CN117970664A - 一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，将微柱面以周向扇形阵列形式分布于镜片的表面。眼镜片设有中央光学区，该区域内没有微柱面结构分布，可以提供视觉矫正所需的屈光力，满足视光处方要求且像质优良。眼镜片的中央光学区以外是有微柱面以周向扇形阵列排布的调控区，微柱面的屈光力是在光学区屈光力的基础上调制的。微柱面阵列的光学作用是在成像波面中产生低频扰动，为戴镜眼引入高阶像差，使周边视场成像出现模糊，长期佩戴可以起到延缓近视进展的作用，本发明提供的微柱面分布设计形式多样，可以单一周期调制，也可以分环带多周期调控，实现从径向分布、周向排列、屈光力控制等多维度对视网膜像面的成像质量进行深度调制，满足不同人群的屈光矫正与近视缓控需求。

Description

一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片

技术领域

本发明涉及光学镜片的设计与加工技术领域，具体涉及一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片。

背景技术

传统框架镜片以矫正戴镜者双眼屈光不正、提供优质视觉质量为目标，但是，对于处生长发育阶段的近视不具备调控其进一步发展的效果。由于我国近视人群越发趋向于低龄化、普遍化，传统的框架镜片已经不能满足控制青少年儿童近视进展的强烈市场需求。因此，传统框架镜片的设计正积极寻求转变，设计者尝试结合近视缓控的理论开发新型功能性框架镜片，期望能实现对近视发展的主动控制。近期已有多项研究表明特殊设计的周边离焦型功能性框架镜片能一定程度上控制青少年儿童的近视进展，其作用原理可能与周边视野模糊机制有密切关联。

早期市场上的近视缓控型框架镜片是以周边连续离焦型镜片为代表。这类镜片的特征在于中央区保留了传统框架镜片矫正屈光不正的功能，而在周边区达成面型曲率的径向连续性改变，外观与传统单光镜片相似但能兼具一定近视缓控作用。此类镜片的典型缺陷是球镜屈光力的连续性变化会导致镜片表面主曲率差异的出现，从而引入不必要的像散像差以及视觉放大率的连续改变，会导致戴镜后全视野内出现视物扭曲和畸变，使配戴者视觉质量降低、体验感欠佳。

随着近视缓控理论研究的逐渐深入，目前市场上也出现数款新型的近视缓控功能型框架镜片。区别于早期的周边连续离焦型镜片，这类新型功能性镜片的特征在于镜片的周边区采用离焦微透镜和传统非微透镜这两种结构同时存在且交替分布的设计。通过在周边区域一体式引入特殊结构设计的微透镜，使光线在透过特殊设计的微透镜成像时聚焦于视网膜的前方，但光线透过非微透镜部分时则常规成像于视网膜上。这种镜片引入的特殊结构可以分为两类：其一为圆形或正六边形微透镜，以设定序列分散布置于旁周边区，目的是将微透镜覆盖处的像在眼睛视网膜上时成弥散圆；其二为环带柱面微结构，按同心圆方式规则嵌套排布形成径向阵列，可以为戴镜眼引入径向离焦和高阶像差，实现周边视场的规则散光和非规则像散并存。上述两种周边离散型多点离焦设计符合当前关于近视缓控的周边视野模糊机制，能达到延缓近视进展的目的，但必须考虑到微结构在区域内的面积填充率，才能保证镜片发挥效用，同时不引起全视野模糊、调节紊乱等视觉问题。

不论为传统框架镜片引入的是微透镜还是微柱镜，现有微结构在镜片表面的排布都是按照固定周期布置，结构设计也相对单一。更加多样化、更高效的微结构排布设计还有待进一步挖掘，它们在成像方面的特性和在近视进展缓控方面的作用也有待深入验证。

发明内容

为了解决现有技术的缺陷与不足，本发明提供了一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，在保证充分的屈光矫正效果的同时实现对视网膜上成像效果的多维度深度调制，具备潜在的抑制屈光不正发展的作用。在具体应用方面，根据本发明实施的眼镜片可以为近视发展较迅速或远视储备不足的青少年儿童提供抑制近视过快发展兼具矫正屈光不正的作用。

本发明采用的技术解决方案是：一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，所述的镜片表面沿径向至少设置有1个调控区域，所述的镜片表面的中间设有中央光学区，每个所述的调控区域与中央光学区均同心设置，每个所述的调控区域内沿圆周方向均周期性排布有扇形分区，所述的扇形分区环绕镜片的几何中心排列，所述的扇形分区内沿径向设置有第一子单元和第二子单元，所述的第一子单元和第二子单元之间间隔设置，所述的第一子单元和第二子单元之间的边界是连续的，所述的边界的起点为该调控区域内侧的内缘，终止点为该调控区域外侧的外缘，所述的第一子单元提供与中央光学区相同的屈光力，所述的第一子单元为非微柱面填充区，所述的第二子单元为具有附加微柱面的柱镜屈光力的微柱面填充区。

