TW202208945A - 鏡片元件 - Google Patents
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Abstract
一種旨在配戴在配戴者的具有至少一個處方屈光力Px的眼睛前方的光學鏡片,該光學鏡片包括兩個相反的光學面和多個連續光學元件,至少一部分該等光學元件具有不將圖像聚焦在該配戴者的眼睛的視網膜上以便減緩該眼睛的屈光異常的發展的光學功能,其中:- 在具有至少4 mm直徑的瞳孔上,能夠沿著至少一個方向、在對應於該至少一個處方屈光力的平面中測得該光學鏡片的調製傳遞函數在0到20 cyc/deg之間大於0.1;- 大部分在所述瞳孔上穿過該光學鏡片的光線穿過該多個光學元件中的至少一個光學元件,並且- 每個該連續光學元件驗證了
Description
本揭露關於一種旨在配戴在配戴者的具有至少一個處方屈光力Px的眼睛前方之光學鏡片,該光學鏡片包括兩個相反的光學面和多個連續光學元件。
本揭露進一步關於一種用於旨在配戴在人的眼睛前方之鏡片元件的模具。
眼睛近視之特徵為眼睛將遠處物體聚焦在其視網膜前方。通常使用凹鏡片矯正近視,並且通常使用凸鏡片矯正遠視。
已經觀察到一些個人在使用常規單光光學鏡片矯正時、特別是兒童在其觀察位於近距離處的物體時(即,在視近條件下)聚焦不準確。因為針對視遠進行矯正的近視兒童的一部分的這種聚焦缺陷,其視網膜後面(甚至在中央凹區域中)還形成附近物體之圖像。
這種聚焦缺陷可能對這類個體的近視發展有影響。可以觀察到,對於大多數所述個體,近視缺陷往往隨時間加重。
中央凹視力對應於所觀看的物體的圖像藉由眼睛形成在視網膜的被稱為中央凹區的中心區內的觀察狀況。
周邊視力對應於對相對於所觀看的物體側向偏移的場景要素的感覺,所述要素的圖像形成在視網膜的周邊部分上,遠離中央凹區。
為屈光不正受試者提供的眼科矯正通常適於他的中央凹視力。然而,眾所周知,相對於為中央凹視力確定的矯正,必須針對周邊視力減小矯正。特別是,對猴子進行的研究表明,遠離中央凹區發生的視網膜後面的明顯散焦可能導致眼睛伸長,因此可能導致近視缺陷加重。
因此,似乎需要一種能夠抑制或至少減緩眼睛的比如近視或遠視等屈光異常的發展之鏡片元件。
為此,本揭露提出了一種旨在配戴在配戴者的具有至少一個處方屈光力Px的眼睛前方的光學鏡片,該光學鏡片包括兩個相反的光學面和多個連續光學元件,至少一部分該等光學元件具有不將圖像聚焦在該配戴者的眼睛的視網膜上以便減緩該眼睛的屈光異常的發展之光學功能,其中:
- 在具有至少4 mm直徑的瞳孔上,能夠沿著至少一個方向、在對應於該至少一個處方屈光力的平面中測得該光學鏡片的調製傳遞函數在0到20 cyc/deg之間大於0.1;
- 大部分在所述瞳孔上穿過該光學鏡片的光線穿過該多個光學元件中的至少一個光學元件,並且
- 每個該連續光學元件驗證了d =,其中
d係以mm為單位的所述光學元件的外形的特徵尺寸,
|P|係以屈光度表示的所述光學元件的特徵光焦度的絕對值,以及
K係大於或等於0.9且小於或等於1.7的數。
有利地,具有驗證了其尺寸與光焦度之間的特定關係的光學元件允許具有覆蓋光學鏡片的表面的大部分、同時在配戴光學鏡片時向配戴者提供處方屈光力的連續光學元件。
有利地,根據本揭露之光學鏡片允許使用連續光學元件來減緩眼睛的屈光異常的發展,同時向配戴者提供處方屈光力。
根據可以單獨或組合考慮的進一步實施方式:
- 在所述瞳孔上,該光學鏡片產生第一光程差OPD1,最佳球面擬合光學鏡片產生第二光程差OPD2,構成差分光程圖DOP作為所述第一光程差OPD1與所述第二光程差OPD2之間的差,該差分光程DOP不同於零;和/或
- 當所述瞳孔上的光學鏡片不包括具有基於該配戴者的所述眼睛的處方的屈光力的屈光區域或包括由多個相應獨立的島狀區域組成的、具有基於該配戴者的所述眼睛的處方的屈光力的屈光區域時,所述瞳孔上的該等光學元件係連續的;和/或
- 其中,在所述瞳孔上,所述差分光路(DOP)的在範圍[DOP的最低水平,DOP的最低水平 + 幅值的10%]內的部分代表在所述瞳孔上所述差分光程(DOP)的不到30%,其中該幅值係在所述瞳孔上所述差分光程(DOP)的最大水平;和/或
- 每個光學元件的特徵尺寸對應於由所述差分光程(DOP)的水平限定的外形圖中的內接圓的最大直徑,所述水平在所述瞳孔內係恒定的並且在該範圍[DOP的最低水平,DOP的最低水平 + 幅值的10%]內,其中該副值係在所述瞳孔上所述差分光程(DOP)的最大水平;和/或
- 至少一部分、例如所有的該等光學元件具有小於或等於20 D、例如小於或等於10 D、例如小於或等於6 D的特徵光焦度;和/或
- 直徑為5 mm的該瞳孔包括該光學鏡片的參考點,例如,配鏡十字或光學中心;和/或
- 該等光學元件定位在結構化網上,該結構化網係正方形網或六邊形網或三角形網或八邊形網或隨機網;和/或
- 至少一個、例如所有的該光學元件具有在標準配戴條件下將圖像聚焦在視網膜之外的位置上的光學功能;和/或
- 至少50%、例如所有的該等光學元件具有光軸,並且所述光學元件的光軸在單一點處相交;和/或
- 至少50%、例如所有的該等光學元件具有至少一個焦點,並且每個所述光學元件的至少一個焦點重合;和/或
- 至少50%、例如所有的該等光學元件被配置成將圖像聚焦在共同位置上;和/或
- 至少一個、例如所有的該光學元件具有在標準配戴條件下不聚焦圖像的光學功能;和/或
- 至少50%、例如至少80%的在所述瞳孔上穿過該光學鏡片的光線穿過該多個光學元件中的至少一個光學元件;和/或
