CN115844587B - 一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体及其制备方法 - Google Patents
一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体及其制备方法，包括光学主体、第一支撑襻和第二支撑襻，所述光学主体与第一支撑襻、第二支撑襻为一体式结构，采用同一材料，整体成型，光学主体位于第一支撑襻、第二支撑襻之间；所述光学主体由两个光学表面组成，一个光学表面为平面，另一个光学表面为具有拓展焦深功能的自由曲面。本发明通过引入自由曲面，将焦深扩展技术应用于有晶体眼人工晶状体，扩展焦深，在矫正近视的同时提供一定的调节能力，表面光滑没有突变，不会引入眩光和光晕，使患者在矫正近视的同时矫正老花，视觉效果优异。
Description
技术领域
本发明涉及光学元件技术领域，特别是涉及一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体及其制备方法。
背景技术
后房有晶体眼人工晶体是一种置于后房的可植入式隐形眼(ImplantableCollamer Lens，ICL)人工晶状体。
由于人们不良的用眼习惯，长时间使用电子设备，更少的户外活动等因素，长时间近距离用眼，使眼轴异常增长，从而引起屈光不正。随着科学技术发展和人类中对视力需求的提升，发展出许多对患者重新恢复视光能力的矫正手段。相对于角膜激光手术、传统框架镜、隐形眼镜等矫正方法，有晶体眼人工晶状体具有不损伤角膜、无需摘戴、可二次取出替换等优点被越来越多的年轻患者选择。
但是近视患者随着年龄的增大，睫状肌调节能力减弱，出现了老花的问题，导致患者既患有近视又患有老花，现有矫正人眼近视、老花、散光等屈光不正的产品或方法，如框架眼镜、隐形眼镜、激光角膜手术、ICL植入等，并不能够同时矫正近视和老花。
鉴于此，如何设计了一种同时解决近视和老花的问题的有晶体眼人工晶状体，提高患者的视觉质量，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体及其制备方法，具有焦深拓展调节能力，并同时解决近视和老花的问题。
为实现上述效果，本发明的技术方案如下：
一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体，包括光学主体、第一支撑襻和第二支撑襻，所述光学主体与第一支撑襻、第二支撑襻为一体式结构，采用同一材料，整体成型，光学主体位于第一支撑襻、第二支撑襻之间；所述光学主体由两个光学表面组成，一个光学表面为平面，另一个光学表面为具有拓展焦深功能的自由曲面。
进一步的，所述光学主体的上其中一个光学表面，满足自由曲面设计原理，其确定方法如下：以所述光学表面的顶点为原点O，以光轴为Z轴，建立任意的空间直角坐标系，所述坐标系的坐标轴X轴以及坐标轴Y轴与所述自由曲面相切。
进一步的，所述自由曲面的设计过程为：
根据几何迭代法，将自由曲面分割为一组子曲面，使自由曲面离散化，该离散化的自由曲面由一组子曲面的包络面表示；所述自由曲面旋转对称，此处单独讨论一条子午线上的子曲面来代替所有子曲面；
已知自由曲面上的一个子曲面A0，其入射光线矢量、法向向量分别为其中，子曲面A0中心点的坐标为(y0，z0)，θ0为入射光线和光轴的夹角，γ0为子曲面A0的法向方向与光轴的夹角；当入射光为平行光，即θ0＝0°时，入射光线矢量为/>
当入射光线经过子曲面A0发生折射后，聚焦到光轴上的焦点F处，焦点F坐标是(0，f0)，f0为焦点F的焦距，根据子曲面A0的焦点位置和光轴的几何关系得到子曲面A0的出射光线和光轴的夹角θ1，θ1用公式表征为：
入射光线和光轴满足如下关系式：
