专利名称：接触镜片的稳定化的制作方法
接触镜片的稳定化
背景技术：
可通 过对接触镜片的ー个或多个表面赋予非球形的校正方面，例如圆柱形、双焦点或多焦点特性，来实现某些光学缺陷的校正。当佩戴于眼睛上吋，这些镜片必须大体上保持特定的取向才有效。通常通过改变镜片的机械特性来实现镜片在眼睛上取向的保持。棱镜稳定化是稳定化方法的例子，其包括使镜片的前表面相对于后表面偏心、加厚镜片的下周边、在镜片表面上形成凹陷或凸起以及缩短镜片边缘。另外，已使用动态稳定化，其中通过使用薄区或镜片周边厚度减小的区域来稳定镜片。通常，薄区位于两个区域，从其在眼睛上放置的有利位置来看，这两个区域关于镜片的垂直轴线或水平轴线对称。评价镜片设计涉及对镜片在眼睛上的性能作出判断，然后在必要和可能时对设计进行优化。此过程通常通过在患者中对测试设计进行临床评价而完成。然而，此过程是耗时且昂贵的，原因是其需要大量的患者来进行测试，因为必须考虑患者与患者之间的差异。一直需要改进某些接触镜片的稳定性。
发明内容
本发明为接触镜片，其设计具有相对于标称稳定化设计而言改进的稳定性。在本发明的另一方面，稳定接触镜片的方法包括提供具有标称稳定区參数集的镜片设计；评价该镜片设计的佩戴性能；根据此性能计算价值函数；以及通过应用该价值函数优化稳定区參数。此过程可通过虚拟模型(例如基于软件的模型)迭代执行，该模型模拟诸如眨眼的眼睛机能的影响并相应地调整稳定化方案。在本发明的另ー个方面，根据这样的方案稳定化接触镜片，其中对作用于眼睛上的镜片的扭矩的动量矩进行平衡。在本发明的另ー个方面，通过形成一个或多个区来稳定化接触镜片，这些区具有与镜片的其余部分不同的厚度，并且其中这些区在镜片上的位置使得当镜片佩戴在眼睛上时作用于镜片的扭矩的动量矩将得到平衡。在本发明的另ー个方面，接触镜片具有稳定化区，其大部分长度位于镜片的水平轴线之下。在本发明的另ー个方面，接触镜片具有稳定化区，其在ー个方向相对于另ー个方向具有不同的斜度(相对于其峰)变化率。在本发明的另ー个方面，接触镜片在水平轴线之上与在水平轴线之下具有不同的高度轮廓。
图I是稳定化接触镜片的前视图或物侧视图。图2A-C是具有插入的镜片的眼睛的示意图，其标出了旋转轴线和作用于镜片的多种扭矩。图3是流程图，显示了根据本发明的稳定化优化过程。
图4A-C是对应于实例I的具有稳定化区的稳定化镜片的前视图以及周向和径向厚度坐标图。图5A-C是对应于实例2的具有 稳定化区的稳定化镜片的前视图以及周向和径向厚度坐标图。图6A-C是对应于实例3的具有稳定化区的稳定化镜片的前视图以及周向和径向厚度坐标图。图7A-C是对应于实例4的具有稳定化区的稳定化镜片的前视图以及周向和径向厚度坐标图。图8是显示出旋转速度测量值的坐标图。
具体实施例方式本发明的接触镜片具有基于对作用于镜片上的多种カ进行平衡而优化稳定化的设计。这涉及应用ー种设计过程，该过程平衡作用于眼睛上、眼睛的组成部分上、以及最終地置于眼睛上的稳定化镜片上的扭矩。优选地，改进的稳定性通过用包括稳定化元件的标称设计开始改进过程来实现。例如，具有关于穿过中心的水平轴线和垂直轴线两者対称的两个稳定化区的镜片设计是ー种便利的基准，通过它可根据本发明的方法优化镜片的稳定性。所谓“稳定化区”是指镜片周边区的区域，其厚度值大于周边区的其余区域的厚度。所谓“周边区”是指环绕镜片光学区并延伸直到镜片边缘但不包括镜片边缘的镜片表面的区域。无稳定区的周边区将通常包含旋转对称表面，优选球形表面。作为有用起点的另ー种稳定化设计在美国专利公布20050237482中有所描述，该专利以引用方式并入本文，但是任何稳定化设计均可用作标称设计，然后根据本发明对其进行优化。稳定化设计的改进过程还可以包括用下述眼睛模型测试所述改进；评价测试的結果；以及以迭代方式继续实施改进过程，直到实现所需的稳定化水平。图I示出了稳定化镜片的前表面或物侧表面。镜片10具有光学区11。镜片的周边围绕光学区11。两个厚区域12位于周边中且为稳定化区。优选用于该过程以产生新设计的模型包括多种因素和假设，这些因素和假设模拟机械操作及其对镜片稳定性的影响。优选地，根据熟知的编程技术使用标准编程和编码技术将该模型简化为软件。概述之，通过模拟在规定次数的眨眼中下述カ的施加而将该模型用于设计稳定化镜片的过程。相应地确定镜片旋转和偏心的程度。然后以g在使旋转和/或向心达到更期望水平的方式改变设计。然后使设计再次经历该模型，以确定预定次数的眨眼后的平移。