漸進柱面眼科透鏡的製作方法

2023-12-01 05:43:36

專利名稱：漸進柱面眼科透鏡的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種眼科透鏡，特別是，本發明提供了一種使用了漸變柱面度的透鏡。
背景技術：
由在各個方向上角膜的不相同的曲率半徑或通過眼球晶狀體對光的不相同的彎曲引起散光，其是公知的屈光不正。由於光線在各個方向上沒有相同的折射，所以散光會導致眼睛不能將光線聚焦到視網膜上。為了校正散光，公知的方法是將特定光焦度和光軸的校正柱面組合到散光患者的眼科透鏡中。
通常，一個透鏡的柱面度是固定的。然而，現在已知多焦點透鏡在不同折射率區域的柱面度是不同的，例如美國專利NO.6,142,625。所述美國專利NO.6,142,625中的透鏡有由於透鏡中鄰近區域的光焦度，光軸，或兩者的不同而引起的圖像跳變的缺點。因此，就需要有一種克服這些缺點的可變柱面透鏡。


圖1是本發明透鏡的柱面度漸變的示意圖。
圖2是本發明透鏡的柱面度漸變的另一示意圖。
圖3是本發明透鏡的柱面度漸變的又一示意圖。
發明詳述及優選實施方案本發明提供了設計用於校正散光的透鏡的方法，結合了這些設計的透鏡，以及製造這些透鏡的方法。本發明的設計使透鏡的柱面度(cylinder power)平滑、連續的變化。另外，本發明的透鏡的優點在於允許柱面度在低亮度條件下和高亮度條件下起作用的程度不同。這樣，透鏡就不再需要附加環形負光焦度，其可能在中等亮度條件下對近距視覺產生幹擾，而有助於在低亮度條件下的遠距視覺。
在一個實施方案中，本發明提供了一種眼科透鏡，其包括漸變柱面度(progressive cylinder power)，基本上由漸變柱面度組成，以及由漸變柱面度組成。所述眼科透鏡意即眼鏡鏡片、接觸透鏡、眼內透鏡等等。優選地，本發明的透鏡是接觸透鏡。「漸變柱面度」的含義是柱面度從透鏡的光學中心到視區的外圍是連續、逐漸變化的。柱面度從光學中心到外圍可以是增加的或是減少的。
在一種備選的實施方案中，本發明提供了一眼科透鏡，其包括漸變柱面度和漸變光軸(axis)，基本上由漸變柱面度和漸變光軸組成，以及由漸變柱面度和漸變光軸組成。「漸變光軸」意即柱面度的軸在從透鏡的光學中心到視區外圍的限定範圍內連續變化。柱面度從光學中心到外圍可以是增加的或是減少的。
漸變柱面度、漸變光軸、或是兩者可以結合到單視區透鏡，但是最好的應用是在多焦點透鏡，或多於一個光焦度的透鏡。這樣的透鏡的例子包括，但不限於，雙焦點，如非球面、圓錐面、同心、平移(translating)、以及多環設計，衍射透鏡，漸變附加透鏡，等等。
透鏡柱面度可以根據下面的等式變化y=[[8A34A2+P(X+K)2Cyl]s]---(I)]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P控制透鏡的柱面度區域的寬度，其取值大於0，優選是1；A是一個常數，優選是0.5；K控制柱面度峰值的偏移量，其取值可以是從+4到-4；S代表函數邊界值(functions endpoints)，其取值可以是從1到50；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
等式I提供了一種漸變柱面度，其從視區中心，或透鏡的光學中心，到透鏡外圍是減小的。
從視區中心，或透鏡的光學中心，到透鏡外圍是增加的漸變柱面度由下式給出y=Cyl-[[8A34A2+P(X+K)2Cyl]s]---(II)]]>其中y，A，P，X，K和Cyl的定義和取值與等式I相同。圖1中的漸變柱面度曲線的示意圖是由等式II得到的。下表1中列出的是圖1中各漸變情況的A，P，X，K的取值。
表1

