一种具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法与流程

1.本发明涉及视光不正的矫正技术领域，具体为一种具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法。


背景技术：

2.如今科技发展日新月异，电子产品已经成为人们每天不可或缺的工具。过度用眼特别是长时间使用电子产品已成为近视的重要诱因。因此，迫切需要干预近视发展的镜片。
3.已有多项临床证据表明周边近视离焦镜片可以诱导眼轴逆向生长，使得眼球的屈光状态往反向发展。所谓的近视离焦镜片，就是在镜片周边设置多个不同于镜片中央处方屈光度的第二或其他屈光力区域，使得当通过明视区的光线在黄斑中心清晰成像的同时，通过在该区域的光线成像落在视网膜前方形成视网膜周边近视离焦。要取得上述近视离焦效果，需要将该屈光区域的正向屈光力的平均球镜度(即本专利中我们所谓的近视离焦量)设置为大于同一视场角位置的近视眼裸眼视网膜相对性周边远视离焦。
4.而视网膜周边不仅存在周边远视离焦，也存在散光离焦，多个有关裸眼和视网膜周边屈光度检测的研究均发现视网膜周边不仅存在相对性远视离焦，也存在散光离焦，而且都伴随着视场角的增大而增大。
5.现有的热门离焦镜片主要有两个研究方向，一是单纯球镜矫正的近视离焦镜片，如多点离焦镜片，其近视离焦量一般在 3d到 5d之间。中国发明专利号为：“cn104678572b”公开了一种眼镜片，在不同区域中布置若干个直径大约0.8-2mm的圆形状小区域镜，形成第二屈光区域。在目视辨别通过第一屈光力形成像的同时，通过由第二屈光区域在视网膜前方获得的像来抑制近视的发展。上述方案中，从实施例可见，用于形成第二屈光区域的圆形状微透镜为球面，未涉及散光离焦。
6.二是引入高阶像差扰动。中国发明专利一种表面具有环带环曲面微结构的眼镜片(申请号：202010000666.2)公开了一种眼镜片，在镜片的特定口径范围内具有多个不同半径的环带环曲面微结构，以镜片几何中心为圆心，规则嵌套排布成径向阵列，每个环带环曲面微结构都可以产生相对稳定的屈光力和高阶像差。该镜片的近视控制理论出发点是由非规则散光带来的高阶像差扰动有助于抑制眼轴增长。虽然实际结构可能存在近视离焦和散光离焦，但理论上未涉及这两个概念的近视干预效果。同时该镜片的环带柱镜结构的屈光力变化仅限于径向，在环带轴向上无屈光力，本身也限制了近视离焦和散光离焦的量化设置。
7.上述专利：“cn104678572b”和“202010000666.2”都没有具体量化离焦量和散光离焦量的计算方法。
8.现有的框架眼镜临床实践已经表明通过单纯近视离焦能够抑制眼轴增长，事实上附带研究表明上述手段也确实在减少相对性远视离焦这一方向上改变了人眼周边屈光状态。但同时在角膜塑形镜、多焦软镜甚至个别的离焦框架眼镜临床同一类研究表明，上述干预手段不仅从减少远视离焦角度影响了视网膜的周边屈光状况，也从散光离焦角度影响了
视网膜周边屈光状况。因此我们有理由认为视网膜周边散光离焦也是促使眼轴逆向发展的因素之一。


技术实现要素：

9.(一)解决的技术问题
10.针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法，环带分布微环曲面透镜阵列在视网膜周边提供可以量化的近视离焦和散光离焦，两个方向同时刺激眼轴，抑制眼轴增长，从而抑制近视加深。
11.(二)技术方案
12.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法，包括主结构和环形分布的微环曲面透镜阵列结构，所述主结构设置为相对应的第一光学表面和第二光学表面，所述第二光学表面靠近用户侧，所述第一光学表面远离用户侧。
