专利名称：高阶象差校正用的眼睛镜片及其产生工艺方法
技术领域：
本发明涉及多焦点眼睛镜片。特别是，本发明提供具有多于一种光学机能或焦距的多个区的镜片。该镜片校正多于一个注视场中的高阶光学象差。
背景技术：
随着个人年龄的增长，眼睛不太能够调节或弯曲天然的晶状体来聚焦到相当接近观察者的对象。这种状态称为老视。同样，对于已经摘除其天然晶体并置入眼内镜片作为替代物的人，也缺乏调节能力。
在用于校正眼睛不能调节的方法中，有具有多于一种光学机能力的镜片。特别是，已经开发了其中提供远光学机能区、近光学机能区和中间光学机能区的眼镜镜片、接触式镜征和眼内镜片。这些镜片的缺点是只能校正低阶光学象差如散焦和散光，而不能校正较高阶象差。因此，需要一种能够校正较高阶光学象差的多焦点镜片。
附图简述
图1是本发明镜片的一个实施例的顶视图。
图2是本发明镜片的一个实施例的顶视图。
图3a是本发明镜片的一个实施例的凸表面的顶视图。
图3b是本发明镜片的一个实施例的凹表面的顶视图。
发明及其优选实施例的详述本发明提供一种多焦点镜片和生产该镜片的方法，该镜片校正镜片佩带者眼睛的光学象差。通常，这些象差是在波阵面上任何位置处对球形波阵面的任何偏离。这些象差的经典描述是球差、散光、彗差和畸变。或者是，这些象差可以用数学方法描述，例如用Zernike多项式。本发明的镜片沿多于一个的注视方向校正这些象差。
在一个实施例中，本发明提供一种生产镜片佩带者用的镜片的方法，包括基本上包括和由下列步骤组成a)测量镜片佩带者的基本屈光处方；b)通过在至少一个第一距离和一个第二距离处提供视力靶来测量镜片佩带者的波阵面象差；c)将该象差测量转换为一高度差；d)利用该基本屈光处方和转换的高度差为镜片佩带者提供一个眼睛镜片。“镜片”指眼镜镜片、接触式镜片、眼内镜片、角膜移植镜片高嵌体(onlay，放在器官或组织表面上的移植物)镜片等或其组合。最好是，本发明的镜片为眼镜镜片或接触式镜片。
在本发明的第一步骤中，镜片佩带者的基本屈光处方是用任何常规方法或眼的波阵面分析来测量的。“基本屈光处方”指校正镜片佩带者视力所必需的远视力、近视力、中间视力、圆柱光学机能和棱镜光学机能中的一个或多个。
然后测量镜片佩带者的波阵面象差。“波阵面象差”指由眼睛形成的波阵面与会聚在视网膜上的波阵面之间的差别。在本发明的方法中，波阵面测量是通过给镜片佩带者提供在至少两个不同距离(第一距离和第二距离)处的视力靶来进行的。例如，一个靶可以在镜片佩带者的远视力区内提供，在该区内被观察的对象离眼睛约15英尺或更远。第二靶可以在近视力区内提供，在该区内被观察的对象离眼睛约50cm。最好是，也在镜片佩带者的中间视力区内提供一个靶，在该区内被观察的对象离佩带者眼睛约50至约80cm。
进行象差测量的设备不受限制的包括象差镜或通过点传播或线传播来测量眼的“调制传递功能”的装置或者测量、评价、内插或计算眼的光波阵面的任何类似装置。一种能够测量远视力靶的象差镜可从美国新墨西哥州的Albuquelque市的波阵面科学公司买到。如何使用该种象差镜以及测量近距离和中间距离处的靶的可以用于象差测量的其它装置，在该技术中是熟悉知的。
一旦获得，而后可以用数学方法将这些象差测量转换为高度差，从而提供一张在指定的平均球面值上下的称为光路差的视图。通过经入一个光路差或补偿由于眼的象差而产生的畸变的象差反向滤光器，将提供对象差的校正。