式中，β1为入射光线经过人工晶状体的入射角，β2为出射光线经过人工晶状体的出射角，即入射角为入射光线和子曲面A0法线的夹角，出射角为出射光线/>和子曲面A0法线的夹角；
根据斯涅尔定律：
n1sinβ1＝n2sinβ2 (3)
其中，n1、n2分别为入射介质和出射介质的折射率，，入射介质和出射介质的折射率为已知量，入射介质代表人工晶状体；联立公式(2)、(3)求解出子曲面A0的法向方向与光轴夹角γ0，γ0表示为：
根据γ0得到子曲面A0的法向向量依次迭代求解出所有子曲面的法向向量，进而拟合出所有子曲面的包络面，即为自由曲面。
上述方案中，本发明人工晶状体具有多个焦点，焦深范围长。
根据θ1可得到入射光线经过子曲面A0发生折射后的出射光线用公式表征为：式中，C为人工晶状体的透过率。
进一步的，所述光学主体的有效光学区直径范围为4mm至6mm。
进一步的，所述光学主体的焦距f0由光学主体的光焦度确定，光焦度范围为0D至-30D。
进一步的，所述光学主体由亲水性聚丙烯酸酯制成。
进一步的，所述光学主体在35摄氏度下折射率为1.437。
进一步的，所述第一支撑襻、第二支撑襻的厚度均为0.08mm至0.15mm。
一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体的制造方法，用于设计上述扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体，包括以下步骤：
S1：光学设计：确定光学主体的光焦度、有效光学区直径和扩展焦深值；在zemax中建模，将离散前的自由曲面作为基础球面，优化出满足光学主体光焦度需求的基础球面的曲率r，并根据光学主体的光焦度计算出光学主体的焦距范围fmin～fmax，
fmin＝1/φ
fmax＝1/(φ+φ扩) (5)
其中，fmin、fmax分别为光学主体(1)的最小焦距和最大焦距，φ、φ扩分别为光学主体(1)的光焦度和扩展光焦度；
设置几何迭代次数i，将优化得到的基础球面离散化；人工晶状体旋转对称，得到一条子午线上的子曲面A0的数量即为i，计算出所有子曲面A0中心点的位置，用Ai表示一条子午线上的任意一个子曲面，用(yi，zi)表示任意一个子曲面A0中心点的位置，用fi表示任意一个子曲面Ai的焦距，划分焦距范围f1～fi，其中f1到fi的绝对值依次增加；为了不造成入射光线干扰，兼顾瞳孔缩放，减少瞳孔依赖，从中心向外，子曲面Ai的焦距fi绝对值依次增加；
在matlab中完成几何迭代法建模，根据子曲面Ai焦距fi和子曲面中心点位置Ai(yi，zi)，解出子曲面Ai的出射光线和光轴的夹角θi；
根据公式(4)求解出γ0，用γi表示任意一个子曲面Ai的法向方向与光轴夹角，通过γi得到子曲面Ai的法向量使用几何迭代法依次求解出光学主体(1)一条子午线上所有子曲面A0的法向量，结合子曲面A0的点坐标拟合出所有子曲面A0的包络面，即自由曲面；
S2：车铣加工：按照步骤S1设计的自由曲面，编写亲水材料的车床程序；利用金刚石单点切削技术，车加工出光学主体；编写铣床程序，铣削出光学主体光学区的外形以及第一支撑襻、第二支撑襻的襻脚；
S3：抛光处理：对人工晶状体使用低温滚筒抛光；
S4：测试验证：将人工晶状体在模拟眼系统中分析测试。
可以理解的是，子曲面的法向量过子曲面并与子曲面切面垂直，子曲面是个微型的球面，可以通过子曲面的法向量的几何关系求解子曲面。步骤1中优化出满足光学主体光焦度需求的基础球面的曲率r，其中的优化是通过zemax调整基础球面的参数完成。
其中，子曲面A1对应焦距为f1，子曲面Ai对应焦距为fi。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明将扩展焦深的技术应用于有晶体眼人工晶状体，使其在矫正近视的基础上增加了晶体的焦深调节能力。
