著操控相對像場 了二士 效控制近視。 村J有 本發明可以用來延緩或逆轉既存近視者近視加深的同時， 可被用來預防“危險’’群個體近視的生成，舉例來說，那些具近相 雙親或長期從事近距視覺工作(像是研究或電腦操作)的個/體， 易發展成近視。對這些沒有近視但具近視傾向的個體來說 明可利用具有零屈絲率的鏡片加以實施。此鮮·倍率 x 眼睛醫護人員所謂的“平，，透鏡)的範例，顯示於第+ a圖中，社人 士發明的方法，可用來預防近視的發生。該透鏡設計的背表^ 由圓錐曲線_的表面所組成，具有845 _的頂點半徑以 及〇.乃的形狀因數⑻。而前表面是以具有14 75随半徑。 加以描述，其並添加-額外的矢高至該基礎“上二 中夕或程式s=3ι.χ2+a2.x4+〜χ6+a4.x8的形式加以描述，其 a 目對於該基礎球狀表面的額外矢高(沿著軸線以公釐 二 mX/貞I里）’且χ為遠離該鏡#軸心以公董為測 f 此設計中，ai=〇.02553, 卿’ -光學區直徑(〇ZA)為8 2 _ = j = f f不於斜b圖中。由此座標圖可清楚得見，因為正切斑矢 “激已被置於視網膜的前方’則導致近視發生賴 的施中於某些個體而言，刺激眼轴的延長是有其益處 • "匕方法可實施於遠視者，以便。 降低此類個體遠視量的—減a 降低4視度數 輿;太/if 處疋，可提升其近雜㈣焦能力。 與本發明基本方法相反的操作法，可藉著誘導眼球的生長，以便 D:\J5fii^PA\013\0〇0|\PA-OJ3-0001-Spe.doc 39 ，低遠視的度數。第十-a _示本發軟性隱形眼鏡設計， 其適合絲使+6D _視者祕成錢眼者。該透鏡設計的背表 ，’是由具有論_頂點半徑〇·。)的球狀表面所组成。而前表面 疋以具有·6Η.7mm半獲_基礎球狀表面加以描述，其並添加一 額外f矢高至該基礎表面上，以多項式方程式 +32.Χ4+33.Χ6的形式加以财，#中s為該表面相對於該 基礎球狀表面_外矢高(沿著轴線以妓為單位加_量），且又 ，遠離該鏡片私而以公縣測量單位的輻射狀距離。於此設計 中/=0.06605，K400道4且a3=619〇x1〇.6。該鏡片具有 一中央厚度為249邮，-光學區直徑(〇ZA)4 8 2mm，且是以具 ，折射率為1.427的隱魏鏡材料所製成。該軟性隱雜鏡的合 相對像場.f關解，顯祕第十—b圖巾。由腫觀可清楚得 見，正切與矢切二焦點位置皆已被有效地置於視網膜的後方(較後 方於）。於此結構形態、’誘發眼睛生長的刺激已被唤起，其可引起 眼軸的延長，進而減輕遠視的症狀。 第十一a至十二i圖描述本發明進一步的應用，其在為了控制 ίίΐί控像場料的同時，亦局部地校正了包括像散與高階像 =雜的光學偏差。本發明此—㈣近視的技術，可在傳遞相 料校正4朗時’雜供猶像紐正(―般包括高階像 )效果。此方法在維持延緩近視加深所需之適當刺激 提供更好的視覺。 個體的該像差(包括“像散，’，一非_球狀的光學缺點，其通常可 在眼鏡或環面隱形賴巾，㈣校正法純校正)且特別是高 =差(像是“慧差(coma)”，某一類型的像差，一般無法以如眼鏡 4*的視覺校正裝置加以校正），可以糊—系舰存的視覺波 則感測器[例如哈特曼夏克(Hartmann Shack)裝置]加以測量。一個 波前像差的範例圖顯示於第十二a圖中。由該波前圖顯示 出的非對觀象可看出，該眼睛具有實質程度的像散與慧差。 40 ΟΛ専利\PA\0l3\000l\PAOI3*O00l~Sp&d〇c 1326594 為了便於量化分析，視覺科學家 差描述為澤爾尼克(Zemike)多項式數列。此_ = ^波則像 優點是，澤爾尼克(Zemike)多項式術語與光程 譽的另一 所熟悉的縣_有關。__ f %喊視覺科學家 的_ ’對於像散(¾)而言，其澤爾 -0·446哗，且對於慧差（z-1)而言，其振的振幅為 個體眼睛與生俱來的相對像場彎曲顯示於第十 中。由於存在包括像散與慧差等非對稱像差 :同：= 同，二b、十二C與十二d分：示= η圓气半頂點的相對像場彎曲。此外，如顯示於第十二 矢切)影像表_職影像位置將沿著大部分半繼職圍(，j ^於視網膜的後方，且會喚㈣丨起眼軸延長與 導致近視的形成或增加。 