本專利申請要求2016年3月22日提交給美國專利和商標(biāo)局的美國序列62/311,487的優(yōu)先權(quán)，其全文以引用方式并入本文。

背景技術(shù)：

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及眼科鏡片，并且更具體地涉及被設(shè)計用于減慢、延緩或預(yù)防近視發(fā)展的接觸鏡片。本發(fā)明的眼科鏡片包括多焦點光焦度分布，該多焦點光焦度分布提供在一定范圍的調(diào)節(jié)距離處視網(wǎng)膜中央凹視力矯正、增加的焦深和優(yōu)化的視網(wǎng)膜圖像，這使得近距離工作活動期間視網(wǎng)膜圖像質(zhì)量的劣化對模糊不太敏感，從而預(yù)防和/或減慢近視發(fā)展。

2.相關(guān)領(lǐng)域的描述

導(dǎo)致視敏度降低的常見病癥包括近視和遠視，針對所述病癥指定配戴眼鏡或為剛性接觸鏡片或為軟性接觸鏡片形式的矯正鏡片。所述病癥一般被描述為在眼睛的長度和眼睛的光學(xué)元件的聚焦之間的不平衡。近視眼在視網(wǎng)膜平面的前方聚焦而遠視眼在視網(wǎng)膜平面的后方聚焦。通常因為眼睛的軸向長度生長至長于眼睛的光學(xué)部件的焦距，即眼睛生長得過長，所以形成近視。通常因為眼睛的軸向長度相比于眼睛的光學(xué)部件的焦距太短，即眼睛生長得不夠長，所以形成遠視。

近視在世界許多地區(qū)均具有高患病率。該病癥最值得關(guān)注的是其可能進展為高度近視，例如屈光度大于五(5)或六(6)，在沒有光學(xué)輔助工具的情況下這將顯著地影響一個人的行為能力。高度近視還與視網(wǎng)膜疾病、白內(nèi)障和青光眼的風(fēng)險增大相關(guān)聯(lián)。

矯正鏡片用于分別通過從平面的前方轉(zhuǎn)移焦點以矯正近視或從平面的后方轉(zhuǎn)移焦點以矯正遠視來改變眼睛的總聚焦，以使得在視網(wǎng)膜平面處呈現(xiàn)更清晰的圖像。然而，該病癥的矯正方法并未解決病因，而只是修復(fù)性的或旨在解決癥狀。更重要的是，矯正眼睛的近視散焦誤差不會減慢或延緩近視發(fā)展。

大多數(shù)眼睛并不只是具有近視或遠視，而是具有近視散光或遠視散光。聚焦的散光誤差導(dǎo)致點光源的圖像在不同焦距下形成為兩條互相垂直的線。在以下討論中，術(shù)語近視和遠視分別用于包括僅近視或近視散光以及遠視和遠視散光。

正視眼描述了清晰視力的狀態(tài)，其中在晶狀體松弛的情況下在無窮遠處的物體處于相對銳聚焦。在正常或正視眼的成年人眼睛中，來自遠處物體和近處物體兩者并且穿過孔或瞳孔的中心區(qū)或近軸區(qū)的光通過晶狀體聚焦到眼鏡內(nèi)接近視網(wǎng)膜平面處，在所述視網(wǎng)膜平面上感測到倒像。然而據(jù)觀察，大多數(shù)正常眼睛表現(xiàn)出正縱向球面像差，對于5.0mm孔來說通常在約+0.50屈光度(d)的范圍內(nèi)，這意味著當(dāng)眼睛聚焦于無限遠處時，穿過孔或瞳孔周邊的光線聚焦到視網(wǎng)膜平面的前方+0.50d。如本文所用，量度d為屈光度，其被定義為鏡片或光學(xué)系統(tǒng)的焦距的倒數(shù)，單位為米。

正常眼睛的球面像差并不是恒定的。例如，調(diào)節(jié)度(即，主要通過改變晶狀體而產(chǎn)生的眼睛的光焦度的變化)導(dǎo)致球面像差從正變?yōu)樨摗?/p>

正如指出的，近視通常由于眼睛的過度軸向生長或伸長而發(fā)生。現(xiàn)在公認的是，主要來自動物研究，軸向眼睛生長可以受視網(wǎng)膜圖像的質(zhì)量和聚焦的影響。利用多個不同的實驗范式，在一系列不同的動物種類上進行實驗，已經(jīng)示出了改變視網(wǎng)膜圖像質(zhì)量可以導(dǎo)致在眼睛生長中的一致的和可預(yù)測的變化。

