CN111103701A - 一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片 - Google Patents
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Abstract
一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，在该镜片的特定口径范围内，多个不同半径的环带柱面微结构以镜片几何中心为圆心，规则嵌套排布形成径向阵列，每个环带柱面微结构都可以产生相对稳定的屈光力和高阶像差。本发明涉及的眼镜片在环带柱面微结构分布区域外具有像质优良且稳定的视觉矫正效果；在用于旁视的环带柱面微结构分布区域内，为戴镜眼引入了径向离焦和高阶像差，在视觉效果上实现周边视场的规则散光和非规则像散并存，实现人眼周边视场入射波面的低阶与高阶扰动，使镜片周边视场的成像质量下降。该镜片主要适用于近视发展较迅速或视网膜周边远视离焦的青少年，可以在视网膜周边视场引入高阶像差和沿径向子午线方向的近视离焦。
Description
技术领域
本发明具体涉及光学镜片的设计与加工技术领域，具体涉及一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片。
背景技术
视网膜周边离焦是指人眼屈光系统在视网膜周边处出现的屈光不正现象，而近视患者往往存在视网膜周边远视性离焦，反之，远视患者则存在视网膜周边近视性离焦。临床研究发现视网膜周边的这种远视性离焦是促进近视发生发展的关键因素之一。目前，市场上引入周边离焦作用的镜片主要有两种。其一是在镜片旁周边区域增加微透镜阵列。这种镜片利用微透镜屈光力的干扰，从而改变镜片周边的屈光结构，缓解戴镜眼原本的周边离焦。但此种镜片由于设计方式和当前加工工艺限制，车房定制加工难度大且成本高，若批量注塑则制模精度不足，难以达到预期效果。其二则是通过整体改变旁周边区域的镜片来达到改变镜片周边离焦的目的。这种镜片虽然外型美观、加工相对容易，但是这种设计方式对镜片非中央区域的屈光力影响较大，使得镜片的实际屈光矫正范围小。
像差是指实际成像与理想像之间的差异，可以分为低阶像差和高阶像差。其中，高阶像差是指Zernike多项式中3阶以上的波前像差，多由不规则散光、球差、彗差等所致，不恰当增加时往往会影响人眼视觉效果，但合理的搭配也能改善原有的成像质量。当对人眼屈光系统在视网膜周边离焦区域引入与之相反的高阶像差时，对低阶像差所致的全眼屈光力影响小，却能对视网膜周边离焦产生视觉扰动，形成新的周边离焦，有利于近视进展的延缓。目前，这种设计方式尚未在镜片的设计领域开展，加工工艺也尚未建立。
发明内容
为了保证中央区屈光矫正效果的前提下改善戴镜眼视网膜周边离焦，同时提高周边离焦镜片的加工工艺，降低此类镜片的制作成本，本发明提供了一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，此种镜片表面上经过特殊设计的环带柱面微结构不仅在镜片全口径下可以为镜片提供符合处方度数的屈光力和理论设定的高阶像差，而且在瞳孔大小所限定的有效工作区域范围内，实现对人眼周边视场入射波面的低阶与高阶扰动，使镜片周边视场的成像质量下降，在视网膜周边视场形成新的离焦。同时此种镜片的加工工艺较市场上其他相似镜片更方便，成品视觉效果更好，有利于扩大周边离焦理论的应用，提高市场接受度。
本发明采用的技术解决方案是：一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，以镜片几何中心为圆点，设置有中央光学区域，所述的中央光学区域为以镜片中心位置为圆心，规定内侧半径R1的区域，所述的中央光学区域的外侧设有由多个不同半径的环带柱面微结构按同心圆方式嵌套排列组成的环带微结构分布区，所述的环带柱面微结构凸起或凹陷于镜片表面且为连续的环状结构，相邻的环状结构之间存在间隔区，每个所述的环带柱面微结构均可产生相对稳定的屈光力与高阶像差，在瞳孔大小所限定的有效工作区域范围内，可以同时提供局部规则散光与非规则像散。
所述的局部规则散光度数的轴向为镜片的径向子午线方向，非规则像散对人眼入射波面产生高阶扰动。
所述的环带微结构分布区为以镜片中心位置为圆心，规定内侧半径R1与外侧半径R2之间的环形区域。
所述的环带微结构分布区的外侧还设有周边光学区域，所述的周边光学区域为以镜片中心位置为圆心，规定半径R2的圆形以外的区域，且与中央光学区域的屈光力一致。
所述的相邻的环状结构之间的间隔区的具有与中央光学区域相同的屈光力。
所述的环带柱面微结构区域在瞳孔大小所限定的有效工作区域范围内，可以产生与中央光学区域相同的球镜屈光力。
