专利名称：用于大幅度平移的接触透镜的设计的制作方法
技术领域：
本发明涉及接触透镜设计，尤其软接触透镜设计，其中，相对于瞳孔的光学位置通过透镜相对下眼睑的位置关系而被控制。更具体是，本发明提供一种透镜设计，其通过使用底切凸缘而允许在眼睛上的大幅度平移。
背景技术：
接触透镜广泛用于各种不同类型的视觉缺陷。这些缺陷包括诸如近视、远视、及通常随着年龄增长而带来的近视距视力缺陷(老视)。当前普遍观点认为，老视通常发生于老龄人群眼睛晶状体开始晶体化并失去弹性之时，并最终导致眼睛失去聚焦近场物体的能力。一些老视者既具有近视又具有远视缺陷，这需要提供双焦透镜以正确矫正他们的视力。许多人喜欢配戴接触透镜而非双焦眼镜片来矫正他们的视力。
通常，单焦接触透镜具有单个焦点，其为这样的一个点，当该透镜垂直于平行光线放置时该平行光线聚焦于该点，所述接触透镜还具有光轴，该光轴为焦点到透镜中心连接的假想线。后表面与角膜接合，相反，前表面具有会聚光线以矫正眼睛视力的视觉表面。对于普通的球面透镜而言，视觉表面具有单一的曲率半径，其为视觉表面上任一点到光轴上称为曲率中心的点的距离。双焦透镜在透镜前表面具有至少两个视觉表面用于注视远方物体的远使表面和注视近场物体(如读物)的近视表面。
有效使用双焦接触透镜需要，当眼睛从望远到望近之间改变时，眼睛在视觉表面之间平移。此时，瞳孔必须从对着远视表面变化至对着近视表面。
在设计透镜中，平移设置尤其重要。大多数透镜在眼睛视觉方向从水平望远注视变化到向下望近注视时很难实现在整个眼睛表面上的平移。这取决于软接触透镜在形状上与角膜是否能够近似共形的能力。因此，很少有平移的双焦软接触透镜。因此，需要双焦接触透镜的用户通常限于使用相对较不舒适的硬透镜，而愿意戴软接触透镜的用户则通常限于配戴单焦透镜。
WO 2004/109358 A1公开了一种软接触透镜，其具有用于稳定接触透镜相对下眼睑的位置的固定短小突出，以使视线既可以被导向透过位于透镜中心的远距聚焦部分，又可以在向下看时透过位于透镜底部的近距聚焦部分。
GB 2033101A和WO 01/44860 A1公开了一种双焦或多焦软接触透镜，其中设置有一个凸缘，即一个被截短了的下端，以使接触透镜被搁在下眼睑上。
另外，WO 2004/011989 A1公开了一种在前表面上带有平移“脊”的透镜，其用于与下眼睑接合。
然而，如果眼睑与透镜不接合，则透镜的平移幅度可能不够，导致双焦性能很差。如果所述脊位于靠近所述凸缘的位置，即位于透镜的浸润位置，则眼睑将会翻过脊部而无法实现平移。如果所述脊位于更靠近眼睑中心的位置，这尽管使得眼睑能够与所述脊部相接合，但下眼睑将不能在透镜平移的有效幅度内提供足够的移动空间。
发明内容
因此，对于双焦接触透镜而言，尤其对于双焦软接触透镜，当眼睛从远视区位置变化至近视区位置时，所述透镜支持眼睛在整个表面上的平移。
“接触透镜”指的是可置于配戴者眼上或眼内的透镜。接触透镜可矫正、提高或改变用户的视力，但并非仅限于此。接触透镜可为软透镜、硬透镜或混合透镜。
文中所述接触透镜的“前表面”指的是配戴时远离眼睛的透镜表面。该前表面一般大致呈凸状，有时也可称为透镜的前曲面。
文中所述接触透镜的“后表面”指的是配戴时面向眼睛的透镜表面。该后表面一般大致呈凹状，有时也可称为透镜的基础曲面。
本发明涉及一种用于制造平移接触透镜、优选平移软接触透镜的方法，以及一种平移接触透镜、优选平移软接触透镜的设计。本发明接触透镜优选具有顶部、底部、旋转轴、前表面和基础表面。前表面包括多个区，其中一个区为具有下边缘的光学区，该光学区具有远视区，该远视区具有提供远视距矫正的曲率范围、具有足以覆盖用户的部分瞳孔的第一区、并位于该光学区中的第一位置，以使得当用户在主注视中注视水平点时用户瞳孔对着远视区。在另一个实施例中，远视区可具有从接触透镜旋转轴偏置的中心。在一个相关实施例中，远视区形状可以为椭圆形。
