CN221175166U - 一种眼镜镜片及眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种眼镜镜片及眼镜，涉及光学技术领域。眼镜镜片用于控制近视，眼镜镜片包括：基础镜片；位于基础镜片一侧表面的多个非对称非球面微透镜，当光线经过非对称非球面微透镜所在的区域透射至人眼时，使光线聚焦于视网膜之前形成近视离焦；非对称非球面微透镜满足以下条件：非对称非球面微透镜的边缘与基础镜片的表面相切；非对称非球面微透镜包括一个顶点，顶点的屈光度大于基础镜片的屈光度；非对称非球面微透镜的顶点到边缘的矢高单调变化。本实用新型实施例，以更精确控制光焦度，进一步控制用户眼睛的近视发展。

Description

一种眼镜镜片及眼镜

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种眼镜镜片及眼镜。

背景技术

当前近视控制的理论认为，在视网膜周边区域形成近视离焦可以产生眼球生长的停止信号，从而控制近视的进展和眼轴的增长。现有技术使用微透镜，在框架镜表面形成局部加光的区域。这些区域可以使通过微透镜的光线聚焦到视网膜之前，形成近视离焦。

然而，现有技术的微透镜通常为球面的微透镜，这种微透镜与基础镜片之间会有不连续的交界。这些交界在镀膜的时候有可能产生镀膜液体的积存。当镀膜液体凝固干燥后，将形成一段弧面，而这样就会造成了微透镜周边的屈光度与设计不相符。并且，由于镀膜时镀片摆放的原因，有可能造成微透镜在不同方向上的屈光度与设计不相符。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种眼镜镜片及眼镜，该眼镜镜片使用非对称非球面微透镜分布于基础镜片，产生光线偏转从而降低周边视网膜对比度，同时控制从侧面进入眼镜的光线的聚焦，产生近视离焦，更精确控制光焦度，进一步控制用户眼睛的近视发展。

根据本实用新型的一方面，提供了一种眼镜镜片，用于控制近视，所述眼镜镜片包括：

基础镜片；

位于所述基础镜片一侧表面的多个非对称非球面微透镜，当光线经过所述非对称非球面微透镜所在的区域透射至人眼时，使所述光线聚焦于视网膜之前形成近视离焦；

所述非对称非球面微透镜满足以下条件：

所述非对称非球面微透镜的边缘与所述基础镜片的表面相切；

所述非对称非球面微透镜包括一个顶点，所述顶点的屈光度大于所述基础镜片的屈光度；

所述非对称非球面微透镜的顶点到边缘的矢高单调变化。

可选地，所述非对称非球面微透镜的表面为曲面，所述曲面上各点的坐标为z(x，y)，则所述曲面在边界(x_edge，y_edge)处满足：

z(x_edge,y_edge)＝0；

其中为所述基础镜片在所述非对称非球面微透镜的边界(x_edge，y_edge)处的斜率；

所述曲面在顶点(x_peak，y_peak)处满足：

所述曲面在顶点位置的曲率半径R满足：

所述曲面从边界(x_edge，y_edge)到顶点(x_peak，y_peak)单调递增，满足：

可选地，所述基础镜片具有第一屈光度，所述非对称非球面微透镜的顶点处具有第二屈光度，所述第一屈光度和所述第二屈光度的差的绝对值大于或等于0.5D。

可选地，所述第一屈光度和所述第二屈光度的差的绝对值大于或等于2.5D。

可选地，所述非对称非球面微透镜的外轮廓为圆形，所述非对称非球面微透镜的直径大于或等于0.5mm，小于或等于3mm，高度大于或等于0.3μm，小于或等于30μm。

可选地，所述非对称非球面微透镜的直径大于或等于0.8mm，小于或等于1.5mm，高度大于或等于0.8μm，小于或等于10μm。

可选地，所述眼镜镜片包括位于镜片中心的光学区以及围绕所述光学区的微透镜区，所述光学区不含所述非对称非球面微透镜。

可选地，多个所述非对称非球面微透镜围绕所述光学区呈多层排布，每层所述非对称非球面微透镜呈六边形或同心环排列，同心环内相邻两个所述非对称非球面微透镜相切，或者所述非对称非球面微透镜呈串珠样放射状排列，且沿中心向外的方向，所述非对称非球面微透镜的直径逐渐增大或保持不变。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种眼镜，包括眼镜框架和固定于所述眼镜框架上的如上所述的眼镜镜片。

