專利名稱：用于改變相對場曲和外圍離軸焦點位置的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過控制離軸(外圍)象差以延緩或消除個人近視(短視力)發(fā)展的方法和設(shè)備，從而控制可視圖像的場曲，與此同時提供清晰的中心成像。
背景技術(shù)：
近視(短視力)的流行正在快速地增加。例如，研究表明臺灣7歲兒童的近視(-0.25D或更高)發(fā)生率有了急劇的增長，從1986年的4％增長到2000年的16％，而16歲至18歲臺灣學生的近視(-0.25D或更高)已高達84％。在中國大陸的人口基研究報告，15歲少年中的55％女孩和37％男孩有嚴重的近視(-1.00D或更高)。
研究表明高度近視(超過-6.00D)人口中的50％有某種形式的視網(wǎng)膜病狀。近視可以大大增加視網(wǎng)膜脫離(取決于近視程度)，后白內(nèi)障和青光眼的風險。近視的光學，視覺和潛在病理效應以及給個人和社會帶來的不方便和費用要求我們采取有效的措施以延緩近視的發(fā)展，或防止和延遲近視的發(fā)生，或在兒童和年輕成人中限制發(fā)生近視的數(shù)量。
因此，世界高百分比人口有這樣程度的近視，它需要某種形式的光學校正以便有清晰的視力。眾所周知，與年齡無關(guān)的近視需要越來越強的校正。這些校正是借助于包括眼鏡，接觸鏡片(contact lens)和屈光外科的各種裝置。然而，這些校正對于延緩或停止近視的發(fā)展沒有多大好處，而且有爭議的是，按照一些研究發(fā)現(xiàn)，這些校正實際上是促進近視的發(fā)展。
一種形式的近視(通常稱之為“先天性近視”)發(fā)生在出生時，它通常是高度近視，并且可能逐漸變得更嚴重。第二種類型近視(有時稱之為“少年近視”或“學齡近視”)是在5至10歲的兒童中開始，并逐漸發(fā)展到成年或老年。第三種類型近視(它可以稱之為“成年近視”)是在年輕成年或青年(16至19歲年齡)時開始并在成年期繼續(xù)增長，有時很穩(wěn)定而在其他時間繼續(xù)增長。
人們提出一些防止或延緩近視的策略，它涉及利用抗毒蕈鹼藥物的藥理干預，例如，阿托品(通常用于麻痹調(diào)節(jié))或哌侖西平。然而，與長期使用這種藥理物質(zhì)相關(guān)的潛在害處可能使這種模式出現(xiàn)問題。
眾所周知，在早期發(fā)展時，兩個眼睛通常是以高度協(xié)調(diào)的方式成長到理想的光學狀態(tài)，這個過程稱之為“正視化”。從光學干預以防止近視開始或延緩近視發(fā)展的觀點考慮，在從鳥類到高級靈張目的各種脊椎動物中我們做了三種基本的觀察，這些觀察確信無疑地說明，正視化過程是由視覺反饋主動調(diào)整的。
第一，防止形成清晰視網(wǎng)膜圖像的條件或?qū)嶒灢僮魇寡劬ιL的異常長(稱之為“軸向伸長”)并變成近視或短視力，這種現(xiàn)象稱之為“形覺剝奪性近視”。
第二，若隨后允許有形覺剝奪性近視的眼睛有不受限制的視力，則該眼睛按照這樣的方式生長，它消除現(xiàn)有的屈光誤差。這種恢復需要與眼睛有效屈光誤差有關(guān)的視覺反饋，因為利用眼鏡鏡片進行光學校正近視誤差可以防止恢復。
第三，利用眼鏡鏡片對正常眼睛(或“正視”眼，一種既不近視也不遠視的眼睛)施加屈光誤差產(chǎn)生補償?shù)难劬ιL，它消除通過鏡片觀看產(chǎn)生的屈光誤差，這種現(xiàn)象稱之為“鏡片補償”。在包括高級靈長目的各種動物模型中可以誘發(fā)近視或遠視(長視力)，給它們分別佩戴負屈光率或正屈光率眼鏡鏡片。例如，若利用負屈光率鏡片使圖像定位到視網(wǎng)膜之后的位置，則可以誘發(fā)近視。這種近視的發(fā)展是通過軸向伸長激勵的(生長導致眼球的“拉長”)。
因此，負責正視化過程的機構(gòu)監(jiān)測視網(wǎng)膜圖像并調(diào)整軸向生長速率以消除屈光誤差。即，眼睛利用光學散焦以引導眼睛生長到理想的光學狀態(tài)。
由一些于不完全明白的原因，正視化過程在某些人中出現(xiàn)差錯，從而產(chǎn)生諸如近視的普通屈光誤差。利用動物模型的研究明確地說明，光學散焦可以在這個正視化過程中起作用。但是，當前治療近視的策略可以有效聚焦中心視覺的眼睛(例如，雙焦點鏡片)，它對于防止近視或延緩近視的發(fā)展僅取得有限的成功。
例如，雙焦點鏡片或漸進式眼睛鏡片或雙焦點接觸鏡片一直被認為是延緩近視發(fā)展的潛在策略。然而，研究它們的效率說明僅有有限的效率。在雙焦點鏡片的情況下，不能確保眼鏡佩戴者在近處工作時總是看到近處的附加部分。當今使用的雙焦點接觸鏡片同時是雙焦點視覺。這種雙焦點視覺可以降低整體的視網(wǎng)膜圖像質(zhì)量，并能產(chǎn)生這樣一些視覺問題，例如，暈圈，閃光和幻影，這對于佩戴者是不需要的。
其他的研究還說明，即使相對短時間的中斷近視誘發(fā)刺激可以減小或甚至消除這種刺激的近視誘發(fā)效應。其含義是‘每天佩戴’方法不是有效的，并可能降低它的效率，其中近視者在一天的某個時間內(nèi)(例如，在工作之后和睡眠之前)停止使用近視減小裝置。
另一種光學方法是試圖延緩個人近視的發(fā)展，該方法是“欠矯正”方法。在欠矯正方法中，給佩戴者提供的矯正(例如，眼鏡或接觸鏡片)低于清晰視覺所要求的完全屈光規(guī)定的量。例如，可以給-4.00D近視者提供一付-3.50D的眼鏡，從而使該近視者仍然有-0.50D的相對近視。所以，這種方法意味著要求視網(wǎng)膜中心可視圖像(臨界視覺的最重要區(qū)，例如，視覺分辨率)有一定的模糊或退化。當佩戴者的視覺性能不斷地減小時，這就大大降低該裝置的實用性(例如，由于法定的視覺要求，不允許該佩戴者駕車)。此外。有證據(jù)表明，欠矯正方法甚至可以加速某些人的近視發(fā)展。
一種減輕，延緩和最終使近視逆向發(fā)展的裝置可以給千百萬遭受近視的人們帶來巨大的益處，它可以減小與近視相關(guān)的個人，保健工作者和供應商以及政府部門的費用。
發(fā)明內(nèi)容
至今，治療近視的策略是利用有效聚焦中心視覺的眼睛(例如，雙焦點)，但是它在防止近視或延緩近視發(fā)展方面僅取得有限的成功。這些防止近視和近視發(fā)展的努力假設(shè)眼睛的生長主要是受與中心視覺相關(guān)的視覺反饋控制，還假設(shè)位于視網(wǎng)膜中心(即，眼睛的中央凹)的視覺相關(guān)機構(gòu)控制屈光的發(fā)展。
本發(fā)明提供一種通過控制離軸象差用于減輕，延遲或消除個人近視或遠視的方法，其中按照預定的方式操作可視圖像的場曲并最終改變，減小或消除眼睛的軸向伸長。
本發(fā)明是基于我們根據(jù)實驗獲得的新知識，它說明外圍視網(wǎng)膜圖像(即，外圍視覺)在確定眼睛總長度方面起主要的作用，并且它是促進外圍和全部眼睛生長的有效刺激，從而導致軸向伸長，眼睛大小和近視的整體增長。
本發(fā)明還涉及一種利用新穎光學裝置可以延緩(以及在許多情況下是停止或逆向)近視發(fā)展的方法，該裝置有用于減輕，延緩或消除眼睛生長的預定離軸象差可控設(shè)計。
此外，按照本發(fā)明，通過精確的預定控制離軸光學校正因子，或校正裝置的象差，或眼睛和校正裝置的組合離軸光學象差，可以改變近視的發(fā)展，因此，可視圖像有這樣的外圍視場圖像位置，相對于未校正的狀態(tài)或利用傳統(tǒng)的校正裝置或策略，它的位置是在外圍視網(wǎng)膜之前(即，朝向視網(wǎng)膜或眼睛之前)，而中心視場圖像位置接近中心視網(wǎng)膜(即，中央凹)。這種裝置可以減小或消除導致近視的眼睛軸向伸長刺激。此外，由于該裝置沒有引入中心視場散焦(例如，欠矯正方法，或雙焦點或漸進式光學裝置引入的中心視場散焦)，本發(fā)明的裝置給佩戴者提供良好的視覺分辨率。因此，本發(fā)明具有延緩屈光誤差發(fā)展的優(yōu)點，與此同時給佩戴者保持清晰的可用臨界視覺。
為了清楚起見，按照本發(fā)明，術(shù)語“之前”反映這樣的概念，在從角膜到視網(wǎng)膜測量的方向上，某點相對于它的比較點有較短的距離；術(shù)語“之后”反映這樣的概念，在從角膜到視網(wǎng)膜測量的方向上，某點相對于它的比較點有較長的距離。
可以實現(xiàn)用于治療近視的本發(fā)明象差控制方法，例如，利用眼鏡，接觸鏡片，角膜植入(例如，on-lays或in-lays)，前房鏡片，和眼內(nèi)鏡片(IOL)，以及任何角膜或上皮雕刻或重新塑造過程，其中包括角膜曲率矯正(它是一種采用接觸鏡片的專用方法，可以暫時改變眼睛的屈光狀態(tài)，其中借助于短期佩戴特殊設(shè)計的接觸鏡片重新塑造角膜或上皮)，以及任何屈光外科過程(例如，表層角膜鏡片術(shù)，熱角膜成形術(shù)，LASIK，PRK，LASEK)，可以單獨或組合使用。
最好是，本發(fā)明的方法和裝置是在這樣的模式下實施的，它可以與眼睛基本保持同軸(即，與眼睛軸向?qū)驶蚺c眼睛保持“同中心”)，且與眼睛的凝視方向無關(guān)，例如，角膜曲率矯正，角膜屈光外科，角膜植入，接觸鏡片，和眼內(nèi)鏡片。按照這種方法，能夠可預測地保持精確控制外圍象差，從而導致精確的預定操作場曲，而與眼睛的運動無關(guān)。
最好是，本發(fā)明的裝置放置成遠離眼睛的會聚點，為的是可以控制外圍象差，它適合于近視的控制，并有較高的自由度和有效性。這種裝置包括眼鏡，接觸鏡片，它包括角膜曲率矯正模式和角膜植入中使用的鏡片。
最好是，本發(fā)明的裝置放置在遠離眼睛的結(jié)點，為的是便于操作外圍象差，適合于控制近視，具有較大的自由度和有效性。這種裝置包括眼鏡，接觸鏡片，它包括角膜曲率矯正模式和角膜植入中使用的鏡片。
最好是，本發(fā)明的裝置和方法是在這樣的模式下實現(xiàn)的，它可以給眼睛呈現(xiàn)相對連續(xù)的方式，因此，它可以用在所有張開眼睛場合，例如，連續(xù)佩戴接觸鏡片(例如，軟，RGP，鞏膜觸覺)，角膜曲率矯正，角膜屈光外科，角膜植入，前房鏡片和眼內(nèi)鏡片。通過提供基本連續(xù)的視覺刺激，可以實現(xiàn)沒有中斷的近視治療最大有效性。
最好是，本發(fā)明是在以下方式中實現(xiàn)的眼鏡，接觸鏡片(軟，RGP，鞏膜觸覺)，角膜曲率矯正或角膜嵌體模式，因為可以容易地改變屈光率和外圍象差外形(在改變佩戴者近視量時所要求的)，而不需要重復的侵入式眼內(nèi)外科。
在眼鏡，接觸鏡片或角膜曲率矯正的情況下，可以容易地配制新的鏡片。
在嵌體(on-lay)的情況下，刮去角膜上皮，去掉現(xiàn)有的嵌體和新的嵌體與上皮粘連，允許在該裝置上重新生長。
本發(fā)明特別適用于長期佩戴或連續(xù)佩戴接觸鏡片模式，角膜曲率矯正模式或角膜嵌體模式，因此，本發(fā)明可以對近視延緩提供基本連續(xù)的刺激。
通常，長期佩戴或連續(xù)佩戴接觸鏡片可以是軟或RGP鏡片，這些鏡片有足夠的氧滲透性和其他的性質(zhì)，從而允許鏡片在睡眠時留在眼睛內(nèi)，但仍然能從瞼板部結(jié)膜轉(zhuǎn)移足夠的氧氣到角膜以保持眼睛健康，盡管由于閉合的眼瞼沒有大氣中的氧氣。
在角膜曲率矯正中，接觸鏡片(它也可以是高氧滲透性類型，適合于長期或過夜佩戴)在短時期內(nèi)可以佩戴(例如，在睡眠時)，重新塑造上皮和角膜，在此之后可以去掉接觸鏡片，從而使病人處在所需的折光和象差狀態(tài)，因此，按照本發(fā)明，在角膜曲率矯正有效期內(nèi)沒有接觸鏡片。
