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1. CN110554515 - Ophthalmic lens comprising lenslets for preventing and/or slowing myopia progression

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ ZH ]
包括用于预防和/或减慢近视发展的小透镜的眼科镜片


背景技术
1.技术领域
本发明涉及眼科镜片,例如单视镜片和/或散光镜片,并且更具体地涉及设计用于减慢、延缓或预防近视发展的接触镜片、眼内镜片、角膜内置/外置镜片和/或眼镜镜片。本发明的眼科镜片包括正的非同轴小透镜,所述小透镜在任何聚散距离处提供遍及视网膜中央、近和远周边的近视发展停止信号,以用于预防和/或减慢近视发展,同时维持清晰的中央视觉。
2.相关领域的讨论
导致视敏度下降的常见病症是近视和远视,对于所述病症需配戴眼镜或刚性或软性接触镜片形式的矫正镜片。通常所述病症被描述为眼睛的长度与眼睛的光学元件的聚焦之间的不平衡,近视眼聚焦在视网膜平面的前方并且远视眼聚焦在视网膜平面的后方。通常因为眼睛的轴向长度生长得比眼睛的光学部件的焦距更长,即眼睛长得过长,所以近视发展。通常因为眼睛的轴向长度与眼睛的光学部件的焦距相比过短,即眼睛长得不够长,所以远视发展。
近视在世界许多地区均具有高患病率。该病症最值得关注的是其可能发展为高度近视,例如屈光度大于五(5),在没有光学辅助工具的情况下这将显著地影响一个人的行为能力。高度近视还与视网膜疾病、白内障和青光眼的风险增加相关联。
使用矫正镜片分别地通过从视网膜平面的前方转移聚焦以矫正近视或从视网膜平面的后方转移聚焦以矫正远视来改变眼睛的总聚焦,以使得在视网膜平面处形成更清晰的图像。然而,该病症的矫正方法并未解决病因,而只是修复性的或用于治疗病症的症状。
大多数眼睛不具有单纯性近视或远视,而是可具有更复杂的光学误差,诸如近视散光或远视散光。聚焦的散光误差导致点光源的图像沿两个主经线在不同焦距下形成为两条互相垂直的线。在上述讨论中,所使用的术语近视和远视分别地包括单纯性近视或近视散光以及单纯性远视和远视散光。
正视眼描述了清晰视力的状态,其中在没有眼睛镜片的情况下光学无穷远处的物体处于相对锐聚焦。在正常或正视眼的成年人眼睛中,来自远处和近处物体并且穿过孔或入射瞳孔的中心区或近轴区的光通过角膜和晶状体聚焦到眼镜内接近视网膜平面处,在所述视网膜平面上感测到倒像。然而据观察,大多数正常眼睛具有正纵向球面像差,对于5mm孔来说通常在约+0.50屈光度(D)的范围内,这意味着当眼睛聚焦在光学无穷远处时,穿过孔或瞳孔边缘的光线聚焦到视网膜平面的前方+0.50D。如本文所用,量度D为屈光度,其被定义为镜片或光学系统沿光轴焦距的倒数,单位为米。还如本文所用,术语“附加值”应定义为有助于在近距离处看得更清晰的附加正光焦度。
正常眼睛的球面像差并不是恒定的。例如,调节度(即,主要通过改变内部晶状体而产生的眼睛的光焦度的变化)导致球面像差从正变为负。
近视通常由于眼睛的过度轴向生长或伸长而发生。现在公认的是,主要来自动物研究,轴向眼睛生长可以受视网膜图像的质量和聚焦的影响。利用多个不同的实验范式,在一系列不同的动物种类上进行实验,已经示出了改变视网膜图像质量可以导致在眼睛生长中的一致的和可预测的变化。