所述的调控区域和中央光学区可以是一体成形的，也可以是分体成形后再进行拼接组合并贴敷于镜片基底上。

在同一扇形分区中，第二子单元的微柱面轴向可以是连续的，也可以是非连续的，第二子单元的微柱面面型可以是连续的，也可以是非连续的。

所述的扇形分区内周期性的间隔分布有第一子单元和第二子单元，所述的第二子单元的微柱面填充区与相邻的第一子单元的非微柱面填充区的弧度比Rad1/Rad2是恒定的。

所述的调控区域设置在镜片的前表面或后表面。

同一个调控区域内所述的第二子单元内的微柱面的分布为表面径向连续填充或表面径向非连续填充。

所述的微柱面的分布为固定径向分布周期的表面径向非连续填充或渐变的径向分布周期表面径向非连续填充。

所述的调控区域内的同一环带内的第一子单元与第二子单元的边界的形态相同。

所述的中央光学区与调控区域之间以及调控区域与调控区域之间均为表面光滑连续。

所述的第一子单元与第二子单元的边界为圆弧线、辐射型直线或螺旋线。

所述的中央光学区与调控区域之间以及调控区域与调控区域之间的边界为圆弧形或被圆弧形包含的正多边形。

所述的正多边形的的边缘为直线线段、波浪线线段或折线线段。

所述的第一子单元和第二子单元之间的边界向镜片内侧延伸的轨迹终点在镜片几何中心为圆心的圆上。

所述的调控区域内沿径向周期性的设有若干的环带微柱面周向扇形阵列结构，所述的环带微柱面周向扇形阵列结构在径向上为不连续的。

所述的环带微柱面周向扇形阵列结构的径向周期性包括固定性周期或渐变性周期。

所述的环带微柱面周向扇形阵列结构与第二子单元的微柱面填充区内的微柱面相互串通形成以镜片几何中心为圆点的嵌套的同心圆。

所述的微柱面填充区的附加微柱面的柱镜屈光力可为负的柱镜度。

所述的调控区域在径向方向上按照不同的半径可以划分环带区域，每个环带区域内可以有独立的周期性扇形分区。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，将微柱面以周向扇形阵列形式分布于镜片的表面。眼镜片设有中央光学区，该区域内没有微柱面结构分布，可以提供视觉矫正所需的屈光力，满足视光处方要求且像质优良。眼镜片的中央光学区以外是有微柱面以周向扇形阵列排布的调控区，微柱面的屈光力是在光学区屈光力的基础上调制的。微柱面阵列的光学作用是在成像波面中产生低频扰动，为戴镜眼引入高阶像差，使周边视场成像出现模糊，长期佩戴可以起到延缓近视进展的作用，本发明提供的微柱面分布设计形式多样，可以单一周期调制，也可以分环带多周期调控，实现从径向分布、周向排列、屈光力控制等多维度对视网膜像面的成像质量进行深度调制，满足不同人群的屈光矫正与近视缓控需求。本发明实施的眼镜片在正确安装后，微柱面所覆盖的区域会将像聚焦在眼睛视网膜的前方或后方，聚焦的像面位置由微柱面的屈光力所决定，而非微柱面填充的区域则将像面聚焦于视网膜上。微柱面与非微柱面间隔、规律周期排列可以实现在视网膜上和视网膜前（和/或后）的同时成像，达到对视网膜上的像面质量深度调制的目的，防止出现多重像面导致调节紊乱。同时，镜片调控区的上述调制方式深度契合周边视野模糊可能延缓近视发展的理论机制，发挥近视缓控兼具视力矫正的效果。此外，还可以根据个人的近视调控需求与审美需求，进一步定制合适的微结构分布设计，实现产品的多样化与个性化。

附图说明

图1是本发明实施例1平面结构示意图。图2是本发明实施例2平面结构示意图。图3是本发明实施例3平面结构示意图。图4 是本发明实施例4平面结构示意图。其中1-第二子单元，2-第一子单元，3-环带微柱面周向扇形阵列结构，4-中央光学区。

具体实施方式

以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图和下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

根据图1、图2、图3和图4所实施的眼镜片，其中，在指定半径R1范围以内为眼镜片的中央光学区，该区域内没有微柱面分布，可以提供视觉矫正所需的屈光力。在指定半径R1范围以外为调控区，区域中设有微柱面，标记为1的所在区域即为微柱面填充区，标记为2的区域为非微柱面填充区，无微柱面分布。如图1、图2、图3和图4所示，每个微柱面1自半径R1处为起始，与非微柱面填充区2交替地以周向扇形阵列的形式离散分布于镜片表面，形成一个个相对独立的扇形分区，所有的扇形分区全部环绕镜片的几何中心排列在调控区。

