CN220001721U - 一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型请求保护一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置，包括柱状结构的模拟眼主体，所述模拟眼主体由高折射率材料制成；所述模拟眼主体的前后两侧分别设有前表面与后表面，所述后表面的曲率半径大于前表面的曲率半径；所述模拟眼主体的口径≥2LtanΦ，其中L为模拟眼的长度，Φ为入射光的折射角。实用新型用于眼科离焦测量设备通过对前表面与后表面的曲率半径、模拟眼主体的折射率、口径大小及长度大小的优化设计，确定各个参数之间的最优组合，实现了该模拟眼装置能够验证视网膜周边范围内任意一点的屈光状态，此外这种模拟眼装置用于近视离焦或远视离焦。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及眼科离焦测量设备技术领域，具体涉及一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置。
背景技术
离焦镜片是目前近视防控的有效手段之一，眼科专家不止专注于视网膜中心的屈光状态，视网膜整个球面的屈光状态对青少年近视防控都起到至关重要的作用，裸眼及戴镜后视网膜中央屈光度及周边离焦量的精准测量是衡量离焦镜片近视防控效果的关键参数，若能直观地展示视网膜不同位置的具体度数，为实现个性化精准配镜及近视精准防控奠定了重要的基础。
现有验光仪所用的标准模拟眼由于其口径较小以及折射率较低，导致其只能测量视轴上的屈光状态，对视网膜周边范围内的屈光状态无法验证其准确性。
实用新型内容
为此，本实用新型提供一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置，以测量视网膜周边范围内的屈光状态。
一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置，包括柱状结构的模拟眼主体，所述模拟眼主体由高折射率材料制成；所述模拟眼主体的前后两侧分别设有前表面与后表面，所述前表面为球面，所述后表面为曲率半径大于前表面曲率半径的球面或平面；所述模拟眼主体的口径≥2LtanΦ，其中L为模拟眼的长度，Φ为入射光的折射角。
进一步的，所述模拟眼主体的折射率为n>＝1.90。
进一步的，所述模拟眼主体的折射率n为1.90～2.00。
进一步的，所述前表面的曲率半径为20-30mm。
进一步的，所述后表面为磨砂表面，且其表面涂植黑漆，用于模拟人眼视网膜。
进一步的，所述模拟眼主体实现测量的最大屈光度大于±20D。
进一步的，模拟眼的长度L由前表面曲率半径、材料折射率和模拟眼视轴上的屈光度决定；
前表面曲率半径越大，长度L越长；材料折射率越大，长度L越短；近视下的屈光度越大，长度L越长，远视下的屈光度越大，长度L越短。
本实用新型实施例具有如下优点：
本实用新型实施例所述的一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置采用由高折射率材料制成模拟眼主体，用于缩小光线射入模拟眼主体的折射角，减小了模拟眼装置的长度；同时缩小不同入射角的光线射到模拟眼后表面上焦点的变化范围，限制了口径大小，不仅能够测量出视网膜周边大范围内的离焦状态，还优化了模拟眼装置设计。
本实用新型实施例所述的一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置通过前表面的曲率半径大小来限制折射角的变化范围，强化缩小折射角的变化范围，进一步优化了模拟眼装置的长度设计。
本实用新型实施例所述的一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置通过前表面的曲率半径、折射率和所设计的模拟眼视轴上的屈光度导入zemax设计软件得到模拟眼的最优长度，再通过折射率与最优的模拟眼长度得到最优的模拟眼口径，将模拟眼的空间利用率提高到最大程度。最终使这种模拟眼装置能够验证视网膜周边范围内任意一点的屈光状态，此外这种模拟眼装置可用于近视离焦或远视离焦。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本实用新型实施例所述的一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置的结构示意图；
图2为本实用新型另一种实施例所述的一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置的结构示意图；