此外，已知通過正透鏡(近視性散焦)或負透鏡(遠視性散焦)使在小雞和靈長類動物兩種模型中的視網(wǎng)膜圖像散焦導(dǎo)致可預(yù)測的(在方向和量值兩個方面)眼睛生長的變化，該變化符合眼睛生長以彌補強加的散焦。已示出了與光學(xué)模糊相關(guān)的眼睛長度的變化受鞏膜生長變化的調(diào)節(jié)。由正鏡片所引起的模糊會導(dǎo)致近視模糊和鞏膜生長速率下降，進而造成患上遠視屈光不正。由負鏡片所引起的模糊會導(dǎo)致遠視模糊和鞏膜生長速率增加，進而造成患上近視屈光不正。響應(yīng)視網(wǎng)膜圖像散焦的這些眼睛生長的變化已經(jīng)被證明在很大程度上是通過局部視網(wǎng)膜機制中介的，因為當(dāng)視神經(jīng)受損時，眼睛長度的變化仍會發(fā)生，而且強加散焦在局部視網(wǎng)膜區(qū)域上已被示出導(dǎo)致被局限于特定的視網(wǎng)膜區(qū)域的改變的眼睛生長。

在人類中，存在支持視網(wǎng)膜圖像質(zhì)量可以影響眼睛生長的間接證據(jù)和直接證據(jù)兩者。所有各種不同的眼部病癥都會導(dǎo)致形成視力的干擾，這些病癥，諸如上瞼下垂、先天性白內(nèi)障、角膜混濁、玻璃體出血和其他眼部疾病，已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)與在年輕人中的異常的眼睛生長相關(guān)聯(lián)，這表明在視網(wǎng)膜圖像質(zhì)量中的相對大的改變確實對人類受檢者眼睛的生長產(chǎn)生影響。基于在可以為人類的眼睛生長和近視發(fā)展提供刺激的近距離工作期間在人類聚焦系統(tǒng)中的光學(xué)誤差，也已經(jīng)假設(shè)了更精細的視網(wǎng)膜圖像變化對人類眼睛生長的影響。

近視發(fā)展的危險因素中的一個是近距離工作。由于此類近距離工作期間的調(diào)節(jié)滯后或與調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)的負球面像差，眼睛可感受到遠視模糊，如上文所討論，這會刺激近視發(fā)展。

此外，調(diào)節(jié)系統(tǒng)是主動自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)；它不斷地對近距離物體以及光學(xué)設(shè)計做出反應(yīng)。即使之前已知的光學(xué)設(shè)計置于眼睛的前方，當(dāng)眼睛用鏡片+眼睛系統(tǒng)交互地對近物進行調(diào)節(jié)時，可能仍然存在連續(xù)遠視散焦，從而導(dǎo)致近視發(fā)展。因此，減慢近視發(fā)展速率的一種方法是設(shè)計降低遠視模糊對視網(wǎng)膜圖像質(zhì)量的影響的光學(xué)器件。采用此類設(shè)計時，對于遠視散焦的每個屈光度，視網(wǎng)膜圖像質(zhì)量劣化程度較小。在另一種意義上，視網(wǎng)膜因此對遠視散焦相對較不敏感。具體地講，焦深(dof)和圖像質(zhì)量(iq)敏感度可用于定量由于視網(wǎng)膜處的遠視散焦所引起的眼睛對近視發(fā)展的易感性。具有較大焦深和低圖像質(zhì)量敏感度的眼科鏡片設(shè)計將使視網(wǎng)膜圖像質(zhì)量的劣化對遠視散焦較不敏感，從而減慢近視發(fā)展的速率。

在物體空間中，看起來可接受地銳利的場景的最近物體與最遠物體之間的距離稱為景深。在圖像空間中，則稱為焦深(dof)。對于常規(guī)的單視光學(xué)設(shè)計，鏡片具有單個焦點，且圖像銳度在焦點的每一側(cè)上急劇下降。對于具有擴展dof的光學(xué)設(shè)計，雖然其可具有單個標(biāo)稱焦點，但圖像銳度的下降在聚焦距離的每一側(cè)上是逐步的，使得在dof內(nèi)，在正常觀察條件下察覺不到下降的銳度。

