專利名稱：漸進柱面眼科透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種眼科透鏡，特別是，本發(fā)明提供了一種使用了漸變柱面度的透鏡。
背景技術(shù)：
由在各個方向上角膜的不相同的曲率半徑或通過眼球晶狀體對光的不相同的彎曲引起散光，其是公知的屈光不正。由于光線在各個方向上沒有相同的折射，所以散光會導(dǎo)致眼睛不能將光線聚焦到視網(wǎng)膜上。為了校正散光，公知的方法是將特定光焦度和光軸的校正柱面組合到散光患者的眼科透鏡中。
通常，一個透鏡的柱面度是固定的。然而，現(xiàn)在已知多焦點透鏡在不同折射率區(qū)域的柱面度是不同的，例如美國專利NO.6,142,625。所述美國專利NO.6,142,625中的透鏡有由于透鏡中鄰近區(qū)域的光焦度，光軸，或兩者的不同而引起的圖像跳變的缺點。因此，就需要有一種克服這些缺點的可變柱面透鏡。


圖1是本發(fā)明透鏡的柱面度漸變的示意圖。
圖2是本發(fā)明透鏡的柱面度漸變的另一示意圖。
圖3是本發(fā)明透鏡的柱面度漸變的又一示意圖。
發(fā)明詳述及優(yōu)選實施方案本發(fā)明提供了設(shè)計用于校正散光的透鏡的方法，結(jié)合了這些設(shè)計的透鏡，以及制造這些透鏡的方法。本發(fā)明的設(shè)計使透鏡的柱面度(cylinder power)平滑、連續(xù)的變化。另外，本發(fā)明的透鏡的優(yōu)點在于允許柱面度在低亮度條件下和高亮度條件下起作用的程度不同。這樣，透鏡就不再需要附加環(huán)形負光焦度，其可能在中等亮度條件下對近距視覺產(chǎn)生干擾，而有助于在低亮度條件下的遠距視覺。
在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種眼科透鏡，其包括漸變柱面度(progressive cylinder power)，基本上由漸變柱面度組成，以及由漸變柱面度組成。所述眼科透鏡意即眼鏡鏡片、接觸透鏡、眼內(nèi)透鏡等等。優(yōu)選地，本發(fā)明的透鏡是接觸透鏡。“漸變柱面度”的含義是柱面度從透鏡的光學(xué)中心到視區(qū)的外圍是連續(xù)、逐漸變化的。柱面度從光學(xué)中心到外圍可以是增加的或是減少的。
在一種備選的實施方案中，本發(fā)明提供了一眼科透鏡，其包括漸變柱面度和漸變光軸(axis)，基本上由漸變柱面度和漸變光軸組成，以及由漸變柱面度和漸變光軸組成?！皾u變光軸”意即柱面度的軸在從透鏡的光學(xué)中心到視區(qū)外圍的限定范圍內(nèi)連續(xù)變化。柱面度從光學(xué)中心到外圍可以是增加的或是減少的。
漸變柱面度、漸變光軸、或是兩者可以結(jié)合到單視區(qū)透鏡，但是最好的應(yīng)用是在多焦點透鏡，或多于一個光焦度的透鏡。這樣的透鏡的例子包括，但不限于，雙焦點，如非球面、圓錐面、同心、平移(translating)、以及多環(huán)設(shè)計，衍射透鏡，漸變附加透鏡，等等。
透鏡柱面度可以根據(jù)下面的等式變化y=[[8A34A2+P(X+K)2×Cyl]s]---(I)]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P控制透鏡的柱面度區(qū)域的寬度，其取值大于0，優(yōu)選是1；A是一個常數(shù)，優(yōu)選是0.5；K控制柱面度峰值的偏移量，其取值可以是從+4到-4；S代表函數(shù)邊界值(functions endpoints)，其取值可以是從1到50；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
等式I提供了一種漸變柱面度，其從視區(qū)中心，或透鏡的光學(xué)中心，到透鏡外圍是減小的。
從視區(qū)中心，或透鏡的光學(xué)中心，到透鏡外圍是增加的漸變柱面度由下式給出y=Cyl-[[8A34A2+P(X+K)2×Cyl]s]---(II)]]>其中y，A，P，X，K和Cyl的定義和取值與等式I相同。圖1中的漸變柱面度曲線的示意圖是由等式II得到的。下表1中列出的是圖1中各漸變情況的A，P，X，K的取值。
表1

而另外用于提供漸變柱面度的等式是y＝((1-P)x)×Cyl (III)其中y是在任意點x的即時柱面度；P是瞳光分數(shù)(pupil fraction)，其可為0到1的任何值；x的取值為0.0到20；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
等式III給出了從視區(qū)中心向外的減小的柱面度。下式給出了增加的柱面度y＝Cyl-((1-P)x)×Cyl(IV)而另一個等式是用于提供從視區(qū)中心向外逐漸減小的柱面度y＝|Sin(P)x|×Cyl (V)以及用于增加的柱面度的y＝Cyl-|Sin(P)x|×Cyl(VI)其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P是瞳光分數(shù)，其取值大于90到180度；x的取值為0.0到20；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
而用于設(shè)計漸變柱面度從視區(qū)中心到外圍是減小的等式的另一例子是y=Cyl×(1(a×(1+(x/xc)2n))---(VII)]]>
y=Cyl×(1(a×(1+(x/xc)2)×n)---(VIII)]]>和y=Cyl×(1(a×(1+(x/xc)d)×n)---(IX)]]>對以上每一個，其中y是在任意點x的即時柱面度；xc是濾光渡越(filter transition)中50％的切斷，或是帶有1/2柱面度峰值的位置x；a是一個常數(shù)，優(yōu)選是1；n表示渡越陡度，其取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是從透鏡中心到位置x的距離的即時半徑。