而另外用於提供漸變柱面度的等式是y＝((1-P)x)×Cyl (III)其中y是在任意點x的即時柱面度；P是瞳光分數(pupil fraction)，其可為0到1的任何值；x的取值為0.0到20；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
等式III給出了從視區中心向外的減小的柱面度。下式給出了增加的柱面度y＝Cyl-((1-P)x)×Cyl(IV)而另一個等式是用於提供從視區中心向外逐漸減小的柱面度y＝|Sin(P)x|×Cyl (V)以及用於增加的柱面度的y＝Cyl-|Sin(P)x|×Cyl(VI)其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P是瞳光分數，其取值大於90到180度；x的取值為0.0到20；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
而用於設計漸變柱面度從視區中心到外圍是減小的等式的另一例子是y=Cyl(1(a(1+(x/xc)2n))---(VII)]]>
y=Cyl(1(a(1+(x/xc)2)n)---(VIII)]]>和y=Cyl(1(a(1+(x/xc)d)n)---(IX)]]>對以上每一個，其中y是在任意點x的即時柱面度；xc是濾光渡越(filter transition)中50％的切斷，或是帶有1/2柱面度峰值的位置x；a是一個常數，優選是1；n表示渡越陡度，其取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是從透鏡中心到位置x的距離的即時半徑。
另外用來設計從視區中心到外圍的漸變柱面度增加的等式的另一個例子是y=Cyl-Cyl(1(a(1+(x/xc)2n))---(X)]]>y=Cyl-Cyl(1(a(1+(x/xc)2)n)---(XI)]]>y=Cyl-Cyl(1(a(1+(x/xc)d)n)---(XII)]]>
在以上每一個，其中y是在任意點x的即時柱面度；xc是濾光渡越中50％的切斷，或是帶有柱面度是峰值1/2的位置x；a是一個常數，優選是1；n表示渡越陡度，其取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
圖2和圖3是使用等式VII的柱面度漸變的示意圖。表2列出了每個漸變中使用的Xc，a，n和Cyl的取值。
表2