- 至少一部分、例如所有的該等光學元件位於該光學鏡片的前表面上;和/或
- 至少一部分、例如所有的該等光學元件位於該光學鏡片的後表面上;和/或
- 至少一部分、例如所有的該等光學元件位於該光學鏡片的前表面與後表面之間;和/或
- 至少一部分、例如所有的該等光學元件具有例如圍繞屈光區域的環形形狀;和/或
- 該等光學元件具有可內接在直徑大於或等於0.2 mm、例如大於或等於0.4 mm、例如大於或等於0.6 mm並且小於或等於2.0 mm、例如小於1.0 mm的圓內的外形形狀;和/或
- 該等光學元件沿著多個同心環定位;和/或
- 該等光學元件定位在結構化網上;和/或
- 該網結構係隨機網,例Voronoi網;和/或
- 該等光學元件被配置成使得穿過每個光學元件的光線的平均焦點與視網膜的距離相同,其中容差小於或等於2 mm、較佳的是小於或等於1 mm);和/或
- 至少一個、例如所有的該等光學元件在標準配戴條件下具有非球面光學功能;和/或
- 至少一個、例如所有的該等光學元件具有柱鏡度,和/或
- 至少一部分、例如所有的該等光學元件在兩個連續光學元件之間具有恒定的光焦度和不連續的一階導數;和/或
- 至少一部分、例如所有的該等光學元件在兩個連續光學元件之間具有變化的光焦度和焦符號改變;和/或
- 該等光學元件被配置成使得沿著該鏡片的至少一個區段,光學元件的平均球鏡從所述區段的某個點朝向所述區段的周邊部分變化;和/或
- 該等光學元件被配置成使得沿著該鏡片的至少一個區段,光學元件的柱鏡從所述區段的某個點朝向所述區段的周邊部分變化;和/或
- 該等光學元件被配置成使得沿著該鏡片的至少一個區段,光學元件的平均球鏡和/或柱鏡從所述區段的中心朝向所述區段的周邊部分變化,例如增大接著減小、例如減小、例如增大;和/或
- 該光學鏡片包括沒有光學元件並且具有對應於處方光焦度Px的屈光區域;和/或
- 該光學鏡片完全被光學元件覆蓋,並且沿著至少一個方向、在對應於該至少一個處方屈光力的平面中在20 cy/degree時具有在中心區大於該鏡片的周邊區的調製傳遞函數值;和/或
- 該屈光區域形成為除了形成為該多個光學元件的區域之外的區域;和/或
- 該屈光區域包括光學中心,並且該等光學元件被配置成使得沿著穿過該鏡片的光學中心的任何區段,該等光學元件的平均球鏡和/或柱鏡從該光學中心朝向該鏡片的周邊部分變化,例如增大接著減小、例如減小、例如增大;和/或
- 該屈光區域包括視遠參考點、視近參考點、以及連接該視遠參考點和近視參考點的子午線,該等光學元件被配置成使得在標準配戴條件下沿著該鏡片的任何水平區段,該等光學元件的平均球鏡和/或柱鏡從所述水平區段與該子午線的相交處朝向該鏡片的周邊部分變化,例如增大接著減小、例如減小、例如增大;和/或
- 沿著該區段的平均球鏡和/或柱鏡增大函數根據所述區段沿著該子午線的位置而不同;和/或
- 沿著該區段的平均球鏡和/或柱鏡增大函數係不對稱的;和/或
- 該等光學元件被配置成使得在標準配戴條件下,該至少一個區段係水平區段;和/或
- 該等光學元件的平均球鏡和/或柱鏡從所述區段的第一點朝向所述區段的周邊部分變化,例如增大,並且從所述區段的第二點朝向所述區段的周邊部分變化,例如減小,該第二點比該第一點更靠近所述區段的周邊部分;和/或
- 沿著該至少一個區段的平均球鏡和/或柱鏡增大函數係高斯函數;和/或
- 沿著該至少一個區段的平均球鏡和/或柱鏡增大函數係二次函數;和/或
- 至少一部分、例如所有的該等光學元件的平均球鏡在所述光學元件內偏心地變化,例如增大或減小;和/或
- 該等光學元件被組織成至少兩組連續光學元件;和/或
- 每組連續光學元件被組織成具有相同中心的至少兩個同心環,每組連續光學元件的同心環由對應於與所述組中的至少一個光學元件相切的最小圓的內徑以及對應於與所述組中的至少一個光學元件相切的最大圓的外徑限定;
- 至少一部分、例如所有該等光學元件同心環以該鏡片元件的設置有所述光學元件的表面的光學中心為中心;和/或
- 該等光學元件同心環的直徑在9.0 mm到60 mm之間;和/或
- 該等光學元件進一步包括徑向定位在兩個同心環之間的光學元件;和/或
- 至少一個該等光學元件係多焦點屈光微鏡片;和/或
- 該至少一個多焦點屈光微鏡片包括柱鏡度;和/或
- 該至少一個多焦點屈光微鏡片包括非球面表面,具有或不具有任何旋轉對稱性;和/或
- 至少一個該等光學元件係複曲面屈光微鏡片;和/或
- 該至少一個多焦點屈光微鏡片包括複曲面表面。
本揭露進一步關於一種適於模製根據本揭露之光學鏡片的模製元件。
本揭露關於一種旨在配戴在配戴者的眼睛前方的光學鏡片。
在本說明書中,可以使用如「上部」、「底部」、「水平」、「豎直」、「上方」、「下方」、「前」、「後」等術語、或其他指示相對位置的詞。在鏡片元件的配戴條件下理解該等術語。
在本揭露之上下文中,術語「光學鏡片」可以指未切割的光學鏡片或被磨邊以配合特定眼鏡架的眼鏡光學鏡片或眼科鏡片以及適於定位在眼科鏡片上的光學器件。光學裝置可以定位於眼科鏡片的前表面或後表面上。光學裝置可以是光學補片。光學裝置可以適於可移除地定位在眼科鏡片上,例如夾片(clip),該夾片被配置成夾在包括眼科鏡片的眼鏡架上。
根據本揭露之鏡片元件適於配戴者並且旨在配戴在所述配戴者的眼睛前方。
如圖1所表示,根據本揭露之光學鏡片10包括兩個相反光學面F1和F2以及多個連續光學元件12。
光學元件在它們共用共用周邊邊界時被認為係連續的。
