相關(guān)專利申請交叉引證

本專利申請是于2007年5月21日提交的美國專利No.11/751,205的部分繼續(xù)申請，依據(jù)美國專利法35U.S.C.121要求其優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及眼用透鏡。具體地講，本發(fā)明提供用于防止或延緩近視發(fā)展的眼用透鏡。

背景技術(shù)：

近視影響著高達(dá)25％的美國人口，并且在世界上的某些地區(qū)，影響著高達(dá)75％的人口。近視眼的眼球形狀被拉長，因此進(jìn)入眼睛的光線聚焦于視網(wǎng)膜前方。常規(guī)的近視治療方法是佩戴校正透鏡。然而，常規(guī)的校正透鏡不能防止近視發(fā)展。

已提出多種延緩近視發(fā)展的方法，尤其是針對兒童的方法。這些方法包括使用多焦點(diǎn)透鏡、使用可引入像差或控制像差的透鏡、使用離軸焦度透鏡、重塑角膜、練習(xí)眼睛以及使用藥理學(xué)療法等。

使用多焦點(diǎn)透鏡和具有像差的透鏡已證明是不利的，因?yàn)檫@些透鏡會損害佩戴者的遠(yuǎn)距視覺。其他方法也有不利影響，包括角膜重塑帶來的不適，藥物療法帶來的不良副作用。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明透鏡的前表面。

圖2示出了實(shí)例透鏡的焦度分布圖。

圖3示出了本發(fā)明的焦度分布圖。

圖4示出了本發(fā)明的焦度分布圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供可顯著防止近視發(fā)展的眼用透鏡及其設(shè)計和制備方法。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，視區(qū)中央具有遠(yuǎn)距視覺焦度區(qū)域且該區(qū)域被至少一個正縱向球面像差的區(qū)域包圍的多焦點(diǎn)透鏡可顯著防止近視發(fā)展。

所謂“眼用透鏡”是指接觸透鏡、眼內(nèi)透鏡、覆蓋透鏡等。本發(fā)明的透鏡優(yōu)選地為接觸透鏡。所謂“遠(yuǎn)距光焦度”、“遠(yuǎn)距視覺焦度”和“遠(yuǎn)距焦度”是指將佩戴者的遠(yuǎn)視視敏度校正至理想程度所需的屈光力的大小。所謂“縱向球面像差”是指透鏡中央與周邊之間的焦點(diǎn)屈光差值，計算方法為周邊光線焦點(diǎn)的屈光值減去近軸光線焦點(diǎn)的屈光值。所謂“正縱向球面像差”是指周邊光線與近軸光線之間的屈光差值是正值。

在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，提供的眼用透鏡具有視區(qū)，其中視區(qū)包括，由或基本上由具有基本上恒定的遠(yuǎn)距視覺焦度的中央?yún)^(qū)域以及與中央?yún)^(qū)域同心且具有正縱向球面像差的至少第一環(huán)形區(qū)域組成。在可供選擇的實(shí)施例中，可以提供與第一環(huán)形區(qū)域同心的第二環(huán)形區(qū)域，第二區(qū)域可提供恒定的焦度或逐漸減小的焦度中的任一種。在另一個實(shí)施例中，提供具有視區(qū)的透鏡，其中視區(qū)包括由或基本上由在視區(qū)最中央部分的基本上恒定的遠(yuǎn)距視覺焦度區(qū)域以及至少一個在遠(yuǎn)距視覺焦度區(qū)域周邊且具有正縱向球面像差的區(qū)域組成。

如圖1所示，透鏡10具有視區(qū)11和非光學(xué)透鏡區(qū)14。視區(qū)11由中央?yún)^(qū)域12和周邊區(qū)域13構(gòu)成。中央?yún)^(qū)域12位于透鏡光軸的中心，半徑為約0.5至2mm，優(yōu)選地為約1至1.5mm。中央?yún)^(qū)域12內(nèi)的焦度是基本上恒定的遠(yuǎn)距視覺焦度，為約+12.00屈光度至約-12.00屈光度。由于在周邊區(qū)域加入了正焦度，所以期望過校正中央?yún)^(qū)域內(nèi)遠(yuǎn)距視覺焦度，即焦度大于校正佩戴者的遠(yuǎn)視視敏度所需的焦度。過校正的量取決于中央?yún)^(qū)域12的直徑和所提供正球面像差的大小。然而，過校正通常為約0.25至約1.00屈光度。

