用于预防和/或减慢近视发展的自由曲面镜片设计和方法

摘要

本发明题为用于预防和/或减慢近视发展的自由曲面镜片设计和方法。本发明公开了一种镜片，该镜片具有自由曲面光焦度分布，该自由曲面光焦度分布实现减慢、延缓或预防近视发展中的至少一者。眼科镜片包括第一区，该第一区位于镜片的中心处；第一周边区域，该第一周边区域从中心连续地延伸并且具有与中心处的屈光光焦度不同的屈光光焦度；以及第二周边区域，该第二周边区域从第一周边区域连续地延伸并且具有与第一周边区域的屈光光焦度不同的屈光光焦度，从而提供减慢、延缓或预防近视发展的连续自由曲面光焦度分布，该连续自由曲面光焦度分布具有与单光镜片基本上等效的视觉功效，并且具有聚焦深度和减小的视网膜图像质量灵敏度。

说明书

背景技术

技术领域

本发明涉及眼科镜片，并且更具体地，涉及设计用于减慢、延缓或预防近视发展的接触镜片。本发明的眼科镜片包括自由曲面(freeform)光焦度分布，该自由曲面光焦度分布在使得视网膜图像质量的下降对视近工作活动期间的模糊不那么敏感的调节距离范围内提供视网膜中央凹视力矫正、增加的聚焦深度和优化的视网膜图像，从而防止和/或减慢近视发展。

相关领域描述

导致视敏度降低的常见病症是近视和远视，对于所述病症需配戴眼镜或刚性或软性接触镜片形式的矫正镜片。病症大体描述为眼睛长度与眼睛光学元件的聚焦之间的失衡。近视眼聚焦在视网膜平面的前方，并且远视眼聚焦在视网膜平面的后方。通常，由于眼睛的轴向长度生长至比眼睛光学元件的聚焦长度更长，即眼睛生长过长，导致近视形成。通常，由于眼睛的轴向长度比眼睛光学元件的聚焦长度更短，即眼睛生长不够，导致远视形成。

近视在世界许多地区均具有高患病率。该病症最值得关注的是其可能发展为高度近视，例如屈光度大于五(5)或六(6)，在没有光学辅助工具的情况下这将显著地影响一个人的行为能力。高度近视还与视网膜疾病、白内障和青光眼的风险增加相关联。

使用矫正镜片分别通过从平面的前方转移聚焦以矫正近视或从平面的后方转移聚焦以矫正远视来改变眼睛的总聚焦，以使得在视网膜平面处形成更清晰的图像。然而，该病症的矫正方法并没有解决病因，而只是修复或打算对症治疗。更重要的是，矫正眼睛的近视散焦误差并不会减慢或延缓近视发展。

大多数眼睛并不是具有单纯性近视或远视，而是具有近视散光或远视散光。聚焦的散光误差导致点光源的图像在不同焦距下形成为两条互相垂直的线。在上述讨论中，所使用的术语近视和远视分别包括单纯性近视或近视散光以及单纯性远视和远视散光。

正视描述了清晰视力的状态，其中在晶状体放松的情况下无穷远处的物体处于相对锐聚焦。在正常或正视的成年人眼睛中，来自远处和近处物体并且穿过孔或瞳孔的中心区或近轴区的光通过晶状体聚焦到眼睛内接近视网膜平面处，在所述视网膜平面上感测到倒像。然而据观察，大多数正常的眼睛具有正纵向球面像差，对于5.0mm孔来说通常在约+0.50屈光度(D)的范围内，这意味着当眼睛聚焦于无限远处时，穿过孔或瞳孔周边的光线聚焦到视网膜平面的前方+0.50D。如本文所用，量度D为屈光光焦度，其被定义为镜片或光学系统的焦距的倒数，单位为米。

正常眼睛的球面像差并不是恒定的。例如，调节度(即，主要通过改变晶状体而产生的眼睛的光焦度的变化)导致球面像差从正变为负。

近视通常由于眼睛的过量轴向生长或伸长而发生。现在普遍接受的是，主要根据动物研究，眼睛轴向生长可能受到视网膜图像的质量和聚焦的影响。利用多个不同的实验范例对一系列不同的动物种类进行的实验已表明，改变视网膜图像质量可导致眼睛生长发生一致的和可预测的变化。

