TWI653485B - 用於老花眼者具有雙眼間視力視差限制的鏡片系統 - Google Patents

用於老花眼者具有雙眼間視力視差限制的鏡片系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI653485B
TWI653485B TW104128050A TW104128050A TWI653485B TW I653485 B TWI653485 B TW I653485B TW 104128050 A TW104128050 A TW 104128050A TW 104128050 A TW104128050 A TW 104128050A TW I653485 B TWI653485 B TW I653485B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
lens
vision
lens system
contact lenses
parallax
Prior art date
Application number
TW104128050A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201617691A (zh
Inventor
希班傑明 巫利
Original Assignee
美商壯生和壯生視覺關懷公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商壯生和壯生視覺關懷公司 filed Critical 美商壯生和壯生視覺關懷公司
Publication of TW201617691A publication Critical patent/TW201617691A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI653485B publication Critical patent/TWI653485B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes
    • G02C7/049—Contact lenses having special fitting or structural features achieved by special materials or material structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes
    • G02C7/041—Contact lenses for the eyes bifocal; multifocal
    • G02C7/042—Simultaneous type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes
    • G02C7/041—Contact lenses for the eyes bifocal; multifocal
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes
    • G02C7/041—Contact lenses for the eyes bifocal; multifocal
    • G02C7/044—Annular configuration, e.g. pupil tuned
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes
    • G02C7/047—Contact lens fitting; Contact lenses for orthokeratology; Contact lenses for specially shaped corneae
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes
    • G02C7/048—Means for stabilising the orientation of lenses in the eye
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C2202/00—Generic optical aspects applicable to one or more of the subgroups of G02C7/00
    • G02C2202/20—Diffractive and Fresnel lenses or lens portions
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/024—Methods of designing ophthalmic lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes

Abstract

一種用於老花眼者的鏡片系統，其利用雙眼間視差限制來改良視力。該鏡片系統可藉由要求雙眼間之一最小視力視差水準而被用於改良在觀看遠距離、中距離、及近距離物體時的雙眼視力，其中該水準不會令患者感到不快。此視力視差取決於用於各眼的鏡片設計、以及鏡片如何相對於患者的遠距離折射被適配在各眼中。

Description

用於老花眼者具有雙眼間視力視差限制的鏡片系統
本發明係關於用於矯正老花眼之隱形眼鏡，且更具體而言，係關於一多鏡片之系統，其中針對每一添加的需求提供不同的一副，其造成改良的視覺表現。更具體而言，該副隱形眼鏡將具有雙眼間之一視差水準，其係受到控制，以達成較佳的視覺表現，且不會引起配戴者的不快。
隨著個人老化，他們的眼睛比較不能調節或彎曲天然水晶體(natural lens)或晶狀體(crystalline lens)，以聚焦在對觀察者而言相對近距離的物體上。此一情況習稱老花眼。更具體而言，在一個人出生時，晶狀體是可彎的，使其能夠高度調節。隨著個人老化，晶狀體逐漸變得更硬，且因此較不能調節。類似地，對已移除天然水晶體或晶狀體並插入人工水晶體(intraocular lens)或IOL作為替代的人而言，調節能力已喪失。雖然一調節IOL的用意是為了解決此潛在缺點，當前的調節IOL之設計及概念是相對新穎且持續發展的。
