CN116125678A - 一种用于近视防控的隐形眼镜片的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于近视防控的隐形眼镜片的设计方法，属于隐形眼镜的设计及制备技术领域。本发明基于视光内公认的周边离焦性近视防控原理，及人眼的功能结构图，确定出了离焦量添加的区域范围，并在此基础上提出了满足要求的镜片设计方法，本发明采用使传统的隐形眼镜具有了周边离焦性近视的防控功能；本发明采用的离焦量添加方法，使曲线光滑，屈光度变化柔和，从而最大程度上保证了患者佩戴的舒适性；通过本发明，设计计算简单利于实际生产加工；本发明离焦量的添加区，经过严格推导，完全符合周边离焦性近视的防控原理；本发明根据周边离焦性近视防控原理最新的研究成果，在15‑20度视场之间离焦量最大。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于近视防控的隐形眼镜片的设计方法，属于隐形眼镜的设计及制备技术领域。
背景技术
目前，软性隐形眼镜具有材质较软，含水量较高，直径大，优点很明显，佩戴舒适、方便，满足工作、活动、交际需求。但软性隐形眼镜很少有近视防控性能的功能。
眼视光学研究表明，人眼周边成像在视膜后，如果这种状况长期存在，会引起眼轴增长，特别是针对青少年更为明显，从而加剧近视的发展，这就是所谓的周边离焦性近视。为了防控这种近视，常见的做法是在镜片的周边添加离焦量，从而把周边成像拉到视网膜前，消除周边离焦的诱因，从而达到近视防控的目的。
周边离焦防控研究表明：在视场角15-20度之间添加离焦量最为有效，超过这一范围，无论添加多少离焦量都几乎对近视防控没有影响。
有鉴于上述的缺陷，本发明以期创设一种用于近视防控的隐形眼镜片的设计方法，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于近视防控的隐形眼镜片的设计方法。使传统的隐形眼镜具有近视防控功能。
本发明的一种用于近视防控的隐形眼镜片的设计方法，包括如下步骤：
(1)确定镜片内侧曲率半径Rin；
(2)根据设计镜片的屈光度D来计算出前表面的曲率半径Rout；
(3)根据公式
计算出镜片前表面中心的弯度；
(4)指定离焦量dM,则镜片前表面离焦区的弯度为：Me＝Mc+dM；
(5)确定镜片剖面上的弯度分布函数：
(6)对于镜片剖面上任意点u，计算
其中n为材料折射率；
(7)根据上述计算出来的u及sinθ(u)计算曲率中心(ξ，η)；
其中：ξ(u)＝u-r(u)sinθ(u)；
(8)最后根据下式计算镜片剖面的矢高：
并根据计算结果确定实际镜片的矢高分布曲线，最终制得镜片。
进一步的，所述步骤(2)中，Rout＝(1000(n-1))/(D-(1000(n-1))/Rin)；
其中n为材料折射率。
进一步的，所述步骤(3)中n为镜片材料的折射率。
进一步的，所述步骤(5)中xc为中心区边界点，xp为过渡区边界点。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1、本发明采用使传统的隐形眼镜具有了周边离焦性近视的防控功能；
2、本发明采用的离焦量添加方法，使曲线光滑，屈光度变化柔和，从而最大程度上保证了患者佩戴的舒适性；
3、通过本发明，设计计算简单利于实际生产加工；
4、本发明离焦量的添加区，经过严格推导，完全符合周边离焦性近视的防控原理；
5、本发明根据周边离焦性近视防控原理最新的研究成果，在15-20度视场之间离焦量最大。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是眼睛的结构示意图；
图2是中心成像光路和周边成像光路示意图；
图3是隐形眼镜片功能分区图；
图4是本发明设计隐形眼镜的功能区示意图；
图5是实施例1镜片的剖面屈光度分布图；
图6是实施例1镜片的剖面矢高分布图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1是眼睛的结构示意图，从中可获得设计的一个关键参数，人眼瞳孔到人眼前表面的距离d＝3.09mm。
图2是中心成像光路和周边成像光路示意图。人眼的瞳孔正常为2-4mm左右，这里取3mm。则为了保证中心正常成像，隐形眼镜的中心3mm为正常有效光区，为了弥补周边离焦，从口径3mm以外逐渐添加离焦量，这里以20度视角为添加最大离焦量位置，即在镜片半径为：
