專利名稱：高階象差校正用的眼睛鏡片及其產(chǎn)生工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多焦點眼睛鏡片。特別是，本發(fā)明提供具有多于一種光學(xué)機(jī)能或焦距的多個區(qū)的鏡片。該鏡片校正多于一個注視場中的高階光學(xué)象差。
背景技術(shù)：
隨著個人年齡的增長，眼睛不太能夠調(diào)節(jié)或彎曲天然的晶狀體來聚焦到相當(dāng)接近觀察者的對象。這種狀態(tài)稱為老視。同樣，對于已經(jīng)摘除其天然晶體并置入眼內(nèi)鏡片作為替代物的人，也缺乏調(diào)節(jié)能力。
在用于校正眼睛不能調(diào)節(jié)的方法中，有具有多于一種光學(xué)機(jī)能力的鏡片。特別是，已經(jīng)開發(fā)了其中提供遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能區(qū)、近光學(xué)機(jī)能區(qū)和中間光學(xué)機(jī)能區(qū)的眼鏡鏡片、接觸式鏡征和眼內(nèi)鏡片。這些鏡片的缺點是只能校正低階光學(xué)象差如散焦和散光，而不能校正較高階象差。因此，需要一種能夠校正較高階光學(xué)象差的多焦點鏡片。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明鏡片的一個實施例的頂視圖。
圖2是本發(fā)明鏡片的一個實施例的頂視圖。
圖3a是本發(fā)明鏡片的一個實施例的凸表面的頂視圖。
圖3b是本發(fā)明鏡片的一個實施例的凹表面的頂視圖。
發(fā)明及其優(yōu)選實施例的詳述本發(fā)明提供一種多焦點鏡片和生產(chǎn)該鏡片的方法，該鏡片校正鏡片佩帶者眼睛的光學(xué)象差。通常，這些象差是在波陣面上任何位置處對球形波陣面的任何偏離。這些象差的經(jīng)典描述是球差、散光、彗差和畸變。或者是，這些象差可以用數(shù)學(xué)方法描述，例如用Zernike多項式。本發(fā)明的鏡片沿多于一個的注視方向校正這些象差。
在一個實施例中，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)鏡片佩帶者用的鏡片的方法，包括基本上包括和由下列步驟組成a)測量鏡片佩帶者的基本屈光處方；b)通過在至少一個第一距離和一個第二距離處提供視力靶來測量鏡片佩帶者的波陣面象差；c)將該象差測量轉(zhuǎn)換為一高度差；d)利用該基本屈光處方和轉(zhuǎn)換的高度差為鏡片佩帶者提供一個眼睛鏡片。“鏡片”指眼鏡鏡片、接觸式鏡片、眼內(nèi)鏡片、角膜移植鏡片高嵌體(onlay，放在器官或組織表面上的移植物)鏡片等或其組合。最好是，本發(fā)明的鏡片為眼鏡鏡片或接觸式鏡片。
在本發(fā)明的第一步驟中，鏡片佩帶者的基本屈光處方是用任何常規(guī)方法或眼的波陣面分析來測量的。“基本屈光處方”指校正鏡片佩帶者視力所必需的遠(yuǎn)視力、近視力、中間視力、圓柱光學(xué)機(jī)能和棱鏡光學(xué)機(jī)能中的一個或多個。
然后測量鏡片佩帶者的波陣面象差。“波陣面象差”指由眼睛形成的波陣面與會聚在視網(wǎng)膜上的波陣面之間的差別。在本發(fā)明的方法中，波陣面測量是通過給鏡片佩帶者提供在至少兩個不同距離(第一距離和第二距離)處的視力靶來進(jìn)行的。例如，一個靶可以在鏡片佩帶者的遠(yuǎn)視力區(qū)內(nèi)提供，在該區(qū)內(nèi)被觀察的對象離眼睛約15英尺或更遠(yuǎn)。第二靶可以在近視力區(qū)內(nèi)提供，在該區(qū)內(nèi)被觀察的對象離眼睛約50cm。最好是，也在鏡片佩帶者的中間視力區(qū)內(nèi)提供一個靶，在該區(qū)內(nèi)被觀察的對象離佩帶者眼睛約50至約80cm。
進(jìn)行象差測量的設(shè)備不受限制的包括象差鏡或通過點傳播或線傳播來測量眼的“調(diào)制傳遞功能”的裝置或者測量、評價、內(nèi)插或計算眼的光波陣面的任何類似裝置。一種能夠測量遠(yuǎn)視力靶的象差鏡可從美國新墨西哥州的Albuquelque市的波陣面科學(xué)公司買到。如何使用該種象差鏡以及測量近距離和中間距離處的靶的可以用于象差測量的其它裝置，在該技術(shù)中是熟悉知的。
