專利名稱：同心圓非球面多焦點透鏡設計的制作方法
在第一個總的方面，本發(fā)明改善同心環(huán)形多焦點透鏡設計的功能。本發(fā)明把非球面和同心圓透鏡設計的優(yōu)良特性結(jié)合起來，把非球面前鏡面曲線和同心的后鏡面曲線結(jié)合起來，提供接近于無老視的年青人焦點連續(xù)范圍的遠近同視能力。這種設計方式對貼眼透鏡和眼內(nèi)透鏡都有效。
非球形表面改善了透鏡一眼組合的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)。改進后的調(diào)制傳遞函數(shù)使近距景像和遠距景像的焦點和對比度都得到改善。同心圓表面使入射光線在光學瞳孔被分光進入近焦點和遠焦點。另外，各交替的透鏡區(qū)中的折光本領(lǐng)不必保持不變，而可以按幾個數(shù)學函數(shù)變化。這個概念使得設計者能夠產(chǎn)生一種能微調(diào)相加作用(add)及其在透鏡的位置，從而符合病人特定視覺要求的透鏡設計。
在第二個總的方面，本發(fā)明涉及同心非球面多焦點透鏡設計，更具體地說，涉及同心非球面多焦點透鏡設計，該設計方法把能減少像差和改善對比度的非球面與同心多焦點表面結(jié)合起來，從而產(chǎn)生使遠距視覺清晰、近距視覺亦清晰又不損失對比度(這通常是先有技術(shù)遠近同視同心多焦點透鏡的通病)的透鏡設計。
先有技術(shù)同心多焦點透鏡設計把透鏡劃分成中心區(qū)和幾個環(huán)繞它的同心圓區(qū)域，其中有些具有遠距折光本領(lǐng)，有些具有近距折光本領(lǐng)，其近距折光本領(lǐng)是根據(jù)眼科處方規(guī)定的標準近距相加作用(ADD)進行計算的。在這樣的同心多焦點貼眼透鏡設計中，瞳孔區(qū)被分成遠距折光本領(lǐng)區(qū)和近距折光本領(lǐng)區(qū)，任何一個折光本領(lǐng)區(qū)的有效折光本領(lǐng)都由于區(qū)域的劃分而減小了。
題為“瞳孔微調(diào)多焦點眼科透鏡”的申請?zhí)枮?7/988,088(attorneydocket VTN56)的專利申請書揭示了一種為老視病人設計的由三個多焦點設計的眼內(nèi)環(huán)形透鏡構(gòu)成的多焦點同心眼科透鏡。透鏡中心的圓形部分對病人只有遠距校正本領(lǐng)，環(huán)繞它的是第一內(nèi)環(huán)部份，后者可以由多個環(huán)形部分組成，其內(nèi)徑向部分提高病人近距聚焦本領(lǐng)，環(huán)繞該內(nèi)徑向部分的各徑向部分對病人遠距和近距折光本領(lǐng)焦點校正作用的總和大體相等。上述部分被第二個外環(huán)形部分環(huán)繞，后者可以由一個或多個環(huán)組成，所述環(huán)在接近眼科透鏡光學區(qū)域圓周部分的地方具有附加的遠距聚焦本領(lǐng)。每個圓環(huán)不是具有近距折光本領(lǐng)就是具有遠距折光本領(lǐng)，與透鏡的其他部分結(jié)合，起到在透鏡該區(qū)產(chǎn)生希望的聚焦比率的作用。
申請?zhí)枮?7/988071(VTN57)的專利申請揭示了一對眼科透鏡，每只眼睛配一個，每個透鏡至少有兩個折光本領(lǐng)，一個對遠距視覺，一個對近距視覺。透鏡的中心部分具有遠距折光本領(lǐng)，外面環(huán)繞近距折光環(huán)和遠距折光環(huán)，從而在每個瞳孔直徑上提供所要求的組合的近焦距區(qū)與遠焦距區(qū)的累加比率。病人的主眼配一個具有50％以上遠距折光本領(lǐng)的透鏡，而非主眼配一個近距折光本領(lǐng)在50％以上的透鏡。
