CN207301528U - 一种固定补偿量的周边远视性离焦控制镜片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固定补偿量的周边远视性离焦控制镜片。包括二个折射表面，其中至少有一个折射表面为超环面，它的光学中心向周边区域的平均光焦度变化呈椭圆放射状态；镜片半口径10mm、20mm和30mm处X方向屈光度变化值与Y方向屈光度变化值的比值均为0.75～0.8：1。本实用新型提供的镜片表面在X轴方向、Y轴方向具有对称性，因此，有利于加工制造。临床配镜证明，该镜片既能对普通镜片的周边远视性离焦给予缓解，也能兼顾人眼的结构特点和对屈光度及散光度变化的容忍度，同时，还兼具了功能性和佩戴舒适性。

Description

一种固定补偿量的周边远视性离焦控制镜片

技术领域

本实用新型涉及一种非球面光学眼镜片，具体涉及一种固定补偿量的周边远视性离焦控制眼镜片。

背景技术

近视眼形成的原因比较复杂。人们为了防止近视眼的发生和发展，进行了各种不懈的努力，发现了一种周边视力控制技术，可以有效的防止近视眼的发生和近视度数的快速增加。

一般用单光镜就可以矫正近视。参见附图1，它是普通单光镜片矫正近视眼的示意图；从图中可以看到：在中心视力处的物像投影在视网膜上，但其外围却投影到视网膜后方。青少年在发育的过程中，在这样的情况下，眼球就会自动向后方生长，从而使视网膜成像在物像的焦点上。这时，眼球是在变长，也就使近视度数加深了。

普通近视镜片在矫正近视的时候，由于只针对中心视力进行最清晰矫正，这样同样的物体，经过矫正，正好投射到黄斑中心凹，保证了视力清晰。但是周边视网膜接受的物象则不是正好在视网膜上，而是成像在了视网膜后侧，也就会形成我们现在认为的远视性离焦，而远视性离焦，是目前眼科临床研究认可的引起近视加深的主要原因之一，因为视网膜后侧的远视性离焦会刺激眼轴往后侧生长，导致眼轴增长，近视进一步加深。而周边离焦控制镜片的设计则是通过反向的度数原理，让中心视野以外的镜片度数比中心区域更低，让物象投射到周边视网膜上，或者前部，参见附图2，它为周边远视性离焦控制镜片矫正近视眼示意图。周边远视性离焦控制镜片矫正近视眼可以起到减少远视性离焦出现的可能，从而斩断远视性离焦导致近视加深的这个原因，起到近视的有效控制作用。由图2可见，周边远视性离焦控制镜片在中心视力处图像投影到视网膜上，其外围投影到视网膜上或前方，可以最大化地避免前述眼球向后方生长的情况，避免眼轴变长而控制近视。这种镜片已经在澳大利亚和中国广州进行了临床效果研究，结果证实对6～16岁，近视度数在-0.75D～-3.50D以内，散光不超过-1.50D的儿童有确切的近视防控制效果。这种周边视力控制镜片较传统单光镜片延缓了30%的近视加深幅度。

目前市场上的周边远视性离焦控制镜片虽然数量众多，但大都存在周边离焦控制的补偿量不够合理的缺点。例如，中国实用新型专利《一种全离焦矫正眼镜片》（CN203164537U）将一个眼镜片进行复杂分区，其结果使得在中央光学区和周边光学区的交界线上，在中央光学区和渐变区的交界线上，在渐变区和周边光学区的交界线上，必然会出现光度突变的情况；另外，它还将多个凹透镜片和凸透镜片及平光镜片出现在一个眼镜片上，而在凹透镜片和凸透镜片的交界线上，在凹透镜片和平光镜片的交界线上，在平光镜片和凸透镜片的交界线上，也必然会出现光度突变的情况；这种具有屈光度突变的眼镜片是人眼绝对不可能接受的，因为如果戴上这种眼镜片，轻则使人感到头昏，眼花；重者会使人恶心，呕吐。这是人眼的生理特性决定了的客观规律，是任何人都无法违背的。同时，该全离焦矫正眼镜片用目前眼镜片的加工工艺是很难加工制造成形的。

发明内容

本实用新型针对现有周边远视性离焦控制镜片存在的不足，提供一种眼镜佩戴舒适性好，且易于加工的固定补偿量的周边远视性离焦控制镜片。

实现本实用新型发明目的的技术方案是提供一种固定补偿量的周边远视性离焦控制镜片，包括前后二个折射表面；镜片的光学中心向周边区域的平均光焦度变化呈椭圆放射状态，所述的二个折射表面中至少有一个折射表面为超环面，所述超环面由以下函数式确定：