通过应用下文更详细描述的价值函数完成设计的改变。模型假定眼睛优选地由代表角膜和巩膜的至少两个球面部分組成，并且x-y-z坐标轴的原点位于代表角膜的球形的中心。也可以使用诸如非球面的更复杂表面。镜片的基部形状由球面部分组成，但允许镜片的基弧从镜片的中心向边缘变化。可使用不止ー个基弧来描述背表面。假定置于眼睛上的镜片呈现出与眼睛相同的形状。镜片的厚度分布不一定旋转对称，实际上根据本发明镜片的ー些优选实施例不对称。镜片边缘的厚区可用于控制镜片的位置和取向行为。在镜片和眼睛之间存在均匀的液体薄膜(泪膜)，其典型厚度介于I和7pm之间，优选5pm。此泪膜被称为镜片后泪膜。在镜片边缘，镜片和眼睛之间的液膜的厚度要小得多，并且被称为粘蛋白泪膜。在镜片与下眼睑和上眼睑之间存在典型厚度介于I和10 i! m之间优选5. 0 i! m的均匀液体薄膜(也为泪膜)，这些被称为镜片前泪膜。上下眼睑的边界均位于x_y平面内具有単位法向量的平面中。因此，这些边界在垂直于z轴的平面上的投影为直线。在眼睑运动过程中也作出此假设。上眼睑在接触镜片上施加均匀的压力。这种均匀的压力施加在由上眼睑覆盖的接触镜片的整个区域上或具有均匀宽度的上眼睑边界附近的该区域的一部分上，该宽度在垂直于通过沿眼睑边缘划出的曲线的平面的方向上測量。下眼睑在接触镜片上施加均匀的压力。此压カ施加在由下眼睑覆盖的接触镜片的整个区域上。由眼睑施加在接触镜片上的压カ通过接触镜片的非均匀厚度分布(厚区)而产生作用于镜片的扭矩，尤其是在边缘附近。此压カ对作用于接触镜片的扭矩的影响被称为瓜籽效应。当镜片相对于眼睛移动时，在镜片后泪膜中存在粘滞摩擦。当镜片相对于眼睛移动时，在镜片边缘和眼睛之间的粘蛋白泪膜中也存在粘滞摩擦。另外，当镜片移动和/或眼险运动时，在镜片如泪I吴中存在粘滞摩擦。由于镜片的变形而在镜片中产生应变和应力。这些应变和应力导致镜片的弹性内能。当镜片相对于眼睛移动且镜片的变形变化吋，弾性内能变化。镜片趋向于弹性内能最小的位置描述眼睛(角膜和巩膜)几何形状、镜片基部形状和眼睑运动的參数示于图2中。镜片的运动是作用于镜片的动量矩的平衡的結果。忽略惯性效应。那么，所有作用于镜片的カ矩的总和为零。因此，5=為,■+為,匿+碑細+乘卿+為，ひ“+も—
~~*■ ~~~*■+Mr +M , +M +M, ,+M
I,Pupp msiow WStKpp elast grav前4个カ矩为抗扭矩，并且与镜片运动线性相关。其余的扭矩为驱动扭矩。此动量矩的平衡得到镜片位置P的非线性ー阶微分方程
Aゅ离_,l)此方程用四阶Runge-Kutta积分法求解。接触镜片上点的位置随着绕旋转向量^ (t)的旋转而变化。将旧的点位置变换为当前位置的旋转矩阵R(t)符合罗德里格公式
+Siny^n xx, J+(I -cos/ )(nx(nxXu1))
X新ニ穴(,)本日
’ P d其中[^且夕ニ/5。在数值积分方法中，使用时间离散化。这样，镜片的运动可被看作多个后续旋转，因此，在下一时间步tn+1中，旋转矩阵为Rn+1 = R AtRn其中RAt为在时间步At期间的旋转。将该旋转矩阵分解为镜片的旋转Ra和偏心Re
权利要求
1.ー种接触镜片，所述接触镜片设计成具有相对于标称稳定化设计而言有改进的稳定化，其中对动量矩进行平衡。
2.根据权利要求I所述的接触镜片，其中稳定化区的大部分长度位于所述镜片的水平轴线之下。
3.根据权利要求I所述的接触镜片，其中稳定化区在ー个方向相对于另ー个方向具有不同的斜度(相对于其峰)变化率。
4.根据权利要求I所述的接触镜片，其中稳定化区在水平轴线之上与在水平轴线之下相比具有不同的高度轮廓。
5.根据权利要求I所述的接触镜片，其中镜片中心与沿着稳定化区最大厚度的轮廓的 点之间的距离不同于所述镜片中心与沿着相同稳定化区最大厚度的轮廓的另ー个点之间的距离。
6.根据权利要求I所述的接触镜片，其中沿着子午线的镜片边缘与沿着稳定化区最大厚度的轮廓的点之间的距离不同于沿着子午线的所述镜片边缘与沿着相同稳定化区最大厚度的轮廓的另ー个点之间的距离。
全文摘要
本发明提供了接触镜片设计，其具有改进的稳定化，其中对动量矩进行平衡。
文档编号G02C7/04GK102656503SQ201080057070
公开日2012年9月5日 申请日期2010年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者V. 梅内泽斯 E., 热利兰 P. 申请人:庄臣及庄臣视力保护公司