在用於針對眼睛的調節失敗而矯正的方法之中，有一稱為為單視力(mono-vision)的方法，其中在大多數情況下，一用於遠距離視力矯正的隱形眼鏡係用在鏡片配戴者之主要使用眼(已知對遠距離視力而言佔主導地位)，該隱形眼鏡與一用在非主要使用眼之用於近距離視力矯正 的第二隱形眼鏡耦合。單視力供給近距離與遠距離視力兩者，同時允許大腦對應當如何理解影像作出補償。另一用於矯正老花眼的已知方法是在個人的雙眼使用雙焦或多焦隱形眼鏡。用於矯正老花眼的雙焦或多焦隱形眼鏡有許多形式。這些設計形式包括同心環及非球面設計，兩者均可設計用於中心遠距離(center distance)或中心近距離(center near)。所有這些設計均藉由在眼睛瞳孔內提供一焦度範圍來起作用。例如，一同心環設計可具有一中心環，其提供與矯正對象的遠距離視力所需之焦度標稱相等(nominally equal)的焦度；一鄰接環，其提供近距離焦度；及一外部環，其亦提供遠距離焦度。亦可存在解決介於近距離與遠距離之間的中距離視力需求的適配策略，例如，電腦螢幕觀看。與單視力相比，在雙眼使用雙焦或多焦鏡片導致影像對比及解析度下降，但通常維持雙眼視覺。尚有另一治療老花眼的方法是在一眼放置一雙焦或多焦鏡片，並在另一眼放置一單一視力鏡片。使用此方法的不利之處在於為了提供令人滿意的鏡片表現給個人而必須考量的大量鏡片、以及在近距離下之雙眼視覺的限制。
不同種類的隱形眼鏡及眼內晶狀體設計均可用於老花眼的治療。如上文簡短提及之用於老花眼患者的一個解決方案是為他們提供通常被稱為單視力者。在單視力的情況下，將針對最佳遠距離視力而矯正之一單一視力鏡片放入主要使用眼。在非主要使用眼中，單一視力鏡片係以相對於提供最佳的遠距離視力之折射為正且差異係與患者之添加需求(add need)相等的量之焦度來適配。例如，對具有雙眼-3.0 D之遠距離折射及+2.0 D之添加需求的患者而言，主要使用眼係以-3.0 D球面鏡片適配，且非主要使用眼係以-1.0 D球面鏡片適配。上文提出之「添加需求」一詞係指相對於為老花患者所提供之位於40cm工作距離的近距離視力所需的最佳遠距離矯正焦度之焦度增加。
與單視力相關之一問題在於一旦添加需求大於+1.75 D，許多患者無法忍受雙眼間的視覺視差及雙眼視覺的減弱。眼睛護理專業人員一般將視差單純地定義為相對於雙眼間的遠距離折射之焦度的差異；因此，在上述實例中，焦度的視差為2.0 D。雙眼視覺係定義為以雙眼聚焦在一物體上並建立一單一立體影像的能力。
對具有散光的患者而言，視力折衷通常甚至更大。同樣地，由於需要大量的SKU及與其相關的問題，製造者較不可能提供用於散光老花眼的設計。
因此，可輕易見到當前用於老花患者的鏡片系統並未適當地符合或解決患者的需求。
如本文中所使用，一鏡片系統係指一多鏡片系統，通常是符合用於具有範圍從0.75至2.5 D或更大的添加需求之一老花眼族群的添加需求所需的二或三個獨特設計。如提供用於銷售者，此鏡片系統亦必須包括一建議的適配指南，其告訴眼睛護理專業人員來自鏡片系統的一種或多種鏡片適合何種眼睛(主要使用/非主要使用)，以提供可能的最佳視力。因此，眼睛護理專業人員所關注的是給予患者最佳的可能視力，還有容易適配的系統，以及辦公室中需要儲存的驗光鏡片的數量亦保持在最小量。如同患者的情況，可輕易明白當前用於具有老花眼之患者的鏡片系統並未適當地符合眼睛護理專業人員的需求。
本發明之用於老花眼者具有雙眼間視力視差限制的鏡片系統克服如上文簡述之與當前鏡片系統相關聯的不足之處。具體而言，本發明的鏡片系統並非單純地著眼於依據焦度之代數差的視差，而是著眼於患者所見的視差，吾人稱之為視覺視差及/或視力視差。以此方式了解視差以 及其如何與雙眼視力相關聯提供了一手段，其建立一解決上文清楚表達的問題之用於老花眼的多焦設計系統。使用依據視力視差所了解的視差，可考慮不僅是適配的影響，而是適配與設計及總體雙眼視力之間的關係。本發明係關於一鏡片系統、相關聯的適配指南、以及一用於設計系統鏡片的方法。
根據一態樣，本發明係關於一用於老花眼者具有雙眼間視力視差限制的鏡片系統。該鏡片系統包含一適配指南，其藉由添加需求來具體指定鏡片設計選擇與鏡片適配；及一群組之鏡片，其包括多種設計，各該設計具有一折射率範圍，其中針對該適配指南中所具體指定之各鏡片設計選擇及適配，視覺視差落在由>0.2*添加+0.2及<0.7*添加+0.5所界定的範圍內。
本發明係關於一多鏡片系統、一用於老花眼之鏡片設計與相關聯的適配指南之組合。該多鏡片系統可藉由要求雙眼間之一最小視力視差水準而被用於改良在觀看遠距離、中距離、及近距離物體時的雙眼視力，且雙眼間之該視差水準不會令患者感到不快。本發明係用於一多鏡片系統，其藉由定義所需之眼間視力視差的最小水準及所需之眼間視力視差的最大水準而最佳地充分利用視力視差。此視力視差取決於放入各眼之鏡片的鏡片設計、以及鏡片如何相對於患者的遠距離折射被適配在各眼中。
在視力視差有兩個限制。針對根據本發明之多鏡片系統定義一視差最小值之視力視差的限制係藉由以下給定 其中添加為以屈光度為單位之對象的添加需求(add need)。不過，如隨後所詳細解釋者，視力視差具有不同的單位。此最小視差的限制量化視差在無負面結果或取捨的情況下可用於改良視力的程度。作為本發明的多鏡片 系統之一附加限制，亦存在一最大視力視差，以提供理想的結果。視力視差之最大限制係藉由以下給定
這兩個方程式的組合提供一視力視差界限，其提供最佳的總體雙眼視力。所允許的最大視差(方程式(2))設定視差之一上限，超過該上限則在視力上的負面影響超越可藉由增加雙眼間的視差所達成之任何附加的收益。
對如何藉由設計及適配之一組合設定視差最佳水準之此了解導致用於老花眼之改良的多鏡片系統。本發明之系統利用一單一視力鏡片及一單一多焦設計，並可跨全範圍的患者添加需求使用。此一個多焦鏡片系統為患者(改良視力)、為眼睛護理專業人員、以及為鏡片製造商(減少鏡片數量)提供優勢。藉由具有一個一鏡片系統而非一個多鏡片系統，所需的SKU數量以等於倍數的因素減少。該個一鏡片系統可藉由建立一複曲面多焦鏡片以及將其與一複曲面單一視力鏡片配對來針對具有散光的患者調整。如隨後更詳細揭示者，雙眼的總和及抑制在散光存在時與在患者具有很少或不具有散光時的表現不同。因此，更大部分族群的改良表現可藉由結合該一鏡片系統多焦之非複曲面版本與一複曲面單一視力鏡片來達成，以相較於提供和一非複曲面多焦配對之一非複曲面單一視力鏡片給1.0 D CYL或更低的低散光患者時提供改良的表現。本發明的系統需要一單一多焦鏡片與一已存在的複曲面單一視力鏡片耦合。