圖像質(zhì)量(iq)敏感度可被定義為在1至5個屈光度的調(diào)節(jié)要求下視網(wǎng)膜iq-散焦曲線的斜率。這指示圖像質(zhì)量如何隨散焦而變化。iq敏感度的值越大，圖像質(zhì)量對調(diào)節(jié)期間的散焦誤差就越敏感。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的眼科鏡片包括多焦點光焦度分布，該多焦點光焦度分布提供在一定范圍的調(diào)節(jié)距離處的視網(wǎng)膜中央凹視力矯正、增加的焦深和優(yōu)化的視網(wǎng)膜圖像，這使得近距離工作活動期間視網(wǎng)膜圖像質(zhì)量的劣化對模糊不太敏感，從而預(yù)防和/或減慢近視發(fā)展，克服了如上簡明列出的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

根據(jù)一個方面，本發(fā)明涉及具有光學(xué)區(qū)的多焦點眼科鏡片，該光學(xué)區(qū)包括至少一個第一區(qū)和至少一個第二區(qū)，該至少一個第一區(qū)具有滿足患者的遠距屈光(distancerefraction)需要的屈光度(dioptricpower)，該至少一個第二區(qū)具有大于至少一個第一區(qū)的屈光度的屈光度。該至少一個第一區(qū)和至少一個第二區(qū)被配置為使得1)患者的視網(wǎng)膜上的圖像質(zhì)量優(yōu)于視網(wǎng)膜前面的圖像質(zhì)量和視網(wǎng)膜后面的圖像質(zhì)量兩者，以及2)患者的視網(wǎng)膜前面的圖像質(zhì)量優(yōu)于視網(wǎng)膜后面的圖像質(zhì)量。

根據(jù)另一個方面，本發(fā)明涉及設(shè)計可用于緩解近視發(fā)展的多焦點眼科鏡片的方法。選擇鏡片的至少一個第一區(qū)的第一屈光度分布，其中第一屈光度分布提供患者的遠距屈光。選擇鏡片的至少一個第二區(qū)的第二屈光度分布，其中第二屈光度分布大于第一屈光度分布。評估第一屈光度分布和第二屈光度分布的組合以確定視網(wǎng)膜上的圖像質(zhì)量、視網(wǎng)膜前面的圖像質(zhì)量和視網(wǎng)膜后面的圖像質(zhì)量。修改第二屈光度分布直至1)視網(wǎng)膜上的圖像質(zhì)量優(yōu)于視網(wǎng)膜前面的圖像質(zhì)量和視網(wǎng)膜后面的圖像質(zhì)量，以及2)視網(wǎng)膜前面的圖像質(zhì)量優(yōu)于視網(wǎng)膜后面的圖像質(zhì)量。

本發(fā)明提供設(shè)計多焦點光學(xué)鏡片的方法，當(dāng)所述鏡片佩戴在眼睛上時可用于減慢或預(yù)防近視發(fā)展。本發(fā)明還提供接觸鏡片的最優(yōu)化設(shè)計，當(dāng)所述鏡片佩戴在眼睛上時可用于減慢或預(yù)防近視發(fā)展。更具體地，根據(jù)本發(fā)明，通過設(shè)計在視網(wǎng)膜前面、視網(wǎng)膜處和視網(wǎng)膜后面的圖像質(zhì)量的特定值和關(guān)系同時也提供足夠的遠距視力，就可以利用一種方法并且產(chǎn)生一種可以在緩解近視發(fā)展方面極其有效的鏡片設(shè)計。

附圖說明

通過以下對如附圖中所示的本發(fā)明優(yōu)選實施方案的更具體描述，本發(fā)明的上述內(nèi)容及其他特征和優(yōu)點將顯而易見。

圖1為示例性接觸鏡片的示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施方案的接觸鏡片的光焦度分布的圖形表示。

圖3a為現(xiàn)有技術(shù)的雙焦點鏡片的光焦度分布的圖形表示。圖3b為鏡片的視敏度與散焦的圖形表示。圖3c為鏡片的視敏度與散焦的另一圖形表示。

圖4a為具有1.75add(+1.75d)的四區(qū)多焦點鏡片的光焦度分布的圖形表示。圖4b為鏡片的視敏度與散焦的圖形表示。

圖5a為具有1.65dadd(+1.65d)的六區(qū)多焦點鏡片的光焦度分布的圖形表示。圖5b為鏡片的視敏度與散焦的圖形表示。

圖6a為具有4dadd(+4d)的六區(qū)多焦點鏡片的光焦度分布的圖形表示。圖6b為鏡片的視敏度與散焦的圖形表示。

圖7a為具有1.75dadd(+1.75d)的六區(qū)多焦點鏡片的光焦度分布的圖形表示。圖7b為鏡片的視敏度與散焦的圖形表示。

具體實施方式

對針對老花設(shè)計的多焦點接觸鏡片進行最優(yōu)化以提供在遠觀察距離、中間觀察距離和近觀察距離處的合適的視力。對許多設(shè)計進行最優(yōu)化以提供在遠處和在近處的良好的視力。然而，用于近視控制的多焦點鏡片的量度是不同的，因而導(dǎo)致不同的設(shè)計。由于需要近視控制的患者(例如兒童)可能具有足夠的調(diào)節(jié)以能夠聚焦在近處和中間物體上，因此根據(jù)本發(fā)明的鏡片的設(shè)計目標(biāo)不同于已知的多焦點鏡片。

