CN109164595A - 一种自由曲面眼镜镜片、贴膜及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自由曲面眼镜镜片，该镜片包括镜片本体，所述镜片本体的内侧设有一自由曲面，所述自由曲面表面的曲率被设置为角膜表面的曲率，使得该自由曲面能够抵消角膜表面的不规则而产生的像差；本发明个性化定制眼镜可以矫正每个人不同的像差，即使患者有不规则的像差，我们可以精确获取不规则像差的参数并矫正，使患者视力矫正达到理想状态；同时，3D打印技术可以快速、准确的定制个性化的眼镜，可以解决临床上普通眼镜无法解决的问题。

Description

一种自由曲面眼镜镜片、贴膜及实现方法

技术领域

本发明涉及眼镜镜片技术领域，尤其涉及一种自由曲面眼镜镜片、贴膜及实现方法。

背景技术

人们的视力容易出现各种问题，例如近视、远视和散光等，矫正患者的视力最常用的方法就是验光和配制眼镜。目前，诸如近视镜、老花镜等均是具有平滑的曲面和规则的形状，其能够矫正眼睛的低阶像差。

而眼睛的像差包括低阶像差和高阶像差，上面所说的近视，远视及散光等都是低阶像差，是影响视力的最主要的像差的部分。而高阶像差也会影响视力，尤其是在一些患者中，例如角膜移植术后，角膜外伤等患者，其角膜表面并不是平滑的，而是具有起伏不平的特点，例如，某一区域可能具有500度近视，而另一区域可能具有300度近视，采用常规的眼镜无法矫正此类的屈光不正。

发明内容

针对上述背景，为至少解决上述问题之一，本发明旨在公开一种自由曲面眼镜镜片，其将矫正眼睛的低阶像差和角膜表面的高阶像差结合，可以解决临床上普通眼镜无法解决的屈光不正的问题。

一种自由曲面眼镜镜片，该镜片包括镜片本体，所述镜片本体的内侧设有一自由曲面，所述自由曲面表面的曲率被设置为具有角膜表面的曲率，使得该自由曲面能够抵消角膜表面的不规则而产生的像差。

一种自由曲面眼镜镜片的实现方法，为：

得到眼睛的屈光度，镜片本体本身的屈光度被设置为所述眼睛的屈光度，得到镜片本体本身的曲面方程F1(X，Y，Z)＝0；

得到角膜表面的曲面方程F2(X，Y，Z)＝0；

将所述曲面F2放大叠加到曲面F1表面，得到曲面F3(X，Y，Z)＝0；

依据曲面F3，采用3D打印得到所述镜片。

优选地，所述得到眼睛的屈光度为通过传统验光手段得到。

优选地，所述得到角膜表面的曲面方程F2具体为：

通过角膜OCT对角膜进行纵向断层扫描，将扫描得到的点集合拟合即为曲面方程F2(X，Y，Z)＝0。

一种自由曲面的贴膜，所述贴膜一侧具有所述的自由曲面，所述贴膜另一侧贴附在传统镜片外侧。

本发明的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明个性化定制眼镜可以同时矫正个人的低阶像差和高阶像差，即使患者有不规则的像差，我们可以精确获取不规则像差的参数并矫正，使患者视力矫正达到理想状态；同时，3D打印技术可以快速、准确的定制个性化的眼镜，可以解决临床上普通眼镜无法解决的问题。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为佩戴近视镜矫正视力的示意图；

图2为光滑曲面近视镜的示意图；

图3为一种实施方式中所述镜片的结构示意图；

图4为本发明实施例所述镜片矫正的示意图；

图5为另一种实施方式中所述镜片的结构示意图；其中，虚线为镜片本体未叠加自由曲面时的框图；

附图标记：01-镜片本体，02-自由曲面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明各权利要求所要求保护的技术方案。