此外，已知的是，使小鸡和灵长类动物的视网膜图像通过正镜片(近视散焦)或负镜片(远视散焦)散焦会导致眼睛生长发生可预测的(在方向和量值方面)变化，这与用于补偿所施加散焦的眼睛生长一致。已表明，与光学模糊相关联的眼睛长度的变化通过巩膜生长的变化进行调节。引起近视模糊和巩膜生长速率减小的正镜片的模糊导致远视屈光不正的形成。引起远视模糊和巩膜生长速率增大的负镜片的模糊导致近视屈光不正的形成。已经证明，响应于视网膜图像散焦的这些眼睛生长变化很大程度上通过局部视网膜机构介导，因为当视神经受损时，眼睛长度仍然发生变化，并且已经表明，向局部视网膜区域施加散焦导致局限于特定视网膜区域的眼睛生长发生变化。

在人体中，存在间接以及直接的证据支持以下观点：视网膜图像质量可影响眼睛生长。已发现，多种不同的眼病症(所有这些眼病症均破坏了形视力，诸如上睑下垂、先天性白内障、角膜混浊、玻璃体积血和其他眼疾病)与年轻人的不正常眼睛生长相关，这表明视网膜图像质量的相对较大的变化确实影响人类受检者的眼睛生长。也已基于视近工作期间人体聚焦系统中的光学误差假定更微妙的视网膜图像变化对人类眼睛生长的影响，这些光学误差刺激了人类的眼睛生长和近视形成。

近视形成的风险因素之一是视近工作。由于此类视近工作期间的调节滞后或与调节相关的负球面像差，眼睛可能经历远视模糊，这刺激近视的发展，如上所述。

此外，调节系统为主动自适应光学系统；其对近距物体以及光学设计不断地作出反应。即使在先前已知的光学设计放置在眼睛前方的情况下，当眼睛与镜片+眼睛系统相互作用地调节到近距物体时，仍然可存在连续的远视散焦，这引起近视发展。因此，用于减慢近视发展速度的一种方法是设计减少远视模糊对视网膜图像质量的影响的光学器件。通过此类设计，对于每个屈光度的远视散焦来说，视网膜图像质量较少地下降。另一方面，视网膜因此对远视散焦相对不敏感。具体地，可使用聚焦深度(DOF)和图像质量(IQ)灵敏度来量化由于视网膜处的远视散焦而引起的眼睛对近视发展的易感性。具有较大聚焦深度和低图像质量灵敏度的眼科镜片设计将使得视网膜图像质量的下降对远视散焦较不敏感，因此使近视发展的速度放慢。

在物方空间中，最近物体与最远物体之间的距离在看起来可接受地尖锐的场景中被称为视野深度。在像方空间中，其被称为聚焦深度(DOF)。利用常规单视光学设计，镜片具有单焦点，其中图像锐度在交点的每一侧上急剧地减小。利用具有延长的DOF的光学设计，虽然镜片可具有单一标称点，但图像锐度在焦点的每一侧上逐渐减小，使得在DOF内，减小的锐度在正常观察条件下是感觉不到的。

可将图像质量(IQ)灵敏度定义为在1至5屈光度的调节需求下，视网膜IQ散焦曲线的斜率。其表明图像质量如何随散焦变化。IQ灵敏度的值越大，图像质量对调节期间的散焦误差就越敏感。

发明内容

本发明的自由曲面镜片设计利用增加的聚焦深度和减小的IQ灵敏度来确保相当的或更好的远距视力矫正，从而提供近视治疗，这克服了现有技术的局限性。

根据一个方面，本发明涉及用于减慢、延缓或预防近视发展中的至少一者的眼科镜片。该眼科镜片包括第一区，该第一区位于眼科镜片的中心处。第一周边区域从中心连续地延伸，该第一周边区域具有与中心处的屈光光焦度不同的屈光光焦度。第二周边区域从第一周边区域连续地延伸并且具有与第一周边区域的屈光光焦度不同的屈光光焦度，由此提供减慢、延缓或预防近视发展的连续自由曲面光焦度分布，该连续自由曲面光焦度分布具有与单光镜片基本上等效的视觉功效，并且具有聚焦深度和减小的IQ灵敏度。