周邊區(qū)域13具有正縱向球面像差，隨著視線從最內(nèi)層邊界14或最靠近透鏡光心的邊界朝周邊區(qū)域13的最外層邊界15移動時，該球面像差區(qū)域會持續(xù)逐漸地增大。周邊區(qū)域13的縱向球面像差的增大范圍可為約0.25至約2屈光度，優(yōu)選地約0.5至約1.50屈光度，半徑為距透鏡光心約2.5mm。周邊區(qū)域13可以具有約0.5至約3.5mm的寬度，優(yōu)選地為約1至約2mm。

如圖1所示，中央?yún)^(qū)域12和周邊區(qū)域13是其間具有離散接合處的區(qū)域。在可供選擇的實(shí)施例中，基本上恒定的遠(yuǎn)距視覺焦度區(qū)域與正縱向球面像差區(qū)域之間不存在離散的接合處，基本上恒定的遠(yuǎn)距視覺焦度區(qū)域與正縱向球面像差區(qū)域共同形成一個區(qū)域。

在本發(fā)明的透鏡設(shè)計中，提供未考慮佩戴者眼球像差的正縱向球面像差。因此，對本發(fā)明而言，優(yōu)選地首先確定透鏡佩戴者的球面像差，然后再提供校正該像差所需的球面像差。作為另外一種選擇，球面像差可以使用總體平均值，例如0.1D/mm²?？梢酝ㄟ^任何已知和方便的方法測量球面像差，包括但不限于使用可商購獲得的像差計。

可以用多種數(shù)學(xué)函數(shù)中的任一種設(shè)計本發(fā)明透鏡的視區(qū)，包括但不限于球面、非球面、曲線、錐線、多項(xiàng)式等。在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，中央?yún)^(qū)域優(yōu)選地為球面，并且中央?yún)^(qū)域與周邊區(qū)域之間具有平滑的過渡?？梢杂么笮∵B續(xù)以及一階和二階導(dǎo)數(shù)的數(shù)學(xué)函數(shù)來確保平滑的過渡。

一個適合用于設(shè)計本發(fā)明透鏡視區(qū)的公式為：

$y=\frac{x^2}{r+\sqrt{{\mathrm{\[r}}^2-(1+k)x^2\mathrm{\]}}}---\left(I\right)$

其中y為距透鏡中心的距離；

x為垂度值；

r為曲率半徑；以及

k為錐形常數(shù)，對于球體，k為0；對于橢圓形，-1＜k＜0；對于雙曲線，k＜-1。

以下公式類型的錐形可以用于直徑為D、并且具有直徑為d的中央球面區(qū)域的視區(qū)，-d/2＜x＜d/2時公式為：

$y=\frac{x^2}{r+\sqrt{{\mathrm{\[r}}^2-x^2\mathrm{\]}}}---\left(II\right)$

d/2＜x＜D/2

時公式為：

$y=\frac{{(x-d/2)}^2}{\{r+\sqrt{\[r^2-{(x-d/2)}^2\]}\}-{(x-d/2)}^2}-\frac{{(x-d/2)}^2}{\{r+\sqrt{\[r^2-(1+k){(x-d/2)}^2\]}\}}---\left(III\right)$

任意點(diǎn)處的垂度值可以轉(zhuǎn)換為半徑，該點(diǎn)處的透鏡焦度可以用以下公式計算：

$P=(n-1)\[\frac{1}{r_1^2}-\frac{1}{r_2^2}\]---\left(IV\right)$

其中P為焦度；以及

n為透鏡材料的折射指數(shù)。

遠(yuǎn)視焦度和正縱向球面像差可以并且優(yōu)選地都在透鏡的正面或背面，或者各自在透鏡的正面或背面中的一面上。透鏡的一個表面可以提供遠(yuǎn)視焦度和正縱向球面像差，另一個表面可以是球面、非球面或結(jié)合的柱鏡焦度，以校正佩戴者的散光。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到，對于其中存在柱鏡焦度的接觸透鏡實(shí)施例，透鏡中需要結(jié)合穩(wěn)定裝置。合適的穩(wěn)定裝置為本領(lǐng)域已知的任何靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定裝置，包括但不限于棱鏡壓載、薄厚區(qū)域、圓形突出物等以及它們的組合。

