專利名稱：老花眼治療系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于治療老花眼的系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及可被人佩戴的用于矯
正或治療老花眼的癥狀的透鏡或透鏡組。
背景技術：
老花眼是一種人眼的對視覺系統(tǒng)的調節(jié)作用的逐漸降低。這是因為眼睛的位于虹 膜和瞳孔正后方的晶狀體的彈性模量增大和生長。眼睛中的被稱為睫狀肌的微小肌肉拉動 和推動晶狀體，從而調整晶狀體的曲率。對晶狀體的曲率的這種調整導致眼睛焦度的調整， 從而使物體位于焦點處。隨著個體的老齡化，眼睛的晶狀體的柔韌性和彈性變得較差，并且 在較小的程度上，睫狀肌變得較無力。這些改變導致眼睛的晶狀體對不同距離的調整不足 (即調節(jié)作用的降低)，這會導致靠近眼睛的物體看起來模糊。 在大多數(shù)人中，在正常觀察條件下老花眼的癥狀在40歲左右或者之后不久開始 變得明顯。然而，老花眼實際開始出現(xiàn)在癥狀變?yōu)槊黠@之前且在整個人生中增加。 一般來 說，當剩余調節(jié)作用少于一個人閱讀所需的調節(jié)作用時，此人被認為是"有癥狀的"。典型 的閱讀距離需要的調節(jié)作用ADD為2. 0至3. 0屈光度。最后，在50歲之后，剩余調節(jié)作用 降低到這樣的點，在此點處，個體成為絕對的老視者。老花眼的癥狀導致不能聚焦眼前的物 體。隨著晶狀體的硬化，不能聚焦來自附近的物體的光線。有癥狀的人通常具有閱讀例如 在計算機顯示器上、在電話目錄和報紙廣告中的小的字體的困難，并需要將閱讀材料保持 在手臂長度處。 目前用于治療老花眼有多種非手術系統(tǒng)，包括雙焦眼鏡、漸變(非線雙焦)眼鏡、 閱讀眼鏡、雙焦接觸透鏡以及單視(monovision)接觸透鏡。手術系統(tǒng)包括例如多焦眼內透 鏡(IOL)，插入眼睛中的調節(jié)IOL以及通過角膜切削技術改變的視覺系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中的每 一種都具有特定的相對于其他系統(tǒng)的優(yōu)點和缺點。在雙焦眼鏡情況下，透鏡的頂部用作遠 視鏡，而下部用作近視鏡。對于在每只眼睛中具有良好的淚膜(即濕潤的眼睛)、良好的雙 目視覺(即能夠兩只眼睛一起聚焦)、良好的視覺敏度(即清晰度)且在眼皮中沒有異常或 疾病的患者而言，雙焦接觸透鏡通常工作良好。雙焦接觸透鏡的佩戴者必須投入保持接觸 透鏡所需的時間，并且通常不應涉及對人的視力要求高的職業(yè)。此外，雙焦接觸透鏡會限制 雙眼視力。另外，雙焦接觸透鏡相對昂貴，部分原因在于患者為精確地安裝所花費的時間。
—種對眼鏡和雙焦接觸透鏡的替代品為單視接觸透鏡。在單視接觸透鏡情況下， 鏡片對中的一個鏡片矯正近視，而另一個鏡片矯正遠視。對于正視眼個體，即，不需要遠視 矯正的個體，在一只眼睛上佩戴僅僅單個接觸透鏡以矯正近視。在非正視眼個體情況下，單 視接觸透鏡中的一個鏡片設定一只眼睛(典型地，主眼)的遠距焦距，而另一個鏡片為另一 只眼睛增加正向光焦度偏置。正向光焦度偏置的量值取決于個體的剩余調節(jié)作用以及近視 要求。具有低ADD要求的個體典型地非常良好地適于單視接觸透鏡。單視的優(yōu)點為患者的 可接受性、方便以及更低的成本。缺點包括在調整期期間患者所經(jīng)歷的頭痛和疲勞、以及視 覺銳度的降低，某些人發(fā)現(xiàn)這些缺點是不可接受的。隨著ADD差異增大，深度感知、夜視和
4中間視力的損失限制了單視系統(tǒng)的有效性。 同時多視焦接觸透鏡也用來治療老花眼。多焦接觸透鏡的類型包括但不限于中心 距離光焦度設計、中心附近的光焦度設計、環(huán)形光焦度設計、衍射光焦度設計等等。中心附 近的光焦度設計為用于治療老花眼的多焦的或漸進的接觸透鏡。這些鏡片具有近視區(qū)和遠 視區(qū)，其中近視區(qū)位于從鏡片的中心向外延伸一距離的鏡片中心中，遠視區(qū)位于鏡片的周 邊上并且與近視區(qū)同心且包圍近視區(qū)。與較早時期的設計相比，在被稱為漸進式接觸透鏡 的更現(xiàn)代的多焦接觸透鏡情況下，近視區(qū)與遠視區(qū)之間的過渡更平緩。ADD光焦度在鏡片的 近視區(qū)中最高，而在鏡片的遠視區(qū)中最低或為零。在過渡區(qū)中，隨著鏡片從近視區(qū)到遠視區(qū) 的過渡，光焦度從近視ADD光焦度到遠視ADD光焦度(或零ADD光焦度)連續(xù)降低。