可以按照延緩或消除近視的各種方法實現(xiàn)本發(fā)明。重要的是，設(shè)計有所需折光率以矯正中心視覺的光學視覺校正裝置，其中包含規(guī)定的合適離軸或外圍象差量，特別是相對場曲?？梢跃_地操作這個離軸外圍象差或相對場曲以及合適的屈光率，因此，與現(xiàn)有眼睛象差進行組合，使外圍場上的圖像位置是在外圍視網(wǎng)膜對應的位置之前，而中心圖像是在中央凹上或其附近。典型的是，由于存在徑向象散(外圍離軸象差類型)，兩個線狀焦點是與外圍圖像相關(guān)(兩個線狀焦點之間的間隔稱之為“Sturm間隔”，它還包含“最小混淆圓”，這是一個沿Sturm間隔的位置，它產(chǎn)生最小焦點直徑并通?？紤]成最佳的等同焦點)。在存在徑向象散的情況下，可以操作按照本發(fā)明引入的場曲(以及合適的屈光率)，因此，與眼睛象差進行組合，使與徑向象散相關(guān)的至少較前線狀焦點是在外圍視網(wǎng)膜之前，所以，部分的或在某些情況下全部的Sturm間隔是在外圍視網(wǎng)膜之前，而中心圖像是在中央凹上或其附近。
在操作場曲時可以實現(xiàn)特別有利的裝置，因此，與徑向象散相關(guān)的較后線狀焦點被聚焦到視網(wǎng)膜上或其附近。在這個特別的裝置中，外圍視網(wǎng)膜圖像也是聚焦的。
這些裝置提供連續(xù)的清晰中心視覺，具體地說，給佩戴者提供良好的中心視覺分辨率，與此同時，可以延緩或消除近視者的近視發(fā)展，或者在有近視傾向(即，有發(fā)展近視誘因的個人)的非近視者中(正視者或遠視者)可以防止近視的發(fā)生。
圖1a至1c是光路圖，用于解釋一般光學系統(tǒng)中場曲的離軸外圍象差。
圖2a至2h是眼睛的光路圖和相對場曲曲線圖，用于解釋眼睛及其各種類型的相對場曲。
圖3a至3d是眼睛的光路圖和相對場曲曲線圖，用于解釋相對場曲如何可以使近視眼在外圍場中相對地局部遠視和使遠視眼在外圍場中相對地局部近視。
圖4a至4l是眼睛的光路圖，實驗結(jié)果曲線圖和相對場曲曲線圖，可以詳細地說明本發(fā)明的原理。圖4a和4b說明近視治療的常規(guī)方法，具體地說是欠矯正方法，僅涉及同軸或中心象場折射狀態(tài)。圖4c和4d描述我們的實驗，它說明外圍場在近視控制，生長，發(fā)展和回歸中的重要作用。圖4e和4f詳細描述本發(fā)明的原理和相對場曲在控制近視回歸中的效應。圖4g和4h是在本發(fā)明的原理下解釋欠矯正方法相對低效率的基礎(chǔ)。圖4i至4l詳細描述本發(fā)明原理應用于有正相對場曲眼睛的情況。
圖5a至5c是相對場曲曲線圖和光射線蹤跡圖，它說明本發(fā)明一個實施例的原理，作為采用圓錐截面描述鏡片表面的眼鏡鏡片設(shè)計。該例子眼鏡鏡片設(shè)計適合于延緩，停止或逆向-3D近視者的近視發(fā)展。
圖6a至6d說明本發(fā)明的另一個實施例，它利用圓錐截面與多項式方程表面描述組合實現(xiàn)眼鏡鏡片設(shè)計。該例子設(shè)計適合于延緩，停止或逆向-3D近視者的近視發(fā)展。圖6a和6b說明顯著改變相對場曲的設(shè)計，其中重新定位與徑向象散相關(guān)的弧矢和切向線狀焦點到外圍視網(wǎng)膜之前。圖6c和6d說明更精細改變相對場曲的設(shè)計，其中重新定位與徑向象散相關(guān)的弧矢線狀焦點到外圍視網(wǎng)膜上或略微之前。
圖7a和7b表示本發(fā)明另一個實施例的接觸鏡片。圖7a是接觸鏡片設(shè)計圖，它說明沿半子午線的前表面和后表面輪廓以及厚度輪廓，而圖7b是計算機輔助光射線蹤跡程序輸出，其形式是相對場曲曲線圖，它說明本發(fā)明軟接觸鏡片的設(shè)計和相對場曲性能，適合于延緩，停止或逆向-3D近視者的近視發(fā)展。
圖8a和8b表示本發(fā)明另一個實施例的接觸鏡片。圖8a是接觸鏡片設(shè)計圖，而圖8b計算的相對場曲曲線圖，它說明本發(fā)明軟接觸鏡片的設(shè)計和相對場曲性能，適合于延緩，停止或逆向-10D近視者的近視發(fā)展。
圖9a至9c是在本發(fā)明的原理下解釋同心雙焦點接觸鏡片和類似常規(guī)方法相對低效率的基礎(chǔ)，這些方法試圖防止近視的發(fā)展。
圖10a和10b表示本發(fā)明的另一個實施例，用于控制相對場曲的軟接觸鏡片設(shè)計有平的屈光率，適合于防止有近視傾向非近視者的近視發(fā)展。
圖11a和11b表示本發(fā)明的另一個實施例，本發(fā)明的軟接觸鏡片設(shè)計控制相對場曲以刺激軸向伸長和眼睛生長，為的是減小使眼睛到正視眼之后的遠視眼。
圖12a至12i表示本發(fā)明的另一個實施例，它應用軟接觸鏡片設(shè)計以控制相對場曲，與此同時可以部分地矯正眼睛的高級象差。
具體實施例方式
在早期發(fā)展期間，兩個眼睛通常是以高度協(xié)調(diào)方式生長到理想的光學狀態(tài)，這個過程稱之為“正視化”。在從鳥類到高級靈長目的各種脊椎動物中做了三種基本的觀察，這些觀察確切地說明，正視化過程是由視覺反饋主動調(diào)整的。第一，防止形成合適清晰視網(wǎng)膜圖像的條件或?qū)嶒灢僮魇寡劬ιL的異常長并變成近視或短視力，這種現(xiàn)象稱之為“形覺剝奪性”近視。第二，若隨后允許有形覺剝奪性近視的眼睛有不受限制的視力，則該眼睛按照這樣的方式生長，它消除現(xiàn)有的屈光誤差。這種恢復需要與眼睛有效屈光誤差有關(guān)的視覺反饋，因為利用眼鏡鏡片進行光學校正近視誤差可以防止恢復。第三，利用眼鏡鏡片對正常眼睛施加屈光誤差產(chǎn)生補償?shù)难劬ιL，它消除鏡片產(chǎn)生的屈光誤差，這種現(xiàn)象有時稱之為“鏡片補償”。
因此，負責正視化過程的機構(gòu)監(jiān)測視網(wǎng)膜圖像并調(diào)整軸向生長速率以消除屈光誤差。即，眼睛利用光學散焦以引導眼睛生長到理想的光學狀態(tài)。
由一些于不完全明白的原因，正視化過程在某些人中出現(xiàn)差錯，從而產(chǎn)生諸如近視的普通屈光誤差。研究明確地說明，光學散焦可以在這個正視化過程中起作用，其方式類似于鏡片補償。當前治療近視的策略可以有效聚焦眼睛(例如，雙焦點鏡片和欠矯正)，但是，它對于防止近視或延緩近視的發(fā)展僅取得有限的成功。的確，有一些證據(jù)說明，欠矯正可以使某些人誘發(fā)近視的發(fā)展。如我們在以下各節(jié)中所解釋的，這些防止近視和近視發(fā)展的努力假設(shè)眼睛的生長主要是受與中心視覺相關(guān)的視覺反饋控制，還假設(shè)位于視網(wǎng)膜中心(即，眼睛的中央凹區(qū))的視覺相關(guān)機構(gòu)控制屈光的發(fā)展。
本發(fā)明是基于我們根據(jù)實驗獲得的新發(fā)現(xiàn)和新知識，它說明外圍視網(wǎng)膜可以有效改變或控制近視的生長，發(fā)展和回歸。我們的發(fā)現(xiàn)說明，視網(wǎng)膜外圍中的圖像質(zhì)量(即，外圍視覺，或與離軸可視物體相關(guān)的視覺，且有時稱之為“外圍視場”)在確定整個眼睛長度方面可以起主要的作用，而來自外圍視場的刺激促進眼睛的生長，從而導致眼睛大小和近視的整體增長。根據(jù)我們實驗的以下觀察支持這樣的主張，外圍視覺對控制眼睛的生長是有效和充分的。
觀察1-外圍形覺剝奪產(chǎn)生的軸向近視非人類嬰兒靈長目在兩個眼睛之前佩戴環(huán)形漫射鏡片可以降低外圍視覺，而不改變中心視覺。具體地說，3周的彌猴佩戴環(huán)形漫射鏡片，該鏡片有4mm或8mm的清晰孔徑，孔徑的中心是在每個眼睛的瞳孔之前。在通過該孔徑觀看時，很大部分的中心視網(wǎng)膜(4mm和8mm的孔徑分別是22.5°和45°)接收不受阻擋的清晰視網(wǎng)膜圖像。由于存在環(huán)形漫射片，視網(wǎng)膜的其余外圍區(qū)丟失清晰的視網(wǎng)膜圖像。
若眼睛的生長僅由中心視覺控制，則有清晰中心視覺的這些環(huán)形漫射鏡片對屈光的發(fā)展應當沒有影響。但是，與這個常規(guī)的理論相反，施加的外圍形覺剝奪影響中心屈光發(fā)展。大多數(shù)治療的猴子產(chǎn)生嚴重的近視屈光誤差，這些屈光誤差是在正常猴子的屈光誤差范圍之外。這些實驗誘發(fā)的近視誤差是由于眼睛生長時玻璃體腔深度增大產(chǎn)生的，它導致大于正常眼睛的軸向長度(即，軸向伸長)。
這些結(jié)果清楚地說明，外圍視網(wǎng)膜圖像質(zhì)量的變化對于改變整體軸向生長和屈光發(fā)展是有效和充分的。
觀察2-從軸向近視的恢復不要求中心視覺嬰兒猴子具有從形覺剝奪性近視恢復的非凡能力。例如，我們在一個實驗中發(fā)現(xiàn)，在18個有形覺剝奪性近視(其范圍是從-1.0D至-10.5D)嬰兒猴子中，當形覺剝奪性近視停止時，這18個猴子清楚地說明可以從近視中恢復，并允許這些動物有不受限制的視覺。
其他物種的研究清楚地說明，這種恢復是由視覺經(jīng)驗調(diào)節(jié)的。在另一個實驗中，我們測試外圍視覺足以驅(qū)動這個視覺有關(guān)恢復的假設(shè)。如以上所測試所描述的，由于佩戴環(huán)形漫射鏡片，5個猴子已產(chǎn)生近視或遠視。在約4個月的猴子中，去除環(huán)形漫射鏡片，并利用氬光致凝結(jié)(藍綠光)激光器燒蝕2mm至3mm圓形截面視網(wǎng)膜，其中心是在一個眼睛的中央凹(大約相當于中心5°至7°)。我們不處理另一個眼睛，并隨后允許這些動物有不受限制的視覺。
若從實驗誘發(fā)屈光誤差的恢復與中心視覺有關(guān)，則激光處理的眼睛應當不能恢復。然而，我們發(fā)現(xiàn)，在所有5個猴子中，可以觀察到處理和未處理眼睛都恢復的清楚證明。此外，更重要的是，眼睛的生長和燒蝕和未燒蝕眼睛之間屈光誤差的恢復沒有系統(tǒng)的差別。
這些結(jié)果令人信服地說明，中心視覺對于從實驗誘發(fā)屈光誤差的恢復是不重要的，而外圍視覺對于調(diào)節(jié)正常正視化過程是有效和充分的。更重要的是，這些發(fā)現(xiàn)引發(fā)導致本發(fā)明的思想，外圍視覺對于普通屈光誤差的成因可以起關(guān)鍵的作用，例如，近視，而操作外圍視網(wǎng)膜圖像可以預測地調(diào)整眼睛生長和屈光發(fā)展。
其他的研究說明，中斷近視誘發(fā)刺激，例如，形覺剝奪或鏡片補償刺激，甚至是相對短的時間周期，可以減小或消除這種刺激的近視誘發(fā)效應。這意味著，‘每天佩戴’方法，其中近視者在一天的某個時間內(nèi)(例如，工作之后或睡眠之前去掉眼鏡)停止使用近視減小裝置，這種方法可能不是有效的，并可能大大降低它的效率。整天連續(xù)地對眼睛使用近視減小方法和裝置，可以實現(xiàn)最大的效率。
本發(fā)明提供一種用于延緩或消除近視生長或防止個人近視發(fā)展的方法，其中借助于操作給眼睛的離軸外圍象差，具體地說，操作相對的場曲，從而減小或消除眼睛軸向伸長的外圍視網(wǎng)膜刺激。
此外，為了最佳和持續(xù)地控制離軸外圍象差，該方法必須提供這樣一種與眼睛光路持續(xù)保持基本同軸(有基本同軸對準或同心)的裝置。
此外，為了使這個方法有最大的效率，最好是，給眼睛提供基本連續(xù)的預定屈光矯正和離軸外圍象差控制設(shè)計，可以覆蓋所有張開眼睛情況。
本發(fā)明還提供這樣一種方法，該方法可以防止近視的生長，并可以減輕，延緩近視的發(fā)展，以及在許多情況下可以暫?；蚰嫦蚪暤陌l(fā)展，其中利用延緩或消除眼睛生長的新穎光學裝置和系統(tǒng)。
