專利名稱：用于評估眼瞼運動和接觸鏡片位置的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于設計眼鏡片的方法。特別地，本發(fā)明提供一種用于通過考 慮到眼瞼運動和眼上接觸鏡片位置來設計接觸鏡片的方法。本發(fā)明還提供一種 用于設計為個體定制的鏡片的方法。
背景技術：
為了校正屈光不正，使用諸如接觸鏡片之類的眼鏡片是公知的。用于設計 接觸鏡片的大量方法也是已知的。通常，這些方 跑括下列中的一個或多個 巳知設計的基準測試，為了控制光學參數(shù)而研究出理論目標值，獲得患者的主 觀反饋，以及利用客觀測試方法來產(chǎn)生鏡片設計。這些設計方法的一個缺點在 于，它們沒有精確地考慮鏡片的眼上運動的影響或者眼瞼運動對鏡片穩(wěn)定性的 影響。
另外，為了校正某些光學缺陷，必須將非球面校正的特性設計至贖觸鏡片 的一個或多個表面中，例如柱面的、雙焦的、或多焦的特性。然而，這些鏡片 的所述設計的問題在于，必須將鏡片設計成發(fā)揮作用以便決速地達到并且然后 保持特定取向，同時在眼睛上是有效的。對結合了非球面校正的鏡片設計的性 能進行評估需要多次反復，在所述反復期間，對鏡片進行眼上測試，來自鏡片 佩戴者的反饋被用來優(yōu)化鏡片設計，以及對鏡片進行眼上再測試，從而得到鏡 片設計并且導致過長的評估周期。
附圖簡述


圖1是被用來實施本發(fā)明的方法的設備的一個實施例的示意圖。
圖2是示出人的眼瞼以及用于足跟詩n繪制眼瞼的運動的點的示意圖。 圖3是描繪上下眼瞼的運動輪廓的曲線圖。
本發(fā)明及其優(yōu)選實施例的描述
在本發(fā)明中，提供一種用于設計接觸鏡片的方法以及M31該方法所生產(chǎn)的 鏡片，該接觸鏡片包括復曲面接觸鏡片。本發(fā)明的方法允許個體對鏡片性能的 主觀評估與眼上鏡片位置和眼瞼運動之一或二者的客觀測量的直接相關。該方 法允許產(chǎn)生比常規(guī)設計方法在更少時間內(nèi)具有增強的眼上穩(wěn)定性的鏡片設計。 另外，該方法可以被用來設計為個體定制的鏡片。
在一個實施例中，本發(fā)明提供這樣一種方法，該方法包括下述步驟并且基 本上由下述步驟構成a)將包含第一設計的接觸鏡片方M在個人的眼睛上；b) 在有效的時間周期內(nèi)記錄個體的眼瞼運動和接觸鏡片的位置之一或二者；c)分 析該記錄以便評估個體的眼瞼運動和接觸鏡片的位置之一或二者；以及d)利用 在步驟c)中獲得的信息來修正該第一設計，以便提供具有第二設計的第二鏡片。
本發(fā)明可以被用來設計球面接觸鏡片，但是在非旋轉對稱接觸鏡片(包括 但不限于復曲面和多焦接觸鏡片)以及旋轉對稱但非球面的接觸鏡片的設計中 可以獲得其最大效用。
在本發(fā)明的方法的第一步驟中，將具有第一鏡片設計的第一接觸鏡片方i(S 在個體的眼睛上。該鏡片可以利用任何用于設計接觸鏡片的傳統(tǒng)上可用的方法 來設計。例如，該鏡片可以利用在市場上可買到的軟件來設計，其中包括但不 限于ZEMAX，、 CODEV 、 OSLO，等。通常，將通過用數(shù)學術語描述鏡片 的每個表面來設計該鏡片。所描述的表面可以采用的形狀僅由元件的密度或被 用來描述該表面的系數(shù)進行限定。優(yōu)選地，該鏡片是這樣一種鏡片，其中前或 物偵懷面以及后或眼睛側表面中的一個是非旋轉對稱的或非球面的。
一旦完成了第一鏡片的設計，就m任何便利的方法來生產(chǎn)根據(jù)該第一設
計的鏡片。用于生產(chǎn)接觸鏡片的方法是公知的，并且包括但不限于釘板條 (lathing)、模制或者機械加工和模制的組合。