此外,已知通过正镜片(近视性离焦)或负镜片(远视性离焦)使在小鸡和灵长类动物模型中的视网膜图像离焦导致可预测的(在方向和量值两个方面)眼睛生长的变化,该变化符合眼睛生长以弥补强加的离焦。正视化是通过自调节眼睛生长以实现光学器件与眼睛的轴向长度之间的最佳匹配的过程。已证实与光学模糊相关的眼睛长度变化受巩膜生长变化的调节。由正镜片所引起的模糊会导致近视模糊和巩膜生长速率下降,进而造成患上远视屈光不正。由负镜片所引起的模糊会导致远视模糊和巩膜生长速率增加,进而造成患上近视屈光不正。响应视网膜图像离焦的这些眼睛生长的变化已经被证明在很大程度上是通过局部视网膜机构中介的,因为当视神经受损时,眼睛长度的变化仍会发生,而且强加离焦在局部视网膜区域上已被示出导致被局限于特定的视网膜区域的改变的眼睛生长。
在人类中,有支持视网膜图像质量可以影响眼睛生长的概念的间接和直接两种证据。各种不同的眼部病症,所有这些都导致形成视力的干扰诸如上睑下垂、先天性白内障、角膜混浊、玻璃体出血和其他眼部疾病,已经被发现与在年轻人中的异常的眼睛生长相关联,这表明在视网膜图像质量中的相对大的改变确实影响在人类受试者中眼睛的生长。基于在可以为人类的眼睛生长和近视发展提供刺激的近距离工作期间在人类聚焦系统中的光学误差,也已经假设了更精细的视网膜图像变化对人类眼睛生长的影响。
所有已公布的用于减慢近视发展的方法依赖于同轴正焦度区域(诸如双焦和多焦)的引入,其与镜片的主要距离矫正区域竞争并且导致距离视敏度和对比敏感度的折衷。
因此,需要在减少和/或减慢近视发展方面实现更大的治疗功效,这增强了近视模糊的影响而不干扰中央凹图像质量。
发明内容
本发明的具有正散焦小透镜的眼科镜片通过确保更好的远距视力矫正而不损害视敏度和对比度敏感性来克服现有技术的局限性。
根据一个方面,本发明涉及用于减慢、延缓或预防近视发展中的至少一者的眼科镜片。所述眼科镜片包括前凸表面、后凹表面、光学区,该光学区包括主基部球面距离校正区和多个小透镜,所述多个小透镜具有散布在主基球距离校正区之间并且与之相邻的附加焦度,该主基球校正区产生沿眼科镜片的主光轴聚焦在单个点处且聚焦在眼睛的视网膜的波前,并且具有附加光焦度的多个小透镜产生沿不同于主光轴的其自身的光轴聚焦在视网膜的前方的非同轴波前,小透镜和主距离矫正区的组合被布置成向视网膜的所有区域提供清晰的视觉和近视散焦,其中眼科镜片选自眼镜镜片、眼内镜片以及角膜内置和外置镜片。
对于同轴或共轴光学元件,本文以通常的方式将焦度定义为沿整个透镜的光轴的焦距的倒数。对于非同轴光学元件或单轴光学元件,本文的焦度定义为沿单个光学元件的光轴的焦距的倒数,并且也被称为“局部焦度”。无论同轴或非同轴,散焦都为理想焦距与光学元件焦距之间的焦度差。
实现改善的治疗功效的一种方法是设计非同轴光学器件,其增强近视模糊对调节眼睛生长的影响而不干扰中央凹图像质量。利用此类设计,对于近视散焦的每个屈光度,视网膜图像质量在中央凹处劣化较小,矢状和切向焦度的焦点位于视网膜前方。具有平面或负距离焦度的眼科镜片设计,其提供最佳屈光矫正,以及局部焦度在从+1.00至+30.00D范围内的正散焦非同轴小透镜(近视散焦区)的岛状物,其以最佳模式排列并且覆盖约二十(20)%至八十(80)%的光学区和/或中央瞳孔区域,以在视网膜前方传输正焦点,对中央凹图像质量的影响较小,同时减慢近视发展的速度。最佳图案可包括圆形或六边形布置、径向布置、等距或非等距布置或任何合适的布置,包括上述布置的组合。