一旦獲得，而后可以用數(shù)學(xué)方法將這些象差測量轉(zhuǎn)換為高度差，從而提供一張在指定的平均球面值上下的稱為光路差的視圖。通過經(jīng)入一個光路差或補(bǔ)償由于眼的象差而產(chǎn)生的畸變的象差反向濾光器，將提供對象差的校正。
該轉(zhuǎn)換的高度差與基本屈光處方和可以選擇的角膜構(gòu)形數(shù)據(jù)一起而后用于為佩帶者提供一個鏡片。該數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換為直線的、極坐標(biāo)同心的或螺旋形的格式的網(wǎng)狀圖形，以對應(yīng)于一種機(jī)構(gòu)，通過該機(jī)構(gòu)可以利用計算機(jī)數(shù)控(“CNC”)車床、聚合物鈕扣狀物的直接機(jī)加工、研磨、激光燒蝕、注模插入等或其組合來加工鏡片表面或鏡片模型。校正象差所需的鏡片表面的正面或斜坡的變化可以包括在鏡片前表面、后表面或其組合中。
在一個實施例中，該鏡片是一個眼鏡鏡片，鏡片上一個表面存在遠(yuǎn)觀察區(qū)和近觀察區(qū)，產(chǎn)生的遠(yuǎn)觀察區(qū)提供對遠(yuǎn)觀察區(qū)域的包括高階象差校正的校正。最好是，該高階象差校正位于佩帶者眼睛對遠(yuǎn)觀察最常用的遠(yuǎn)觀察區(qū)的部分處。同樣，近觀察區(qū)可以對鏡片佩帶者的包括象差的近的視力提供校正。圖1中示出眼鏡鏡片10，其中分別存在遠(yuǎn)觀察區(qū)、中間觀察區(qū)和近觀察區(qū)11、12和13。圖2中示出另一實施例。圖2的鏡片20是一個分別帶有中央?yún)^(qū)、頂部區(qū)和底部區(qū)21、22和23的單獨視力鏡片，這些區(qū)對應(yīng)于佩帶者的各種注視方向。此外，鏡片周邊設(shè)有多個區(qū)24，這些區(qū)控制佩帶者周邊視力中的象差。
在任何一個眼鏡鏡片的實施例中，可以對鏡片的一個表面或兩個表面進(jìn)行象差校正。該眼鏡鏡片可以通過任何已知的方法包括(不受限制)鏡片毛坯的研磨、鑄造、模制或其組合來形成。在一個優(yōu)選實施例中，使用具有基本屈光處的一部分或全部的光學(xué)預(yù)成形件，而在該光學(xué)預(yù)成形件上鑄造一個或多個表面來提供象差校正和(可以選擇地)提供額外的基本屈光處方能力。
在另一實施例中，該鏡片可以是一個接觸式鏡片。最好是，該鏡片的后表面或凹表面是一個包括鏡片佩帶者的基本屈光處方的多焦點表面。該鏡片的前表面或凸表面包含一個校正鏡片佩帶者的高階象差的光學(xué)區(qū)。適用的多焦點表面公開于美國專利No.5,929,969；No.5,835,192；No.5,682,223；No.5,485,228和No.5,448,312中，這些專利均全部參考引用于此。在另一實施例中，基本屈光處方和象差校正中的任一個或兩者可以在前后表面之間區(qū)分。在優(yōu)選實施例中，該后表面對佩帶者的角膜構(gòu)形匹配。
對于包括鏡片佩帶者角膜的反向構(gòu)形立面圖的鏡片，該角膜構(gòu)形可以用任何已知的方法測定，包括(不受限制)使用一個角膜構(gòu)形描圖儀。對于軟性接觸式鏡片的制造，該立面圖數(shù)據(jù)最先加到未彎曲狀態(tài)的鏡片模型中。其次，當(dāng)鏡片置于眼睛上時，這些數(shù)據(jù)通過考慮到該軟性鏡片的彎曲或卷曲而轉(zhuǎn)換。因此，當(dāng)使用角膜構(gòu)形數(shù)據(jù)時，考慮到角膜的立面和卷曲兩方面的影響。該彎曲轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)而后可以在CNC網(wǎng)狀圖形上描圖，并用于制造鏡片或模制加工表面。
圖3a和3b表示本發(fā)明的接觸式鏡片30。該鏡片有一凸表面31，表面31有一帶所要遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能的中心光學(xué)區(qū)32?！斑h(yuǎn)光學(xué)機(jī)能”指將佩帶者的遠(yuǎn)視力敏銳度校正到所要程度的所需屈光率大小。凹表面38在近光學(xué)機(jī)能和遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能交替的光學(xué)區(qū)內(nèi)分別有五個同心圓環(huán)33、34、35、36和37。“近光學(xué)機(jī)能”指將佩帶者的近視力敏銳度校正到所要程度的所需屈光率大小。象差反向濾光器可以外加到鏡片的前表面、后表面或前后兩表面上。也可以提供一個或多個中間光學(xué)機(jī)能環(huán)。象差反向濾光器可以滿足和特別適用于一個或多個各種遠(yuǎn)視力區(qū)和近視力區(qū)上。