本發(fā)明的方法和設(shè)備改變近視的發(fā)展，其中以預定的方式精確控制離軸外圍象差，特別是校正裝置的相對場曲，或眼睛和校正裝置的組合現(xiàn)有光學象差，它使外圍可視場的圖像沿相對前的方向移位，理想的是Sturm間隔部分或整體地定位在外圍視網(wǎng)膜之前，而中心圖像定位在中央凹或其附近。這種裝置可以連續(xù)地提供清晰的中心圖像，具體地說，佩戴者有良好的視覺分辨率，與此同時延緩或消除近視者的近視發(fā)展，或防止有近視傾向(即，有發(fā)展近視傾向的個人)的非近視者(正視者或遠視者)產(chǎn)生近視，其中通過提供強的信號以減小外圍的軸向伸長。
由于本發(fā)明的裝置沒有引入任何(中心視覺)散焦效應，如在欠矯正方法，或雙焦點或漸進式光學裝置所引入的，這種裝置可以給佩戴者基本同時提供高質(zhì)量視覺分辨率。因此，本發(fā)明具有延緩屈光誤差發(fā)展的優(yōu)點，與此同時，可以給佩戴者保持基本連續(xù)的清晰有用可視圖像。
利用任何合適的光學裝置，可以實現(xiàn)本發(fā)明的象差控制特征，這些光學裝置包括眼鏡，接觸鏡片，角膜植入(例如，on-lays或in-lays)，前房鏡片，和眼內(nèi)鏡片(IOL)等，以及角膜或上皮重新塑造或雕刻方法，它包括角膜曲率矯正(一種專用的接觸鏡片技術(shù)，它通過給特定設(shè)計接觸鏡片的短期佩戴者重新塑造角膜和上皮以改變眼睛的屈光狀態(tài))和外科屈光過程(例如，熱角膜成形，表層角膜鏡片術(shù)，LASIK，PRK，LASEK等)，最好是在這樣的裝置或方法中實現(xiàn)象差控制，它可以保持與眼睛軸的相對同心，例如，IOL，角膜植入，接觸鏡片，角膜曲率矯正或屈光外科。按照這種方法，可以保持精確控制外圍象差，從而導致精確預定操作外圍和中心場圖像的位置，它與眼睛的運動無關(guān)。
本發(fā)明最好是在眼鏡，接觸鏡片(軟或RGP或鞏膜觸覺類型)，角膜曲率矯正或角膜嵌體中實施，因為我們可以容易地改變屈光率和象差外形(這是佩戴者近視量變化所要求的)。
在眼鏡，接觸鏡片和角膜曲率矯正的情況下，可以容易地配制新的鏡片。
在on-lay的情況下，刮去角膜上皮，去掉現(xiàn)有的嵌體和新的嵌體與上皮粘連，允許在該裝置上重新生長。
此外，本發(fā)明最好是在長期佩戴或連續(xù)佩戴接觸鏡片模式或角膜嵌體模式下實施的，因此，它提供基本連續(xù)的刺激，從而使近視延緩的效率最大化。
通常，長期佩戴或連續(xù)佩戴接觸鏡片可以是軟，RGP或鞏膜觸覺，它有足夠的氧滲透性和其他的性質(zhì)，允許鏡片在睡眠時留在眼睛內(nèi)，但仍然可以從瞼板結(jié)膜接收足夠的氧以保持眼睛健康，盡管由于閉合的眼瞼沒有大氣中的氧氣。
在角膜曲率矯正術(shù)中，接觸鏡片(它也可以是高度氧滲透性類型，適合于長期和過夜佩戴)在短時間內(nèi)(例如，在睡眠時間)佩戴，在接觸鏡片去掉之后可以重新塑造上皮，按照本發(fā)明可以使病人處在所需的屈光和象差狀態(tài)，在角膜曲率矯正有效期被沒有接觸鏡片佩戴。在角膜曲率矯正術(shù)中使用的接觸鏡片設(shè)計有雙重的作用。因此，接觸鏡片設(shè)計成這樣，在‘處理’或重新塑造期間佩戴在眼睛上，組合眼睛，眼淚鏡片(在接觸鏡片的后表面與角膜上皮的前表面之間填充眼淚制成的)和接觸鏡片象差是按照本發(fā)明實施的。此外，可以這樣設(shè)計和選取接觸鏡片后表面輪廓以及它的剛度和厚度輪廓，它們都用于控制上皮和角膜的重新塑造，因此，在去掉鏡片之后(在角膜曲率矯正術(shù)的鏡片佩戴‘處理’期之后)，重新塑造的角膜和上皮輪廓是這樣的，按照本發(fā)明操作剩余的眼睛象差。
現(xiàn)在詳細地討論導致本發(fā)明方法和裝置的發(fā)展。
圖1a表示理想的光學系統(tǒng)。光學系統(tǒng)[10]是從沿物點C，A和B箭頭標記的物體[20]上折射光，并聚焦到有像點C′，A′和B′的圖像[30]上。在理想的光學系統(tǒng)中，聚焦圖像精確地位于圖像接收面[40]上。通常，在常規(guī)的光學系統(tǒng)中，圖像接收面[40]是平坦的表面。因此，理想的聚焦圖像也應當是平坦的圖像。即，聚焦圖像[30]上的點C′，A′和B′應當位于圖像接收面[40]上。若聚焦圖像[30]與圖像接收面[40]精確對準，則每個成像點(例如，C′，A′和B′)清晰地聚焦到圖像接收面[40]上，且該圖像是全部清晰的。
許多光學系統(tǒng)遭受稱之為“場曲”的離軸象差。在圖1b中，另一個光學系統(tǒng)[10]是從物體[60]上折射光到圖像[70]上。然而，由于存在場曲，聚焦圖像[70]沒有與平坦圖像接收面[80]完全地對準。在這個例子中，來自同軸(即，沿光學系統(tǒng)的光軸)物點A的光被聚焦到圖像接收面[80]上的同軸像點A′，所以，它是清晰地聚焦的。然而，來自離軸(即，與光學系統(tǒng)的光軸成夾角上或遠離光軸)物點C和B的光被聚焦成離軸像點C″和B″，這些像點是在圖像接收面[80]之前(即，在與來自物體光方向相反的方向上)。所以，這些像點C″和B″是離焦的并呈現(xiàn)模糊的像點。在具有場曲的光學系統(tǒng)中，例如，在這個例子中，離軸外圍像點基本上是在中心同軸像點之前(即，在與光從物體到圖像傳播方向相反的方向上)，我們可以說該系統(tǒng)有負的場曲。
圖1c表示有正場曲的光學系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，光學系統(tǒng)[100]產(chǎn)生物體[85]的圖像[90]沒有與平坦的圖像接收面[110]對準。雖然從中心物點A聚焦的中心同軸像點A是在圖像接收面[110]上，但是離軸外圍物點C和B被聚焦到離軸外圍像點C和B，這些像點基本上是在圖像接收面[110]之后并相對于中心同軸像點A更后(即，沿光的方向)。此處，像點A是清晰地聚焦的，而像點C和B是離焦的并呈現(xiàn)模糊的像點。
應當注意，在定量描述光學象差時，不同的人們使用各種不同的符號規(guī)則。在這個文件中，我們采用這樣的符號規(guī)則，其中距離的測量是從參考點到研究點，若測量方向與光傳播通過該系統(tǒng)的方向相同，則距離為正；若測量方向與光的傳播方向相反，則距離為負。在場曲中，參考面是理想的(無象差)圖像面，而研究點是有象差的彎曲圖像面。因此，在圖1b中，場曲的度量是從無象差的平坦圖像面[80]到彎曲象差面[70]的距離。由于這個測量的方向是與光傳播通過這個光學系統(tǒng)的方向(它是從左到右)相反，場曲是負的。
相反地，在圖1c中，從理想?yún)⒖济鎇110]測量的彎曲圖像面[90]是在光傳播的方向，因此，場曲是正的。
與大多數(shù)光學系統(tǒng)不同，眼睛的圖像接收面是視網(wǎng)膜，它不是平坦的表面。所以，為了獲取清晰聚焦的像點，圖像面需要是彎曲的，為了使它與視網(wǎng)膜面一致。在圖2a至2c中，眼睛[120]是從三個不同的物體方向[140，170和190]接收來自遠程景物[130]的光。這些方向通常稱之為“視場角”。我們還畫出圖像接收面，即，眼睛的視網(wǎng)膜[136]?；旧显诠廨S[160]上部分景物的物點[140]和像點[150]有相同的零視場角，它們分別稱之為“中心”或“同軸”物體和圖像。圖2a中畫出這種情況。
當物點和像點逐漸遠離光軸和中心物點和像點時，我們就說視場角增大。這些物點和像點稱之為“外圍”或“離軸”物體[170]和圖像[180]，并有有限的(非零)視場角。圖2b中畫出這種情況。圖2c表示在很大視場角下的外圍或離軸物體[190]和圖像[200]。
為了使眼睛接收整個圖像上清晰聚焦的像點，來自所有視場角的像點[150，180和200]必須同時精確地是在視網(wǎng)膜面[136]上。圖2d中畫出這種理想的方案。
由于眼睛的視網(wǎng)膜不是平坦面，在研究眼睛光路的場曲時，更方便的是研究相對場曲。相對場曲可以定義為圖像點在不同視場角下相對于中心像點和視網(wǎng)膜的軸向(前后向)或(正反向)位置。因此，即使圖2d所示眼睛[120]的圖像面[136]有實際的負場曲，由于外圍像點[180和200]的位置是在軸向像點[150]之前很多，就沒有凈的相對場曲(即，相對于視網(wǎng)膜[136]的彎曲)，因此，像點在所有視場角下是清晰地聚焦到視網(wǎng)膜上，我們可以清楚地看到整個圖像。
圖2e表示有很大負場曲的眼睛[210]。來自遠處景物(物體)的光按照這樣的方式被這個眼睛聚焦，在同軸中心像點[220]聚焦到視網(wǎng)膜的同時，在中間[230]和遠處[240]外圍(離軸)視場角下的像點與中心像點[220]比較逐漸向前(在光的傳播方向之前或沿與它相反的方向)聚焦。由于在這些外圍視場角下的像點[230]和[240]也是基本聚焦到彎曲的視網(wǎng)膜[250]之前，外圍場的像點[230]和[240]在視網(wǎng)膜上是離焦的，它對于眼睛[210]呈現(xiàn)模糊的圖像。所以，這個眼睛遭受負的相對場曲。
為了圖形表示和容易評價相對的場曲條件，通過‘映射’彎曲的視網(wǎng)膜面到平坦表面上，可以更方便地畫出相對的場曲。即，利用幾何方法使彎曲視網(wǎng)膜變成平坦面，因此，它可以用直線或平坦面表示。直線表示是三維幾何平坦(或再映射)的平面視網(wǎng)膜面的二維截面。圖2f表示圖2e所示眼睛的相對場曲曲線圖。視網(wǎng)膜已被再映射成直線[220]。這可以立刻指出圖像面[242]是在整個視網(wǎng)膜[220]之前。在這個文件的其余部分，這種類型的相對場曲圖形表示還頻繁地用在計算機輔助光學模型程序的輸出中，它也稱之為“相對場曲曲線圖”。由于整體性能是用光學系統(tǒng)或眼睛的相對場曲表示，我們可以總結(jié)這個性能并在相對場曲曲線圖下容易地評價這個性能，涉及產(chǎn)生場曲結(jié)果的光學系統(tǒng)或眼睛其余部分詳細內(nèi)容不需要包含在這種曲線圖表示中(在以前的圖中已完成)。
圖2g和2h表示有正場曲的眼睛[260]。從圖2h所示相對場曲曲線圖中可以看出，這個眼睛也有正的相對場曲，其中圖像面[262]是這樣的，離軸外圍視場角像點[266和268]是在中心同軸像點[264]和視網(wǎng)膜[290]之后(即，沿光的傳播方向)。在這種情況下，中心像點[264]是清晰聚焦的，而外圍視場像點[266和268]不是聚焦的，并呈現(xiàn)模糊的像點。
圖3a和3b表示有負場曲的眼睛[300]。由于中心同軸像點[310]是在視網(wǎng)膜[320]之后(即，沿光的傳播方向)，利用標準技術(shù)的測量，例如，自屈光器，屈光器頭或試驗架，可以確定這個眼睛是遠視的，眼睛護理醫(yī)師熟悉這種技術(shù)，例如，眼科醫(yī)生，驗光配鏡師，眼睛商，視軸矯正醫(yī)師和視覺科學家。然而，由于這個例子中出現(xiàn)負的場曲，在大視場角下的離軸外圍像點[330]是在視網(wǎng)膜[320]之前(即，沿與光傳播方向相反的方向)。因此，這個例子中的眼睛在外圍視場中實際上是相對近視的。這可以從圖3b所示的相對場曲曲線圖中看出，圖3b清楚地說明中間外圍場的中心[310]是遠視的(聚焦在視網(wǎng)膜之后)，而中間外圍場至遠處外圍場[330]是近視的(聚焦在視網(wǎng)膜之前)。
圖3c和3d表示有正場曲的眼睛[340]。由于中心同軸像點[350]是在視網(wǎng)膜[360]之前(即，沿與光傳播方向相反的方向)，利用標準技術(shù)的測量，例如，自折光器，折光器頭或試驗架，可以確定這個眼睛是近視的，眼睛護理醫(yī)師熟悉這種技術(shù)。然而，由于這個例子中出現(xiàn)正的場曲，在大視場角下的離軸外圍像點[370]是在視網(wǎng)膜[360]之后(即，沿光傳播的方向)。因此，這個例子中的眼睛在外圍視場中是相對遠視的。這可以從圖3d所示的相對場曲曲線圖中看出，圖3d清楚地說明中間外圍場的中心[350]是近視的(聚焦在視網(wǎng)膜之前)，而中間外圍場至遠處外圍場[370]是遠視的(聚焦在視網(wǎng)膜之后)。