前表面还具有一个带近视区的光学区，其从远视区径向向外延伸，具有提供近视校正的第二曲率范围，并具有足以覆盖用户的部分瞳孔的第二区。该近视区优选位于该光学区中的第二位置，以使得当用户在向下注视中注视低于水平点的近距视点时用户瞳孔对着近视区。在一个相关实施例中，近视区可与旋转轴共心，并可从远视区径向向外延伸。
凸缘区位于光学区之下，并包括从基础表面向前表面向外延伸的底切部分，以能够与用户下眼睑接合，从而在用户配戴接触透镜时对该透镜提供纵向平移支持。在本发明的一个实施例中，凸缘的高度沿着下方垂直子午线可以在300μm到1200μm之间。在更优选的实施例中，该凸缘的高度可以是700μm。在相关实施例中，从垂直方向测量，该凸缘可具有25度到70度的角度范围。在优选实施例中，该凸缘的角度与垂直方向成50度角。
在本发明的一个实施例中，该透镜还可具有过渡区，其从光学区的底边向凸缘区的上边延伸，并提供从凸缘区到光学区的平滑过渡。在相关实施例中，该透镜具有斜面区，优选，该斜面区径向向外延伸并渐变到窄端。
在另一个实施例中，本发明透镜可具有一个沿着垂直子午线增厚的厚度分布。在相关实施例中，该透镜可具有关于垂直子午线大致对称的厚度分布。
本发明透镜可由硅水凝胶或HEMA制成。
本发明透镜优选能够进行大幅度的平移。在一个实施例中，透镜能够平移2mm到5mm。在一个优选实施例中，透镜能够平移3mm到5mm。
本发明包括一种制造能够大幅度平移的透镜的方法。该方法包括在透镜材料中切割第一表面，其中所述第一表面包括基础曲面，所述基础曲面包含被设计成与下眼睑接合的底切；支持所述底切；传送所述切割透镜材料；以及切割第二前表面。在一个优选实施例中，支持步骤可包括在第一切割表面之后增加阻挡材料。在另一个实施例中，第二切割可从透镜的上方边界去除材料以形成长椭圆形透镜形状。
本发明还包括制造能够形成大幅度平移透镜的透镜模具的方法，以及采用所述方法制作透镜的方法。该方法包括在透镜模具材料中切割第一表面，该第一表面包括具有底切的阳模；支持该模具的底切特征；以及切割笫二前表面，其为阴模。最后，该方法包括在阴模和阳模之间模制接触透镜。
图1A为本发明一个实施例的前视图；图1B为图1A中的实施例沿着线1B-1B截取的沿着水平轴放大的截面图；图1C为图1B的细节部分；图2A为安装于轴上的未切割纽状透镜材料的侧视图；以及图2B为图2A中纽状物在被切出第一表面之后的的侧视图。
具体实施例方式
下面详细描述本发明的优选实施例。参看附图，所有图中相同附图标记表示相同部件。
如图1A-1C所示，本发明的一个实施例的接触透镜100具有顶边108、旋转轴102、底边109、后表面104和与之相对的前表面106。该前表面106可包括光学区110、过渡区140、凸缘区150和底切158。光学区110具有底边114并包括远视区120和近视区130。该透镜后表面可具有圆形界边，从该界边，凸缘从透镜的下半部分延伸。基础表面，与凸缘特征不同，可以是旋转对称或可以包括混合入旋转对称基面外部的复曲或双曲光学表面。
远视区120具有用于对用户提供远距视力矫正的第一曲率范围。远视距区120的面积足以覆盖用户的部分瞳孔106a(即覆盖至少50％的瞳孔)。远视区120配置成当用户在主注视中注视水平点时用户瞳孔对着远视区。通常，远视区120从旋转轴102偏置。这样使得当眼睛107在向下注视中(即眼睛107正在阅读)用户瞳孔106对着近视区130。从远视区120的中心102到底部的距离应该是允许当在水平方向上注视时瞳孔106a对着远视区120的最小的距离。这可能导致远视区120具有椭圆形状。远视区120优选在透镜向下平移时在向下注视期间提供垂直彗差。
混合区优选位于远视区120和近视区130之间。该混合区优选包括表面拐折、且与光学区曲率相比具有更高的相对曲率。因为光焦度与曲率成正比，故被该混合区折射的光线又被黄斑凹心折射而离开。