1.本发明通过引入自由曲面，将焦深扩展技术应用于有晶体眼人工晶状体，扩展焦深，在矫正近视的同时提供一定的调节能力，表面光滑没有突变，不会引入眩光和光晕，使患者在矫正近视的同时矫正老花，视觉效果优异。
2.本发明采用自由曲面取代普通有晶体眼人工晶状体的球面或者非球面，有效控制晶体厚度，更具有普适性。
3.本发明有晶体眼人工晶状体一件成型，结构简单，适用于复杂的眼液环境，稳定性好，不易诱发并发症。
附图说明
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是理解的。
图1为本发明实施例提供的有晶体眼人工晶状体的正面结构示意图；
图2是本发明实施例提供的有晶体眼人工晶状体的侧面结构示意图；
图3是本发明实施例提供的子曲面光路图；
图4是本发明实施例提供的焦深扩展原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都是本发明保护的范围。
实施例1
为了便于理解，请参阅图1，本发明提供的一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体的一个实施例，包括光学主体1、第一支撑襻2和第二支撑襻3，所述光学主体1与第一支撑襻2、第二支撑襻3为一体式结构，采用同一材料，整体成型，光学主体1位于第一支撑襻2、第二支撑襻3之间；所述光学主体1由两个光学表面组成，一个光学表面为平面，另一个光学表面为具有拓展焦深功能的自由曲面。
根据几何迭代法，将自由曲面分割为一组子曲面，使自由曲面离散化，该离散化的自由曲面由一组子曲面的包络面表示；所述自由曲面旋转对称，此处单独讨论一条子午线上的子曲面来代替所有子曲面；
已知自由曲面上的一个子曲面A0，其入射光线矢量、法向向量分别为其中，子曲面A0中心点的坐标为(y0，z0)，θ0为入射光线和光轴的夹角，γ0为子曲面A0的法向方向与光轴的夹角；当入射光为平行光，即θ0＝0°时，入射光线矢量为/>
当入射光线经过子曲面A0发生折射后，聚焦到光轴上的焦点F处，焦点F坐标是(0，f0)，f0为焦点F的焦距，根据子曲面A0的焦点位置和光轴的几何关系得到子曲面A0的出射光线和光轴的夹角θ1，θ1用公式表征为：
入射光线和光轴满足如下关系式：
式中，β1为入射光线经过人工晶状体的入射角，β2为出射光线经过人工晶状体的出射角，即入射角为入射光线和子曲面A0法线的夹角，出射角为出射光线/>和子曲面A0法线的夹角；
根据斯涅尔定律：
n1sinβ1＝n2sinβ2 (3)
其中，n1、n2分别为入射介质和出射介质的折射率，，入射介质和出射介质的折射率为已知量，入射介质代表人工晶状体；联立公式(2)、(3)求解出子曲面A0的法向方向与光轴夹角γ0，γ0表示为：
根据γ0得到子曲面A0的法向向量依次迭代求解出所有子曲面的法向向量，进而拟合出所有子曲面的包络面，即为自由曲面。
需要说明的是，联立公式(2)、(3)求解出子曲面Ai的法向方向与光轴夹角γ0是根据公式(2)、(3)中的等量关系式进行推导得出的，推导过程如下，如图3所示：
具体的，所述光学主体1由亲水性聚丙烯酸酯制成，在35摄氏度下折射率为1.437。
一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体的制造方法，用于设计上述扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体，包括以下步骤：
S1：光学设计：确定光学主体1的光焦度、有效光学区直径和扩展焦深值；在zemax中建模，将离散前的自由曲面作为基础球面，优化出满足光学主体1光焦度需求的基础球面的曲率r，并根据光学主体1的光焦度计算出光学主体1的焦距范围fmin～fmax，
fmin＝1/φ
fmax＝1/(φ+φ扩) (5)
其中，fmin、fmax分别为光学主体1的最小焦距和最大焦距，φ、φ扩分别为光学主体1的光焦度和扩展光焦度；