像差：像差分低阶像差和高阶像差。低阶像差包括近视，远视，散光，高阶像差包括除去这些低阶像差之外的各种像差，例如不规则的像差多是由各种高阶像差组成。例如角膜移植后的患者，因为角膜表面不够平滑，在一个象限具有500度近视，另一个象限可能会有200度近视，就像一个表面起伏不平的丘陵，因此常规眼镜无法矫正此类的屈光不正。

如上背景技术所述，同时结合图1、图2所示，其中，图1为佩戴近视镜矫正视力的示意图，图2为光滑曲面近视镜的示意图；可以看到，普通的近视镜、老花镜等固然能够矫正近视等屈光不正，然而，能够理解，该类矫正是对于眼睛总体的屈光不正进行矫正，其对于角膜表面存在的诸如起伏不平等高阶像差并不能进行矫正。

本发明的实施例一方面涉及一种自由曲面眼镜镜片，结合图3、图4所示，该镜片包括镜片本体01，镜片本体01的内侧设有一自由曲面02，该自由曲面02表面的曲率被设置为具有角膜表面的曲率，使得该自由曲面02能够抵消角膜表面的不规则而产生的像差。

患者个体之间角膜表面的曲率具有差异性，因此，上述自由曲面是个性化定制的。角膜表面的不规则造成光线的折射也是不规则的，根据不规则的角膜特点，本发明通过定制不规则的自由曲面的镜片进行不规则光线的矫正，并将针对晶状体的矫正和针对角膜表面的矫正结合，实现了更精确的矫正。

该自由曲面02可以被设置在上述镜片本体01的内侧，或者能够理解，该自由曲面02也可以被设置在上述镜片本体的外侧，再或者能够理解，结合图5，该自由曲面02也可以同时被设置在上述镜片本体的内侧和外侧；上面所说的内侧、外侧为相对于眼睛而言，佩戴眼镜后，镜片本体靠近眼睛一侧为内侧，另一侧为外侧。

镜片本体01可以为平面镜；或者，

镜片本体可以本身具备一定的屈光度，用以矫正晶状体的屈光度；例如可以为传统的近视镜、老花镜等，在这种情况下，该镜片本体对低阶像差进行矫正，由于自由曲面的曲率被设置为个性化角膜的曲率，该自由曲面能够对角膜本身的高低起伏产生的高阶像差进行矫正，达到矫正复杂屈光不正的问题。

本实施方式中，所述镜片是通过3D打印一体成型制作的；为了实现定制化的制备，所采用的3D打印设备可以是SLA，DLP等设备。

目前3D打印是一种可靠的制备技术，3D打印技术是20世纪80年代开始在制造业领域迅速发展的一项新兴技术，是指在计算机控制下，根据物体的计算机辅助设计模型或计算机断层扫描等数据，通过材料的精确3D堆积，快速制作任意复杂3D物体的新型数字化成型技术。3D打印技术的特点是能够快速的实现任意三维结构的构建，而这正是定制化个性产品所急需的加工手段。本实施方式通过3D打印实现本发明所述的镜片，为广大屈光不正患者带来更加舒适、精准、清晰全新的视觉体验。