本发明的眼科镜片被设计成传输用于近视生长(即近视模糊)的停止信号,而与瞳孔直径无关,并且对视觉性能无影响或影响较小。包括本发明的接触镜片的具有附加外加焦度的非同轴小透镜通过确保与具有用于控制近视发展的常规附外加焦度的单视镜和/或散光透镜相比具有可比或更佳的远距视力矫正来克服现有技术的局限性。
本发明包括用于减慢、延缓或预防近视发展中的至少一者的眼科镜片。眼科镜片在其主光学区内包括多个非同轴外加焦度区。每个非同轴外加焦度区与距离矫正区相邻。该布置方式确保在任何孔/瞳孔尺寸和观察条件中至少存在距离矫正区和非同轴外加焦度区。非同轴区具有与矫正下面的屈光误差的基球面同轴功率和/或气缸功率不同的局部屈光焦度。距离的总面积与非同轴外加焦度区的比率为80:20至20:80,并且优选地为40:60至60:40。非同轴外加焦度区的尺寸在0.45mm至1mm的直径范围内变化。整个光学区不必由非同轴外加焦度区组成并且可限于瞳孔的可视区域。对于儿科,在中间视觉条件下,瞳孔尺寸范围通常为4mm至8mm。此外,为了获得最佳视力,镜片光学区的中心区域可不含非同轴外加焦度区,而留下主距离矫正。
本发明还涉及通过提供在其主要光学区内具有一系列环形同心非同轴外加焦度区的眼科镜片来减慢、延缓或预防近视发展中的至少一者的方法。该区在主距离同轴矫正同心区域与非同轴外加焦度同心区之间交替。非同轴圆形区具有与同轴距离视觉同心区不同的局部屈光焦度。距离的总面积与非同轴外加焦度圆形区的比率在约80:20和20:80的范围内。非同轴外加焦度区或小透镜之间的空间可用于创建平面焦平面或定制以向受检者提供最佳矫正。
包括高近视在内的近视发病率在世界各地以前所未有的速度增长。本发明的接触镜片设计提供了可帮助降低高度近视发病率的用于预防和/或减慢近视发展的简单、高性价比和有效的装置和方法。本发明的镜片由与当前制造的镜片相同的镜片材料利用相同的制造工艺制成。仅改变模具表面以结合小透镜的附加焦度。
附图说明
从以下如附图所示的本发明优选实施方案的更具体的描述,本发明的上述及其他特征和优点将显而易见。
图1为通过眼睛朝视网膜行进的0屈光度波前的图解示意图。
图2为通过眼睛朝视网膜行进的+10.00屈光度波前的图解示意图。
图3为具有通过眼睛朝向视网膜行进的+10.00屈光度同轴波前的区段的0屈光度的图解示意图。
图4为具有通过眼睛并聚焦在视网膜前方并且朝向中央凹行进的+10.00屈光度非同轴波前的区段的0屈光度的图解示意图。
图5为具有通过眼睛并且聚焦在视网膜前方但对称地远离中央凹的+10.00屈光度非同轴波前的区段的0屈光度的图解示意图。
图6为具有通过眼睛并且聚焦在视网膜前方但不对称地远离中央凹的+10.00屈光度非同轴波前的区段的0屈光度的图解示意图。
图7为具有通过眼睛并且聚焦在视网膜前方但对称地远离中央凹而不穿过同轴主光轴的+10.00屈光度非同轴波前的区段的0屈光度的图解示意图。
图8为具有通过眼睛并且聚焦在视网膜前方但不对称地远离中央凹而不穿过同轴主光轴的+10.00屈光度非同轴波前的区段的0屈光度的图解示意图。
图9为根据本发明的第一组示例性非同轴小透镜设计的图解示意图。
图10为根据本发明的第二组示例性非同轴小透镜设计的图解示意图。
图11为作为小透镜尺寸和附加焦度的函数的图像质量和视觉性能的衍射限制模型眼睛中的模拟视网膜图像。。