圖4a至4k詳細地說明本發(fā)明的基本原理。至今用于誘發(fā)或控制近視生長的所有試圖僅僅考慮中心場的屈光狀態(tài)。這是因為當前測量屈光誤差的標準都是測量眼睛或中央凹鄰近的屈光狀態(tài)，中央凹基本上是在眼睛的中心場，其中包括眼科醫(yī)生，驗光配鏡師，眼睛商，或其他的眼睛護理醫(yī)師利用試驗架，屈光器頭和自屈光器進行測量。在這個常規(guī)的理解下，如圖4a所示的眼睛和光路示意圖，負屈光率模糊，即，像點[402]形成在視網(wǎng)膜[404]和中央凹[406]之后(即，沿光傳播通過眼睛的方向)，或由于眼睛[408]的固有光路，或人為的干預，例如，配制的眼鏡鏡片[410]有過大的負屈光率，這就提供軸向伸長(如箭頭[412]方向所指出的)的刺激，根據(jù)鏡片補償近視的現(xiàn)象，它導致眼睛的生長[414]指向后位置的像點，從而在正視者(沒有任何屈光誤差的個人)或遠視者中誘發(fā)近視，或使近視者的近視進一步發(fā)展。
這種僅僅考慮眼睛同軸或中心場屈光狀態(tài)構(gòu)成常規(guī)光學方法的基礎(chǔ)，采用這種方式試圖防止近視的發(fā)生或延緩近視的發(fā)展。一個這樣的常規(guī)方法是利用正屈光率模糊，它使中心或同軸圖像形成在中央凹之前，用于去掉軸向伸長和眼睛生長的刺激。利用近視的欠矯正，這最終得到延緩近視發(fā)展的常規(guī)方法。如圖4b所示的眼睛和光路示意圖，欠矯正方法涉及故意聚焦中心同軸圖像[416]到視網(wǎng)膜[418]和中央凹[420]之前。這是通過配制略微大的正屈光率(或用于近視的略微小負屈光率，因此，通常用術(shù)語“欠矯正”描述這種方法)實現(xiàn)的，即，它略微大于個人獲得清晰視覺所需正常配制的光學矯正[422]。例如，需要-4.00D鏡片的近視者可以配制-3.50D鏡片。雖然這種方法對于延緩某些人的近視發(fā)展是有效的，但它不是對所有的人都是有效的。的確，一些研究結(jié)果表明，欠矯正方法實際上可能增加某些人的近視。此外，最成問題的是，這種方法確切地模糊中央凹[420]上的圖像，從而使眼鏡佩戴者得到低于最佳視覺和視覺分辨率，并可能使佩戴者不能執(zhí)行某些重要的視力任務，例如，駕車。
在我們的實驗中還沒有證明，僅僅外圍視場對促進眼睛生長是有效和充分的，眼睛生長可以導致軸向伸長和最終使近視發(fā)生或發(fā)展。
圖4c所示的眼睛和光路示意圖中說明一個重要的實驗結(jié)果。在這個實驗中，給靈長目動物佩戴放置在眼睛[426]之前的環(huán)形漫射鏡片[424]。漫射鏡片[424]允許光線[427]從同軸中心場物體[428]沒有阻擋地到達眼睛[426]。相同的環(huán)形漫射片[424]散射或漫射來自離軸外圍場物體[430]的光線[429]。這種散射僅僅對外圍場[430]中的離軸可視物體誘發(fā)形覺剝奪，而對中心場[428]保持清晰的視覺。研究近視發(fā)展的視覺科學家知道，加到眼睛整個視場(或中心場)上的形覺剝奪可以誘發(fā)導致近視的軸向伸長。在我們的實驗中，形覺剝奪僅僅涉及外圍場，但是眼睛也可以因軸向伸長(箭頭[432]方向所指出的)和眼睛生長[434]而產(chǎn)生近視。
在擴充的實驗中，在近視發(fā)展到一定程度之后，我們從一些眼睛之前去掉環(huán)形漫射鏡片[424]。在去掉漫射片之后，靈長目動物中的近視程度減小了，如圖4d中曲線的實線部分所示。
此外，在相當?shù)臄U充實驗中，對于其他的眼睛，除了在近視發(fā)展到一定程度之后去掉漫射鏡片，還利用氬(藍綠光)激光通過光致凝結(jié)燒蝕斑點部分，它使中心視覺基本變盲，而保留外圍視覺，可以去除靈長目動物眼睛的中心視覺。即使在按照這種方式破壞同軸中心中央凹視覺時，仍保持近視的減小，它類似于沒有破壞中心視覺的情況，如圖4d中曲線的虛線部分所示。
這些實驗結(jié)果清楚地說明，僅在外圍場中的合適近視減小刺激(基本上是外圍部分的局部刺激)對于延緩或防止近視的生長，或減小，消除或逆向近視的發(fā)展是有效和充分的。雖然該實驗主要涉及形覺剝奪性近視，我們設(shè)想形覺剝奪性近視與鏡片補償近視之間通常有聯(lián)系，這意味著局部鏡片補償效應(即，僅適用于外圍視網(wǎng)膜，本質(zhì)上，欠矯正僅適用于外圍視場)也可以對近視減小提供類似的刺激。僅僅外圍視場的欠矯正優(yōu)于常規(guī)的方法，因為它可以清晰聚焦中心視場的圖像到達中央凹，因此，佩戴者可以連續(xù)有清晰的中心中央凹視覺，這是獲得良好視覺分辨率所必需的(例如，駕車，閱讀，看電視等)。這是本發(fā)明的主要原理，我們參照圖4e和4f更詳細地解釋這個原理。
在圖4e和4f中，給有近視傾向(即，或是近視者，或是非近視者，但由于近視父母親或長期近距離工作，它可能成長為近視者)的眼睛[436]配制本發(fā)明的光學裝置[438]。這個光學裝置[438]設(shè)計成這樣，它在眼睛[436]上產(chǎn)生負的相對場曲[440]。這種裝置優(yōu)于常規(guī)的欠矯正方法，因為中心同軸像點[441]清晰地聚焦到能夠有良好視覺分辨率的中央凹[442]。由于負的相對場曲[440]，外圍像點[443]聚膠到視網(wǎng)膜[444]之前(即，沿與眼睛中光傳播方向相反的方向)。這可以對外圍場產(chǎn)生相對欠矯正的效應，而根據(jù)我們的實驗結(jié)果，它可以控制眼睛生長和軸向伸長。即，由于離軸外圍視場像點[443]是在較前的位置，眼睛中軸向生長的刺激可以被大大地減小，消除或逆向發(fā)展，從而導致減小或消除近視的生長，或減小和甚至逆向的近視發(fā)展。
外圍場對于促進近視回歸的重要性還可用于解釋欠矯正中心視覺的方法為什么不是對所有人都有效，事實上，在一些發(fā)表的研究成果中，已說明對某些人可以增大近視。
在圖4g和4h中，利用常規(guī)的欠矯正方法對眼睛[446]實施欠矯正。有光學裝置[448]的這個眼睛實施用于提供欠矯正的常規(guī)方法，或與眼睛的光路一起或本身，也可以引入大量的正相對場曲[450]給眼睛。因此，雖然這種方法使中心同軸像點[451]形成在中央凹[452]之前，試圖減小對眼睛生長的刺激，但是由于正的相對場曲[450]，離軸外圍像點[453]聚焦在視網(wǎng)膜[456]之后(即，沿與眼睛中光傳播方向相同的方向)。根據(jù)我們的實驗結(jié)果可以說明眼睛外圍促進軸向生長的有效性，這些過矯正的外圍像點誘發(fā)軸向伸長的刺激(如箭頭[458]所指出的)，可以導致眼睛的生長[460]和近視的發(fā)展，盡管我們已努力控制中心圖像的焦點位置。
對于有相對正場曲[464]的眼睛[462](如圖4i和4j所示)，本發(fā)明的光學裝置[466]可以設(shè)計成與眼睛光路的組合，它提供清晰的中心焦點[470]和凈的負相對場曲[468](如圖4k和4l所示)。這可以使組合眼睛和光學裝置的光路回到類似于圖4e和4f中描述的光路，它有效地消除軸向生長和近視發(fā)展或生長的刺激，以及繼續(xù)提供具有良好視覺分辨率所需的清晰中心焦點。
根據(jù)以上的解釋，現(xiàn)在應當容易地明白，可以延緩，消除或逆向近視發(fā)展的方法是借助于引入光學裝置，包括眼鏡，接觸鏡片，人工角膜裝置，例如，on-lays和in-lays，角膜植入，前房鏡片或眼內(nèi)鏡片，或采用干預方法，例如，角膜和上皮重新塑造和雕刻，包括角膜曲率矯正和屈光外科，例如，表層角膜鏡片術(shù)，角膜熱成形術(shù)，LASIK，LASEK和PRK，它可以在視網(wǎng)膜上形成負的相對場曲，為了繼續(xù)提供用于重要視覺任務的良好中心視覺分辨率，光學裝置或光學干預方法應當確保清晰聚焦中心視場圖像到視網(wǎng)膜上。
重要的是應當注意，雖然合適類型的折射散焦可以促使眼睛生長(或非生長)，從而導致鏡片補償現(xiàn)象中的近視(或它的回歸)，當折射散焦量很大時，由于嚴重的散焦可以使圖像質(zhì)量有很大的退化，光學狀態(tài)可以改變成形覺剝奪性現(xiàn)象，并可以按照這樣的方式引入近視。例如，由于引入+0.5D鏡片，若圖像形成在視網(wǎng)膜之前，則去掉軸向伸長的刺激，從而可以控制近視。然而，利用+5D鏡片，若圖像形成在極其前面，則視網(wǎng)膜上的圖像退化可以是如此之大，該狀態(tài)變成一種形覺剝奪，并可以導致近視的生長和發(fā)展。在這種情況下，可以誘發(fā)近視，而不是減小近視，盡管使用正屈光率鏡片和盡管視覺圖像是在視網(wǎng)膜之前?？梢猿霈F(xiàn)從鏡片補償效應到形覺剝奪效應的這種變化，從視場角考慮不管圖像是在中心或在外圍。因此，為了在外圍視場角下有最小的相對負場曲量，本發(fā)明必須足以消除軸向伸長的刺激，與此同時，最大的相對負場曲量必須不太大，它不會造成外圍視覺圖像的嚴重退化和形成形覺剝奪性近視。我們考慮有效治療的最小相對場曲量是球面相當量(即，在最小混淆圓中測量的折射狀態(tài))為+0.25D至+0.50D。我們考慮在發(fā)生嚴重視覺退化之前的最大相對場曲量的球面相當量為+3.50D至+4.00D，這種退化可以導致形覺剝奪性近視，該球面相當量代表有效治療近視的負場曲上限。
本發(fā)明的一個實施方案是利用有這樣鏡片的眼鏡，它設(shè)計成傳遞合適的負相對場曲量。圖5a至5c表示這種眼鏡鏡片實施方案的一個例子。在利用正確屈光率的標準眼鏡鏡片(例如，僅僅是球面鏡片)矯正軸向近視為-3D的眼睛時，它沒有試圖控制或改變眼睛-鏡片組合的場曲，在這個例子眼睛視網(wǎng)膜上形成的相對場曲可以是正的，它類似于圖5a所示的情況。許多典型的光學系統(tǒng)，其中包括這個具體的眼睛，在外圍視場角存在很大的徑向象散量(一種類型的外圍象差)。圖5a表示有兩條場曲的曲線。專業(yè)人員知道，標記為“T”[502]的一條曲線代表徑向象散“切向”線狀焦點的焦點位置和相對場曲，而標記為“S”[504]的另一條曲線代表徑向象散“弧矢”線狀焦點的焦點位置和相對場曲。
眼睛護理醫(yī)師明白，可以把象散分類成“簡單”象散，“復合”象散或“混合”象散。簡單象散發(fā)生在一個(弧矢或切向)線狀焦點形成在視網(wǎng)膜上，而另一個線狀焦點形成在視網(wǎng)膜之前(在近視簡單象散情況下)或之后(在遠視簡單象散情況下)。復合象散發(fā)生在弧矢和切向線狀焦點是在視網(wǎng)膜的相同側(cè)，即，二者都在視網(wǎng)膜之前或之后。例如，復合遠視象散發(fā)生在兩個線狀焦點都在視網(wǎng)膜之后。發(fā)生混合象散的情況是，一個線狀焦點形成在視網(wǎng)膜之前，而另一個線狀焦點形成在視網(wǎng)膜之后。在這些情況下，沿一個象散子午線的眼睛是遠視，而沿另一個子午線的眼睛是近視，這是術(shù)語“混合”的原因。
利用象散鏡片的近視發(fā)展實驗說明，當出現(xiàn)基本混合的象散時，眼睛的生長趨勢是重新定位視網(wǎng)膜到線狀焦點，它是在更后的位置(即，線狀焦點是在視網(wǎng)膜之后)。而在復合遠視象散的情況下，這兩個焦點都是在后面的位置，眼睛的生長是重新定位視網(wǎng)膜到視網(wǎng)膜附近的線狀焦點(即，在線狀焦點更前的位置)；雖然在某些情況下，眼睛的生長超出視網(wǎng)膜附近的線狀焦點并繼續(xù)朝向更后位置的線狀焦點。