如圖1所表示,根據本揭露之鏡片元件10包括在圖1上形成為朝向物體側的凸形彎曲表面的物體側表面F1、以及在圖1上形成為具有與物體側表面F1的曲率不同的曲率的凹表面的眼睛側表面F2。
根據本揭露之實施方式,至少一部分、例如所有的光學元件位於鏡片元件的前表面上。
至少一部分、例如所有的光學元件可以位於鏡片元件的後表面上。
至少一部分、例如所有的光學元件可以位於鏡片元件的前表面與後表面之間。例如,鏡片元件可以包括形成光學元件的具有不同折射率的區。
根據本揭露之光學元件旨在配戴在配戴者的具有至少一個處方屈光力Px的眼睛前方。處方光焦度可以對應於球鏡和/或柱鏡光焦度。
光學鏡片10的至少一部分、例如所有的光學元件12具有不將圖像聚焦在配戴者的眼睛的視網膜上以便減緩眼睛的屈光異常的發展的光學功能。
較佳的是,至少50%、例如至少80%、例如所有的光學元件不將圖像聚焦在配戴者的眼睛的視網膜上以便減緩眼睛的屈光異常的發展的光學功能。
在本揭露之意義上,「聚焦」應被理解為產生具有圓形截面的聚焦斑點,可以將其減小到焦平面中的一點或衍射斑點的大小。
有利地,光學元件的這種光學功能減小在周邊視力下配戴者眼睛的視網膜的變形,允許減緩配戴鏡片元件的人的眼睛的屈光異常的發展。
根據本揭露之實施方式,至少一部分、例如所有的光學元件具有將圖像聚焦在除視網膜之外的位置上的光學功能。
較佳的是,至少50%、例如至少80%、例如所有的光學元件具有將圖像聚焦在除視網膜之外的位置上的光學功能。
根據本揭露之較佳的實施方式,至少針對周邊視力而言,所有的光學元件被配置成使得穿過每個光學元件的光線的平均焦點與配戴者的視網膜的距離相同。
如圖2所展示,多個連續光學元件包括多個獨立的連續光學元件12。
在本揭露之意義上,如果產生獨立圖像,則認為兩個光學元件係獨立的。
特別地,當「在中央視力下」被平行光束照射時,每個「獨立的連續光學元件」在圖像空間中的平面上形成與其相關的斑點。換言之,當隱藏「光學元件」之一時,即使這個光學元件與另一光學元件連續,斑點也會消失。
根據本揭露之實施方式,光學元件定位在網上。
雖然圖2未準確地表示,但定位有光學元件的網可以如圖3a和圖3c所展示那樣被結構化。
根據本揭露之實施方式,光學元件可以定位在結構化網上,比如正方形網或六邊形網或三角形網或八邊形網或隨機網。
圖3a展示了根據六邊形網而定位的光學元件。
圖3b展示了根據正方形網而定位的光學元件。
光學元件還可以沿著多個同心環定位。
光學元件同心環可以是環形環。
根據本揭露之實施方式,鏡片元件包括設置成至少2個同心環、較佳的是多於5個、更較佳的是多於10個同心環的光學元件。例如,光學元件可以設置成以鏡片的光學中心為中心的11個同心環。
替代性地,光學元件可以放置在隨機結構網上,比Voronoi網,如圖3c所展示。
有利地,使光學元件放置在隨機結構上限制了光散射或衍射的風險。
配戴條件應被理解為光學鏡片相對於配戴者的眼睛的位置,例如由前傾角、角膜到鏡片距離、瞳孔與角膜距離、眼睛轉動中心(CRE)到瞳孔距離、CRE到鏡片距離、以及包角來定義。
角膜到鏡片距離係沿著處於第一眼位的眼睛的視軸(通常被視為係水平的)在角膜與鏡片的後表面之間的距離,例如等於12 mm。
瞳孔與角膜距離係沿著眼睛的視軸在其瞳孔與角膜之間的距離,通常等於2 mm。
CRE到瞳孔距離係沿著眼睛的視軸在其轉動中心(CRE)與角膜之間的距離,例如等於11.5 mm。
CRE到鏡片距離係沿著處於第一眼位的眼睛的視軸(通常被視為係水平的)在眼睛的CRE與鏡片的後表面之間的距離,例如等於25.5 mm。
前傾角係在鏡片的後表面與處於第一眼位的眼睛的視軸(通常被視為係水平的)之間的相交處、在該鏡片的後表面的法線與處於第一眼位的眼睛的視軸之間在豎直平面上的角;例如等於-8°。
包角係在鏡片的後表面與處於第一眼位的眼睛的視軸(通常被視為係水平的)之間的相交處、在該鏡片的後表面的法線與處於第一眼位的眼睛的視軸之間在水平平面上的角,例如等於0°。
標準配戴者條件的示例可以由-8°的前傾角、12 mm的角膜到鏡片距離、2 mm的瞳孔到角膜距離、11.5 mm的CRE到瞳孔距離、25.5 mm的CRE到鏡片距離、以及0°的包角來定義。
術語「處方」應當被理解為指光焦度、散光、棱鏡偏差的一組光學特性,該光學特性係由眼科醫師或驗光師確定的以便例如借助於定位於配戴者眼睛前方的鏡片矯正眼睛的視力缺陷。例如,近視眼的處方包括光焦度值和具有用於視遠的軸位的散光值。
雖然本揭露不關於漸進式鏡片,但是本說明書中所使用的措辭在文檔WO 2016/146590的圖1至圖10中針對漸進式鏡片被展示。技術人員可以針對單光鏡片來調整該等定義。
光學鏡片或光學元件可以包括非旋轉對稱的非球面表面,例如但不限於漸變表面、回歸表面、複曲面或非複曲面表面。
可以注意到,當表面局部為球面時,局部最小曲率半徑Rmin
和局部最大曲率半徑Rmax
係相同的,並且相應地,最小和最大曲率CURVmin
和CURVmax
也是相同的。當表面係非球面時,局部最小曲率半徑Rmin
和局部最大曲率半徑Rmax
係不同的。
從最小和最大曲率CURVmin
和CURVmax
該等運算式,標記為SPHmin
和SPHmax
的最小和最大球面可以根據所考慮的表面類型來推斷。
因此,平均球鏡度的運算式取決於所考慮的表面:
鏡片的任何非球面的特性可以借助於局部平均球鏡和柱鏡來表示。當柱鏡為至少0.25屈光度時,可以認為表面係局部非球面的。