訓利教 ^據本Μ顧所設計的絲裝置，可在局部校正眼睛高階像 差的同時，操控其相對像場料。此—設計配置，將可提高延緩 且可能逆轉近視加深的能力，頭時又提供些許校正像差的益 處。此類細被描紐下文巾，並圖解·於第十二e至十二i 圖中。利用一軟性隱形眼鏡設計來說明此一特殊範例，缺而； 精 於此技藝狀士應能瞭解，任何適合校正高階眼睛像差的光學裝 置，亦皆適合被加以應用。藉著將本發明的隱形眼鏡設計，配戴 於具有視覺波刖像差的眼睛，其合成的波前像差證實，在同時提 供可用來控制近視形成或加深的同時，像散與慧差已被有效地消 除。此可於第·^二e圖中的合成波前圖清楚得見。圖卡非對稱現 象已消失，表示像散與慧差已有被有效地消除。合成澤爾尼克 (Zemike)係數連同針對像散(2丨)與慧差(Z_D校正波前的振幅，已分 別被減小至0.0144 μιη與-〇.〇〇86 μιη，其證明實質上消除像散與慧 41 D:\(7|f^PA\013\0001\PA-OI3-0〇〇l-Spe.doc 1326594 差，將可促進視覺敏銳度的改善。 既然範例中眼睛的波前像差為旋轉式 計範例亦為旋轉式非對稱(於此狀況，以便於校正^^鏡= 持睛的正確方位上(亦為隱形 使其有最理想絲現。翻於峨m稱式隱步眼鏡 定’已為隱形眼鏡醫師所悉知，其包括稜鏡穩 隱形眼鏡的製造，已為精於此項技藝的人士 腦控制的多軸鍈床與銑刀。 包括利用電 對於波前像差的校正要素而言，此一非對稱鏡 爾尼克(Zemike)多項式係數的數列來表；。此： 犯=的軟性隱形眼鏡，顯示於第十二f至十二h圖中，里 不該隱職鏡設計沿著水平半頂點(第十二_、上·垂封第二'，， ΐίίΐί光學表面。其背表面是由圓錐曲線類型的表面所組 ί 的頂點半徑(「。)以及〇.75的形狀因數(Ρ)。而基 形=痛為f it線具有0.3712麵的半徑(「。）以及0·004667的 數(P) ’2其並添加—額外的矢高至該基礎表面上以多項式 志arX + a2.x4+δ3.χ6+〜χ8的形式加以描述，其中s為該 2相=該基礎圓錐曲線表面的額外矢高(亦即添加至該表面的 t趁t者轴線以公1為單位加以測量）1x為遠離該鏡片軸心 以么«為測量單位的轄射狀距離。於此設計中，K288， a2 = -0.01078，a3 = .1.540 X 1Cr*且& = .9 261 χ 1〇.6。為了引入此一 ，正非對稱像差所必_非對稱式表面，進—步添加—額外的矢 南至此-以澤爾尼克(Zemike)多項式描述之結合的圓錐與多項式 其是對於此範例的前表面設計而言，該澤_尼咖 多項式包括傾側⑽、像散⑻以及慧差(Η)等要素，其分別具有
42 D:傅利VP A\m 3\OOOl\PA^Ol J*〇〇W *Sptd〇C 0.002146 μιη、〇.007828 μιη 以及 ο 〇1442 啤的振幅。 一々此鏡片有中央厚度為224 μπι以及0.8 mm的〇zd。此一 ίί具有M27折射率的石畑凝膠材料所製成。該 巧生认眼鏡的合成相對像場彎曲圖解，顯示於第十二i圖中。由 32„場彎曲已為旋轉式對稱，故僅需單—圖解即可 Lf所有頂點處的像散料差皆已消除。由此座標圖清楚得知， 因為正切與矢切二焦點位置已被置於視麵的前方，則 視發生或加深的眼軸延長刺激已被移除。 、 - 視力(或柿刪“超喊力”），近期發展 又疋父正像差的裝置，以便降低或除去眼睛的像差， 校正裝置結合成的像差，或僅降低或除去校正震置的 且值躲意的是，賴絲朗舰視力触計手段， 的；Li 、的視覺，但仍不足以延緩、消除或逆轉配戴者近視 的確目讀職置無法控娜場料，已被 點’根據顯示於本發明的研究結果，二 ‘先裝置就近視的發展而言，至少是不·且具有潛在性傷害。 本發簡辟錢的财，在制時 化異。當鏡片被設計用來降低或消除眼睛的像差， t如提供—正料上的視力表現或超級視 由、、二ί'ϊ有用中心中央窩視覺的波前像差。此一針對 覺，，_理由，在於此區域的視網膜解析度 夕Γ的邻乂、感*裔的密度)最密集(提供最銳利的視覺）。此區域以 ’視網膜受器的密度快速的降低，降低至中·周邊處時， ΐίΐϋΐ足啸做錢覺所㈣像差校正。