雖然多焦透鏡通常在治療老花眼癥狀時有效，但存在與多焦透鏡有關的許多缺 點。被設計為治療老花眼癥狀的多焦透鏡通常在鏡片的近視區(qū)中具有較高的ADD光焦度， 以提供近視所需的矯正。近視區(qū)中的高ADD光焦度可導致影響佩戴者的中間視覺的視覺偽 像或鬼像以及損害佩戴者的遠距視覺的其他問題。 當前老花眼治療系統(tǒng)的另一個缺點在于，大多數(shù)系統(tǒng)是在治療預老花眼或剛出現(xiàn) 的老花眼時無效。甚至在老花眼癥狀變得容易引起人注意之前，此人可能感覺到預老花眼 癥狀，例如眼睛的視覺系統(tǒng)在黑暗或光線差的條件下的調整無力。具有非常高的近視ADD 光焦度的漸進式多焦透鏡不適合用于治療預老花眼。總部設于Fairport，New York的公司 CooperVision， Inc.最近開始試驗一種接觸透鏡，它聲稱在治療預老花眼時是有效的，但目 前得不到有關該產(chǎn)品的足夠信息來驗證該透鏡在治療預老花眼時實際上有效。
因此，存在對用于治療老花眼和預老花眼的系統(tǒng)的需求，該系統(tǒng)是有效的且在老 花眼的各階段中不損害佩戴者的中間或遠距視覺。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種用于治療老花眼和預老花眼的透鏡和透鏡組。每個透鏡包括中心
光學區(qū)、周邊光學區(qū)和過渡區(qū)。所述中心光學區(qū)具有這樣的光焦度分布，該光焦度分布提供
的ADD光焦度的范圍具有約0屈光度與約2. 4屈光度之間的最大ADD光焦度和約0屈光度 與0. 2屈光度之間的最小ADD光焦度。所述周邊光學區(qū)具有的光焦度分布在約2mm的半直 徑與約3mm的半直徑之間提供負球面像差量。在所述周邊光學區(qū)的內半直徑處提供的負球 面像差量與在所述周邊光學區(qū)的外半直徑處提供的負球面像差量之差的范圍具有約0. 65 屈光度的最小絕對值和約1. 25屈光度的最大絕對值。所述透鏡的所述過渡區(qū)夾在所述中 心光學區(qū)與所述周邊光學區(qū)之間且連接到所述中心光學區(qū)和所述周邊光學區(qū)，并且提供所 述中心光學區(qū)與所述周邊光學區(qū)之間的過渡。所述過渡區(qū)具有連續(xù)的光焦度分布。
本發(fā)明提供一種設計用于治療老花眼的透鏡組的方法，其中所述組中的每個透鏡 具有這樣的光焦度分布，該光焦度分布為所述中心光學區(qū)提供選定量的ADD光焦度且為所 述周邊光學區(qū)提供選定量的負球面像差。過渡區(qū)夾在所述中心光學區(qū)與所述周邊光學區(qū)之 間且連接到所述中心光學區(qū)和所述周邊光學區(qū)，并且提供所述中心光學區(qū)與所述周邊光學 區(qū)之間的過渡。每個透鏡的光焦度分布由相同數(shù)學函數(shù)限定，但所述函數(shù)中的dc偏置項對 于所述組的每個透鏡而言不同。 根據(jù)另一個實施例，本發(fā)明提供一種設計用于治療老花眼的透鏡的方法，包括為所述透鏡的中心光學區(qū)選擇光焦度分布；為所述透鏡的周邊光學區(qū)選擇光焦度分布；以及 為所述透鏡的過渡區(qū)選擇光焦度分布。所述中心光學區(qū)的光焦度分布被選擇為使提供的 ADD光焦度具有約0屈光度與約2. 4屈光度之間的最大ADD光焦度和約0屈光度與0. 2屈 光度之間的最小ADD光焦度。所述周邊光學區(qū)具有的光焦度分布在約2mm的半直徑與約 3mm的半直徑之間提供負球面像差量。在所述周邊光學區(qū)的內半直徑處提供的負球面像差 量與在所述周邊光學區(qū)的外半直徑處提供的負球面像差量之差的范圍具有約0. 65屈光度 的最小絕對值和約1. 25屈光度的最大絕對值。所述過渡區(qū)夾在所述中心光學區(qū)與所述周 邊光學區(qū)之間且連接到所述中心光學區(qū)和所述周邊光學區(qū)，并且提供所述中心光學區(qū)與所 述周邊光學區(qū)之間的過渡。為所述過渡區(qū)選擇的光焦度分布是連續(xù)的。
從下面的說明、附圖和權利要求中，本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點將變得顯而 易見。