對於非球面而言,局部柱鏡軸位γAX可以被進一步定義。圖4示出了如在TABO慣例中定義的散光軸位γ,而圖5示出了定義成用於表徵非球面的慣例中的柱鏡軸位γAX。
柱鏡軸位γAX為最大曲率CURVmax的取向相對於參考軸位並且在所選的旋轉方向上的角度。在以上定義的慣例中,參考軸位係水平的(此參考軸位的角度為0°)並且該旋轉方向在看向配戴者時對於每一隻眼而言係逆時針的(0° ≤ γAX ≤ 180°)。因此,+45°的柱鏡軸位γAX的軸位值表示傾斜定向的軸線,在看向配戴者時該軸位從位於右上方的象限延伸到位於左下方的象限。
而且,考慮到配戴著鏡片的人的狀況,漸進式多焦點鏡片還可以由光學特性定義。
圖6和圖7係眼睛和鏡片的光學系統的圖解展示,因此示出了在本說明書中使用的定義。更精確地,圖6表示這種系統的立體圖,其展示了用來定義注視方向的參數α和β。圖7係在參數β等於0的情況下在平行於配戴者頭部的前後軸線並且經過眼睛轉動中心的豎直平面內的視圖。
將眼睛轉動中心標記為Q'。圖8中以點劃線示出的軸線Q'F'係穿過眼睛轉動中心並且在配戴者前方延伸的水平軸線,即,對應於主注視視角的軸線Q'F'。此軸線在被稱為配鏡十字的點上切割鏡片的非球面表面,該點存在於鏡片上而使眼鏡師能夠將鏡片定位在鏡架中。鏡片的後表面與軸線Q'F'的相交點係點O。如果O位於後表面上,它可以是配鏡十字。具有中心Q'和半徑q'的頂球在水平軸線的一點上與鏡片的後表面相切。作為示例,25.5 mm的半徑q'的值對應於常用值,並且在戴著鏡片時提供令人滿意的結果。
給定注視方向(由圖6中的實線所表示)對應於眼睛繞著Q'轉動的位置和頂球的點J;角β係在軸線Q’F’與直線Q’J在包括軸線Q’F’的水平平面上的投影之間形成的角;這個角出現在圖6的示意圖上。角α係在軸線Q'J與直線Q'J在包括軸線Q'F'的水平平面上的投影之間形成的角;這個角出現在圖6和圖7的示意圖上。因此,給定的注視視角對應於頂球的點J或者對應於一對(α, β)。如果注視降低角的值在正向越大,則注視降低越多;並且如果該值在負向越大,則注視升高越多。
在給定的注視方向上,在物體空間中位於給定物距處的點M的圖像形成在對應於最小距離JS和最大距離JT的兩個點S與T之間,該最小距離和最大距離將是矢狀局部焦距和切向局部焦距。在點F'處形成了物體空間中無窮遠處的點的圖像。距離D對應於鏡片的後冠狀面。
艾格瑪函數(Ergorama)係使物點的通常距離關聯於每一個注視方向的函數。典型地,在遵循主注視方向的視遠中,物點處於無窮遠處。在遵循基本上對應於在朝向鼻側的絕對值為約35°的角α和約5°的角β的注視方向的視近中,物距係約30 cm到50 cm。為了瞭解關於艾格瑪函數的可能定義的更多細節,可以考慮美國專利US-A-6,318,859。該文檔描述了艾格瑪函數、其定義及其建模方法。對於本揭露之方法而言,點可以處於無窮遠處或不處於無窮遠處。艾格瑪函數可以是配戴者的屈光不正或配戴者的下加光的函數。
使用該等要素可以在每一個注視方向上定義配戴者的光焦度和散光。針對注視方向(α, β)來考慮在由艾格瑪函數給定的物距處的物點M。在物體空間中針對對應光線上的點M將物體接近度ProxO定義為點M與頂球的點J之間的距離MJ的倒數:
這使得能夠在針對頂球的所有點的一種薄鏡片近似內計算物體接近度,該薄鏡片近似用於確定艾格瑪函數。對於真實鏡片而言,物體接近度可以被視為在對應光線上物點與鏡片的前表面之間的距離的倒數。
此定義對應於由鏡片產生的光束的散光。可以注意到,該定義在主注視方向上給出了散光的典型值。通常被稱為軸位的散光角係角γ。角γ係在與眼睛關聯的參考系{Q',xm,ym,zm}中測量的。它對應於藉以形成圖像S或T的角,該角取決於結合平面{Q',zm,ym}中的方向zm所使用的慣例。
在配戴條件下,鏡片的光焦度和散光的可能定義因此可以如B. Bourdoncle等人的論文中所闡釋那樣計算,該論文的題目為「Ray tracing through progressive ophthalmic lenses [藉由漸進式眼科鏡片的光線跟蹤]」(1990年國際鏡片設計會議,D.T. Moore編,英國光電光學儀器學會會議記錄)。
如圖2所表示,可以定義直徑為至少4 mm、例如10 mm的瞳孔16,在該瞳孔上,可以沿著至少一個方向、在對應於至少一個處方屈光力的平面中測得光學鏡片的調製傳遞函數在0與20 cyc/deg之間大於0.1 cyc/deg,例如大於或等於0.2。
連續光學元件的密度使得在所述瞳孔16上,大部分、例如至少50%或至少80%的在所述瞳孔16上穿過光學鏡片的光線穿過該多個光學元件中的至少一個。
在本揭露之意義上,如果光線穿過對應於由所述差分光程(DOP)的水平所定義的外形圖的光學元件的最大內接圓,則被認為穿過光學元件,所述水平在所述瞳孔上係恒定的,並且在範圍[DOP的最小水平, DOP的最小水平+幅值的10%]內,其中該幅值係所述瞳孔上的所述差分光程(DOP)的最大水平。
在瞳孔16上,光學鏡片10產生第一光程差OPD1。光程係穿過光學系統的光所遵循的路徑的幾何長度與所述光學系統的折射率的乘積。兩個路徑之間的光程長度差被稱為光程差OPD。在本揭露之意義上,第一光程差係穿過光學鏡片的光線與穿過空氣的光線之間的光程長度差。在本揭露之意義上,應用了以下慣例:對於具有正光焦度的球面鏡片而言,OPD在其中心高於邊緣。