根据另一方面，本发明涉及一种用于减慢、延缓或预防近视发展中的至少一者的方法，该方法包括：提供眼科镜片，该眼科镜片具有减慢、延缓或预防近视发展的连续自由曲面光焦度分布，该自由曲面光焦度分布具有与单光镜片基本上等效的视觉功效，并且具有聚焦深度和减小的IQ灵敏度。所述连续自由曲面光焦度分布包括第一区，该第一区位于眼科镜片的中心处；第一周边区域，该第一周边区域从中心连续地延伸并且具有与中心处的屈光光焦度不同的屈光光焦度；以及第二周边区域，该第二周边区域从第一周边区域连续地延伸并且具有与第一周边区域的屈光光焦度不同的屈光光焦度。因此，眼睛的生长改变。

本发明的光学装置被设计成具有自由曲面光焦度分布。如本文所述，已经表明，具有较大聚焦深度和低图像质量灵敏度的镜片设计将使得视网膜图像质量的下降对远视模糊不那么敏感，因而使近视发展的速度放慢。因此，本发明利用具有治疗或减慢近视发展的自由曲面光焦度分布的镜片，以提供视网膜中央凹视力矫正，以及聚焦深度和低图像质量灵敏度。

还可根据受试者眼睛的平均瞳孔大小定制本发明的自由曲面镜片设计，以实现良好的视网膜中央凹视力矫正以及更高的治疗效果。

本发明的自由曲面设计提供了用于预防和/或减慢近视发展的简单、高性价比和有效的装置和方法。

附图说明

通过以下如附图所示的本发明的优选实施例的更为具体的说明，本发明的上述及其它特征和优点将显而易见。

图1A、1B和1C示出了散焦Z⁰₂、球面像差Z⁰₄项和入瞳直径随近视和正视群体的聚散度的变化。

图2A、2B和2C分别是常规球面镜片、在5.0mm瞳孔孔径下具有+1.50D纵向正球面像差(LSA)的非球面镜片，以及具有+1.50D附加光焦度的双焦点镜片(多层同心交替距离和近区镜片)的光焦度分布的图示。

图3A是根据本发明的第一自由曲面镜片设计的光焦度分布的图示。

图3B突出了图3A的光焦度分布上的特定点A、B。

图3C是示出了图3A的自由曲面镜片设计的神经锐度和聚焦深度的曲线图。

图3D是示出了图3A的自由曲面镜片设计的在各种调节状态下的神经锐度曲线图。

图4A是根据本发明的第二自由曲面镜片设计的光焦度分布的图示。

图4B突出显示了图4A的光焦度分布上的特定点A、B和C。

图4C是示出了图4A的自由曲面镜片设计的神经锐度和聚焦深度的曲线图。

图4D是示出了图4A的自由曲面镜片设计的在各种调节状态下的神经锐度曲线图。

图5A是根据本发明的第三自由曲面镜片设计的光焦度分布的图示。

图5B突出了图5A的光焦度分布上的特定点A、B和C。

图5C是示出了图5A的自由曲面镜片设计的神经锐度和聚焦深度的曲线图。

图5D是示出了图5A的自由曲面镜片设计的在各种调节状态下的神经锐度曲线图。

图6是根据本发明的示例性接触镜片的图解示意图。

具体实施方式

图2A、2B和2C分别是球面镜片、在5.0mm瞳孔孔径下具有+1.50DLSA的非球面镜片，以及具有+1.50D镜片附加光焦度的双焦点镜片(多层同心交替距离和近区镜片)的光焦度分布的图示。已经观察到，非球面镜片和双焦点+1.50D镜片两者可对减慢近视发展有一定效果。因此，除了改变球面像差之外，还需要如美国专利6,045,578中所公开的机构来描述用于预防和/或治疗近视的镜片。

根据本发明，开发了用于眼科镜片的自由曲面光焦度分布，这些自由曲面光焦度分布提供视网膜中央凹视力矫正，并且具有治疗或减慢近视发展的增加的聚焦深度以及还有减小的IQ灵敏度。