13.优选的，所述第一光学表面配置有离散的微环曲面透镜阵列，所述第二光学表面可以是球面、非球面、散光面、渐进面等各种光滑表面。
14.优选的，所述微环曲面透镜阵列排布区域将第一光学表面分为明视区、微环曲面透镜阵列离焦区以及辅助区，其中明视区为圆形区域，所述微环曲面透镜阵列离焦区呈现圆对称分布，辅助区为镜片的直径的80％以外区域，该方式下的眼镜片称之为：具有环带分布的微环曲面透镜阵列眼镜片。
15.优选的，所述环带分布的微环曲面透镜阵列眼镜片中心明视区域为圆形结构，且圆形的直径为8-12mm，微环曲面透镜阵列离焦区中的环带结构一般设置有4至9个环，辅助区不排布微环曲面透镜阵列。
16.优选的，所述环带微环曲面透镜阵列由环曲面微透镜组成，微透镜可以是长方形，也可以圆形或者椭圆形，并且沿着镜片子午方向t，单个微透镜的宽度d处在0.8-3.2mm，沿着弧矢方向s的微透镜长度l为径向长度的1-2倍，弧矢方向间隔一般为0.8l-1.2l。
17.优选的，其子午方向t和弧矢方向s曲率半径不相同，分别提供屈光度 dt，ds，其屈光度计算遵循：近视离焦量diop_s＝(dt ds)/2,散光离焦量 diop_a＝|dt-ds|。
18.优选的，其环带微结构上所有各点的近视离焦量diop_s处于3d-6d之间，散光离焦量diop_a处于2d-5d之间。
19.有益效果
20.本发明提供了一种具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法。具备以下有益效果：
21.(1)、该具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法，由于该方式下的眼镜片称之为：具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片。这种眼镜片可以有效利用微环曲面透镜阵列部分向戴镜者视网膜周边同时提供近视离焦和散光离焦信号，同时在离焦区的任一瞳孔扫描面积范围内，能同时兼容清晰视力区域和离焦区域，从而保证人眼在正常视觉状态下既不会形成无法适应的纯离焦区域注视现象，也不会失去离焦信号刺激。例如：“亚洲人的眼瞳直径一般大于4mm，斜向注视时使用的任意镜片区域都必须有微环曲面透镜阵列分布，微环曲面透镜阵列的径向直径一般不要超过人眼瞳孔直径的80％，也就是说微环
曲面透镜阵列的径向尺寸尽可能不要超过3.2mm。同样，微环曲面透镜阵列的径向也需要高于眼瞳直径的20％，即最少不能低于0.8mm，这样可以计算出环带之间的距离为4-0.8＝3.2mm。即：环带间隔为3.2mm，微环曲面透镜阵列环径向距离为3.2mm”，佩戴环带分布微环曲面透镜阵列离焦眼镜，由于生理性差异性的问题，有些佩戴者的刺激不够，不足够促使眼轴增大，那么此时就需要增强刺激程度。将微环曲面透镜阵列的径向尺寸减小可以有效提高刺激效果。医生在配镜过程中，可以根据佩戴者的年龄、佩戴者每日配镜的时间进行选择。
22.(2)、该具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法，由于环带微环曲面透镜阵列的细微结构为环曲面区域。这些环曲面微区域的径向尺寸根据配伍表来确定，轴向上看，其可以是离散也可以是非离散的。一般来说我们会限制微单元之间的距离。假设微单元的轴向尺寸为d，那么环曲面微单元之间的距离一般为d到2d之间。例如：“轴向尺寸为3.2mm,而两个单独的环曲面微区域单元之间的间距处在3.2到6.4mm之间。如上描述的环带分布微环曲面透镜阵列离焦镜片，环曲面微单元子午方向和弧矢方向曲率半径一致的话，就是单纯近视离焦镜。子午方向和弧矢方向曲率半径不一致，则两个方向屈光度不一样。其环曲面微单元与所在表面结合的屈光力等效球镜度和柱镜度，分别称为近视离焦量和散光离焦量。微环曲面透镜，其子午方向(t)和弧矢方向(s)曲率半径不相同，分别提供屈光度dt，ds。其屈光度计算遵循：近视离焦量diop_s＝(dt ds)/2,散光离焦量diop_a＝|dt-ds|。其中近视离焦量在3d到6d之间，散光离焦量处在2d到5d之间。这时即可根据各个方向的屈光度，结合折射率，计算子午方向的曲率半径以及弧矢方向曲率半径”。
