專利名稱：老視眼屈光矯正的方法和器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人眼屈光矯正，尤其涉及老視眼屈光矯正。
背景技術(shù)：
老視眼的問題在于解決老年人的近距離視覺，隨著年齡的增長(zhǎng)，人眼變焦功能逐 漸降低，導(dǎo)致在正常距離的閱讀困難。解決老視眼的有效方法必須讓所有瞳孔下同時(shí)能看 清遠(yuǎn)，中，近。邁克爾 辛普森(Michael Simpson)和約翰·福賽(John Futhey)(美國(guó)專利 5，116，111和美國(guó)專利申請(qǐng)2006/0116764A1)的衍射人工晶體植入鏡可以同時(shí)提供雙焦點(diǎn) (遠(yuǎn)距和近距)用于老視矯正，但他們的方法有也兩個(gè)基本缺點(diǎn)衍射鏡中的衍射連接區(qū)處 會(huì)產(chǎn)生光散射，造成夜間眩光；而且在介于遠(yuǎn)近焦距之間，中間距離會(huì)有盲點(diǎn)。范達(dá)瑪·波特尼(ValdmarPortney)在美國(guó)專利 5，225，858 和 6，557，998B2 提出 了通過控制對(duì)遠(yuǎn)距，中距，近距光能量平衡設(shè)計(jì)了多焦距透鏡。這些多焦設(shè)計(jì)在中距離比辛 普森的衍射人工晶狀體表現(xiàn)要好，但對(duì)近距離效果實(shí)際很差。另外，因?yàn)椴ㄌ啬徵R頭的設(shè)計(jì) 僅用簡(jiǎn)單的幾何光線跟蹤，沒有考慮到光傳播的衍射效應(yīng)，無法真正實(shí)現(xiàn)多焦的潛力。邁克爾 辛普森在美國(guó)專利6，923，539 B2和范達(dá)瑪 波特尼在美國(guó)專利 5，166，711和6，409，34( 1里提出了周期性非球面鏡片。就象美國(guó)專利6，923，539 B2圖 9所示，雖然辛普森的鏡頭可以增加一個(gè)單焦點(diǎn)透鏡焦深，這樣的鏡頭通常是不適合老視眼 矯正。分布于人眼瞳孔的球差對(duì)人眼在不同瞳孔大小會(huì)產(chǎn)生不同的焦距。斯瑪 蘇馬尼 (Seema Somani)和肯曼 葉(kingmann Yee)在美國(guó)專利7261412 B2提出在人眼整個(gè)瞳孔 內(nèi)范圍內(nèi)引入負(fù)球差，緩解老花眼。發(fā)明者注意到，在整個(gè)瞳孔引入負(fù)球差可以把焦深的最 佳點(diǎn)從遠(yuǎn)距移到中距，因?yàn)榉植加谕椎呢?fù)球差使眼瞳孔中央的光聚焦在遠(yuǎn)距，使瞳孔邊 緣的光會(huì)聚在中距視覺。然而，在整個(gè)眼睛瞳誘導(dǎo)球差對(duì)老視矯正至少有兩個(gè)局限。首先，引入的球差在整 個(gè)瞳孔內(nèi)不能太強(qiáng)，否則會(huì)造成夜間癥狀，如眩光，光環(huán)和星爆，因此有大量球差的透鏡沒 有用于多焦點(diǎn)人工晶狀體及角膜接觸鏡。第二，斯瑪·蘇馬尼(Seema Somani)和肯曼 葉 (kingmann Yee)在美國(guó)專利7261412 B2的方法在整個(gè)瞳孔僅僅引入少量的球差，雖然能把 眼的焦點(diǎn)中心進(jìn)行轉(zhuǎn)移，但不能真正提高焦深，用于老視矯正。最后，用球差進(jìn)行老視矯正 的現(xiàn)有方法不能解決夜間癥狀(眩光、光環(huán)、星爆)，同時(shí)提高眼焦深用于改善遠(yuǎn)距，中距， 近距視覺，實(shí)現(xiàn)老視眼矯正。所以，盡管老視矯正已有許多方法和裝置，但所有或幾乎所有的方法都有一種或 甚至更多缺點(diǎn)，因此，仍有需要提供用于老視矯正更好的裝置和方法。本發(fā)明已申請(qǐng)?jiān)谙认嚓P(guān)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該在先申請(qǐng)為美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)?61/000643，名稱為“老視眼治療的方法和器件”，該在先申請(qǐng)由梁俊忠與2007年10月29日 提出申請(qǐng)。這些相關(guān)申請(qǐng)的披露于此作為參考。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種矯正老視眼的方法和裝置，它涉及改變 人眼瞳孔內(nèi)的光學(xué)性質(zhì)，對(duì)瞳孔中央和瞳孔邊緣的處理上有別，并在瞳孔中央?yún)^(qū)的處理包 括引入球差。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的一個(gè)方面為一個(gè)治療老視病人眼的方法(人眼的自然瞳孔被分成一個(gè) 直徑小于或等于4毫米中央瞳孔區(qū)其和一個(gè)環(huán)繞它的瞳孔邊緣區(qū)在弱光情形下收集光)， 它包括一方面在中央瞳孔區(qū)引入球差，另一方面保持或減低人眼邊緣瞳孔區(qū)自然存在的高 階像差。具體矯正方法的特別情形下，還包括減低或阻擋光經(jīng)過邊緣瞳孔區(qū)進(jìn)入人眼。在 多數(shù)情況下，人眼瞳孔中央?yún)^(qū)引入的球差可為正球差或負(fù)球差。如果需要的話，瞳孔中央?yún)^(qū) 引入的球差在第一個(gè)分區(qū)內(nèi)為正球差而在第二個(gè)分區(qū)內(nèi)為負(fù)球差。因此，瞳孔中央?yún)^(qū)也可 被分成二個(gè)同心光學(xué)區(qū)，它們的球差符號(hào)相反。進(jìn)一步來講，瞳孔中央?yún)^(qū)引入的球差量是根 據(jù)人眼在至少一個(gè)照明情況下的瞳孔大小來個(gè)性化確定。具體矯正方法還可進(jìn)一步包括減 低或消除至少離焦或像散；減低或消除人眼的3階澤尼克像差。在某些情況下，矯正方法包 括激光視覺矯正，它涉及用一個(gè)處理器來產(chǎn)生激光能量用于眼角膜組織的切削模式，把激 光能量控制到角膜組織以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生的切削模式，且切削模式至少部分是基于確定的瞳孔上 的屈光分布來定。所以，相應(yīng)的裝置為一個(gè)多焦折射矯正透鏡，其設(shè)置成包括一個(gè)分布于整個(gè)透鏡 上用于矯正遠(yuǎn)視缺陷的基本屈光分布度，在透鏡中央部分有一定的球差用于提高眼的焦 深，而且更進(jìn)一步配置成植入鏡或佩帶鏡。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，一個(gè)治療老視病人眼的方法(人眼的自然瞳孔被分成 一個(gè)直徑小于或等于4毫米中央瞳孔區(qū)其和一個(gè)環(huán)繞它的瞳孔邊緣區(qū)在弱光情形下收集 光)，它包括一方面在中央瞳孔區(qū)產(chǎn)生第一組離焦和球差，另一方面在眼邊緣瞳孔區(qū)產(chǎn)生第 二組離焦和球差，而且第一組于第二組不同。最希望的情形下，在中央瞳孔區(qū)的球差是選擇來提高人眼在直徑小于或等于4毫 米時(shí)焦深，在邊緣瞳孔區(qū)的離焦和球差是選擇來改善弱光條件下遠(yuǎn)距視覺的像質(zhì)。