圖1示例出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的接觸透鏡的平面視圖； 圖2示例出代表適合圖1中所示的透鏡的光焦度分布的實例的三種不同的光焦度
分布的圖； 圖3示例出代表圖2中所示的三種分布跨過中心光學區(qū)的變化率(以屈光度/mm 為單位)的三種不同曲線的圖； 圖4示例出圖1中所示的周邊光學區(qū)中的光焦度分布的從距離透鏡中心約2. 0mm 延伸到約3. 0mm的部分的圖； 圖5示例出代表圖4中所示的分布跨過周邊光學區(qū)的變化率(以屈光度/mm為單 位)的曲線81的圖； 圖6示例出根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有不同的dc偏置項的相同組中的兩個透鏡 的兩種光焦度分布；以及 圖7示例出代表根據(jù)示例性實施例的提供用于治療老花眼的透鏡組的本發(fā)明方 法的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及一種治療老花眼和預老花眼的治療系統(tǒng)，其不損害佩戴者的中間或遠 距視覺。為了便于討論，下文中將術語"老花眼"和"預老花眼"簡稱為"老花眼"。本發(fā)明 旨在包括這樣的透鏡的透鏡組，這些透鏡被設計為在中心光學區(qū)中提供正的ADD光焦度并 在周邊光學區(qū)中提供負球面像差量，其中正的ADD光焦度(power)被調整到個體視覺系統(tǒng) 的剩余調節(jié)作用和動態(tài)特性(dynamics)。由于眼睛為近的聚散度進行調節(jié)，光學系統(tǒng)的瞳 孔收縮(縮瞳)和球面像差變得負性更強。這些動態(tài)視覺因素作用，從而增大個體視覺系 統(tǒng)的聚焦深度。實質上，這些動態(tài)視覺因素與由透鏡的中心光學區(qū)提供的正ADD光焦度以 及從由透鏡的周邊光學區(qū)提供的負球面像差獲得的有效ADD聯(lián)合作用，從而引起最小可分 辨的模糊量。所有這些因素的組合得到最小可分辨的模糊量，該最小可分辨的模糊量被調 整為使個體的聚焦深度最大化。下面，將參考本發(fā)明的幾個示例性實施例來描述實現(xiàn)這些 目的方式。
在此關于屈光度分布來描述本發(fā)明的透鏡。在此將透鏡組定義為對于給定的ADD參數(shù)的ADD光焦度的范圍。例如，典型的球面透鏡組的ADD光焦度范圍從-10屈光度至+6屈光度，步進為0. 25屈光度。ADD參數(shù)是使聚焦深度增加目標量值所需要的光學區(qū)中的像差或屈光度擾動。剩余調整作用的給定量值的目標是給定的ADD參數(shù)的擾動的量值和函數(shù)形式。由此，具體的ADD參數(shù)與具體透鏡組中的所有透鏡相關聯(lián)。多個ADD參數(shù)是可能的，并且每個ADD參數(shù)的目標為具體的老花眼階段。給定組的所有的光焦度分布由相同等式定義，但該等式的dc項對于透鏡組的每個透鏡不同。因此，具有具體的系數(shù)和數(shù)學運算符的具體的等式對應于ADD參數(shù)，而該等式中的dc參數(shù)對應于ADD光焦度。
圖1示例出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的接觸透鏡1的平面視圖。為了描述本發(fā)明的原理和構思，假設根據(jù)本發(fā)明的接觸透鏡至少具有中心光學區(qū)10、周邊光學區(qū)20以及將中心光學區(qū)10橋接到周邊光學區(qū)20的過渡區(qū)30。為此，根據(jù)本發(fā)明的接觸透鏡的整個光學區(qū)將呈現(xiàn)為包括中心光學區(qū)10、過渡區(qū)30和周邊光學系統(tǒng)20，但這些區(qū)中的任何一個可由多個區(qū)構成。 對于典型的接觸透鏡，整個光學區(qū)的直徑為約7. 0至8. 0毫米。為了描述本發(fā)明的原理和構思，假設中心光學區(qū)的直徑范圍為約2. 0至約4. Omm，優(yōu)選為約3. Omm。周邊光學區(qū)20是圍繞中心光學區(qū)10的環(huán)形。周邊光學區(qū)20的外側是外周區(qū)域25，其通常不用于任何光學目的，而僅僅用于將透鏡l的前表面安裝到眼睛表面的目的。