CN106707542B - 一种眼外佩戴的视力矫正镜 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于公开一种眼外佩戴的视力矫正镜，它包括镜片,所述镜片光学区的凸面或者凹面至少一个为非球面，当所述镜片光学区的凸面为非球面时，镜片光学区周边的等效曲率半径的绝对值小于镜片光学区中心的曲率半径的绝对值；当所述镜片光学区的凹面为非球面时，镜片光学区周边的等效曲率半径的绝对值大于镜片光学区中心的曲率半径的绝对值；与现有技术相比，利用非球面控制镜片光学区的面形和曲率半径，使视力矫正镜镜片在孔径方向按所设定的屈光力分布均匀变化，视力矫正镜镜片屈光力随孔径增大而增大，屈光力绝对值随孔径增大而减小，为人眼提供程度可控的近视化周边离焦，防止眼轴增长，延缓近视加深，实现本发明的目的。

Description

一种眼外佩戴的视力矫正镜

技术领域

本发明涉及一种视力矫正眼镜，特别涉及一种利用周边离焦来控制近视发展的眼外佩戴的非球面的视力矫正镜。

背景技术

离焦(Defocus、out-of-focus)是聚焦(focus)的相对应词，离焦是指像面不在焦点上，分为前离焦(焦前)和后离焦(焦后)两种状态。

近视眼度数增加的主要原因是眼轴长度延长，每延长1mm增加度数3.00度。最新医学研究证实，眼球延长依赖视网膜(如图1中10所示)周边离焦，按照屈光学概念，焦点落在视网膜前面者称为近视性离焦(如图1中30所示)，落在视网膜后面者称为远视性离焦(如图1中20所示)。近视眼的视网膜中央呈近视性离焦，而视网膜周边呈远视性离焦，这种视网膜周边远视性离焦是促进近视眼度数不断增加的主要原因。

眼球具有依赖视网膜周边成像诱导眼球发育的特点，尤其是18岁以下青少年近视眼，如果视网膜周边成像为远视性离焦，视网膜会倾向于向像点生长，眼球长度就将延长，如果视网膜周边成像为近视性离焦，眼球就将停止延长。如果通过现代医疗方法，矫正视网膜周边远视性离焦或者人工形成视网膜周边近视性离焦，就可以阻止近视眼度数的不断增加，同时查明引起视网膜周边离焦原因，还可以有效预防近视眼的发生和进展。

眼外佩戴的视力矫正镜包括与人眼直接发生接触的镜片(如角膜接触镜)和不与人眼直接发生接触的镜片(如框架眼镜)两种，框架眼镜一般由玻璃或树脂镜片制成，折射率大约在1.40-1.71之间；角膜接触镜是一种戴在眼球角膜上，用以矫正视力或保护眼睛的镜片，根据材料的软硬包括硬性、半硬性、软性三种，折射率大约在1.40-1.50范围内。

现有技术中，光学离焦软性隐形眼镜为周边离焦控制型的角膜接触镜，将镜片表面结构分为多层，分别设计为不同的弧度(曲率半径)，2种弧度交替实现屈光力的近视化周边离焦。这种实现周边离焦控制的方式存在两个问题，首先由于镜片只含有两种弧度，光学成像过程类似于分区的多焦点镜片，各焦点存在相互干扰，形成光晕现象；其次，由于各个弧段之间的曲率半径不同，环与环之间衔接会的造成大量的杂散光，因此这种镜片最大的问题在于成像受到光学区多层结构的干扰，视觉质量较差。

现有的框架眼镜，采用分区结构，将中心设计为精确成像的0球差光学区，边缘设计为屈光力高于中心区域的周边离焦控制区，这种方式的问题在于，周边离焦只存在于常用光学区以外，在大部分情况下并不起作用，近视控制区十分有限且不连续。

因此，特别需要一种眼外佩戴的视力矫正镜，以解决上述现有存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种眼外佩戴的视力矫正镜，针对现有技术的不足，利用非球面控制镜片光学区的面形和曲率半径，使其在周边的等效曲率半径比中心更小，周边面形比球面更陡峭，从而使其在孔径方向按所设定的屈光力分布均匀变化，镜片屈光力随孔径增大而增大，为人眼提供程度可控的近视化周边离焦，防止眼轴增长，延缓近视加深。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种眼外佩戴的视力矫正镜，它包括镜片,其特征在于，所述镜片光学区的凸面或者凹面至少一个为非球面，当所述镜片光学区的凸面为非球面时，镜片光学区周边的等效曲率半径小于镜片光学区中心的曲率半径；当所述镜片光学区的凹面为非球面时，镜片光学区周边的等效曲率半径大于镜片光学区中心的曲率半径。