為了清楚表達，單一鏡片系統一詞係指一組隱形眼鏡，其中僅在一眼中使用一單一多焦鏡片，而在另一眼中則使用一球面或複曲面鏡片。此類型的系統為了包括針對鏡片製造商及眼睛護理專業人員之降低的SKU數量的一些原因而係較佳。亦為重要的是須注意可使用具有二或 多個多焦隱形眼鏡的系統，該等符合方程式(1)及(2)的設計限制，以提供優越的表現。
從以下對本發明較佳實施例之更詳細說明中，如所附圖式所繪示，將更清楚明白本發明之前述及其他特徵與優勢。
圖1為一例示性雙焦隱形眼鏡之焦度分佈。
圖2為一例示性多焦隱形眼鏡之焦度分佈。
圖3為一具有0.08 D/mm2之球面像差的例示性-3D近視眼之焦度分佈。
圖4為根據本發明之測量的雙眼視敏度(visual acuity)數據(單位為-10logMAR)與預測的雙眼視敏度數據(單位為-10logMAR)之間的比較圖示。
圖5為展示雙眼總和及雙眼抑制區域之一雙眼視力模型的圖示。
圖6為根據一第一實例之一第一組三個鏡片的焦度分佈圖示。
圖7為滿足本發明的設計限制之第一實例之一第一鏡片系統中的所有添加需求之視差計算的圖示。
圖8為根據第一實例之一第二組這些鏡片的焦度分佈圖示。
圖9為未滿足本發明的設計限制之第一實例之一第二鏡片系統中的所有添加需求之視差計算的圖示。
圖10為第一實例之第一鏡片系統及第二鏡片系統之遠距離雙眼視敏度的圖示。
圖11為第一實例之第一鏡片系統及第二鏡片系統之近距離雙眼視敏度的圖示。
圖12為根據一第二實例之二個鏡片、一鏡片系統的焦度分佈圖示。
圖13為滿足本發明的設計限制之第二實例之一鏡片系統中的所有添加需求之視差計算的圖示。
圖14為滿足本發明的設計限制之第二實例之一鏡片系統中的所有添加需求之一第二視差計算的圖示。
圖15為與先前技術相比，第二實例之一鏡片系統之遠距離雙眼視敏度的圖示。
圖16為與先前技術相比，第二實例之一鏡片系統之近距離雙眼視敏度的圖示。
隱形眼鏡簡言之就是放置於眼睛上的鏡片。隱形眼鏡被認定為醫療裝置，且可配戴以矯正視力及/或妝飾用或其他治療用途。從1950年代起，隱形眼鏡已商品化應用，用來改善視力。早期的隱形眼鏡係以硬質材料構成或製成，且相對昂貴而脆弱。此外，這些早期隱形眼鏡製作上使用的材料不能讓大量的氧氣透過隱形眼鏡穿透到角膜，可能會導致一些不良的臨床效果。過去的硬式隱形眼鏡已就透氧度經歷巨大的改進(次於較新的半撓性材料)，且因此在角膜健康上有顯著的改良。由於最好可能係僅相當低的初始舒適度，這些隱形眼鏡之用途仍受限。晚近此領域的研究發展出以水凝膠材料為基底的軟式隱形眼鏡，其至今日極受歡迎且廣為使用。最近，現今可用的聚矽氧水凝膠隱形眼鏡結合聚矽氧具有較高透氧性的優點和經證實的水凝膠舒適度及臨床表現。基本上，該些基於聚矽氧水凝膠的隱形眼鏡與早期硬質材料製成的隱形眼鏡相較，具有較高的透氧性且一般配戴起來較為舒適。然而，這些新式隱形眼鏡並非完全沒有限制。
目前可得的隱形眼鏡在視力矯正上仍為符合成本效益的手段。此薄型塑膠鏡片貼合於眼睛角膜上方以矯正視力缺陷，包括近視或近視眼、遠視或遠視眼、散光、與老花(即晶狀體失去調節能力)。隱形眼鏡有許多形式且以各種材料製成，以提供不同的機能。日戴型軟式隱形眼鏡一般係由軟質聚合物塑膠材料製成，這些材料與水結合而有透氧性。日戴型軟式隱形眼鏡可為日拋式或長戴拋棄式。日拋式隱形眼鏡通常在配戴一日後即丟棄，而長戴式拋棄式隱形眼鏡則通常可配戴至多三十日以上。有色軟式隱形眼鏡使用著色程序，以提供不同機能。例如，一可見度著色物隱形眼鏡使用一光著色物來協助配戴者找出掉落的隱形眼鏡。為了妝飾效益，眼部增強隱形眼鏡使用半透明或不透明著色物的任一者來增強或改變人眼的外觀。剛性透氣硬式隱形眼鏡是以聚矽氧聚合物製成，但是較軟式隱形眼鏡更具剛性，而可保持其形狀並且更加耐久。雙焦距隱形眼鏡(bifocal contact lens)係專為老花患者所設計，並且有軟式與硬式兩種。複曲面隱形眼鏡(toric contact lens)係專為散光患者所設計，並也有軟式與硬式兩種。也有結合以上不同態樣之組合式鏡片，例如混合型隱形眼鏡(hybrid contact lens)。
重要的是須注意雖然本發明的敘述聚焦在隱形眼鏡，可將本發明的原理應用至眼內晶狀體、有晶狀體(phakic)與無晶狀體(aphakic)、及角膜整形手術(例如，Lasik)。此外，討論及實例雖亦被限制在旋轉對稱折射設計，但此亦非本發明之一限制。設計可為繞射以及非旋轉對稱的。
老花眼的矯正係藉由以代數方式將正光學焦度加入至鏡片光學區的一部分以矯正配戴者或患者的近距離視敏度需求。用於矯正老花眼的雙焦或多焦隱形眼鏡有許多形式。這些設計形式包括同心環及非球面設計，兩者均可設計用於中心遠距離或中心近距離。所有這些設計均藉由 在眼睛瞳孔內提供一焦度範圍來起作用。例如，一同心環設計可具有一中心環，其提供與矯正一個人之遠距離視力所需的焦度標稱相等的焦度；一鄰接環，其提供近距離焦度；及一外部環，其提供遠距離焦度。根據本發明，改良的表現及縮短的適配時間可藉由利用鏡片對來達成，鏡片對協同地起作用，以提供鏡片配戴者良好的雙眼視覺、以及在近距離(near)、中距離(intermediate)、與遠距離(distance)視力中一致的表現。
如上文所提出者，任何數量的隱形眼鏡設計可用於老花眼的矯正。根據一例示性實施例，如讓予Johnson & Johnson Vision Care Inc.之美國專利第8,393,733號中所揭示者，茲揭示用於治療老花眼之滿足特定設計限制的多組隱形眼鏡。多組鏡片之各者包含多個鏡片，其等在一多焦設計中於所需範圍內提供球面焦度(sphere power)及添加焦度(add power)。較佳地，各組包含多個鏡片，其等以0.5屈光度增量在-12.00至+8.00屈光度範圍內提供球面焦度，並以0.25屈光度增量在0.75至2.50屈光度範圍內提供添加焦度。更佳地，一組鏡片以0.50屈光度增量在-12.00至+8.00屈光度範圍內提供球面焦度，以及以0.25屈光度增量在0.75至1.75屈光度範圍內提供添加焦度；一第二組鏡片以0.50屈光度增量在-12.00至+8.00屈光度範圍內提供球面焦度，以及以0.25屈光度增量在0.75至2.50屈光度範圍內提供添加焦度；且一第三組鏡片以0.50屈光度增量在-12.00至+8.00屈光度範圍內提供球面焦度，以及以0.25屈光度增量在1.25至2.50屈光度範圍內提供添加焦度。這些鏡片可組織成在適配指南中提及的成對組合，並在隨後更詳細地解釋。