所述的环带柱面微结构分布区域可以分布于镜片前表面或镜片后表面。
同心圆设置的每个所述的环带柱面微结构提供的高阶像差不完全相同。
同心圆设置的每个所述的环带柱面微结构提供相同的高阶像差。
同心圆设置的每个所述的环带柱面微结构的径向宽度和间隔区不完全相同。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，将高阶像差的视觉扰动作用与周边离焦理论相结合。将此种镜片正确安装于框架眼镜上，当外界平行光经过环带柱面微结构分布区以外的区域，出射光线的聚散度改变符合处方度数的屈光力，像质优良且具有稳定的视觉矫正效果。但是当外界平行光经过镜片上用于旁视的环带柱面微结构分布区域时，为戴镜眼引入了径向离焦和高阶像差，在视觉效果上实现周边视场的规则散光和非规则像散并存，实现人眼周边视场入射波面的低阶与高阶扰动，镜片周边视场成像质量的下降可使戴镜眼周边视场的离焦发生改变，形成新的周边离焦状态。
附图说明
图1是根据本发明实施的表面具有环带柱面微结构的眼镜片的平面图。
图2是图1所示镜片的截面图（当凸面为环带柱面微结构所在面时）。
图3是图1所示镜片的局部平面放大图。
图4是图2所示截面图的A区域局部放大图。
图5是以4mm瞳孔透过本发明实施的环带柱面微结构分布区域观察外物时可能的镜片结构平面放大图。
其中， 1-环带柱面微结构分布区域内的环带柱面微结构；2-环带柱面微结构分布区域内的环带柱面微结构间隔区；3-镜片的前表面；4-镜片的后表面；A-环带柱面微结构分布区域的截面；R1-决定中央光学区域与环带柱面微结构分布区域边界的内侧半径；R2-决定环带柱面微结构分布区域与周边光学区域边界的外侧半径；d-环带柱面微结构之间的间距。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，本发明实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不对本发明进行任何限制。
图1是根据本发明实施的表面具有环带柱面微结构的眼镜片的平面图。当该镜片的前表面（即凸面）为环带柱面微结构的所在面时，图2是图1所示镜片的截面图。图3是图1所示的镜片的局部平面放大图。图4是图2所示截面图的A区域局部放大图。图5是以4mm瞳孔透过本发明实施的环带柱面微结构分布区域观察外物时可能的镜片结构平面图。根据本发明实施的表面具有环带柱面微结构的眼镜片参考附图说明如下。
如图1所示，本发明实施的表面具有环带柱面微结构的眼镜片有两个主要工作区域与一个可选区域。其中，中央光学区域为该镜片的主要工作区域之一，具有像质优良且稳定的视觉矫正效果；根据本发明特殊设计而实施的环带柱面微结构分布区域，以镜片几何中心为圆点，在规定的口径范围内，存在由多个不同半径的环带柱面微结构按同心圆方式嵌套排列组成，每个环带柱面微结构都可以产生相对稳定的屈光力与高阶像差，是该镜片有别于其他镜片的主要作用区域；周边光学区域是可选区域，位于环带柱面微结构分布区外侧，根据设计要求决定此区域是否存在，当设计存在时则具有与中央光学区域相同的物理特性。
当该镜片的前表面（即凸面）为环带柱面微结构的所在面时，如图2所示，该镜片的前表面为环带柱面微结构分布区域所在面。当带有此种设计的表面具有环带柱面微结构区域的镜片作为基片用于个性化车房定制时，镜片的后表面（即凹面）即可作为定制加工面，用于车床车削。当本发明涉及的设计方法用于注塑批量成品时，则需将环带柱面微结构区域加工于注塑模具上与镜片相对应的一面，即如果注塑镜片的凸面为环带柱面微结构所在面，则将特殊结构区加工于注塑模具的凹面，保证环带柱面微结构位于成品的前表面。
图3是图1所示镜片的局部平面放大图。图3中可见，中央光学区域呈圆形，是以该镜片的中心位置作为圆心，规定半径R1之内的圆形区域，规定半径可以是5mm至10mm。环带柱面微结构分布区域位于中央光学区域外侧，以镜片中心位置为圆心，规定内侧半径R1与外侧半径R2之间的环形区域，外侧半径R2可以是20mm或以上。周边光学区域则位于镜片的最外围，即环带柱面微结构分布区域的外侧，以镜片的中心位置作为圆心，规定半径R2的圆形以外的区域，与中央光学区域的屈光力一致。当规定半径R2等于该镜片的实际半径R时，周边光学区域不存在。
根据图1和图3实施的镜片，其中，环带柱面微结构分布区域内的环带柱面微结构以同心圆方式、按一定的径向间距规则排列，各环带柱面微结构之间的间隔区具有与中央光学区域相同的屈光力。环带柱面微结构的径向宽度可以是0.5mm至2mm，不同环带柱面微结构的径向宽度可以相同，也可以不同。不同环带柱面微结构之间可以等间距，也可以是不等间距，间距d可以是0.5mm至3mm。