垂直子午线从透镜108顶边到透镜109的底边延伸。在本发明中，光学区优选沿着垂直子午线定位，优选长度大于9mm。在一个更优选实施例中，光学区长度为10.5mm。如图1B所示，该透镜具有一个厚度分布。在一个优选实施例中，厚度分布从透镜108的顶边到透镜109的底边增厚，从而导致向透镜底边的更大的透镜厚度。该透镜还具有水平子午线，其从透镜左侧向透镜右侧延伸。在一个优选实施例中，沿着水平子午线的厚度分布大致对称。
近视区130可与旋转轴102共心并从远视区120向外径向延伸。近视区130具有向用户提供近场视力矫正的第二曲率范围。近视区130的面积足以覆盖部分瞳孔106b。近视区130配置成当用户在向下注视中(如正在阅读)注视水平点下方的近场视点时用户瞳孔106b对着近视区130。远视区120和近视区130均既可位于透镜100的后表面104又可位于前表面106。
参看图1A和1B，凸缘150以及尤其是底切158为透镜100提供垂直平移支持。这种支持可允许透镜平移2mm到5mm，尤其是3mm到5mm。该凸缘150具有前部156和底切下边158。凸缘位于光学区110之下。底切下边158在透镜的前表面和基础曲面之间延伸，并定位成与前部156成一个角度。底切下边158能够与用户的下眼睑105接合。因此，当眼睛107上下方向移动时，该凸缘，尤其是底切下边158，将和下眼睑105接合并支持透镜100，由此允许透镜100在眼睛107的整个表面上平移。
凸缘的高度，即在边缘处沿着下方垂直子午线所测量的厚度，优选在300μm和1200μm之间。在一个优选实施例中，透镜的该高度为700μm。从垂直方向的凸缘角度为从25到70度的角度。在优选实施例中，该凸缘的高度与垂直方向成50度角。
过渡区140从凸缘150到光学区110提供平滑过渡。该过渡区140从光学区110的下边114到凸缘156的上边延伸。上述“表面混合”在该凸缘的正上方，其可以是沿着下方垂直子午线从凹进(如果在边缘处厚度最大)变到平坦。
该透镜还可包括通常与接触透镜相关的其他特性。例如，透镜的棱镜度从顶到底一般为200μm。
为了提高舒适性，透镜100还可包括斜面170。斜面170在基础曲面或整个正切面上可以是变化的反转斜面。该透镜还可具有偏置渐进区，以在主注视中为过渡区提供中间视觉。事实上，任何光学镜片的设计中均可结合本透镜设计。例如，本发明的一个实施例可具有下方偏置渐进区。另一个实施例则可包括由结合类彗差像差和渐进轮廓而形成的光学镜片。在又一个实施例中，透镜设计可包括在透镜的前表面或基面的任意一个之上进行散光矫正。在另一个实施例中，对于6mm瞳孔，该透镜在远视区可具有大于一个屈光度的负球面像差。
本透镜设计被设计为，使得透镜、工具、模具等可通过眼用车床及其等同设备制造。
根据本发明的透镜100通常由软接触透镜材料制作而成，优选由硅水凝胶或HEMA制作。
根据本发明的接触透镜可采用常规接触透镜模制工艺构建或在车床上切割。在采用模制工艺的实施例中，可结合使用通常在接触透镜主模制作中所采用的机床，在常规计算机控制切割机上形成模具或模制工具。不论透镜、透镜模具或模制工具是否被车切，但透镜的车切工艺可和此处中描述的工艺相同。
如图2A所示，材料200安装在轴220之上并绕预选方向A绕旋转轴202旋转。具体是，材料可成型为纽状物状并被夹持或附着于销体上。开始时，如图2B所示，在毛胚或纽状物200的外表面206切割出至少一个第一表面210。该第一表面210优选为后表面或基础曲面，其优选包括本发明的透镜的底切特征(凸缘区)。在该工艺中，优选使用肩夹以挡住该纽状物的边缘。另外，在传送期间，还可采用那些不会划伤透镜、透镜模具、或模制工具表面的如蜡状物或其他阻挡材料以挡住该切割基础曲面。该阻挡材料还可为底切特征提供支持。在第一表面被切割之后，局部已成型透镜被传送以使第二面或前表面能够被切割。在传送期间，阻挡材料处于防止第一切割表面被损坏的位置。另外，可使用键或槽以确保透镜处于相对于轴的适当的位置。这在透镜为非球面时尤其重要。除了在前表面上可切割出光学区、过渡区、斜面区之外，前表面总体上以和后表面相同的方式被切割。在可选实施例中，也可在后表面上切割出这些区域。当材料在旋转时，通过控制切割设备(如常规计算机控制机构)的深度，可在透镜、透镜模具、模具材料中切割形成各个视觉表面。