而且，中 央瞳孔區(qū)的球差是根據(jù)人眼在至少一個(gè)照明條件下的自然瞳孔大小個(gè)性化確定的。如果需要的話，該矯正方法可進(jìn)一步涉及至少第一光學(xué)區(qū)或第二光學(xué)區(qū)中的一個(gè) 來減少或除去至少人眼的離焦或像散，和/或更進(jìn)一步減少或除去至少人眼的3階澤尼克 像差。如前所述，該矯正方法進(jìn)一步包括激光視覺矯正，它涉及用一個(gè)處理器來產(chǎn)生激光能 量用于眼角膜組織的切削模式，把激光能量控制到角膜組織以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生的切削模式，且切 削模式至少部分是基于確定的瞳孔上的屈光分布來定。所以，相應(yīng)的裝置為一個(gè)多焦折射矯正透鏡，它的設(shè)置成包括若干個(gè)光學(xué)區(qū)，其中 的至少二個(gè)光學(xué)區(qū)有不同的聚焦和球差，透鏡進(jìn)一步配置成植入鏡或佩帶鏡。本發(fā)明的各種用途、特征、特點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)會(huì)通過在以下各種體現(xiàn)的詳細(xì)說明變得明顯。


圖1顯示計(jì)算出的矯正后人眼在遠(yuǎn)距，中距，近距視覺調(diào)制傳遞函數(shù)及視網(wǎng)上的 像，人眼的屈光元件是根據(jù)本發(fā)明的方法來控制有效瞳孔大小，并在瞳孔中央引入球差。圖2a顯示對(duì)人眼引入一個(gè)屈光器件把有效瞳孔限制為1.6毫米，并在瞳孔中央引 入正球差和4. 2屈光度的離焦時(shí)，估算出的人眼視力。圖2b顯示對(duì)人眼引入一個(gè)屈光器件把有效瞳孔限制為1.6毫米，在瞳孔中央引入 負(fù)球差時(shí)，估算出的人眼視力。圖3a顯示發(fā)明的一個(gè)用于矯正老視眼的植入式或佩帶式光學(xué)元件的示意圖，屈 光要素包括限制明視有效瞳孔大小，并在瞳孔中央引入球差。圖3b顯示發(fā)明的一個(gè)用于矯正老視眼的植入式或佩帶式光學(xué)元件的示意圖。屈 光要素包括限制明視有效瞳孔大小，在瞳孔中央引入球差；此外，該元件還包涵一個(gè)透明的 外光學(xué)區(qū)提高夜視光效率(柱視覺)。圖4顯示發(fā)明的一個(gè)把激光視覺矯正和角膜鑲嵌相結(jié)合的來提高人眼焦深的方法。圖5顯示通過控制有效瞳孔大小，并在瞳孔中央二個(gè)透明光學(xué)區(qū)引入相反的正球 差和負(fù)球差來提高人眼焦深的示意圖。圖6顯示根據(jù)發(fā)明的方法來控制有效瞳孔大小并在瞳孔中央引入相反的正球差 和負(fù)球差時(shí)，計(jì)算出的人眼的調(diào)制傳遞函數(shù)。圖7顯示由圖6的調(diào)制傳遞函數(shù)估算出的人眼視力。圖8a顯示發(fā)明的一個(gè)用于矯正老視眼的植入式或佩帶式光學(xué)元件的示意圖。屈 光要素包括限制明視有效瞳孔大小，在瞳孔中央二光學(xué)區(qū)引入相反的正球差和負(fù)球差。圖8b顯示發(fā)明的又一個(gè)用于矯正老視眼的植入或佩帶光學(xué)元件的示意圖。屈光 要素包括限制明視有效瞳孔大小，在瞳孔中央二光學(xué)區(qū)引入相反的正球差和負(fù)球差。為了 提高夜視光子效率，該光學(xué)元件對(duì)光在最邊緣處透明。圖8c顯示發(fā)明的另一個(gè)光學(xué)元件的體現(xiàn)，與圖8A元件不同于把圖8A不透明環(huán)形 區(qū)83由透明區(qū)86取代。圖9顯示一個(gè)在瞳孔中央引入球差，在瞳孔邊緣控制人眼已有的高級(jí)像差來提高 人眼焦深的方法。圖10顯示一個(gè)在瞳孔中央引入球差，在瞳孔邊緣控制人眼內(nèi)已有的高級(jí)像差來 提高人眼焦深的的流程。圖Ila顯示一個(gè)在瞳孔中央引入球差，并在瞳孔邊緣控制人眼內(nèi)已有的高級(jí)像 差，計(jì)算出的人眼在遠(yuǎn)距和近距視覺的調(diào)制傳遞函數(shù)。圖lib顯示一個(gè)在瞳孔中央引入球差，并在瞳孔邊緣控制人眼內(nèi)高級(jí)像差，計(jì)算 出的人眼在遠(yuǎn)距和近距情況下視力表在視網(wǎng)膜上的像。圖12顯示一個(gè)在瞳孔中央引入球差，并在瞳孔邊緣控制人眼內(nèi)高級(jí)像差，估算出 的人眼在5個(gè)瞳孔情形下的視力。圖13a顯示另一個(gè)在瞳孔中央引入球差，并在瞳孔邊緣控制人眼內(nèi)高級(jí)像差，計(jì) 算出的人眼在遠(yuǎn)距和近距的視覺調(diào)制傳遞函數(shù)。圖13b顯示一個(gè)在瞳孔中央引入球差，并在瞳孔邊緣控制人眼內(nèi)高級(jí)像差，計(jì)算出的人眼在遠(yuǎn)距和近距情況下視力表在視網(wǎng)膜上的像。圖14顯示一個(gè)在瞳孔中央引入球差，并在瞳孔邊緣控制人眼內(nèi)高級(jí)像差，估算出 的人眼在6個(gè)瞳孔情形下的視力。圖15顯示又一個(gè)在瞳孔中央引入球差，并在瞳孔邊緣控制人眼內(nèi)高級(jí)像差，計(jì)算 出的人眼在遠(yuǎn)距，中距，近距的視覺調(diào)制傳遞函數(shù)。圖16顯示一個(gè)在一個(gè)在瞳孔中央引入球差，在瞳孔邊緣控制高級(jí)像差，估算出的 人眼在5個(gè)瞳孔情形下的視力。圖17a顯示發(fā)明的一個(gè)用于矯正老視眼光學(xué)元件的示意圖，其屈光要素包括二個(gè) 內(nèi)光學(xué)區(qū)含有球差，而外面的第三光學(xué)區(qū)可以有或沒有球差。圖17b顯示了一個(gè)彩色隱形眼鏡治療老花眼的體現(xiàn)。圖18顯示一個(gè)在瞳孔中央引入球差，在瞳孔邊緣不改變?nèi)搜鄣母呒?jí)像差而提高 焦深的方法。圖19顯示一個(gè)在瞳孔中央引入球差，在瞳孔邊緣不改變?nèi)搜鄣母呒?jí)像差而提高 焦深的流程。在瞳孔邊緣光學(xué)區(qū)往往要引入一個(gè)的離焦量，離焦量大小與人眼的高級(jí)像差 相關(guān)。圖20a顯示在人眼矯正后在瞳孔中央引入負(fù)球差，瞳孔邊緣引入二個(gè)不同的離焦 情況下，計(jì)算出的人眼調(diào)制傳遞函數(shù)。人眼在矯正前6毫米瞳孔內(nèi)有4微米負(fù)球差。圖20b顯示計(jì)算出的矯正后視力表在人眼視網(wǎng)膜上的像，光學(xué)矯正涉及在瞳孔中 央引入球差，在整個(gè)眼瞳孔內(nèi)矯正離焦和像散。圖20c顯示計(jì)算出的矯正后視力表在人眼視網(wǎng)膜上的像，光學(xué)矯正涉及在瞳孔中 央引入球差，在整個(gè)眼瞳孔內(nèi)矯正離焦和像散。另外，根據(jù)人眼高級(jí)像差，在瞳孔邊緣引入 個(gè)性化的離焦量。圖21a顯示計(jì)算出的矯正后人眼調(diào)制傳遞函數(shù)，光學(xué)矯正涉及涉及在瞳孔中央引 入正球差，在瞳孔邊緣引入不同的離焦(見表6)。圖21b顯示計(jì)算出計(jì)算出的矯正后視力表在視網(wǎng)膜上的像，對(duì)人眼矯正涉及在瞳 孔中央引入正球差。