職之下，根 據林明所揭示，就賴韻除近視而言，受辦橫跨整個視網 DA9|iiU»A\013\000J\PA-OI3-0001.Spe.doc 43 膜 :包括中央窩、中·周邊與周邊之影像位置的相對位置的相 曲，才是控制近視形成與加深的主要因素。 經由前述具體實施例的描述，讀者應能清楚得知，藉由本 、，學設計來操控姆像場彎曲，可以數種妍的方法達成 =說’除了_圓錐鱗或㈣式絲絲界定光學表面 2 ’其他的曲面贿符號亦可被加以，其包括赠條曲線、 =，線(Bezi⑽、傅立葉級數，综合獅加记⑽⑽及 ’尼克多項式(Zemikepolynomial)作為矢高的描述，或結合前 過查表運算等較—般的點接點曲面描述、或以相類 t的方絲纽X贿。再者，本發料置的設計， 限於光學表面輪廓設計。 會又 =應為絲透鏡設計者知，至少#兩_外的設計變化是 透Ϊ厚度和折射率。軸透鏡厚度在眼睛視力校正 不文限於上述具體實施例所使用的透鏡厚度。 卫 ^置的折射率絲差與光學性朗設計與控财面，扮演一 角^。應歸崎裝置的歧材料可被使用 這 ί.ί^ )到^例如用來產生具有一較佳折射率約湖 折射iu?鏡的高折射率玻璃)之間。因此，本發明之裝置的 ，率並不叉限於上述具體實施例所使用的折射率。 伽刪此結= D:傅秒PA\013V000IVPA<01^O001*Spe~d〇c 44 1326594 本發明可以多種方式加以瞭解，像是提供—種㈣ 没置的適宜周邊像差(尤其是相對像場彎曲)所設 t 引起-直接且預設的屈光變化。 尤干裝置並 本案設計秘備餅，在_著麵 網膜及中央寫上，同時又能藉著操控相對像場==: 置於視網膜的前方，以便消除引起鴨 二二 良好的視覺敏銳度。 、㈣繼，進而k供- 本發败進-步㈣使其枝與裝置應胁任何冑要校正之 :、有屈光偏差的眼睛。舉例來說，可在該裝置中引進= J對^場f曲的調配處方，藉此對具有初近視J數的配戴 ί加Ϊ供—連續性的良好校正視覺，同時延緩該配戴者近視度數 當1，當近視總餅低時，貝_另—具適度調降屈光校 触轉置，錢麟雜降低之近 鮮ΐ發，i大量製造的裝置，如高量塑造科技，或是訂製設計 人、^1在大量製韻裝置的例子巾，相對像場f曲可以針對適 =近視者典型次群體而加以設計，嫌說，以—大量生產 近視者度數加深的·3β調配裝置而言，«置將含有 二$二型-3D近視魏存視覺相對像場弯曲的補償機制。以此方 人口大量生產的設計，將可在許多個體上達到有用 的個體而言，可藉著訂製的裝置，達到最理想的近 j果。以訂製的裝置來說，可些市面上可獲得的 列如哈特曼夏細artmann-shack)裝置]，以及利用光學 凋斷層掃描[optical coherent t_graphy (OCT)]或其他類型的干 45 f的超音波系統所做的偏斜或離軸眼球轴長測量， 此!二二戴者本身包含現存相對像場彎曲的實際視覺像差。 對像場彎㈣入考量’以便在轉中央視 d的冋時’獲得_淨負相對像場彎曲。 料企圖促使遠視眼返回至正視眼的狀態。此點可藉 並二ί:的正相對像場彎曲至該裝置中，藉此促進眼軸延長 並進而降低运視而獲致了解。 ㈣5佳具财施例是以軟性或高透氧硬性(rgp)隱形眼鏡 物以其他隱形眼鏡的形式(例如接觸式或鞏 =觸式隱形眼鏡’以及二個或更多隱形眼鏡縱排配戴的“組合式” =)、眼鏡、眼内調節透鏡⑻㈣、人造角膜裝置(如嵌入式、覆 盍/、人J1角膜移植術）、前房調節透鏡，以及藉由適 上 皮f塑或雕塑的方法，包括包括角麟正術以及屈光手術(例如表 j膜鏡片術、PRK、LASIK、LASEK等）。在RGp或接觸式/輩 膜隱形眼鏡以及應用於肖麟正術之隱魏鏡_子巾，處理該 ，學設計使其將淚·透鏡(於隱形眼鏡後表面與前角膜表面間由淚 層所產生)的光學影響列入考量。 在對這些具有gp時校正屈光偏差及視覺像差概的動態光學 裝置Y例如波前校正系統與‘調適光學’系統)做過介紹後，預^本發 明的設計方法亦可被結合於這些裝置中。 ^關於本發明許多相關的改造、變化及其他的具體實施例，應為 熟悉此項技藝的人士職騎理解，且本發贿财的益處亦已 呈，於前文描述中。因此，應可瞭解本發明並非受限於所揭露之 特定具體實施例中，其相關改造及其他具體實施例皆包含於所附 之申請專利的範圍内。雖然此處應用了特定的專有名詞加以描 述，然其僅為一般概括性的描述性質，並無意對本發明做特定限 46 叫利·\ΡΑ\0Ι3\0Ο0|\ΡΑ·0Ι3·〇00Ι·5ρ&Λκ 1326594 制。 【圖式簡單說明】 邊像 1 為轉—般光學系财#獅轴、像場彎曲之周 釋眼示及相對像場彎曲圖解，其解