在具有中央?yún)^(qū)域和至少一個同心區(qū)域的實(shí)施例中，可以提供圍繞第一此類區(qū)域的第二區(qū)域。第二區(qū)域可以提供基本上恒定的焦度，或優(yōu)選地為隨著人向區(qū)域周邊移動而提供逐漸減小的焦度。第二同心區(qū)域?qū)^大瞳孔的透鏡佩戴者有效，例如低照明度下的年輕人。第二區(qū)域優(yōu)選地開始于半徑為約3.5mm處，并且延伸至半徑為約4.5mm處。對于焦度在區(qū)域內(nèi)逐漸減小的實(shí)施例，優(yōu)選減小量達(dá)到區(qū)域最里面部分焦度的約一半。例如，如果透鏡在第一同心區(qū)域內(nèi)半徑約2.5mm處具有1.0屈光度的正縱向球面像差，那么第二區(qū)域最外面部分的焦度將減小至約0.5屈光度。對于恒定遠(yuǎn)視焦度與正縱向球面像差之間沒有離散接合處的實(shí)施例，可以在正縱向球面像差的區(qū)域周邊提供具有此恒定焦度或逐漸減小的焦度的第二區(qū)域。包括第二周邊區(qū)域可以是有利的，因?yàn)樗捎脕頊p小周邊的正焦度，從而降低因不良照明條件下正焦度引起的視力損害。

本發(fā)明的透鏡優(yōu)選地為由適于制備此類透鏡的任何材料制成的軟接觸透鏡。形成接觸透鏡的示例性材料包括但不限于硅氧烷彈性體、含硅氧烷的大分子單體(包括但不限于美國專利No.5,371,147、5,314,960和5,057,578中所公開的材料，這些專利全文以引用的方式并入本文)、水凝膠、含硅氧烷的水凝膠等，以及它們的組合。更優(yōu)選的是，表面為硅氧烷，或包含硅氧烷官能度，包括但不限于聚二甲基硅氧烷大分子單體、異丁烯酰氧基丙基聚烷基硅氧烷以及它們的混合物、硅氧烷水凝膠或水凝膠，例如依他菲康A(chǔ)。

優(yōu)選的鏡片形成材料為聚2-甲基丙烯酸羥乙酯聚合物，即最大分子量介于約25,000與約80,000之間、多分散性小于約1.5至小于約3.5，并且其上共價地鍵合至少一個可交聯(lián)的官能團(tuán)。此材料在美國專利No.6,846,892中有所描述，該專利全文以引用的方式并入本文。形成眼內(nèi)透鏡的合適材料包括但不限于聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、惰性透光塑料、硅氧烷基聚合物等，以及它們的組合。

可以用任何已知的方法固化透鏡形成材料，包括但不限于熱、照射、化學(xué)、電磁輻射固化等，以及它們的組合。優(yōu)選使用紫外光或可見光的全光譜來模制透鏡。更具體地講，適于固化鏡片材料的精確條件將取決于所選材料和要形成的鏡片。眼鏡片(包括但不限于隱形鏡片)的聚合反應(yīng)工藝是公知的。合適的工藝在美國專利No.5,540,410中有所公開，該專利全文以引用的方式并入本文。

本發(fā)明的隱形眼鏡鏡片可以周任何常規(guī)方法形成。例如，以通過金剛石車削或?qū)⒔饎偸囅鞒煽捎糜谛纬杀景l(fā)明鏡片的模具來制備視區(qū)。隨后，將合適的液體樹脂注入模具之間，然后壓縮和固化樹脂，以形成本發(fā)明的鏡片。作為另外一種選擇，可以通過金剛石車削將該區(qū)域制成鏡片鈕。

可以通過以下實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明：

實(shí)例

實(shí)例1

提供本發(fā)明的透鏡，該透鏡具有曲率半徑為8.8mm的背面，根據(jù)公式II計算得出的前表面，其中k+10⁵，r＝1.1，d＝0.75mm。中央?yún)^(qū)域的焦度為-3.00屈光度，在5mm處提供+1屈光度的正縱向球面像差。透鏡的制備方法為：用單點(diǎn)金剛石車削技術(shù)車削成黃銅插件，然后利用插件注塑出透鏡模具，再根據(jù)常規(guī)透鏡制造方法使用依他菲康A(chǔ)澆注出透鏡。圖2圖表中的實(shí)線示出了該透鏡視區(qū)的焦點(diǎn)分布情況。圖3和4繪出了可供選擇的實(shí)施例的焦度分布圖。

比較例1

根據(jù)美國專利No.6,045,578公開的方法設(shè)計的現(xiàn)有技術(shù)的透鏡設(shè)置有曲率半徑為8.8mm的背面和使用公式I計算得出的k+3.5的前表面。視區(qū)的中央?yún)^(qū)域的焦度為3.00屈光度，在5mm處具有+1屈光度的正縱向球面像差。透鏡的制備方法為：用單點(diǎn)金剛石車削技術(shù)車削成黃銅插件，然后利用插件注塑出透鏡模具，再根據(jù)常規(guī)透鏡制造方法使用依他菲康A(chǔ)澆注出透鏡。圖2圖表中的虛線示出了該透鏡視區(qū)的焦度分布情況。