圖21c顯示計(jì)算出的矯正后視力表在視網(wǎng)膜上的像，對(duì)人眼曲光矯正涉及在瞳孔 中央引入球差，在整個(gè)眼瞳孔內(nèi)矯正離焦和像散；此外，根據(jù)人眼高級(jí)像差，在瞳孔邊緣引 入個(gè)性化的離焦。圖22顯示一個(gè)矯正老視眼光學(xué)元件的示意圖，對(duì)人眼矯正涉及在瞳孔中央引入 球差，在瞳孔邊緣根據(jù)人眼高級(jí)像差來確定不同的離焦。圖23顯示一個(gè)用正球差矯正老視眼的方法，對(duì)人眼矯正涉及在整個(gè)瞳孔引入正 球差，并引入離焦把矯正后最佳視覺設(shè)在遠(yuǎn)距視覺。圖24顯示計(jì)算出的人眼在3個(gè)瞳孔大小和3種視覺距離的調(diào)制傳遞函數(shù)。圖25顯示由表七確定的老視花光學(xué)矯正后的估算人眼視力。圖26顯示發(fā)明的矯正老花光學(xué)元件的示意圖。對(duì)人眼矯正涉及在整個(gè)瞳孔中央 引入正球差，而光學(xué)元件的外層部分可能或可能不包含球差。
具體實(shí)施例方式誦i寸限賄碰孔劃輔it孔沖|徹求#郷諭罙細(xì)臺(tái)淵目艮。人眼的光學(xué)參量在有屈光元件時(shí)一般可用瞳孔復(fù)數(shù)孔徑函數(shù)的P (r)來描述P(r) = A(r)*exp(i 2 π Φ (r) / λ ) (r) *exp (i 2 Jiff (r)/λ ), (1)其中r為眼睛瞳孔極坐標(biāo)極的半徑，A(r)和Φ (r)分別為屈光元件的振幅透過率 函數(shù)，位相空間分布。S(r)和W(r)分別人眼的為振幅透過率函數(shù)(Stiles-Crawford效應(yīng)) 和人眼已存在的波相差。為了方便起見，我們僅考慮極坐標(biāo)中的徑向分量。我們描述一個(gè)通過降低眼明視瞳孔大小，同時(shí)在中央瞳孔引入球差的方法來提高 眼光學(xué)焦深。降低(限制)瞳孔大小可以通過如下一振幅透過率函數(shù)A (r)來表示A(r) = circ(r/r0)(2)其中&為減少到的瞳孔大小。CirC(IVrci)是一個(gè)圓形的函數(shù)，如果r小于或等于 r0時(shí)，圓形的函數(shù)的值等于1，如果r大于Γ(ι時(shí)，圓形的函數(shù)的值為零。當(dāng)&的值比自然的 明視瞳孔半徑小，那么屈光元件的孔徑大小將決定人眼的有效明視瞳孔。在限制的瞳孔內(nèi) 引入球差可以表示為Φ (r) = cl*(r/r0)4(3)其中系數(shù)cl的大小決定在明視瞳孔內(nèi)引入的球差量。當(dāng)然，屈光矯正光學(xué)元件通常包括傳統(tǒng)的球和柱屈光糾正，但為簡(jiǎn)單起見，我們?cè)?描敘中不包括傳統(tǒng)的球和柱屈光糾正。但是，老視矯正可能會(huì)引入離焦，以把焦點(diǎn)設(shè)在遠(yuǎn)點(diǎn) 之外。把引入的離焦和球差結(jié)合起來，我們可以得到治療老視光學(xué)的波前分布為Φ (r) = cl*(r/r0)4+c2*(r/r0)2(4)其中c2決定離焦量。在一個(gè)設(shè)計(jì)例子里，我們把人眼的有效孔徑限制在1. 6毫米(rO的=0. 8毫米)。 在這樣一個(gè)很小的瞳孔里，人眼的Stiles-Crawford效應(yīng)可示為是一個(gè)常數(shù)，并且人眼的 高級(jí)像差，比如球差可忽略不計(jì)。人眼的波相差可由一個(gè)離焦表示ff(r) = c3*(r/r0)2(5)其中而c3表示對(duì)不同觀看距離的老花引起的離焦量。引入正球差將使瞳孔中心比瞳孔外圍有更大的光焦度，當(dāng)把1.34微米的正球 差引入人眼瞳孔中心區(qū)孔徑1.6毫米時(shí)，眼波相差可由二個(gè)Zernike多項(xiàng)世來表述為 0. 1 (Z12 (r) +3. 87*Z4 (r))。其中 Z12 (r) = 2. 236 (6*r4_6*r2+l)，Z4 (r) = 1. 732 (2*r2_l)。把限制有效瞳孔大小和引入球差結(jié)合起來，可讓人眼焦深提高很大，用于老視眼 的治療。由于正球差將把眼的焦點(diǎn)移向遠(yuǎn)視，我們可以在光學(xué)矯正中引入一個(gè)離焦(4. 2D) 以把最佳的視覺移到眼的遠(yuǎn)點(diǎn)。如果除去引入的球差，引入離焦會(huì)讓眼的最佳的視覺定在 近距24厘米處。圖1顯示出計(jì)算的矯正后的調(diào)制傳遞函數(shù)(左列)及視力表在視網(wǎng)膜上的像(中 列，右列)?？紤]的情形包括遠(yuǎn)距視覺(無限遠(yuǎn)，頂行；3米遠(yuǎn)，第二行)，中距視覺(0.7米， 第三行，0. 5米，第四行)，近距視覺(0. 33米，底行)。調(diào)制傳遞函數(shù)的計(jì)算時(shí)用到方程(1)， (2)，(4)和(5)，并假設(shè)s(r) = 1，調(diào)制傳遞函數(shù)的橫軸單位是周期/度。視力表上的字母 E的大小為視力20/10 (最小字母)，20/15，20/20，20/40，和20/80 (最大字母)。要使視網(wǎng)膜上的字母能被正確認(rèn)出，每個(gè)字母在視網(wǎng)膜像的對(duì)比度要達(dá)到或超過
8視網(wǎng)膜的閾值。如果我們假設(shè)正常人眼的視網(wǎng)膜對(duì)1.0 (20/20)視力的對(duì)比度閾值是9%， 對(duì)0. 67(20/30)視力是5%，對(duì)0.5(20/40)視力是2. 5%，我們可以根據(jù)計(jì)算的傳遞函數(shù) (圖1第一列)估算出人眼的視力。圖2顯示經(jīng)過屈光元件把人眼的有效瞳孔限制為1. 6毫米，并在瞳孔中央引入正 球差和4. 2D離焦，估算出的人眼視力。這樣的老花矯正有三個(gè)重要特點(diǎn)首先，眼睛有一個(gè) 良好的遠(yuǎn)距視覺，1.0視力(20/20)的焦深超過1屈光度；而且，夜視眩光，光暈的問題不會(huì) 出現(xiàn)。第二，眼睛會(huì)有可以接受的中、近距視覺，從1米到0. 33米的人眼估算視力為0. 67。 甚至對(duì)超近距0. 2米，人眼睛的估算視力還能達(dá)到0. 5 (20/40)。在另一種設(shè)計(jì)例子中，我們選擇把人眼的有效孔徑限制在1. 6毫米(rO = 0. 8毫 米)，并眼瞳孔中心區(qū)孔徑1. 6毫米引入1. 34微米的負(fù)球差，負(fù)球差會(huì)使瞳孔中心比瞳孔 外圍的光焦度??；除去引入負(fù)球差外，同時(shí)在瞳孔中心區(qū)同時(shí)引入-1. 2D離焦。圖2b顯示 人眼在此屈光矯正時(shí)，估算出的人眼視力。此老視矯正有二個(gè)重要特點(diǎn)。首先，校正后人眼 有很好的近距視力為1.0(20/20)。第二，引入-1. 2D離焦，使人眼睛從遠(yuǎn)視覺到中距都有 0. 67(20/30)或更好的視力·根據(jù)2a和圖2b，人們可以輕松地實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量雙眼老視矯正，對(duì)一只眼睛引入正球 差以獲得好的遠(yuǎn)視力，對(duì)另一只眼睛引入負(fù)球差以獲得好的近視力。