隐形眼镜及其设计方法技术

本发明专利技术提供一种设计隐形眼镜的方法，在该方法中，考虑了透镜弯曲。本 发明专利技术的方法对于透镜后表面的设计不敏感，并且不需要复杂的后表面设计。此 外，透镜的设计实际上可以做到最优化，消除了对于眼睛再设计过程的反复的 设计-测试的需要。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于眼睛的透镜的设计与制造。特别地，本专利技术提供一种隐形 眼镜，在设计中考虑了邀竟的弯曲。
技术介绍
已知使用具有一个或多个曲率的隐糊艮镜用于校正个体的视觉灵敏度。一 部分传统的可获得隐糊艮镜都是4顿软性的透镜材料制造的。当软性的隐形眼 镜被放置到眼睛上的时候，由于软性的透镜会在一 定程度上皿在角膜上，所以会导M镜的曲率发生改变。这种情况在透镜包覆或弯曲的时MI尤会发生。弯曲会影响透镜的不同参数，比如直径，径向深度，前表面以及后表面的曲率，都会在一定程度上发生改变。例如，径向深度可能会 >20%，而曲率判5会 改变5%。由于包覆而发生的透镜曲率改变的程度依赖于透镜的设计， 材料 的机械特性，眼睛上的环境，像几何微，pH， t鹏等。一些已知的透镜设计方法尝试去考虑透镜的变形。例如，已知的方法有设 计透镜的后表面，以使得透镜的后表面基本上是穿戴者角膜外形的复制或者非 常贴合角膜的外形。但是，这种方法存在很大缺点，因为人与人角膜表面不一 样，所以这种方法要求透镜的后表面设计为齡AiS狞'量身定做，。此外，这 种方法要求为每个透镜设计与制造复杂的后表面。最后，这些透镜必须在眼睛 上保持完美的平移以及旋转对准以保持有效。另外一禾中已知的透镜设计方法是这样的，提供透镜设计，测i站眼睛上的 设计，基于测试的结果改变设计，重复这些步骤的每个直到设计达到最优化。 这种方法昂贵而又繁琐。附图简述图la是透镜处于中心的iSH-眼睛系统的多色MTF图。图lb是透镜不处于中心的，-眼睛系统的多色MTF图。图2a是图la的透镜-眼睛系统的多色MTF图，其中透镜在包歡做到最优化。图2b是图lb的透镜-眼睛系统的多色MTF图，其中透镜在包SJ:做到最 优化。专利技术描述及其,实施方案本专利技术提供设计隐卿艮镜的方法以及通过这些方法制造的透镜，在这些方 法中考虑了透镜的弯曲。该方法的一个优点它对于透镜后表面的设计不敏感， 这样就不需要复杂的后表面设计。并且，透镜的设计实际上可以达到最优化， 消除了对于眼睛再设计过程的反复的设计-测试的需要。在一个实船案中，本专利技术提供一种设计隐形眼睛的方法，该方法包括(基 本上包括或者包括)a)选择眼睛模型；b)利朋艮睛模型为戴在眼睛上的透镜 选择光学性能度量标准(metrics); c)提供具有第一设计的第一透镜，该设计 包括至少第一光学区域；d)模拟第一iSH^t眼睛上的弯曲以为戴在眼睛上的 第1镜确定形状以及性能度量标准(measurements); e)对在步骤b)中选择 的性育娘量标准与步骤d)的性能度量标准进行比较以确定度量标7处的差异。在本专利技术方法中的第一步，选择一个眼睛模型以确定期望的邀竟-眼睛系统 的光学性能。眼睛模型可以任意合适的，己知的模型中例如一个基于人口平均 的眼睛模型，或者是基于对于一个个人眼睛的测量。在该方法中育獬使用的眼 睛模型必须包括角膜前表面的外形描述和适合进行光学分析的眼球光学特性的 ，。眼睛模型可以使用多种多样的皿，包括但不限于基于解剖学的或者用 波前表示的。眼睛模型不管是怎样的形状，眼睛模型必须允许对视网膜或像平 面上像的光学特性进4fi十算，以此能够进行性能度量标准的比较。剩列来说， 合适的眼睛模型包括但不限于Liou- Brennan模型，此模型的描述可特别参见 Liou, H禾卩N.A. Brennan, Anatomically Accurate, Finite Model Eye for Optical Modeling, J. Opt Soc. Am.夂14(8)， pp 1684-1695 (1997)，以及Navarro模型，此 模型的描述可特别参见Navairo, R., Santamaria丄禾口J. Bescos, Accommodation -Dependent Model of the Human Eye With Aspherics, J. Opt, Soc. Am.入2(8)， pp 1273-1281 (簡)。在本专利技术方法的第二步骤中，选择光学性能度量标准。度量标准的选择要 考虑到戴在眼睛模型上的透镜。性能度量标准可以是任意已知的度量标准，包 括但不限于调制传递函数(Modulation Transfer Function) (MTF)曲线，视觉 Strehl (Visual Strehl)等。