本实用新型实施例提供的眼镜镜片及眼镜，使用非对称非球面微透镜分布于基础镜片前表面或后表面，微透镜对透过的光线进行散射，使视网膜上的成像质量降低，从而降低周边视网膜对比度，同时控制进入眼镜镜片的光线的聚焦，使光线聚焦在视网膜前方，产生近视离焦，延缓眼轴增长。非对称非球面微透镜的边缘与基础镜片表面相切，在镜片镀膜时不会产生镀膜液体积存，使微透镜的屈光度与设计相符，在保持眼镜镜片外观透明的情况下，更精确控制光焦度，进一步控制用户眼睛的近视发展，加工方便。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的第一种眼镜镜片的侧视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第一种非对称非球面微透镜的曲面结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第二种非对称非球面微透镜的曲面结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第三种非对称非球面微透镜的曲面结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第四种非对称非球面微透镜的曲面结构示意图；

图6为图1所示眼镜镜片的正视结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的第二种眼镜镜片的正视结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的第三种眼镜镜片的正视结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的第四种眼镜镜片的正视结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的第五种眼镜镜片的正视结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的第六种眼镜镜片的侧视结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本实用新型实施例提供的第一种眼镜镜片的侧视结构示意图，参考图1，眼镜镜片用于控制近视，包括基础镜片1和位于基础镜片1一侧表面的多个非对称非球面微透镜2。其中，当光线经过非对称非球面微透镜2所在的区域透射至人眼时，使光线聚焦于视网膜之前形成近视离焦；非对称非球面微透镜2的边缘与基础镜片1的表面相切；非对称非球面微透镜2包括一个顶点，顶点的屈光度大于基础镜片的屈光度；非对称非球面微透镜2的顶点到边缘的矢高单调变化。

示例性地，屈光度是描述透镜或眼睛对光线聚焦或发散能力的物理量，负屈光度的镜片对光线有发散作用，正屈光度的镜片对光线有会聚作用。非对称非球面微透镜2是一种特殊的透镜，其在径向方向上使用偏正态分布函数描述曲面，在环向方向上使用正态分布描述曲面。由于偏正态分布和正态分布在曲线两侧都趋向于0，因此可以使非对称非球面微透镜2和基础镜片1形成连续、光滑的过渡，非对称非球面微透镜2的边缘与基础镜片1的表面相切，在眼镜镜片镀膜时不会产生镀膜液体积存，使微透镜的屈光度与设计相符。微透镜对透过的光线进行散射，使视网膜上的成像质量降低，从而降低周边视网膜对比度，同时控制进入眼镜镜片的光线的聚焦，使光线聚焦在视网膜前方，产生近视离焦，延缓眼轴增长，控制用户眼睛的近视发展。

具体实施时，基础镜片1可适用于近视控制的情况，此时基础镜片1具有负光焦度，负光焦度的镜片对光线有发散作用，轴锥镜微透镜2配合基础镜片形成散射光。在其他实施方式中，基础镜片1还可以适用于近视前期，即球镜度数小于或等于0.75D的儿童，此时基础镜片1可以为0D，或为正光焦度，基础镜片可以根据需求自定义设置，本实用新型实施例对此不作限制。

本实用新型实施例提供的眼镜镜片，使用非对称非球面微透镜分布于基础镜片表面，微透镜对透过的光线进行散射，使视网膜上的成像质量降低，从而降低周边视网膜对比度，同时控制进入眼镜镜片的光线的聚焦，使光线聚焦在视网膜前方，产生近视离焦，延缓眼轴增长。非对称非球面微透镜的边缘与基础镜片表面相切，在眼镜镜片镀膜时不会产生镀膜液体积存，使微透镜的屈光度与设计相符，在保持眼镜镜片外观透明的情况下，更精确控制光焦度，进一步控制用户眼睛的近视发展，加工方便。

示例性地，非对称非球面微透镜2包括一个顶点，顶点的屈光度大于基础镜片的屈光度，非对称非球面微透镜2的顶点可以位于微透镜中心，也可以位于微透镜表面的任一位置，本实用新型实施例对此不进行限制。