圖為眼睛的視覺®示及械像場彎賴解，苴解 何在周邊像場存在相對局部遠視的情二成近 艮乂及在周邊像場存在相對近視的情況下造成遠視眼。 第四a至四1圖為詳述本發縣理的眼睛視學圖示、實驗结果 像場.彎曲圖解。第四a與四b圖說明傳統近視治療 的方法，_是不足校正，其僅軸上或中央像場屈光度。第 ^至四d _述本實驗’其證實周邊像場對於近視的控制、發 ^、加深及減退，扮演著重要角色。第四e至四缚述本發明的原 ，以及相對像場彎曲對於控制近視加深所具有的效果。第四呂
至四h圖說明基於本發明_理’不足校正法相對上無效力的基 ^原理。第四i至四丨圖詳述本發明中存在正相對像場彎曲之眼睛 案例的原理。 ^第五a至五c圖為相對像場彎曲圖解及光學光線追蹤圖示，其 說明本發明具體實施例的原理，應用圓錐曲線的透鏡曲面，而二 眼鏡鏡片設計加以施行。該眼鏡鏡片設計的實例，適合用來延缓、 中止或逆轉-3D近視者的近視加深。 第六a至六d圖說明本發明另一具體實施例，其結合圓錐曲線 與夕項式曲面描述來實施眼鏡鏡片設計。該設計實例適合用來延 緩、中止或逆轉-3D近視者的近視加深。第六a與六b圖描述可顯 47 DA^J\PAN013>〇〇OI\PA-〇l3-00〇l*Spc.A» 著改k相對像場彎曲的設計，其中矢切及正切線焦連同徑向像散 回復至周邊視網膜的前方。第六c與六d圖描述一更細腻的改變 相對像場彎曲之設計，其中該妙;線焦連同徑向像散回復置於周 邊視網膜上或稍前方。 第七a至七b圖亦描述本發明另一隱形眼鏡的具體實施例。第 七a圖為一隱形眼鏡的圖解，顯示沿半頂點的前與後曲面輪廓盥 厚度輪廓，且第七b為以相對像場彎曲圖解形式所做的電腦輔^ 光學光線追蹤程式輸出資料，說明本發明中適合用來延緩、中止 或逆轉具-3D近視者近視加深的軟性隱形眼鏡，其設計及相 彎曲的表現。 第八a與八b圖描述本發明中隱形眼鏡的另一具體實施例。第 八a圖為隱形眼鏡驗計_，且第人b _估算的相對像場 曲圖解，說明本發明中適合用來延缓、中止或逆轉具贈近視者 近視加深的軟性隱形眼鏡，其設計及相對像場彎曲的表現。 第九a至九c圖是基於本發明的原理，圖解說明同心 眼鏡、及相似傳統方法對於預防近視的加深，相對上無效 第十a與十b圖說明本發明另一設計用來控制相對像 軟性隱形眼鏡的體具實補，其具有平透鏡倍率，適合 具近視傾向之非近視者形成近視現象。 第十-a與十一㈣說明本發明另一設計用來控制相對 ’進而刺激眼軸延長及眼球生長之軟性隱形眼鏡的體且 例，以便降低遠視的度數而使眼睛回復成正視眼。 〃、只* 第十二a至十二i圖說明本發明另一具體實施例，其 分校正眼睛高階像差的同時，用來控娜場彎曲之雖隱形眼^ 48 1326594 設計的進階應用。 第十三a至十三d圖說明根據概述於範例！中的程序，於 中央窩和周邊中央窩視網膜上執行該程序的結果。 第十四a至十四d圖說明根據概述於範例2中的程序，於完整 中央窩和周邊中央窩視網膜上執行該程序的結果。 第十五a至十五d圖說明根據概述於範例3中的程序，於中_ 至-遠周邊視網膜上執行該程序的結果。 第十六a和十六b圖說明根據概述於範例4中的程序，於十_ 至、遠周邊視網膜上執行該程序的結果。 第十七a至十七d圖說明根據概述於範例5中的程序’利用負 倍率和正倍率透鏡執行該程序的結果。 D：\9ft^PA\013\0001\PA-013*000!-Spe.doc 49 1326594 【主要元件符號說明】
