CN112649971A - 衍射坡环型周边离焦眼镜片 - Google Patents

Abstract

衍射坡环型周边离焦眼镜片属于眼镜技术领域。本发明眼镜片包括中央折射区、周边衍射区。周边衍射区分为全环形、半环形、扇环形，半环形和扇环形又分为鼻侧周边衍射区、颞侧周边衍射区。周边衍射区内同心轴衍射坡环设置宽度为5nm至2mm、高度为0.1nm至16μm、陡峭侧朝向光学中心、平缓侧远离光学中心，衍射坡环夹角＜5°。多个衍射坡环横截面为彼此凸凹相连的锯齿状，周边衍射区相对于中央折射区屈光力为正加值，降低衍射坡环宽度和高度、增加坡环数量，加大周边衍射区正加值。衍射坡环设置在前镜面、后镜面、或者嵌入基质中，复合层或者镀膜层厚度≥衍射坡环高度，屈光力梯度差值为±0.01D至0.25D。

Description

衍射坡环型周边离焦眼镜片

技术领域

本发明属于眼镜技术领域，具体地说，提供一种矫正近视眼视网膜周边远视性离焦的衍射坡环型周边离焦眼镜片。

背景技术

现今医学公认：儿童青少年近视眼的眼球增长依赖着视网膜周边离焦调控，视网膜周边远视性离焦促进眼球增长，矫正视网膜周边远视性离焦，可以控制近视眼球增长。

史密斯Smith EL是周边离焦理论缔造者和周边离焦眼镜片首创者，史密斯于2005年首创性发明了周边离焦框架眼镜片，专利名称：用于近视校正的镜片，中国专利号：2006800441239，该专利中央光学区为正圆形、周边治疗区为环形的周边离焦眼镜片。史密斯另一项专利名称：眼科镜片元件，中国专利号：2008801159183，该专利中央光学区为横椭圆形、周边治疗区为环形的周边离焦眼镜片，该专利由德国卡尔蔡司光学于2010年8月24日推出全球首款周边离焦框架眼镜片，商品名为

蔡司成长乐眼镜片。上述周边离焦眼镜片中央光学区及周边治疗区为普通光学折射镜片，称为折射型周边离焦眼镜片。

豪雅镜片泰国有限公司首创微透镜周边离焦眼镜片，专利名称：眼镜片，中国专利号：2013106281748，该专利公开周边治疗区为多个彼此独立的岛形区域，该岛形区域为直径0.8mm至2.0mm、面积0.50mm²至3.14mm²圆形区域，专利商品名为

该产品公开周边治疗区由396个独立圆柱形微透镜组成。

华柏恩视觉研究中心的专利名称：用于近视控制的装置、***和/或方法，中国专利号：2017800806128，该专利公开周边治疗区由多个独立圆形微透镜组成，圆柱形微透镜直径400μm至750μm、面积0，2mm²至0，3mm²，微透镜位于眼镜片前表面、后表面或者嵌入到眼镜片基质中。

依视路国际公司申请五项微透镜离焦眼镜片专利，其中：专利名称：镜片元件，中国专利号：2019800045681；专利名称：镜片元件，中国专利号：2019800045713；专利名称：镜片元件，中国专利号：2019800045728；专利名称：镜片元件，中国专利号：2019800051767；专利名称：镜片元件，中国专利号：2019800091213，上述专利公开直径大于或等于0.8mm且小于或等于3.0mm的圆内的外形形状。专利商品名为