必須強(qiáng)調(diào)，我們的光學(xué) 矯正必須對(duì)二眼限制瞳孔大小，并引入適當(dāng)?shù)碾x焦。圖3a顯示發(fā)明的一個(gè)用于矯正老視花的光學(xué)元件的示意圖，元件可用于眼內(nèi)植 入或眼上佩帶。該屈光元件包括一個(gè)透明中央光學(xué)區(qū)31，它不僅提供常規(guī)的球-柱光學(xué)矯 正，還在瞳孔中心引入球差；一個(gè)環(huán)形區(qū)32以遮擋或減弱中央透明區(qū)之外光進(jìn)入人眼，環(huán) 形區(qū)可大到人眼中視(低光下明視)自然瞳孔33。屈光元件控制明視有效瞳孔大小，并在 瞳孔中央引入球差。中央光學(xué)部分Dl的直徑在1.4毫米和2毫米之間，環(huán)形區(qū)D2的外徑 在3. 5毫米至6毫米之間，取決于每個(gè)人的眼睛中視覺最大孔徑。中央的光學(xué)區(qū)會(huì)引入適 當(dāng)?shù)碾x焦，離焦量取決于對(duì)眼引入的球差量。圖3b顯示發(fā)明的另一個(gè)用于矯正老視花的光學(xué)元件的示意圖，元件可用于眼內(nèi) 植入或眼上佩帶。該屈光元件包括一個(gè)透明中央光學(xué)區(qū)34，它不僅提供常規(guī)的球-柱光學(xué) 矯正，還在瞳孔中心引入球差；一個(gè)環(huán)形區(qū)35以遮擋或減弱中央透明區(qū)之外光進(jìn)入人眼， 環(huán)形區(qū)可大到到人眼中視(低光下明視)自然瞳孔33。屈光元件的球差可由非球面來實(shí) 現(xiàn)。在人眼自然中視瞳孔外。該屈光元件還包括一個(gè)透明區(qū)36使眼睛在夜視(柱視覺) 收集更多光子。屈光元件包括控制明視有效瞳孔大小，并在瞳孔中央引入球差。中央光學(xué) 部分Dl的直徑在1. 4毫米和2毫米之間，環(huán)形區(qū)D2的外徑在3. 5毫米至6毫米之間，取決 于每個(gè)人的眼睛中視覺最大孔徑。中央的光學(xué)區(qū)會(huì)引入適當(dāng)?shù)碾x焦，離焦量取決于對(duì)眼引 入的球差量。圖3a和圖3b所示的光學(xué)元件可以是人工晶狀體，能用已知的球面和非球面鏡片 工藝來制造，至少一個(gè)鏡面必須是非球面用于引入的球差。環(huán)形不透明或半透明的部分可 以通過涂層，著色，或透鏡中間夾入不透明層實(shí)現(xiàn)。限制瞳孔大小并在瞳孔中央?yún)^(qū)引入球差也可以通過人工晶狀體與角膜鑲嵌相結(jié) 合來實(shí)現(xiàn)。人工晶體除了包含傳統(tǒng)的球柱透鏡矯正，在中心區(qū)引入球差和適量的離焦，壓縮 瞳孔大小可以通過在眼角膜植入到一個(gè)不透明鑲嵌環(huán)。
壓縮瞳孔大小并在瞳孔中央?yún)^(qū)引入球差還可以通過激光視覺手術(shù)與角膜鑲嵌相 結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。角膜鑲嵌不透明環(huán)可壓縮瞳孔大小，激光屈光手術(shù)可以產(chǎn)生所需的球差量以 及所需的焦點(diǎn)偏移。圖4顯示一種把激光視覺矯正和角膜鑲嵌相結(jié)合來提高焦深的方法 涉及的步驟包括1)在眼睛角膜內(nèi)植入到鑲嵌不透明環(huán)41 ；2)測(cè)量人眼波相差42 ；3)確定 所需的離焦量44和期望的球差43，4)進(jìn)行激光屈光手術(shù)45。當(dāng)然，激光屈光手術(shù)也可包含 傳統(tǒng)的球柱曲光矯正。誦i寸龍it孔Φ妙竹靴弓丨A漸細(xì)顧_求#射歸λ目艮■罙壓縮眼睛瞳孔為小于2毫米可以增加焦深進(jìn)行老視眼治療，但其缺陷是降低眼的 總光效率。圖5顯示一種利用大瞳孔，在瞳孔中央多個(gè)光學(xué)區(qū)引入相反的正球差和負(fù)球差 來提高人眼焦深的方法。人眼的眼明視光學(xué)將分成三區(qū)中央?yún)^(qū)51個(gè)，中區(qū)52個(gè)，外區(qū)53。 本方法的51和52是對(duì)光透明，而53遮擋或減弱光進(jìn)入眼瞳孔外圍。除了傳統(tǒng)的球柱曲光 矯正外，透明光學(xué)區(qū)51和52將引入不同離焦和符號(hào)相反的球差。54為夜視下的自然瞳孔。在一個(gè)設(shè)計(jì)例子中，中央?yún)^(qū)51的直徑為1. 6毫米，同時(shí)引入約1. 34微米正球差 ((0. 1 (Z12(r)+3. 87Z4(r))和4. OD離焦；外中央?yún)^(qū)52環(huán)為透明的，直徑為3毫米，引入約 4. 3微米(or-0. 32(Z12(r)+3. 87Z4(r))負(fù)球差，和不同的離焦量(0D號(hào))；在51和52外有 一個(gè)環(huán)形區(qū)53以遮擋或減少明視瞳孔內(nèi)的光進(jìn)入人眼，環(huán)形區(qū)D2的外徑在3. 5毫米至6 毫米之間，取決于個(gè)人的眼睛最大的中視瞳孔大小(低明視)。圖6顯示計(jì)算出的三種視距的調(diào)制傳遞函數(shù)遠(yuǎn)距視覺(無限遠(yuǎn)，頂行；3米遠(yuǎn)，第 二行)，中距視覺(0.7米，第三行，0.5米，第四行)，近距視覺(0.33米，底行)。同時(shí)我們 還考慮了三個(gè)瞳孔大小1. 5mm(左)，2mm(中)，3mm(右).調(diào)制傳遞函數(shù)的橫軸單位是周
期/度。此老視眼的治療方法有三個(gè)特點(diǎn)。首先，在1. 6毫米瞳孔內(nèi)本方法與圖1和圖2 方法具有相同的光學(xué)特性。第二，新方法在大瞳孔下改善了近距視覺和中距視覺品質(zhì)(見 底部3行)。第三，新方法會(huì)降低夜間遠(yuǎn)距視覺質(zhì)量(上兩行)，但對(duì)光子效率有明顯改善， 因?yàn)橛行讖?. 6毫米提高到3mm。圖7顯示根據(jù)圖6的調(diào)制傳遞函數(shù)估算出的人眼視力。我們考慮與圖6相同的三 個(gè)瞳孔大小，視覺距離從無限遠(yuǎn)(OD)到0.25米(4D)?？梢钥闯觯?個(gè)光焦度范圍內(nèi)，對(duì) 所有三個(gè)瞳孔大小都可實(shí)現(xiàn)0.5視力(20/40)或更好。對(duì)于1.5毫米小瞳孔情形，估計(jì)的 視力與如圖2a完全相同。對(duì)于大于1. 6毫米瞳孔，有3個(gè)地區(qū)的估算視力比20/40好遠(yuǎn) 距視力(< 0. 3D)，中距視覺( 2D)和近距視力( 3D)的。此夕卜，圖5方法比用1. 6毫 米的小瞳孔方法容許更多的光(約3. 5倍)進(jìn)入人眼。圖8a顯示又一個(gè)用于矯正老視眼的植入或佩帶光學(xué)元件的示意圖。該屈光元件 限制瞳孔大小，并在瞳孔二中央?yún)^(qū)引入相反的正球差和負(fù)球差。引入球差能用現(xiàn)有的非球 面鏡片工藝來制造。本屈光元件包括一個(gè)圓形中央通知光學(xué)區(qū)81，環(huán)形光光學(xué)區(qū)82，和一 個(gè)環(huán)形區(qū)83以遮擋或減弱明視瞳孔內(nèi)的光進(jìn)入人眼。