根据一个示例性实施例，自由曲面光焦度分布可由下式描述：

$>P\left(r\right)=P_{PCHiP}\left(r\right)+24\sqrt{5}\times SA\times \frac{r^2}{{3.25}^4}-12\sqrt{5}\times \frac{SA}{{3.25}^2},---\left(1\right)$>

其中P表示屈光光焦度(D)；

r表示距镜片几何中心的径向距离；

SA表示球面像差的量；并且

P_PCHIP(r)表示通过点数控制的分段三次Hermite插值多项式曲线。参见Fritsch等人，MonotonePiecewiseCubicInterpolation，SIAMJ.NumericalAnalysis，第17卷，1980年，第238-46页。

为了测量视力矫正，使用4.5mmEP(入射瞳孔)和6.5mmEP处的神经锐度作为视网膜图像质量的决定因素。需要特别注意的是，可以利用任何其他合适的测量视网膜图像质量的良好性的装置和/或方法(例如MTF曲线下方的面积、strehl比)。

神经锐度由如下公式给出：

$>NS=\frac{{\int }_{-\infty }^{\infty }{\int }_{-\infty }^{\infty }{\mathrm{psf}}_{(x,y)gn(x,y)dxdy}}{{\int }_{-\infty }^{\infty }{\int }_{-\infty }^{\infty }{\mathrm{psfDL}}_{(x,y)gn(x,y)dxdy}},---\left(2\right)$>

其中psf或点扩展函数为点目标的图像并且计算为瞳孔函数P(X，Y)的反傅里叶变换的平方量级，其中P(X，Y)由下式给出：

P(X，Y)＝A(X，Y)exp(ikW(X，Y))，(3)

其中k为波数(2π/波长)，并且A(X，Y)为瞳孔坐标X、Y的光学切趾函数，psf_DL为用于相同瞳孔直径的衍射受限的点扩展函数，并且g_N(X，Y)为双变量高斯神经权重函数。关于神经锐度的更完整的定义和计算参见Thibos等人，Accuracyandprecisionofobjectiverefractionfromwavefrontaberrations，JournalofVision(2004)4，329-351，其讨论了利用波前像差确定眼睛的最佳矫正的问题。接触镜片和眼睛的波前W(X，Y)为各自的总和，如下式给出：

W_CL+eye(X，Y)＝W_CL(X，Y)+W_eye(X，Y)。(4)

为了在特定目标聚散度下确定物体的镜片+眼睛系统的图像质量灵敏度或斜率，需要三个主要步骤：识别眼调节系统的耦合效应，估计物体的对应调节状态，以及计算图像质量灵敏度。

步骤1：识别眼调节系统的耦合效应：当人眼从远到近调节时，两个眼结构同时改变：虹膜孔径变小；晶状体变大。这些解剖变化导致在镜片+眼睛系统中以耦合方式出现三种光学相关参数的变化：入瞳直径、散焦(例如，Zernike散焦Z₂⁰)以及球面像差(例如，Zernike球面像差Z₄⁰)。特别值得注意的是，由于瞳孔尺寸在目标移近时减小并且常规的Zernike散焦和球面像差高度取决于瞳孔尺寸时，因此以常规的方式指定这些Zernike像差项具有挑战性。作为另选方案，为了测量不同瞳孔尺寸范围内的Zernike散焦和像差，有时将这些项以屈光度的方式表示。为了通过如下公式转换为经典Zernike系数：

Z₂₀^微米＝Z₂₀^屈光度*(EPD/2)²/(4*√3)

Z₄₀^微米＝Z₄₀^屈光度*(EPD/2)⁴/(24*√5)

其中EPD是入射瞳孔的直径，Z₂₀^屈光度(单位：D)和Z₄₀^屈光度(单位：D/mm²)(注意，有时在附图中，以及在一些文献中，该术语的单位也简言之指定为“D”)是以“屈光度”的方式指定的Zernike散焦和球面像差项，并且Z₂₀^屈光度和Z₄₀^屈光度是对应的常规Zernike项。