參照圖1，存在示出接觸鏡片100的示意圖。接觸鏡片100包括光學(xué)區(qū)102和外區(qū)104。光學(xué)區(qū)102包括內(nèi)區(qū)或中心區(qū)106和至少一個外區(qū)108。在具體實施方案中，如從鏡片100的幾何中心所測量的，光學(xué)區(qū)102的直徑可選擇為8mm，基本上圓形的內(nèi)區(qū)106的直徑可選為4mm，并且環(huán)形外區(qū)108的邊界直徑可以為5mm和6.5mm。需要特別注意的是，圖1僅示出了本發(fā)明的示例性實施方案。例如，在該示例性實施方案中，至少一個外區(qū)108的外邊界并不一定與光學(xué)區(qū)102的外邊緣重合，而在其它示例性實施方案中，它們可以重合。外區(qū)104圍繞光學(xué)區(qū)102并提供標(biāo)準(zhǔn)的接觸鏡片特征，包括鏡片定位和定心。根據(jù)一個示例性實施方案，外區(qū)104可包括一個或多個穩(wěn)定機制以減少當(dāng)鏡片在眼睛上時的旋轉(zhuǎn)。光學(xué)區(qū)102可由多個區(qū)組成，其中每個區(qū)具有相對于相鄰區(qū)的獨特的光焦度分布。

需要特別注意的是，圖1中的各個區(qū)被示出為同心圓，這些區(qū)可包括任何合適的圓形或非圓形形狀，諸如橢圓形形狀。

i.本發(fā)明的眼科鏡片

根據(jù)本發(fā)明，用于患者的多焦點眼科鏡片包括光學(xué)區(qū)。該光學(xué)區(qū)包括1)至少一個第一區(qū)，該第一區(qū)具有滿足患者的遠距屈光需要的屈光度，和2)至少一個第二區(qū)，該第二區(qū)具有大于至少一個第一區(qū)的屈光度的屈光度。該至少一個第一區(qū)和該至少一個第二區(qū)被設(shè)計為具有優(yōu)于在患者的視網(wǎng)膜前面的圖像質(zhì)量和視網(wǎng)膜后面的圖像質(zhì)量的在視網(wǎng)膜上的圖像質(zhì)量。此外，該至少一個第一區(qū)和該至少一個第二區(qū)被設(shè)計為使得視網(wǎng)膜前面的圖像質(zhì)量優(yōu)于視網(wǎng)膜后面的圖像質(zhì)量。

該至少一個第一區(qū)和該至少一個第二區(qū)可包括同心環(huán)，該同心環(huán)中的每個環(huán)具有獨特的屈光度。在具體的實施方案中，鏡片可具有2至10個同心環(huán)(例如，2個、4個或6個環(huán))。在一個具體實施方案中，該至少一個第二區(qū)可具有大于該至少一個第一區(qū)的屈光度。即，該至少一個第二區(qū)可具有“add”(相對于在鏡片中心處屈光度的附加光焦度)。

在一個具體實施方案中，鏡片可包括具有-0.5至-10d的光焦度的至少一個第一區(qū)(例如，內(nèi)區(qū))和可具有優(yōu)選在1.5至4d范圍內(nèi)的add的至少一個第二區(qū)(例如，圍繞內(nèi)區(qū)的外區(qū))。在另一個具體實施方案中，鏡片可包括具有-0.5至-10d的光焦度的至少一個第二區(qū)(例如，外區(qū))和可具有優(yōu)選在1.0至4d范圍內(nèi)的add的至少一個第一區(qū)(例如，由外區(qū)圍繞的內(nèi)區(qū))。因此，多焦點鏡片可包括與add環(huán)交替的“距離”環(huán)。

現(xiàn)有技術(shù)鏡片，如bifocal(avb)，被設(shè)計為在前表面和后表面兩者上都具有球形表面或部分。根據(jù)本發(fā)明，多焦點眼科鏡片可具有非球面的前表面和后表面。因此，每個同心環(huán)內(nèi)的光焦度可以不是恒定的，但可以顯示由于球面像差引起的變化。具有球面表面的鏡片的球面像差隨著鏡片光焦度(例如，患者的屈光力驗光值)而變化。