屈光要素除了傳統(tǒng)的球柱曲光矯正 外，還包括控制明視有效瞳孔大小，和在瞳孔中央引入相反的正球差和負(fù)球差。中央?yún)^(qū)直徑 Dl為1. 4到2. 0毫米，外中央?yún)^(qū)D2直徑大約為2. 5到3. 5毫米，外環(huán)形區(qū)外徑直徑大約為 3. 6到12毫米。圖8b顯示另外一個(gè)發(fā)明的矯正老視的植入或佩帶光學(xué)元件的示意圖。與圖8a不同，此設(shè)計(jì)在非透明外邊緣區(qū)還包含一透明光學(xué)區(qū)85，以提高夜視覺的光效率(柱視覺)。圖8c顯示了又一個(gè)光學(xué)元件體現(xiàn)。與圖8a不同，此設(shè)計(jì)用透明光學(xué)部分86取代 圖8A條環(huán)形不透明部分83，透明光學(xué)部分86可能會(huì)或可能不會(huì)控制瞳孔周邊高階像差。在圖8a，8b，8c的光學(xué)元件可以為人工晶狀體(IOL)或角膜接觸鏡，它們能用現(xiàn)有 的球面和非球面鏡片工藝來制造，至少一個(gè)鏡面必須是非球面用于引入的球差。環(huán)形不透 明或半透明的部分可以通過涂層，著色，或透鏡中間夾入不透明層實(shí)現(xiàn)。通i寸碰孔中剩誠(chéng)#浦制瞳孔周訪細(xì)纖是罙迄今為止，我們忽略了人眼的高階像差(球差)，這是因?yàn)橛懻摰姆椒ê脱b置限制 了眼的有效睛瞳孔大小到小于或等于3毫米。表1通常情況下人眼的球差 正常人眼睛象普通正透鏡一樣含有負(fù)球差，在6毫米瞳孔內(nèi)人眼的球差往往低于4 微米米瞳孔(-0. 3(Z12+3. 87Z4))。表1顯示三種不同球差人眼在各種不同瞳孔大小的球差?？梢钥闯?，真正的眼睛在小瞳孔內(nèi)(小于3毫米)的球差是微不足道的，但4毫米 瞳孔外變得重要。因此，在治療瞳孔大于3毫米老視眼時(shí)我們必須處理人眼的球差，甚至高 階像差。我們可以把人眼的瞳孔分成若干個(gè)光學(xué)區(qū)，分別控制每個(gè)光學(xué)區(qū)的球差來提高眼 的焦深，治療老視。如圖9顯示，人眼的明視瞳孔分成二個(gè)光學(xué)區(qū)91 (瞳孔中央)和92(瞳 孔外圍)，人眼的自然瞳孔為93。提高眼的焦深可通過在瞳孔中央引入球差，在瞳孔邊緣區(qū) 92控制高級(jí)像差。中心區(qū)直徑Dl為2到4毫米，而邊緣區(qū)D2的外徑為3.到6毫米。圖10顯示一個(gè)在瞳孔中央引入球差，在瞳孔邊緣控制高級(jí)像差而提高焦深的工 藝過程。首先，人眼的波像差101可通過波像差儀測(cè)量。波像差儀不僅給出傳統(tǒng)的球-柱 屈光矯正，同時(shí)包括球差，彗差等高階像差。球-柱屈光量和眼調(diào)焦量也可由主觀方法測(cè) 定。第二，把光學(xué)矯正元件的球-柱曲光矯正102確定下來。第三，確定人眼至少二個(gè)光學(xué) 區(qū)的球差，如瞳孔中心103和瞳孔邊緣區(qū)104。第四，根據(jù)人眼的高級(jí)像差101和瞳孔中心 區(qū)球差103和瞳孔邊緣區(qū)球差104來確定校正元件在瞳孔中央105和瞳孔邊緣106的球差。 第五，確定瞳孔中心離焦量107區(qū)和瞳孔邊緣離焦量108。最后，實(shí)現(xiàn)波前引導(dǎo)老視眼矯正 109。矯正的方法包括激光視力校正，隱形眼鏡，眼鏡，植入人工晶狀體，校正109涉及三組 光學(xué)參量。該三組光學(xué)參量包括常規(guī)的球柱校正102，瞳孔中心105和瞳孔周圍106的球
11差，瞳孔中心107和瞳孔周圍108的離焦量。一種設(shè)計(jì)方案是在瞳孔中央引入相當(dāng)負(fù)球差，在瞳孔邊緣引入正球差。作 為一個(gè)設(shè)計(jì)例子，表2列出相應(yīng)的矯正參量。首先，人眼光學(xué)被分為兩部分直 徑2. 5毫米的瞳孔中央?yún)^(qū)和直徑5毫米外瞳孔區(qū)。第二，在瞳孔中央?yún)^(qū)引入4微 米負(fù)球差(-0. 3(Z12(r)+3. 87Z4(r)),在外瞳孔部分控制眼的球差量為正4微米 (-0. 3(Z12(r)+3.87Z4(r))。在瞳孔中央?yún)^(qū)和外瞳孔部分分別引入_0. 6D和1. ID的離焦。表2老視矯正光學(xué)參量 如果人眼按表2參量進(jìn)行光學(xué)矯正，圖Ila顯示出的人眼在遠(yuǎn)距(0D，頂行)及近 距(1.9D，底行)調(diào)制傳遞函數(shù)。圖Ila考慮了三瞳孔大小是2毫米瞳孔(左列)，3. 5毫 米(中列)，5毫米瞳孔(右列)。調(diào)制傳遞函數(shù)的橫軸單位是周期/度。同樣按表2參量 進(jìn)行的光學(xué)矯正，圖lib顯示三個(gè)不同瞳孔大小下估算出的視力表在視網(wǎng)膜上的像。圖12 顯示按表2光學(xué)元件矯正后人眼在5個(gè)瞳孔情形下估算的視力?？梢钥闯觯瑢?duì)3. 5毫米以下所有瞳孔大小，矯正后的估計(jì)視力是20/30或更好；對(duì) 大瞳孔(4毫米或5毫米)，矯正后遠(yuǎn)距的估計(jì)視力也是20/30或更好。對(duì)近距視覺，大瞳孔 (4毫米和5毫米)的估計(jì)視力為20/40或更好。另一個(gè)老視眼矯正方案是在瞳孔中央?yún)^(qū)引入負(fù)球差，在外瞳孔部分把人眼的球差 消除掉。表3老視矯正光學(xué)參量 作為一個(gè)設(shè)計(jì)例子，表3列出相應(yīng)的矯正參量。首先，人睛光學(xué)被分為兩部分直 徑2. 8毫米的瞳孔中央?yún)^(qū)和直徑6毫米外瞳孔。第二，在瞳孔中央?yún)^(qū)引入4微米負(fù)球差 (-0. 3 (Z12 (r) +3. 87Z4 (r))，在外瞳孔部分把人眼球差降低或完全矯正掉。離焦在瞳孔中央 區(qū)和外瞳孔部分相同。如果按表3參量進(jìn)行光學(xué)矯正，圖13a顯示出在遠(yuǎn)距(0D，頂行)及近距(1.9D，底 行)計(jì)算出的人眼調(diào)制傳遞函數(shù)?？紤]的三瞳孔大小是2毫米瞳孔(左列)，4毫米(中