根据图1、图2、图3和图4所实施的眼镜片，其中，镜片的微柱面1的屈光力是在中央光学区屈光力的基础上调制的，其附加柱镜屈光力可以是正的柱镜度，也可以是负的柱镜度，其轴向可以是连续的，也可以是非连续的。标记为2的非微柱面填充区则与中央光学区有相同的屈光力。此时，微柱面所填充的区域1形成的子波面会为成像波面引入额外的高阶像差，对像面产生低频扰动，所有子波面最终在中央光学区的工作焦面相互叠加，形成相对中央光学区模糊的周边视觉图像。技术人员可以通过调整微柱面1的附加柱镜屈光力大小，达到深度调制周边视觉图像模糊程度的目的。如图1、图2、图3和图4所示，此时，调控区的周向扇形阵列结构设置于眼镜片的前表面（即凸面），但也可以设置于镜片的后表面（即凹面）。眼镜片上的周向扇形阵列和中央的光学区是一体成形的，两个工作区域之间表面光滑连续，但也可以是分体成形后再在镜片表面进行拼接组合并贴敷于镜片上。

实施例1

图1是根据本发明实施的眼镜片第一种可能示例。如图1所示，此时的微柱面面型表现为径向连续性，在调控区的同一扇形分区中，微柱面填充区与非填充区的边界是圆弧，它们面型曲率的径向实际起始点是半径为R1的圆弧，实际终止点是镜片的外缘。所有扇形分区向镜片内侧延伸的轨迹终点在镜片几何中心为圆心的圆上。如图1所示，此时轨迹终点所在圆的半径为0，但是当轨迹终点所在圆的半径大于0时，微柱面填充区与非填充区的边界延伸轨迹会与该圆相切。此时，调控区的每个标记为1的微柱面，自镜片半径R1起直至镜片外缘为止，在径向上表现为面型连续性、边界圆弧形，在周向上表现为与非微柱面填充区2交替周期分布。

如图1所示，在相同半径R的圆周处，微柱面填充区1与相邻的非填充区2的弧度比Rad1/Rad2保持不变，即，微柱面在相同半径R的圆周上，填充率保持相同。技术人员通过控制半径R圆周处的Rad1/Rad2弧度比，调整微柱面1的填充率，是本发明调制波面到达视网膜时像面清晰程度的手段之一。此时，在同一扇形分区中的微柱面1的面型是连续的，轴向也是连续的，但会随微柱面1在扇形分区的分布变化而变化。

实施例2

图2是根据本发明实施的眼镜片第二种可能示例。如图2所示，此时镜片表面的微柱面1，在镜片的整个调控区内也呈径向连续性分布。如图2所示，该镜片与图1所制镜片外观上的不同在于，在同一扇形分区中，微柱面填充区1与非微柱面填充区2的边界是直线型。即，此时的微柱面，自镜片半径R1起直至镜片外侧边缘为止，在径向上表现为连续性、直线辐射型，在周向上仍然表现为与非微柱面填充区2交替周期分布。如图2所示，在相同半径R圆周处，微柱面的填充率是相同的。在同一扇形分区中，微柱面的面型是连续的，其轴向也是连续的，方向统一为沿镜片的径向子午线方向指向镜片几何中心，但也可以统一逆向朝外。实施例3

图3是根据本发明实施的眼镜片第三种可能示例，是图1所示镜片调控区的一种形变可能。如图3所示，微柱面1在镜片整个调控区内，表现为径向周期性的环带微柱面周向扇形阵列结构。即，镜片表面的微柱面自镜片半径R1起直至边缘为止，在径向分布上是不连续的，呈周期性的环带分布。如图3所示，此时镜片表面的微柱面在径向分布上表现为固定性周期，但实际根据本发明实施时，也可以在径向分布上表现为渐变性周期。技术人员可以根据实际调制成像像面清晰度需求，通过设定径向分布周期来改变微柱面的填充率。

如图3所示，在整个镜片的调控区，在相同半径R圆周处，微柱面的填充沿圆周方向同样具有周期性，微柱面填充区1与相邻的非填充区2的弧度比Rad1/Rad2保持不变，即，微柱面在相同半径R的圆周上，填充率保持相同。此时，将半径R圆周处的微柱面相互串通，可以形成以镜片几何中心为圆点的嵌套的同心圆。如图3所示，在同一扇形分区中，环绕镜片几何中心排列的微柱面填充区1与非填充区2的边界是圆弧形，平滑延伸的轨迹终点在镜片几何中心。技术人员也可以根据实际调制需求，设置轨迹终点落在以镜片几何中心为圆心、半径R大于0的圆的相切点上。此时，在同一扇形分区中的微柱面1的面型是非连续的，其轴向也是非连续的。