在本發明實施方案中的透鏡中，漸變柱面度用於漸增透鏡，柱面的光焦度改變不同於漸增光焦度的改變，意思是增加光焦度的漸變不依賴於柱面度的漸變。透鏡可以在一個表面上有漸增光焦度而在相反表面上有漸變的柱面度，或者它們可以在同一表面上。優選的是，漸變柱面度在後或眼側的表面上，而漸增光焦度是在相反的表面上。
在一個實施方案中，本發明可以為不同的佩戴者提供具有定製柱面度的透鏡。例如，柱面度可以為遠視導向任務製作得更高，而為近視或中間距離任務製作得更低。能獲得這種特性的一種方式是通過提供有增加光焦度的透鏡，其中心為峰值並放射狀地向透鏡外圍減小，以及在透鏡中心的柱面度低或是0，柱面度放射狀地向透鏡外圍增加至峰值。
本領域普通技術人員懂得，對於接觸透鏡的實施方案，由於柱面度的存在，透鏡將需要加固裝置，恰當的加固裝置可以是任何本領域公知的靜態或動態的加固裝置，包括但不限於，稜鏡加固器，薄和厚的區域，突出部(bosses)等以及它們的組合。
本發明的透鏡可以用任何用來製造眼科透鏡(包括但不限於，眼鏡，接觸透鏡和眼內透鏡)的材料製成。用於形成軟接觸透鏡的示例性的材料，包括但不限於是矽氧烷彈性體，含矽氧烷的大分子單體(包括但不限於那些公開於美國專利Nos.5,371,147，5,314,960和5,057,578的材料，這些專利在此全部引入作為參考)，水凝膠，含矽氧烷的水凝膠等以及它們的組合。更優選地，表面是矽氧烷，或包含矽氧烷官能團，包括但不限於，聚二甲基矽氧烷大分子單體，甲基丙烯醯基丙氧基聚烷基矽氧烷，以及它們的混合物，矽氧烷水凝膠或水凝膠，例如etafilcon A。
優選的接觸透鏡材料是聚2-羥乙基甲基丙烯酸酯聚合物，意味著其最大分子量為大約25,000至大約80,000以及多分散度為小於約1.5至小於約3.5，其上共價鍵合有至少一個可交聯的官能團。這些材料公開於代理人案卷號為VTN588的美國申請No.60/363,630中，在此全部引入作為參考。
另外，透鏡材料可以是任何適合製作接觸透鏡以外的眼科透鏡的材料。例如，眼鏡鏡片材料可以被使用，包括但不限於，聚碳酸酯，如雙酚A聚碳酸酯，烯丙基二甘醇碳酸酯，如二甘醇雙烯丙基碳酸酯(CR-39TM)，烯丙基酯，如三烯丙基氰尿酸酯，三烯丙基磷酸酯和三烯丙基檸檬酸酯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，如甲基一，乙基一和丁基甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯，苯乙烯化合物，聚酯，等等以及它們的組合。另外，形成眼內透鏡的材料，包括但不限於，聚甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸羥乙酯，惰性透明塑料，矽氧烷基聚合物，等等以及它們的組合。
透鏡材料的固化可以使用任何常規的方法。例如，可將材料沉積到模具中以及加熱固化，照射，化學處理，電磁輻射固化，等等以及它們的組合。優選地，對於接觸透鏡的實施方案，成型是使用紫外線或整個可見光譜完成的。更具體地，固化透鏡材料的適當的精確條件將依賴於材料的選擇和待形成透鏡，恰當的方法公開在美國專利No.5,540,410中，在此全文引入作為參考。
權利要求
1.一種眼科透鏡，其包括漸變柱面度。
2.如權利要求1所述的透鏡，其中所述透鏡是接觸透鏡。
3.如權利要求2所述的透鏡，其中所述透鏡是單視區透鏡。
4.如權利要求2所述的透鏡，其中所述透鏡是多焦點透鏡。
5.如權利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據如下等式變化y=[[8A34A2+P(X+K)2Cyl]s]]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P的取值大於0；A為0.5；K的取值是從+4到-4；S的取值是從1到50；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
6.如權利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據如下等式變化y=Cyl-[[8A34A2+P(X+K)2]sCyl]]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P的取值大於0；A為0.5；K的取值是從+4到-4；S的取值是從1到50；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
7.如權利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據如下等式變化y＝((1-P)x)×Cyl其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P的取值是從0到1；x的取值是從0.0到20；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
8.如權利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據如下等式變化y＝Cyl-((1-P)x)×Cyl其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P的取值是從0到1；x的取值是從0.0到20；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
9.如權利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據如下等式變化y＝|Sin(P)x|×Cyl其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P的取值是從90到180度；x的取值是從0.0到20；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
10.如權利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據如下等式變化y＝Cyl-|Sin(P)x|×Cyl其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；P的取值是從90到180度；x的取值是從0.0到20；以及Cyl是透鏡的最大柱面度。
11.如權利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據如下等式變化y=Cyl(1(a(1+(x/xc)2n))]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；xc是具有1/2透鏡柱面度峰值的位置x；a為1；n的取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
12.如權利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據如下等式變化y=Cyl(1(a(1+(x/xc)2))n)]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；xc是具有1/2透鏡柱面度峰值的位置x；a為1；n的取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
13.如權利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據如下等式變化y=Cyl(1(a(1+(x/xc)d)n)]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；xc是具有1/2透鏡柱面度峰值的位置x；a為1；n的取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
14.如權利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據如下等式變化y=Cyl-Cyl(1(a(1+(x/xc)2n)))]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；xc是柱面度是峰值1/2的位置x；a為1；n的取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
15.如權利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據如下等式變化y=Cyl-Cyl(1(a(1+(x/xc)2)n)]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；xc是柱面度是峰值1/2的位置x；a為1；n的取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
16.如權利要求1所述的透鏡，其中所述漸變柱面度根據如下等式變化y=Cyl-Cyl(1(a(1+(x/xc)d)n)]]>其中y是在透鏡中任意點x的即時柱面度；xc是柱面度是峰值1/2的位置x；a為1；n的取值是從1到40；Cyl是透鏡的最大柱面度；以及X是即時半徑。
全文摘要
本發明提供了一種設計用於校正散光的透鏡的方法，所述透鏡具有漸變柱面度。本發明的透鏡允許柱面度在高亮度條件下和低亮度條件下起作用的程度不同，從而不再需要附加環形負光焦度，其在中等亮度條件下對近距視覺可產生幹擾的，而有助於在低亮度條件下的遠距視覺。
文檔編號G02C7/04GK1708717SQ200380102582
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月17日 優先權日2002年10月31日
發明者J·H·羅夫曼, T·R·波林, G·庫馬 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司