Ghosh等人在2012年(AxialLengthChangeswithShiftsofGazeDirectioninMyopesandEmmetropes，IOVS，2012年9月，第53卷，第10期)测量了这三个参数相对于正视和近视的目标聚散度的变化。图1A是散焦与目标聚散度之间关系的图形示意图，图1B是球面像差与目标聚散度之间关系的图形示意图，并且图1C是入射瞳孔直径与目标聚散度之间关系的图形示意图。当目标聚散度变化时，这三个参数同时变化。由于这些数据是对人类受试者的眼睛在无接触镜片的情况下测量的，因此这些光学参数与目标聚散度之间的关系在镜片+眼睛系统的情况下有所不同。然而，光学参数(入射瞳孔尺寸、散焦和球面像差)之间的耦合关系保持相同，因为它们的变化源自同一个解剖源。随后可使用不同的插值技术来将从实验数据得到的这三个参数之间的耦合关系模型化。

步骤2：估计近距物体的对应调节状态：一旦调节期间的入射瞳孔、散焦和球面像差之间的耦合关系在步骤1处被模型化，即可使用该耦合关系针对处于给定距离处的目标来估计镜片+眼睛系统的静止调节状态。这一步骤的科学本质在于找出在接触镜片存在的情况下，眼睛如何调节到近距目标。例如，对于距离矫正镜片+眼睛系统(例如，将图3A中的镜片与眼睛模型0.06D/mm²SA组合的系统)来说，近处特定距离(例如，2D)的目标引起了模糊。为了确定该系统的静止调节状态，按照步骤1中的耦合模型对入射瞳孔、散焦和球面像差系统性地进行调节，使得对应的图像质量改进为阈值。例如，在图3D中，已发现入射瞳孔、散焦和球面像差为5.4mm、1.4D、0.04D/mm²可将图像质量(NS)提高为-1.6(大致20/25VA)。

计算针对特定目标聚散度的图像质量灵敏度：一旦调节状态和对应的入射瞳孔、散焦和球面像差得到确定，视网膜图像质量灵敏度或斜率即可很容易地计算如下：

IQ灵敏度＝d.NS/d.Rx，(5)

其中d.NS/d.Rx是神经锐度与散焦值的导数。例如，对于具有标准眼睛模型和距目标2D的设计3A来说，对应的IQ灵敏度被计算为0.3。

基于点数、球面像差、高度(输入到P_PCHIP的D)，和输入到公式(1)中的半径值，以及目标聚散度，获得了不同的连续自由曲面光焦度分布，如图3A、4A和5A所示。如附图所示，可将“连续”定义为在镜片不同区域的不同光焦度之间具有平滑过渡，即，在镜片不同区域之间不存在突然或不连续的变化。

根据具有如图3A所示的光焦度分布的第一自由曲面镜片设计，表1中列出了这些变量的示例性值。

表1

设计#1：图3A

图3A示出第一设计或第一实施例的自由曲面光焦度分布。眼科镜片的Rx或规定值为-3.00D。如图3B所示，镜片的中心(0半径)处的光焦度比中央近轴光焦度(例如，-3.00D)正1.50或2.00屈光度。随后从中心到点A处的周边，光焦度逐渐减小到与近轴光焦度(-3.00D)相似的光焦度。点A的位置距离中心1.5mm至2.2mm。随后，光焦度分布变平或略微增大到点B。点B处的光焦度对应于近轴光焦度。点B距离中心2.0mm至2.5mm。从点B开始，光焦度下降到瞳孔的边缘，此类下降的幅度在0.50D至1.00D之间。

现在参考图3C，图像质量(如通过神经锐度所测量)在0.00屈光度的散焦下是最锐利的，这表明当光学系统被很好地聚焦时，它产生最锐利的图像。当屈光不正(正的与负的)被引入光学系统中时，图像质量开始下降。选择-2.2的阈值神经锐度值来量化DOF。当该值大于-2.2时，患者对于阅读仍具有相当好的近视视力。在图3C中，绘出了-2.2时的水平阈值线。该线与离焦曲线相交。这两个相交点之间的宽度对应于DOF。在该实施例中，DOF为1.20D。