设置几何迭代次数i，将优化得到的基础球面离散化；人工晶状体旋转对称，得到一条子午线上的子曲面A0的数量即为i，计算出所有子曲面A0中心点的位置，用Ai表示一条子午线上的任意一个子曲面，用(yi，zi)表示任意一个子曲面A0中心点的位置，用fi表示任意一个子曲面Ai的焦距，划分焦距范围f1～fi，其中f1到fi的绝对值依次增加；为了不造成入射光线干扰，兼顾瞳孔缩放，减少瞳孔依赖，从中心向外，子曲面Ai的焦距fi绝对值依次增加；
在matlab中完成几何迭代法建模，根据子曲面Ai焦距fi和子曲面中心点位置Ai(yi，zi)，解出子曲面Ai的出射光线和光轴的夹角θi；
根据公式(4)求解出γ0，用γi表示任意一个子曲面Ai的法向方向与光轴夹角，通过γi得到子曲面Ai的法向量使用几何迭代法依次求解出光学主体1一条子午线上所有子曲面A0的法向量，结合子曲面A0的点坐标拟合出所有子曲面A0的包络面，即自由曲面；
S2：车铣加工：按照步骤S1设计的自由曲面，编写亲水材料的车床程序；利用金刚石单点切削技术，车加工出光学主体1；编写铣床程序，铣削出光学主体1光学区的外形以及第一支撑襻2、第二支撑襻3的襻脚；
S3：抛光处理：对人工晶状体使用低温滚筒抛光；
S4：测试验证：将人工晶状体在模拟眼系统中分析测试。
本发明通过引入自由曲面，将焦深扩展技术应用于有晶体眼人工晶状体，扩展焦深，在矫正近视的同时提供一定的调节能力，表面光滑没有突变，不会引入眩光和光晕，使患者在矫正近视的同时矫正老花，让患者实现视物清晰。
需要说明的是，老花是由于患者人眼调节晶状体能力减弱导致的，本发明的晶体提供了一部分调节能力来实现矫正老花。调节能力是扩展的焦深让患者在完全矫正远视视力的情况下，不使用人眼自身晶状体的调节功能的情况下，依旧可以在一个比较大的光焦度范围(+1D至+2.5D)中看清晰。
实施例2
具体地，在实施例1的基础上，结合具体的实施例子对方案进行说明，进一步体现本方案的技术效果。具体为：
本实施例后房有晶体眼人工晶状体的制备方法为：
(1)设计方案：确定人工晶状体光焦度为-10D，光学区直径为5mm，扩展焦深为-1D；
(2)光学设计：通过拟定的人工晶状体光焦度和光学区面积(由光学区直径确定)，在zemax中建模，优化出基础球面的曲率r＝10.4mm，是一个凹面，根据公式(5)，计算出焦距范围为-100mm到-111.11mm；设置几何迭代次数为100，将基础球面离散化，由于人工晶状体的旋转对称特性，所以一条子午线上的子曲面的数量即为100，计算出一组子曲面的中心位置，由内向外分别为A1(y1，z1)～A100(y100，z100)，并将焦距范围划分为：
f1＝-100mm
f2＝-100.11mm
f3＝-100.22mm
…
f100＝-111.11mm
为了不造成入射光线干扰，兼顾瞳孔缩放，减少瞳孔依赖，从中心向外，子曲面Ai的焦距fi绝对值依次增加；
在matlab中完成几何迭代法建模，根据子曲面Ai焦距fi和子曲面中心点位置Ai(yi，zi)，解出子曲面Ai的出射光线和光轴的夹角θi；
根据公式(4)求解出γ0，用γi表示任意一个子曲面Ai的法向方向与光轴夹角，通过γi得到子曲面Ai的法向量使用几何迭代法依次求解出光学主体1一条子午线上所有子曲面A0的法向量，结合子曲面A0的点坐标拟合出所有子曲面A0的包络面(如图4所示)，即自由曲面；
(3)车铣加工：根据自由曲面编写亲水材料的车床程序；利用金刚石单点切削技术，车加工出光学主体；编写铣床程序，铣削出光学主体1光学区的外形以及第一支撑襻2、第二支撑襻3的襻脚；
(4)抛光处理：使用低温滚筒抛光的方法，得到光学表面合格的人工晶状体；
(5)测试验证：在模拟眼系统中分析测试；
将本实施例后房有晶体眼人工晶状体导入ISO11979-2中要求的眼模型中，借助光学设备测试得到离焦MTF值。
实施例3