包括該外周區(qū)域25的整個透鏡1的直徑典型地為約13. 8mm至約14. 60mm。 圖2示例出代表適合圖1中所示的透鏡的光焦度分布的實例的三種不同的光焦度分布40、50和60的圖。該圖中的垂直軸表示以屈光度為單位的光學光焦度，且水平軸表示以毫米為單位的從透鏡中心向外的半徑。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)確定可以通過使用這樣的透鏡來有效治療老花眼，如果周邊光學區(qū)提供負球面像差的選定量值，該透鏡在中心光學區(qū)中提供正的稍低于近視調節(jié)所需的光焦度的ADD光焦度。具有這種類型的分布的透鏡在治療老花眼時有效的原因在于，由周邊光學區(qū)提供的負球面像差的量值與個體的眼睛的剩余調節(jié)作用聯(lián)合作用以延長眼睛的聚焦深度，從而為中間視覺或遠距視覺改善近距視覺而具有最小可分辨的模糊量。更具體而言，眼睛的動態(tài)視覺因素與由透鏡的中心光學區(qū)提供的正ADD光焦度和由透鏡的周邊光學區(qū)提供的負球面像差獲得的有效ADD聯(lián)合作用，以引起被調制的最小可分辨的模糊量，從而使個體的聚焦深度最大化。
每種光焦度分布40、50和60均在中心光學區(qū)，S卩，曲線在垂直軸上的交叉處，具有最大ADD光焦度，并且，這些光焦度分布在透鏡的周邊光學區(qū)中提供負的球面像差。在由圖2表示的實例中，分布40的中心光學區(qū)中的最大ADD光焦度為約0. 3屈光度，分布50的中心光學區(qū)中的最大ADD光焦度為約0. 9屈光度，并且分布60的中心光學區(qū)中的最大ADD光焦度為約1.6屈光度。本發(fā)明不限于這些ADD光焦度。在中心光學區(qū)10的中心處，最大ADD光焦度的范圍典型地為約0屈光度至約2. 4屈光度。在中心光學區(qū)10的中心處，最小ADD光焦度的范圍典型地為約0屈光度至約0. 2屈光度。限定分布的ADD參數(shù)的量值(即，dc偏置分量)和函數(shù)形式被設計為與個體的剩余調節(jié)作用一起作用而通過聚散度提供平緩的恒定視覺銳度水平。 如上所述，為佩戴者選擇的光焦度分布取決于佩戴者眼睛的動態(tài)視覺因素。在中心光學區(qū)中具有較高量值的ADD的分布將使近點更接近，但將通過聚散度導致中間視覺的降低和更大的視覺損害。因此，基于眼睛的動態(tài)視覺因素而選擇中心光學區(qū)的最大ADD光焦度，以便選定的ADD光焦度和從由透鏡的周邊光學區(qū)提供的負球面像差獲得的有效ADD引起被調制的最小可分辨的模糊量，從而使個體的聚焦深度最大化。 中心光學區(qū)10中的最小ADD光焦度出現(xiàn)在中心光學區(qū)10和過渡區(qū)30的邊界處。將根據(jù)透鏡設計而改變與透鏡中心的這種距離，在該距離處，中心光學區(qū)10終止而過渡區(qū)30開始。如參考圖1在上面所述的，中心光學區(qū)10的直徑的典型地在約2. 0至約4. Omm的范圍內且優(yōu)選為約3. Omm。這對應于約1. Omm至約2. Omm的與透鏡中心的半徑距離，即，半直徑?；谘劬Φ膭討B(tài)視覺因素來選擇中心光學區(qū)的最小ADD光焦度，以便選定的最小ADD光焦度和從由透鏡的周邊光學區(qū)提供的負球面像差獲得的有效ADD引起被調制的最小可分辨的模糊量，從而使個體的聚焦深度最大化。在此使用的術語"負球面像差"意味著通過瞳孔的周邊區(qū)域接收的光線聚焦在視網(wǎng)膜后面，而通過瞳孔中心接收的光線聚焦在視網(wǎng)膜上。 具有分布40的透鏡通常供給經(jīng)受預老花眼癥狀(常稱為剛出現(xiàn)的老花眼)的人使用。在中心光學區(qū)10中，分布40具有比分布50和60的ADD光焦度低的ADD光焦度。對于中度老視者，即，開始經(jīng)受老花眼(典型地發(fā)生在40歲左右)癥狀的人，眼睛的剩余調節(jié)作用典型地僅僅稍微低于清晰地聚焦在靠近眼睛的物體上所需的調節(jié)作用。對于這些個體而言，具有分布50的透鏡將更合適，這是因為在中心視覺區(qū)中ADD光焦度稍高于分布40所提供的ADD光焦度，但仍低于傳統(tǒng)上用于這些個體的ADD光焦度。對于更高度的老花眼個體，具有分布60的透鏡跨過整個中心光學區(qū)提供比分布40和50所提供的ADD光焦度更高的ADD光焦度，但仍低于傳統(tǒng)上用于為這些個體設計的透鏡的ADD光焦度。