实施例4：

图4是根据本发明实施的眼镜片第四种可能示例。与图3所制镜片相同的是，微柱面1在整个扇形分区内，同样表现为具有径向周期性的环带微柱面周向扇形阵列结构。在同一扇形分区中，微柱面1的面型是非连续的，微柱面的轴向也是非连续的。与图3所制镜片的区别在于，在同一扇形分区中，环绕镜片几何中心排列的微柱面填充区1与非填充区2的边界是直线辐射型的，平滑延伸后的轨迹终点此时同样在镜片几何中心。

实施例5

以上述实施例1-4的描述为基础，将调控区域在径向方向上按照不同的半径划分环带区域，以分层嵌套方式组合实施的镜片也是本发明的构思之一，同样落入本发明公开的范围。比如，以图1所示镜片样式为基础，将半径R1的中央区以外的调控区分为2层，图1样式的微柱面周向扇形阵列限制在第一层调控区内，可以在其外侧嵌套图3样式的微柱面阵列结构。微柱面的屈光力在同层环带调控区内保持相同。但第一层调控区的微柱面与接壤的第二层调控区的微柱面，在屈光力上可以表现相同，也可以不同，在轴向上可以表现相同，也可以不同。第一层调控区与第二层调控区接壤的边界，可以是圆弧，也可以是正多边形，正多边形的边缘并不限定是直线线段，还可以是波浪线线段或其他形式的折线形式等等。

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 (15)

1.一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于，所述的镜片表面沿径向至少设置有1个调控区域，所述的镜片表面的中间设有中央光学区，每个所述的调控区域与中央光学区均同心设置，每个所述的调控区域内沿圆周方向均周期性排布有扇形分区，所述的扇形分区环绕镜片的几何中心排列，所述的扇形分区内沿径向设置有第一子单元和第二子单元，所述的第一子单元和第二子单元之间间隔设置，所述的第一子单元和第二子单元之间的边界是连续的，所述的边界的起点为该调控区域内侧的内缘，终止点为该调控区域外侧的外缘，所述的第一子单元提供与中央光学区相同的屈光力，所述的第一子单元为非微柱面填充区，所述的第二子单元为具有附加微柱面的柱镜屈光力的微柱面填充区。

2.根据权利要求1所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于，所述的扇形分区内周期性的间隔分布有第一子单元和第二子单元，所述的第二子单元的微柱面填充区与相邻的第一子单元的非微柱面填充区的弧度比Rad1/Rad2是恒定的。

3.根据权利要求1所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于，所述的调控区域设置在镜片的前表面或后表面。

4.根据权利要求1所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于，同一个调控区域内所述的第二子单元内的微柱面的分布为表面径向连续填充或表面径向非连续填充。

5.根据权利要求4所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于，所述的微柱面的分布为固定径向分布周期的表面径向非连续填充或渐变的径向分布周期表面径向非连续填充。

6.根据权利要求1所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于，所述的调控区域内的同一环带内的第一子单元与第二子单元的边界的形态相同。

7.根据权利要求1所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于，所述的中央光学区与调控区域之间以及调控区域与调控区域之间均为表面光滑连续。

8.根据权利要求6所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于，所述的第一子单元与第二子单元的边界为圆弧线、辐射型直线或螺旋线。

9.根据权利要求1所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于，所述的中央光学区与调控区域之间以及调控区域与调控区域之间的边界为圆弧形或被圆弧形包含的正多边形。

10.根据权利要求9所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于，所述的正多边形的的边缘为直线线段、波浪线线段或折线线段。

11. 根据权利要求8所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于， 所述的第一子单元和第二子单元之间的边界向镜片内侧延伸的轨迹终点在镜片几何中心为圆心的圆上。

12. 根据权利要求8所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于， 所述的调控区域内沿径向周期性的设有若干的环带微柱面周向扇形阵列结构，所述的环带微柱面周向扇形阵列结构在径向上为不连续的。

13. 根据权利要求12所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于， 所述的环带微柱面周向扇形阵列结构的径向周期性包括固定性周期或渐变性周期。

14.根据权利要求12所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于，所述的环带微柱面周向扇形阵列结构与第二子单元的微柱面填充区内的微柱面相互串通形成以镜片几何中心为圆点的嵌套的同心圆。

15.根据权利要求1所述的一种具有周向扇形阵列形式排布的微柱面结构的镜片，其特征在于，所述的微柱面填充区的附加微柱面的柱镜屈光力可为负的柱镜度。