因此，在圖5a所示的情況下，由于外圍切向焦點[502]略微在視網(wǎng)膜之后，而外圍弧矢焦點[504]是在更后的位置，眼睛就經(jīng)受軸向伸長到弧矢焦點[504]的刺激，從而造成眼睛的生長和近視的發(fā)展。
本發(fā)明的優(yōu)選眼鏡鏡片設(shè)計例子，如圖5b所示計算機輔助光學模型程序輸出，除了提供正確的屈光率(-3D)以外，還合適地控制視網(wǎng)膜上的相對場曲，它適合于控制近視的發(fā)展。這個具體的典型眼鏡鏡片[508]利用有圓錐截面的非球面鏡片，并由中心厚度為3mm和折射率為1.5168的玻璃制成。這個眼鏡鏡片后表面的頂點半徑(r0)為80mm，其非球面度(形狀因子p)為-893，而前表面的頂點半徑(r0)為259.5mm，其形狀因子(p)為-165.6。
在圖5c的相對場曲曲線圖中畫出鏡片與近視眼組合的總相對場曲?？梢钥闯?，現(xiàn)在兩個象散焦點位置是在視網(wǎng)膜之前，它可以去掉對軸向伸長的刺激，因此，消除眼睛近視的發(fā)展，在某些近視者中可以逆向近視的發(fā)展。
作為常規(guī)眼鏡鏡片設(shè)計策略的注意事項，由于有限的自由度(控制鏡片表面形狀，鏡片厚度和玻璃材料的折射率)，鏡片設(shè)計者被限制成僅能控制徑向象散或場曲，而不是二者。眼鏡鏡片設(shè)計的常規(guī)策略是控制和減小或消除徑向象散，其中有兩個原因。第一，普遍可以接受的是，視覺退化的主要因素是象散而不是場曲；第二，人們相信，在有場曲的情況下，眼睛能夠適應于移位外圍焦點圖像到視網(wǎng)膜上。本發(fā)明的目的是，控制鏡片設(shè)計中的場曲是優(yōu)先于控制象散，因為前者象差有效地影響近視的生長和發(fā)展。此外，由于在視網(wǎng)膜外圍的光接收器單元密度較低，從而導致大大降低外圍場的分辨率，本發(fā)明的設(shè)計方法不會嚴重影響外圍場的視覺。
光學工程和鏡片設(shè)計的專業(yè)人員能夠立刻理解，圓錐截面型非球面鏡片不是實現(xiàn)相對負場曲的唯一設(shè)計方法。在與眼睛組合時，可以采用產(chǎn)生所需相對場曲的任何表面或光學設(shè)計。在圖6a中，利用圓錐截面與多項式方程的組合，設(shè)計本發(fā)明的眼鏡鏡片表面[602]。這個鏡片有這樣的后表面，它是由頂點半徑(r0)為75mm和形狀因子(p)為75的圓錐截面型表面構(gòu)成。它的前表面是用形式為s＝a1x2+a2x4+a3x6的多項式方程描述，其中s是相對于其頂點的表面弧矢高度(沿軸向測量，其單位是mm)，而x是與鏡片軸之間的軸向距離，其單位是mm。在這個設(shè)計中，a1＝0.003312，a2＝2.053×10-6和a3＝-6.484×10-9。這個鏡片的中心厚度是3mm，它是由折射率為1.517的玻璃制成。這個特定例子設(shè)計也適用于-3D近視。圖6b表示這個眼鏡鏡片的總相對場曲曲線圖。從這個曲線圖中可以清楚地看出，已經(jīng)去掉導致近視開始或發(fā)展的軸向伸長刺激，因為切向和弧矢焦點位置都形成在視網(wǎng)膜之前。
在以上優(yōu)選眼鏡鏡片的兩個例子中，我們控制徑向象散的切向和弧矢線狀焦點，為了使它們基本上是在視網(wǎng)膜之前，從而最大限度消除軸向伸長的刺激。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，只要弧矢(較后位置)線狀焦點不是形成在視網(wǎng)膜之后，減小軸向伸長的刺激，就可以防止近視的開始或減小近視的發(fā)展。因此，即使弧矢線狀焦點形成在視網(wǎng)膜之后，可以消除軸向伸長的刺激。
在圖6c中，利用控制弧矢(較后的線狀焦點)的特定物鏡設(shè)計本發(fā)明眼鏡鏡片的表面[604]，為了使它基本上是在視網(wǎng)膜上或略微之前。這種利用圓錐截面與多項式方程組合的鏡片有這樣的后表面，它是由頂點半徑(r0)為75mm和形狀因子(p)為-122.8的圓錐截面型表面構(gòu)成。它的前表面是用形式為s＝a1x2+a2x4+a3x6的多項式方程描述，其中s是相對于其頂點的表面弧矢高度(沿軸向測量，其單位是mm)，而x是與鏡片軸之間的軸向距離，其單位是mm。在這個設(shè)計中，a1＝0.003285，a2＝-4.488×10-6和a3＝1.631×10-8。這個鏡片的中心厚度是3mm，它是由折射率為1.517的玻璃制成。這個特定例子設(shè)計也適用于-3D近視。圖6d表示這個眼鏡鏡片的總相對場曲曲線圖。從這個曲線圖中可以清楚地看出，我們控制切向線狀焦點到視網(wǎng)膜之前，而弧矢線狀焦點現(xiàn)在基本上是在視網(wǎng)膜上或略微之前。由于兩個線狀焦點都不在視網(wǎng)膜之后，我們已去掉導致近視開始或發(fā)展的軸向伸長刺激。此外，在近視發(fā)展的“散焦符號”理論下，該理論說明散焦類型(相對較正或相對較負的屈光率)引入生長的定向刺激(即，生長減小或增大)，與視網(wǎng)膜之前形成線狀焦點相關(guān)的近視散焦可以作為減小生長的正刺激。
這個例子的設(shè)計具有給眼睛提供良好外圍視覺性能的優(yōu)點，因為一個線狀焦點是在視網(wǎng)膜上。作為比較，以上兩個例子的設(shè)計具有更多減小軸向伸長刺激的優(yōu)點，因為弧矢線狀焦點和切向線狀焦點都形成在視網(wǎng)膜之前。
所有以下例子設(shè)計的目的是使兩個線狀焦點都在視網(wǎng)膜之前，為的是最大限度消除軸向伸長的刺激。然而，給出以上的例子，光學工程和鏡片設(shè)計的專業(yè)人員現(xiàn)在應當清楚地知道，通過聰明地選取設(shè)計參數(shù)，或可以最大限度消除軸向伸長的刺激(兩個線狀焦點形成在視網(wǎng)膜之前)，或可以實現(xiàn)較好的外圍視覺性能，但仍然具有一些減小軸向伸長刺激的優(yōu)點，(線狀焦點形成在視網(wǎng)膜之后或略微之前)。
在用于控制近視的本發(fā)明中，也可以利用不同于鏡片的光學校正裝置。具體地說，與眼睛光軸保持基本相對同軸且與眼睛凝視方向無關(guān)的這些光學校正裝置是較優(yōu)選的。所以，一個實施本發(fā)明的優(yōu)選方法是利用軟接觸鏡片。在圖7a中，它展示本發(fā)明軟接觸鏡片設(shè)計的例子，其中利用接觸鏡片設(shè)計程序曲線確定沿一條半子午線的前后表面弧矢高度和它的厚度輪廓。這個軟接觸鏡片設(shè)計利用圓錐截面與多項式方程的組合以確定它的光區(qū)表面。后表面是由圓錐截面型表面構(gòu)成，其頂點半徑(r0)為8.33mm和形狀因子(p)為0.75?；厩氨砻媸菆A錐截面，其頂點半徑(r0)為-0.615mm和形狀因子(p)為0.007，其中附加的弧矢高度添加到多項式方程描述的這個基本表面上，多項式方程的形式為s＝a1x2+a2x4+a3x6的多項式方程描述，s是相對于基本圓錐截面的表面附加弧矢高度(沿軸向測量，其單位是mm)，而x是與鏡片軸之間的軸向距離，其單位是mm。在這個設(shè)計中，a1＝0.8695，a2＝-0.004632和a3＝3.470×10-5。這個鏡片的中心厚度為182μm，光區(qū)直徑(OZD)為8.2mm，并適用于矯正和治療-3D近視。雖然可以利用各種接觸鏡片材料，但是這個典型鏡片是由硅水凝膠制成，接觸鏡片專業(yè)人員熟知這種材料，它具有高的氧滲透性，適合于長期佩戴或連續(xù)佩戴，其折射率為1.427。圖7b表示這個軟接觸鏡片的總相對場曲曲線圖。從這個曲線圖中可以清楚地看出，我們已去掉導致近視開始或發(fā)展的軸向伸長刺激，因為切向和弧矢焦點位置都形成在視網(wǎng)膜之前。
從以上的討論中可以清楚地知道，本發(fā)明的近視治療方法和裝置可用于矯正任何程度的近視。例如，圖8a表本適合于-10D近視的本發(fā)明軟接觸鏡片設(shè)計。這個鏡片設(shè)計的后表面是由圓錐截面型表面構(gòu)成，其頂點半徑(r0)為8.45mm和形狀因子(p)為0.75。前表面可以用半徑(r)為1347.6mm的基本球面描述，其中附加的弧矢高度添加到多項式方程描述的這個基本表面上，多項式方程的形式為s＝a1x2+a2x4+a3x6+a4x8，s是相對于基本球面的表面附加弧矢高度(沿軸向測量，其單位是mm)，而x是與鏡片軸之間的軸向距離，其單位是mm。在這個設(shè)計中，a1＝0.04803，a2＝5.740×10-4，a3＝1.543×10-5和a4＝-1.219×10-6。這個鏡片的中心厚度為100μm，光區(qū)直徑(OZD)為8.2mm，并由折射率為1.427的接觸鏡片材料制成。圖8b表示這個軟接觸鏡片的總相對場曲曲線圖。從這個曲線圖中可以清楚地看出，我們已去掉導致近視開始或發(fā)展的軸向伸長刺激，因為切向和弧矢焦點位置都形成在視網(wǎng)膜之前。
通過以上的討論，光學工程和鏡片設(shè)計的專業(yè)人員能夠立刻理解，可以應用延緩近視發(fā)展和與此同時矯正近視的本發(fā)明方法，利用不同屈光率給相同光學裝置的不同子午線，為的是矯正屈光象散。
重要的是注意本發(fā)明的接觸鏡片設(shè)計與同心(特別是中心-遠處類型)雙焦點接觸鏡片設(shè)計之間的區(qū)別。雖然中心-遠處同心雙焦點接觸鏡片的外圍屈光率可以模仿所需較高的正屈光率，為的是實現(xiàn)正確的相對場曲，這種接觸鏡片的雙焦點(即，有兩個有效的屈光率，因此同時有兩個焦點)對于近視控制有相對低的效率，如圖9a至9c所解釋的。
如圖9a所示，中心-遠處同心雙焦點接觸鏡片[900]有聚焦來自遠處可視物體[906]的光[904]到中央凹[908](中心視網(wǎng)膜)的中心圓區(qū)[902]和圍繞中心圓區(qū)[902]的外部同心環(huán)形區(qū)[910]，它同時聚焦來自近處可視物體[912]的光[911]也到中央凹[908]。正是由于這種接觸鏡片的同時聚焦作用，它們稱之為“同時視覺”雙焦點。這種同時視覺，同心雙焦點接觸鏡片通常用于老視的矯正。
實際上，同心雙焦點接觸鏡片可以是中心-遠處(如以上描述的)或中心-近處接觸鏡片。由于在近處觀看時具有與較小瞳孔尺寸一致的優(yōu)點，我們更通常使用中心-近處同心雙焦點接觸鏡片(這是由于自然的反應能力，其中當眼睛聚焦到近處時，瞳孔尺寸也減小)。
為了實現(xiàn)中心-遠處(和外圍-近處)聚焦，這種同心雙焦點接觸鏡片的外圍區(qū)有大于中心區(qū)的正屈光率。在粗略觀察時，雖然這種鏡片可能錯誤地識別為提供負的相對場曲鏡片，(中心-近處同心雙焦點接觸鏡片與本發(fā)明的接觸鏡片不類似，因為它們有更負的外圍屈光率)，與本發(fā)明的設(shè)計比較，由于圖9b所示的雙焦點，它們不能有效地控制近視。中心-遠處同心雙焦點接觸鏡片[914]放置在觀看遠處物體[918]的眼睛[916]上。由于接觸鏡片[914]的雙焦點性質(zhì)，兩個圖像完全形成在場位置上。因此，來自中心場[922]傳輸通過接觸鏡片[914]中心距離光區(qū)[924]的光[920]被聚焦到中央凹[926]并形成物體[918]的清晰圖像。由于在這個眼睛中存在相對的正場曲[928]，來自外圍場[930]傳輸通過中心距離光區(qū)[924]的光[929]成像到視網(wǎng)膜[934]之后的位置[932]。與此同時，來自中心場[922]傳輸通過接觸鏡片[914]環(huán)形近光區(qū)[938]的光[936]被聚焦到視網(wǎng)膜[934]之前的近焦點[940]和中央凹[926]上。這個近焦點有它自己的場曲[942]，因此，來自外圍場[930]傳輸通過環(huán)形近光區(qū)[938]的光[944]成像到近焦點場曲[942]上的點[946]。圖9c表示遠焦點和近焦點的相對場曲與視網(wǎng)膜和中央凹的關(guān)系作為相對場曲曲線圖。還應當注意，由于存在雙焦點，空間中任何物體的視網(wǎng)膜圖像質(zhì)量總是退化的，它與偏心率無關(guān)，這是由于清晰圖像(遠或近)與模糊圖像(分別是近或遠)在視網(wǎng)膜上的恒定疊加，它也是軸向生長的潛在形覺剝奪性刺激。