A object point 物體點 A， image point 影像點 A”， on-axis image point 軸上影像點 B object Doint X 物體點 B， image point 影像點 B” off-axis image point 離軸影像點 C object point 物體點 C, image point 影像點 C，， off-axis image point 離軸影像點 10 optical system 光學系統 20 object 物體 30 image 影像 40 image-receiving surface 影像接收面 60 object 物體 70 image 影像 80 image-receiving surface 影像接收面 85 object 物體 90 image 影像 100 optical system 光學系統 50 D^ft'VPANOnVOOOl'iPA-On-OiWl-Spe.doc 1326594
110 image-receiving surface —---_ 影像接收面 120 eye 眼睛 '~-- 130 distant scene 土-—- 遠場 ~ 136 the retina of the eye 視網膜 ^~~ ' 140 object direction 物體方位 ^ 170 object direction -~~---- 物體方位 180 peripheral/off-axis image ------ 周邊/離軸影像 190 object direction 物體方位 200 peripheral image 周邊影像 ~~ 210 eye 眼睛 ~ ~~~- 230 intermediate peripheral image point ~ ~~S________ 中周邊影像點 240 far peripheral image point 遠周邊影像點 242 image surface 影像面 250 curved retina 彎曲視網膜 260 eye 眼睛 262 image surface 影像場~~^~~ 264 central on-axis image point 中心轴上影像點 266 off-axis, peripheral field angle image point 離轴周邊視場角影像點 268 peripheral field angle image 周邊視場角影像點 51 D:\^l9VPAVI>l3V0001\PA-OI3-0001-Spe.doc 1326594
point 290 retina 視網膜 300 eye 眼睛 310 central on-axis image point 中心軸上影像點 320 retina 視網膜 330 off-axis peripheral field angle image point 離軸周邊視場角影像點 340 eye 眼睛 350 central on-axis image point 中心軸上影像點 360 retina 視網膜 370 off-axis peripheral field angle image point 離軸周邊視場角影像點 402 image point 影像點 404 retina 視網膜 406 fovea 中央窩 408 eye 眼睛 410 spectacle lens 眼鏡鏡片 412 arrow 箭頭 414 eye 眼睛 416 central on-axis image 中心軸上影像 418 retina 視網膜 52 D:\^j\P A\013\0001NPA-013-0001 -Spe.doc 1326594 420 fovea 422 optical correction 中央窩 光學校正 424 annular diffusing lenses 環狀像散透鏡 426 eye 眼睛 427 light rays 光線 428 central field objects 中央場區物體 429 light rays 光線 430 off-axis, peripheral field objects 離轴周邊場區物體 432 434 436 438 440 441 442 443 446 448 arrow 箭頭 eye 眼睛 eye growth 眼睛生長 optical device 光學裝置 negative relative curvature of field central, on-axis image