，

式中：

Z是周边远视性离焦控制眼镜片超环面上点（X，Y）处的矢高，

Cx是周边远视性离焦控制眼镜片超环面基轴方向曲率，

Cy是周边远视性离焦控制眼镜片超环面柱轴方向的曲率，

Kx是周边远视性离焦控制眼镜片超环面基轴X方向园锥系数，

Ky是周边远视性离焦控制眼镜片超环面柱轴Y方向园锥系数，

A2n是周边远视性离焦控制眼镜片超环面高次项系数，A2n为A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16，

H是周边远视性离焦控制眼镜片超环面上点（X，Y）距离z 轴的距离，

；

镜片半口径10mm 、20mm和30mm处X 方向屈光度变化值与Y方向屈光度变化值的比值分别为M1、M2和M3，M1、M2和M3均为0.75～0.8：1。

本实用新型所述眼镜片为近视眼镜片。

镜片的后表面可以为球面；或其前表面为球面。

针对现有周边远视性离焦控制镜片存在的设计、加工复杂的缺陷，本实用新型将非球面设计技术应用于周边远视离焦控制镜片，所提供的非球面表面离开中心区后，通过屈光度的逐渐变化，使周边物象投射到视网膜上，或者前部，有效地缓解青少年近视者的近视度数的快速增加；同时，提供了眼镜佩戴的舒适度。

与现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下有益效果：

1、由于本实用新型提供的周边远视性离焦控制镜片表面在X方向和Y方向采用了不同的优化系数，因而增加了优化变量的数量，因此可以更有效的控制周边远视性离焦控制眼镜片表面在水平和竖直方向的屈光度变化量。

2、本实用新型提供的周边远视性离焦控制镜片在 Cx = Cy，且Kx = Ky 时，镜片表面是偶数非球面，具备全对称性质，在一般情况下，Cx ≠ Cy ，或者 Kx ≠ Ky 时，镜片表面仍然具有在X轴方向的对称性以及镜片在Y轴方向的对称性质，因此，有利于加工制造，对镜片的检测与一般球面镜片一样，不影响镜片度数的测量。

3、本实用新型提供的眼镜片还同时兼备厚度薄、重量轻、成像质量好等优点。

附图说明

图1是普通单光镜片矫正近视眼的示意图；

图2是周边远视性离焦控制镜片矫正近视眼的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的周边远视性离焦控制镜片在X方向和Y方向的屈光度分布图；

图4是本实用新型技术方案提供的周边远视性离焦控制眼镜片屈光度分布图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案作进一步的阐述。

实施例1

本实用新型旨在提出一种能够结合周边远视性离焦控制原理以及人眼对同一镜片上的屈光度和散光度变化量的适应能力的补偿量固定的周边离焦控制镜片。

本实施例以中国发明专利CN101650462A实施例提供的一般非球面眼镜片的数据作为初始数据（参见表1）进行优化，提供一种固定补偿量的周边远视性离焦控制眼镜片（参见表2）。

本实施例中，周边远视性离焦控制镜片表面上各点处的屈光度（QGD）可以用下述公式计算：

，

其中， ，

，

，

；

； ；；；。

上述公式中:

QGD是周边远视性离焦控制镜表面上（x,y）点处平均屈光度，

n是镜片材料折射率，

是周边远视性离焦控制眼镜片表面上点（x,y）处最大曲率，

是周边远视性离焦控制眼镜片表面上点（x,y）处最小曲率。

H是镜片上（x,y）点处平均曲率，

G是镜片上（x,y）点处高斯曲率，

p 是Z 对 x的偏导，

q 是Z 对 y的偏导，

r 是Z 对 x的二阶偏导，

s 是Z 对 x , y的混合偏导，

t 是Z 对 y 的二阶偏导。

中国发明专利CN101650462A提供的实施例数据参见表1。

表1：

。

本实施例提供的眼镜片的具体结构参数和像差参见表2。

表2

。

根据上述公式和表2的参数，计算得到：周边远视性离焦控制镜片在半口径20mm范围内各点处平均屈光度在X方向和Y方向的分布参见附图3；由图3得到：周边远视性离焦控制镜片在中心点处屈光度为 -4D ，延X方向到半口径10mm处屈光度均匀变为-3.85D；而在Y方向屈光度也由-4D均匀变为-3.81D。再延X方向从半口径10mm到20mm处，屈光度由-3.85D均匀变为-3.39D；而在Y方向屈光度也由-3.81D均匀变为-3.19D。由于周边远视性离焦控制镜片表面是在沿X方向和Y方向的对称图形，所以在全口径40mm（对应人眼的视场2W=70º）范围内，屈光度都是均匀变化，没有出现屈光度突变的情况。这说明，本实施例提供的周边远视性离焦控制镜片克服了现有技术存在的眼镜片屈光度突变的缺陷。

由图3计算得到，镜片半口径10mm 处，X方向平均光焦度变化量是:

-3.85D - (-4D) = 0.15D；

而Y方向平均光焦度变化量是:

-3.81D - (-4D) = 0.19D，

M1 = 0.15D / 0.19D = 0.79；

镜片半口径20mm 处，X方向平均光焦度变化量是:

-3.39D - (-4D) = 0.61D ；

而Y方向平均光焦度变化量是:

-3.19D - (-4D) = 0.81D，

M2 = 0.61D / 0.81D = 0.75；

按同样的计算方法可以得到镜片半口径30mm处，X方向平均光焦度变化量和Y方向平均光焦度变化量，其比值结果M3=0.77（参见表2）。

因此，根据上述数据可以判定，本实施例提供的周边远视性离焦控制眼镜片在20mm半口径范围内，最大平均光焦度变化量不大于1D。镜片半口径30mm范围内的水平方向光焦度变化值与垂直方向光焦度变化值始终保持为0.75～0.8/1的比率。

从表2可以看到，周边离焦补偿系数 M1=0.79，M2=0.75,M3=0.77,保持为0.75 / 1～0.8/1的比率范围之内。现代医学研究表明，人眼水平方向（X方向）的视场角较大，竖直方向（Y方向）的视场角较小，二者的比例大致在75%～80%之间。像差具有随着视场角的扩大而迅速增大的特性，对于同一个眼镜片来说，使用的视场角越大，它的像差就越大。因此，人眼对于瞳孔左右两侧像差的容忍度低于上下位置的像差，依据人体工程学原理，本实用新型提供的镜片具有提升实际佩戴舒适度的效果。

参见附图4，它是本实用新型技术方案提供的周边远视性离焦控制眼镜片屈光度分布图；由图4可见，镜片屈光度分布图呈椭圆形，在实际佩戴中瞳孔点未能对准镜片而引起的非对称像差的情况下，从光学中心向外呈椭圆形的屈光度变化分布相对于传统非球面的旋转对称设计可以适当减少左右两侧的像差，从而降低因实际佩戴位置不准而造成的不舒适感，可以有效解决近视眼的发生以及近视度数快速增加的问题。“周边远视性离焦控制眼镜片”也可以称为“高次双圆锥非球面眼镜片”。周边远视性离焦控制眼镜片不仅具有可以有效防止近视眼的发生以及防止近视度数快速增加的特点，而且这种眼镜片还具有成像清晰度高，镜片薄，重量轻，佩戴舒适的优点。

同样，由表1与表2的参数和像差结果对比可以看到，优化前0.7视场2W=49.50°处，弥散斑大小是 81.3微米，优化后弥散斑大小是 3.7微米；全视场2W=70°处，优化前，弥散斑大小是 121.7微米，优化后弥散斑大小是 3.5微米。由此可见，优化后周边远视性离焦控制眼镜片的成像清晰度明显优于一般的非球面眼镜片。

综上所述，本实用新型技术方案通过控制周边离焦补偿系数 M1，M2，M3得到的周边远视性离焦控制镜片，克服了现有技术存在的眼镜片屈光度突变的缺陷，与普通非球面设计的镜片相比提升了镜片成像质量。本实施例提供的镜片的各项指标均大大优于现有技术。

Claims (4)

1.一种固定补偿量的周边远视性离焦控制眼镜片，包括前后二个折射表面，其特征在于：镜片的光学中心向周边区域的平均光焦度变化呈椭圆放射状态，所述的二个折射表面中至少有一个折射表面为超环面，所述超环面由以下函数式确定：

，

式中：

Z是周边远视性离焦控制眼镜片超环面上点（X，Y）处的矢高，

Cx是周边远视性离焦控制眼镜片超环面基轴方向曲率，

Cy是周边远视性离焦控制眼镜片超环面柱轴方向的曲率，

Kx是周边远视性离焦控制眼镜片超环面基轴X方向园锥系数，

Ky是周边远视性离焦控制眼镜片超环面柱轴Y方向园锥系数，

A2n是周边远视性离焦控制眼镜片超环面高次项系数，A2n为A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16，

H是周边远视性离焦控制眼镜片超环面上点（X，Y）距离z 轴的距离，

；

镜片半口径10mm 、20mm和30mm处X 方向屈光度变化值与Y方向屈光度变化值的比值分别为M1、M2和M3，M1、M2和M3均为0.75～0.8：1。

2.根据权利要求1所述的一种固定补偿量的周边远视性离焦控制眼镜片，其特征在于：所述眼镜片为近视眼镜片。

3.根据权利要求1所述的一种固定补偿量的周边远视性离焦控制眼镜片，其特征在于：所述后表面为球面。

4.根据权利要求1所述的一种固定补偿量的周边远视性离焦控制眼镜片，其特征在于：所述前表面为球面。