CN114019696A - 一种可调整人眼像散系数的镜片及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种可调整人眼像散系数的镜片及制备方法，该镜片为月牙型透镜，包括凹面和凸面；所述凹面的全部或部分区域为旋转圆锥曲面，所述凹面旋转圆锥曲面以下述方程式的曲线为母线，绕Z1轴旋转形成，Z1轴与曲面垂直，Z1与曲面的交点O1为镜片凹面旋转曲面的顶点；
Figure DDA0003343501080000011
所述凸面的全部或部分区域为旋转圆锥曲面，所述凸面旋转曲面以下述方程式的曲线为母线，绕Z2轴旋转形成，Z2轴与曲面垂直，Z2轴与曲面的交点O2为镜片凸面旋转曲面的顶点；
Figure DDA0003343501080000012
本发明采用自由曲面技术，改变镜片折射面的物理结构，改变镜片像差，并最终导致人眼的像散系数变大/变小，减少/增加人眼视网膜周边远视性离焦。

Description

一种可调整人眼像散系数的镜片及制备方法
技术领域
本发明涉及可调整人眼像散系数的镜片及制备方法。
背景技术
大量研究证明，人眼成像的周边状态影响眼轴增长速度。当人眼周边成像相对于视网膜的位置是处于远视性离焦状态时，眼轴增长加快，会导致近视发生和发展。当人眼周边成像位置靠近视网膜时候，视网膜周边远视性离焦减少，同时眼轴增长速度也会减慢。
研究证明，普通近视眼镜会增加视网膜周边远视性离焦，促进近视发展。这主要是因为普通近视眼镜会导致人眼像散系数减少，从而导致人眼视网膜周边远视性离焦增加。
目前国内外所采用的周边离焦光学设计就是为了减少视网膜周边远视离焦，并产生了一定的控制近视的效果，如角膜塑形和离焦接触镜等等。周边离焦光学系统的缺点在于如果离焦区过于靠近光学中心，会导致视觉质量下降。如果离焦区远离光学中心，会减弱甚至失去近视控制效果。
人眼的眼轴长短决定了人眼的最佳视力，眼轴越长，最佳视力越好。短眼轴的人基本是远视眼，而且大多数远视眼都伴随弱视，促进眼轴生长是有利于弱视治疗的。
经过光学仿真计算发现，目前矫正远视眼的常用眼镜都会导致人眼的像散系数增加，视网膜周边远视性离焦减少，抑制眼轴的生长。在临床实践中也发现，几乎所有采用框架镜矫正的远视眼，眼轴生长速度都非常缓慢。大量远视性弱视的儿童由于眼轴不能正常生长，而导致终身弱视！
发明内容
本发明的目的是提供可调整人眼像散系数的镜片及制备方法，该镜片采用自由曲面技术，改变镜片折射面的物理结构，改变镜片像差，并最终导致人眼的像散系数变小，增加/减少人眼视网膜周边远视性离焦，以达到促进/抑制眼轴生长的目的。
本发明为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种可调整人眼像散系数的镜片，所述镜片为月牙型透镜，包括凹面和凸面。所述凹面(2)的全部或部分区域为旋转曲面，所述凹面的旋转曲面以下述方程式的曲线为母线，绕Z1轴旋转形成，Z1轴与曲面垂直，Z1与曲面的交点O1为镜片凹面圆锥曲面的顶点。
Figure BDA0003343501060000021
所述凸面的全部或部分区域为旋转曲面，所述凸面的旋转曲面以下述方程式的曲线为母线，绕Z2轴旋转形成，Z2轴与曲面垂直，Z2轴与曲面的交点O2为镜片凸面圆锥曲面的顶点；
Figure BDA0003343501060000022
进一步的，上述的可调整人眼像散系数的镜片中：
所述凹面的旋转曲面中，方程式1的参数如下：
K小于-0.5，且系数C1的绝对值的范围在：0.01mm-1到0.04mm-1，D1、E1、F1、G1为实数；
所述凸面的旋转圆锥曲线中，方程式2的参数如下：
K大于-0.5，且系数C2的绝对值的范围在：0.007mm-1到0.025mm-1；D2、E2、F2、G2为实数。
进一步的，上述的可调整人眼像散系数的镜片中：
垂直于Z1轴截取两个与凹面相交同时截面直径分别为10mm和20mm的第一平面和第二平面，所述的第一平面和第二平面在光轴上的两个交点与原点O1的距离的比值小于4.00。
进一步的，上述的可调整人眼像散系数的镜片中：