一般的多焦點貼眼透鏡設計不是采用平移/交替折光本領(lǐng)設計，就是采用遠近同視設計，例如非球面，同心圓、衍射等的主透鏡。如所周知，同心圓設計可以采用特定的區(qū)域劃分的方法同時提供遠距和近距折光本領(lǐng)。這可以使戴眼鏡的人不論距離遠近都看得清楚，在高對比度/高亮度的環(huán)境下工作尤佳。但對亮亮/對比度較低的物體，對比度和視覺分辨能力略有損失。前鏡面的非球面設計可加大景深，同時提高對對比度敏感的視覺分辨力。
本發(fā)明提出一種同心非球面多焦點透鏡設計，把能減小像差并提高視覺對比度的非球面與同心多焦點面結(jié)合起來，產(chǎn)生一種透鏡設計，后者不論距離遠近都看得清楚，還不損失對比度，而損失對比度是先有技術(shù)遠近同視同心多焦點透鏡設計的通病。
本發(fā)明把非球面設計與同心圓設計的優(yōu)點結(jié)合起來，把前鏡面的非球面曲線與后鏡面的同心圓曲線結(jié)合起來，提供與無老視的年青人身上發(fā)現(xiàn)的連續(xù)焦點范圍相近的遠近同視能力。非球面改善透鏡一眼睛組合的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)。這不論是遠距影像還是近距影像，焦點和對比度都得到改善。同心圓表面對入射光線進行最優(yōu)分光，分別進入近焦點和遠焦點。這種設計形式不論對貼眼透鏡還是對眼內(nèi)透鏡都是有效的。
本發(fā)明改進了同心圓多焦點設計的遠近同視功能。在這樣的設計中，交替的同心圓區(qū)的折光本領(lǐng)不必保持不變，而是可以按幾種數(shù)學函數(shù)變化。這個概念使得設計者有可能產(chǎn)生一種能微調(diào)相加作用(ADD)及其在透鏡上的位置，以符合病人的視覺需要的透鏡設計。
按照這里的教導，本發(fā)明提供一種非球面多焦點同心圓環(huán)的透鏡設計，它可以減少像差，提高對比度，以改善視覺分辨能力。透鏡的前鏡面具有非球面曲線，它能改善透鏡的調(diào)制傳遞函數(shù)，結(jié)果使像差縮小，對比度提高。透鏡的后鏡面由多焦點的曲線組成，它具有多個同心球面圓環(huán)，改善調(diào)制傳遞函數(shù)，改善遠距景像和近距景像的聚焦和對比度，從而產(chǎn)生一種不論距離遠近都看得清楚，而又不損失對比度的透鏡設計。
更詳細地說，在幾個最佳實施例中，多個圓環(huán)包圍著一個包括圓盤的中心部分，該圓盤的球形表面與病人基本處方遠距折光本領(lǐng)Rx相對應。另外，所述多個圓環(huán)包括至少一個具有基本處方的球形遠距折光本領(lǐng)Rx的圓環(huán)以及至少一個具有處方的近距折光本領(lǐng)Rx的第二環(huán)形圓環(huán)。在一個替代的實施例中，中心圓盤可以具有病人處方球形近距折光本領(lǐng)Rx。透鏡可以是貼眼透鏡，諸如軟質(zhì)水凝膠隱形眼鏡的透鏡，也可以是眼內(nèi)透鏡。
在一個最佳實施例中，前鏡面非球面曲線可以是簡單的橢圓、拋物線或雙曲線，而多焦點同心圓環(huán)的后鏡面曲線具有與專利申請書，(VTN56)相類似的瞳孔智能設計，在該設計中，不論瞳孔尺寸大小，瞳孔都接受基本上同一的遠距折光本領(lǐng)對近距折光本領(lǐng)的比率。
在替代的實施例中，所述非球面曲線可以包括球形中心區(qū)和周圍的非球形圓環(huán)，所述中心區(qū)的直徑最好小于2毫米，以便于進行活體外(in vitro)的參數(shù)測量和體內(nèi)(in Vivo)的適配，所述周圍的非球面圓環(huán)可以是簡單的橢圓、拋物線或雙曲線；或者，所述非球面曲線可以包括被多個具有逐漸增大的K值的非球面圓環(huán)包圍的球形或非球形中心區(qū)；或者，所述非球面曲線具有連續(xù)遞增的非球面K值，即，其K值從透鏡中心的球面曲線的O開始，按規(guī)定的函數(shù)變化到橢圓、拋物線或雙曲線形式的指定的終點；或者，所述非球面曲線可以具有球形中心區(qū)和周圍的非球形曲線，所述中心區(qū)的直徑最好小于2毫米，以便于進行體外的參數(shù)測量和體內(nèi)的適配，而所述周圍的非球面曲線具有連續(xù)遞增的非球面K值，即，其K值從透鏡中心的球面曲線的O開始，按規(guī)定的函數(shù)變化到橢圓、拋物線或雙曲線形式的指定的終點。