圖3示例出分別代表圖2中所示的分布40、50和60的跨過中心光學區(qū)10的光焦度變化率(以屈光度/mm為單位)的三種不同曲線41、51和61的圖。通過從r = Omm到r = 1. 5mm取分布40、50和60的一階導數(shù)而獲得曲線41、51和61。中心光學區(qū)中的光焦度變化率應適合眼睛的剩余調節(jié)作用。對于最優(yōu)的視覺，在整個中心光學區(qū)中的光焦度變化率應為平滑變化的函數(shù)。在距離透鏡中心約0. 5mm的半直徑處，中心光學區(qū)中的光焦度變化率典型地具有約0. 15屈光度的最小絕對值和約0. 8屈光度的最大絕對值。在距離透鏡中心約1. Omm的半直徑處，中心光學區(qū)中的光焦度變化率典型地具有約0. 3屈光度的最小絕對值和約2. 0屈光度的最大絕對值。 可以看出，對于分布40，對應的變化率41跨過中心光學區(qū)IO恒定(S卩，為線性的)?？梢钥闯?，對于分布50，對應的變化率51的量值從透鏡中心向外到約1. Omm的半徑增加，但接著通常從約1. Omm的半徑到約1. 45mm的半徑恒定?？梢钥闯?，對于分布60，對應的變化率61從透鏡中心向外到約1. Omm的半徑增加，且接著從約1. Omm的半徑到約1. 45mm的半徑減小。 本發(fā)明不限于圖2中所示的分布。可以使用與分布40、50和60所表示的不同的數(shù)學函數(shù)和/或不同ADD光焦度來限定實現(xiàn)本發(fā)明的目的的分布。用于限定光焦度分布的數(shù)學函數(shù)不限于任何特定類型或等級的數(shù)學函數(shù)。每個分布可由單個數(shù)學函數(shù)(例如多項式函數(shù))限定，或者其可以由分段函數(shù)限定，該分段函數(shù)由多個數(shù)學函數(shù)構成。還可以由其他函數(shù)，例如，線性函數(shù)、樣條函數(shù)(例如，三次樣條函數(shù)和雙三次樣條函數(shù))、Seidel函數(shù)、Zernike函數(shù)、二次曲線函數(shù)和雙二次曲線函數(shù)，來限定所述分布。
例如，示于圖3中的曲線51和61在距離中心光學區(qū)10的中心約1. 45mm的半徑處不連續(xù)。然而，由于表示示于圖2中的分布50和60的函數(shù)連續(xù)且一階導數(shù)可微分，因此分布40、50和60適于用于老花眼治療的透鏡設計。由于這些分布的二階導數(shù)不可微分，因此可將更寬范圍的各種數(shù)學函數(shù)用于限定分布，包括分段函數(shù)和樣條函數(shù)。
本發(fā)明不限制過渡區(qū)30(圖1)中的光焦度分布的性質。優(yōu)選，該分布在整個過渡區(qū)30中連續(xù)，以防止視覺受到偽像(通常也稱為鬼像)的影響。表述該分布在整個過渡區(qū)30中連續(xù)的另一種方式是表述該分布的至少一階導數(shù)在整個過渡區(qū)30中可微分。對于圖2中示出的更高的ADD光焦度分布50和60，圖3中示出的變化率曲線51和61中的從中心光學區(qū)10的中心幾乎到過渡區(qū)30(距離中心1. 5mm)的連續(xù)變化確保了不會因視覺偽像或鬼像而使視覺降低。 圖4示例出從距離透鏡1 (圖1)的中心約2. Omm延伸到約4. Omm的周邊光學區(qū)20中的光焦度分布80的部分的圖。如上所述，周邊光學區(qū)20中的光焦度分布提供負球面像差量。該負球面像差量的范圍典型地為從在周邊光學區(qū)20與過渡區(qū)30的邊界處的約-0. 1至約-0. 7屈光度到在周邊光學區(qū)與外周邊緣區(qū)域25的邊界處的約-2. 0屈光度至約-2. 7屈光度。如上所述，該球面像差的效果在于，其提供了與由中心光學區(qū)IO和眼睛的視覺動態(tài)特性所提供的正ADD聯(lián)合作用的有效ADD量，而引起被調制的最小可分辨的模糊量，從而使個體的聚焦深度最大化。 圖5示例出代表分布40、50和60跨過周邊光學區(qū)20的光焦度變化率(以屈光度/mm為單位)的曲線81的圖。通過從r = 2. Omm到r = 3. Omm取分布40、50和60中的任一者的一階導數(shù)，即，通過取圖4中所示的分布80的一階導數(shù)，獲得曲線81。