一雙焦或多焦隱形眼鏡可藉由如圖1所繪示之一焦度分佈來描述。橫軸為自隱形眼鏡中心之徑向距離，而縱軸為在該徑向位置處之鏡片焦度及/或軸向焦度。在圖1所示之實例中，焦度分佈為環繞隱形眼鏡 中心旋轉對稱。在此雙焦例示性實施例中，所描繪的是一區或環類型雙焦鏡片，但本發明的鏡片可包括其他設計類型，例如，連續非球面或繞射鏡片。隱形眼鏡焦度分佈(P CL )可在已知表面形狀、鏡片厚度、及鏡片折射指數的情況下計算而得。隱形眼鏡之焦度分佈亦可由干涉計所測得的鏡片波前決定。本發明的鏡片系列係藉由施加至從計算得到之視力視差的限制來敘述，該設計焦度分佈如本文所述。在這些限制內構成一鏡片家族造成配戴者之遠距離、中距離、及近距離視力之優越的平衡。
本文所述之隱形眼鏡焦度分佈為軸向焦度，且係利用藉由以下給定之方程式從波前數據而計算得到的 其中P CL (r,θ)為在徑向位置處r的焦度，且W CL (r,θ)為極座標中的波前。
對波前而言，，因此方程式(3)可簡化為
隱形眼鏡在眼睛上的剩餘焦度P(r,θ)係藉由以下給定P(r,θ)=P CL (r,θ)-Rx+SA eye * r 2+F， (5)其中P CL (r,)為以屈光度為單位之隱形眼鏡的軸向焦度，Rx為以屈光度為單位之球面處方，SAeye為眼睛之球面像差(0.08 D/mm2)，且F為相對於平面的鏡片配適屈光度。
在各種眼睛模型中，SAeye的值係在0.06至0.1的範圍內。在本發明中，選擇位於範圍中間的值；即0.08 D/mm2。對一般族群而言，SAeye的值可變化+/-0.1 D/mm2，且在極端狀況下甚至更大。
雖然隱形眼鏡之焦度分佈及隱形眼鏡在眼睛上的剩餘焦度可用極座標描述，且不需要為旋轉對稱，但為簡明起見，所示者為環繞鏡片中心旋轉對稱的焦度分佈。在此情況下，隱形眼鏡的剩餘焦度係藉由以下給定P(r)=P CL (r)-Rx+SA eye * r 2+F。 (6)
圖2繪示例示性多焦隱形眼鏡的焦度分佈，該例示性多焦隱形眼鏡經設計用以放置於-3D(Rx=-3.0)近視眼上。圖3顯示具有0.08 D/mm2球面像差之-3D近視眼的焦度分佈。圖3所繪示的焦度分佈係藉由以下給定P eye (r)=-Rx+SA eye * r 2。 (7)
為求明確，藉由結合方程式6與7可見P(r)=P CL (r)+P eye (r)+F。 (8)
由此可知受試者觀看遠處物體之焦度(鏡片加眼睛)。看近處物體時，如閱讀，若受試者無法完全調適則會產生焦度平移。此焦度平移與其添加需求有關，稱為ADD。看近時(距離物體40cm)，鏡片焦度加上眼睛的組合成為P(r)=P CL (r)+P eye (r)+F-ADD， (9)其中ADD具有介於0.75D及2.5D之間的值。隱形眼鏡加上眼睛之焦度可與隱形眼鏡加上眼睛之波前有關，其方式類似於方程式4所說明者，且係藉由以下給定
重新安排並積分方程式10給出隱形眼鏡加上眼睛的波前W如下 其中R給出自鏡片中心(及眼睛，及波前)的徑向距離。藉由方程式11所給定的波前W假設一旋轉對稱鏡片；不過，要更準確，可以卡氏座標(Cartesian coordinates)來給定波前。極座標與卡氏座標之間的轉換已是眾所周知。已知波前W(x,y)，瞳孔函數(PF)係藉由以下給定 其中對r=(x2+y2)1/2<=D/2而言，A(x,y)=1，且對r>D/2而言，A(x,y)=0，且波長λ為0.555微米。瞳孔函數PF(x,y)係在瞳孔內的複振幅(complex amplitude)，且在瞳孔外側為零，亦即，當r>D/2時，A(r)=0，其中D為瞳孔直徑。
一光學系統(在此情況中係鏡片加眼睛的)之振幅點擴散函數(PSFa)係給定為2維瞳孔函數PF(x,y)之傅立葉轉換，且係藉由以下給定PSFa(u,v)=ʃʃPF(x,y)e -i．2．π．(u．x+y．v) dxdy， (13)積分對瞳孔半徑進行。量u與v具有1/mm之頻率單位，且係關於角度θx與θy，該等為x與y方向中的角度，且在物空間中具有弧度單位，並係藉由以下給定θ x =λ．u，及 (14)
θ y =λ．v， (15) 其中λ為以mm為單位的波長。
強度點擴散函數PSF係藉由以下給定PSF(u,v)=PSFa(u,v)．PSFa *(u,v)， (16)其中*表示共軛複數。
光學轉換函數OTF係給定為PSF之傅立葉轉換，並係藉由以下給定 其中v x及v y以每弧度周數(cycles per radian)為單位。
調變轉換函數MTF係藉由以下給定MTF(v x ,v y )=|OTF(v x ,v y )|。 (18)
如上述從波前計算MTF在所屬技術領域中已眾所周知，並可以數值方法為之。
在極座標中，MTF變成MTF(v,Θ)， (19)其中v為徑向頻率 且Θ為角度。
平均MTFa係藉由以下給定
MTF之加權面積(WA)係根據藉由以下給定之方程式計算得到 其中MTFa係如方程式21般地進行計算，且係角頻率、瞳孔直徑、及鏡片加上眼睛組合的焦度分佈之一函數，而NCSF為神經對比敏感函數(neural contrast sensitivity function)，並取決於頻率、瞳孔直徑(D)、及以燭光/m2表示的亮度(L)。在非旋轉對稱的鏡片設計中，MTF為二維MTF之平均。
相當於一般的辦公室環境之250cd/m2的亮度為本發明之例示，且NCSF係藉由以下給定 以 其中L為亮度(250cd/m2)，D為瞳孔直徑，以mm為單位，而E為以Td為單位的亮度。
常數如下：k=3.0 T=0.1秒 η=0.03
σ 0 =0.5 arc min X max =12° Φ 0 =3×10 -8 秒deg 2
=0.08 arc min/mm N max =15 cycles u 0 =7 cycles/deg