在本发明的一个实施例中，所述镜片在空气中的屈光力≤0D，所述镜片屈光力在径向随孔径增大而增大，所述镜片屈光力绝对值随孔径增大而减小。

在本发明的一个实施例中，所述镜片的屈光力在5mm和3mm孔径下的屈光力之差为ΔD₅₃≥0.005D。

进一步，优选地，所述镜片的屈光力在5mm和3mm孔径下的屈光力之差为0.005D≤ΔD₅₃≤8.849D。

在本发明的一个实施例中，所述镜片光学区的非球面的表达式为：

其中，c为光学部基础球面表面曲率半径的倒数，y为所述曲线上任何一点距横坐标轴(Z)的垂直距离，Q为非球系数，A_2i为非球面高次项系数，且所述非球面由所述非球面曲线通过围绕横坐标轴(Z)进行旋转对称变化而得到。

在本发明的一个实施例中，所述镜片光学区的非球面的面形通过等效曲率半径的比例因子η限定，η为不同孔径d_m、d_n下的r之比，其中，m＞n：

当所述镜片光学区的凹面为非球面时，则非球面的等效曲率半径比例因子η＞1；当所述镜片光学区的凸面为非球面时，则非球面的等效曲率半径比例因子η＜1；

所述镜片光学区的等效曲率半径的计算方法如下：

其中，其中d_m为测量孔径，M为孔径d_m处的点，h_m为M点的矢高，即非球面在M点与顶点之间的高度差，r_m为M点的等效曲率半径。

进一步，当所述镜片光学区的凹面为非球面时，优选地，非球面在5mm孔径和3mm孔径下的等效曲率半径比例因子η₅₃为1.002≤η₅₃≤1.086。

进一步，当所述镜片光学区的凸面为非球面时，优选地，非球面在5mm孔径和3mm孔径下的等效曲率半径比例因子η₅₃为0.682≤η₅₃≤0.986。

在本发明的一个实施例中，所述视力矫正镜为角膜接触镜，其镜片的凹面的面形与角膜的面形相匹配，其镜片光学区的凸面为非球面。

在本发明的一个实施例中，所述视力矫正镜为框架眼镜，其镜片光学区的凸面或者凹面至少一个为非球面。

本发明的眼外佩戴的视力矫正镜，与现有技术相比，利用非球面控制镜片光学区的面形和曲率半径，使视力矫正镜镜片在孔径方向按所设定的屈光力分布均匀变化，视力矫正镜镜片屈光力随孔径增大而增大，屈光力绝对值随孔径增大而减小，为人眼提供程度可控的近视化周边离焦，防止眼轴增长，延缓近视加深，实现本发明的目的。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为视网膜、近视性离焦和远视性离焦的示意图；

图2为本发明的近视化周边离焦屈光度分布曲线的示意图；

图3为本发明的非球面曲线表达式的示意图；

图4为本发明的比例因子η涉及参数的示意图；

图5为本发明的实施例1的结构示意图；

图6为本发明的实施例2的结构示意图。

图7为本发明的镜片的径向示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

术语定义：

在本申请中使用的术语“光学区”指的是位于镜片中心区域的具有光学特性从而能够实现调节镜片屈光度的主要功能的部分。

在本申请中使用的术语“径向”指的是从镜片中心沿半径或直径的直线方向。

在本申请中使用的术语“孔径”指的是镜片表面径向的直径大小。

在本申请中所使用表示方位关系的术语例如“前”、“后”是相对于眼睛角膜表面的远近而言的。例如，对于本申请的镜片而言，“光学部后表面”是比“光学部前表面”距离眼睛角膜更近的光学面。

在本申请中使用的术语“基础球面”指的是与镜片的光学部的前、后表面所采用的各种面形所相对应的具有相同曲率半径设计值的理想球面。在本申请中，为了统一用语，将该理想球面统一称作“基础球面”。

在本申请中使用的术语“陡峭”和“平坦”指的是对镜片的等效曲率半径大小程度的描述，例如，对于本申请而言，“比球面更陡峭”指镜片的等效曲率半径的绝对值相对基础球面的曲率半径绝对值而言更小，“比球面更平坦”指镜片的等效曲率半径绝对值相对基础球面的曲率半径绝对值而言更大。

在本申请中使用的术语“凸面”指过面上任意一点做切面，表面总是在切面的下方；“凹面”是指过面上任意一点做切面，表面总是在切面的上方。

类似于图6所示，本发明的眼外佩戴的视力矫正镜，它包括镜片,所述镜片的光学区100的凸面101或者凹面102至少一个为非球面，当所述镜片的光学区100的凸面101为非球面时，所述镜片的光学区100的周边的等效曲率半径小于所述镜片的光学区100的中心的曲率半径；当所述镜片的光学区100的凹面102为非球面时，所述镜片的光学区100的周边的等效曲率半径大于所述镜片的光学区100的中心的曲率半径