虛線82和83表示邊界函數(shù)，這些邊界函數(shù)表示跨過周邊光學區(qū)20的典型光焦度范圍。由圖5可以看出，跨過周邊光學區(qū)20的變化率的量值在遠離透鏡中心的方向上增大，并且其量值在約2mm的半徑處為約-0. 67屈光度/mm，在約3mm的半徑處為約_1. 00屈光度/mm。雖然由于X軸終止在3mm的半徑處而不能在圖5中看出，但在約4mm的半徑處，變化率的量值為約_1. 33屈光度/mm?？紤]邊界函數(shù)82和83，跨過周邊光學區(qū)20的光焦度變化率的范圍的量值為從在約2mm的半徑處的約-0. 5屈光度/mm到在周邊光學區(qū)20與過渡區(qū)30的邊界處的約3mm的半徑處的約-1. 5屈光度/mm到在周邊光學區(qū)20與外周區(qū)域25的邊界處的約1. 5屈光度的最大絕對值。 由于眼睛的球面像差與屈光不正實質上無關，透鏡組的負球面像差優(yōu)選通常對該透鏡組中的所有透鏡都相等，或者對該透鏡組中的不同透鏡在整個周邊光學區(qū)中僅僅變化很小的量。通過提供視覺上可容忍的圖像模糊量以延長聚焦深度，且通過同時考慮在聚散度(縮瞳)處視覺系統(tǒng)的瞳孔動態(tài)特性，在周邊光學區(qū)20中提供合適量值范圍的負球面像差會增大聚焦深度。如上所述，在此使用的術語"負球面像差"意味著通過瞳孔的周邊區(qū)域接收的光線聚焦在視網(wǎng)膜后面，而通過瞳孔中心接收的光線聚焦在視網(wǎng)膜上。也就是說，瞳孔的周邊具有比瞳孔的中心低的光焦度。將球面像差(SA)定義為在2mm半直徑區(qū)與3mm半直徑區(qū)之間的負球面像差之差的絕對值，則SA值的優(yōu)選范圍為
SA (最小)=0. 65屈光度
SA(最大)=1.25屈光度
SA(標稱)=0. 85屈光度 優(yōu)選，對于所有ADD參數(shù)，周邊光學區(qū)中的球面像差相等。對于環(huán)面多焦透鏡，沿著球體的子午線，上述范圍是有效的。可以通過Zernike多項式、非球面項或等價物來描述周邊光學區(qū)20?？赏ㄟ^二次或擾動二次光焦度函數(shù)來描述周邊光學區(qū)20中的光焦度分布。
如上所述，對于給定的透鏡組，優(yōu)選每個透鏡具有由相同ADD參數(shù)限定的光焦度分布，但該透鏡組的每個透鏡的dc偏置項不同。圖6示例出根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有不同的dc偏置項的相同組中的兩個透鏡的兩種光焦度分布90和91。由此，除了 dc偏置項不同之外，限定分布90和91的數(shù)學函數(shù)相同。dc偏置項對應于該分布與Y軸交叉的位置。通過將該函數(shù)的所有X軸項設定為等于零，以便該函數(shù)的值對應于dc偏置項，S卩，等式中的常數(shù)，獲得該值。 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，已經(jīng)確定，為近眼疊加(over-plusing)很小的量值有時會導致老花眼治療的改善。在遠眼為主導眼或具有最少量的散光的情況下，對近眼疊加很小的量值會增大聚焦深度。在此使用的術語"疊加"意味著為眼睛裝入這樣的透鏡，該透鏡具有由與用于另一只眼睛的透鏡組的另一透鏡相同的ADD參數(shù)限定的分布，但該透鏡還具有比所述透鏡組的另一透鏡大的dc偏置項。例如，參考圖6，為近眼裝入具有分布91的透鏡，而為遠眼裝入具有分布90的透鏡。 雖然上面參考接觸透鏡描述了本發(fā)明，但本發(fā)明同樣適用于有晶狀體或無晶狀體的透鏡以及通過執(zhí)行角膜切削而產(chǎn)生的光學光焦度分布。另外，雖然參考圖1中所示的同時視鏡描述了本發(fā)明，但由于在此描述的光焦度分布降低了遠距光焦度和近距光焦度之間的不一致性，根據(jù)本發(fā)明的透鏡還可用于修正的單視鏡。 圖7示例出代表根據(jù)示例性實施例的提供用于治療老花眼的透鏡組的本發(fā)明方
法的流程圖。提供透鏡組，以便該透鏡組的每個透鏡的光焦度分布在中心光學區(qū)中提供ADD
光焦度且在周邊光學區(qū)中提供負球面像差，如框101所示。最大ADD光焦度優(yōu)選出現(xiàn)在中
心光學區(qū)10(圖1)的中心處，且最小ADD光焦度優(yōu)選出現(xiàn)在中心光學區(qū)10與過渡區(qū)30之