圖3a和圖3b的鏡片可以進(jìn)行許多變化。中心光學(xué)區(qū)中可以有遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能或近光學(xué)機(jī)能，并可在凹表面或凸表面上，但最好在凸表面上。圓環(huán)數(shù)目優(yōu)選的至少為2，更優(yōu)選的為約4至約7，并可以在凸鏡片表面或凹鏡片表面上，但最好在凹表面上。
可以提供一對接觸式鏡片，一個鏡片戴在占優(yōu)勢的眼睛上，另一個戴在非占優(yōu)勢的眼睛上。“占優(yōu)勢的眼睛”指遠(yuǎn)視力占優(yōu)勢的眼睛。占優(yōu)勢的眼睛所戴的鏡片有一個帶一具有所要遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能的中心光學(xué)區(qū)的凸表面。該凹表面在其光學(xué)區(qū)中有至少兩個同心的圓環(huán)區(qū)。這至少兩個圓環(huán)區(qū)的每個的能力基本上等于遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能。該凸表面和凹表面中的任一個或兩個可以有帶有遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能、近光學(xué)機(jī)能或兩者組合的附加的圓環(huán)區(qū)。在該實施例中，優(yōu)選的是，該凸表面只有中心光學(xué)區(qū)而沒有圓環(huán)區(qū)，該凹表面有至少兩個具有遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能和近光學(xué)機(jī)能中的任一個或兩個的圓環(huán)區(qū)。更優(yōu)選的是，該凸表面只有一個具有遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能的中心光學(xué)區(qū)，該凹表面有至少兩個遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能區(qū)和一個或多個圓環(huán)形近光學(xué)機(jī)能區(qū)。
非占優(yōu)勢的眼睛所戴的鏡片有一個帶一具有所要近光學(xué)機(jī)能的中心光學(xué)區(qū)的凸表面。該凹表面在其光學(xué)區(qū)中有至少兩個同心的圓環(huán)區(qū)。這至少兩個圓環(huán)區(qū)的每個的能力基本上等于近光學(xué)機(jī)能。該凸表面和凹表面中的任一個或兩個可以有帶有遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能、近光學(xué)機(jī)能或兩者組合的附加圓環(huán)區(qū)。優(yōu)選的是，該凸表面只有中心光學(xué)區(qū)而沒有圓環(huán)區(qū)，該凹表面有至少兩個具有遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能和近光學(xué)機(jī)能中的任一個或兩個的圓環(huán)區(qū)。更優(yōu)選的是，該凸表面只有一個具有近光學(xué)機(jī)能的中心光學(xué)區(qū)，該凹表面有至少兩個近光學(xué)機(jī)能區(qū)和一個或多個圓環(huán)形的遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能區(qū)。
對于本發(fā)明的接觸式鏡片，在其中使用圓環(huán)形的遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能區(qū)和近光學(xué)機(jī)能區(qū)兩者的那些實施例中，這些圓環(huán)形遠(yuǎn)區(qū)最好與那些圓環(huán)形近區(qū)交替。另外，圓柱光學(xué)機(jī)能可以與遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能和近光學(xué)機(jī)能中的任一個或兩者結(jié)合。在本發(fā)明的鏡片對的任一鏡片上也可以提供一個或多個圓環(huán)形的中間光學(xué)機(jī)能區(qū)，其光學(xué)機(jī)能在近光學(xué)機(jī)能和遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能之間。