本發(fā)明的鏡片可具有相對于在-3d、-3.25d、-3.5d等的庫存量單位(sku)恒定的屈光度的跨鏡片的規(guī)定光焦度分布。因此，在交替“距離”環(huán)內(nèi)，屈光度可以基本上是鏡片的屈光力，其變化以校正眼睛的自然球面像差。

現(xiàn)在參照圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案的接觸鏡片的光焦度分布的圖形表示。光焦度pcl可跨接觸鏡片的半徑(r)變化。光焦度對應(yīng)于以屈光度計的軸向光焦度。光焦度pcl(r)是在從鏡片的中心和光軸到高度r處進入鏡片的光線的1/(距焦點的距離，以米為單位)。

“距離”環(huán)(例如，環(huán)1、3、5等或者在環(huán)2、4、6等中)的屈光度(p1)可以是；

p1(r)＝球面屈光度+δ1+(sa1)*r²，(1)

其中sa1被設(shè)置為近似于眼睛的球面像差的負值，并且可以為約-0.08d/mm²，r為距離鏡片中心的距離；球面屈光度是患者屈光度的球面屈光度；并且δ1是指定的光焦度偏移以確保峰值視力是當(dāng)用未經(jīng)調(diào)節(jié)的眼睛觀察遠處物體時且通常介于-0.25d和0.25d之間。

add環(huán)(例如，環(huán)2、4、6等或者在環(huán)1、3、5等中)的屈光度(p2)可以是：

p2(r)＝球面屈光度+add+(sa2)*r²，(2)

其中sa2通常介于0.0和-0.15d/mm²之間，add通常介于1.0和4.0d之間，但在具體實施方案中可以小于2.5d。

因此，接觸鏡片的光焦度pcl(r)是如圖2所示的p1(r)和p2(r)的組合，其中區(qū)域的邊緣分別由r1、r2、r3、r4、r5限定。例如，當(dāng)“距離”區(qū)是第二區(qū)時，如圖2所描繪：

pcl(r)，＝p2(r)，對于r≤r1，r2＜r≤r3，r4＜r≤r5(3)

pcl(r)，＝p1(r)，對于r1＜r≤r2，r3＜r≤r4，r＞r5

另選實施方案可以具有更多或更少的區(qū)或可以具有互換的p1和p2。在具體實施方案中，在同心環(huán)之間可存在過渡區(qū)，其提供從一個同心環(huán)到下一個同心環(huán)的平滑變化的光焦度。

對于近視控制，根據(jù)本發(fā)明的多焦點設(shè)計目標(biāo)包括以下內(nèi)容：

1.足夠的遠距視力(例如，20/25或更好，或在具體實施方案中，大于-1.0，以-10logmar單位計)，具有最小的令人反感的圖像偽影。

2.視網(wǎng)膜上的圖像質(zhì)量優(yōu)于視網(wǎng)膜前面的圖像質(zhì)量和視網(wǎng)膜后面的圖像質(zhì)量。

3.當(dāng)在任何距離和直徑為1mm至7mm(例如，3mm至6mm)的瞳孔尺寸下觀察物體時，視網(wǎng)膜前面的圖像質(zhì)量優(yōu)于視網(wǎng)膜后面的圖像質(zhì)量。

這些目標(biāo)可以通過確保以下項來實現(xiàn)：1)如下所述的貫通聚焦視力曲線的峰值處于0.0d散焦位置，以及2)貫通聚焦曲線關(guān)于0.0d非對稱，其中最佳圖像質(zhì)量在負散焦側(cè)。

ii.圖像質(zhì)量的測量

任何合適的視力度量可用于測量圖像質(zhì)量或視敏度，例如，調(diào)制傳遞函數(shù)的面積(amtf)；斯特列爾比；神經(jīng)銳度，如thibos等人的accuracyandprecisionofobjectiverefractionfromwavefrontaberrations，journalofvision(2004)4，329-351中有所描述；或使用瞳孔尺寸和亮度水平的預(yù)測建模來計算單眼視敏度(以-10logmar單位計)，如下所述。