具体地，在实施例1的基础上，结合具体的实施例子对方案进行说明，进一步体现本方案的技术效果。具体为：
本实施例后房有晶体眼人工晶状体的制备方法为：
(1)设计方案：确定人工晶状体光焦度为-15D，光学区直径为5.5mm，扩展焦深为-1.5D；
(2)光学设计：通过拟定的人工晶状体光焦度和光学区直径，在zemax中建模，优化出基础球面的曲率r＝6.93mm，是一个凹面，根据公式(5)，计算出焦距范围为-66.67mm到-60.6mm；设置几何迭代次数为150，将基础球面离散化，由于晶体的旋转对称特性，所以一条子午线上的子曲面的数量即为150，计算出一组子曲面的中心位置，由内向外分别为A1(y1，z1)～A150(y150，z150)，并将焦距范围划分为：
f1＝-60.6mm
f2＝-60.646mm
f3＝-60.687mm
…
f150＝-66.667mm
为了不造成入射光线干扰，兼顾瞳孔缩放，减少瞳孔依赖，从中心向外，子曲面Ai的焦距fi绝对值依次增加；
在matlab中完成几何迭代法建模，根据子曲面Ai焦距fi和子曲面中心点位置Ai(yi，zi)，解出子曲面Ai的出射光线和光轴的夹角θi；
根据公式(4)求解出γ0，用γi表示任意一个子曲面Ai的法向方向与光轴夹角，通过γi得到子曲面Ai的法向量使用几何迭代法依次求解出光学主体1一条子午线上所有子曲面A0的法向量，结合子曲面A0的点坐标拟合出所有子曲面A0的包络面(如图4所示)，即自由曲面；
(3)车铣加工：根据自由曲面编写亲水材料的车床程序；利用金刚石单点切削技术，车加工出光学主体；编写铣床程序，铣削出光学主体1光学区的外形以及第一支撑襻2、第二支撑襻3的襻脚；
(4)抛光处理：使用低温滚筒抛光的方法，得到光学表面合格的人工晶状体；
(5)测试验证：在模拟眼系统中分析测试；
将本实施例后房有晶体眼人工晶状体导入ISO11979-2中要求的眼模型中，借助光学设备测试得到离焦MTF值。
实施例4
具体地，在实施例1的基础上，结合具体的实施例子对方案进行说明，进一步体现本方案的技术效果。具体为：
本实施例后房有晶体眼人工晶状体的制备方法为：
(1)设计方案：确定人工晶状体光焦度为-20D，光学区直径为5mm，扩展焦深为-1.75D；
(2)光学设计：通过拟定的人工晶状体光焦度和光学区直径，在zemax中建模，优化出基础球面的曲率r＝5.2mm，是一个凹面，根据公式(5)，计算出焦距范围为-50mm到-45.98mm；设置几何迭代次数为175，将基础球面离散化，由于晶体的旋转对称特性，所以一条子午线上的子曲面的数量即为175，计算出一组子曲面的中心位置，由内向外分别为A1(y1，z1～A175(y175，z175)，并将焦距范围划分为：
f1＝-45.977mm
f2＝-46mm
f3＝-46.023mm
…
f175＝-50mm
为了不造成入射光线干扰，兼顾瞳孔缩放，减少瞳孔依赖，从中心向外，子曲面Ai的焦距fi绝对值依次增加；
在matlab中完成几何迭代法建模，根据子曲面Ai焦距fi和子曲面中心点位置Ai(yi，zi)，解出子曲面Ai的出射光线和光轴的夹角θi；
根据公式(4)求解出γ0，用γi表示任意一个子曲面Ai的法向方向与光轴夹角，通过γi得到子曲面Ai的法向量使用几何迭代法依次求解出光学主体1一条子午线上所有子曲面A0的法向量，结合子曲面A0的点坐标拟合出所有子曲面A0的包络面(如图4所示)，即自由曲面；
(3)车铣加工：根据自由曲面编写亲水材料的车床程序；利用金刚石单点切削技术，车加工出光学主体；编写铣床程序，铣削出光学主体1光学区的外形以及第一支撑襻2、第二支撑襻3的襻脚；
(4)抛光处理：使用低温滚筒抛光的方法，得到光学表面合格的人工晶状体；
(5)测试验证：在模拟眼系统中分析测试；
将本实施例后房有晶体眼人工晶状体导入ISO11979-2中要求的眼模型中，借助光学设备测试得到离焦MTF值。