在接觸式鏡片的其中對占優(yōu)勢的眼睛使用圓環(huán)形的近光學(xué)機(jī)能區(qū)和遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能區(qū)兩者的情況下，專用于遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能和近光學(xué)機(jī)能的鏡片光學(xué)區(qū)面積的比率必須是專用于遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能的面積更大。對于非占優(yōu)勢的眼睛的鏡片，專用近視力光學(xué)機(jī)能的鏡片面積更大。對占優(yōu)勢的和非占優(yōu)勢的眼睛鏡片兩者的根據(jù)百分率的優(yōu)選面積公開在美國專利No.5,835,192；No.5,485,228和No.5,448,312中。
本發(fā)明中使用的接觸式鏡片可以是硬性鏡片，也可以是軟性鏡片。優(yōu)先使用用任何適合于生產(chǎn)此類鏡片的材料制成的軟性接觸式鏡片。除了象差校正與遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能和近光學(xué)機(jī)能以外，本發(fā)明的鏡片還可以具有綜合在這些表面上的各種校正的光學(xué)特性中的任何一種或幾種，例如圓柱光學(xué)機(jī)能。
本發(fā)明的接觸式鏡片可以用任何常規(guī)的方法制成。例如，其中形成的圓環(huán)區(qū)可以用交替半徑的金剛石切削來產(chǎn)生。這些圓環(huán)區(qū)可被金剛石切削成用于制造本發(fā)明鏡片的模具。隨后，將合適的液體樹脂安置在模具之間，接著壓緊樹脂和固化樹脂，以形成本發(fā)明的鏡片?；蛘呤?，這些圓環(huán)區(qū)可被金剛石切削成鏡片鈕扣狀物。
在眼內(nèi)鏡片的情況下，角膜構(gòu)形數(shù)據(jù)可以與鏡片前表面、后表面上的兩個波陣面或其組合相結(jié)合。該多焦點部分可以與象差校正一起安置在前表面或后表面上。然后可以用生產(chǎn)眼內(nèi)鏡片的已知方法來制造這些鏡片。
在本發(fā)明的所有鏡片中，遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能、中間光學(xué)機(jī)能和近光學(xué)機(jī)能可以是球面或非球面光學(xué)機(jī)能。此外，遠(yuǎn)光學(xué)機(jī)能區(qū)和近光學(xué)機(jī)能區(qū)可以是近何希望的和實際可行的距離。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)供鏡片佩帶者用的鏡片的方法，包括以下步驟a)測量鏡片佩帶者的基本屈光處方；b)通過在至少一個第一距離和一個第二距離處提供視力靶來測量鏡片佩帶者的波陣面象差；c)將該象差測量轉(zhuǎn)換為一高度差；d)利用該基本屈光處方和轉(zhuǎn)換的高度差為鏡片佩帶者提供一個眼睛鏡片。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該鏡片是一種接觸式鏡片。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該鏡片是一種眼鏡鏡片。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該第一距離包括一個離眼睛約15英尺或更遠(yuǎn)的距離，而該第二距離包括一個離眼睛約30至約50cm的距離。
5.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟b)還包括通過在離佩帶者眼睛約50至約80cm的距離處提供一個視力靶來測量鏡片佩帶者的波陣面象差。