图12A为根据本发明的接触镜片的示意顶视图。
图12B为根据本发明的接触镜片的示意侧视图。
图13为根据本发明的眼镜的示意图。
图14为根据本发明的眼内镜片的图解示意图。
图15为根据本发明的角膜内置/外置镜片的图解示意图。
具体实施方式
实验表明,眼睛对导致轴向伸长的远视散焦作出响应,因此向中心视网膜传输更高的外加焦度可减慢近视发展。然而,仅向中心视网膜传输更高的外加焦度可对视力产生有害影响。因此,提供最佳屈光矫正的眼科镜片(例如,具有负基本焦度的接触镜片)与以特定图案布置以在视网膜前方传输正聚焦光的小区域或正焦度(小透镜)岛组合的距离将提供近视散焦以抑制近视发展而不影响视敏度和对比度灵敏度。
本发明包括用于减慢、延缓或预防近视发展中的至少一者的眼科镜片。眼科镜片在其主光学区内包括多个非同轴外加焦度区。每个非同轴外加焦度区与距离矫正区相邻。该布置确保在任何观察条件下至少存在距离和外加焦度非同轴区。非同轴区具有与基本球体焦度和/或气缸焦度不同的局部屈光焦度。距离的总面积与非同轴外加焦度区的比率为80:20至20:80,并且优选为为40:60至60:40。非同轴外加焦度区的尺寸在0.45mm至1mm的直径范围内变化。整个光学区不必由非同轴外加焦度区组成并且可限于瞳孔的可视区域。对于儿科,在中间视觉条件下,瞳孔尺寸范围通常为4mm至8mm。此外,为了获得最佳视力,镜片光学区的中心2mm可不含非同轴近视散焦区域,留下主距离矫正。
参考图1,示出了在其将通过眼睛100朝向眼睛100的视网膜102行进时的平面(0屈光度散焦)波前101。如图所示,假设眼睛具有零波前像差,则平面波前沿光轴106聚焦在单个点104处。鉴于这是0波前误差表示,焦点104位于中央凹上,该中央凹位于视网膜102的黄斑黄体的中心处。中央凹是负责锐利中心视觉的视网膜的区域。相比之下,在图2中,示出了在通过眼睛200朝向眼睛200的视网膜202行进时的+10.00屈光度波前201。如图所示,波前沿视网膜202前方的光轴206聚焦在单个点204处,如应当预期的+10.00屈光度散焦。在这两种情况下,并且类似于常规的球形光学器件,小透镜的光学器件被设计成具有主光轴,光线通过该主光轴会聚成单个点;即,焦点。球面波前误差的量决定了在视网膜的中央凹的上面或前面的焦点的位置,如图1和图2中分别示出的那样。这两个图用于设定本发明的描述所基于的基本参数/原理;然而,应当理解的是,虽然为了便于解释仅示出和描述了球面屈光不正,但是本发明同样适用于在特定轴上包括圆柱形光焦度的复曲面镜片。另外,如随后更详细地阐述的,小透镜可包括圆柱体光焦度和轴,并且它们还可包括更复杂的光学设计诸如更高阶的像差。
图3示出了在它们将通过眼睛300朝眼睛302的视网膜300行进时的平面(0屈光度散焦)波前301和具有+10.00屈光度散焦303的同轴小透镜波前。如图所示,0屈光度基球波前沿主光轴306聚焦在单个点304处。鉴于这是0波前的错误表示,焦点304位于视网膜302的中央凹处。来自+10.00屈光度同轴小透镜303的波前各自聚焦在视网膜302前方的单个点308处,如预期的+10.00屈光度误差的那样。应当注意,小透镜为图2中所示的+10.00屈光度波前的一小区段,因此来自每个小透镜的光线303仍然指向与完整的+10.00屈光度波前相同的方向。同心或非球面多焦点镜片设计也通常具有主距离和具有公共轴的附加焦度两者。通常,在这些用于保持最佳图像质量的应用中,附加焦度被限制在+1.00至+3.00屈光度的范围内。因此,本发明所需的高附加焦度将不适用于小透镜的这种布置,而是采用非同轴布置,如随后详细阐述的。