point fovea peripheral image points eye optic device 負相對像場彎曲 ^ ---- 中心軸上影像點 中央窩 周邊影像點 視網膜 眼睛 光學裝置 da^jm»a\〇 i3W〇〇l\pA^|3. '-««i'Spcdoc 53 450 positive relative curvature of field ^_ 正相對像場彎曲 central, on-axis image point ~~~~——~~~~-____ 中心軸上影像點 452 fovea 中央窩~sS - 453 off-axis, peripheral image points 一 ~~—--- 離軸周邊影像點 456 retina ~~~~~~-—-__ 視網膜 458 arrow ' - 460 eye growth ~ ~——-—_ 眼睛生長 462 eye 眼睛 464 relative positive curvature of field 相對正像場彎曲 466 optical device 光學裴置 468 net negative relative curvature of field 淨負相對像場彎曲 470 central focus 中央聚焦 502 peripheral tangential focus 周邊正切焦點 504 peripheral sagittal focus 周邊矢狀切焦點 508 spectacle lens 眼鏡 602 surfaces of a spectacle lens of the present invention 本發明的眼鏡鏡片表面 1326594 D:\JfiiJVPA\O13\0O0l\PA*O13-0001-Spt.doc 54 1326594
surfaces of a spectacle lens of 604 the present invention 本發明的眼鏡鏡片表面 center-distance concentric 中心-遠距同心雙焦隱形眼 900 bifocal contact lens 鏡 902 central circular zone — --- 中心圓區域 906 distant visual objects -' — -遠距視覺物體 908 fovea 中央窩 910 outer concentric annular zone 外同心環狀區域 912 near visual objects 近距視覺物體 center-distance concentric 中心-遠距同心雙焦隱形眼 914 bifocal contact lens 鏡 916 eye 眼睛 918 distant object 遠距物體 920 light 光線 922 central field 中央視場 924 central distance optical zone 中心遠距光學區域 926 fovea 中央窩 relative positive curvature of 相對正像場彎曲 928 field 929 light 光線 930 peripheral field 周邊視場 D:\9f(JVPAM)l3\000l\PA-013-0001-Spe.doc 55 1326594
932 position 位置 934 retina 視網膜 936 light 光線 938 annular near optical zone 環狀近距光學區域 940 focal point 焦點 942 curvature of field 像場彎曲 944 light 光線 946 point 點 948 arrow 箭頭 950 axial elongation 眼軸延長 56 D:\^iij\PAVO 13\0001\P A-013-0001-Spc.doc

Claims (1)