可以理解的是，上述实施例中中心点和法向量均由两个点表示，是指在坐标系Y-Z中的坐标表示，此时，X坐标省略。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体，其特征在于，包括光学主体（1）、第一支撑襻（2）和第二支撑襻（3），所述光学主体（1）与第一支撑襻（2）、第二支撑襻（3）为一体式结构，采用同一材料，整体成型，光学主体（1）位于第一支撑襻（2）、第二支撑襻（3）之间；其特征在于，所述光学主体（1）由两个光学表面组成，一个光学表面为平面，另一个光学表面为具有拓展焦深功能的自由曲面；
所述光学主体(1)的上其中一个光学表面，满足自由曲面设计原理，其确定方法如下：以所述光学表面的顶点为原点O，以光轴为Z轴，建立任意的空间直角坐标系，所述坐标系的坐标轴X轴以及坐标轴Y轴与所述自由曲面相切；
所述自由曲面的设计过程为：
根据几何迭代法，将自由曲面分割为一组子曲面，使自由曲面离散化，该离散化的自由曲面由一组子曲面的包络面表示；所述自由曲面旋转对称，此处单独讨论一条子午线上的子曲面来代替所有子曲面；
已知自由曲面上的一个子曲面A 0，其入射光线矢量、法向向量分别为、；其中，子曲面A 0中心点的坐标为（y 0，z 0），θ 0为入射光线和光轴的夹角，γ0为子曲面A 0的法向方向与光轴的夹角；当入射光为平行光，即θ 0=0°时，入射光线矢量为；
当入射光线经过子曲面A 0发生折射后，聚焦到光轴上的焦点F处，焦点F坐标是（0，f 0），f 0为焦点F的焦距，根据子曲面A 0的焦点位置和光轴的几何关系得到子曲面A 0的出射光线和光轴的夹角θ 1，θ 1用公式表征为：
（1）
入射光线和光轴满足如下关系式：
（2）
式中，β 1为入射光线经过人工晶状体的入射角，β 2为出射光线经过人工晶状体的出射角，即入射角为入射光线和子曲面A 0法线的夹角，出射角为出射光线/>和子曲面A 0法线的夹角；
根据斯涅尔定律：
n 1sinβ 1=n 2sinβ 2（3）
其中，n 1、n 2分别为入射介质和出射介质的折射率，入射介质和出射介质的折射率为已知量，入射介质代表人工晶状体；联立公式（2）、（3）求解出子曲面A 0的法向方向与光轴夹角γ0，γ0表示为：
（4）
根据γ0得到子曲面A 0的法向向量；依次迭代求解出所有子曲面的法向向量，进而拟合出所有子曲面的包络面，即为自由曲面。
2.根据权利要求1所述一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体，其特征在于，所述光学主体（1）的焦距f 0由光学主体（1）的光焦度确定，光焦度范围为0D至-30D。
3.根据权利要求1所述一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体，其特征在于，所述光学主体（1）的有效光学区直径范围为4mm至6mm。
4.根据权利要求1所述一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体，其特征在于，所述光学主体(1)的扩展焦深范围为-1D到-2.5D。
5.根据权利要求1所述一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体，其特征在于，所述光学主体(1)由亲水性聚丙烯酸酯制成。
6.根据权利要求1所述一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体，其特征在于，所述光学主体(1)在35摄氏度下折射率为1.437。
7.根据权利要求1所述一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体，其特征在于，所述第一支撑襻(2)、第二支撑襻(3)的厚度均为0.08mm至0.15mm。