该转换的高度差与基本屈光处方和可以选择的角膜构形数据一起而后用于为佩带者提供一个镜片。该数据可以转换为直线的、极坐标同心的或螺旋形的格式的网状图形，以对应于一种机构，通过该机构可以利用计算机数控(“CNC”)车床、聚合物钮扣状物的直接机加工、研磨、激光烧蚀、注模插入等或其组合来加工镜片表面或镜片模型。校正象差所需的镜片表面的正面或斜坡的变化可以包括在镜片前表面、后表面或其组合中。
在一个实施例中，该镜片是一个眼镜镜片，镜片上一个表面存在远观察区和近观察区，产生的远观察区提供对远观察区域的包括高阶象差校正的校正。最好是，该高阶象差校正位于佩带者眼睛对远观察最常用的远观察区的部分处。同样，近观察区可以对镜片佩带者的包括象差的近的视力提供校正。图1中示出眼镜镜片10，其中分别存在远观察区、中间观察区和近观察区11、12和13。图2中示出另一实施例。图2的镜片20是一个分别带有中央区、顶部区和底部区21、22和23的单独视力镜片，这些区对应于佩带者的各种注视方向。此外，镜片周边设有多个区24，这些区控制佩带者周边视力中的象差。
在任何一个眼镜镜片的实施例中，可以对镜片的一个表面或两个表面进行象差校正。该眼镜镜片可以通过任何已知的方法包括(不受限制)镜片毛坯的研磨、铸造、模制或其组合来形成。在一个优选实施例中，使用具有基本屈光处的一部分或全部的光学预成形件，而在该光学预成形件上铸造一个或多个表面来提供象差校正和(可以选择地)提供额外的基本屈光处方能力。
在另一实施例中，该镜片可以是一个接触式镜片。最好是，该镜片的后表面或凹表面是一个包括镜片佩带者的基本屈光处方的多焦点表面。该镜片的前表面或凸表面包含一个校正镜片佩带者的高阶象差的光学区。适用的多焦点表面公开于美国专利No.5,929,969；No.5,835,192；No.5,682,223；No.5,485,228和No.5,448,312中，这些专利均全部参考引用于此。在另一实施例中，基本屈光处方和象差校正中的任一个或两者可以在前后表面之间区分。在优选实施例中，该后表面对佩带者的角膜构形匹配。
对于包括镜片佩带者角膜的反向构形立面图的镜片，该角膜构形可以用任何已知的方法测定，包括(不受限制)使用一个角膜构形描图仪。对于软性接触式镜片的制造，该立面图数据最先加到未弯曲状态的镜片模型中。其次，当镜片置于眼睛上时，这些数据通过考虑到该软性镜片的弯曲或卷曲而转换。因此，当使用角膜构形数据时，考虑到角膜的立面和卷曲两方面的影响。该弯曲转换的数据而后可以在CNC网状图形上描图，并用于制造镜片或模制加工表面。
图3a和3b表示本发明的接触式镜片30。该镜片有一凸表面31，表面31有一带所要远光学机能的中心光学区32。“远光学机能”指将佩带者的远视力敏锐度校正到所要程度的所需屈光率大小。凹表面38在近光学机能和远光学机能交替的光学区内分别有五个同心圆环33、34、35、36和37。“近光学机能”指将佩带者的近视力敏锐度校正到所要程度的所需屈光率大小。象差反向滤光器可以外加到镜片的前表面、后表面或前后两表面上。也可以提供一个或多个中间光学机能环。象差反向滤光器可以满足和特别适用于一个或多个各种远视力区和近视力区上。
图3a和图3b的镜片可以进行许多变化。中心光学区中可以有远光学机能或近光学机能，并可在凹表面或凸表面上，但最好在凸表面上。圆环数目优选的至少为2，更优选的为约4至约7，并可以在凸镜片表面或凹镜片表面上，但最好在凹表面上。
可以提供一对接触式镜片，一个镜片戴在占优势的眼睛上，另一个戴在非占优势的眼睛上。“占优势的眼睛”指远视力占优势的眼睛。占优势的眼睛所戴的镜片有一个带一具有所要远光学机能的中心光学区的凸表面。该凹表面在其光学区中有至少两个同心的圆环区。这至少两个圆环区的每个的能力基本上等于远光学机能。该凸表面和凹表面中的任一个或两个可以有带有远光学机能、近光学机能或两者组合的附加的圆环区。在该实施例中，优选的是，该凸表面只有中心光学区而没有圆环区，该凹表面有至少两个具有远光学机能和近光学机能中的任一个或两个的圆环区。更优选的是，该凸表面只有一个具有远光学机能的中心光学区，该凹表面有至少两个远光学机能区和一个或多个圆环形近光学机能区。