在不同的實施例中，多焦點環(huán)形后鏡面曲線可以具有與專利申請書(VTV56)相似的瞳孔智能設計；或者采用與專利申請書(VTN57)左眼與右眼環(huán)形區(qū)不同的瞳孔智能設計；或者采用具有在瞳孔中間范圍聳起的峰化相加(add)折光率函數(shù)的瞳孔設計；或者采用這樣的設計其相加(add)折光率以規(guī)定的線性函數(shù)或多項式函數(shù)隨瞳孔尺寸而變化，在替代的實施例中，相加(add)折光率隨瞳孔尺寸增大而增大，或隨瞳孔尺寸增大而縮小；或者采用所述各環(huán)形是非球面的設計。
參考下面結(jié)合附圖對幾個最佳實施例進行的更詳細的描述，本專業(yè)的技術(shù)人員可以更容易地理解本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點。附圖中，在所有幾個視圖中，相似的部件標以相同的標號。其中

圖1說明示范的同心多焦點貼眼透鏡或眼內(nèi)透鏡設計的平面視圖，其中心圓形區(qū)域被幾個圓環(huán)區(qū)包圍；圖2說明示范的函數(shù)A，D，E和F的函數(shù)曲線，其曲線是折光本領(lǐng)對透鏡(i)函數(shù)的曲線；圖3說明示范的函數(shù)A，B和C的函數(shù)曲線，其曲線是折光本領(lǐng)對透鏡(i)函數(shù)的曲線；圖4是一種簡圖，只說明本發(fā)明透鏡的示范性的不同形式的前鏡面曲線和不同形式的后鏡面曲線的光學區(qū)域；圖5顯示四種不同類型的透鏡的視網(wǎng)膜焦點分布，其中A，B和C各列是先有技術(shù)的透鏡設計，而D列代表本發(fā)明透鏡設計；圖6顯示幾個圖表，針對三個病人A，B和C，說明采用把非球面曲線與同心圓曲線結(jié)合起來的設計如何使對病人的變化不敏感，這三個病人的近距(N)和遠距(D)視覺都由于本發(fā)明的設計而得到改善，有時是很顯著的；圖7顯示遠距視覺球面和非球面徑向能量分布圖；圖8顯示近距視覺球面和非球面徑向能量分布圖。
針對同心圓多焦點透鏡設計(可變相加作用(ADD)版本)，考慮同心圓多焦點貼眼透鏡或眼內(nèi)透鏡設計10，如圖1所示，其中心圓形區(qū)域12被幾個環(huán)形區(qū)域包圍。若rD＝遠距校正的曲率半徑，而rN＝近距校正的曲率半徑，則按照本發(fā)明，ri處第i個圓環(huán)的折光本領(lǐng)(Pi)為Pi=|1-(-1)i2|f1(i)Pd+(1-f2(i)PN|----(1)]]>(下文稱為左半部)＋|1-(-1)i-12|(1-f3(i))Pd+f4(i)PN|----(1)]]>(下文稱為右半部)。
式中Pi是圓環(huán)i處的折光本領(lǐng)，以屈光率單位表示，Pd是遠距折光本領(lǐng)i，以屈光率單位(diopter)表示，以及PN是近距折光本領(lǐng)i，以屈光率單位表示。
在上列方程式中，用已知的等式r=(n-1)kP]]>可將面積折光本領(lǐng)變成當量半徑。
上式中n＝透鏡材料的折光指數(shù)，k＝與所用單位有關(guān)的常數(shù)，例如，對于毫米k＝1000。
將不同的函數(shù)代入方程式(1)中的f1(i)，f2(i)，f3(i)及f4(i)，便可以產(chǎn)生不同的可變相加作用(add)實施例，其中一部分顯示于下。
通式(1)可以想像為一對二進制開關(guān)，等式的左半部和右半部隨著“i”不斷來回切換。在方程式(1)中，方程式的左半部和右半部的前項如下列所示，不是0就是11-(-1)Λi2]]>1-(-1)Λi-12]]>左半部右半部iP(i) P(i)1 1 02 0 13 1 04 0 15 1 06 0 17 1 08 0 19 1 010 0 1fn(i)的值在通式(l)的“極性”之間切換。