在我們的實驗中，我們利用產(chǎn)生兩個線狀焦點的象散鏡片證明，當兩個軸向線狀焦點位置出現(xiàn)在視網(wǎng)膜上時，眼睛傾向于生長到一個線狀焦點，而不是最小混淆圓。在復合遠視象散的情況下(其中兩個軸向線狀焦點形成在視網(wǎng)膜之后)，眼睛傾向于生長到重新定位視網(wǎng)膜到較前位置的線狀焦點。在簡單遠視象散的情況下(其中一個線狀焦點形成在視網(wǎng)膜上，而另一個線狀焦點形成在視網(wǎng)膜之后)，眼睛的生長可能穩(wěn)定，并在視網(wǎng)膜上保持較前位置的線狀焦點，但是在某些情況下，眼睛生長到重新定位視網(wǎng)膜到較后位置的線狀焦點。在混合象散的情況下(其中一個線狀焦點形成在視網(wǎng)膜之前，而另一個線狀焦點形成在視網(wǎng)膜之后)，眼睛生長到重新定位視網(wǎng)膜到較后位置的線狀焦點。
利用雙焦點接觸鏡片防止近視的意圖是在近距離觀看時減小所需的調(diào)節(jié)量和/或沒有調(diào)節(jié)招致的散焦量，其中在近距離觀看工作(例如，閱讀)時利用近光區(qū)。然而，從圖9c中可以看出，由于同時存在遠處圖像和近處圖像以及正的相對場曲，眼睛生長刺激(沿箭頭[948]所示的方向)到遠處圖像表面，可以導致軸向伸長[950]和近視的發(fā)生或發(fā)展。這可以解釋為什么利用雙焦點接觸鏡片不能有效控制所有人的近視。如在本發(fā)明中所公開的，通過操作相對場曲，可以有效地控制近視。
雖然本發(fā)明可用于延緩或逆向現(xiàn)有近視者的近視發(fā)展，它還可用于防止‘危險’類人群近視的發(fā)生，例如，其父母為近視眼或涉及長期從事近距離視覺工作的人(如研究或計算機操作)，他們有發(fā)生近視的高似然性。對于這些可能不是近視但有近視傾向的人們，可以利用有零屈光率的鏡片實現(xiàn)本發(fā)明。圖10a表示這種零屈光率鏡片(眼睛護理醫(yī)師稱之為“平”鏡片)的例子，它包含防止發(fā)生近視的本發(fā)明方法。這個鏡片設(shè)計的后表面是由圓錐截面型表面構(gòu)成，其頂點半徑(r0)為8.45mm和形狀因子(p)為0.75。前表面可以用半徑(r)為14.75mm的基本球面描述，且附加的弧矢高度添加到用多項式方程描述的這個基本面上，其形式是s＝a1x2+a2x4+a3x6+a4x8，其中s是相對于基本球面的表面附加弧矢高度(沿軸向測量，其單位是mm)，而x是與鏡片軸之間的軸向距離，其單位是mm。在這個設(shè)計中，a1＝0.02553，a2＝5.900×10-4，a3＝2.564×10-5和a4＝-1.437×10-6。這個鏡片的中心厚度是249.2μm，光區(qū)直徑(OZD)為8.2mm，并由折射率為1.427的接觸鏡片材料制成。圖10b表示這個軟接觸鏡片的總相對場曲曲線圖。從這個圖中可以清楚地看出，已經(jīng)去掉可以產(chǎn)生近視的軸向伸長刺激，因為切向和弧矢焦點位置都形成在視網(wǎng)膜之前。
對于某些人和在一些應用中，能夠刺激接觸鏡片可能是有利的。例如，可以對遠視者實施這種刺激，為的是減小遠視量。減小這些人遠視量的一個優(yōu)點是改進的近聚焦能力。可以采用本發(fā)明基本方法的相反過程以減小遠視量，這是通過誘發(fā)眼球生長實現(xiàn)的。圖11a表示本發(fā)明的軟鏡片設(shè)計，它適合于從+6D遠視返回到正視。這個鏡片設(shè)計的后表面是由半徑(r)為8.60mm球面構(gòu)成。前表面是用半徑(r)為-614.7mm的基本球面描述，且附加的弧矢高度添加到用多項式方程描述的這個基本面上，其形式是s＝a1x2+a2x4+a3x6，其中s是相對于基本球面的表面附加弧矢高度(沿軸向測量，其單位是mm)，而x是與鏡片軸之間的軸向距離，其單位是mm。在這個設(shè)計中，a1＝0.06605，a2＝1.400×10-4和a3＝6.190×10-6。這個鏡片的中心厚度是249μm，光區(qū)直徑(OZD)為8.2mm，并由折射率為1.427的接觸鏡片材料制成。圖11b表示這個軟接觸鏡片的總相對場曲曲線圖。從這個圖中可以清楚地看出，現(xiàn)在切向和弧矢焦點位置都有效地形成在視網(wǎng)膜之后。在這種配置中，引發(fā)軸向伸長的刺激，它可以啟動導致減小遠視的眼睛生長。
圖12a至12i表示本發(fā)明應用于部分矯正包括象散和高級象差的復雜光學誤差，與此同時操作用于控制近視的場曲。本發(fā)明的這種近視控制技術(shù)可以同時矯正波前象差(通常包括高級象差)和傳遞正確的相對場曲量。這種方法還可以進一步改進視覺，與此同時保持合適的所需刺激以延緩近視的發(fā)展。
利用各種現(xiàn)有的眼睛波前傳感器(例如，Hartmann-Shark裝置)，可以測量個人的象差(包括“象散”，非球面光學缺陷，它通常是利用眼鏡或復曲面接觸鏡片中的柱面矯正進行矯正)和特別是高級象差(例如，“彗差”，一種利用諸如眼鏡的常規(guī)視覺矯正裝置通常不能矯正的象差)。圖12a表示某個人眼的波前象差圖。從這個波前象差圖的非對稱性中可以看出，這個眼睛有大量的象散和彗差。
為了進行定量分析，視覺科學家和光學工程師可以把波前象差描述為Zernike多項式級數(shù)。這種描述象差方法的另一個優(yōu)點是，Zernike多項式術(shù)語涉及光學工程師或視覺科學家熟悉的象差類型。例如，系數(shù)Z22表示眼睛光路中的象散，而Z31表示眼睛光路中存在彗差。在圖12a所示的例子中，象散(Z22)的Zernike系數(shù)幅度是-0.446μm，而彗差(Z3-1)的Zernike系數(shù)幅度是-0.344μm。
圖12b至12d表示這個人眼固有的相對場曲。由于存在包括象散和彗差的非對稱象差，相對場曲在不同的子午線上是不同的。圖12b，12c和12d分別表示沿水平半子午線，上垂直半子午線和下垂直半子午線的相對場曲。此外，雖然這個眼睛在圖12b至12d中看到的中心場是接近于正視，而兩個象散(切向和弧矢)圖像面的外圍場圖像位置主要是在沿大部分子午線范圍的視網(wǎng)膜之后，并引發(fā)導致近視發(fā)展或增大的軸向伸長和眼球生長刺激。
按照本發(fā)明原理設(shè)計的光學裝置可以操作相對場曲，與此同時可以部分地矯正眼睛的高級象差。這種裝置促進延緩和潛在逆向近視的發(fā)展，與此同時還給出一些矯正象差的優(yōu)點。以下參照圖12e至12i描述和說明這個例子。在這個具體例子中，我們利用軟接觸鏡片設(shè)計，然而，專業(yè)人員應當明白，適合于矯正高級眼睛象差的任何光學裝置也是合適的。本發(fā)明的接觸鏡片設(shè)計應用于描述眼睛波前象差的眼睛，形成的波前象差可以說明已有效地消除象散和彗差，與此同時提供的相對場曲適合于控制近視的發(fā)生或發(fā)展。從圖12e所示的合成波前圖中可以清楚地看到這一點。與象散(Z22)和彗差(Z3-1)矯正波前相關(guān)的總Zernike系數(shù)幅度已分別減小到-0.0144μm和-0.0086μm，這說明已基本消除象散和彗差，從而提供視覺分辨率。
由于在這個例子中的眼睛波前象差是旋轉(zhuǎn)非對稱的，接觸鏡片設(shè)計例子也是旋轉(zhuǎn)非對稱的(在這種情況下，為了矯正象散和彗差)，并需要保持在相對于最佳性能眼睛的正確取向(接觸鏡片設(shè)計師也稱之為“定位”)。接觸鏡片設(shè)計師熟知適合于正確取向這種非對稱接觸鏡片的設(shè)計特征，它包括棱鏡ballasting，動態(tài)薄區(qū)，和‘slab-off’設(shè)計。專業(yè)人員熟知非對稱設(shè)計接觸鏡片的制作，它包括使用計算機控制的多軸車床和銑床。
在波前象差矯正元件中，這種非對稱鏡片設(shè)計的光學表面描述可以方便地表示成Zernike多項式系數(shù)的級數(shù)。圖12f至12h表示這個例子的軟接觸鏡片設(shè)計，該設(shè)計說明沿水平半子午線(圖12f)，上垂直半子午線(圖12g)和下垂直半子午線(圖12h)的前后表面弧矢高度及其厚度輪廓的接觸鏡片設(shè)計程序曲線圖，這個軟接觸鏡片設(shè)計利用圓錐截面與多項式方程的組合用于它的基本光學表面。后表面是由圓錐截面型表面構(gòu)成，其頂點半徑(r0)為8.33mm和形狀因子(p)為0.75?；厩氨砻媸琼旤c半徑(r0)為0.3712mm和形狀因子(p)為0.004667的圓錐截面，且附加的弧矢高度添加到用多項式方程描述的這個基本面上，其形式是s＝a1x2+a2x4+a3x6+a4x8，其中s是相對于基本圓錐截面表面的表面附加弧矢高度(即，添加到該表面的厚度，沿軸向測量的單位是mm)，而x是與鏡片軸之間的軸向距離，其單位是mm。在這個設(shè)計中，a1＝-1.288，a2＝-0.01078，a3＝-1.540×10-4和a4＝-9.261×10-6。為了引入用于矯正非對稱象差所需的非對稱面輪廓，附加弧矢高度還添加到利用Zernike多項式描述的這個組合圓椎和多項式面上。具體地說，在這個例子的前表面設(shè)計中，Zernike多項式包含傾斜(Z1-1)分量，象散(Z22)分量和彗差(Z3-1)分量，它們分別是-0.002146μm，0.007828μm和0.01442μm。
這個鏡片的中心厚度是224μm，和OZD是8.0mm。這個典型的鏡片是用折射率為1.427的硅水凝膠材料制成。圖12i表示這個軟接觸鏡片的總相對場曲曲線圖。說明所有的子午線僅需要單條曲線，因為消除了象散和彗差，總相對場曲已變成旋轉(zhuǎn)對稱的。從這個曲線圖中可以清楚地看出，已經(jīng)去掉導致近視發(fā)生或發(fā)展的軸向伸長刺激，因為切向和弧矢焦點位置都形成在視網(wǎng)膜之前。
為了實現(xiàn)正常之上視覺(或有時稱之為“超視覺”)的最新發(fā)展是利用象差矯正設(shè)計以減小或消除眼睛的象差，或眼睛與矯正裝置組合的象差，或單單矯正裝置的象差。重要的是應當注意，實現(xiàn)超視覺的這種設(shè)計方法可以提供極好的視覺，但不足以延緩，消除或逆向眼鏡佩戴者的近視發(fā)展。
用于矯正眼睛象差的本發(fā)明光學裝置設(shè)計與通過矯正象差以優(yōu)化中心視覺的設(shè)計有很大的不同。在鏡片設(shè)計成基本減小或消除眼睛的象差時，其中包括“高級象差”，例如，提供正常之上視覺性能或超視覺，其目的是優(yōu)化中心中央凹視覺的波前象差。特別注意中心中央凹視覺的原因是視網(wǎng)膜的分辨率(由于視網(wǎng)膜光接收器的密度在這個區(qū)域中最密集(提供最清晰的視覺)。在這個區(qū)域之外，視網(wǎng)膜光接收器的密度很快地下降，中間-外圍區(qū)的密度不足以確保矯正象差以提高這個區(qū)的視覺。與此對比，按照本發(fā)明，為了延緩或消除近視的發(fā)展，在包括中央凹，中間-外圍和外圍的整個視網(wǎng)膜上相對圖像焦點位置控制的相對場曲對于控制近視發(fā)生和發(fā)展是重要的。