非占优势的眼睛所戴的镜片有一个带一具有所要近光学机能的中心光学区的凸表面。该凹表面在其光学区中有至少两个同心的圆环区。这至少两个圆环区的每个的能力基本上等于近光学机能。该凸表面和凹表面中的任一个或两个可以有带有远光学机能、近光学机能或两者组合的附加圆环区。优选的是，该凸表面只有中心光学区而没有圆环区，该凹表面有至少两个具有远光学机能和近光学机能中的任一个或两个的圆环区。更优选的是，该凸表面只有一个具有近光学机能的中心光学区，该凹表面有至少两个近光学机能区和一个或多个圆环形的远光学机能区。
对于本发明的接触式镜片，在其中使用圆环形的远光学机能区和近光学机能区两者的那些实施例中，这些圆环形远区最好与那些圆环形近区交替。另外，圆柱光学机能可以与远光学机能和近光学机能中的任一个或两者结合。在本发明的镜片对的任一镜片上也可以提供一个或多个圆环形的中间光学机能区，其光学机能在近光学机能和远光学机能之间。
在接触式镜片的其中对占优势的眼睛使用圆环形的近光学机能区和远光学机能区两者的情况下，专用于远光学机能和近光学机能的镜片光学区面积的比率必须是专用于远光学机能的面积更大。对于非占优势的眼睛的镜片，专用近视力光学机能的镜片面积更大。对占优势的和非占优势的眼睛镜片两者的根据百分率的优选面积公开在美国专利No.5,835,192；No.5,485,228和No.5,448,312中。
本发明中使用的接触式镜片可以是硬性镜片，也可以是软性镜片。优先使用用任何适合于生产此类镜片的材料制成的软性接触式镜片。除了象差校正与远光学机能和近光学机能以外，本发明的镜片还可以具有综合在这些表面上的各种校正的光学特性中的任何一种或几种，例如圆柱光学机能。
本发明的接触式镜片可以用任何常规的方法制成。例如，其中形成的圆环区可以用交替半径的金刚石切削来产生。这些圆环区可被金刚石切削成用于制造本发明镜片的模具。随后，将合适的液体树脂安置在模具之间，接着压紧树脂和固化树脂，以形成本发明的镜片。或者是，这些圆环区可被金刚石切削成镜片钮扣状物。
在眼内镜片的情况下，角膜构形数据可以与镜片前表面、后表面上的两个波阵面或其组合相结合。该多焦点部分可以与象差校正一起安置在前表面或后表面上。然后可以用生产眼内镜片的已知方法来制造这些镜片。
在本发明的所有镜片中，远光学机能、中间光学机能和近光学机能可以是球面或非球面光学机能。此外，远光学机能区和近光学机能区可以是近何希望的和实际可行的距离。
权利要求
1.一种用于生产供镜片佩带者用的镜片的方法，包括以下步骤a)测量镜片佩带者的基本屈光处方；b)通过在至少一个第一距离和一个第二距离处提供视力靶来测量镜片佩带者的波阵面象差；c)将该象差测量转换为一高度差；d)利用该基本屈光处方和转换的高度差为镜片佩带者提供一个眼睛镜片。
2.权利要求1的方法，其特征在于，该镜片是一种接触式镜片。
3.权利要求1的方法，其特征在于，该镜片是一种眼镜镜片。
4.权利要求1的方法，其特征在于，该第一距离包括一个离眼睛约15英尺或更远的距离，而该第二距离包括一个离眼睛约30至约50cm的距离。
5.权利要求1的方法，其特征在于，步骤b)还包括通过在离佩带者眼睛约50至约80cm的距离处提供一个视力靶来测量镜片佩带者的波阵面象差。