在第一個示范的實施例f1(i)＝f2(i)＝f3(i)＝F4(i)＝1，通式簡化為下列值iP(i)1 d2 n3 d4 n5 d6 n7 d8 n9 d10 n在這個示范的實施例中，將兩個切換值結(jié)合起來，第一個由于i，第二個由于f(n)，可以使函數(shù)用中心距的極性有選擇地在Pd和Pn之間來回切換。這個示范的實施例等于一個同心圓多焦點透鏡，其中心是遠距(校正)，然后交替地是近距(校正)同心圓環(huán)和遠距同心圓環(huán)，如上表所列，其全部近距(校正)圓環(huán)的折光本領(lǐng)相等并且不變，全部遠距(校正)圓環(huán)的折光本領(lǐng)相等并且不變。
在第二個示范的實施例中，f1(i)＝f2(i)＝f3(i)＝f4(i)＝0，則方程式1在接近于中心處簡化為方程式(3)i P(i)1 n2 d3 n4 d5 n6 d7 n8 d9 n10 d這個示范的實施例等于一個同心圓多焦點透鏡，其中心是近距(校正)，然后交替地是遠距(校正)與近距(校正)的同心圓環(huán)，如上表所列，其中全部遠距(校正)圓環(huán)的折光能力是相等的并且是不變的，而全部近距(校正)圓環(huán)的折光本領(lǐng)是相等的而且不變。
第三個示范的實施例具有恒定的Pd，中心和奇數(shù)環(huán)為Pd，偶數(shù)環(huán)為Pn；由于f4(i)不是常數(shù)，故Pn也不是常數(shù)。在這第三個示范的實施例中，f1(i)＝f2(i)＝f3(i)＝1，而f4(i)如在下例A至F中是一個確定的函數(shù)。該函數(shù)如下所述地改進歸一化的近距折光本領(lǐng)(Pn＝1)。在這種情況下，近距折光本領(lǐng)Pn只在偶數(shù)圓環(huán)起作用，雖然奇數(shù)圓環(huán)是計算并列出來。
下表說明第三個示范的實施例，其中f1(i)＝f2(i)＝f3(i)＝1，而f4(i)是f4(i)表頂部所列的函數(shù)，其限制條件亦已標出，對于各列的例子A，B，C，D，E及F
例A]至例F]的曲線示于圖2和圖3。
f4(i)的某些函數(shù)實例A]f4(i)＝k＝Pn＝1B]f4(i)=z-iz-1+k]]>式中z＝圓環(huán)總數(shù)k＝任意常數(shù)C]f4(i)=i-1z-1+k]]>D]f4(i)＝e-a(i－l)＋k式中a＝任意常數(shù)E]f4(i)＝e-a(z－l)＋k式中a＝任意常數(shù)F]f4(i)=Z/2-|Z/2-i|2Z+k]]>圖2顯示示范的函數(shù)A，D，E及F的函數(shù)曲線，其中的曲線是折光本領(lǐng)對透鏡函數(shù)(i)的曲線。
圖3顯示示范的函數(shù)A，B及C的折光本領(lǐng)對透鏡函數(shù)(i)的曲線。
在第二個總的方面，本發(fā)明以特定的方式通過非球面與同心圓表面結(jié)合起來而將非球面設計與同心圓設計的最佳特性結(jié)合起來。一般說來，同心圓最好在基面或透鏡的后鏡面一側(cè)，而非球面則在前鏡面一側(cè)。非球面改善透鏡一眼睛組合的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)。而這又改善遠距景像以及近距分立景像的聚焦/對比度。同心圓表面使瞳孔智能地分為近距折光本領(lǐng)和遠距折光本領(lǐng)。
描述所有圓錐體的圓錐函數(shù)通式，包括球形、拋物線、橢圓形及雙曲線，是y=x2r+r2-(k+1)x2]]>式中k＝0是球形k＝1是拋物線0＞k＞-1是橢圓形k＜-1是雙曲線透鏡一般分類