間的邊界處。對于透鏡組的每個透鏡，各自的光焦度分布具有不同的dc偏置項，如框102
所示。透鏡組的每個透鏡在過渡區(qū)中的光焦度分布優(yōu)選為連續(xù)的，如框103所示，這意味著
過渡區(qū)中的分布至少在一階導數(shù)中可微分，但不必在二階或更高階導數(shù)中可微分。 應注意，參考一些優(yōu)選且示例性的實施例描述了本發(fā)明，并且本發(fā)明不限于這些
實施例。本領域技術人員將理解，可以對在此描述的實施例進行修改，并且所有這些修改在
本發(fā)明的范圍內。例如，根據(jù)在此提供的描述，本領域技術人員將理解，本發(fā)明不限于具有
上面參考圖2描述的光焦度分布之一的透鏡。如上所述，可使用各種數(shù)學函數(shù)和ADD參數(shù)來
描述滿足本發(fā)明的治療老花眼的目的且不犧牲中間和/或遠距視覺的光焦度分布。并且，
雖然上面參考圖6描述的方法表示用于為中心光學區(qū)、周邊光學區(qū)和過渡區(qū)選擇光焦度分
布的單獨的過程，但這可以在單個過程中實現(xiàn)，在該單個過程期間，選擇滿足這些區(qū)中的每
一個的所有要求的單個光焦度分布。
權利要求
一種用于治療老花眼的透鏡，包括中心光學區(qū)，其具有這樣的光焦度分布，該光焦度分布提供的ADD光焦度的范圍為從約0屈光度與約2.4屈光度之間的最大ADD光焦度至約0屈光度與0.2屈光度之間的最小ADD光焦度；周邊光學區(qū)，其具有約2毫米(mm)的內半直徑和約3mm的外半直徑，所述周邊光學區(qū)具有提供負球面像差量的光焦度分布，在所述內半直徑處由所述光焦度分布提供的負球面像差量與在所述外半直徑處由所述光焦度分布提供的負球面像差量之差的范圍為從約0.65屈光度的最小絕對值至約1.25屈光度的最大絕對值；以及過渡區(qū)，其夾在所述中心光學區(qū)與所述周邊光學區(qū)之間且連接到所述中心光學區(qū)和所述周邊光學區(qū)，所述過渡區(qū)提供所述中心光學區(qū)與所述周邊光學區(qū)之間的過渡，所述過渡區(qū)具有連續(xù)的光焦度分布。
2. 根據(jù)權利要求1的透鏡，其中所述在所述內半直徑處由所述光焦度分布提供的負球 面像差量與在所述外半直徑處由所述光焦度分布提供的負球面像差量之差具有約0. 85屈 光度的絕對值。
3. 根據(jù)權利要求l的透鏡，其中所述中心光學區(qū)的所述光焦度分布是連續(xù)的。
4. 根據(jù)權利要求3的透鏡，其中所述周邊光學區(qū)的所述光焦度分布是連續(xù)的。
5. 根據(jù)權利要求l的透鏡，其中由所述中心光學區(qū)的所述光焦度分布提供的所述最大 ADD光焦度為約1.6屈光度。
6. 根據(jù)權利要求l的透鏡，其中由所述中心光學區(qū)的所述光焦度分布提供的所述最大 ADD光焦度為約0.9屈光度。
7. 根據(jù)權利要求l的透鏡，其中由所述中心光學區(qū)的所述光焦度分布提供的所述最大 ADD光焦度為約0.3屈光度。
8. 根據(jù)權利要求l的透鏡，其中所述中心光學區(qū)中的光焦度變化率在所述中心光學區(qū) 與所述過渡區(qū)的互連處不連續(xù)。
9. 根據(jù)權利要求l的透鏡，其中所述周邊光學區(qū)中的光焦度變化率連續(xù)。
10. 根據(jù)權利要求9的透鏡，其中所述中心光學區(qū)中的變化率基本上恒定。
11. 根據(jù)權利要求l的透鏡，其中所述透鏡為環(huán)面多焦透鏡。
12. —種用于治療老花眼的包括透鏡的透鏡組，所述透鏡組的每個透鏡包括 中心光學區(qū)，其具有提供選定量的ADD光焦度的光焦度分布； 周邊光學區(qū)，其具有提供選定量的負球面像差的光焦度分布；過渡區(qū)，其夾在所述中心光學區(qū)與所述周邊光學區(qū)之間且連接到所述中心光學區(qū)和所 述周邊光學區(qū)，所述過渡區(qū)提供所述中心光學區(qū)與所述周邊光學區(qū)之間的過渡；以及其中所述透鏡組的每個透鏡具有由數(shù)學函數(shù)限定的光焦度分布，除了所述透鏡組的每 個透鏡的dc偏置項不同之外，每個所述數(shù)學函數(shù)是相同的。
13. 根據(jù)權利要求12的透鏡組，其中所述光焦度分布在所述中心光學區(qū)中具有在所述 中心光學區(qū)與所述過渡區(qū)的互連處不連續(xù)的光焦度變化率。