在本专利技术的第三步骤中，提供第一透镜设计，第HS镜设计至少由所期望 的透镜的一个表面光学区域所组成。更 地，该设计由具有全部受限的几何 结构地透镜组成，也就是说透镜的几何结构被完整的描述并且所有的自由度都 被约束了。第一设计可以使用许多商业上可以获得的光学设计软件来提供，这 些软件包括但不限于CODEV， ZEMAX 、 OSLO，等。邀竟的设计是基于 使用调制传递函数(Modulation Transfer Function) (MTF)曲线，、视觉Strehl (Visual Strehl)等度量的所选期望的性會渡量标准。本专利技术的纖可以在前后表 面结合任意的矫正光学特征。例如，纖可以具有一个或多个球面的，非球面 的，双焦点的，多焦点的，棱镜的或者圆柱形的矫正。透镜戴在眼睛上以及包覆所弓胞的理论上的变形被模拟。该模拟考虑了在 透镜-眼睛系统上所呈现的各种力，包括但不限于重力，泪滴膜压力，眼睑压力， 角膜与透镜后表面之间的摩擦，由于机械压力所导致的透镜内的尖端位移，以 及由于透镜脱水导致的透镜应变。并且，透镜材料的特性可以，并且最好是包 括在模拟的输入当中。到;M的，这些输入包括杨氏模量(Young'smodulus), 泊松比(Poisson，s ratio),压变-应变曲线(stress-strain curve),材料密度，以及 各种各样的作为眼睛环境特性函数的输入，这些环境包括但不限于温度，PH值， M^等。本领,术人员可以确认对于材料所选择的输入依赖于所使用的材料。透镜的包覆使用商业上可获得的软件进行模拟，这些软件能够模拟透镜戴 在眼睛上所发生的，。合适的商业上可获得软件包括但不限于MSCMARC，， ABAQUS，等。该软件必须允许^ffl者表^S镜的有限元网格(Finite Element mesh)，标一系歹U节点和元件，以舰于节点和元件施加当纖戴到眼睛上的 时候纖所承受的各种力中的一个负荷(1oad《ase)或者一系列负荷的模拟。典 型的纖对于负荷的反应是发生变形以及包覆到眼睛上直到透镜达到稳定的形 状。一旦稳定的形状的达到，描i^t镜前表面与后表面变形的节点被提取出来 并拟合成曲线图，对于一个二维的模拟，或者称为一个面， 一个三维的模拟， 4柳的格式要能够输入到所使用的分析软件中。本领域技术人员可以认识到， 使用二维还是三维的模拟依赖于眼睛，镜的形状。例如， 一个非旋转对称的 透镜，比如复曲面透镜，就要使用三维的模型。任何合适的数值方法来将一系 列的点拟合成曲线或面都可以使用，例如，最小平方拟合方法。还可以使用合适的商业上可获得的软件来达到此目的，这些软件包括但不限于MATHMATICA， MATLAB，、 MATHCAD，等。然后将所期望的性能度量标准与在眼睛上模拟盼性能进行比较。透镜前后 表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设计隐形眼镜的方法，所述方法包括以下步骤：ａ）选择眼睛模型；ｂ）利用眼睛模型为戴在眼睛上的透镜选择光学性能度量标准；ｃ）提供具有第一设计的第一透镜，该设计包括至少第一光学区域；ｄ）模拟第一透镜在眼睛上的弯曲以确定第一透镜在眼睛上的形状和性能度量标准；以及，ｅ）将在步骤ｂ）中选择的性能度量标准与步骤ｄ）的性能度量标准进行比较。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.29 US 11/536,9581.一种设计隐形眼镜的方法，所述方法包括以下步骤a)选择眼睛模型；b)利用眼睛模型为戴在眼睛上的透镜选择光学性能度量标准；c)提供具有第一设计的第一透镜，该设计包括至少第一光学区域；d)模拟第一透镜在眼睛上的弯曲以确定第一透镜在眼睛上的形状和性能度量标准；以及，e)将在步骤b)中选择的性能度量标准与步骤d)的性能度量标准进行比较。2. 权利要求l的方法，所述方法还包括步骤f)，提供用于辛M尝度量标准差异的具有第二设计的第二透镜；g)模拟第:iit镜在眼睛上的弯曲以确定第::iS镜在眼睛上的形状和性能度量标准；以及h)将在步骤b)中选择的性能度量标准与步骤g)的性能度量标y微行比较。3. 权利要求1的方法，其中光学性能度量标准包括调制传递函数曲线和视 觉Strehl中的一个或两个。4. 权利要求2的方法，其中光学性育娘量标准包括调制传递函数曲线和视 觉Strehl中的一个或两个。5. 权利要求1的方法，其中第一透镜设...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·F·朱宾，L·G·琼斯，J·L·佩雷斯，
申请(专利权)人：庄臣及庄臣视力保护公司，
类型：发明
国别省市：US