A]類前鏡面為非球形，后鏡面為同心圓，中心為遠距(D)或近距(N)校正，-k值，用于提高MTFB]類前鏡面為非球形，后鏡面為同心圓，中心近距校正，-k值，用于提高MTF或可變折光率C]類前鏡面為非球形，后鏡面為同心圓，中心遠距校正，+k值，用于可變折光率在提高MTF的模型中，-k值提高任何一種幾何瞳孔分光。
圖4是一種簡圖，只說明根據(jù)本發(fā)明各種實施例的示范性的不同類型前鏡面曲線和示范性的不同類型后鏡面曲線的光學區(qū)域。
圖4A及4F結(jié)合顯示一個最佳實施例，其前鏡面為非球形曲線40，可以是簡單的橢圓形、拋物線或雙曲線，結(jié)合多焦點同心球形圓環(huán)后鏡面曲線42，后者可以是專利申請書，(VTN56)揭示的瞳孔智能設計，其中不管瞳孔的尺寸大小，瞳孔都接受大體上相同的遠距折光本領(lǐng)對近距折光本領(lǐng)比率。
圖4B顯示前鏡面曲線44，其球面中心區(qū)46的直徑為2.00毫米，以利于進行活體外(in vitro)參數(shù)測量及體內(nèi)(in vivo)適配，周圍非球面圓環(huán)48可以是橢圓形、拋物線或雙曲線。
圖4C顯示前鏡面曲線54具有中心球形區(qū)或非球面中心區(qū)56，外面環(huán)繞多個非球面圓環(huán)58，其k值彼此不同或漸增。
圖4D表示非球面前鏡面曲線，即，漸變、連續(xù)的非球面63，其k值(按上列方程式)從透鏡中心球面曲線的0值起，按規(guī)定的函數(shù)，例如線性函數(shù)64或多項式或二次函數(shù)65變化到橢圓、雙曲線或拋物線形式的規(guī)定的終點。
圖4E顯示前鏡面曲線70，它具有直徑為2.00毫米的球面中心區(qū)72，以便進行活體外(in vitro)參數(shù)測量及體內(nèi)(in vivo)適配；該前鏡面曲線70具有周圍非球面曲線74，后者具有漸變連續(xù)的非球面曲線k值，即，該k值從透鏡中心的球面曲線的0值起，按規(guī)定的函數(shù)，例如線性函數(shù)、多項式函數(shù)或二次函數(shù)變化到橢圓、雙曲線或拋物線形式的規(guī)定的終點，并與多焦點同心球面圓環(huán)的后鏡面曲線76相結(jié)合。
圖4F顯示多焦點同心圓球面圓環(huán)后鏡面曲線性42，它可以是專利申請書(VTN56)所提示的瞳孔智能設計，無論瞳孔尺寸大小，瞳孔總接受大體上相等的遠距折光本領(lǐng)對近距折光本領(lǐng)的比率。
圖4G顯示多焦點同心圓球面圓環(huán)后鏡面曲線，它可以是專利申請書(VTN57)所提示的設計，其中右眼50貼眼透鏡具有與左眼52貼眼透鏡不同的同心圓環(huán)圖案。
圖4H顯示后鏡面60，該鏡面具有帶峰化相加(add)折光率函數(shù)的瞳孔設計，所述函數(shù)的峰值落在瞳孔中間范圍內(nèi)。
圖4I顯示多焦點同心圓環(huán)后鏡面66，其中所述相加(add)折光率按線性函數(shù)67或多項式函數(shù)68，隨著瞳孔尺寸而增大或減小。
圖4J顯示多焦點同心圓非球面圓環(huán)后鏡面曲線76。
圖5和6顯示將非球面前鏡面曲線設計與同心圓(或徑向)球面后鏡面曲線設計結(jié)合成一個單個透鏡的優(yōu)點。
圖5顯示視網(wǎng)膜焦點分布其中A列(球形前鏡面與后鏡面，單一視覺，先有技術(shù))；B列(非球面多焦點前鏡面及球形后鏡面，先有技術(shù))；C列(球形前鏡面和同心圓球形后鏡面，雙焦點設計，先有技術(shù))；D列(非球面前鏡面和同心圓球面后鏡面，多焦點設計，本發(fā)明)；圖5說明，如果與普通的先有技術(shù)球形設計(例A)或者普通先有技術(shù)的球面多焦點設計(例B)或普通先有技術(shù)同心圓設計(例C)相比，對本發(fā)明的設計來說，聚焦在視網(wǎng)膜上近距焦點和遠距焦點上的光強度增大了(例D)。在圖例中，球形光學(例A)提供參照強度1.0，對于同心圓設計(例C)來說該強度同等地分成0.5的值；與此形成對比的是本發(fā)明的非球形前鏡面和同心圓球形后鏡面設計(例D)產(chǎn)生的強度遠遠大于1.0，不論對于近距視覺還是對于遠距視覺都是如此，焦深也加大了。