公式4將接觸鏡片加眼睛的波前w給定為

其中r給出從鏡片中心(以及眼睛和波前)的徑向距離，球面屈光度的單位為d，并且sa眼睛是眼睛的球面像差，且對于該計算設(shè)置為0.08d/mm²。波前w假定旋轉(zhuǎn)對稱的鏡片；然而，更精確地說，波前可以笛卡爾坐標(biāo)給出。極坐標(biāo)和笛卡爾坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換是已知的。基于波前w(x，y)，瞳孔函數(shù)(pf)為：

其中a(x，y)＝1，對于r＝(x²+y²)^1/2小于或等于(≤)d/2；并且

其中a(x，y)＝0，對于r大于(＞)d/2并且波長λ為0.555微米。

瞳孔函數(shù)pf(x，y)是瞳孔內(nèi)的復(fù)振幅，并且在瞳孔外為0，即a(r)＝0，對于r大于(＞)d/2，其中d為瞳孔直徑。

光學(xué)系統(tǒng)(在這種情況下，鏡片加眼睛)的振幅點擴散函數(shù)(psfa)給定為二維瞳孔函數(shù)pf(x，y)的傅里葉變換，并且為：

psfa(u，v)＝∫∫pf(x，y)e^{-i·2·π·(u·x+y·v)}dxdy(6)

其中該積分是在瞳孔半徑上完成的。量u和v具有1/mm的頻率單位且與角度θx和θy有關(guān)，所述角度為物體空間中x方向和y方向上具有弧度單位的角度：

θx＝λ·u(7)

θy＝λ·v，(8)

其中λ為波長，以mm計。

強度點擴散函數(shù)psf為：

psf(u，v)＝psfa(u，v)·psfa^*(u，v)(9)

其中*是指復(fù)共軛。

給定為psf的傅里葉變換的光學(xué)傳遞函數(shù)otf為：

其中νx和νy的單位是周期/弧度。

調(diào)制傳遞函數(shù)mtf為：

mtf(vx，vy)＝|otf(vx，vy)|。(11)

如上所述的自波前的mtf的計算為本領(lǐng)域已知的并且可用數(shù)值法來完成。在極坐標(biāo)中，mtf變?yōu)椋?/p>

mtf(ν，θ)(12)

其中v為徑向頻率：

并且θ為角度。

平均mtfa為：

根據(jù)以下公式來計算mtf的加權(quán)面積(wa)：

其中mtfa是如公式14中計算得到且為角頻率、瞳孔直徑以及鏡片加眼睛組合的光焦度分布的函數(shù)，并且ncsf是神經(jīng)對比敏感度函數(shù)并取決于頻率、瞳孔直徑(d)和以candelas/m²表示的亮度(l)。對于非旋轉(zhuǎn)對稱的鏡片設(shè)計而言，以二維mtf的平均值計算mtf。

對應(yīng)于典型辦公環(huán)境的250cd/m²的亮度是本發(fā)明的示例并且ncsf為：

與

其中l(wèi)為亮度(250cd/m²)，

d為以mm計的瞳孔直徑，

并且e為以td計的亮度。

公式16的常數(shù)如下所示：

k＝3.0；

t＝0.1秒；

x0＝2度；

x最大值＝12度；

n最大值＝15個循環(huán)；

hs＝0.03；

p＝1.247×10⁶光子/秒/度²/td；

v為頻率，以循環(huán)/度計；

v0＝7個循環(huán)/度；并且

φ0＝3.0×10^-8秒度²。

ncsf的描述可見于例如barten，“contrastsensitivityofthehumaneyeanditseffectsonimagequality“，spieopticalengineeringpress，1999中，其以引用方式并入本文。

采用加權(quán)面積wa，可利用下述公式來計算以-101ogmar單位計的單眼性能(mp)：

mp＝-11.5+4.94*log10(wa)-1.26*log10(wa)²+0.15*log10(wa)³(18)

其中l(wèi)og10(wa)表示wa的以10為底的對數(shù)。在具體實施方案中，可通過測得的光焦度分布或各個鏡片的設(shè)計光焦度分布來進行計算的這個量可為描述本發(fā)明的鏡片的約束條件提供基礎(chǔ)。

iii.具體鏡片的討論

圖3a示出了類似于bifocal2.5dadd鏡片的現(xiàn)有技術(shù)多焦點鏡片的光焦度分布的圖形分析。圖3a示出了-3.0dsku的光焦度分布。

圖3b示出了對于圖3的鏡片，作為3.0、4.0、5.0和6.0d直徑瞳孔尺寸的散焦的函數(shù)，調(diào)制傳遞函數(shù)面積(amtf)的視敏度計算值為3-12周期/度。0.0d散焦對應(yīng)于遠距離。負散焦可以被解釋為當(dāng)觀看遠距離物體時顯示在視網(wǎng)膜前面的圖像質(zhì)量；而加上散焦可以被解釋為顯示在視網(wǎng)膜后面的圖像質(zhì)量。圖3c示出了使用上述方法計算的以-10logmar為單位的視敏度預(yù)測，其預(yù)示臨床結(jié)果。