图4是图2所示镜片截面图的A区域局部放大图。其中，环带柱面微结构的截面面型可以是弧形，也可以是其他形态，但必须保障在全口径下的镜片屈光力符合处方度数，同时满足设计时规定的高阶像差。选择的高阶像差可以是与旋转对称型像差，如 QUOTE、 QUOTE等高阶球差。同一环带柱面微结构可以是某项单一高阶球差设计，也可以是几项高阶球差叠加设计，不同环带柱面微结构在设计时所采用的高阶像差可以随眼镜片口径大小而变化。
图5是以4mm瞳孔透过本发明实施的环带柱面微结构分布区域观察外物时可能的镜片结构平面图。镜片设计时模拟的人眼瞳孔直径一般为3mm~6mm，瞳孔大小所限定的有效工作区域范围与之相匹配，同样是3~6mm的圆形区域。如图5所示，以明视环境下4mm瞳孔作为设计时限定的有效工作区域范围，在根据图1至图4实施的镜片环带柱面微结构区域范围内截取有效可视区，认为是戴镜眼旁视时的一个区域。此时该有效工作区域可以同时提供局部规则散光与非规则像散，规则散光的轴向为镜片的径向子午线方向，指向或逆向镜片的中心，非规则像散对人眼入射波面产生高阶扰动。此外，如图5所示，环带柱面微结构区域之内，在瞳孔大小所限定的任一有效工作区域，可以产生与中央光学区域相同的球镜屈光力。
本发明提供的镜片通过在其表面增加规则嵌套排布的环带柱面微结构，在有效矫正屈光不正的同时引入扰动周边离焦的低阶与高阶像差，达到改变原有视网膜周边离焦的光学设计目的。而且经过此种光学设计的表面具有环带柱面微结构镜片的加工工艺较市场上其他相似镜片更方便，可个性化定制，也可以注塑批量成品，可选范围广，成品视觉效果更好，加工成本相对较低，有利于扩大周边离焦理论的应用，提高市场接受度。
各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，其特征在于，以镜片几何中心为圆点，设置有中央光学区域，所述的中央光学区域为以镜片中心位置为圆心，规定内侧半径R1的区域，所述的中央光学区域的外侧设有由多个不同半径的环带柱面微结构按同心圆方式嵌套排列组成的环带微结构分布区，所述的环带柱面微结构凸起或凹陷于镜片表面且为连续的环状结构，相邻的环状结构之间存在间隔区，每个所述的环带柱面微结构均可产生相对稳定的屈光力与高阶像差，在瞳孔大小所限定的有效工作区域范围内，可以同时提供局部规则散光与非规则像散。
2.根据权利要求1所述的一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，其特征在于，所述的局部规则散光度数的轴向为镜片的径向子午线方向，非规则像散对人眼入射波面产生高阶扰动。
3.根据权利要求1所述的一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，其特征在于，所述的环带微结构分布区为以镜片中心位置为圆心，规定内侧半径R1与外侧半径R2之间的环形区域。
4.根据权利要求3所述的一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，其特征在于，所述的环带微结构分布区的外侧还设有周边光学区域，所述的周边光学区域为以镜片中心位置为圆心，规定半径R2的圆形以外的区域，且与中央光学区域的屈光力一致。
5.根据权利要求1所述的一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，其特征在于，所述的相邻的环状结构之间的间隔区的具有与中央光学区域相同的屈光力。
6.根据权利要求1所述的一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，其特征在于，所述的环带柱面微结构区域在瞳孔大小所限定的有效工作区域范围内，可以产生与中央光学区域相同的球镜屈光力。
7.根据权利要求1所述的一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，其特征在于，所述的环带柱面微结构分布区域可以分布于镜片前表面或镜片后表面。
8.根据权利要求1所述的一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，其特征在于，同心圆设置的每个所述的环带柱面微结构提供的高阶像差不完全相同。
9.根据权利要求1所述的一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，其特征在于，同心圆设置的每个所述的环带柱面微结构提供相同的高阶像差。
10.根据权利要求1所述的一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，其特征在于，同心圆设置的每个所述的环带柱面微结构的径向宽度和间隔区不完全相同。
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