1326594 月ιέ日修替換頁i 十、申請專利範圍 h 一種控織學縣赠變姉像場彎曲的方法，其包含下列步驟： 知:供視見系統，該視覺系統含有預設的像差控制設計； 控制周邊離键點械於巾邱上焦點雜前-往後位置；n 周邊焦點位置的控制可產生至少一實質上的校正刺激；，μ 提供該實質的校正刺激至眼睛上，以改 =鄰近，網膜之中心軸上焦點往前_往後的位置的^ 效控制周邊焦點的位置；且 網膜向延長刺激的同時，藉由確保-聚焦於眼睛視 ，顧及眼目月中央窩的預設中央視場，可同時提供清晰的視覺影像。 :立1 置項二法’二中提供該視覺系統以控制周邊離 角臈—段距離而靠近視網膜處，該距離小於或等於 角膜至視網膜間的距離。 '級 3' 圍第1項的方法’其中控制該周邊離轴焦點往前-往 命德今心’對於顯不有像散的視覺系統而言’進一步包含重置 ^中的第2=離轴線焦，如此則由該像散所產生的二周邊線 礙靠近眼角膜者，將被重 角膜至周邊視網關的距^近周邊視麵處，該距離小於或等於 4' 位於遠離眼祕一段距、^ 、—步包含重置該周邊焦點’使其 膜間的距離 罪近視網膜處，該距離大於角膜至視網 申月專利範圍第1項的方法’其中控制該周邊離轴焦點往前—往 57 C.*VSEuater atO^CPA CASEt^jk^iSif»<ih〇〇W4r〇f><m-5pt-hm« 6' 有像散的視覺祕而言，進—步包含重置 焦中i第-周ΐϊί ίίί，如此則由該像散所產生的二周邊線 —大於或等於 鲁 自期=:===: 8. 如申請專利範圍第2項的方法，其中的刺激為持續地提供。 9. 如申請專利範圍第3項的方法，其中該刺激實質上為連續提供。 10. 如申請專利範圍第4項的方法，其中該刺激實質上為連續提供。 U.如申請專利範，項的方法，其中該刺激實質上為連續提供。 12.—種視覺系統，其包括： 上纽其用來控制周邊離轴焦點相對於中心軸 上可同時接供1 立置的同時，可有效控制周邊焦點的位置；且實質 /、位於麟眼角膜一段距離而靠近視網膜處，該距離小 58 cs\eartw rno^spA case^j»a-〇im 於或等於角膜至視網膜間的距離β 14’如申請專利範圍第12項的系統，其巾控制周邊離滅點往前-往後 位置的步驟’對於顯示有像散的視覺系統而言，進—步包含重置該 像散^產生的周邊離軸線焦，如此則由該像散所產生的二周邊線焦 中。第-周邊線焦’即較第二周邊線焦更遠離眼角膜者，將被重置 於退離眼角膜-段距離而靠近周邊視網膜處，該距離小於或等於角 膜至周邊視網膜間的距離。 、 15. 如申料利範圍第12項的祕，其巾絲控綱邊雜焦點往前_ 彺後位置的該預設校正係數，進一步如預期地控制該周邊離軸焦點 的重置’使其位於遠離眼角膜一段距離而靠近視網膜處，該距離大 於角膜至視網膜間的距離。 16. 如申5月專利範圍第12項的系統’其中控制周邊離軸焦點往前-往後 位置的步驟，對於顯示有像散的視覺魏而言，進—步包含重置該 if散=產生的周S離轴線焦，如此則銳像散所產找二周邊線焦 ^第-周邊線焦，即較第二周邊線焦更遠離眼角膜者，將被重置 於达離眼角膜-段距離而靠近周邊視網膜處，該距離大於或等於角 膜至周邊視網膜間的距離。 17. 如申請專利範圍第13項的系統，其中的視覺系統選自由眼鏡、隱 形眼鏡I蓋式或敢入式角膜植入物、前房調節透鏡、眼内調節透 鏡、角膜矯正術、屈絲麟塑及其結合所喊的群組中β 18. 如^月專利範圍第π項的系統，其中的隱形眼鏡選自由連續配戴 型隱形眼鏡及長期配戴型隱形眼鏡所組成的群組中。 、 19. 如^月專利範圍第17項的系統，其中的屈光角膜雕塑法選自由表 面膜鏡片術、熱-角膜成形術、雷射層狀角膜重塑術①Asjjq、雷 射上皮角膜塑型術(LASEK)以及雷射屈光性角膜切削術斤狀)所組 59 C:\〇Etaaee 201〇S\^PA CAS^PA-013\PA-OH-0001\PA-01i-C〇〇uSp^b^ 1326594 成的群組中。 ^專利，圍第15項的糸統’其中的視覺系統選自由眼鏡、隱 ^ 覆盍式或嵌人式㈣植人物、前房調節透鏡、眼内調節透 、兄、角膜矯正術、屈光角膜雕塑及其結合所組成的群組中。 21. t請專利範圍第2〇項的系統，其中的隱形眼鏡選自由連續配戴 1¾形眼鏡及長期配戴塑隱形眼鏡所組成的群組中。