12列)，6毫米瞳孔(右列)。另外，按表2參量進(jìn)行光學(xué)矯正，圖13b顯示對(duì)遠(yuǎn)距(0D，頂)和 近距(1.9D，底)計(jì)算出的視力表在視網(wǎng)膜上的像。按表3參量進(jìn)行光學(xué)矯正，圖14顯示六個(gè)不同瞳孔大小下估算出視力。必須注意 到，此光學(xué)矯對(duì)大于4毫米瞳孔(夜晚)的遠(yuǎn)距(OD)和小于4毫米瞳孔的近距(1. 9D)提 供良好的屈光矯正視力(20/30或更好)；我們同時(shí)也看到，對(duì)小于3. 5毫米瞳孔此光學(xué)矯 在2光焦度范圍內(nèi)，能提供可接受的矯正視力(20/40或更好)。我們進(jìn)一步注意到，此光學(xué) 矯對(duì)大于3. 5毫米瞳孔有雙焦校正特性，在0. 3D和1. 2D為低視力區(qū)。另一個(gè)老視眼矯正方案是在瞳孔中央?yún)^(qū)引入正球差，在外瞳孔部分把人眼的球差 矯正掉。表4老視矯正的光學(xué)參量 作為一個(gè)設(shè)計(jì)例子，表4列出相應(yīng)的矯正參量。首先，人睛光學(xué)被分為兩部分直 徑4毫米的瞳孔中央?yún)^(qū)和直徑6毫米外瞳孔區(qū)。第二，在瞳孔中央?yún)^(qū)引入13. 4微米正球差 (1. 0 (Z12 (r) +3. 87Z4 (r))，在外瞳孔部分把人眼球差降低或完全矯正掉。離焦在瞳孔中央 區(qū)和外瞳孔分別為1. 7D和0D。如果人眼按表4參量進(jìn)行光學(xué)矯正，圖15顯示出的人眼在遠(yuǎn)距(0D，頂行)，中距 (1.00，中行)，及近距(1.8D，底行)調(diào)制傳遞函數(shù)?？紤]的三瞳孔大小是2毫米瞳孔(左 列)，4毫米(中列)，6毫米瞳孔(右列)。調(diào)制傳遞函數(shù)的橫軸單位是周期/度。從調(diào)制傳遞函數(shù)數(shù)據(jù)可以得到圖16的視力估算，此光學(xué)矯對(duì)大瞳孔情形有優(yōu)良 的遠(yuǎn)距視力，但近距視力不是太好。另外，此光學(xué)矯對(duì)小于4毫米瞳孔此光學(xué)矯在2光焦度 范圍內(nèi)，能提供可接受的老視矯正，視力為20/40或更好。上面提到了三種方法在瞳孔中央引入球差并控制瞳孔周邊高階像差來提高眼焦 深。必須指出的是，用表2到表4的光學(xué)矯正最合適于人眼仍有少量調(diào)焦(1D到2D)。除去 表中的球差和離焦外，老視光學(xué)矯還正可包含傳統(tǒng)的球柱曲光矯正(球，柱，角度)。圖17a顯示又一個(gè)矯正老視眼的光學(xué)元件，它包括兩部分171區(qū)和172區(qū)，球差 (甚至高階像差)在這二個(gè)區(qū)內(nèi)都是根據(jù)設(shè)計(jì)控制的。在眼的明視瞳孔外區(qū)173，球差可有 可無。中央部分直徑(Dl)在1. 8毫米到4毫米。中間部分直徑(D2)在4毫米和6毫米之 間。外區(qū)173中央部分直徑(D3)在6毫米和25毫米之間，取決于老花光學(xué)元件是框架眼 鏡，隱形眼鏡，植入隱形眼鏡，激光屈光手術(shù)，甚至人工晶狀體。圖17B顯示了一個(gè)彩色隱形眼鏡治療老花眼的體現(xiàn)，它包括兩部分175區(qū)和176 區(qū)，球差(甚至高階像差)在這二個(gè)區(qū)內(nèi)都是根據(jù)設(shè)計(jì)控制的。在176區(qū)外，一個(gè)環(huán)形區(qū) 阻止或減輕光線的進(jìn)入量。中央部分(Dl)的1.8毫米和3. 5毫米的直徑。中間部分直徑(D2)在3. 5毫米和5毫米之間。外區(qū)173中央部分直徑(D3)在8毫米和12毫米之間。環(huán) 形不透明或半透明的部分可以通過涂層，著色，或透鏡中間夾入不透明層實(shí)現(xiàn)。誦細(xì)艮it孔Φ剩IA細(xì)象目艮白_罙表2到表4的方法涉及精確控制在瞳孔邊緣球差，這可能對(duì)一些器件有困難。不 改變瞳孔周圍高階像差的設(shè)計(jì)會(huì)有利于實(shí)際應(yīng)用。我們可以把眼睛瞳孔分成若干光學(xué)區(qū)，僅在瞳孔中央?yún)^(qū)控制球差提高老花眼的焦 深。如圖18日所示，我們把明視瞳孔分成181 (瞳孔中心)和182 (瞳孔周圍)兩部，僅在 中央?yún)^(qū)181引入球差，但不改變?cè)谘劬ν字車?82的人眼球差。瞳孔中心區(qū)181的直徑 在2至4毫米之間，D2的外徑為4毫米和6毫米之間。183為夜視下眼睛的自然瞳孔。圖19顯示一個(gè)在瞳孔中央引入球差，在瞳孔邊緣不改變高級(jí)像差來提高焦深的 工藝流程。首先，人眼波像差191可通過波像差儀測(cè)量，眼波像差儀不僅給出傳統(tǒng)的球柱曲 光矯正，同時(shí)包括球差，彗差等高階像差。傳統(tǒng)球-柱曲光矯正和人眼調(diào)焦量也可由主觀方 法測(cè)定。第二，確定光學(xué)元件對(duì)人眼進(jìn)行球-柱曲光矯正192。第三，確定瞳孔中心區(qū)(4毫 米內(nèi))適當(dāng)?shù)那虿睿氲那虿盍?95取決于人眼的自然球差193和期望的矯正后球差量。 第四，根據(jù)人眼的高級(jí)像差(球差)194確定瞳孔邊緣的離焦量196。最后，實(shí)現(xiàn)波前引導(dǎo)的 老視眼矯正197。矯正方法包括激光視力校正，隱形眼鏡，框架眼鏡，隱形眼鏡植入，植入人 工晶狀體；波前引導(dǎo)老花眼矯正包含3組參數(shù)跨越整個(gè)眼瞳孔常規(guī)的球-柱校正192，在 瞳孔中心球差195，及瞳孔中心區(qū)和瞳孔邊緣的離焦量偏196。表5老視治療的光學(xué)參量 在一個(gè)矯正方案中，老花屈光矯正在眼睛瞳孔中央引入球差，但并不改變眼睛瞳 孔邊緣的高階像差。如果一個(gè)眼睛在瞳孔邊緣含有球差，眼睛大瞳孔光學(xué)質(zhì)量由人眼自然 球差決定。作為一個(gè)設(shè)計(jì)例子，表5 —個(gè)假想眼在6毫米瞳孔有4微米米球差 (-0. 3(Z12(r)+3. 87Z4(r))，老視鏡在瞳孔中央?yún)^(qū)2. 8毫米引入4微米負(fù)球差 (-0. 3 (Z12 (r) +3. 87Z4 (r))，在外瞳孔部分人眼高級(jí)像差不變?？紤]到眼瞳孔邊緣的自然球差，眼在瞳孔大于2. 8毫米時(shí)的的光學(xué)質(zhì)量將跟表3 的老視矯正不同。圖20a顯示出人眼矯正后，計(jì)算出的遠(yuǎn)距視覺的調(diào)制傳遞函數(shù)。光學(xué)矯正包含瞳孔中央引入相當(dāng)?shù)呢?fù)球差，瞳孔中央?yún)^(qū)和瞳孔邊緣區(qū)可引入離焦差(201和203)或不引入 離焦差(202和204)，人眼在6毫米瞳孔的球差有假設(shè)為4微米。我們僅考慮三個(gè)瞳孔大 小2毫米瞳孔(左)，4毫米(中)，6毫米瞳孔(右)。調(diào)制傳遞函數(shù)的橫軸單位是周期/度。圖20b顯示人眼矯正后計(jì)算出的視力表在視網(wǎng)膜上的成像。當(dāng)對(duì)人眼矯正涉及在 瞳孔中央引入負(fù)球差，而在整個(gè)眼瞳孔引入同樣的離焦和像散光學(xué)矯正(中央和邊緣瞳孔 沒有離焦差異)時(shí)，圖20b顯示計(jì)算出的視力表在視網(wǎng)膜上的成像。圖20b涉及遠(yuǎn)距視覺 和三瞳孔大小2毫米(左)，4毫米(中)，6毫米(右)。如圖20a的低調(diào)制傳遞函數(shù)202 和204預(yù)示，大瞳孔(4毫米，6毫米)情形人眼的視網(wǎng)膜上像將嚴(yán)重模糊。如果我們對(duì)人眼的矯正涉及到在瞳孔中央引入負(fù)球差，而在整部眼瞳孔引入同樣 的離焦和像散光學(xué)矯正，并根據(jù)人眼高級(jí)像差在瞳孔邊緣引入不同的離焦時(shí)，圖20c顯示 計(jì)算出的視力表在視網(wǎng)膜上的成像。很明顯看出圖20A改善的調(diào)制傳遞函數(shù)201和203使4毫米(中)和6毫米(右) 瞳孔的視網(wǎng)膜像得到改善，因此，必須在瞳孔邊緣根據(jù)人眼高級(jí)像差在瞳孔邊緣引入不同 的罔焦。表6老視治療的光學(xué)參量 作為另一個(gè)設(shè)計(jì)例子，表6假設(shè)人眼在6毫米瞳孔有4微米米球差 (-0. 