示例性地，非对称非球面微透镜2的表面为曲面，曲面上各点的坐标为z(x，y)，则曲面在边界(x_edge，y_edge)处满足：

z(x_edge,y_edge)＝0；

其中为基础镜片在非对称非球面微透镜2的边界(x_edge，y_edge)处的斜率。其中，非对称非球面微透镜2的边缘切面与基础镜片相切，且边缘的矢高为0。

曲面在顶点(x_peak，y_peak)处满足：

其中，非对称非球面微透镜2在顶点处曲面达到最大值，曲面的梯度为0。

曲面在顶点位置的曲率半径R满足：

曲面从边界(x_edge，y_edge)到顶点(x_peak，y_peak)单调递增，满足：

其中t为非对称非球面微透镜2从边缘处到顶点的参数化路径，在一具体的实施方式中，可以旋转路径为直线连接边缘和顶点。

在其他实施方式中，可以分别设计曲面与两个互相垂直的平面之间的相交曲线，然后将两条曲线相乘后进行归一化，得到非对称非球面微透镜2的曲面，也可以直接使用特定的曲面函数代入数学方程进行参数求解。其中，曲面函数可以为多项式函数，贝塞尔曲线，分段圆锥曲线，对数正态分布曲线，偏正态分布曲线等。在一具体的实施方式中，可以设定z(x,y)是x,y的多项式函数，设定基础镜片表面为平面(即)，其中x,y的最高阶数为N，可以表示z为：

其中，a_ij是多项式的系数。将前述条件代入多项式可以得到：在曲面边界处满足：

曲面在顶点(x_peak，y_peak)处满足：

曲面在顶点位置的曲率半径R满足：

曲面从边界(x_edge，y_edge)到顶点(x_peak，y_peak)单调递增，满足：

其中，微透镜的尺寸用于限制边界(x_edge，y_edge)的范围，微透镜的厚度用于限制顶点(x_peak，y_peak)的范围，非对称非球面微透镜2与基础镜片1的屈光度的差和微透镜材料的折射率，用于限制曲率半径R，将微透镜的尺寸，厚度，屈光度的差和折射率带入前述方程可以得到非对称非球面微透镜2的曲面参数。

图2为本实用新型实施例提供的第一种非对称非球面微透镜的曲面结构示意图，参考图2，非对称非球面微透镜的曲面函数可以为贝塞尔曲线。在一具体的实施方式中，以6个控制点的5阶贝塞尔曲线为基础，6个控制点为(0，0)，(a，0)，(b，c)，(d，c)，(e，0)，(f，0)，含有a，b，c，d，e，f，6个参数。贝塞尔函数可以为：

形成的贝塞尔曲线经过(0，0)，(f，0)点，满足曲线的边界值为0，在(0，0)点的一阶导数为0，满足曲线的边界一阶导数为0，t＝1/2时为顶点，坐标为：

t＝1/2时，曲面在顶点位置的曲率半径R满足：

其中，a，e限制曲面边界的平滑程度，f限制微透镜的尺寸，c可以限制微透镜的高度，b，d可以限制曲面顶点的位置。曲面的参数方程为：

x(t_x)＝Bezier_x(t_x,a_x,b_x,c_x,d_x,e_x,f_x)，

y(t_y)＝Bezier_y(t_y,a_y,b_y,c_y,d_y,e_y,f_y)，

可以得到6个参数的取值范围如下所示：

	最小值	最大值	优选最小值	优选最大值
					f	0.5	2	0.75	1.5
c	0	1	0.0001	0.1
					a	0	0.5×f	0.1×f	0.3×f
e	0.5×f	f	0.7×f	0.9×f
					b	0	f	0	f
d	0	f	0	f

以下以折射率为1.5的微透镜材料为例，设定微透镜高度为0.00125mm，前表面屈光度为+5D，微透镜直径为1mm，顶点位于(0.4，0.5)位置，得到各参数的取值如下所示：

x	取值	y参数	取值
				a_x	0.1	a_y	0.2
b_x	0.0586	b_y	0.686
				c_x	0.002	c_y	0.002
d_x	0.621	d_y	0.931
				e_x	0.9	e_y	0.8
f_x	1	f_y	1

图3为本实用新型实施例提供的第二种非对称非球面微透镜的曲面结构示意图,参考图3，非对称非球面微透镜的曲面函数可以为边缘平滑圆锥。其中，非对称非球面微透镜具有光学区和过渡区，光学区位于基础非对称非球面微透镜的中心区域，即曲面的顶点区域，具有特定的曲率半径R，曲面在光学区内具有非球面的特性，可以通过圆锥函数描述，其矢高近似为：