以上實施例描述的讀者可以知道，按照幾個其他的方法可以實現(xiàn)本發(fā)明光學裝置操作相對場曲。例如，代替利用圓錐截面或多項式方程確定光學表面的輪廓，可以利用其他的表面描述器，其中包括樣條，Beziers，傅里葉級數(shù)合成，Zernike多項式作為弧矢高度描述器，或以上的組合，或借助于查閱表或類似方法的更普遍逐點表面描述。此外，本發(fā)明的光學裝置設(shè)計不局限于光學表面輪廓的設(shè)計。例如，漸變型折射率(GRIN)材料可用于操作相對場曲，可以單獨或組合地利用Fresnel型光路，全息或衍射光路，或與表面輪廓設(shè)計方法的組合。
可以按照各種方法實現(xiàn)本發(fā)明，例如，提供有預定合適外圍象差設(shè)計的目鏡裝置，具體是相對場曲，并實施直接和預定的屈光變化。
關(guān)鍵的要求是本發(fā)明的設(shè)計提供良好的視覺分辨率，其中確保良好的中心場聚焦到視網(wǎng)膜和中央凹，與此同時消除軸向伸長的刺激，這是通過操作相對場曲使外圍圖像定位到視網(wǎng)膜之前實現(xiàn)的。
本發(fā)明的其他設(shè)想是，本發(fā)明的方法和設(shè)備可應用于矯正眼睛現(xiàn)有屈光誤差的任何處方。例如，可以引入-6D處方到有合適相對場曲的裝置，從而給-6D近視佩戴者提供持續(xù)良好矯正的視覺，與此同時延緩其近視的發(fā)展。
當然，因為可以減小近視量，可以引入有合適減小屈光矯正量(即，較低處方)的新穎矯正裝置，從而保持與新減小近視程度的類似性。
本發(fā)明可以是批量生產(chǎn)的裝置，例如，利用注模技術(shù)或?qū)ｉT設(shè)計的裝置。在批量生產(chǎn)的裝置中，相對場曲可以設(shè)計成適合于典型的近視人群。例如，批量生產(chǎn)-3D處方裝置可用于延緩-3D近視者的發(fā)展，該設(shè)計還包括補償?shù)湫?3D近視者的現(xiàn)有眼睛相對場曲。按照這種方法，利用許多個體中的人口平均批量生產(chǎn)，可以實現(xiàn)有用的效應。
然而，對于給定的個體，利用專門設(shè)計的裝置實現(xiàn)最佳近視延緩效應。在專門設(shè)計的裝置中，可以測量包括個體佩戴者現(xiàn)有相對場曲的實際眼睛象差，例如，利用各種眼睛波前傳感器中的一種傳感器(例如，Hartmann-Shark裝置)和傾斜或離軸眼球軸向長度測量，其中利用光相干斷層分析圖(OCT)或其他類型干涉儀或高分辨率超聲系統(tǒng)。該設(shè)計考慮實際的現(xiàn)有相對場曲以實現(xiàn)凈的負相對場曲，與此同時保持中心場聚焦。
本發(fā)明還設(shè)想促進遠視眼返回到正視眼。這是通過引入合適的正相對場曲量到該裝置中實現(xiàn)的，從而促進軸向伸長，和減小遠視。
雖然優(yōu)選實施例是軟接觸鏡片或RGP接觸鏡片的形式，專業(yè)人員顯然知道，本發(fā)明也可以是其他形式的接觸鏡片(例如，觸覺或鞏膜接觸鏡片和“背負式”系統(tǒng)，其中兩個或多個接觸鏡片可以串接佩戴)，眼鏡，人造角膜(例如，in-lays，on-lays，人工角膜)，前房鏡片，以及適合于角膜或上皮重新塑造或雕刻的方法，其中包括角膜曲率矯正和屈光外科(例如，表層角膜鏡片術(shù)，PRK，LASIK，LASEK等)。在RGP或觸覺/鞏膜接觸鏡片以及角膜曲率矯正術(shù)中使用的接觸鏡片，光學設(shè)計還可以考慮淚水鏡片(接觸鏡片的后表面與前角膜表面之間淚水層形成)的光學影響。
通過引入實時矯正屈光誤差和眼睛象差的有源光學裝置(例如，波前矯正系統(tǒng)和‘自適應光學’系統(tǒng))，可以設(shè)想本發(fā)明的設(shè)計方法也可以包含在這些裝置中。
根據(jù)以上描述中本發(fā)明內(nèi)容的優(yōu)點，專業(yè)人員可以想到本發(fā)明的許多改動，變化和其他實施例。所以，應當明白，本發(fā)明不局限于公開的具體實施例，各種改動和其他的實施例也應當包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。雖然此處采用專用的術(shù)語，它們僅僅具有通用和描述性意義，而不是限制性的意義。
權(quán)利要求
1.一種用于控制光學象差以改變相對場曲的方法，包括以下步驟提供一個包括預定象差控制設(shè)計的目鏡系統(tǒng)；控制外圍離軸焦點相對于中心同軸焦點的正反向位置，所述控制外圍焦點的位置至少產(chǎn)生一個基本校正的刺激；給眼睛提供基本校正的刺激以改變眼睛生長，其中在控制視網(wǎng)膜附近的中心同軸焦點正反向位置的同時，實施外圍焦點位置的控制；和基本上同時提供清晰的可視圖像；其中所述目鏡系統(tǒng)保持與所述眼睛的基本軸向?qū)省?br>
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中提供目鏡系統(tǒng)以控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括重新定位外圍離軸焦點到位于從眼角膜到視網(wǎng)膜之間距離處的位置，所述距離小于或等于從眼角膜到視網(wǎng)膜的距離。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括對于具有象散的目鏡系統(tǒng)，重新定位象散產(chǎn)生的外圍離軸線狀焦點，因此，在象散產(chǎn)生的兩個外圍線狀焦點中，第一外圍線狀焦點較第二外圍線狀焦點遠離眼角膜，重新定位第一外圍線狀焦點到從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離，所述距離小于或等于從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離。
4.按照權(quán)利要求2的方法，其中對于具有近視的眼睛，可以減輕近視。
5.按照權(quán)利要求3的方法，其中對于具有近視的眼睛，可以減輕近視。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其中提供目鏡系統(tǒng)以控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括重新定位外圍焦點到位于從眼角膜到視網(wǎng)膜之間距離處的位置，所述距離大于從眼角膜到視網(wǎng)膜的距離。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其中控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括對于具有象散的目鏡系統(tǒng)，重新定位象散產(chǎn)生的外圍離軸線狀焦點，因此，在象散產(chǎn)生的兩個外圍線狀焦點中，第一外圍線狀焦點較第二外圍線狀焦點遠離眼角膜，重新定位第一外圍線狀焦點到從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離，所述距離小于或等于從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離。
8.按照權(quán)利要求6的方法，其中對于具有遠視的眼睛，可以減輕遠視。
9.按照權(quán)利要求7的方法，其中對于具有遠視的眼睛，可以減輕遠視。
10.按照權(quán)利要求2的方法，其中目鏡系統(tǒng)選自下列一組眼鏡，接觸鏡片，on-lays，in-lays，前房鏡片，眼內(nèi)鏡片，角膜曲率矯正，屈光角膜雕刻及其組合。
11.按照權(quán)利要求10的方法，其中接觸鏡片選自下列一組連續(xù)佩戴接觸鏡片和長期佩戴接觸鏡片。
12.按照權(quán)利要求10的方法，其中屈光角膜雕刻方法選自下列一組表層角膜鏡片術(shù)，熱角膜成形，LASIK外科，LASEK外科，和PRK外科。
13.按照權(quán)利要求6的方法，其中目鏡系統(tǒng)選自下列一組眼鏡，接觸鏡片，on-lays，in-lays，前房鏡片，眼內(nèi)鏡片，角膜曲率矯正，屈光角膜雕刻及其組合。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其中接觸鏡片選自下列一組連續(xù)佩戴的接觸鏡片和長期佩戴的接觸鏡片。
15.按照權(quán)利要求13的方法，其中屈光角膜雕刻方法選自下列一組表層角膜鏡片術(shù)，熱角膜成形，LASIK外科，LASEK外科，和PRK外科。
16.按照權(quán)利要求1的方法，其中基本上連續(xù)提供刺激。
17.按照權(quán)利要求16的方法，其中提供目鏡系統(tǒng)以控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括重新定位外圍離軸焦點到位于從眼角膜到視網(wǎng)膜之間距離處的位置，所述距離小于或等于從眼角膜到視網(wǎng)膜的距離。
18.按照權(quán)利要求17的方法，其中控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括對于具有象散的目鏡系統(tǒng)，重新定位象散產(chǎn)生的外圍離軸線狀焦點，因此，在象散產(chǎn)生的兩個外圍線狀焦點中，第一外圍線狀焦點較第二外圍線狀焦點遠離眼角膜，重新定位第一外圍線狀焦點到從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離，所述距離小于或等于從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離。
19.按照權(quán)利要求17的方法，其中對于具有近視的眼睛，可以減輕近視。
20.按照權(quán)利要求18的方法，其中對于具有近視的眼睛，可以減輕近視。
21.按照權(quán)利要求16的方法，其中提供目鏡系統(tǒng)以控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括重新定位外圍離軸焦點到位于從眼角膜到視網(wǎng)膜之間距離處的位置，所述距離大于從眼角膜到視網(wǎng)膜的距離。
22.按照權(quán)利要求21的方法，其中控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括對于具有象散的目鏡系統(tǒng)，重新定位象散產(chǎn)生的外圍離軸線狀焦點，因此，在象散產(chǎn)生的兩個外圍線狀焦點中，第一外圍線狀焦點較第二外圍線狀焦點遠離眼角膜，重新定位第一外圍線狀焦點到從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離，所述距離小于或等于從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離。
23.按照權(quán)利要求21的方法，其中對于具有遠視的眼睛，可以減輕遠視。
24.按照權(quán)利要求22的方法，其中對于具有遠視的眼睛，可以減輕遠視。
25.按照權(quán)利要求17的方法，其中目鏡系統(tǒng)選自下列一組眼鏡，接觸鏡片，on-lays，in-lays，前房鏡片，眼內(nèi)鏡片，角膜曲率矯正，屈光角膜雕刻及其組合。
26.按照權(quán)利要求25的方法，其中接觸鏡片選自下列一組連續(xù)佩戴接觸鏡片和長期佩戴接觸鏡片。