图4示出了在它们通过眼睛400朝眼睛400的视网膜402行进时的来自平面基球透镜401的平面波前和来自+10.00屈光度非同轴小透镜403的波前。如图所示,平面波前401沿主光轴406聚焦在单个点404处。鉴于这是0波前的表示,焦点404位于视网膜402的中央凹处。具有+10.00屈光度散焦403的非同轴小透镜波前各自聚焦在视网膜402前方的单个点408和单个点410处,如使用+10.00屈光度透镜预期的那样,但在朝向中央凹的方向上。与图3中所示的不同,小透镜现在具有与初始公共光轴406不重合并且因此是非同轴的焦点408和焦点410。重要的是应注意,球形波前小透镜沿它们各自轴将+10.00屈光度聚焦在视网膜402前方,每个小透镜的中心具有0波前误差,并且其中心点的任一侧具有相反的斜率,并且因此仍然指向与参考球心相同的方向;即,中央凹。
图5示出在它们通过眼睛500朝眼睛500的视网膜502行进时的了来自平面基球透镜501的平面波前和来自+10.00屈光度非同轴小透镜503的波前。如图所示,平面波前沿主光轴506聚焦在单个点504处。鉴于这是0波前的表示,焦点504位于视网膜502的中央凹处。具有+10.00屈光度散焦503的非同轴小透镜波前各自聚焦在视网膜502前方的单个点508和单个点510处,如使用+10.00屈光度透镜预期的那样,但对称地远离中央凹。再次,小透镜现在具有不与初始公共光轴506重合并且因此是非同轴的焦点508和焦点510。重要的是应注意,球形波前的小透镜沿着它们各自的轴聚焦并且具有与图4的小透镜不同的斜率,以使中心对称地远离中央凹,但是仍然在视网膜502前面有+10.00屈光度的局部点焦点。另外,小透镜轴对称地朝向中心基球波前轴506会聚。换句话讲,小透镜512将光线穿过初始公共光轴506朝向与中央凹等距的视网膜502周边部分引导(对称布置)。
图6示出了在它们通过眼睛600朝眼睛600的视网膜602行进时的来自平面基球透镜601的平面波前和来自+10.00屈光度非同轴小透镜603的波前。如图所示,平面波前沿主光轴606聚焦在单个点604处。鉴于这是0波前的表示,焦点604位于视网膜602的中央凹处。具有+10.00屈光度散焦603的非同轴小透镜波前各自聚焦在视网膜602前方的单个点608和单个点610处,如使用+10.00屈光度透镜预期的那样,但对称地远离中央凹。再次,小透镜现在具有不与初始公共轴606重合并且因此是非同轴的焦点608和焦点610。重要的是应注意,球形波前的小透镜沿着它们各自的轴聚焦并且具有与图4的小透镜不同的斜率,以使中心不对称地远离中央凹,但是仍然在视网膜602前面有+10.00屈光度的局部点焦点。另外,小透镜轴不对称地朝向中心基球波前焦点会聚。换句话讲,小透镜将光线穿过初始公共光轴朝向与中央凹等距的视网膜602的周边部分引导(不对称布置)。