8.一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体的制造方法，用于制造权利要求1~7任一所述一种扩展焦深型后房有晶体眼人工晶状体，其特征在于，包括以下步骤：
S1：光学设计：确定光学主体(1)的光焦度、有效光学区直径和扩展焦深值；在zemax中建模，将离散前的自由曲面作为基础球面，优化出满足光学主体(1)光焦度需求的基础球面的曲率r，并根据光学主体(1)的光焦度计算出光学主体(1)的焦距范围f min~f max，
（5）
其中，f min、f max分别为光学主体(1)的最小焦距和最大焦距，φ、φ 扩分别为光学主体(1)的光焦度和扩展光焦度；
设置几何迭代次数i，将优化得到的基础球面离散化；人工晶状体旋转对称，得到一条子午线上的子曲面A 0的数量即为i，计算出所有子曲面A 0中心点的位置，用A i表示一条子午线上的任意一个子曲面，用（y i，z i）表示任意一个子曲面A 0中心点的位置，用f i表示任意一个子曲面A i的焦距，划分焦距范围f 1~fi，其中f 1到fi的绝对值依次增加；为了不造成入射光线干扰，兼顾瞳孔缩放，减少瞳孔依赖，从中心向外，子曲面A i的焦距f i绝对值依次增加；
在matlab中完成几何迭代法建模，根据子曲面A i焦距f i和子曲面中心点位置A i （y i，z i），解出子曲面A i的出射光线和光轴的夹角θi；
根据公式（4）求解出γ0，用γi表示任意一个子曲面A i的法向方向与光轴夹角，通过γi得到子曲面A i的法向量；使用几何迭代法依次求解出光学主体（1）一条子午线上所有子曲面A 0的法向量，结合子曲面A 0的点坐标拟合出所有子曲面A 0的包络面，即自由曲面；
S2：车铣加工：按照步骤S1设计的自由曲面，编写亲水材料的车床程序；利用金刚石单点切削技术，车加工出光学主体（1）；编写铣床程序，铣削出光学主体（1）光学区的外形以及第一支撑襻（2）、第二支撑襻（3）的襻脚；
S3：抛光处理：对人工晶状体使用低温滚筒抛光；
S4：测试验证：将人工晶状体在模拟眼系统中分析测试。
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| CN110022797A (zh) * | 2016-11-16 | 2019-07-16 | 塔特维姆有限责任公司 | 具有扩展焦深的人工晶状体 |
| CN113693780A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-26 | 麦得科科技有限公司 | 具有扩展景深的眼用透镜 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107072779A (zh) * | 2014-09-09 | 2017-08-18 | 斯塔尔外科有限公司 | 具有扩展的景深和增强的远距视力的眼科植入物 |
| CN110022797A (zh) * | 2016-11-16 | 2019-07-16 | 塔特维姆有限责任公司 | 具有扩展焦深的人工晶状体 |
| CN113693780A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-26 | 麦得科科技有限公司 | 具有扩展景深的眼用透镜 |
| CN114010371A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-02-08 | 天津世纪康泰生物医学工程有限公司 | 一种后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体 |
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