3(Z12(r)+3. 87Z4(r))，老花鏡在瞳孔中央?yún)^(qū)4毫米引入13. 4微米的正球差 (1. 0 (Z12 (r) +3. 87Z4 (r))，在外瞳孔部分像差由人眼高級(jí)像差確定。考慮到眼瞳孔邊緣的自然球差，瞳孔大于4毫米時(shí)眼的的光學(xué)質(zhì)量將跟表4的老 花矯正不同。假設(shè)人眼在6毫米瞳孔有4微米負(fù)球差，對(duì)人眼的光學(xué)矯正包含瞳孔中央引入相 當(dāng)?shù)恼虿?，如?所示，瞳孔中央?yún)^(qū)和瞳孔邊緣區(qū)分有無離焦差二種情形。圖21a顯示出 計(jì)算出的遠(yuǎn)距視覺(OD)的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTFs)。我們考慮遠(yuǎn)距視覺和三瞳孔大小2毫米 瞳孔(左)，4毫米(中)，6毫米瞳孔(右)。調(diào)制傳遞函數(shù)的橫軸單位是周期/度。對(duì)于 瞳孔小于4毫米，眼睛的光學(xué)質(zhì)量在二中情形下相同。然而，對(duì)于大瞳孔(6毫米)，在瞳孔 邊緣區(qū)根據(jù)人眼的高級(jí)像差引入一個(gè)離焦量能比沒有引入離焦量大大改善眼的光學(xué)質(zhì)量。如果人眼的矯正涉及在瞳孔中央引入正球差，在整部眼瞳孔引入同樣的離焦和像散光學(xué)矯正(中央和邊緣瞳孔沒有離焦差異)時(shí)，圖21b顯示計(jì)算出的視力表在視網(wǎng)膜上 的成像。考慮的情形涉及遠(yuǎn)距視覺和三瞳孔大小2毫米瞳孔(左)，4毫米(中)，6毫米 瞳孔(右)。同樣，當(dāng)對(duì)人眼矯正涉及在瞳孔中央引入正球差，但根據(jù)人眼高級(jí)像差在瞳孔 邊緣引入不同的離焦時(shí)，圖21c顯示計(jì)算出的視力表在視網(wǎng)膜上的成像?？紤]的情形也涉 及遠(yuǎn)距視覺和三瞳孔大小2毫米瞳孔(左)，4毫米(中)，6毫米瞳孔(右)。顯而易見，， 根據(jù)人眼的高級(jí)像對(duì)一個(gè)瞳孔外緣引入一定離焦量可以顯著改善對(duì)于大瞳孔，夜視覺的光 學(xué)質(zhì)量。必須指出的是，表5到表6的光學(xué)矯正對(duì)人眼仍有少量調(diào)焦(1D到2D)的人最合 適。除去表中的球差和離焦外，老視眼光學(xué)矯正可包含傳統(tǒng)的球柱曲光矯正(球，柱，角 度)。圖22顯示矯正老視眼的光學(xué)元件，包括在人眼瞳孔中央引入球差的221中央?yún)^(qū)，不 改變眼瞳孔外緣的球差(或高級(jí)像差)的222外區(qū)。中央?yún)^(qū)直徑(Dl)在1. 8毫米到4毫 米之間。外區(qū)直徑(D2)在6毫米和25毫米之間，取決于老視光學(xué)元件是框架眼鏡，隱形眼 鏡，植入隱形眼鏡，激光屈光手術(shù)，甚至人工晶狀體。引入ιΗ球差增加眼睛瞳的焦深增加眼睛的焦深也可通過在眼瞳孔上引入正球差，同時(shí)引入適當(dāng)離焦把眼的最好 光學(xué)質(zhì)量設(shè)定在遠(yuǎn)距視覺。如圖23所示，人眼的光學(xué)在明視情況下為231，中間視覺(暗明 視覺)眼瞳孔為232，瞳孔直徑(Dl)在3毫米到6毫米之間，因人而異。表7在人眼暗明視覺瞳孔引入正球差 表7顯示不同瞳孔大小下在人眼瞳孔上引入的正球差的總量，為了把眼的最好光 學(xué)質(zhì)量定在遠(yuǎn)距視覺，在傳統(tǒng)的傳統(tǒng)球-柱改正之外再引入一定的離焦(比如1.7光焦 度)。圖24顯示計(jì)算出的人眼MTFs (調(diào)制傳遞函數(shù))，涉及在3個(gè)瞳孔大小2毫米在 左，4毫米在中，6毫米在右?？紤]的3個(gè)視覺距離為0D(頂行)，1.0D(中行)和1.75D(下 行)。因?yàn)榇艘曈X矯正引入大量正球差，人眼的高級(jí)像差可以忽略不計(jì)。調(diào)制傳遞函數(shù)的橫 軸單位是周期/度。圖25顯示根據(jù)表七的老視光學(xué)矯正在7個(gè)瞳孔大小下估算出的視力。對(duì)瞳孔直 徑等于或小于6毫米，在2. 0光焦度內(nèi)此視覺矯正提供可接受的視覺(0. 5視力或更好)。 對(duì)于瞳孔直徑小于4. 5毫米情形，此矯正對(duì)遠(yuǎn)距視覺提供很好的視覺(0. 67視力)。圖26顯示一個(gè)矯正老視光學(xué)元件的示意圖，該元件的中央光學(xué)區(qū)261覆蓋人眼明 視瞳孔263。中央?yún)^(qū)261的直徑在3毫米到6毫米之間，取決于人眼的瞳孔大小。大量的 正球差將被引入人眼的中間視覺(暗明視)瞳孔里。在眼瞳孔外的外區(qū)可引入或不引入球 差。中區(qū)的直徑(D2)為6毫米到25毫米，取決于光學(xué)元件，包括框架眼鏡，隱性接觸鏡，植 入接觸鏡，激光視覺矯正，甚至人工晶體植入鏡。
權(quán)利要求
一個(gè)治療老視病人眼的方法，在人眼中有一個(gè)自然瞳孔，包括(a)一個(gè)直徑等于或小于4毫米的中央瞳孔區(qū)、(b)一個(gè)在弱光情形下收集光的環(huán)繞的瞳孔邊緣區(qū)，其特征在于該方法包括一方面在中央瞳孔區(qū)引入球差；另一方面保持或減低人眼治療前在邊緣瞳孔區(qū)的高階像差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于該方法還包括一個(gè)步 驟，即減低或阻擋光通過邊緣瞳孔區(qū)進(jìn)入人眼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于所述的在中央瞳孔區(qū) 引入的球差為正球差或負(fù)球差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于所述的在中央瞳孔區(qū) 引入的球差在第一個(gè)分區(qū)內(nèi)為正球差而在第二個(gè)分區(qū)內(nèi)為負(fù)球差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于所述的中央瞳孔區(qū)進(jìn) 一步被分成二個(gè)同心光學(xué)區(qū)，它們的球差符號(hào)相反。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于所述的中央瞳孔區(qū)引 入的球差是根據(jù)人眼在至少一個(gè)照明情況下的瞳孔大小來個(gè)性化確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于該方法進(jìn)一步包括減 低或消除至少離焦或像散之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于該方法進(jìn)一步包括減 低或消除人眼的3階澤尼克像差。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于該方法還包括通過一 個(gè)處理器來產(chǎn)生激光能量用于眼角膜組織的切削模式，且切削模式至少部分是基于確定的 瞳孔上的屈光分布來定并且該方法進(jìn)一步包括把激光能量控制到角膜組織以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生的 切削模式。