另外用來設(shè)計從視區(qū)中心到外圍的漸變柱面度增加的等式的另一個例子是y=Cyl-Cyl×(1(a×(1+(x/xc)2n))---(X)]]>y=Cyl-Cyl×(1(a×(1+(x/xc)2)×n)---(XI)]]>y=Cyl-Cyl×(1(a×(1+(x/xc)d)×n)---(XII)]]>
在以上每一個，其中y是在任意點x的即時柱面度；xc是濾光渡越中50％的切斷，或是帶有柱面度是峰值1/2的位置x；a是一個常數(shù)，優(yōu)選是1；n表示渡越陡度，其取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
圖2和圖3是使用等式VII的柱面度漸變的示意圖。表2列出了每個漸變中使用的Xc，a，n和Cyl的取值。
表2

在本發(fā)明實施方案中的透鏡中，漸變柱面度用于漸增透鏡，柱面的光焦度改變不同于漸增光焦度的改變，意思是增加光焦度的漸變不依賴于柱面度的漸變。透鏡可以在一個表面上有漸增光焦度而在相反表面上有漸變的柱面度，或者它們可以在同一表面上。優(yōu)選的是，漸變柱面度在后或眼側(cè)的表面上，而漸增光焦度是在相反的表面上。
在一個實施方案中，本發(fā)明可以為不同的佩戴者提供具有定制柱面度的透鏡。例如，柱面度可以為遠視導(dǎo)向任務(wù)制作得更高，而為近視或中間距離任務(wù)制作得更低。能獲得這種特性的一種方式是通過提供有增加光焦度的透鏡，其中心為峰值并放射狀地向透鏡外圍減小，以及在透鏡中心的柱面度低或是0，柱面度放射狀地向透鏡外圍增加至峰值。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員懂得，對于接觸透鏡的實施方案，由于柱面度的存在，透鏡將需要加固裝置，恰當(dāng)?shù)募庸萄b置可以是任何本領(lǐng)域公知的靜態(tài)或動態(tài)的加固裝置，包括但不限于，棱鏡加固器，薄和厚的區(qū)域，突出部(bosses)等以及它們的組合。
本發(fā)明的透鏡可以用任何用來制造眼科透鏡(包括但不限于，眼鏡，接觸透鏡和眼內(nèi)透鏡)的材料制成。用于形成軟接觸透鏡的示例性的材料，包括但不限于是硅氧烷彈性體，含硅氧烷的大分子單體(包括但不限于那些公開于美國專利Nos.5,371,147，5,314,960和5,057,578的材料，這些專利在此全部引入作為參考)，水凝膠，含硅氧烷的水凝膠等以及它們的組合。更優(yōu)選地，表面是硅氧烷，或包含硅氧烷官能團，包括但不限于，聚二甲基硅氧烷大分子單體，甲基丙烯?；趸弁榛柩跬椋约八鼈兊幕旌衔?，硅氧烷水凝膠或水凝膠，例如etafilcon A。
優(yōu)選的接觸透鏡材料是聚2-羥乙基甲基丙烯酸酯聚合物，意味著其最大分子量為大約25,000至大約80,000以及多分散度為小于約1.5至小于約3.5，其上共價鍵合有至少一個可交聯(lián)的官能團。這些材料公開于代理人案卷號為VTN588的美國申請No.60/363,630中，在此全部引入作為參考。
另外，透鏡材料可以是任何適合制作接觸透鏡以外的眼科透鏡的材料。例如，眼鏡鏡片材料可以被使用，包括但不限于，聚碳酸酯，如雙酚A聚碳酸酯，烯丙基二甘醇碳酸酯，如二甘醇雙烯丙基碳酸酯(CR-39TM)，烯丙基酯，如三烯丙基氰尿酸酯，三烯丙基磷酸酯和三烯丙基檸檬酸酯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，如甲基一，乙基一和丁基甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯，苯乙烯化合物，聚酯，等等以及它們的組合。另外，形成眼內(nèi)透鏡的材料，包括但不限于，聚甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸羥乙酯，惰性透明塑料，硅氧烷基聚合物，等等以及它們的組合。
透鏡材料的固化可以使用任何常規(guī)的方法。例如，可將材料沉積到模具中以及加熱固化，照射，化學(xué)處理，電磁輻射固化，等等以及它們的組合。優(yōu)選地，對于接觸透鏡的實施方案，成型是使用紫外線或整個可見光譜完成的。更具體地，固化透鏡材料的適當(dāng)?shù)木_條件將依賴于材料的選擇和待形成透鏡，恰當(dāng)?shù)姆椒ü_在美國專利No.5,540,410中，在此全文引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種眼科透鏡，其包括漸變柱面度。
2.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述透鏡是接觸透鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的透鏡，其中所述透鏡是單視區(qū)透鏡。
4.如權(quán)利要求2所述的透鏡，其中所述透鏡是多焦點透鏡。
5.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據(jù)如下等式變化y=[[8A34A2+P(X+K)2×Cyl]s]]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P的取值大于0；A為0.5；K的取值是從+4到-4；S的取值是從1到50；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
6.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據(jù)如下等式變化y=Cyl-[[8A34A2+P(X+K)2]s×Cyl]]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P的取值大于0；A為0.5；K的取值是從+4到-4；S的取值是從1到50；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