图7示出在它们通过眼睛700朝眼睛700的视网膜702行进时的了来自平面基球透镜701的平面波前和来自+10.00屈光度非同轴小透镜703的波前。如图所示,平面波前沿主光轴706聚焦在单个点704处。鉴于这是0波前的表示,焦点704位于视网膜702的中央凹处。具有+10.00屈光度散焦703的非同轴小透镜波前各自聚焦在视网膜702前方的单个点708和单个点710处,如使用+10.00屈光度透镜预期的那样,但在不穿过主光轴706的情况下对称地远离中央凹。再次,小透镜现在具有不与初始公共轴706重合并且因此是非同轴的焦点708和焦点710。重要的是应注意,球形波前的小透镜沿着它们各自的轴聚焦并且具有与图4的小透镜不同的斜率,以使中心对称地远离中央凹,但是仍然在视网膜702前面有+10.00屈光度的局部点焦点。另外,小透镜轴对称地会聚在中心基球波前焦点704后面。换句话讲,小透镜将光线未穿过初始共用光轴706但仍指向视网膜702的与中央凹等距的周边区段引导(对称布置)。
图8示出在它们通过眼睛800朝眼睛800的视网膜802行进时的了来自平面基球透镜801的平面波前和来自+10.00屈光度非同轴小透镜803的波前。如图所示,平面波前沿主光轴806聚焦在单个点804处。鉴于这是0波前的表示,焦点804位于视网膜802的中央凹处。具有+10.00屈光度散焦803的非同轴小透镜波前各自聚焦在视网膜802前方的单个点808和单个点810处,如使用+10.00屈光度透镜预期的那样,但在不穿过主光轴806的情况下不对称地远离中央凹。再次,小透镜现在具有不与初始公共轴806重合并且因此是非同轴的焦点808和焦点810。重要的是应注意,球形波前的小透镜沿着它们各自的轴聚焦并且具有与图4的小透镜不同的斜率,以使中心不对称地远离中央凹,但是仍然在视网膜802前面有+10.00屈光度的局部点焦点。另外,小透镜轴不对称地会聚在中心基球波前轴806后面。换句话讲,小透镜将光线不穿过初始公共光轴806但仍朝向视网膜802的与中央凹相距不同距离的周边部分引导(不对称布置)。
重要的是应注意,上述配置的组合也是可能的,例如包括具有零波前误差的基球的光学设计,引导光线与主光轴相交的小透镜,以及将光线引导到主光轴的相同侧的小透镜。另外,小透镜可易于以非球形的形状形成。这将允许微调和操纵来自小透镜并且撞击视网膜的光线的分布。一个实施例为产生具有其角位置匹配的局部散光的小透镜。可微调散光的量以改变中央凹周围的“环”图案中的视网膜模糊的宽度。
接触镜片或接触镜仅为放置在眼上的镜片。接触镜片被视为医疗设备并且可被佩戴以矫正视力和/或用于美容或其它治疗原因。自20世纪50年代起,商业上就已利用接触镜片来改善视力。由硬性材料制成或加工成的早期接触镜片相对较为昂贵并且易碎。此外,这些早期的接触镜片由如下材料制成,这些材料不允许足够的氧气穿过接触镜片传输到结膜和角膜,这潜在地可引起许多不良临床效应。尽管仍使用这些接触镜片,但它们因初始舒适度较差,并不适用于所有患者。该领域的后续发展产生了基于水凝胶的软性接触镜片,该软性接触镜片在当今极其流行且得到广泛利用。当今可用的有机硅水凝胶接触镜片将具有极高透氧度的有机硅的有益效果与水凝胶的经证实的舒适度和临床性能组合在一起。事实上,与由早期硬性材料制成的接触镜片相比,这些基于有机硅水凝胶的接触镜片具有更高的透氧度值并且通常有更高的佩戴舒适度。另一方面,刚性可透气硬性接触镜片由含硅氧烷聚合物制成,但是比软性接触镜片更具刚性,并且因此保持它们的形状并且更加耐用。