圖6表明，利用把非球面曲線與同心圓曲線結(jié)合起來，如何使對病人的變化不敏感。在這個圖例中，同普通的同心圓多焦點曲線設計80相比，三個病人A，B和C的近距(N)焦點和遠距(D)焦點略有移動，注意，病人A近距(N)視覺和遠距(D)視覺均顯著改善。還應注意，如果病人B和C只配同心圓多焦點曲線，如圖6左側(cè)所示，病人B遠距(D)視覺受損失，而病人C近距(N)視覺受損失。當同樣的同心圓多焦點曲線與非球面曲線相結(jié)合時，如圖6右側(cè)曲線82所示，病人B近距N及遠距D的視覺都得到顯著改善。病人C的遠距D視覺，特別是近距N視覺得到顯著改善?？偠灾?，由于將非球面前鏡面與同心圓多焦點后鏡面相結(jié)合，分布曲線呈雙峰，景深得到改善，所以視覺得到顯著改善。
對典型的非球面前鏡面/同心圓后鏡面的結(jié)合進行光線示蹤試驗。光線示蹤模型是利用Super-OSLO計算機程序產(chǎn)生的軸線近視的人眼，入口處瞳孔直徑為5.00毫米。
所示數(shù)據(jù)是光斑大小的直徑，單位是毫米。試用了其他模型，得出了類似的結(jié)果。
光斑尺寸球形前鏡面非球面減小遠距0.03 0.019 38％近距0.0280.016 43％對于近距離，物體距離移動到40厘米，模型作了改變以反映病人40多歲近50歲時可以擁有的有限數(shù)量的解剖學適應能力。視野以垂直方向0°為軸。
圖7顯示遠距視覺球面與非球面徑向能量分布圖，而圖8是近距視覺球面與非球面徑向能量分布圖。
這個方法的特點是用直徑逐漸增加的圓來環(huán)繞能量并將“檢測”的能量歸一化而得到的圖像。結(jié)果得出半徑比上面討論的光斑尺寸大，因為這些光斑尺寸是由光斑矩心產(chǎn)生的均方偏差。采用半徑能量分布(焦點圓)方法會使其他方面更明白。但是，很容易看出，非球面/同心圓的性能，不論遠距還是近距都優(yōu)于球面同心透鏡。
本發(fā)明的一個目的是以如這里揭示的用非球面和多焦點同心圓環(huán)透鏡設計開始，然后使用體內(nèi)圖像質(zhì)量分析設備，諸如象差鏡和調(diào)制傳遞函數(shù)點分布儀進行參數(shù)測量，對任何剩余象差進行評價，識別和定量。這些剩余象差可以通過對透鏡的最好是非同心面的非球面化的再定義來進一步減小，或者，作為替換方法，將透鏡同心面非球面化，以改善視覺性能和分辨能力。這樣，本發(fā)明針對球面屈光不正、老視或散光，改進設計的性能，這是通過對透鏡一眼睛系統(tǒng)的組合的減少象差來實現(xiàn)的。減小象差本身并不糾正屈光不正。首先讓人配戴同心圓透鏡，然后用體內(nèi)圖像質(zhì)量儀對人進行測試，以測定眼睛戴上該透鏡之后的剩余象差。然后如上所述重新設計透鏡，以減小測出的剩余象差。
顯然，通過改變非球面曲線、圓環(huán)數(shù)目、圓環(huán)寬度和排列以及賦與每個圓環(huán)的折光本領(lǐng)，本發(fā)明可以有許多不同的實施例。
雖然在這里詳細地描述了本發(fā)明在同心非球面多焦點透鏡設計方面的幾個實施例及其變種，但是，顯然，本發(fā)明的所述公開和引導對于本專業(yè)的技術(shù)人員來說提示了許多替代的設計方案。
權(quán)利要求
1.減小象差并增強對比度，從而提供改進的視覺分辨能力的非球面多焦點同心圓環(huán)透鏡設計，其特征在于a.該透鏡具有前鏡面和后鏡面，前鏡面或后鏡面中的一個具有可改善調(diào)制傳遞函數(shù)，并導致減小象差和增強對比度的非球面曲線，b.前鏡面和后鏡面中的另一個包括具有提供遠距景像及近距景像的多個同心球面圓環(huán)的多焦點曲線，其中，改善了的調(diào)制傳遞函數(shù)既改進遠距景像又改進近距景像的聚焦和對比度。