參考圖3b或圖3c，滿足上述設(shè)計目標(biāo)2-3(例如，在0.0d處的曲線的峰值是在整個范圍內(nèi)的最大值；并且貫通聚焦視力曲線是不對稱的，具有在視網(wǎng)膜前面的負散焦位置的視力，這指示比正散焦位置更好的視力)。參考圖3c分析的第一目標(biāo)未滿足，因為對于0.0d的散焦值的視敏度，-10logmar單位小于-1.0。此外，對于3.0mm直徑的瞳孔，約-2d散焦處的次峰幾乎是0.0d處的峰的高度。因此，對于小的瞳孔尺寸，患者可能不能完全調(diào)節(jié)近處圖像，而是使用由設(shè)計所提供的近處圖像。這將導(dǎo)致視網(wǎng)膜后面的圖像比視網(wǎng)膜前面的圖像質(zhì)量更好，并且向眼睛提供可以增加近視的生長信號。

圖4a為根據(jù)本發(fā)明的四區(qū)多焦點鏡片的光焦度分布的圖形表示。至少一個第一區(qū)(例如，內(nèi)區(qū))具有-3.0d的屈光度，并且交替的“距離”環(huán)具有基本上類似于-3.0d的光焦度，但是針對球面像差進行了校正。至少一個第二區(qū)(例如外區(qū))具有約+1.75d的add。

圖4b是對于3.0、4.0、5.0和6.0mm瞳孔直徑尺寸，圖4a鏡片的以-10logmar單位計的視敏度與散焦的圖形表示。0.0d散焦對應(yīng)于遠距離。對于所有的瞳孔直徑，滿足上述設(shè)計目標(biāo)1-3(例如，在0.0d處的曲線的峰值是在整個范圍內(nèi)的最大值，在0.0d處的視敏度大于-1.0，以-10logmar單位計，并且貫通聚焦曲線是不對稱的，其中負散焦值大于正散焦值)。

圖5a為根據(jù)本發(fā)明的六區(qū)多焦點鏡片的光焦度分布的圖形表示。至少一個第一區(qū)(例如內(nèi)區(qū))具有-3.0d的屈光度，并且交替的“距離”環(huán)具有基本上類似于-3.0d的光焦度，但是針對球面像差進行了校正。至少一個第二區(qū)(例如，外區(qū))具有約+1.65d的add。

圖5b是對于3.0、4.0、5.0和6.0mm瞳孔直徑尺寸，圖3a鏡片的視敏度與散焦的圖形表示。對于所有的瞳孔直徑，滿足上述設(shè)計目標(biāo)1-3(例如，在0.0d處的曲線的峰值是在整個范圍內(nèi)的最大值，在0.0d處的視敏度大于-1.0，以-10logmar單位計，并且貫通聚焦曲線是不對稱的，其中負散焦值大于正散焦值)。

圖6a為根據(jù)本發(fā)明的六區(qū)多焦點鏡片的光焦度分布的圖形表示。至少一個第一區(qū)(例如，內(nèi)區(qū))具有-3.0d的屈光度，并且交替的“距離”環(huán)具有基本上類似于-3.0d的光焦度，但是針對球面像差進行了校正。至少一個第二區(qū)(例如，外區(qū))具有約+4d的add。

圖6b是對于3.0、4.0、5.0和6.0mm瞳孔直徑尺寸，圖6a鏡片的視敏度與散焦的圖形表示。對于所有的瞳孔直徑，滿足上述設(shè)計目標(biāo)1-3(例如，在0.0d處的曲線的峰值是在整個范圍內(nèi)的最大值，在0.0d處的視敏度大于-1.0，以-10logmar單位計，并且貫通聚焦曲線是不對稱的，其中負散焦值大于正散焦值)。

圖7a為根據(jù)本發(fā)明的另一六區(qū)多焦點鏡片的光焦度分布的圖形表示。與其它透鏡不同，第一“距離”區(qū)不在鏡片中心，而是圍繞在鏡片中心的add區(qū)。第一距離區(qū)具有-3.0d的屈光度，并且交替的“距離”環(huán)具有基本上類似于-3.0d的光焦度，但是針對球面像差進行了校正。第二區(qū)具有約+1.75d的add。