OPD可以被視為3D空間中的表面並作為該表面來測量,並被記為(x, y, f(x,y))。最佳球鏡係參數、其中心及其半徑被優化的球鏡,如文件http://www.sci.utah.edu/~balling/FEtools/doc_files/LeastSquaresFitting.pdf的第6章所揭露。
對於優化過程,成本函數可以由例如每個點與球鏡之間的差的平方在所有點上的總和來定義。此距離可以用至少2種不同方式來定義:
- Z差
- 法向上的距離(如先前文章中所述)。
可以確定對應於最佳球面擬合光學鏡片的第二光程差OPD2。
可以確定作為所述第一光程差OPD1與所述第二光程差OPD2之間的差構成的差分光程DOP。根據本揭露之光學鏡片的差分光程DOP在瞳孔上不同於零。換句話說,第一光程差OPD1不與球面光學鏡片的光程差匹配。
當所述瞳孔上的光學鏡片不包括具有基於配戴者的所述眼睛的處方的屈光力的屈光區域或包括由多個相應獨立的島狀區域組成的、具有基於配戴者的所述眼睛的處方的屈光力的屈光區域時,所述瞳孔上的該等光學元件係連續的。每個島區域由單獨光學元件形成。
在實施方式中,當所述瞳孔上的光學鏡片不包括具有基於配戴者的所述眼睛的處方的屈光力的屈光區域時,所述瞳孔上的該等光學元件係連續的。
在實施方式中,當所述瞳孔上的光學鏡片包括由多個相應獨立的島狀區域組成的、具有基於配戴者的所述眼睛的處方的屈光力的屈光區域時,所述瞳孔上的該等光學元件係連續的。
在本揭露之意義上,基於配戴者的所述眼睛的處方的屈光力應被理解為對應於配戴者的眼睛的處方的屈光力、特別是處方屈光力Px。
較佳的是,該等測量係在未經塗布的光學鏡片上實現的。雖然不一定限於未經塗布的光學鏡片,但該等測量在未經塗布的光學鏡片上顯得更準確。然而,可以測量經塗布的光學鏡片,並且使用傳遞函數來確定如果光學鏡片未經塗布,則測量將是多少。WO 2020/079105中討論了這種傳遞函數之示例。
有利地,具有連續光學元件有助於改善鏡片元件的美觀並且更容易製造。
至少在瞳孔16上,例如在光學鏡片的所有表面上,該連續光學元件中的每個連續光學元件驗證了d =,其中
d係以mm為單位的所述光學元件的外形的特徵尺寸,
|P|係以屈光度表示的所述光學元件的特徵光焦度的絕對值,以及
K係大於或等於0.9、例如大於1.2且小於或等於1.7、例如小於1.4的數。
每個光學元件的外形的特徵尺寸d可以對應於每個光學元件的特定大小。
為了定義每個光學元件的特徵尺寸d,可以使用如前所述而確定的差分光程DOP。
每個光學元件的特徵尺寸對應於由所述差分光程(DOP)的水平限定的外形圖中的內切圓的最大直徑,所述水平在所述瞳孔內係恒定的並且在該範圍[DOP的最低水平,DOP的最低水平 + 幅值的10%]內,其中該副值係在所述瞳孔上所述差分光程(DOP)的最大水平。
特別地,光學元件可以具有可內接在直徑大於或等於0.2 mm、例如大於或等於0.4 mm、例如大於或等於0.6 mm並且小於或等於2.0 mm、例如小於1.0 mm的圓內的外形形狀。
如果光學元件係球面的,那麼光學元件的特徵光焦度可以是球鏡光焦度,如果光學元件不是球面的,那麼光學元件的特徵光焦度可以是最佳球鏡光焦度。例如,在非球面光學元件的情況下,特徵光焦度係光學元件的非球面光學功能的平均焦度。
根據本揭露之實施方式,至少一部分、例如所有的光學元件具有小於或等於20 D、例如小於或等於10 D、例如小於或等於6 D的特徵光焦度。
根據本揭露之實施方式,至少一部分、例如所有的光學元件在兩個連續光學元件之間具有恒定的光焦度和不連續的一階導數。
替代性地,至少一部分、例如所有的光學元件在兩個連續光學元件之間具有變化的光焦度和焦度正負號改變。
可以優化每個光學元件的光學功能、特別是屈光功能,以便在配戴者眼睛的視網膜的恒定距離處提供焦點圖像,特別是在周邊視力下。這種優化需要根據光學元件在鏡片元件上的位置來調整每個光學元件的屈光功能。
特別地,發明人已經確定穿過在周邊視力(距瞳孔中心30°)下分析的球形3D形狀微鏡片的光束的點圖不是一個點。
為了獲得一個點,發明人已經確定光學元件應該具有柱鏡度,例如具有複曲面形狀。
根據本揭露之實施方式,至少一個、例如所有的光學元件在標準配戴條件下具有非球面光學功能。
根據本揭露之另一個實施方式,至少一個、例如所有的光學元件具有柱鏡度。
根據本揭露之實施方式,光學元件被配置成使得至少沿著鏡片的一個區段,光學元件的平均球鏡從所述區段的某個點朝向所述區段的周邊變化。
光學元件可以進一步被配置成使得至少沿著鏡片的一個區段,例如至少與光學元件的平均球鏡變化所沿著的區段相同的區段,柱鏡從所述區段的某個點(例如,與平均球鏡相同的點)朝向所述區段的周邊部分變化。
有利地,將光學元件配置成使得沿著鏡片的至少一個區段,光學元件的平均球鏡和/或平均柱鏡從所述區段的某個點朝向所述區段的周邊部分變化,允許在近視情況下改變光線在視網膜前方的散焦,或在遠視情況下改變光線在視網膜後面的散焦。
換言之,發明人已經觀察到將光學元件配置成使得沿著鏡片的至少一個區段,光學元件的平均球鏡從所述區段的某個點朝向所述區段的周邊部分變化,有助於減緩眼睛的比如近視或遠視等屈光異常的發展。
光學元件可以被配置成使得沿著鏡片的至少一個區段,光學元件的平均球鏡和/或柱鏡從所述區段的中心朝向所述區段的周邊部分變化,例如增大接著減小、例如減小、例如增大。
根據本揭露之實施方式,光學元件被配置成使得在標準配戴條件下,至少一個區段係水平區段。
光學鏡片可以包括光學中心,並且光學元件可以被配置成使得沿著穿過鏡片的光學中心的任何區段,光學元件的平均球鏡和/或柱鏡從光學中心朝向鏡片的周邊部分變化,例如增大。