7.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據(jù)如下等式變化y＝((1-P)x)×Cyl其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P的取值是從0到1；x的取值是從0.0到20；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
8.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據(jù)如下等式變化y＝Cyl-((1-P)x)×Cyl其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P的取值是從0到1；x的取值是從0.0到20；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
9.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據(jù)如下等式變化y＝|Sin(P)x|×Cyl其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P的取值是從90到180度；x的取值是從0.0到20；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
10.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據(jù)如下等式變化y＝Cyl-|Sin(P)x|×Cyl其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P的取值是從90到180度；x的取值是從0.0到20；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
11.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據(jù)如下等式變化y=Cyl×(1(a×(1+(x/xc)2n))]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；xc是具有1/2透鏡柱面度峰值的位置x；a為1；n的取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
12.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據(jù)如下等式變化y=Cyl×(1(a×(1+(x/xc)2))×n)]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；xc是具有1/2透鏡柱面度峰值的位置x；a為1；n的取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
13.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據(jù)如下等式變化y=Cyl×(1(a×(1+(x/xc)d)×n)]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；xc是具有1/2透鏡柱面度峰值的位置x；a為1；n的取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
14.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據(jù)如下等式變化y=Cyl-Cyl×(1(a×(1+(x/xc)2n)))]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；xc是柱面度是峰值1/2的位置x；a為1；n的取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
15.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據(jù)如下等式變化y=Cyl-Cyl×(1(a×(1+(x/xc)2)×n)]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；xc是柱面度是峰值1/2的位置x；a為1；n的取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
16.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據(jù)如下等式變化y=Cyl-Cyl×(1(a×(1+(x/xc)d)×n)]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；xc是柱面度是峰值1/2的位置x；a為1；n的取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種設(shè)計用于校正散光的透鏡的方法，所述透鏡具有漸變柱面度。本發(fā)明的透鏡允許柱面度在高亮度條件下和低亮度條件下起作用的程度不同，從而不再需要附加環(huán)形負光焦度，其在中等亮度條件下對近距視覺可產(chǎn)生干擾的，而有助于在低亮度條件下的遠距視覺。
文檔編號G02C7/04GK1708717SQ200380102582
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月31日
發(fā)明者J·H·羅夫曼, T·R·波林, G·庫馬 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司