在对前表面进行第二次切割期间，透镜、透镜模具和/或模制工具的直径可被切割成产生一个显著的呈长椭圆形的底切。切去该透镜直径的一些长度可提供更好的稳定性并改进平移性能。透镜下半部分的边界可随着方位角改变而改变，以至于边界不呈圆形并且边界不在一个平面上。在一个优选实施例中，透镜上半部分边界是对称的并且位于相同的平面上。在另一个实施例中，透镜的至少上半部分边缘呈正弦变化的圆角边缘。在本发明的一个实施例中制作一种模具，该模具优选制作成，由该模具制作的透镜的至少上半部分边缘能够具有呈正弦变化的圆角边缘。
权利要求
1.一种接触透镜，其具有顶部、底部、旋转轴、前表面和基础表面，所述前表面包括多个区域，包括具有下边缘的光学区，该光学区包括远视区，该远视区具有用于提供远距视力矫正的曲率范围，具有足以覆盖用户瞳孔的部分的第一区，且该远视区位于光学区中的第一位置，以使得当用户在主注视中注视水平点时用户瞳孔对着所述远视区；近视区，该近视区从所述远视区径向向外延伸，具有用于提供近距视力矫正的第二曲率范围，具有足以覆盖用户瞳孔的部分的第二区，且该近视区位于光学区中的第二位置，以使得当用户在向下注视中注视位于水平点下方的近距视点时用户瞳孔对着所述近视区；其特征在于，所述接触透镜还包括位于所述光学区之下的凸缘区，该凸缘区包括从所述基础表面向所述前表面向外延伸的底切部分，以允许与用户的下眼睑的接合，并由此在用户配戴该接触透镜时为接触透镜提供垂直平移支持。
2.如权利要求1所述的接触透镜，还包括过渡区，其从所述光学区的下边缘延伸到所述凸缘区的上边缘，以提供从凸缘区到光学区的平滑过渡。
3.如权利要求1所述的接触透镜，还包括斜面区，其径向向外延伸而渐变到较窄的端部。
4.如权利要求1所述的接触透镜，其中所述远视区具有从所述接触透镜的旋转轴偏置的中心。
5.如权利要求1所述的接触透镜，其中所述远视区具有椭圆形形状。
6.如权利要求1所述的接触透镜，其中所述透镜具有沿着垂直子午线增加的厚度分布。
7.如权利要求1所述的接触透镜，其中所述透镜具有关于垂直子午线对称的厚度分布。
8.如权利要求1所述的接触透镜，其中所述凸缘区的高度沿着下部垂子午线在300μm到1200μm之间。
9.如权利要求1所述的接触透镜，其中所述凸缘区具有从垂直方向测量的25度到70度的角度范围。
10.如权利要求1所述的接触透镜，其中所述近视区与所述旋转轴共心，并从所述远视区径向向外延伸。
11.一种制造根据权利要求1的能够大幅度平移的接触透镜的方法，包括以下步骤在透镜材料中切割第一表面，其中所述第一表面包括基础曲面，所述基础曲面包含被设计成与下眼睑接合的底切；支持所述底切；传送所述透镜材料；以及切割第二表面，其中所述第二表面包括前表面。
12.一种制造根据权利要求1的能够大幅度平移的接触透镜的方法，包括以下步骤在透镜模具材料中切割第一表面，其中所述第一表面包括阳模，所述阳模包含底切；支持所述底切；传送所述透镜模具材料；切割第二前表面，其中所述第二表面包括阴模；以及在所述阴模和阳模之间模制接触透镜。
全文摘要
本发明涉及接触透镜设计，尤其软接触透镜设计，其中，相对于瞳孔的光学位置通过透镜相对下眼睑的位置关系而被控制。更具体是，本发明提供一种透镜设计，其通过使用底切凸缘而允许在眼睛上的大幅度平移。
文档编号G02C7/04GK101084464SQ200580043995
公开日2007年12月5日 申请日期2005年12月20日 优先权日2004年12月22日
发明者J·M·林达彻, C·D·尼古拉斯 申请人:诺瓦提斯公司