如图2所示，所述镜片在空气中的屈光力≤0D，所述镜片屈光力在径向随孔径增大而增大，所述镜片屈光力绝对值随孔径增大而减小。

图7为本发明的镜片的径向示意图，图中A所示为本发明的镜片的正视图，图中B所示为本发明的镜片的径向。

所述镜片的屈光力在5mm和3mm孔径下的屈光力之差为ΔD₅₃≥0.005D；优选地，所述镜片的屈光力在5mm和3mm孔径下的屈光力之差为0.005D≤ΔD₅₃≤8.849D。

如图3所示，所述镜片的光学区100的非球面的表达式为：

其中，c为光学部基础球面表面曲率半径的倒数，y为所述曲线上任何一点距横坐标轴(Z)的垂直距离，Q为非球系数，A_2i为非球面高次项系数，且所述非球面由所述非球面曲线通过围绕横坐标轴(Z)进行旋转对称变化而得到。

如图4所示，所述镜片的光学区100的非球面的面形通过等效曲率半径的比例因子η限定，η为不同孔径d_m、d_n下的r之比，其中，m＞n：

当所述镜片的光学区100的凹面102为非球面时，则非球面的等效曲率半径比例因子η＞1；当所述镜片的光学区100的凸面101为非球面时，则非球面的等效曲率半径比例因子η＜1；

所述镜片的光学区100的等效曲率半径的计算方法如下：

其中，其中d_m为测量孔径，M为孔径d_m处的点，h_m为M点的矢高，即非球面在M点与顶点之间的高度差，r_m为M点的等效曲率半径。

当所述镜片的光学区100的凹面102为非球面时，优选地，非球面在5mm孔径和3mm孔径下的等效曲率半径比例因子η₅₃为1.002≤η₅₃≤1.086。

当所述镜片的光学区100的凸面101为非球面时，优选地，非球面在5mm孔径和3mm孔径下的等效曲率半径比例因子η₅₃为0.682≤η₅₃≤0.986。

实施例1

如图5所示，在本实施例中，所述视力矫正镜为角膜接触镜，其镜片光学区100’的凹面102’(与角膜直接接触的面)的面形与角膜的面形相一致，球面或与角膜形态一致的非球面，其镜片光学区100’的凸面101’为本发明的非球面结构，本发明的非球面结构如上所述。

在本实施例中，优选地，所述非球面的面形在5mm孔径和3mm孔径下的等效曲率半径的比例因子η₅₃为0.682≤η₅₃≤0.986；屈光力之差为0.130D≤ΔD₅₃≤4.779D。

具体的实施例参见表1，表1中Rp、Qp为接触镜的凸面(与角膜直接接触的面)的曲率半径和非球面系数；Ra、Qa、A4、A6、A8分别为接触镜前表面的曲率半径、非球面系数、高阶非球面系数；ΔD₅₃为5mm、3mm孔径下镜片的屈光力之差；η₅₃为镜片的非球面在5mm孔径和3mm孔径下的等效曲率半径比例因子。

表1 角膜接触镜实施例

实施例2

在本实施例中，所述视力矫正镜为框架眼镜，其镜片光学区100的凸面101或者凹面102至少一个为本发明的非球面结构，本发明的非球面结构如上所述。

其镜片光学区100的凸面101为本发明的非球面结构，其结构与实施例1类似，周边的等效曲率半径比中心更小，周边面形比球面更陡峭，从而使其在孔径方向按所设定的屈光力分布均匀变化。

如图6所示，本发明的非球面结构位于镜片光学区100的凹面102时，由于非球面所在的表面为镜片提供负的屈光力，在这种情况下，镜片在大孔径提供的屈光力绝对值应比小孔径小，才能使镜片获得与本发明相同的屈光力分布状态，显然，为了达到相同的屈光力控制，周边面形应比球面更平坦。

在本实施例中，优选地，所述非球面的面形在5mm孔径和3mm孔径下的等效曲率半径的比例因子η₅₃为1.002≤η₅₃≤1.086；屈光力之差为0.005D≤ΔD₅₃≤8.849D。

具体的实施例参见表2，表2中Rp、Qp为接触镜凸面(与角膜直接接触的面)的曲率半径和非球面系数；Ra、Qa、A4、A6、A8分别为接触镜凸面的曲率半径、非球面系数、高阶非球面系数；ΔD₅₃为5mm、3mm孔径下镜片的屈光力之差；η₅₃为镜片的非球面在5mm孔径和3mm孔径下的等效曲率半径比例因子。