图3为本实用新型另一种实施例所述的一种用于眼科离焦测量设备的不同折射率材料的折射光线图。
1、模拟眼主体；2、前表面；3、后表面；4、模拟眼主体的长度L；5、模拟眼主体的口径；6、0°视场光线；7、-40°视场光线；8、﹢40°视场光线；9、高折射率材料折射光线；10、低折射率材料折射光线。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过市售获得的常规产品。
如图1-2所示，一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置，包括柱状结构的模拟眼主体1，所述模拟眼主体1由高折射率材料制成，本实施例中模拟眼主体1的折射率为n>＝1.90，进一步的，所述折射率优选于n＝1.90～2.00，缩小光线射入模拟眼主体1的折射角，即缩小不同入射角的光线射到模拟眼后表面3上焦点的变化范围，能够控制模拟眼主体1的长度以及口径大小，实现模拟眼能够测量出视网膜周边大范围内的离焦状态。
所述模拟眼主体1的前后两端分别设有前表面2与后表面3，前表面2为球面，所述后表面3为曲率半径大于前表面2曲率半径的球面或平面，使后表面3的面型便于加工，即模拟眼主体1为前表面2为球面，后表面3为平面或球面的圆柱体。若前表面2曲率半径太小，由于镜片加工工艺限制了模拟眼的口径，则无法实现大角度(如±40°)范围的屈光测量；若前表面2曲率半径过大，则导致模拟眼长度较长和/或模拟眼口径较大，因此本实施例前表面2的曲率半径优选为20～30mm。如图1中所示，模拟眼主体1内的折射光线中，中间的折射光线为0°视场光线6，向下倾斜的折射光线为-40°视场光线7，向上倾斜的折射光线为﹢40°视场光线8。
所述前表面2为光滑球面，用于模拟人眼角膜。所述后表面3为磨砂表面，且其表面涂植黑漆，用于模拟人眼视网膜。
所述模拟眼主体1的口径5范围为≥2LtanΦ，其中L为模拟眼的长度，Φ为折射角。以光线入射角度为40°角、模拟眼的材料折射率为n为例，计算模拟眼主体1的口径最优值，根据折射率为n可以计算出射入模拟眼主体1的光线的折射角Φ＝arcsin(sin 40°/n)，则模拟眼主体1的口径5大小需要≥2LtanΦ，其中口径5的最小值＝2Ltan【arcsin(sin40°/n)】。
模拟眼的长度4
模拟眼的长度L由前表面曲率半径、材料折射率和模拟眼视轴上的屈光度决定；
前表面曲率半径越大，长度L越长；材料折射率越大，长度L越短；近视下的屈光度越大，L越长，远视下的屈光度越大，L越短。
如图3所示，高折射率材料折射光线9会聚焦点在前，因此使用高折射率材料模拟眼长度较短；低折射率材料折射光线10焦点会聚在后，因此如果采用低折射率材料会导致模拟眼长度较长。下面结合具体实例展示应用所述用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置在不同屈光度下测量视网膜周边离焦状态的实现结构。
实验1
取模拟眼的设计波长为840nm。
zemax软件中视场角设为±40°。
因测量人眼离焦量需散瞳，因此模拟眼设计的入瞳大小为10mm。
模拟眼主体1材料采用ZF88玻璃，折射率为1.95。
如图1所示，前表面2曲率半径为20mm，后表面3为平面。
模拟眼的口径5为2LtanΦ，根据表1中的长度值计算。长度值通过将前表面2曲率半径、折射率和所设计的模拟眼视轴上的屈光度输入zemax软件得到。
如表1所示，列举出不同屈光度(视轴和周边)离焦模拟眼装置的光学设计参数。
| 序号 | 0°离焦量/D | 10°离焦量/D | 20°离焦量/D | 30°离焦量/D | 40°离焦量/D | 长度/mm |
| 模拟眼1 | 0 | -0.78 | -3.13 | -7.22 | -13.84 | 41.816 |
| 模拟眼2 | -2.5 | -3.27 | -5.62 | -9.81 | -16.76 | 44.182 |
| 模拟眼3 | -5 | -5.77 | -8.14 | -12.46 | -19.80 | 46.817 |
| 模拟眼4 | -10 | -10.79 | -13.28 | -18.01 | -26.42 | 53.087 |
| 模拟眼5 | -15 | -15.52 | -17.13 | -19.94 | -24.26 | 61.658 |
| 模拟眼6 | +2.5 | +1.71 | +0.669 | -4.72 | -11.08 | 39.681 |
| 模拟眼7 | +5 | +4.19 | +1.78 | -2.25 | -8.41 | 37.747 |