一旦將鏡片放在眼睛上，就在鏡片在個體的眼睛上時對鏡片進fiH己錄。該 記錄提供關于接觸鏡片在眼睛上的位置和個體的眼瞼運動之一或二者的信息、 以及眼瞼運動隨著時間的過去對鏡片位置的影響。該記錄可以利用任何便利的 方法和設備來實施。im地，4頓高速攝像機，即是指育,以大約500巾彌秒或 更高的速度進行記錄的攝像機。合適的攝像機在市場上可買到，并且包括但不 限于可從Vision Research公司得到的PHANTOM V5 、可從Photon公司得到 的PHOTRON FASTCAM PCI 、可從Redlake MASD公司得到的 MOTIONPRO謹500等。
從眼睛到攝像機的精確距離不是關鍵性的，并且將取決于攝像機鏡頭的聚
焦能力。,地，眼睛和眼瞼的800X600像素的圖像是適當?shù)?。同?地，
將攝像機定位在鏡片中心到眼睛中心之間延伸的線上距鏡片佩m^的眼睛大約
1英尺至大約2英尺處?？梢訫il環(huán)境照明來提供照明?？蛇x擇地，攝像機可以 通過適當?shù)墓鈱W鏈路被連接到狹縫燈，該光學鏈路包括但不限于反射鏡、分束 器等。使用狹縫燈的不利之處在于，燈的亮光可能引起眨眼。因此，作為又一 可選方案并且^il地，可以使紅外燈位于攝像機的一偵拼用來對眼睛進行照明， 或者可以將紅外照明結合至鵬縫燈中。優(yōu)選使用的紅外光的量將與所使用的攝 像機的釆樣頻率成比例。例如，在每秒500幀時，具有Wratten 89B濾光器的25 瓦燈泡是足夠的。
個體的頭部JtM過任何便禾啲手段來穩(wěn)定，其中包括但不限于通過i頓 前額托、腮托等。作為一個可選步驟，可以將頭部是否是穩(wěn)定的標記放置在個 體的臉上，以便可以跟蹤頭部的運動并且隨后從眼瞼運動中將其減去。
記錄的時間周期是對于搜集足夠的數(shù)據(jù)以便實施所期望的分析有效的周 期。該時間周期將取決于所使用的攝像機的存儲容量和采樣速率以及個體的眨 目腿率。人的眨目腿率通常是每併中在大約6至大約15次眨眼之間，其中每次 眨眼持續(xù)大約四分之一秒。優(yōu)選地，該時間周期足夠記錄至少五次眨眼。因為 將要記錄與由照明條件引起的那些眨眼不同的自然眨眼，所以個體的多記錄會 話可能是必須的。
通常，將很容易在記錄上看得見眼瞼和鏡片的運動。然而，為了便于對運 動進行識別，伏選可以用很容易看得見的標記對鏡片和眼瞼之一或二者進行標 記。該標記可以位于眼瞼的任何區(qū)域，但是便利且{，的是位于距眼瞼的最外 部分大約lmm至大約5mm處，也就是眼瞼最,眼睛的部分。如果鏡片是非 旋轉對稱鏡片，例如復曲面鏡片，貝嗵常禾擁在這種鏡片上典型使用的取向標 記來制造該鏡片。如果這些標記不是很容易看得見，或者如果期望鏡片的附加 可見性，則可以利用任何合適的標記材料對鏡片進行標記。
在本發(fā)明的方法中， 一旦完成了記錄，貝何以通過利用育&夠執(zhí)行所記錄圖 像的線分析的軟件足跟宗其運動來分析眼瞼運動和鏡片位置之一或二者。可以使 用任何合適的在市場上可買到的軟件，其中包括但不限于MAXTRAQ，、 FACELAB，等。軟件被安裝在任何合適的計算機上，其中包括但不限于基于
WINDOWS 的個人計^^幾，例如IBM THINKPAD T40?？梢詅fi31育,將在 攝像機存儲器中所存儲的圖像傳輸?shù)接嬎銠C的任何便利的鏈路將攝像機連接到 計算機，該鏈路包括但不限于FIREWIRE，鏈路。在市場上可買到的軟件可以 被用來將所記錄的圖像轉換為所期望的格式，其中包括但不限于TIFF文件、 JPEG文件等。