27.按照權(quán)利要求21的方法，其中目鏡系統(tǒng)選自下列一組眼鏡，接觸鏡片，on-lays，in-lays，前房鏡片，眼內(nèi)鏡片，角膜曲率矯正，屈光角膜雕刻及其組合。
28.按照權(quán)利要求27的方法，其中接觸鏡片選自下列一組連續(xù)佩戴接觸鏡片和長期佩戴接觸鏡片。
29.一種目鏡系統(tǒng)，包括預定的校正因子，用于控制外圍離軸焦點相對于中心同軸焦點的正反向位置，以便至少產(chǎn)生一個對眼睛基本校正的刺激以改變眼睛的生長；其中在控制視網(wǎng)膜附近的中心同軸焦點正反向位置的同時，實施對外圍焦點的控制，并基本上同時提供清晰的可視圖像；所述目鏡系統(tǒng)與所述眼睛基本保持軸向?qū)省?br>
30.按照權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中用于控制外圍離軸焦點正反向位置的預定校正因子還可預測地控制所述外圍離軸焦點對位于從眼角膜到視網(wǎng)膜之間距離處的位置的重新定位，所述距離小于或等于從眼角膜到視網(wǎng)膜的距離。
31.按照權(quán)利要求30的系統(tǒng)，其中用于控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括對于具有象散的目鏡系統(tǒng)，重新定位象散產(chǎn)生的外圍離軸線狀焦點，因此，在象散產(chǎn)生的兩個外圍線狀焦點中，第一外圍線狀焦點較第二外圍線狀焦點遠離眼角膜，重新定位第一外圍線狀焦點到從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離，所述距離小于或等于從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離。
32.按照權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中用于控制外圍離軸焦點正反向位置的預定校正因子還可預測地控制所述外圍離軸焦點對位于從眼角膜到視網(wǎng)膜之間距離處的位置的重新定位，所述距離大于從眼角膜到視網(wǎng)膜的距離。
33.按照權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中用于控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括對于具有象散的目鏡系統(tǒng)，重新定位象散產(chǎn)生的外圍離軸線狀焦點，因此，在象散產(chǎn)生的兩個外圍線狀焦點中，第一外圍線狀焦點較第二外圍線狀焦點遠離眼角膜，重新定位第一外圍線狀焦點到從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離，所述距離小于或等于從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離。
34.按照權(quán)利要求30的系統(tǒng)，其中目鏡系統(tǒng)選自下列一組眼鏡，接觸鏡片，on-lays，in-lays，前房鏡片，眼內(nèi)鏡片，角膜曲率矯正，屈光角膜雕刻及其組合。
35.按照權(quán)利要求34的系統(tǒng)，其中接觸鏡片選自下列一組連續(xù)佩戴接觸鏡片和長期佩戴接觸鏡片。
36.按照權(quán)利要求34的系統(tǒng)，其中屈光角膜雕刻方法選自下列一組表層角膜鏡片術(shù)，熱角膜成形，LASIK外科，LASEK外科，和PRK外科。
37.按照權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中目鏡系統(tǒng)選自下列一組眼鏡，接觸鏡片，on-lays，in-lays，前房鏡片，眼內(nèi)鏡片，角膜曲率矯正，屈光角膜雕刻及其組合。
38.按照權(quán)利要求37的系統(tǒng)，其中接觸鏡片選自下列一組連續(xù)佩戴接觸鏡片和長期佩戴接觸鏡片。
39.按照權(quán)利要求37的系統(tǒng)，其中屈光角膜雕刻方法選自下列一組表層角膜鏡片術(shù)，熱角膜成形，LASIK外科，LASEK外科，和PRK外科。
40.按照權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中給眼睛基本上連續(xù)提供刺激。
41.按照權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中用于控制外圍離軸焦點正反向位置的預定校正因子還可預測地控制所述外圍離軸焦點對位于從眼角膜到視網(wǎng)膜之間距離處的位置的重新定位，所述距離小于或等于從眼角膜到視網(wǎng)膜的距離。
42.按照權(quán)利要求41的系統(tǒng)，其中用于控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括對于具有象散的目鏡系統(tǒng)，重新定位象散產(chǎn)生的外圍離軸線狀焦點，因此，在象散產(chǎn)生的兩個外圍線狀焦點中，第一外圍線狀焦點較第二外圍線狀焦點遠離眼角膜，重新定位第一外圍線狀焦點到從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離，所述距離小于或等于從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離。
43.按照權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中用于控制外圍離軸焦點正反向位置的預定校正因子還可預測地控制所述外圍離軸焦點對位于從眼角膜到視網(wǎng)膜之間距離處的位置的重新定位，所述距離大于從眼角膜到視網(wǎng)膜的距離。
44.按照權(quán)利要求43的系統(tǒng)，其中用于控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括對于具有象散的目鏡系統(tǒng)，重新定位象散產(chǎn)生的外圍離軸線狀焦點，因此，在象散產(chǎn)生的兩個外圍線狀焦點中，第一外圍線狀焦點較第二外圍線狀焦點遠離眼角膜，重新定位第一外圍線狀焦點到從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離，所述距離小于或等于從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離。
45.按照權(quán)利要求41的系統(tǒng)，其中目鏡系統(tǒng)選自下列一組眼鏡，接觸鏡片，on-lays，in-lays，前房鏡片，眼內(nèi)鏡片，角膜曲率矯正，屈光角膜雕刻及其組合。
46.按照權(quán)利要求45的系統(tǒng)，其中接觸鏡片選自下列一組連續(xù)佩戴接觸鏡片和長期佩戴接觸鏡片。
47.按照權(quán)利要求43的系統(tǒng)，其中目鏡系統(tǒng)選自下列一組眼鏡，接觸鏡片，on-lays，in-lays，前房鏡片，眼內(nèi)鏡片，角膜曲率矯正，屈光角膜雕刻及其組合。
48.按照權(quán)利要求47的系統(tǒng)，其中接觸鏡片選自下列一組連續(xù)佩戴接觸鏡片和長期佩戴接觸鏡片。
49.一種目鏡裝置，包括預定的象差以傳遞至少一個預定刺激到眼睛并可預測地控制外圍離軸焦點相對于中心同軸焦點的正反向位置；其中所述裝置還包括預定的處方強度；所述處方強度可預測地控制中心同軸焦點到視網(wǎng)膜上的正反向位置；和基本提供清晰的可視圖像；所述裝置與所述眼睛基本保持軸向?qū)省?br>
50.按照權(quán)利要求49的裝置，其中用于控制外圍離軸焦點正反向位置的預定象差還可預測地控制所述外圍離軸焦點對位于從眼角膜到視網(wǎng)膜之間距離處的位置的重新定位，所述距離小于或等于從眼角膜到視網(wǎng)膜的距離。
51.按照權(quán)利要求50的裝置，其中用于控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括對于具有象散的目鏡系統(tǒng)，重新定位象散產(chǎn)生的外圍離軸線狀焦點，因此，在象散產(chǎn)生的兩個外圍線狀焦點中，第一外圍線狀焦點較第二外圍線狀焦點遠離眼角膜，重新定位第一外圍線狀焦點到從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離，所述距離小于或等于從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離。
52.按照權(quán)利要求49的裝置，其中用于控制外圍離軸焦點正反向位置的預定象差還可預測地控制所述外圍離軸焦點對位于從眼角膜到視網(wǎng)膜之間距離處的位置的重新定位，所述距離大于從眼角膜到視網(wǎng)膜的距離。
53.按照權(quán)利要求52的裝置，其中用于控制外圍離軸焦點正反向位置的步驟還包括對于具有象散的目鏡系統(tǒng)，重新定位象散產(chǎn)生的外圍離軸線狀焦點，因此，在象散產(chǎn)生的兩個外圍線狀焦點中，第一外圍線狀焦點較第二外圍線狀焦點遠離眼角膜，重新定位第一外圍線狀焦點到從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離，所述距離小于或等于從眼角膜到外圍視網(wǎng)膜的距離。
54.按照權(quán)利要求50的裝置，其中該裝置選自下列一組眼鏡，接觸鏡片，on-lays，in-lays，前房鏡片和眼內(nèi)鏡片。
55.按照權(quán)利要求54的裝置，其中接觸鏡片選自下列一組連續(xù)佩戴接觸鏡片和長期佩戴接觸鏡片。
56.按照權(quán)利要求52的裝置，其中該裝置選自下列一組眼鏡，接觸鏡片，on-lays，in-lays，前房鏡片和眼內(nèi)鏡片。
57.按照權(quán)利要求56的裝置，其中接觸鏡片選自下列一組連續(xù)佩戴接觸鏡片和長期佩戴接觸鏡片。
58.按照權(quán)利要求50的裝置，其中預定象差的控制是通過利用選自以下的光學設(shè)計特征圓錐截面，多項式，樣條，Bezier曲線和曲面，傅里葉級數(shù)合成，Zernike多項式，弧矢高度描述和查閱表，梯度折射率分布，F(xiàn)resnel光學元件，衍射光學元件，全息光學元件及其組合。
59.按照權(quán)利要求52的裝置，其中預定象差的控制是通過利用選自以下的光學設(shè)計特征圓錐截面，多項式，樣條，Bezier曲線和曲面，傅里葉級數(shù)合成，Zernike多項式，弧矢高度描述和查閱表，梯度折射率分布，F(xiàn)resnel光學元件，衍射光學元件，全息光學元件及其組合。
全文摘要
我們公開一種用于控制光學象差的方法和設(shè)備，它通過提供目鏡設(shè)備改變相對場曲，包括預定的校正因子，它至少產(chǎn)生一個基本校正的刺激，在保持中心同軸或軸向焦點定位到視網(wǎng)膜的同時，相對于中心同軸或軸向焦點可以重新定位外圍離軸焦點。本發(fā)明用于提供連續(xù)的清晰有用可視圖像，與此同時延緩或減輕近視或遠視的發(fā)展。
文檔編號G02C7/04GK1909860SQ200480038474
公開日2007年2月7日 申請日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月19日
發(fā)明者厄爾·L·史密斯, 帕齊·格里曼, 阿瑟·霍, 布賴恩·A·霍爾登 申請人:視力Crc有限公司