及=請專利範圍第2〇 _系統，其中的屈光角膜雕塑法選自由表 ^角膜鏡片術、熱·角膜成形術、雷射層狀角膜重塑術(lasik)、雷 ，上皮角膜塑型術(LASEK)以及t射屈光性角膜切削術斤喝所组 成的群组中。 如申凊專利，圍第Μ項的系統，其中的視覺系統選自由眼鏡、隱 =眼鏡、覆蓋式或嵌人式角膜植人物、前房調節透鏡、眼内調節透 鏡、角膜矯正術、屈光角膜雕塑及其結合所組成的群組中。 2《如申請專利範圍第16項的系統，其.中的視覺系統選自由眼鏡、隱 形眼鏡、覆蓋式或嵌入式角膜植入物、前房調節透鏡、眼内調節透 鏡、角膜矯正術、屈光角膜雕塑及其結合所組成的群組中。 2S. 1視覺裝置’其包含預設像差以傳遞至少一預設刺激至眼睛上， 且可細性地控制周邊離軸焦點相對於中心軸上焦點往前_往後的 位置；其中該裝置進-步包含一預設的強度，該預設強度可預期性 地控制中心軸上焦點在視網膜上往前_往後的位置；並實質上提供 巧晰的視覺n當貫質上除去造成眼睛轴向延長刺激的同時，該 裝置確保-聚焦至眼睛視網膜處及眼睛中央窩的預設中央視場；且 其中該裝置實質上維持軸向與該眼睛成一直線。 6.如申請專纖圍第25項的裝置，其巾用來控刪雜軸焦點往前- 60 二—步如預期地控制制邊離軸焦點 二=^!距_靠近視網膜處，該距離小 位範圍第25項的裝置，其中控制周邊離軸焦點往前-往後 周邊線；4ϊϊι=ί雜線焦，如此触該像散所產生的二 將被香肖邊線焦’即較第二周邊線焦更靠近眼角膜者， 戍等於3ΐϊϊ段距離而靠近周邊視網膜處’該距離小於 次寺於角膜至周邊視網膜間的距離。 圍ΐ項的裴置，其中用來控制周邊離軸焦點往前_ 的重置，預没ί正係數，進一步如預期地控制該周邊離軸焦點 於角膜至視網目i角膜一段距離而靠近視網膜處，該距離大 位气，第25項的裝置’其中控制周邊離軸焦點往前-往後 與顯示有像散的眼睛結合的裝置而言，進-步包 周w⑵一 離軸線焦，如此則由該像散所產生的二 將被重二周邊線焦更遠離眼角膜者， 或等於角膜至周邊視網膜罪近周邊視網膜處，該距離大於 30’ i申覆第i6項的農置，其中該裝置選自由眼鏡、隱形眼 組成的ϋ歧式肖雜场、㈣娜透鏡絲關節透鏡所 31. 3°項的裝置，其中的隱形眼鏡選自由連續配戴 鏡及長期配戴形眼鏡所組成的群組中。 32. 如申物咖第28項的裝置，射自姚鏡、隱形眼 61 1326594 前細她細調節透鏡 33. 第32項的震置，其中的隱形眼鏡選自由連續配戴 倾形眼鏡及長期配戴型隱形眼鏡所組成的群組中。’、 mi利範圍第25項的震置，其中該裝置是由含石夕水凝膠的材 35. ϊ申第27項的農置，其中的裝置選自由眼鏡、隱形眼 =復盍核狀式細植人物、前房瓣透鏡、眼觸節透鏡之 群組。 36· ΐ申第29項岐置，其中的裝置選自由眼鏡、隱形眼 ^組覆盍式或嵌人式脑植人物、前房調節透鏡、咖調節透鏡之 37, .種視覺裝置，其包含預設像差以傳遞至少—預設槪至眼睛上， 你ϊ預fi生地控制周邊離轴焦點相對於中心軸上焦點往前·往後的 ^置…、中該裝置進-步包含-預設的強度，該預設強度可預期性 控制中心軸上焦點在視網膜上往前_往後的位置；並實質上 清晰的視覺影像，藉由操控出現於眼睛之離軸周邊焦點的位^ ^目對的像場彎曲’進而當實質上除去造舰睛軸向延長刺激的^ 該袭置雜-糕至眼睛視峨處及眼睛中央窩的預設中央視 場’且其中該裝置實質上維持軸向與該眼睛成一直線。 38. 如申請專利範圍帛37項的視覺系統，其中最小相對像 值介於+0.00D 到+0.50D。 39. =請專利範圍第π項的視覺系統，其中最大相對像 值介於+3.50D 到+4.00D。 62 ^CAseewu^r^- 1326594 七、指定代表圖：
(一） 本案指定代表圖為：第（二e )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明：
240 image point 影像點 eye on-axis central image point image point 臈 250 curved retina
八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：
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