6.权利要求1的方法，其特征在于，步骤d)还包括综合镜片前表面、后表面或其组合的视图中的变化来达到波阵面象差的校正。
7.权利要求6的方法，其特征在于，该镜片是一种眼镜镜片，而步骤d)是通过为该镜片提供一个包括远观察区和近观察区的表面来实行的，其中该远观察区用于提供远观察用的波阵面象差校正。
8.权利要求7的方法，其特征在于，该波阵面象差校正位于该远观察区的一个为佩带者眼睛最常用来远观察的分处。
9.权利要求7或8的方法，其特征在于，还包括提供用于近观察区的波阵面象差校正。
10.权利要求9的方法，其特征在于，步骤d)还包括在该镜片周边中提供多个区，其中，该多个区提供对佩带者周边视力的波阵面象差控制。
11.权利要求6的方法，其特征在于，该镜片是一种接触式镜片，而步骤d)还包括为该镜片提供一个第一表面和一个第二表面，该第一表面是一个包括镜片佩带者的基本屈光处方的多焦点表面，而该第二表面包括一个提供波阵面象差校正的光学区。
12.权利要求11的方法，其特征在于，该第一表面为凹表面。
13.权利要求11的方法，其特征在于，步骤d)还包括使该凹表面与佩带者的角膜构形相匹配。
14.权利要求6的方法，其特征在于，该镜片是一种接触式镜片，而步骤d)还包括在该第一和第二表面之间分配该基本屈光处方、该波阵面象差校正或其两者。
15.权利要求14的方法，其特征在于，该分配属于该基本屈光处方。
16.权利要求14的方法，其特征在于，该分配属于该波阵面象差校正。
17.权利要求14的方法，其特征在于，该分配属于该基本屈光处方和波阵面象差校正两者。
18.一种包括一前表面、一后表面或两者的组合的多焦点镜片，综合这些镜片表面的立面中的变化，以便达到该波阵面象差的校正。
19.权利要求18的方法，其特征在于，该镜处是一种眼镜镜片，包括一个包含远观察区和近观察区的第一表面，其中该远观察区提供远观察用的波阵面象差校正。
20.权利要求19的镜片，其特征在于，该波阵面象差校正配置于该远观察区的一个为佩带者眼睛最常用于远观察的部分处。
21.权利要求19或20的镜片，其特征在于，该近观察区包括波阵面象差校正。
22.权利要求21的镜片，其特征在于，至少一个镜片表面还包括在该镜片周边中的多个区，其中，该多个区提供佩带者周边视力的波阵面象差控制。
23.权利要求18的镜片，其特征在于，该镜片是一种接触式镜片，包括一个第一表面和一个第二表面，该第一表面是一个包括镜片佩带者基本屈光处方的多焦点表面，而该第二表面包括一个包含波阵面象差校正的光学区。
24.权利要求23的镜片，其特征在于，该第一表面为凹表面。
25.权利要求24的镜片，其特征在于，该凹表面基本上与镜片佩带者的角膜构形相匹配。
26.权利要求18的镜片，其特征在于，该镜片是一种接触式镜片，其中，该基本屈光处方、波阵面象差校正或其两者是在该第一和第二表面之间分配的。
27.权利要求26的镜片，其特征在于，该分配属于该基本屈光处方。
28.权利要求26的镜片，其特征在于，该分配属于该波阵面象差校正。
29.权利要求26的镜片，其特征在于，该分配属于该基本屈光处方和波阵面象差校正两者。
全文摘要
本发明提供多焦点眼睛镜片，该镜片具有多于一种光学机能或焦点长度的多个区。该镜片校正多于一个的注视场中的高阶光学象差。
文档编号G02C7/06GK1479881SQ01820249
公开日2004年3月3日 申请日期2001年9月21日 优先权日2000年10月17日
发明者J·H·罗夫曼, R·J·纳森, E·V·梅内泽斯, J H 罗夫曼, 梅内泽斯, 纳森 申请人:庄臣及庄臣视力保护公司