23.(3)、该具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法，从加工的角度而言，微环曲面透镜阵列跟镜面之间的结合，不可能做光滑过渡，必然存在连接不上的区域，突变部分会引起很大的加工麻烦。突变部分首先受到模具加工刀具的限制，其次是突变部分在注塑的时候会变成圆润角度，最后就是突变部分形成的散光特别大，形成严重的光束变形，引起美观上的缺陷并引起佩戴不舒适。为了克服这一矛盾，需要对两个面之间的接缝进行处理。模具加工领域刀具直径一般小于0.05mm，根据加工经验设定：(1)微环曲面透镜阵列中心80％部分不动，外部20％的部分光滑处理(2)跟微环曲面透镜阵列交接的常规表面，光滑处理尺寸跟微环曲面透镜阵列一样。如果光滑处理的区域小于微环曲面透镜阵列尺寸，则选择交叉。(3)利用9点平滑因子进行处理(4)平滑次数一般为4次。如果加工的时候引起了刀具颤动，则平滑次数调整为6次。例如：“8岁小学生，左右眼均为150度近视，初次配镜，书房照明环境较和谐。考虑到小朋友1年级，平时上课时间较短，运动时间较长。给该学生配镜规格为：明视直径12mm，环间隔3.2mm，微环曲面透镜阵列径向距离1mm”。
24.(4)该具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法，量化的近视离焦和散光离焦配置，能够保证戴镜者视网膜周边获得形成诱导眼轴逆向发展的足量离焦刺激，同时也能够为不同屈光状态、不同视功能、不同年龄段、不同处方屈光度以及不同视网膜周边屈光状态的青少年人群依据自身情况不同订制更有针对性、效果更佳的产品。
附图说明
25.图1为本发明微环曲面透镜阵列离焦眼镜结构示意图；
26.图2为本发明微环曲面透镜阵列离焦眼镜尺寸选择结构示意图；
27.图3为本发明微环曲面透镜阵列离焦眼镜放大结构示意图；
28.图4为本发明微环曲面透镜阵列离焦眼镜单元间距结构示意图；
29.图5为本发明成像结构示意图；
30.图6为本发明环带柱镜相连接图结构示意图；
31.图7为本发明微环曲面透镜阵列离焦眼镜厚度旋转结构示意图；
32.图8为本发明微环曲面透镜阵列离焦眼镜加工结构示意图；
33.图9为本发明平滑因子结构示意图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
35.请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：
36.实施例一：
37.一种具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法，包括主结构和环形分布的微环曲面透镜阵列结构，主结构设置为相对应的第一光学表面和第二光学表面，所述第二光学表面靠近用户侧，所述第一光学表面远离用户侧。第一光学表面配置有离散的微环曲面透镜阵列，第二光学表面可以是球面、非球面、散光、渐近等各种光滑表面。微环曲面透镜阵列排布区域将第一光学表面分为明视区、微环曲面透镜阵列离焦区以及辅助区，其中明视区为圆形区域，微环曲面透镜阵列离焦区呈现圆对称分布，辅助区为镜片的直径的80％以外区域，该方式下的眼镜片称之为：具有环带分布的微环曲面透镜阵列眼镜片。环带分布的微环曲面透镜阵列眼镜片中心明视区域为圆形结构，且圆形的直径为10-12mm，微环曲面透镜阵列离焦区中的环带结构一般设置有4至9个环，辅助区不排布微环曲面透镜阵列。