垂直于Z2轴截取一个与凸面相交同时截面直径分别为20mm的平面，该平面与Z2轴的交点与凸面顶点O2的距离大于0.5mm。
进一步的，上述的可调整人眼像散系数的镜片中：
所述凹面的旋转曲面中，方程式1的参数如下：
K大于-0.5，且系数C1的绝对值的范围在：0.005mm-1到0.02mm-1；D1、E1、F1、G1为实数；
所述凸面的旋转曲面中，方程式2的参数如下：
K小于-1，且系数C2的绝对值的范围在：0.01mm-1到0.03mm-1；D2、E2、F2、G2为实数。
进一步的，上述的可调整人眼像散系数的镜片中：
垂直于Z2轴截取两个与凸面相交同时截面直径分别为10mm和20mm的第三平面和第四平面；所述的第三平面和第四平面在光轴上的两个交点与原点O2的距离的比值小于4.00。
本发明还提供一种根据上述的可调整人眼像散系数的镜片的制备方法，镜片采用注塑工艺制备。用于塑造镜片凹面的注塑膜仁为凸面形状的旋转曲面，该旋转曲面以下述方程式的曲线为母线，绕Z1轴旋转形成，Z1轴与曲面垂直，Z1与曲面的交点O1为模具膜仁凸面的顶点。膜仁注塑用面的表面积大于10平方厘米。
Figure BDA0003343501060000031
其中：K小于-0.5，且系数C1的绝对值的范围在：0.01mm-1到0.04mm-1，D1、E1、F1、G1为实数；
进一步的，用于塑造镜片凸面的注塑膜仁为凹面形状的旋转曲面，该旋转曲面以下述方程式的曲线为母线，绕Z2轴旋转形成，Z2轴与曲面垂直，Z2与曲面的交点O2为模具膜仁凹面的顶点。膜仁注塑用面的表面积大于10平方厘米。
Figure BDA0003343501060000032
其中：K小于-1，且系数C2的绝对值的范围在：0.01mm-1到0.03mm-1，D1、E1、F1、G1为实数；
本发明采用自由曲面技术，改变镜片折射面的物理结构，改变镜片像差，并最终导致人眼的像散系数变大/变小，减少/增加人眼视网膜周边远视性离焦。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细地说明。
附图说明
附图1为本发明实施例1镜片截面示意图；
附图2为本发明实施例2镜片截面示意图。
具体实施方式
本实施例1，如图1所示，本实施例是一种可增加人眼像散系数的镜片，镜片为月牙型透镜；镜片具有凸面1和凹面2两个面，边缘厚度为4.68mm，中心厚度是3.6mm,镜片的直径是65mm。凸面1曲率半径是125.6mm，凹面2顶点曲率半径为49mm。凹面2的旋转曲面的直径为50mm。
如图1所示，分别以镜片的凹面和凸面的旋转曲面顶点为中心建立一个数学坐标系ZOY，Z轴垂直于曲面，Y轴垂直与Z轴；镜片的凹面和凸面旋转曲面在ZOY坐标系上的截线为该旋转曲面的母线，其方程式为：
Figure BDA0003343501060000041
Figure BDA0003343501060000042
Figure BDA0003343501060000051
本实施例中，凸面和凹面的母线所使用的坐标并不是同一坐标，而是原点O平移了3.6mm。
本实施例的镜片还有如下特点：
该镜片采用PC材料注塑而成，屈光度约为-7.25D。普通-7.25D镜片呈现负畸变(桶形畸变)，而该镜片呈现正畸变(枕形畸变)。根据像差原理，与普通-7.25D相比，该镜片将增加人眼像散系数。
本实施例中，这种可增加人眼像散系数的镜片的制备方法中：用于塑造镜片凹面的注塑膜仁为凸面形状的旋转曲面，该旋转曲面和镜片凹面2的母线一样。用于塑造镜片凸面的注塑膜仁为凹面形状的旋转曲面，该旋转曲面和镜片凸面1的母线一样。
实施例2如图2所示：本实施例是一种可减少人眼像散系数的镜片
镜片凹面2的部分区域，也就是中间直径为40mm的圆形部分为旋转圆锥曲面，中间最厚处是4.1mm，边缘的12.5mm的环形部分3厚度是3.0mm，镜片凹面2的旋转圆锥曲面的和凸面1的旋转圆锥曲面曲率半径分别是97.5mm和58.3mm。
分别以镜片的凹面和凸面的旋转圆锥曲面顶点为中心建立一个数学坐标系ZOY，Z轴垂直于曲面，Y轴垂直与Z轴；镜片的凹面和凸面旋转圆锥曲面在ZOY坐标系上的截线为该旋转圆锥曲面的母线，其方程式为：