10.一種用于眼的多焦透鏡，其特征在于其設(shè)置包括提供一個(gè)分布于整個(gè)透鏡上基 本屈光分布度來矯正遠(yuǎn)視缺陷，進(jìn)一步包括在透鏡中央一定的球差用于提高眼的焦深，透 鏡更進(jìn)一步配置成植入鏡或佩帶鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多焦透鏡，其特征在于所述透鏡的中央?yún)^(qū)的直徑在1.5 毫米至4.0毫米之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多焦透鏡，其特征在于所述透鏡的直徑在3毫米至40毫 米之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多焦透鏡，其特征在于所述透鏡中央?yún)^(qū)的球差由多項(xiàng)式 的若干項(xiàng)來表示。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多焦透鏡，其特征在于所述透鏡中央?yún)^(qū)的球差的峰_谷 波前偏差大于1微米。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多焦透鏡，其特征在于所述透鏡進(jìn)一步配置以適應(yīng)人眼 的高級(jí)澤尼克像差。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多焦透鏡，其特征在于透鏡的配置適應(yīng)涉及減少人眼自 然存在的三階澤尼克像差。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多焦透鏡，其特征在于透鏡的配置適應(yīng)包括降低人眼外 圍的高級(jí)澤尼克像差。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多焦透鏡，其特征在于在所述透鏡中央?yún)^(qū)的球差包括在 第一個(gè)分區(qū)有正球差和在第二個(gè)分區(qū)有負(fù)球差。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多焦透鏡，其特征在于所述的球差是根據(jù)人眼在至少一 個(gè)照明條件下的自然瞳孔大小確定的。
20.一種治療老視病人眼的方法，在人眼中有一個(gè)自然瞳孔，包括(a) —個(gè)直徑等于或 小于4毫米的中央瞳孔區(qū)、(b) —個(gè)在弱光情形下收集光的環(huán)繞的瞳孔邊緣區(qū)，其特征在 于該方法包括一方面在中央瞳孔區(qū)產(chǎn)生第一組離焦和球差，另一方面在眼邊緣瞳孔區(qū)產(chǎn) 生第二組離焦和球差，而且第一組于第二組不同。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于所述中央瞳孔區(qū)的 球差是選擇來提高人眼在直徑小于或等于4毫米時(shí)焦深，在邊緣瞳孔區(qū)的離焦和球差是選 擇來改善弱光條件下遠(yuǎn)距視覺的像質(zhì)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于所述在中央瞳孔區(qū) 引入的球差是根據(jù)人眼在至少一個(gè)照明條件下的自然瞳孔大小個(gè)性化確定的。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于進(jìn)一步讓至少第一 或第二組中的一個(gè)來減少或除去至少人眼的離焦或像散的其中之一。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于更進(jìn)一步讓至少第 一或第二組中的一個(gè)來減少或除去人眼的3階澤尼克像差。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的治療老視病人眼的方法，其特征在于進(jìn)一步包括激光視 覺矯正，即通過一個(gè)處理器來產(chǎn)生激光能量用于眼角膜組織的切削模式，且切削模式至少 部分是基于確定的瞳孔上的屈光分布來定，還進(jìn)一步包括把激光能量控制到角膜組織以實(shí) 現(xiàn)產(chǎn)生的切削模式。
26.一種用于人眼屈光矯正的多焦透鏡，其特征在于該透鏡由若干個(gè)光學(xué)區(qū)組成，其 中的至少二個(gè)光學(xué)區(qū)有不同的聚焦和球差，透鏡進(jìn)一步配置成植入鏡或佩帶鏡。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的多焦透鏡，其特征在于所述的至少二個(gè)光學(xué)區(qū)為同心結(jié) 構(gòu)、以形成內(nèi)光學(xué)區(qū)和外光學(xué)區(qū)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的多焦透鏡，其特征在于該透鏡的內(nèi)光學(xué)區(qū)的球差設(shè)置來 提高人眼等于或小于4毫米的自然瞳孔的焦深。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的多焦透鏡，其特征在于所述透鏡的內(nèi)光學(xué)區(qū)的球差 峰-谷波前偏差大于1微米。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的多焦透鏡，其特征在于所述透鏡的球差是根據(jù)人眼在至 少一個(gè)照明條件下的自然瞳孔大小確定的。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的多焦透鏡，其特征在于所述透鏡在外光學(xué)區(qū)的球差用來 降低人眼中的自然存在的球差。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的多焦透鏡，其特征在于所述透鏡在內(nèi)光學(xué)區(qū)和外光學(xué)區(qū) 的焦差被選來改善眼的夜視覺，焦差量根據(jù)人眼的自然球差確定。
33.一種治療老視病人眼的方法，在人眼中有一個(gè)瞳孔，其特征在于該方法包括在人 眼的整個(gè)瞳孔上引入正球差和一個(gè)焦點(diǎn)偏移來設(shè)定眼遠(yuǎn)視最佳成像質(zhì)量。
全文摘要
本發(fā)明公開了老視眼屈光矯正的方法和器件，矯正老視病人的眼視力涉及在瞳孔中央引入球差，而在瞳孔邊緣的處理上與瞳孔中央大不相同；舉例來說，瞳孔邊緣可以保持不變，或者對(duì)瞳孔邊緣進(jìn)行高級(jí)像差控制，和/或在瞳孔邊緣有球差區(qū)引入不同的離焦。
文檔編號(hào)A61B18/18GK101909539SQ200880123102
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者梁俊忠 申請(qǐng)人:梁俊忠