所述环带微环曲面透镜阵列由环曲面微透镜组成，微透镜可以是长方形，也可以圆形或者椭圆形，并且沿着镜片子午方向t，单个微透镜的宽度d处在0.8-3.2mm，沿着弧矢方向s的微透镜长度l为径向长度的1-2倍，弧矢方向间隔一般为0.8l-1.2l。其子午方向t和弧矢方向s曲率半径不相同，分别提供屈光度dt，ds，其屈光度计算遵循：近视离焦量diop_s＝(dt ds)/2,散光离焦量diop_a＝|dt-ds。其环带微结构上所有各点的近视离焦量diop_s处于3d-6d之间，散光离焦量 diop_a处于2d-5d之间。
38.工作时，由于该方式下的眼镜片称之为：具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片。这种眼镜片可以有效利用微环曲面透镜阵列部分刺激黄斑中心，诱导脉络膜增厚从而控制近视加深，例如：“亚洲人的眼瞳直径一般大于4mm，斜向注视时使用的任意镜片区域都必须有微环曲面透镜阵列分布，微环曲面透镜阵列的径向直径一般不要超过人眼瞳孔直径的80％，也就是说微环曲面透镜阵列的径向尺寸尽可能不要超过3.2mm。同样，微环曲面透镜阵列的径向也需要高于眼瞳直径的20％，即最少不能低于0.8mm，这样可以计算出环带之间的距离为4-0.8＝3.2mm。即：环带间隔为3.2mm，微环曲面透镜阵列环径向距离为3.2mm”，佩戴环带分布微环曲面透镜阵列离焦眼镜，由于生理性差异性的问题，有些佩戴者的刺激不够，不足够促使眼轴增大，那么此时就需要增强刺激程度。将微环曲面透镜阵列的径向尺寸减小可以有效提高刺激效果。医生在配镜过程中，可以根据佩戴者的年龄、佩戴者每日配镜的时间进行选择。
39.由于环带微环曲面透镜阵列的细微结构为环曲面区域。这些环曲面微区域的径向尺寸根据配伍表来确定，轴向上看，其可以是离散也可以是非离散的。一般来说我们会限制微单元之间的距离。假设微单元的轴向尺寸为d，那么环曲面微单元之间的距离一般为d到2d之间。例如：“轴向尺寸为3.2mm, 而两个单独的环曲面微区域单元之间的间距处在3.2到6.4mm之间。如上描述的环带分布微环曲面透镜阵列离焦镜片，环曲面微单元子午方向和弧矢方向曲率半径一致的话，就是单纯近视离焦镜。子午方向和弧矢方向曲率半径不一致，则两个方向屈光度不一样。其环曲面微单元与所在表面结合的屈光力等效球镜度和柱镜度，分别称为近视离焦量和散光离焦量。其中近视离焦量在2d到5d之间，散光离焦量处在3d到6d之间。这时即可根据各个方向的屈光度，结合折射率，计算子午方向的曲率半径以及弧矢方向曲率半径”。
40.从加工的角度而言，微环曲面透镜阵列跟镜面之间的结合，不可能做成突变。突变部分首先受到模具加工刀具的限制，其次是突变部分在注塑的时候会变成圆润角度，最后就是突变部分形成的散光特别大，形成严重的光束变形，引起美观上的缺陷。为了克服这一矛盾，需要对两个面之间的接缝进行处理。模具加工领域刀具步进一般小于0.05mm，根据加工经验设定：(1) 微环曲面透镜阵列中心80％部分不动，外部20％的部分光滑处理(2)跟微环曲面透镜阵列交接的常规表面，光滑处理尺寸跟微环曲面透镜阵列一样。如果光滑处理的区域小于微环曲面透镜阵列尺寸，则选择交叉。(3)利用9点平滑因子进行处理(4)平滑次数一般为4次。如果加工的时候引起了刀具颤动，则平滑次数调整为6次。例如：“8岁小学生，左右眼均为150度近视，初次配镜，书房照明环境较和谐。考虑到小朋友1年级，平时上课时间较短，运动时间较长。给该学生配镜规格为：明视直径8mm，环间隔3.2mm，微环曲面透镜阵列径向距离1mm”。
41.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。