表2 框架眼镜实施例

折射率	Ra	Rp	Qp	A4	A6	A8	ΔD<sub>53</sub>	η<sub>53</sub>
									1.43	10.428	6.869	-0.727	-3.81E-04	-1.33E-06	2.85E-08	3.047	1.036
1.43	10.428	6.869	-1.000	0	0	0	1.040	1.021
									1.43	10.428	6.869	-2.000	0	0	0	3.429	1.040
1.43	10.428	6.869	-5.000	0	0	0	7.939	1.086
									1.50	9.773	7.000	-5.000	0	0	0	8.662	1.083
1.70	8.807	7.000	-5.000	0	0	0	8.849	1.083
									1.43	8.368	5.502	0.215	-7.247E-04	-1.067E-05	-1.003E-06	0.392	1.024
1.55	7.724	5.954	-0.157	-2.029E-04	-2.378E-06	-9.978E-08	0.227	1.014
									1.71	7.275	5.964	-0.123	-1.562E-04	-1.820E-06	-9.407E-08	0.225	1.011
1.71	6.203	5.996	-0.019	-2.161E-05	-1.861E-07	-2.286E-08	0.005	1.002

当然，对于框架眼镜而言，镜片的凸面和凹面除了可以只有一面为本发明的非球面结构，也可以两面均为本发明的非球面结构，在此就不赘述了。

在本发明近视性周边离焦控制近视增长以及镜片的非球面设计思路下，本领域人员也可以想到，可以通过镜片相反的变形控制来使镜片在大孔径下的屈光力绝对值大于小孔径下的屈光力绝对值，使人眼达到远视性周边离焦，从而通过主动促进眼轴增长，治疗远视。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种眼外佩戴的视力矫正镜，它包括镜片，其特征在于，所述镜片光学区的凸面或者凹面至少一个为非球面，当所述镜片光学区的凸面为非球面时，镜片光学区周边的等效曲率半径的绝对值小于镜片光学区中心的曲率半径的绝对值；当所述镜片光学区的凹面为非球面时，镜片光学区周边的等效曲率半径的绝对值大于镜片光学区中心的曲率半径的绝对值。

2.如权利要求1所述的视力矫正镜，其特征在于，所述镜片在空气中的屈光力≤0D，所述镜片屈光力在径向随孔径增大而增大，所述镜片屈光力绝对值随孔径增大而减小。

3.如权利要求1所述的视力矫正镜，其特征在于，所述镜片的屈光力在5mm和3mm孔径下的屈光力之差为ΔD₅₃≥0.005D。

4.如权利要求3所述的视力矫正镜，其特征在于，所述镜片的屈光力在5mm和3mm孔径下的屈光力之差为0.005D≤ΔD₅₃≤8.849D。

5.如权利要求1所述的视力矫正镜，其特征在于，所述镜片光学区的非球面在YZ平面上的非球面曲线的表达式为：

其中，c为光学部基础球面表面曲率半径的倒数，y为所述非球面曲线上任何一点距横坐标轴(Z)的垂直距离，Q为非球系数，A_2i为非球面高次项系数，且所述非球面由所述非球面曲线通过围绕横坐标轴(Z)进行旋转对称变化而得到。

6.如权利要求1所述的视力矫正镜，其特征在于，所述镜片光学区的非球面的面形通过等效曲率半径的比例因子η限定，η为不同孔径d_m、d_n下的r之比，其中，m＞n：

当所述镜片光学区的凹面为非球面时，则非球面的等效曲率半径比例因子η＞1；当所述镜片光学区的凸面为非球面时，则非球面的等效曲率半径比例因子η＜1；

所述镜片光学区的等效曲率半径的计算方法如下：

其中，d_m为测量孔径，M为孔径d_m处的点，h_m为M点的矢高，即非球面在M点与顶点之间的高度差，r_m为M点的等效曲率半径。

7.如权利要求6所述的视力矫正镜，其特征在于，当所述镜片光学区的凹面为非球面时，非球面在5mm孔径和3mm孔径下的等效曲率半径比例因子η₅₃为1.002≤η₅₃≤1.086。

8.如权利要求6所述的视力矫正镜，其特征在于，当所述镜片光学区的凸面为非球面时，非球面在5mm孔径和3mm孔径下的等效曲率半径比例因子η₅₃为0.682≤η₅₃≤0.986。

9.如权利要求1所述的视力矫正镜，其特征在于，所述视力矫正镜为角膜接触镜，其镜片的凹面的面形与角膜的面形相匹配，其镜片光学区的凸面为非球面。

10.如权利要求1所述的视力矫正镜，其特征在于，所述视力矫正镜为框架眼镜，其镜片光学区的凸面或者凹面至少一个为非球面。

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