其中κ为非球面系数。

在曲面边缘具有过渡区，过渡区的末端的切线方向是预先指定的。其中，过渡区末端的矢高与基础镜片在相应位置的矢高是一致的。该曲面的矢高可以写为r的多项式：

其中，R为曲率半径，κ为非球面系数，r₀为微透镜半口径，Δ为过渡区宽度，α为过渡区边缘切线方向。

在一具体实施例中，以微透镜的直径为1.1mm，顶点的曲率半径为100mm，过渡区宽度为0.05mm为例，可以得到：

z(r)＝0.005r²+1.25×10^-7r⁴+0.0167087r⁶-0.0865852r⁷。

在其他实施方式中，非对称非球面微透镜的曲面函数可以为非对称边缘平滑圆锥。其中，不同方向上非对称非球面微透镜的非球面系数可以不同。在一具体的实施例中，在y+，y-方向上分别使用κ_y+和κ_y—作为非球面系数，在x+，x-方向上都使用κ_x作为非球面系数，可以得到在y方向上非对称的非球面平滑曲线，而在x方向上得到对称的非球面平滑曲线Z(x)，

曲面可以为：z(x,y)＝z(x)*z(y)。

图4为本实用新型实施例提供的第三种非对称非球面微透镜的曲面结构示意图，参考图4，非对称非球面微透镜的曲面函数可以为对数正态分布。其中，对数正态分布的概率密度函数可以为：

其中，μ和σ为正态分布的均值和标准差，a，b为加入的参数，用于调整曲面的形状。对数正态分布的非对称非球面微透镜曲面，顶点位于

顶点处的曲率半径R为：

图5为本实用新型实施例提供的第四种非对称非球面微透镜的曲面结构示意图，参考图5，非对称非球面微透镜的曲面函数可以为偏正态分布。

其中，偏正态分布的概率密度函数可以为：

其中，x为随机变量，μ为位置参数，即正态分布的均值，σ为尺寸参数，即正态分布的标准差，σ必须为正数，α为曲面的形状参数，用于控制分布的偏斜程度，e，r，f，c为互补误差函数。当α为0时，偏正态分布退化为正态分布曲线。其中曲线A曲线对应μ＝0，σ＝2，α＝-3，B曲线对应μ＝0，σ＝2，α＝0.5，A曲线对应μ＝0，σ＝2，α＝4。

示例性地，基础镜片1具有第一屈光度，非对称非球面微透镜2的顶点处具有第二屈光度，第一屈光度和第二屈光度的差的绝对值大于或等于0.5D。其中，D为屈光度的单位，1D＝100度，0.5D为50度。

可选地，第一屈光度和第二屈光度的差的绝对值大于或等于2.5D。

示例性地，非对称非球面微透镜2的外轮廓为圆形，非对称非球面微透镜2的直径大于或等于0.5mm，小于或等于3mm，高度大于或等于0.3μm，小于或等于30μm。

可选地，非对称非球面微透镜2的直径大于或等于0.8mm，小于或等于1.5mm，高度大于或等于0.8μm，小于或等于10μm。

图6为图1所示眼镜镜片的正视结构示意图，参考图6，眼镜镜片包括位于镜片中心的光学区3以及围绕光学区3的微透镜区21，光学区3不含非对称非球面微透镜。设置镜头中心的光学区3，保证用户可以清晰的看见事物，保证视野清晰的前提下，不影响微透镜对用户的近视控制。

示例性地，眼镜镜片、微透镜区21和光学区3的外轮廓均为圆形，眼镜镜片的直径大于或等于50mm，小于或等于90mm，微透镜区21的直径大于或等于20mm，小于或等于60mm，光学区3的直径大于或等于5mm，小于或等于15mm。

可选地，眼镜镜片的直径大于或等于60mm，小于或等于80mm，微透镜区21的直径大于或等于30mm，小于或等于50mm，光学区3的直径大于或等于6mm，小于或等于9mm。

图7为本实用新型实施例提供的第二种眼镜镜片的正视结构示意图，图8为本实用新型实施例提供的第三种眼镜镜片的正视结构示意图，图9为本实用新型实施例提供的第四种眼镜镜片的正视结构示意图，参考图1、图7-图9，多个非对称非球面微透镜2围绕光学区3呈多层排布，每层非对称非球面微透镜2呈六边形(图7)或同心环排列(图8)，同心环内相邻两个非对称非球面微透镜2相切，或者非对称非球面微透镜2呈串珠样放射状排列，且沿中心向外的方向，非对称非球面微透镜2的直径逐渐增大(图9)。

示例性地，参考图7，非对称非球面微透镜2围绕光学区3呈六边形排列，非对称非球面微透镜2直径为1.03mm，非对称非球面微透镜2的间距为1.5mm，非对称非球面微透镜2面积占微透镜区21面积的50％。参考图8，非对称非球面微透镜2围绕光学区3呈同心环排列，同心环内相邻两个非对称非球面微透镜2相切，非对称非球面微透镜2的直径为1.12mm，非对称非球面微透镜2面积占微透镜区21面积的35％。参考图9，非对称非球面微透镜2围绕光学区3呈串珠样放射状排列，沿中心向外的方向，非对称非球面微透镜2的直径逐渐增大。在其他可选的实施方式中，非对称非球面微透镜2的直径保持不变，本实用新型实施例对此不作限制。