处离焦量为最大。
从上面分析可知，设计的镜片要求从半径1.5mm开始到2.62mm之间逐渐添加离焦量，在2.62mm处达到最大。
隐形眼镜功能分区如图3所示：V为有效光区、P为过渡区、E为边缘。
本发明的方法就是在V区里面，从半径(1-2mm之间)1.5mm开始到(2.0-3.0mm之间)2.62mm之间完成离焦量的添加。从而使镜片具备周边离焦性近视的防控效果。通过本发明设计后的V区功能区或划分为图4所示的：中心区、过渡区和离焦区。
本发明的具体步骤可简述如下：
1.确定镜片内侧曲率半径Rin；
2.根据设计镜片的屈光度D来计算出前表面的曲率半径Rout；
3.根据公式
计算出镜片前表面中心的弯度；
4.指定离焦量dM,则镜片前表面离焦区的弯度为：Me＝Mc+dM
5.确定镜片剖面上的弯度分布函数：
其中xc为中心区边界点，xp为过渡区边界点。
说明：上述表达式是为了说明选取的一个简单表达式，实际上上述公式可是任意曲线。
6.对于镜片剖面上任意点u，计算
其中n为材料折射率；
7.根据上述计算出来的u及sinθ(u)计算曲率中心(ξ，η)；
其中：ξ(u)＝u-r(u)sinθ(u),
8.最后根据下式计算镜片剖面的矢高：
实施例1
利用本发明设计了一个实际的隐形眼镜镜片。设计时所用的参数如下：镜片内表面曲率半径Rin＝7.053mm；镜片外表面曲率半径Rout＝7.562mm。具体实施步骤如下：
1.确定镜片内侧曲率半径Rin＝7.053；
2.根据设计镜片的屈光度D来计算出前表面的曲率半径Rout＝7.562；
3.根据公式
计算出镜片前表面中心的弯度,这里所用折射率为n＝1.37；
4.指定离焦量dM＝2.00D,则镜片前表面离焦区的弯度为：Me＝Mc+dM＝48.9289+2.00＝50.9289
5.确定镜片剖面上的弯度分布函数：
其中xc为中心区边界点，xp为过渡区边界点。
说明：上述表达式是为了说明选取的一个简单表达式，实际上上述公式可以是任意曲线。
这里设定xc＝1.50mm，xp＝2.64mm
实际计算出的剖面曲线如图5所示。
6.对于镜片剖面上任意点u，计算
其中n＝1.37为材料折射率；
作为示例，此处计算了sinθ(0.5)＝0.066120。
7.根据上述计算出来的u及sinθ(u)计算曲率中心(ξ，η)；
其中：ξ(u)＝u-r(u)sinθ(u),
作为示例，此处计算了sinθ(0.5)＝0.066120，cosθ(u)＝0.997812，r(u)＝7.56199。
ξ＝3.584189e-12
η＝7.56199
8.最后根据下式计算镜片剖面的矢高：
最后实际的矢高分布曲线如图6所示，制得镜片。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于近视防控的隐形眼镜片的设计方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)确定镜片内侧曲率半径Rin；
(2)根据设计镜片的屈光度D来计算出前表面的曲率半径Rout；
(3)根据公式
计算出镜片前表面中心的弯度；
(4)指定离焦量dM,则镜片前表面离焦区的弯度为：Me＝Mc+dM；
(5)确定镜片剖面上的弯度分布函数：
(6)对于镜片剖面上任意点u，计算
其中n为材料折射率；
(7)根据上述计算出来的u及sinθ(u)计算曲率中心(ξ，η)；
其中：ξ(u)＝u-r(u)sinθ(u)；
(8)最后根据下式计算镜片剖面的矢高：
并根据计算结果确定实际镜片的矢高分布曲线，最终制得镜片。
2.根据权利要求1所述的一种用于近视防控的隐形眼镜片的设计方法，其特征在于：所述步骤(2)中，Rout＝(1000(n-1))/(D-(1000(n-1))/Rin)
其中n为材料折射率。
3.根据权利要求1所述的一种用于近视防控的隐形眼镜片的设计方法，其特征在于：所述步骤(3)中n为镜片材料的折射率。
4.根据权利要求1所述的一种用于近视防控的隐形眼镜片的设计方法，其特征在于：所述步骤(5)中xc为中心区边界点，xp为过渡区边界点。
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2022
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