NCSF之說明可見例如「Contrast Sensitivity of the Human Eye and its Effects on Image Quality」，Peter G.J.Barten著，SPIE Optical Engineering Press於1999年出版，其內容於此合併參照。
利用加權面積WA，現可使用以下給定之方程式計算出單眼表現(monocular performance,MP)MP=-53.0+25.1*log10(WA)-3.8782*log10(WA)2+0.1987*log10(WA)3， (25) 其中log10(WA)代表WA之以10為底的對數函數。
此量可從所測得的焦度分佈或個別鏡片的設計焦度分佈計算出來，並為敘述本發明鏡片系統之限制提供基礎。
計算各眼(左L及右R)看遠物及近物之MP。所計算之四個數量為：dL為左眼中鏡片觀看遠物所計得之MP；dR為右眼中鏡片觀看遠物所計得之MP；nL為左眼中鏡片觀看近物所計得之MP；而且nR為右眼中鏡片觀看近物所計得之MP；此視力視差之計算係使用給定如下方程式 其中是介於2.5及6.0mm直徑之瞳孔尺寸的dL平均，是介於2.5及6.0mm直徑之瞳孔尺寸的dR平均，是介於2.5及6.0mm直徑之瞳孔尺寸的nR平均，以及是介於2.5及6.0mm直徑之瞳孔尺寸的nL平均。
遠距離視力的視差係藉由以下給定 且近距離視力的視差係藉由以下給定
輕易地便觀察到雙眼視力常優於單眼視力。眾多研究顯示一被稱為雙眼總和(binocular summation)的現象，其中在某些狀態下，雙眼視力優於任一眼的單眼視力。亦存在雙眼之間之某些類型及水準的視差導 致雙眼抑制(binocular inhibition)的情況。在此情況下，雙眼視力比最佳單眼視力更差。一般而言，總和或抑制取決於雙眼之間的視力視差水準。已實施一臨床研究，在其中針對配戴十六種不同的鏡片/適配組合之二十四個對象測量雙眼視力及單眼視力。從來自先前著作的數據及建議開發出一雙眼視力模型。結果示於圖4及圖5。圖4顯示沿著橫軸之測得的視敏度數據(單位為-10logMAR)與模型所預測的視敏度數據之間的比較。由數據決定的模型由藉由以下給定之方程式預測以MAR為單位的雙眼視敏度 MAR=1/sqrt(0.7d 2 +0.7n 2 +.065d/n)， (29)其中d及n分別為用於主要使用及非主要使用眼的1/MAR。
雙眼總和及抑制可藉由參照圖5來了解。在此圖中，雙眼VA係繪示為非主要使用眼VA之一函數(單位為-10logMAR)，其中非主要使用眼的單眼VA是固定的。只要遠距離視力視差或近距離視力視差之任一者小於大約3.0(單位為-10 logMAR)，則視力加總以提供比任一單眼更佳的雙眼視力。一旦視差大於3線(line)，則視力抑制發生，且雙眼視力比最佳單眼視力更差。
本發明之一重要態樣在於藉由將視差限制在確保雙眼總和的範圍內，可實現一改良的鏡片對。為達成此事，既需要考慮觀看遠距離物體時的視力，亦需要考慮觀看近距離物體時的視力。考慮雙眼遠距離視力與雙眼近距離視力兩者，最佳總體視力係在視差被侷限在一具有一最小視力視差及一最大視力視差之區域內時達成。最大及最小視力視差係藉由以下給定 且 其中添加為以屈光度為單位之對象的添加需求。具有-10logMAR的單位，因此該等方程式之各者中的第一常數具有-10logmar/D的單位，且第二常數具有-10logMAR的單位。
視力視差、以及遠距離視力視差、與近距離視力視差均取決於該等眼之各者中之設計的焦度分佈、以及如何相對於平光適配該設計。
在方程式30及31中之視力視差的限制係用於定義完整的老花鏡片系統，以符合從0.75至2.5D之患者之添加需求。此老花鏡片系統係由至少一個設計組成，其與一建議的適配指南或表耦合。
作為一附加限制，平均雙眼遠距離視力係受到藉由以下給定之方程式的限制 且雙眼遠距離視力係受到藉由以下給定之方程式的限制
雙眼遠距離視力及雙眼近距離視力係使用方程式29所給定之雙眼總和模型計算得到的。須注意得自方程式29的結果係以MAR為單位，而bD及bN所給定的限制則是以-10logMAR為單位。至方程式29的輸入d及n亦需要以MAR為單位。所使用的輸入值、、、及係以-10logMAR為單位，且必須轉換為MAR單位。
如藉由上述限制所述之本發明的鏡片係使用一如本文所述之新式設計方法設計出來的。首先，建立一初始適配指南，其係相對於系統將解決的各添加需求之遠距離折射提供鏡片選擇及鏡片適配。決定此適配指南，為從業人員提供一直覺的指南，並就如何選擇及適配鏡片以符合患者之增加的添加需求來提供一合理的初始推測。接下來，建立一優值函 數，其提供系統總體表現之一測量。此總體優值函數係由一雙眼優值函數之加權總和組成，其係藉由系統來解決之各添加需求計算得到的。對各添加需求而言，雙眼優值函數包括一雙眼視力模型(例如上述者)，並在方程式29中總結。此雙眼優值函數將取決於各眼中的設計、該設計相對於遠距離折射的適配、眼睛的光學性質、以及對象的添加需求。最後，有一最佳化程序，其調整鏡片設計，並在需要時調整適配表，以最小化總體優值函數。該程序可為手動的，其需要持續的設計者介入，但理想上係使用一電腦化的數值最佳化程序(例如，模擬退火法(simulated annealing)、或阻尼最小平方法(damped least square)、或任何數量的其他適當的演算法)。
實例1
第一設計實例係用於一由三個設計作成的多鏡片系統。將三個鏡片標定為鏡片A、鏡片B、及鏡片C。用於各者的設計為一旋轉對稱連續非球面型設計，其焦度分佈係繪示於圖6。這些焦度分佈係用於-3.0D鏡片。
下表(表1)提供用於這些鏡片的適配建議。表1所標定的適配為鏡片(A、B、或C)與相對於遠距離折射的鏡片焦度。
圖7繪示針對表1中的所有添加需求之從方程式26計算出的視差結果，其係與最大及最小限制一起被繪示，其證明此多鏡片系統滿足由方程式30及31所給定的限制。
圖8繪示用於先前技術之一多鏡片系統的焦度分佈。下表(表2)顯示用於此多鏡片系統的適配指南。
圖9繪示針對先前技術之此多鏡片系統計算出的視差結果，顯示視力視差落在方程式30及31中所定義的限制之外。
圖10及圖11分別繪示遠距離與近距離雙眼VA的計算，其使用在方程式29中總結的雙眼視力模型，從而顯示實例鏡片系統勝過一先前技術系統的優勢。