光學鏡片可以包括視遠參考點、視近參考點、以及連接視遠參考點和視近參考點的子午線。在這種實施方式中,光學元件可以被配置成使得在標準配戴條件下沿著鏡片的任何水平區段,光學元件的平均球鏡和/或柱鏡從所述水平區段與子午線的相交處朝向鏡片的周邊部分變化,例如增大。
較佳的是,根據這樣的實施方式,光學元件被配置成使得在標準配戴條件下沿著鏡片的任何水平區段,光學元件的平均球鏡和/或柱鏡從所述水平區段與子午線的相交處朝向鏡片的周邊部分變化,例如增大。
子午線對應於主注視方向與鏡片表面的相交處的軌跡。
沿著區段的平均球鏡和/或柱鏡的變化函數、例如增大函數可以根據所述區段沿著子午線的位置而不同。
特別地,沿著區段的平均球鏡和/或柱鏡的變化函數、例如增大函數可以是不對稱的。例如,在標準配戴條件下,平均球鏡和/或柱鏡增大函數沿著豎直和/或水平區段係不對稱的。
平均球鏡和/或柱鏡可以沿著至少一個水平區段根據增大函數而增大,增大函數係高斯函數。高斯函數在鏡片的鼻部與顳部之間可以是不同的,以便考慮人的視網膜的不對稱性。
替代性地,平均球鏡和/或柱鏡可以沿著至少一個水平區段根據增大函數而變化,該增大函數係二次函數。該二次函數在鏡片的鼻部與顳部之間可以是不同的,以便考慮人的視網膜的不對稱性。
根據本揭露之實施方式,光學元件的平均球鏡和/或柱鏡從所述區段的第一點朝向所述區段的周邊部分變化,例如增大,並且從所述區段的第二點朝向所述區段的周邊部分變化,例如減小,該第二點比該第一點更靠近所述區段的周邊部分。
在表1中展示了這樣的實施方式,其根據它們到鏡片元件的光學中心的徑向距離來提供光學元件的平均球鏡。
例如,光學元件可以沿著以光學鏡片的光學中心為中心的圓規則地分佈。
在直徑為10 mm且以光學鏡片的光學中心為中心的圓上的光學元件可以是具有2.75 D的平均球鏡的微鏡片。
在直徑為20 mm且以屈光區域的光學中心為中心的圓上的光學元件可以是具有4.75 D的平均球鏡的微鏡片。
在直徑為30 mm且以屈光區域的光學中心為中心的圓上的光學元件可以是具有5.5 D的平均球鏡的微鏡片。
在直徑為40 mm且以屈光區域的光學中心為中心的圓上的光學元件可以是具有5.75 D的平均球鏡的微鏡片。
可以基於人的視網膜的形狀來調整不同光學元件的柱鏡。
根據本揭露之實施方式,光學元件係透明的,較佳的是,至少50%、例如至少80%、例如至少95%、例如所有的光學元件係透明的。
有利地,光學元件在鏡片元件上不可見並且不影響鏡片元件的美觀。
光學元件可以覆蓋鏡片元件的特定區,像在中心或任何其他區域。
光學元件可以設置在鏡片元件的整個表面上。
可以根據鏡片元件的區來調整光學元件密度或每個光學元件的光焦度。典型地,光學元件密度或光焦度可以被調整成使得其改進光學元件對近視控制的影響,以便補償由於例如視網膜的周邊形狀引起的周邊散焦。
根據本揭露之實施方式,至少一個、例如所有的光學元件的形狀被配置為在人眼的視網膜前方形成焦散面。換言之,這種光學元件被配置成使得光通量集中的每個區段平面(如果有的話)位於人眼睛的視網膜前面。
根據本揭露之實施方式,至少一個、例如所有的具有非球面光學功能的光學元件係多焦點微鏡片。
在本揭露之意義上,「多焦點微鏡片」包括雙焦點(具有兩個焦度)、三焦點(具有三個焦度)、連續變化的焦度、圍繞所述軸線的旋轉對稱的連續變化的表面焦度,例如,微鏡片係旋轉對稱的,例如,具有非球面形狀。
根據本揭露之實施方式,光學元件中的至少一個、較佳的是多於50%、更較佳的是多於80%的光學元件係非球面微鏡片。在本揭露之意義上,非球面微鏡片在其表面上具有連續的焦度演變。
非球面微鏡片可以具有介於0.1 D與10 D之間的非球面性。非球面微鏡片的非球面性對應於在光學元件的第一點處測量的光焦度與在微鏡片元件的第二點處測量的光焦度之間的差,第一點和第二點設置在距光學元件的幾何中心不同徑向距離處。
幾何中心對於對應於由所述差分光程(DOP)的水平所定義的外形圖中的最大內接圓的中心,所述水平在所述瞳孔上係恒定的,並且在範圍[DOP的最小水平, DOP的最小水平 + 幅值的10%]內,其中該幅值係在所述瞳孔上所述差分光程(DOP)的最大水平。
根據本揭露之實施方式,非球面微鏡片在第一點處的光焦度的絕對值在2.0 D與7.0 D之間,並且在第二點處的光焦度的絕對值在1.5 D與6.0 D之間。
在塗覆鏡片元件的設置有光學元件的表面之前,非球面微鏡片的非球面性可以根據距所述鏡片元件的光學中心的徑向距離而變化。
另外,在塗覆鏡片元件的設置有光學元件的表面之後,非球面微鏡片的非球面性可以進一步根據距所述鏡片元件的幾何中心的徑向距離而變化。
根據本揭露之實施方式,至少一個多焦點屈光微鏡片具有複曲面。複曲面表面係旋轉表面,其可以藉由圍繞旋轉軸線(最終定位在無窮遠處)旋轉一個圓或弧來產生,該旋轉軸線不穿過其曲率中心。
複曲面表面鏡片具有彼此成直角的兩個不同的徑向輪廓,因此產生兩個不同的焦度。
複曲面鏡片的複曲面和球面部件產生像散光束,而不是單點焦點。
根據本揭露之實施方式,至少一個、例如所有的具有非球面光學功能的光學元件係複曲面屈光微鏡片。例如,球鏡度值大於或等於0屈光度(δ)且小於或等於+5屈光度(δ)並且柱鏡度值大於或等於0.25屈光度(δ)的複曲面屈光微鏡片。
作為具體實施方式,複曲面屈光微鏡片可以是純柱鏡,意味著子午線最小焦度為零,而子午線最大焦度嚴格為正,例如小於5屈光度。
光學元件和/或光學鏡片可以使用不同的技術製造,如直接表面處理、模製、鑄造或注塑、壓花、成膜、或光刻法等......