该产品公开周边治疗区由11圈星环1021个圆柱形微透镜组成。

上海伟星光学申请8项相关微透镜离焦眼镜片专利，其中专利名称：一种新优学多焦点聚氨酯镜片的制造方法，中国专利号：2019107101792；专利名称：一种新优学PRO多焦点聚氨酯镜片的制造方法，中国专利号：2019107101557；专利名称：一种GovernMyo聚氨酯镜片的制造方法，中国专利号：2019107092793；专利名称：一种双面复合新优学聚氨酯镜片的制造方法，中国专利号：2019107102189；专利名称：一种复合离焦多焦点聚氨酯镜片，中国专利号：2019212370027；专利名称：一种双面复合镜片，中国专利号：2019212394727；专利名称：一种加强多焦点聚氨酯镜片，中国专利号：2019212396737；专利名称：一种多焦点镜片，中国专利号：2019212397161，上述专利公开微透镜为直径0.01mm至2.0mm、高度0.005μm至5μm。上海伟星光学专利商品名为

该产品公开周边治疗区由407个圆柱形微透镜组成。

温州医科大学的专利名称：一种带有微结构的柔性的屈光薄膜贴片，中国专利号：201910030136X；另一项专利名称：一种表面具有环带柱面微结构的眼镜片，中国专利号：2020100006662，该两项专利公开眼镜片一侧为贴附面、另一侧屈光面周边治疗区由多个独立环带柱面微透镜组成，该专利公开微结构的压贴式柔性周边离焦眼镜片。

明月镜片的专利名称：一种减缓近视加深的镜片及其制备方法，中国专利号：2020106790150，该专利公开一种圆形微透镜嵌入毛坯片基质中的周边离焦眼镜片。

豪雅、华柏恩、依视路、伟星光学、温州医科大学、明月镜片专利公开周边离焦眼镜片周边治疗区均由多个独立圆柱形微透镜组成，技术主要区别是圆柱形微透镜直径大小而已。上述周边离焦眼镜片中央区域为折射型眼镜片，周边治疗区由多个独立圆柱形微透镜阵列组成眼镜片，可以称为折射微透镜混合型周边离焦眼镜片，或者简称微透镜型周边离焦眼镜片，这些专利或者产品均为360°环焦矫正的近视视网膜周边离焦眼镜片。

史密斯在其最新研究论文中，批判性指出自己原来将治疗区设计在镜片周边360°区域，存在设计缺陷，并提出诱导眼球增长的视网膜周边远视性离焦是局部、区域选择性机制Local，Regionally Selective Mechanisms。颞侧视网膜主导眼球生长，鼻颞侧周边离焦呈现不对称性，环形矫正不能消除周边屈光参差，还产生新的周边屈光参差hyperopicanisometropi，参阅文献：Smith EL：Optom Vis Sci，2013，90：1176-1186；Smith EL：Invest Ophthalmol Vis Sci，2010，51：3864-3873；Smith EL：Invest Ophthalmol，VisSci，2009，Nov；50(11)：5057-5069。史密斯在WO2012/012826A1、WO2013/134825A1中阐述对-2.27D±0.83D、1155例近视眼视网膜周边屈光检测，40°颞侧大于鼻侧周边屈光+0.83D。

本申请人对1809例近视眼周边屈光检测发现：近视眼度数越大，颞侧视网膜周边40°远视性离焦也越大、鼻颞侧视网膜周边远视性屈光参差值也越大，个别最大屈光参差值大于+1.50D。无论折射型还是微透镜型周边离焦眼镜片，周边治疗区用等量正加值，并不能矫正鼻颞侧视网膜周边远视性屈光屈光参差，矫正鼻颞侧视网膜周边屈光参差对于防控近视眼更具有科学意义。将治疗区不分为鼻颞侧、用等量环形正加值矫正的周边离焦眼镜片，称为第一代周边离焦理论及产品。