图10为本实用新型实施例提供的第五种眼镜镜片的正视结构示意图，参考图10，在其他实施方式中，非对称非球面微透镜2围绕光学区呈非旋转对称排列，非对称非球面微透镜2的排列方式不影响用户周边视网膜对比度降低，非对称非球面微透镜2的排列方式可以根据需求自定义设置，本实用新型实施例对此不作限制。

图11为本实用新型实施例提供的第六种眼镜镜片的侧视结构示意图，参考图1和图11，轴锥镜微透镜2设置于基础镜片1靠近人眼一侧的表面，或者轴锥镜微透镜2设置于基础镜片1远离人眼一侧的表面。

示例性地，参考图1，非对称非球面微透镜2设置于基础镜片1远离人眼一侧的表面，非对称非球面微透镜2突出于基础镜片1表面。参考图11，非对称非球面微透镜2设置于基础镜片1远离人眼的一面，非对称非球面微透镜2突出于基础镜片1表面。实际生产中，镜片表面需要镀膜，以增加透光率并且提高耐磨性，非对称非球面微透镜2突出镜片表面设置，防止积存镀膜液体，减少干燥后的加工误差。

基于同样的实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种眼镜，包括眼镜框架和固定于眼镜框架上的如本实用新型实施例任一项提供的眼镜镜片。本实用新型实施例提供的眼镜具备本实用新型实施例提供的眼镜镜片相应的有益效果，这里不再赘述。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (9)

1.一种眼镜镜片，其特征在于，用于控制近视，所述眼镜镜片包括：

基础镜片；

位于所述基础镜片一侧表面的多个非对称非球面微透镜，当光线经过所述非对称非球面微透镜所在的区域透射至人眼时，使所述光线聚焦于视网膜之前形成近视离焦；

所述非对称非球面微透镜满足以下条件：

所述非对称非球面微透镜的边缘与所述基础镜片的表面相切；

所述非对称非球面微透镜包括一个顶点，所述顶点的屈光度大于所述基础镜片的屈光度；

所述非对称非球面微透镜的顶点到边缘的矢高单调变化。

2.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其特征在于，所述非对称非球面微透镜的表面为曲面，所述曲面上各点的坐标为z(x，y)，则所述曲面在边界(x_edge，y_edge)处满足：

z(x_edge,y_edge)＝0；

其中为所述基础镜片在所述非对称非球面微透镜的边界(x_edge，y_edge)处的斜率；

所述曲面在顶点(x_peak，y_peak)处满足：

所述曲面在顶点位置的曲率半径R满足：

所述曲面从边界(x_edge，y_edge)到顶点(x_peak，y_peak)单调递增，满足：

3.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其特征在于，所述基础镜片具有第一屈光度，所述非对称非球面微透镜的顶点处具有第二屈光度，所述第一屈光度和所述第二屈光度的差的绝对值大于或等于0.5D。

4.根据权利要求3所述的眼镜镜片，其特征在于，所述第一屈光度和所述第二屈光度的差的绝对值大于或等于2.5D。

5.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其特征在于，所述非对称非球面微透镜的外轮廓为圆形，所述非对称非球面微透镜的直径大于或等于0.5mm，小于或等于3mm，高度大于或等于0.3μm，小于或等于30μm。

6.根据权利要求5所述的眼镜镜片，其特征在于，所述非对称非球面微透镜的直径大于或等于0.8mm，小于或等于1.5mm，高度大于或等于0.8μm，小于或等于10μm。

7.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其特征在于，所述眼镜镜片包括位于镜片中心的光学区以及围绕所述光学区的微透镜区，所述光学区不含所述非对称非球面微透镜。

8.根据权利要求7所述的眼镜镜片，其特征在于，多个所述非对称非球面微透镜围绕所述光学区呈多层排布，每层所述非对称非球面微透镜呈六边形或同心环排列，同心环内相邻两个所述非对称非球面微透镜相切，或者所述非对称非球面微透镜呈串珠样放射状排列，且沿中心向外的方向，所述非对称非球面微透镜的直径逐渐增大或保持不变。

9.一种眼镜，其特征在于，包括眼镜框架和固定于所述眼镜框架上的如权利要求1～8任一所述的眼镜镜片。