Figure BDA0003343501060000052
Figure BDA0003343501060000053
Figure BDA0003343501060000061
本实施例的镜片还有如下特点：
该镜片采用PMMA材料注塑而成，屈光度约为+3.50D。普通+3.50D镜片呈现正畸变(枕形畸变)，而该镜片呈现负畸变(桶形畸变)。根据像差原理，与普通+3.50D相比，该镜片将减少人眼像散系数。

Claims (8)

1.一种可调整人眼像散系数的镜片，所述镜片为月牙型透镜，包括凹面(2)和凸面(1)；其特征在于：
所述凹面(2)的全部或部分区域为旋转圆锥曲面，所述凹面(2)的旋转曲面以下述方程式的曲线为母线，绕Z1轴旋转形成，Z1轴与曲面垂直，Z1轴与曲面的交点O1为镜片凹面圆锥曲面的顶点：
Figure FDA0003343501050000011
所述凸面(1)的全部或部分区域为旋转圆锥曲面，所述凸面(1)的旋转曲面以下述方程式的曲线为母线，绕Z2轴旋转形成，Z2轴与曲面垂直，Z2轴与曲面的交点O2为镜片凸面圆锥曲面的顶点；
Figure FDA0003343501050000012
2.根据权利要求1所述的可调整人眼像散系数的镜片，其特征在于：
所述凹面的旋转曲面中，方程式的参数如下：
K小于-0.5，且系数C1的绝对值的范围在：0.01mm-1到0.04mm-1，D1、E1、F1、G1为实数；
所述凸面的旋转曲面中，方程式的参数如下：
K大于-0.5，且系数C2的绝对值的范围在：0.007mm-1到0.025mm-1；D2、E2、F2、G2为实数。
3.根据权利要求2所述的可调整人眼像散系数的镜片，其特征在于：垂直于Z1轴截取两个与凹面(2)相交同时截面直径分别为10mm和20mm的第一平面和第二平面，所述的第一平面和第二平面在Z1轴上的两个交点与凹面顶点O1的距离的比值小于4.00。
4.根据权利要求2或3所述的可调整人眼像散系数的镜片，其特征在于：垂直于Z2轴截取一个与凸面(1)相交同时截面直径分别为20mm的平面，该平面与Z2轴的交点与凸面顶点O2的距离大于0.5mm。
5.根据权利要求1所述的可调整人眼像散系数的镜片，其特征在于：
所述凹面的旋转曲面中，方程式的参数如下：
K大于-0.5，且系数C1的绝对值的范围在：0.005mm-1到0.02mm-1；D1、E1、F1、G1为实数；
所述凸面的旋转曲面中，方程式的参数如下：
K小于-1，且系数C2的绝对值的范围在：0.01mm-1到0.03mm-1；D2、E2、F2、G2为实数。
6.根据权利要求5所述的可调整人眼像散系数的镜片，其特征在于：垂直于Z2截取两个与凸面(1)相交同时截面直径分别为10mm和20mm的第三平面和第四平面；所述的第三平面和第四平面在光轴上的两个交点与原点O2的距离的比值小于4.00。
7.一种根据权利要求1所述的可调整人眼像散系数的镜片的制备方法，镜片采用注塑工艺制备；其特征在于：
用于塑造镜片凹面的注塑膜仁为凸面形状的旋转曲面，该旋转曲面以下述方程式的曲线为母线，绕Z1轴旋转形成，Z1轴与曲面垂直，Z1与曲面的交点O1为模具膜仁凸面的顶点；膜仁注塑用面的表面积大于10平方厘米；
Figure FDA0003343501050000021
其中：K小于-0.5，且系数C1的绝对值的范围在：0.01mm-1到0.04mm-1，D1、E1、F1、G1为实数。
8.一种根据权利要求1所述的可调整人眼像散系数的镜片的制备方法，镜片采用注塑工艺制备；其特征在于：
用于塑造镜片凸面的注塑膜仁为凹面形状的旋转曲面，该旋转曲面以下述方程式的曲线为母线，绕Z2轴旋转形成，Z2轴与曲面垂直，Z2与曲面的交点O2为模具膜仁凹面的顶点，膜仁注塑用面的表面积大于10平方厘米；
Figure FDA0003343501050000031
其中：K小于-1，且系数C2的绝对值的范围在：0.01mm-1到0.03mm-1，D1、E1、F1、G1为实数。
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