6.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟d)還包括綜合鏡片前表面、后表面或其組合的視圖中的變化來達(dá)到波陣面象差的校正。
7.權(quán)利要求6的方法，其特征在于，該鏡片是一種眼鏡鏡片，而步驟d)是通過為該鏡片提供一個包括遠(yuǎn)觀察區(qū)和近觀察區(qū)的表面來實行的，其中該遠(yuǎn)觀察區(qū)用于提供遠(yuǎn)觀察用的波陣面象差校正。
8.權(quán)利要求7的方法，其特征在于，該波陣面象差校正位于該遠(yuǎn)觀察區(qū)的一個為佩帶者眼睛最常用來遠(yuǎn)觀察的分處。
9.權(quán)利要求7或8的方法，其特征在于，還包括提供用于近觀察區(qū)的波陣面象差校正。
10.權(quán)利要求9的方法，其特征在于，步驟d)還包括在該鏡片周邊中提供多個區(qū)，其中，該多個區(qū)提供對佩帶者周邊視力的波陣面象差控制。
11.權(quán)利要求6的方法，其特征在于，該鏡片是一種接觸式鏡片，而步驟d)還包括為該鏡片提供一個第一表面和一個第二表面，該第一表面是一個包括鏡片佩帶者的基本屈光處方的多焦點表面，而該第二表面包括一個提供波陣面象差校正的光學(xué)區(qū)。
12.權(quán)利要求11的方法，其特征在于，該第一表面為凹表面。
13.權(quán)利要求11的方法，其特征在于，步驟d)還包括使該凹表面與佩帶者的角膜構(gòu)形相匹配。
14.權(quán)利要求6的方法，其特征在于，該鏡片是一種接觸式鏡片，而步驟d)還包括在該第一和第二表面之間分配該基本屈光處方、該波陣面象差校正或其兩者。
15.權(quán)利要求14的方法，其特征在于，該分配屬于該基本屈光處方。
16.權(quán)利要求14的方法，其特征在于，該分配屬于該波陣面象差校正。
17.權(quán)利要求14的方法，其特征在于，該分配屬于該基本屈光處方和波陣面象差校正兩者。
18.一種包括一前表面、一后表面或兩者的組合的多焦點鏡片，綜合這些鏡片表面的立面中的變化，以便達(dá)到該波陣面象差的校正。
19.權(quán)利要求18的方法，其特征在于，該鏡處是一種眼鏡鏡片，包括一個包含遠(yuǎn)觀察區(qū)和近觀察區(qū)的第一表面，其中該遠(yuǎn)觀察區(qū)提供遠(yuǎn)觀察用的波陣面象差校正。
20.權(quán)利要求19的鏡片，其特征在于，該波陣面象差校正配置于該遠(yuǎn)觀察區(qū)的一個為佩帶者眼睛最常用于遠(yuǎn)觀察的部分處。
21.權(quán)利要求19或20的鏡片，其特征在于，該近觀察區(qū)包括波陣面象差校正。
22.權(quán)利要求21的鏡片，其特征在于，至少一個鏡片表面還包括在該鏡片周邊中的多個區(qū)，其中，該多個區(qū)提供佩帶者周邊視力的波陣面象差控制。
23.權(quán)利要求18的鏡片，其特征在于，該鏡片是一種接觸式鏡片，包括一個第一表面和一個第二表面，該第一表面是一個包括鏡片佩帶者基本屈光處方的多焦點表面，而該第二表面包括一個包含波陣面象差校正的光學(xué)區(qū)。
24.權(quán)利要求23的鏡片，其特征在于，該第一表面為凹表面。
25.權(quán)利要求24的鏡片，其特征在于，該凹表面基本上與鏡片佩帶者的角膜構(gòu)形相匹配。
26.權(quán)利要求18的鏡片，其特征在于，該鏡片是一種接觸式鏡片，其中，該基本屈光處方、波陣面象差校正或其兩者是在該第一和第二表面之間分配的。
27.權(quán)利要求26的鏡片，其特征在于，該分配屬于該基本屈光處方。
28.權(quán)利要求26的鏡片，其特征在于，該分配屬于該波陣面象差校正。
29.權(quán)利要求26的鏡片，其特征在于，該分配屬于該基本屈光處方和波陣面象差校正兩者。
全文摘要
本發(fā)明提供多焦點眼睛鏡片，該鏡片具有多于一種光學(xué)機(jī)能或焦點長度的多個區(qū)。該鏡片校正多于一個的注視場中的高階光學(xué)象差。
文檔編號G02C7/06GK1479881SQ01820249
公開日2004年3月3日 申請日期2001年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月17日
發(fā)明者J·H·羅夫曼, R·J·納森, E·V·梅內(nèi)澤斯, J H 羅夫曼, 梅內(nèi)澤斯, 納森 申請人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司