当前可获得的接触镜片一直是用于视力矫正的高性价比装置。薄塑料镜片贴合在眼睛的角膜上,以矫正视力缺陷,包括近视或近视眼、远视或远视眼、散光(即,角膜中的复曲面性)以及老花眼(即,晶状体失去调节的能力)。接触镜片能够以多种形式获得,而且由多种材料制成,以提供不同的功能性。日戴型软性接触镜片通常由软性聚合物材料制成,其混合有水以用于透氧度。日戴型软性接触镜片可以为日抛型的或长戴型的。日抛型接触镜片通常佩戴一天,然后被抛弃,而长期佩戴型接触镜片通常被连续佩戴至多三十天的时间段。有色软性接触镜片使用不同的材料以提供不同的功能性。例如,可见性色调接触镜片使用浅色调来帮助佩戴者定位掉落的接触镜片,增强色调的接触镜片具有增强人的自然眼睛颜色的透明或半透明色调,颜色色调接触镜片包括不透明的色调以改变人眼睛颜色,并且滤光色调接触镜片用来增强某些颜色同时减弱其它颜色。双焦点接触镜片和多焦点接触镜片特别为老花眼患者设计,并且能够以软性和刚性种类两者获得。复曲面接触镜片特别为散光患者设计,而且也能够以软性和刚性种类获得。组合以上不同方面的组合镜片也是可获得的,例如混合型接触镜片。
根据本发明,小透镜设计被开发用于提供中央凹视力矫正的眼科镜片,并且在近视网膜周边和远视网膜周边具有近视模糊,以减少或阻挡眼睛生长信号,而对主要视力影响最小或没有影响。本发明的接触镜片可为球形镜片或复曲面镜片。图12A和图12B示出了可根据本发明利用的示例性接触镜片1200。图12A为镜片1200的平面顶视图并且图12B为镜片1200的侧视图。接触镜片1200可具有前凸表面1202和后凹表面1204。光学区1206包括主要距离矫正光学器件1208和具有高附加焦度的多个非同轴小透镜1210,以产生用于治疗近视发展的近视散焦。主要距离校矫正光学器件1208的总面积与非同轴小透镜1210的比率可在20:80到80:20的范围内。小透镜1210可形成在前凸表面1202或后凹表面1204上。优选地,小透镜1210形成在前凸表面1202上。接触镜片1200还包括周边区1212。
图9示出了用于5.5mm瞳孔孔径的非同轴小透镜设计的六个示例性实施方案,其中距离与区域或填充因子之比的变化范围从二十(20)%至六十(60)%,以及外加焦度值为从+2.50屈光度至+20.0屈光度。在这些实施例中,对于20%、40%和60%的填充因子,小透镜900的尺寸分别为0.45mm、0.62mm和0.77mm。从小透镜中心到小透镜中心的距离保持恒定在0.88mm。透明的中心直径也保持恒定在2.00mm。重要的是应注意,可利用小透镜900的任何合适的布置。此外,可对小透镜900使用任何合适的形状和尺寸,例如圆形、六边形、同心环,或甚至具有从0.5mm至1.1mm范围内尺寸的径向区域。下面给出的表1总结了上述实施例的设计参数。
表1
相对于最佳球形矫正并且与常规+3.00屈光度球面透镜、具有+3.00屈光度附加的两区双焦点透镜或具有+2.00屈光度附加的常规同心环双焦点镜片相比,上述非同轴小透镜设计的视觉性能和韦伯对比灵敏度总结于下面给出的表2中。在所有情况下,与常规同轴光学方法(诸如两区透镜和同心双焦点透镜)相比,具有非同轴光学小透镜的小透镜设计导致较少的视敏度损失和韦伯对比灵敏度损失。对比度实质上为使视野内的一个或多个物体可分辨的亮度的差值,并且韦伯对比度灵敏度实质上为在物体亮度与背景亮度之间的眼睛的检测阈值。
表2
根据本发明的另一个示例性实施方案,图10示出了具有和不具有透明中心区的光学设计的变型,同时保持恒定的填充因子百分比、附加焦度和小透镜尺寸。如图所示,具有透明中心区1000的光学设计在其中没有小透镜1002。每个设计实施例的设计参数和计算的视觉性能(VSOTF)总结于下表3中。