圖7b是對于3.0、4.0、5.0和6.0mm瞳孔直徑尺寸，圖5a鏡片的視敏度與散焦的圖形表示。對于所有的瞳孔直徑，滿足上述設(shè)計目標(biāo)1-3(例如，在0.0d處的曲線的峰值是在整個范圍內(nèi)的最大值，在0.0d處的視敏度大于-1.0，以-10logmar單位計，并且貫通聚焦曲線是不對稱的，其中負散焦值大于正散焦值)。

另外，本發(fā)明的設(shè)計可以考慮球面像差隨著調(diào)節(jié)而變化，并且可以針對兒童的瞳孔尺寸優(yōu)化鏡片，包括瞳孔尺寸隨調(diào)節(jié)變化。

需要特別注意的是，眼睛的入射瞳孔尺寸和目標(biāo)聚散度/調(diào)節(jié)在亞群間有所變化。在某些示例性實施方案中，可基于患者的平均瞳孔尺寸和優(yōu)選的目標(biāo)聚散度，將鏡片設(shè)計定制為實現(xiàn)良好的視網(wǎng)膜中央凹視力矯正和近視治療效果兩者。此外，在某些示例性實施方案中，由于瞳孔尺寸與兒科患者的屈光度和年齡相關(guān)，因此可基于他們的瞳孔尺寸針對具有特定年齡和/或屈光度的兒科亞群的子組來進一步優(yōu)化鏡片。基本上，可基于瞳孔尺寸調(diào)節(jié)或定制光焦度分布以實現(xiàn)視網(wǎng)膜中央凹視力矯正、增加的焦深和降低的iq敏感度之間的最佳平衡。

目前可用的接觸鏡片仍然是用于視力矯正的高性價比裝置。薄塑料鏡片貼合在眼睛的角膜上以矯正視力缺陷，包括近視或近視眼、遠視或遠視眼、散光，即角膜中的非球面性，和老花，即晶狀體適應(yīng)能力的失去。接觸鏡片能夠以多種形式可用，并且由多種材料制成，以提供不同的功能性。

日戴型軟性接觸鏡片通常由軟性聚合物材料制成，其與水組合以用于透氧性。日戴型軟性接觸鏡片可為日拋型或長戴型。日拋型接觸鏡片通常佩戴一天，然后被拋棄，而長戴型接觸鏡片通常被佩戴至多三十天的時間段。有色軟性接觸鏡片使用不同的材料以提供不同的功能性。例如，可視性色調(diào)接觸鏡片使用淺色調(diào)來幫助佩戴者定位掉落的接觸鏡片，增強色調(diào)的接觸鏡片具有半透明色調(diào)用于增強人的自然眼睛顏色，有色色調(diào)接觸鏡片包括較暗的不透明色調(diào)以用來改變?nèi)说难劬︻伾⑶覟V光色調(diào)接觸鏡片以用于增強某些顏色同時減弱其它顏色。剛性透氣性硬性接觸鏡片由含硅氧烷聚合物制成，但是比軟性接觸鏡片更具剛性，從而保持它們的形狀并且更加耐用。雙焦點接觸鏡片特別為遠視患者設(shè)計，并且能夠以軟性和剛性種類獲得。復(fù)曲面接觸鏡片特別為散光患者設(shè)計，并且也能夠以軟性和剛性種類獲得。組合上面不同方面的組合鏡片也是可獲得的，例如混合型接觸鏡片。

需要特別注意的是，可將本發(fā)明的多焦點鏡片設(shè)計結(jié)合到由任何數(shù)目的材料形成的任何數(shù)量的不同接觸鏡片中。具體地講，本發(fā)明的多焦點鏡片設(shè)計可用于本文所述的任一種接觸鏡片，包括日戴型軟性接觸鏡片、剛性可透氣接觸鏡片、雙焦點接觸鏡片、復(fù)曲面接觸鏡片和混合型接觸鏡片。此外，雖然本發(fā)明相對于接觸鏡片進行了描述，但需要特別注意的是，本發(fā)明的概念可用于眼鏡鏡片、眼內(nèi)鏡片、角膜嵌體和高嵌體。

盡管所示出并描述的據(jù)信是最為實用和優(yōu)選的實施方案，但顯而易見的是，對所述和所示的具體設(shè)計和方法的變更對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說不言自明，并且在不脫離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下可使用這些變更形式。本發(fā)明并不局限于所述和所示的具體構(gòu)型，而是應(yīng)當(dāng)理解為與可落入所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的全部修改形式相符。