14. 根據(jù)權利要求12的透鏡組，其中所述光焦度分布在所述周邊光學區(qū)中具有在距離 所述透鏡的中心約2毫米(mm)的半直徑與距離所述透鏡的所述中心約3mm的半直徑之間 連續(xù)的光焦度變化率。
15. 根據(jù)權利要求12的透鏡組，其中所述光焦度分布在所述周邊光學區(qū)中具有這樣的 光焦度變化率，該光焦度變化率在與所述透鏡的中心距離約2.0毫米(mm)處具有范圍為約 0. 50屈光度至約1. 00屈光度的絕對值且在與所述透鏡的所述中心距離約3. Omm處具有范 圍為約0. 75屈光度至約1. 50屈光度的絕對值。
16. 根據(jù)權利要求15的透鏡組，其中所述光焦度分布在所述周邊光學區(qū)中具有這樣的 光焦度變化率，該光焦度變化率在與所述透鏡的所述中心距離約2. Omm處具有約0. 65屈光 度的絕對值且在與所述透鏡的所述中心距離約3. Omm處具有約1. 00屈光度的絕對值。
17. 根據(jù)權利要求12的透鏡組，其中所述光焦度分布在所述中心光學區(qū)中具有這樣的 光焦度變化率，該光焦度變化率在與所述透鏡的中心距離約O. 5毫米(mm)處具有范圍為約 0. 15屈光度至約0. 8屈光度的絕對值且在與所述透鏡的所述中心距離約1. Omm處具有范圍 為約0. 3屈光度至約2. 0屈光度的絕對值。
18. 根據(jù)權利要求12的透鏡組，其中所述過渡區(qū)具有連續(xù)的光焦度分布。
19. 一種提供用于治療老花眼的透鏡組的方法，包括為透鏡組選擇光焦度分布，該光焦度分布在中心光學區(qū)中提供ADD光焦度且在周邊光 學區(qū)中提供負球面像差；以及為所述透鏡組的每個透鏡提供具有不同的dc偏置項的選定的光焦度分布，以便除了 所述分布的所述dc偏置項對于所述透鏡組的每個透鏡不同之外，所有透鏡具有相同的光焦度分布。
20. 根據(jù)權利要求19的方法，還包括 為佩戴者的第一只眼睛裝入所述組的第一透鏡；以及 為所述佩戴者的第二只眼睛裝入所述組的第二透鏡。
21. —種設計用于治療老花眼的至少第一透鏡的方法，包括為所述透鏡的中心光學區(qū)選擇光焦度分布，該光焦度分布提供的ADD光焦度范圍為從 約0屈光度與約2. 4屈光度之間的最大ADD光焦度至約0屈光度與0. 2屈光度之間的最小 ADD光焦度；為所述透鏡的周邊光學區(qū)選擇光焦度分布，該光焦度分布在距離所述透鏡的中心約2 毫米(mm)的半直徑與距離所述透鏡的所述中心約3mm的半直徑之間提供負球面像差量，在 所述內半直徑處由所述光焦度分布提供的負球面像差量與在所述外半直徑處由所述光焦 度分布提供的負球面像差量之差的范圍為從約0. 65屈光度的最小絕對值至約1. 25屈光度 的最大絕對值；以及為過渡區(qū)選擇光焦度分布，所述過渡區(qū)夾在所述中心光學區(qū)與所述周邊光學區(qū)之間且 連接到所述中心光學區(qū)和所述周邊光學區(qū)，所述過渡區(qū)提供所述中心光學區(qū)與所述周邊光 學區(qū)之間的過渡，其中為所述過渡區(qū)選擇的所述光焦度分布是連續(xù)的。
22. 根據(jù)權利要求21的方法，其中所述在所述內半直徑處由所述光焦度分布提供的負 球面像差量與在所述外半直徑處由所述光焦度分布提供的負球面像差量之差具有約0. 85 屈光度的絕對值。
全文摘要
提供一種不損害佩戴者的中間或遠距視覺的用于治療老花眼和預防老花眼的方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)為透鏡和透鏡組，其中所述透鏡的光焦度分布被設計為在近視區(qū)中提供正ADD光焦度，該正ADD光焦度稍微 于近視調節(jié)通常需要的ADD光焦度，同時還在周邊光學區(qū)中提供負球面像差量。佩戴者眼睛的動態(tài)視覺因素與由中心光學區(qū)提供的正ADD光焦度以及從由周邊光學區(qū)提供的負球面像差獲得的有效ADD聯(lián)合作用而引起被調制的最小可分辨的模糊量，從而使佩戴者的聚焦深度最大化。
文檔編號G02C7/04GK101784943SQ200880103898
公開日2010年7月21日 申請日期2008年8月20日 優(yōu)先權日2007年8月22日
發(fā)明者J·M·林達徹, S·R·薩斯特里 申請人:諾瓦提斯公司