优选地，3D打印选用材料为光固化树脂材料。

本发明的实施例另一方面还公开了上述镜片的实现方法：

得到眼睛总体的屈光度，镜片本体本身的屈光度被设置为所述眼睛总体的屈光度，得到镜片本体本身的曲面方程F1(X，Y，Z)＝0；

得到角膜表面的曲面方程F2(X，Y，Z)＝0；

将所述曲面F2放大叠加到曲面F1表面，得到曲面F3(X，Y，Z)＝0；

依据曲面F3，采用3D打印得到所述镜片。

其中，能够理解，所述得到晶状体的屈光度可以通过传统验光手段得到，进而，该曲面方程F1其实为传统近视镜或老花镜的曲面方程；

一种优选实施方式为，所述得到角膜表面的曲面方程F2具体为：

通过角膜OCT对角膜进行纵向断层扫描，将扫描得到的点集合拟合即为曲面方程F2(X，Y，Z)＝0。

能够理解，上述断层扫描中，采用的层数越多，拟合得到的曲面F2越接近于眼角膜表面；本申请中，所述断层扫描为取断层30～60层扫描，优选取断层50层扫描。

采用上述方法，得到的镜片同时具有晶状体的屈光度和眼角膜表面的高阶像差，实现了更精确的矫正。

在另一种优选实施方式中，所述得到角膜表面的曲面方程F2还可以为：

通过角膜地形图对角膜进行扫描；根据扫描图像进行眼角膜3D模型的重建，从而得到角膜表面的曲面函数方程F2；

采用上述方法，得到的镜片同时具有眼睛的屈光度和眼角膜表面的高阶像差，实现了更精确的矫正。

本实现方法中，所述镜片是通过3D打印一体成型制作的，具体为：

将曲面函数叠加到镜片本体后，可以得到所述镜片的3D函数，通过3D打印得到镜片。

此外，本申请实施例还公开了一种自由曲面的贴膜，该贴膜一侧具有如上所述的自由曲面02，另一侧贴附在传统镜片外侧，能够使传统眼镜镜片方便的补偿角膜表面造成的不规则像差，实现矫正复杂屈光不正的目的。

优选地，所述贴膜是通过3D打印一体成型制作的。

本发明个性化定制眼镜可以同时矫正个人的低阶像差和高阶像差，即使患者有不规则的像差，我们可以精确获取不规则像差的参数并矫正，使患者视力矫正达到理想状态；同时，3D打印技术可以快速、准确的定制个性化的眼镜，可以解决临床上普通眼镜无法解决的问题。

以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自由曲面眼镜镜片，其特征在于，该镜片包括镜片本体，所述镜片本体的内侧设有一自由曲面，所述自由曲面表面的曲率被设置为具有角膜表面的曲率，使得该自由曲面能够抵消角膜表面的不规则而产生的像差。

2.根据权利要求1所述的自由曲面眼镜镜片，其特征在于，所述自由曲面被设置在所述镜片本体的外侧。

3.根据权利要求1所述的自由曲面眼镜镜片，其特征在于，所述自由曲面被设置在所述镜片本体的内侧和外侧。

4.根据权利要求1所述的自由曲面眼镜镜片，其特征在于，所述镜片是通过3D打印一体成型制作的。

5.根据权利要求4所述的自由曲面眼镜镜片，其特征在于，3D打印选用材料为光固化树脂材料。

6.一种自由曲面眼镜镜片的实现方法，其特征在于，

得到眼睛的屈光度，镜片本体本身的屈光度被设置为所述眼睛的屈光度，得到镜片本体本身的曲面方程F1(X，Y，Z)＝0；

得到角膜表面的曲面方程F2(X，Y，Z)＝0；

将所述曲面F2放大叠加到曲面F1表面，得到曲面F3(X，Y，Z)＝0；

依据曲面F3，采用3D打印得到所述镜片。

7.根据权利要求6所述的实现方法，其特征在于，所述得到眼睛的屈光度为通过传统验光手段得到。

8.根据权利要求6所述的实现方法，其特征在于，

所述得到角膜表面的曲面方程F2具体为：

通过角膜OCT对角膜进行纵向断层扫描，将扫描得到的点集合拟合即为曲面方程F2(X，Y，Z)＝0。

9.据权利要求6所述的实现方法，其特征在于，

所述得到角膜表面的曲面方程F2具体为：

通过角膜地形图对角膜进行扫描；根据扫描图像进行眼角膜3D模型的重建，从而得到角膜表面的曲面函数方程F2。

10.一种自由曲面的贴膜，其特征在于，所述贴膜一侧具有权1所述的自由曲面，所述贴膜另一侧贴附在传统镜片外侧；所述传统镜片为平面镜、近视镜和老花镜中的一种。