2.如權(quán)利要求1提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述前鏡面具有非球面曲線。
3.如權(quán)利要求1提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述前鏡面具有多焦點曲線。
4.如權(quán)利要求1提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于多個圓環(huán)環(huán)繞一個包括園盤的中心區(qū)域。
5.如權(quán)利要求4提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述園盤具有球形表面，該球形表面與病人的基本處方Rx遠距折光本領(lǐng)相對應。
6.如權(quán)利要求4提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述多個圓環(huán)包括至少一個具有基本處方Rx球面遠距折光本領(lǐng)的圓環(huán)和至少一個具有處方Rx球面近距折光本領(lǐng)的第二個球面圓環(huán)。
7.如權(quán)利要求1提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述非球面曲線包括簡單的橢圓、拋物線或雙曲線。
8.如權(quán)利要求1提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述非球面曲線包括球面中心區(qū)和環(huán)繞它的一些非球面圓環(huán)，所述各非球面圓環(huán)可以是簡單的橢圓、拋物線或雙曲線。
9.如權(quán)利要求8提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述球面中心區(qū)的直徑小于2.00毫米。
10.如權(quán)利要求1提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述非球面曲線包括一個中心球面區(qū)或非球面中心區(qū)，外面環(huán)繞多個K值漸增的非球面圓環(huán)。
11.如權(quán)利要求1提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述前鏡面非球面曲線具有漸變的連續(xù)的非球面K值，該K值從透鏡中心球面曲線的0、按規(guī)定的函數(shù)變化到橢圓、雙曲線或拋物線形式的規(guī)定的終點。
12.如權(quán)利要求1提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述非球面曲線具有球面中心區(qū)和環(huán)繞的非球面曲線，所述球面中心區(qū)便于進行活體外參數(shù)測量及體內(nèi)的適配，所述環(huán)繞的非球面曲線具有漸變的，連續(xù)的非球面K值，該K值從透鏡中心區(qū)域球面曲線的0、按規(guī)定的函數(shù)變化到橢圓、雙曲線或拋物線形式的規(guī)定的終點。
13.如權(quán)利要求12所提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述中心球面區(qū)直徑小于2.00毫米。
14.如權(quán)利要求1所提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述多焦點同心球面圓環(huán)后鏡面曲線具有與瞳孔無關(guān)的設計，其中不論瞳孔大小，瞳孔都接受遠距折光本領(lǐng)與近距折光本領(lǐng)大體相同的比率。