本揭露進一步關於一種適於模製根據本揭露之光學鏡片的模製元件。
例如,本揭露關於一種用於包括多個連續光學元件的鏡片元件的模製元件,該模製元件包括具有曲率並包括多個連續表面元件的主表面,每個表面元件的曲率不同於該主表面的曲率,
其中,在至少4 mm直徑的圓盤上:
- 該連續表面元件覆蓋大部分該主表面,並且
- 每個該連續表面元件驗證了d =,其中
d係以mm為單位的所述表面元件的外形的特徵尺寸,
|C|係以屈光度表示的所述表面元件的特徵曲率的絕對值,以及
L係大於或等於1且小於或等於7.6的數。
這種模具允許獲得根據本發明的光學鏡片。
光焦度藉由P = dn × C與曲率有關,其中dn兩側上的1屈光度折射率差。基於這種關係,為了獲得具有0.1到0.5之間的K的根據本揭露之光學鏡片,需要具有1到7.6之間的L的模具。
的確,因為d = K/√ (| P |) = K/(√dn √ (| C |)),所以L等於K/√dn。
在dn = 0.05的情況下,L應介於4到7.6之間,並且在dn = 0.8的情況下,L應介於1到1.9之間。
如圖8所展示,根據本揭露之用於光學鏡片的模具20可以包括第一模製元件21、第二模製元件22和墊圈23。
第一模製元件21的第一表面24具有第一表面曲率。例如,第一表面24具有球面表面曲率。替代性地,第一表面24可以具有非球面表面曲率和/或柱面表面曲率和/或複曲面表面曲率。
第一表面24包括具有曲率和多個連續表面元件26的主表面,每個表面元件的曲率不同於主表面的曲率。
例如,第一模製元件21的第一表面24的表面元件26可以對應於要製造的光學鏡片的光學元件。
表面元件26可以具有對應於關於根據本揭露之光學鏡片的光學元件而揭露的所有特徵的表面特徵。
特別地,在至少4 mm直徑的圓盤上:
- 該連續表面元件覆蓋大部分該主表面,並且
- 每個該連續表面元件驗證了d =,其中
d係以mm為單位的所述表面元件的外形的特徵尺寸,
|C|係以屈光度表示的所述表面元件的特徵曲率的絕對值,以及
L係大於或等於1且小於或等於7.6的數。
根據本揭露之實施方式,多個表面元件26中的至少兩個係連續的。在本揭露之意義上,如果對於連接兩個表面元件的至少一個路徑,無法沿著所述至少一個路徑測量第一模製元件21的第一表面24的第一表面曲率,則這兩個表面元件係連續的。
例如,多個表面元件26中的至少一部分、例如全部可以成結構化網路定位。
根據本揭露之實施方式,至少一部分、例如所有的多個表面元件26在第一模製元件的第一表面上的設置呈現為圍繞軸線旋轉對稱,例如以第一模製元件21的第一表面24的幾何中心為中心。換句話說,多個表面元件16中的至少一部分可以沿著以第一模製元件21的第一表面24的幾何中心為中心的至少一個圓規則地分佈。
根據本揭露之實施方式,多個表面元件26中的至少一部分、例如全部成至少一個環放置在第一模製元件21的第一表面24上。
多個表面元件可以進一步成同心環組織在第一模製元件的第一表面上。例如,多個表面元件26沿著一組11個同心環定位在第一模製元件21的整個第一表面24上。表面元件同心環可以以第一模製元件21的第一表面24的幾何中心為中心。
多個表面元件26的平均表面曲率對於同一同心環的所有表面元件可以是相同的。特別地,同一同心環的表面元件26的中心區域的平均表面曲率係相同的。
根據本揭露之其他實施方式,多個表面元件26可以成不同的圖案(比如方形圖案)組織。
用於光學鏡片的模具20可以進一步包括第二模製元件22。第二模製元件22具有第二表面25。在圖3中,未示出第二模製元件22的第二表面25,因為其面向第一模製元件的第一表面24。
用於光學鏡片的模具20進一步包括墊圈23。墊圈23具有環形形式,包括內表面23a和外表面23b。墊圈23進一步包括開口27。
墊圈23將第一模製元件21和第二模製元件22密封在一起以形成模製腔28。模製腔28由第一模製元件21的包括表面元件26的第一表面24、第二模製元件22的第二表面25、以及墊圈23的內表面23a限定。
用於鏡片元件2的模具20的模製腔28通過開口27填充有模製材料。儘管係在墊圈23中示出,但開口27還可以替代性地放置在第一模製元件或第二模製元件上。
例如,模製材料可以是通過墊圈23的開口27注入到模製腔中的鑄造材料。模製腔中的鑄造材料進一步聚合成鏡片材料,從而形成鏡片元件2。
替代性地,模製材料可以是熱塑性材料。在第一溫度處於第一液態的熱塑性材料通過開口27注入模製腔28中。在冷卻過程中,熱塑性材料從第一液態變為對應於鏡片元件2的鏡片材料的第二固態。
在參考前述說明性實施方式時,許多進一步的修改和變化將對熟悉該項技術者而言係明顯的,該等實施方式僅以示例方式給出並且無意限制本揭露之範圍,本揭露之範圍僅是由所附請求項來確定的。