本申请人在前申请，专利名称：一种宽视场近视周边离焦眼镜片，中国专利号：2014100285186；公开了一种折射型鼻颞侧周边离焦眼镜片，眼镜片分为中央光学区、鼻侧治疗区、颞侧治疗区。本申请人在前申请，专利名称：鼻颞侧区周边离焦眼镜片，中国专利号：2018217179277；专利名称：微透镜周边离焦眼镜片，中国专利号：2019110734593、2019218853492，公开一种鼻颞侧治疗区由多个圆柱微透镜组成，鼻侧周边微透区屈光力大于颞侧周边微透镜区屈光力，独立微透镜径线长度0.2mm至4.5mm，或者独立微透镜径线长度设置10nm至100nm的鼻颞侧微透镜周边离焦眼镜片。上述专利无论折射型还是微透镜型周边离焦眼镜片，周边治疗区分为鼻颞侧区、用非等量正加值矫正眼镜片，称为第二代周边离焦理论及产品。

现有周边离焦眼镜片有折射型和微透镜型，尚未见有衍射型周边离焦框架眼镜片专利及产品，周边离焦眼镜片有待开发新面型创新设计，近视眼周边离焦眼镜片仍是眼镜领域技术难题之一。

发明内容

本发明目的是提供一种衍射坡环型周边离焦眼镜片。

本发明目的通过下述技术方案予以实现：

衍射坡环型周边离焦眼镜片，为框架眼镜片，以下称为这种眼镜片。

这种眼镜片包括中央折射区、周边衍射区，周边衍射区按其形状和圆周方位角分为全环形、半环形、扇环形，半环形和扇环形又分为鼻侧周边衍射区、颞侧周边衍射区。周边衍射区内设置5条至60条同心轴衍射坡环，衍射坡环宽度为5nm至2mm、高度为0.1nm至16μm、陡峭侧朝向光学中心、平缓侧远离光学中心，衍射坡环夹角＜5°。相邻两条衍射坡环之间为无间隙连接或者间距0.05mm至0.25mm，同一条衍射坡环为相同圆周方位角、相同宽度、相同高度，多个衍射坡环横截面为彼此凸凹相连的锯齿状。周边衍射区相对于中央折射区屈光力为正加值，各条衍射坡环从中心至外周逐渐降低衍射坡环宽度和高度、增加坡环数量，逐渐加大周边衍射区正加值。相邻两条衍射坡环设置为屈光渐进式，周边衍射区设置5个屈光次级，衍射坡环设置在前镜面、后镜面、或者嵌入基质中。眼镜片由一、二、三层或者四层组成，复合层或者镀膜层厚度≥衍射坡环高度，中央折射区和周边衍射区屈光力梯度差值为±0.01D至0.25D。

眼镜片中央折射区位于眼镜片中央区域，为圆形或者横椭圆形，周边衍射区为360°圆周方位角、每条衍射坡环设置等量或者不等量正加值，制成全环形衍射坡环型周边离焦眼镜片。或者，沿光学中心垂直径线设置衍射区分界线，将周边衍射区分为鼻颞侧各180°圆周方位角，位于鼻侧的为鼻侧周边衍射区、位于颞侧的为颞侧周边衍射区，制成半环形衍射坡环型周边离焦眼镜片。或者，中央折射区向上下延伸形成上下开窗式，周边衍射区设置鼻颞侧各≥90°、≤180°圆周方位角，位于鼻侧的为鼻侧周边衍射区、位于颞侧的为颞侧周边衍射区，外周周边衍射区大于中心周边衍射区圆周方位角10°至20°，制成扇环形衍射坡环型周边离焦眼镜片。

眼镜片中央折射区沿光学中心水平径线长度为8mm至16mm，中央折射区按照近视屈光度数定制屈光力为0.00D至-10.00D、＜4.00DS。中央折射区下侧区域设置基底朝向鼻侧0.5Δ至6.0Δ三棱镜片，或者中央折射区下侧区域设置基底朝向下侧0.5Δ至3.0Δ三棱镜片。

眼镜片周边衍射区设置10条至30条同心轴衍射坡环，衍射坡环宽度为10μm至1mm、高度为10nm至10μm、衍射坡环夹角＜2°。距光学中心10mm处逐渐降低每条衍射坡环10μm至0.1mm宽度、5nm至5μm高度，增加衍射坡环数量，从而加大距光学中心10mm至20mm周边衍射区正加值，矫正40°视网膜周边远视性离焦。