下表(表3)顯示實例系統(與上文相同)之初始適配指南，連同若在初始適配之後，對象需要改良的近距離視力或改良的遠距離視力之任一者的情況下建議作出的改變。
實例2
第二設計實例係用於一系統，其包含一配戴於主要使用眼的單一視力鏡片、及一配戴於非主要使用眼的連續非球面型多焦鏡片。藉由在主要使用眼中使用一單一視力鏡片，此系統僅需要製造及備貨一個多焦鏡片。這兩種鏡片(「鏡片A」為單一視力鏡片，其在此實例中為一球面鏡片，且鏡片B為連續非球面多焦鏡片)的焦度分佈係繪示於圖12。
下表(表4)中的適配指南導致圖13所示的視差。如所示，設計視差介於如利用方程式30及31計算出的最小及最大視差之間。
只要符合視差限制，其他適配指南亦是可行的。下列適配指南(表5)導致圖14所示的視差結果。再次，設計視差介於如利用方程式30及31計算出的最小及最大視差之間。
上述之「一鏡片系統(one lens system)」包含與一旋轉對稱連續非球面多焦鏡片配對之一球面單一視力鏡片。單一視力鏡片亦可為非球面的，且多焦鏡片可具有其他設計類型(例如，繞射)、或具有交替的遠距離與近距離區、或為一不對稱設計類型，只要鏡片對及適配指南符合方程式30及31中的限制即可。
圖15及圖16顯示遠距離與近距離雙眼VA的計算，其使用在方程式29中總結的雙眼視力模型，顯示實例鏡片系統勝過一先前技術系統的優勢。
下表(表6)顯示一鏡片系統之標稱適配指南，連同若在初始適配之後，對象需要改良的近距離視力或改良的遠距離視力之任一者的情況下建議作出的改變。
實例3
若患者為散光，則實例2中所述之設計結果可藉由以主要使用眼中之一單一視力複曲面設計及非主要使用眼中之一複曲面多焦取代非主要使用眼之單一視力鏡片而達成。對複曲面多焦而言，複曲面表面最常被放置在鏡片的後表面上。-3D複曲面多焦鏡片的焦度分佈沿著散光軸將與圖12所示者相同，且將沿著正交軸偏移等於柱狀處方(cylinder prescription)的量。
此處所述之老花鏡片系統完全矯正對象雙眼中的散光，且亦符合方程式30及31中所給定的限制，從而為兩眼的遠距離、中距離、及近距離視力提供良好的平衡。此系統提供勝過其他用於散光對象之老花系統的優勢，因為新的ECP之試驗組(trial set)中所需要製造及備貨之SKU的數量比傳統的二或三個鏡片的老花系統減少。
實例4
上文關於雙眼視力，特別是關於雙眼總和及雙眼抑制的討論已考慮雙眼間的視力視差由旋轉對稱散焦及像差佔主導地位的情況。當在隱形眼鏡或在眼睛的任一者中有非旋轉對稱的像差存在時，抑制的發生具有較小的視差水準較小的視差水準。具體來說，當散光存在時，雙眼抑制的發生達到大上許多的程度(Colins M,Goode A,Brown B,Distance Visual Acuity and Monovision.Optometry and Vision Science 1993；70：723-728)。視力視差在雙眼視力上的影響由於主要使用眼中之柱狀(散光)的存在而受到負影響。此設計實例提供主要使用眼中之一複曲面鏡片，其完全矯正散光；以及非主要使用眼中之一多焦鏡片。多焦鏡片與實例2的相同，且適配指南相同，而增加部分在於主要使用眼中的複曲面鏡片係盡可能靠近地使用，以矯正對象之主要使用眼中的散光。
正常來說，提供給隱形眼鏡患者的最低柱狀矯正為0.75D。由於視差存在的雙眼視力降低，老花眼者在主要使用眼中需要矯正的散光量較小。對此老花系統而言，主要使用眼中的複曲面矯正必須低至0.25D。
重要的是須注意雖然本發明已針對隱形眼鏡詳細地敘述，本文所述之原理及發明概念同等地適用於其他類型的鏡片，包括，人工水晶體或IOL。此外，如本文中所使用，隱形眼鏡包括單一視力隱形眼鏡、雙焦隱形眼鏡、多焦隱形眼鏡、複曲面隱形眼鏡、繞射隱形眼鏡、同心環隱形眼鏡、連續非球面隱形眼鏡、硬式隱形眼鏡、軟式隱形眼鏡、及任何類型的隱形眼鏡。
儘管所顯示與所描繪者是被認為最實用且最佳的實施例，但對所屬技術領域中具有通常知識者來說，仍可輕易思及偏離所描述且所顯示的特定設計與方法，且可加以運用而不脫離本發明的精神與範疇。本 發明並不限於所敘述及繪示的具體構造，而是應理解為符合落在所附申請專利範圍之範疇內的所有修改形式。

Claims (13)

  1. 一種用於老花眼者具有雙眼間視力視差限制的鏡片系統，該鏡片系統包含：一適配指南，其藉由添加需求來指定鏡片設計選擇及鏡片適配；以及一群組之鏡片，其包括多種設計，各該設計具有一折射率範圍，其中針對該適配指南中所具體指定之各鏡片設計選擇及適配，視覺視差
    Figure TWI653485B_C0001
    落在由
    Figure TWI653485B_C0002
    >0.2*添加+0.2及
    Figure TWI653485B_C0003
    <0.7*添加+0.5所界定的範圍內，用於小於或等於0.75之一添加。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡片系統，其進一步包含平均雙眼遠距離視力
    Figure TWI653485B_C0004
    及平均雙眼近距離視力
    Figure TWI653485B_C0005
    的限制，其中
    Figure TWI653485B_C0006
    >-0.2*添加+0.6且
    Figure TWI653485B_C0007
    >-1.3*添加+1.2。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之鏡片系統，其中該群組之鏡片包含隱形眼鏡。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之鏡片系統，其中該群組之鏡片包含人工水晶體。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之鏡片系統，其中該等隱形眼鏡包括單一視力隱形眼鏡。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之鏡片系統，其中該等隱形眼鏡包括雙焦隱形眼鏡。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之鏡片系統，其中該等隱形眼鏡包括多焦隱形眼鏡。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之鏡片系統，其中該等隱形眼鏡包括複曲面隱形眼鏡。