现在参考图3D，示出了在2D、3D、4D和5D调节状态(目标聚散度)下的神经锐度与计算得到的-0.40D至-0.60D的散焦误差的曲线图，对于图3A的镜片设计来说，该散焦误差通常与调节滞后相关。每条曲线均通过-1.6的神经锐度阈值下的肩部来表征，具有特定散焦(Z20)、球面像差(Z40)和入射瞳孔尺寸(EP)。肩部斜率表明视网膜IQ灵敏度减小。在该实施例中，IQ灵敏度分别为0.27、-0.18、-0.42和-0.43。

在另一个实施例中，针对具有如图4A所示的光焦度分布的第二自由曲面镜片设计，表2中列出了变量的值。

表2

设计#2：图4A

图4A示出第二设计或第二实施例的自由曲面光焦度分布。眼科镜片的Rx或规定值为-3.00D。如图4B所示，中心的光焦度对应于近轴光焦度(-3.00D)。从中心到点C处的周边，光焦度逐渐增大。此类增大的幅度在1.00D至1.50D之间。点C距离中心0.5mm至1.0mm。随后光焦度逐渐减小到点A处的光焦度，即相对于镜片中心处的近轴光焦度负约-0.50D。点A的位置距离中心1.6mm至2.4mm。随后，光焦度分布变平或略微增大到点B。点B处的光焦度对应于近轴光焦度。点B距离中心2.0mm至2.8mm。从点B开始，光焦度下降到瞳孔的边缘，此类下降的幅度在0.50至1.50D之间。

现在参考图4C，选择-2.2的阈值神经锐度值来量化DOF。该线与离焦曲线相交。这两个相交点之间的宽度对应于DOF。在该实施例中，DOF为1.33D。

现在参考图4D，示出了在2D、3D、4D和5D调节状态(目标聚散度)下的神经锐度与计算得到的-0.50D至-0.70D的散焦误差的曲线图，对于图4A的镜片设计来说，该散焦误差通常与调节滞后相关。每条曲线均通过-1.6的神经锐度阈值下的肩部来表征，具有特定散焦(Z20)、球面像差(Z40)和入射瞳孔尺寸(EP)。肩部斜率表明视网膜IQ灵敏度减小。在该实施例中，IQ灵敏度分别为0.73、0.10、0.00和-0.05。

在另一个实施例中，根据具有如图5A所示的光焦度分布的第三自由曲面镜片设计，表3中列出了变量的值。

表3

设计#3：图5A

图5A示出第三设计或第三实施例的自由曲面光焦度分布。眼科镜片的Rx或规定值为-3.00D(近轴光焦度)。如图5B所示，镜片中心处的光焦度比近轴光焦度正1.00D，并且增大到距镜片中心0.3m至0.6mm的点C。光焦度分布随后从点C下降到点A，在点A处，光焦度与近轴光焦度相似，并且点A距镜片中心1.5mm至2.0mm。光焦度从点A增大到距镜片中心1.8mm至2.4mm的点B，然后继续增大直到瞳孔的边缘。点A与瞳孔边缘之间的增量在2.00D至4.00D之间。

现在参考图5C，选择-2.2的阈值神经锐度值来量化DOF。该线与离焦曲线相交。这两个相交点之间的宽度对应于DOF。在该实施例中，DOF为1.17D。

现在参考图5D，示出了在2D、3D、4D和5D调节状态(目标聚散度)下的神经锐度与计算得到的-0.40D至-0.90D的散焦误差的曲线图，对于图5A的镜片设计来说，该散焦误差通常与调节滞后相关。每条曲线均通过-1.6的神经锐度阈值下的肩部来表征，具有特定散焦(Z20)、球面像差(Z40)和入射瞳孔尺寸(EP)。肩部斜率表明视网膜IQ灵敏度减小。在该实施例中，IQ灵敏度分别为0.83、0.73、0.28和1.15。