15.如權(quán)利要求1所提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于右眼透鏡上的所述多焦點同心球面圓環(huán)具有與左眼透鏡不同的同心圓環(huán)圖案。
16.如權(quán)利要求1所提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述后鏡面的曲線具有帶峰化的相加折光率函數(shù)的瞳孔設計，該函數(shù)的峰值處于瞳孔的中間范圍內(nèi)。
17.如權(quán)利要求1提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于在所述多焦點同心環(huán)后鏡面上，所述相加折光率隨著瞳孔尺寸按規(guī)定的線性或多項式函數(shù)的規(guī)律變化。
18.如權(quán)利要求17所提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述相加折光率隨著瞳孔的尺寸而增大。
19.如權(quán)利要求17所提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述相加折光率隨著瞳孔的尺寸而減小。
20.如權(quán)利要求1所提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述同心圓環(huán)具有非球形表面。
21.如權(quán)利要求1所提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述透鏡是貼眼透鏡。
22.如權(quán)利要求21所提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述貼眼透鏡是軟質(zhì)水凝膠貼眼透鏡。
23.如權(quán)利要求1提出的非球面多焦點同心圓環(huán)設計，其特征在于所述透鏡是眼內(nèi)透鏡。
24.一種減小象差、增強對比度從而提供改進的視覺分辨能力的設計非球面多焦點同心圓環(huán)透鏡的方法，其特征在于a.該透鏡具有前鏡面和后鏡面，其中前鏡面和后鏡面中的一個具有能改善透鏡的調(diào)制傳遞函數(shù)，從而減小象差并增強對比度的非球面曲線，b.前鏡面和后鏡面中的另一個包括具有提供遠距景像和近距景像的多個同心球面圓環(huán)的多焦點曲線，其中，改善了的調(diào)制傳遞函數(shù)既改進遠距景像又改進近距景像的聚焦和對比度，c.用體內(nèi)質(zhì)量分析儀對眼睛上的透鏡進行體內(nèi)質(zhì)量分析，以便測量任何剩余像差，d.重新設計透鏡來減小測出的剩余象差，以改進視覺分辨力和性能。
25.如權(quán)利要求24所提出的設計透鏡的方法，其特征在于所述重新設計透鏡，包括重新設計非球面曲線。
26.如權(quán)利要求24提出的設計透鏡的方法，其特征在于所述重新設計透鏡，包括所述同心圓環(huán)的非球面化。
全文摘要
公開一種同心非球面多焦點透鏡的設計，該設計采用可減小象差提高對比度的非球形前鏡面與同心多焦點后鏡面相結(jié)合，產(chǎn)生一種無論近距還是遠距都看得清晰又不損失對比度的透鏡設計，而損失對比度是先有技術(shù)遠近同視同心多焦點透鏡設計的通病。非球形表面能改進透鏡與眼組合的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)，這將改善遠距景像和近距景像的聚焦和對比度。這種設計方式對貼眼透鏡和眼內(nèi)透鏡均有效。
文檔編號B29D11/00GK1159587SQ9610629
公開日1997年9月17日 申請日期1996年5月3日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月4日
發(fā)明者J·H·羅夫曼, E·V·曼尼澤斯 申請人:莊臣及莊臣視力產(chǎn)品有限公司