  9. 如申請專利範圍第3項所述之鏡片系統，其中該等隱形眼鏡包括繞射隱形眼鏡。
  10. 如申請專利範圍第3項所述之鏡片系統，其中該等隱形眼鏡包括連續非球面隱形眼鏡。
  11. 如申請專利範圍第3項所述之鏡片系統，其中該系統由一複曲面單一視力鏡片設計、及一非複曲面多焦鏡片設計組成。
  12. 如申請專利範圍第3項所述之鏡片系統，其中該系統由一複曲面單一視力鏡片設計、及一複曲面多焦鏡片設計組成。
  13. 一種設計一用於老花眼者具有雙眼間視差限制的隱形眼鏡系統的方法，該方法包含以下步驟：建立一鏡片焦度及添加需求的適配指南；產生一優值函數，其跨包括於該適配指南中之全範圍的添加需求而提供該系統在遠距離、中距離、及近距離視力的雙眼表現之一測量；以及施加一最佳化程序，以決定該鏡片設計及對該適配指南的修改，該最佳化程序最小化該總體系統優值函數，其中針對該適配指南中所具體指定之各鏡片設計選擇及適配，視覺視差
    Figure TWI653485B_C0008
    落在由
    Figure TWI653485B_C0009
    >0.2*添加+0.2及
    Figure TWI653485B_C0010
    <0.7*添加+0.5所界定的範圍內，用於小於或等於0.75之一添加。
TW104128050A 2014-08-29 2015-08-27 用於老花眼者具有雙眼間視力視差限制的鏡片系統 TWI653485B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/472,940 2014-08-29
US14/472,940 US9733493B2 (en) 2014-08-29 2014-08-29 Lens system for presbyopes with inter-eye vision disparity limits

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201617691A TW201617691A (zh) 2016-05-16
TWI653485B true TWI653485B (zh) 2019-03-11

Family

ID=54014600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104128050A TWI653485B (zh) 2014-08-29 2015-08-27 用於老花眼者具有雙眼間視力視差限制的鏡片系統

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9733493B2 (zh)
EP (1) EP2990859A1 (zh)
JP (1) JP2016051181A (zh)
KR (1) KR102529338B1 (zh)
CN (1) CN105388631B (zh)
AU (1) AU2015218511B2 (zh)
BR (1) BR102015020850A2 (zh)
CA (1) CA2901856C (zh)
HK (1) HK1221510A1 (zh)
RU (1) RU2628462C2 (zh)
TW (1) TWI653485B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200214830A1 (en) * 2014-09-09 2020-07-09 Candido Dionisio Pinto Ophthalmic implants with extended depth of field and/or enhanced distance visual acuity
WO2017064032A1 (en) * 2015-10-15 2017-04-20 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) An ophthalmic progressive addition lens for an emmetropic and presbyopic wearer; method for providing such a lens
TWI595286B (zh) * 2016-06-07 2017-08-11 Continuous zoom contact lenses
CN111077676B (zh) * 2019-12-10 2021-09-07 华为技术有限公司 散光矫正透镜、头戴显示设备和散光矫正方法
US20210325694A1 (en) * 2020-04-21 2021-10-21 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Multi-lens system for presbyopia

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5835192A (en) 1995-12-21 1998-11-10 Johnson & Johnson Vision Products, Inc. Contact lenses and method of fitting contact lenses
US5793465A (en) * 1996-10-08 1998-08-11 Innotech, Inc. Toric surfacecasting
RU2231814C1 (ru) * 2003-10-29 2004-06-27 Егорова Галина Борисовна Универсальный пробный набор жестких газопроницаемых контактных линз для коррекции кератоконуса
GB0329507D0 (en) * 2003-12-19 2004-01-28 Guillon Michel Contect lens