在圖1中示出對實施本發(fā)明的方法有用的裝置10。裝置10由高速攝像機 14和可移動地連接到其上的紅外燈17構成。將攝像機14定位在眼睛11以及眼
瞼12和13的前面。攝像機14被連接至附^mi5，該計^mi5又被連接至ij監(jiān)
視器16。
利用計算機，ffli^跟宗軟件彩會制眼瞼運動和鏡片位置之一或二者的值。 如果期望附加的分析，則可以以任何便利的形式輸出數(shù)據(jù)點的文件，例如以 EXCEL 電子表格。
在圖2中示出眼睛以及其上眼瞼21和下眼瞼22的視圖。如所示，在上下 眼瞼的每一個上標記多個點23并進fi^魏U。圖3是在一個眨眼周期過程中在上 眼瞼上的點的運動的曲線A和下眼瞼的曲線B的實例的放大視圖。該曲線利用 輸出到EXCEL中的MaxTraq繊來創(chuàng)建，并且表明，上眼瞼在上下方向上運 動，而下眼瞼在橫向上運動。
所繪制的值可以并且 纟,行視覺分析，并且i!31利用來自周圍點的信 息來消除誤捕獲的點或不遵循平滑輪廓的點。還可以通過利用任何數(shù)量的數(shù)學 函數(shù)來進一步使該曲線平滑，這些數(shù)學函數(shù)包括但不限于對所有點的樣條函數(shù)、 多項式、插值等。平滑減小或消除了作為所使用的數(shù)值跟蹤算法的人為結果的 顫動。 一旦結束平滑，貝何以通過測量由每次眨眼所導致的鏡片旋轉的量來量 化眼瞼-鏡片的相互作用，并且將所觀"得的眼瞼運動纟魏贓時序圖中，以便使鏡 片旋轉的程度與眨眼的次數(shù)相關。
在本發(fā)明的方法的最后一個步驟中，禾擁從眼瞼-鏡片運動分析中獲得的信 息修正第一接觸鏡片設計。例如，M知道眼瞼邊緣接近鏡片的穩(wěn)定區(qū)域的方 式，可以對該穩(wěn)定區(qū)域進行移動、重新整形或者同時進行這二者，直到當鏡片 在眼睛上時獲得鏡片停留的位置和最大的鏡片穩(wěn)定性之一或二者。鏡片的重新 設計可以利用市場上可買到的軟件來實施，該軟件用數(shù)學術語描述鏡片的每個 表面。確認第二設計是否實現(xiàn)所期望的性能可以利用本發(fā)明的方法 行評估。
權利要求
1.一種用于設計接觸鏡片的方法，包括以下步驟a)將包含第一設計的接觸鏡片放置在個體的眼睛上；b)在時間周期內(nèi)記錄個體的眼瞼運動和接觸鏡片位置之一或二者；c)分析該記錄以便對該個體的眼瞼運動和該接觸鏡片位置之一或二者進行評估；并且d)利用在步驟c)中獲得的信息對該第一設計進行修正，以便提供具有第二設計的第二鏡片。
2. 權利要求l所述的方法，其中，步驟b) ^MM利用高速攝像機記錄個 體的眼睛來實施的。
3. 權利要求l所述的方法，其中，步驟b)進一步包括利用紅外燈對該眼 睛進行照明。
4. 權利要求l所述的方法，還包括對眼瞼和鏡片之一或二者進行標記的步驟。
5. —種利用權利要求1所述的方法所提供的接觸鏡片。
全文摘要
提供一種用于設計接觸鏡片的方法，其中在鏡片性能的個體主觀評估和眼上鏡片位置與眼瞼運動之一或二者的客觀測量之間進行直接相關。該方法允許產(chǎn)生比常規(guī)設計方法在更少時間內(nèi)具有增強的眼上穩(wěn)定性的鏡片設計。
文檔編號G02C7/04GK101194200SQ200680020178
公開日2008年6月4日 申請日期2006年5月31日 優(yōu)先權日2005年6月8日
發(fā)明者D·R·伊斯坎德, J·L·佩雷斯, M·科林斯 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司