| 模拟眼8 | +10 | +9.14 | +6.61 | +2.54 | -3.33 | 34.378 |
| 模拟眼9 | +15 | +14.07 | +11.39 | +7.20 | +1.45 | 31.549 |
| 模拟眼10 | +20 | +18.99 | +16.11 | +11.74 | +6.00 | 29.144 |
| 模拟眼11 | +25 | +23.89 | +20.79 | +16.17 | +10.36 | 27.077 |
表1实验1中模拟眼装置针对不同屈光度离焦状态的光学参数
实验2
实验2中除以下变化外，其余均与实验1相同：
如图2所示，模拟眼主体1的后表面3设为曲率半径为50mm的球面模拟眼的口径5等于2LtanΦ，根据表2中的长度值计算。
| 序号 | 0°离焦量/D | 10°离焦量/D | 20°离焦量/D | 30°离焦量/D | 40°离焦量/D | 长度/mm |
| 模拟眼12 | 0 | -0.62 | -2.49 | -5.65 | -10.30 | 41.816 |
| 模拟眼13 | -2.5 | -3.10 | -4.96 | -8.04 | -12.64 | 44.187 |
| 模拟眼14 | -5 | -5.59 | -7.38 | -10.43 | -14.97 | 46.84 |
| 模拟眼15 | -10 | -10.57 | -12.26 | -15.19 | -19.62 | 53.231 |
| 模拟眼16 | -15 | -15.54 | -17.15 | -19.96 | -24.28 | 61.663 |
| 模拟眼17 | +2.5 | +1.87 | -0.04 | -3.27 | -7.97 | 39.684 |
| 模拟眼18 | +5 | +4.35 | +2.40 | -0.88 | -5.63 | 37.754 |
| 模拟眼19 | +10 | +9.33 | +7.29 | +3.9 | -0.94 | 34.397 |
| 模拟眼20 | +15 | +14.30 | +12.17 | +8.67 | +3.74 | 31.573 |
| 模拟眼21 | +20 | +19.27 | +17.05 | +13.42 | +8.4 | 29.165 |
| 模拟眼22 | +25 | +24.2 | +21.88 | +18.13 | +13.03 | 27.088 |
表2实验2中模拟眼装置针对不同屈光度离焦状态的光学参数
通过实验1与实验2的数据可知，本实用新型的模拟眼装置可以测量视轴或视网膜周边范围内(入射角度不限)任意一点的屈光状态。而且模拟眼主体可实现测量的最大屈光度大于±20D。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置，其特征在于：包括柱状结构的模拟眼主体，所述模拟眼主体由高折射率材料制成；
所述模拟眼主体的前后两端分别设有前表面与后表面，所述前表面为球面，所述后表面为曲率半径大于前表面曲率半径的球面或平面；
所述模拟眼主体的口径≥2LtanΦ，其中L为模拟眼的长度，Φ为入射光的折射角。
2.根据权利要求1所述的一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置，其特征在于，所述模拟眼主体的折射率n>＝1.90。
3.根据权利要求2所述的一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置，其特征在于，所述模拟眼主体的折射率n为1.90～2.00。
4.根据权利要求1所述的一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置，其特征在于：所述前表面的曲率半径为20-30mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置，其特征在于，所述后表面为磨砂表面，且其表面涂植黑漆，用于模拟人眼视网膜。
6.根据权利要求1所述的一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置，其特征在于，所述模拟眼主体实现测量的最大屈光度大于±20D。
7.根据权利要求1所述的一种用于眼科离焦测量设备的模拟眼装置，其特征在于，模拟眼的长度L由前表面曲率半径、材料折射率和模拟眼视轴上的屈光度决定；
前表面曲率半径越大，长度L越长；材料折射率越大，长度L越短；近视下的屈光度越大，长度L越长，远视下的屈光度越大，长度L越短。
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