US7300152B2 (en) 2004-06-14 2007-11-27 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Contact lenses and methods for their design
WO2008086520A1 (en) 2007-01-11 2008-07-17 Alcon Research, Ltd. Alternating optical system: mixing and matching optics to maximize binocular visual benefits
US7753521B2 (en) * 2008-03-31 2010-07-13 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Lenses for the correction of presbyopia and methods of designing the lenses
US20100026958A1 (en) 2008-08-04 2010-02-04 Wooley C Benjamin Fitting Method for Multifocal Lenses
EP2270578A1 (en) 2009-06-30 2011-01-05 Essilor International (Compagnie Générale D'Optique) Method of and apparatus for designing an optical lens
US8628194B2 (en) * 2009-10-13 2014-01-14 Anton Sabeta Method and system for contact lens care and compliance
US20120123534A1 (en) 2010-11-11 2012-05-17 University Of Rochester Modified monovision by extending depth of focus
US8992012B2 (en) * 2011-06-23 2015-03-31 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Lens systems for presbyopia
CN104823100B (zh) * 2012-08-10 2020-04-24 奥西奥公司以约利亚健康公司名义经营 隐形眼镜和为个体的眼睛测定隐形眼镜的适配的方法
US9414906B2 (en) * 2012-09-07 2016-08-16 BeautiEyes, LLC Eye aperture enhancing prosthesis and method
US9717628B2 (en) 2012-12-04 2017-08-01 Amo Groningen B.V. Lenses, systems and methods for providing binocular customized treatments to correct presbyopia
CN104995548B (zh) 2013-02-20 2017-04-12 依视路国际集团（光学总公司） 一副渐进式眼镜片
US9594259B2 (en) * 2014-08-29 2017-03-14 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Mask lens design and method for preventing and/or slowing myopia progression

Also Published As

Publication number Publication date
CA2901856A1 (en) 2016-02-29
US20160062140A1 (en) 2016-03-03
CA2901856C (en) 2023-02-14
AU2015218511B2 (en) 2020-06-04
HK1221510A1 (zh) 2017-06-02
CN105388631B (zh) 2020-09-22
RU2628462C2 (ru) 2017-08-17
KR102529338B1 (ko) 2023-05-09
JP2016051181A (ja) 2016-04-11
AU2015218511A1 (en) 2016-03-17
RU2015135795A (ru) 2017-02-28
BR102015020850A2 (pt) 2016-03-01
US9733493B2 (en) 2017-08-15
KR20160026751A (ko) 2016-03-09
CN105388631A (zh) 2016-03-09
EP2990859A1 (en) 2016-03-02
TW201617691A (zh) 2016-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI709788B (zh) 多焦點眼用鏡片
US9500880B2 (en) Presbyopia lens with pupil size correction based on level of refractive error
TWI653485B (zh) 用於老花眼者具有雙眼間視力視差限制的鏡片系統
TW201617695A (zh) 用於防止及／或減緩近視加深之多焦距鏡片設計及方法
RU2621543C2 (ru) Конструкция линзы и способ минимизации изменения остроты зрения на основе опыта больных с прогрессирующей миопией
CA2877234A1 (en) Lens providing extended depth of focus and method relating to same
KR20190024782A (ko) 난시 교정용 콘택트 렌즈에서 이차 난시를 최소화하기 위한 아토릭 표면