基于光传递函数(VSOTF)的视觉斯特列尔比为可直接从波前像差导出的视觉性能的常用描述符。它指示视网膜图像质量如何受到眼睛光学和由不同形式的附加视觉辅助装置(例如眼镜或接触镜片等)引起的其他像差的影响。增强的VSOTF由如下公式给出,
其中OTF DL (f x ,f y )表示衍射极限光学传递函数,CSF N (f x ,f y )为神经对比敏感度函数,并且(f x ,f y )为空间频率坐标。
表3
根据本发明的另一个示例性实施方案,图11示出了衍射有限模型眼睛中的模拟视网膜图像,该图像质量和视觉性能随小透镜1100尺寸和附加焦度的变化而变化。下文给出的表4汇总了每个设计的设计参数和计算的视觉性能。从表4中的数据可看出,附加焦度对VSOTF的影响小于小透镜尺寸对其的影响。因此,最佳设计参数可包括高附加以增强治疗功效、小的小透镜尺寸和透明的中心。
表4
重要的是应注意,虽然本文描述的示例性实施方案涉及包括具有相同局部焦度的小透镜的接触镜片,无论其是+1.00D还是+30.00D,都可使接触镜片包括具有不同屈光力的小透镜。例如,接触镜片可包括在一个区域中具有+2.00D的局部焦度并且在另一区域中具有+10.00D或+20.00D的小透镜。在其他示例性实施方案中,局部焦度可与其相邻未透镜以交替方式变化。实质上,可利用局部焦度的任何合适的组合。
同样重要的是应注意,本文所述的示例性实施方案涉及接触镜片以减慢近视发展。这些镜片包括用于距离矫正的平面或负基球焦度和具有正附加焦度以引起近视模糊的非同轴小透镜。对于具有相反极性的远视受试者,还可使用接触镜片。在这些镜片中,基础球面校正为正焦度屈光矫正,其中非同轴小透镜具有负焦度以诱发导致正视眼的远视模糊。
重要的是应注意,术语眼科镜片比接触镜片更广泛。眼科镜片包括眼镜镜片。眼镜(spectacles)通常被称为眼镜(glasses)。眼镜(spectacles)或眼镜(glasses)通常包括两个镜片,这两个镜片通过框架固定就位,框架设计成将镜片固定在距佩戴者眼睛适当距离处。图13示出了一对示例性眼镜1300。如上所述,示例性眼镜1300包括固定在框架1304中的两个镜片1302。眼科镜片还包括眼内镜片或IOL。眼内镜片是植入眼睛中以置换晶状体作为白内障治疗的一部分的医疗装置。在达到一定水平的不透明度后移除晶状体并且用IOL替换。在极少数情况下,个体可在没有晶状体的情况下出生,并且植入IOL而不需要移除现有的不透明晶状体。在去除晶状体后,人工晶状体IOL提供与晶状体相同的光聚焦功能。有晶体状的IOL可用作屈光手术的一部分,以改变眼睛的光学能力,作为近视的治疗。这种类型的IOL放置在天然晶状体上。图14示出了示例性IOL 1400。示例性IOL 1400包括镜片1402和两个触觉部1404,其将镜片1402固定在眼睛的囊袋或囊内的适当位置。眼科镜片还包括角膜内置/外置镜片。角膜内置/外置镜片是外科植入角膜基质层中的医疗装置,通常用作老花眼的治疗。图15示出了眼睛1502的角膜中的示例性角膜内置/外置镜片1500。本发明的光学器件可结合到本文所述的任何眼科镜片中。
虽然所示出和描述的据信是最为实用和优选的实施方案,但显而易见的是对于本领域中的技术人员可以对所描述和所示出的具体设计和方法作出变更,而且在不脱离本发明的实质和范围的情况下可使用这些变更形式。本发明并不局限于所述和所示的具体构造,但是应当构造为与可落入所附权利要求书的范围内的全部修改相符。