在請求項中,詞語「包括」並不排除其他元件或步驟,並且不定冠詞「一(a)或(an)」並不排除複數。在相互不同的從屬請求項中敘述不同的特徵這個單純的事實並不表示不能有利地使用該等特徵的組合。請求項中的任何附圖標記不應被解釋為限制本揭露之範圍。
10:光學鏡片
12:光學元件
2:鏡片元件
16:瞳孔
20:模具
21:第一模製元件
22:第二模製元件
23:墊圈
24:第一表面
26:表面元件
25:第二表面
27:開口
28:模製腔
23a:內表面
現在將參照附圖來描述本揭露之非限制性實施方式,在附圖中:
o [圖1]係根據本揭露之實施方式的光學鏡片之總體輪廓視圖;
o [圖2]係根據本揭露之實施方式的光學鏡片之平面圖;
o [圖3a至圖3c]展示了根據本揭露之光學元件的位置之示例;
o [圖4]展示了在TABO慣例中的鏡片之散光軸位γ;
o [圖5]展示了在用於表徵非球面表面的慣例中之柱鏡軸位γAX
;
o [圖6和圖7]概略地展示了眼睛和鏡片之光學系統;以及
o [圖8]展示了根據本揭露之實施方式的用於鏡片元件的模具之分解圖。
圖中的要素僅為了簡潔和清晰而展示並且不一定按比例繪製。例如,圖中的一些要素的尺寸可能相對於其他要素被放大,以幫助提高對本揭露之實施方式之理解。
無
10:光學鏡片
12:光學元件
16:瞳孔
Claims (15)
- 一種旨在配戴在一配戴者的具有至少一個處方屈光力Px的眼睛前方的光學鏡片,該光學鏡片包括兩個相對的光學面及多個連續光學元件,該等光學元件之至少一部分具有不將一圖像聚焦在該配戴者的眼睛的視網膜上以便減緩該眼睛的屈光異常的發展的一光學功能,其中: 在具有至少4 mm直徑的瞳孔上,能夠沿著至少一個方向、在對應於該至少一個處方屈光力的一平面中測得該光學鏡片的一調變傳遞函數在0到20 cyc/deg之間大於0.1; 在該瞳孔上穿過該光學鏡片的大部分光線穿過該多個光學元件中的至少一個光學元件,並且 每個該連續光學元件驗證了d =, 其中d係以mm為單位的該光學元件的外形的一特徵尺寸, |P|係以屈光度表示的該光學元件的一特徵光焦度的絕對值,以及 K係大於或等於0.9且小於或等於1.7的數。
- 如請求項1所述之光學鏡片,其中在該瞳孔上,該光學鏡片產生一第一光程差(OPD1),一最佳球面擬合光學鏡片產生一第二光程差(OPD2),構成一差分光程圖(DOP)作為該第一光程差(OPD1)與該第二光程差(OPD2)之間的差,該差分光程(DOP)不同於零。
- 如請求項2所述之光學鏡片,其中,當該瞳孔上的光學鏡片不包括具有基於該配戴者的該眼睛的一處方的一屈光力的一屈光區域或包括由多個相應獨立的島狀區域組成的、具有基於該配戴者的該眼睛的處方的一屈光力的一屈光區域時,該瞳孔上的該等光學元件係連續的。
- 如請求項2所述之光學鏡片,其中,每個光學元件的特徵尺寸對應於由該差分光程(DOP)的水平所定義的一外形圖中的內接圓的最大直徑,該水平在該瞳孔上係恒定的,並且在範圍[DOP的最小水平,DOP的最小水平 + 幅值的10%]內,其中該幅值係在該瞳孔上該差分光程(DOP)的最大水平。
- 如前述請求項中任一項所述之光學鏡片,其中,至少一部分、例如所有的該光學元件具有絕對值小於或等於20 D的一特徵光焦度。
- 如前述請求項中任一項所述之光學鏡片,其中,直徑為4 mm的該瞳孔包括該光學鏡片的一參考點,例如,配鏡十字或光學中心或幾何中心。
- 如前述請求項中任一項所述之光學鏡片,其中,該等光學元件定位在結構化網上,該結構化網係正方形網或六邊形網或三角形網或八邊形網或隨機網。
- 如前述請求項中任一項所述之光學鏡片,其中,至少一個、例如所有的該光學元件具有在標準配戴條件下將一圖像聚焦在視網膜之外的一位置上的光學功能。
- 如前述請求項中任一項所述之光學鏡片,其中,至少一個、例如所有的該光學元件具有在標準配戴條件下不將圖像聚焦在視網膜之外的一位置上的一光學功能。
- 如前述請求項中任一項所述之光學鏡片,其中,至少50%的在該瞳孔上穿過該光學鏡片的光線穿過該多個光學元件中的至少一個光學元件。
- 如前述請求項中任一項所述之光學鏡片,其中,至少一部分、例如所有的該等光學元件位於該光學鏡片的前表面上。
- 如前述請求項中任一項所述之光學鏡片,其中,至少一部分、例如所有的該等光學元件位於該光學鏡片的後表面上。
- 如前述請求項中任一項所述之光學鏡片,其中,至少一部分、例如所有的該等光學元件位於該光學鏡片的前表面與後表面之間。
- 一種適於模製如請求項1至13中任一項所述之光學鏡片的模製元件。
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