如以下在表4中示出，计算了4.5mm和6.5mm的入射瞳孔处的神经锐度。还分别计算了-2.2和-1.6的阈值神经锐度值下的聚焦深度(DOF)和IQ灵敏度。

表4

如表4所示，按照聚焦深度和低IQ灵敏度测量结果，图3A、4A和5A所示的镜片设计具有比非球面双焦点+1.50镜片更好的神经锐度以及相当的或更好的近视治疗效果。

参见图6，示出了根据本发明实施例的接触镜片500的图解视图。接触镜片500包括光学区或光学区域502和外部区或外部区域504。光学区502包括第一中心区506和至少一个周边区508。在以下实例中，如从镜片500的几何中心测量，光学区502的直径可选为8.0mm，基本上圆形的第一区或第一区域506的直径可选为4.0mm，并且环形外周边区或区域508的边界直径可为5mm和6.5mm。需要特别注意的是，图6仅示出了本发明的示例性实施例。例如，在该示例性实施例中，至少一个周边区508的外边界不一定与光学区502的外边缘重合，然而在其他示例性实施例中，它们可以重合。外部区504围绕光学区502并提供标准的接触镜片特征，包括镜片定位和定心。根据一个示例性实施例，外部区504可包括一个或多个稳定机构，以减少当镜片在眼睛上时的旋转。

需要特别注意的是，图6中的各个区示出为同心圆，这些区域或区可包括任何合适的圆形或非圆形形状，例如椭圆形。

需要特别注意的是，由于各亚群中眼睛的入射瞳孔尺寸和优选阅读距离不同，因此在某些示例性实施例中，可根据患者的平均瞳孔尺寸和阅读距离定制自由曲面镜片设计，以实现良好的视网膜中央凹视力矫正和近视治疗效果。此外，由于瞳孔尺寸与儿科患者的屈光度和年龄相关，因此在某些示例性实施例中，可基于他们的瞳孔尺寸针对具有特定年龄和/或屈光度的儿科亚群的亚组进一步优化镜片。基本上，可以基于瞳孔尺寸调节或定制自由曲面光焦度分布以实现视网膜中央凹视力矫正、增加的聚焦深度和低IQ灵敏度之间的最佳平衡。

当前可获得的接触镜片一直是用于视力矫正的高性价比装置。薄塑料镜片贴合在眼的角膜上，以矫正视力缺陷，包括近视或近视眼、远视或远视眼、散光(即角膜中的非球面性)以及老花眼(即晶状体失去适应的能力)。接触镜片能够以多种形式获得，并且由多种材料制成，以提供不同的功能性。

每日佩戴的软性角膜接触镜片通常由软性聚合物材料制成，其混合有水以用于透氧度。日戴型软性接触镜片可为日抛型或长戴型。日抛型接触镜片通常佩戴一天，然后被抛弃，而长戴型接触镜片通常被佩戴至多三十天的时间。有色软性接触镜片使用不同的材料以提供不同的功能性。例如，可见性色调接触镜片利用光色调来帮助佩戴者定位掉落的接触镜片，增强色调接触镜片具有半透明色调，这意味着增强人的自然眼颜色，彩色色调接触镜片包括暗色透明色调，这意味着改变人的眼颜色，并且光过滤色调接触镜片用来增强某些颜色而减弱其它颜色。刚性可透气体硬性角膜接触镜片由含硅氧烷聚合物制成，但是比软性角膜接触镜片更具刚性，从而保持它们的形状并且更加耐用。双焦点接触镜片特别为远视眼患者设计，并且能够以软性和刚性种类获得。复曲面接触镜片特别为散光患者设计，并且也能够以软性和刚性种类获得。组合以上不同方面的组合镜片也是可获得的，例如混合型接触镜片。

需要特别注意的是，可将本发明的自由曲面镜片设计结合到由许多材料形成的许多不同的接触镜片中。具体地讲，本发明的自由曲面镜片设计可用于本文所述接触镜片中的任一种，包括日戴型软性接触镜片、刚性可透气体的接触镜片、双焦点接触镜片、复曲面接触镜片和混合型接触镜片。此外，虽然本发明相对于接触镜片进行了描述，但需要特别注意的是，本发明的概念可用于眼镜片、眼内镜片、角膜嵌体和高嵌体。

尽管所示出并描述的据信是最为实用和优选的实施例，但显而易见的是，对所述和所示的具体设计和方法的变更对本领域中的技术人员来说不言自明，并且在不脱离本发明的实质和范围的情况下可使用这些变更形式。本发明并不局限于所述和所示的具体构造，而是应当理解为与落入所附权利要求书的范围内的全部修改形式相符。