镜片衍射坡环宽度为100μm至700μm、高度为1μm至8μm，周边衍射区至少距光学中心20mm处，设置屈光力大于中央折射区屈光力0.50D至5.00D，中央折射区和周边衍射区屈光力梯度差值为±0.05D至0.15D。

眼镜片前镜面周边区域设置周边衍射区，后镜面周边区域设置从中心到周边逐渐递增屈光力正加值的周边折射区，前镜面和后镜面周边区域组合屈光力大于中央折射区屈光力0.50D至5.00D。

鼻侧周边衍射区矫正颞侧视网膜周边远视性离焦、颞侧周边衍射区矫正鼻侧视网膜周边远视性离焦，鼻侧周边衍射区和颞侧周边衍射区相对于中央折射区平面屈光力为正加值，鼻侧周边衍射区大于颞侧周边衍射区屈光力0.50D至3.00D。

鼻侧周边衍射区和颞侧周边衍射区屈光力，按照个体配镜者鼻颞侧视网膜周边屈光检测度数定制屈光力。或者，设置N+n：T+n，5个次级正加值，其中：N+表示鼻侧周边衍射区正加值、T+表示颞侧周边衍射区正加值，n表示正加值度数；分别为：N+1.00D：T+0.50D；N+2.00D：T+1.25D；N+3.00D：T+2.0D；N+4.00D：T+2.75D；N+5.00D：T+3.50D，5个次级正加值分别对应五个近视屈光度数0.00D至-2.00D；-2.01D至-3.00D；-3.01D至-4.00D；-4.01D至-6.00D；≥-6.01D。全环形周边衍射区屈光力按照正加值1.00D、2.0D、2.50D、3.00D、3.75D，5个次级正加值分别对应五个近视屈光度数0.00D至-2.00D；-2.01D至-3.00D；-3.01D至-4.00D；-4.01D至-6.00D；≥-6.01D。对于近视发病早于12岁、每年增加大于-1.00D、眼轴每年增加者、父母双方为高度近视的儿童及青少年近视者，在5个次级正加值基础上，分别增加N+0.75D：T+0.50D。

眼镜片衍射坡环高度＜10μm、周边衍射区零棱镜度。一条衍射坡环分割成多个衍射区段，相邻两个衍射区段间距10μm至0.1mm，衍射坡环至少矫正510nm和610nm之间波长处近视光学信号。所述眼镜片是由一个环形或者多个独立的，表面为陡峭的三角形、长方形、正方形、矩形、五边形、六边形衍射光学元件组成。

这种眼镜片制造如下：

a.所述眼镜片采用折射率1.53至1.74、阿贝数30至43之间聚碳酸酯或者聚氨酯原料，注入到前镜面制成周边衍射区模具之中，经过固化、脱模、磨边、清洗、加硬、加膜工序，制成合格毛坯片。将毛坯片放置在数控车房上，后镜面按照近视屈光度数定制中央折射区屈光力，经上盘、磨削、抛光、下盘、加硬、镀膜，制成衍射坡环设置在前镜面的衍射坡环型周边离焦眼镜片。

b.选择光学塑料薄膜，采用热压成型、溶剂蚀刻成型、激光雕刻成型，光学塑料薄膜表面为中央折射区、周边衍射区。光学塑料薄膜成型眼镜片基弯后，嵌入于两层树脂单体之间模具之中，加热固化成型，制成衍射坡环设置在眼镜片基质中的衍射坡环型周边离焦眼镜片。

c.选择软性透明塑胶聚合物材料，采用离心铸造成型、切削研磨成型、直接模压成型，制成厚度0.5mm至2.0mm的外镜面为屈光面，内镜面为平光粘贴面。外镜面中央区域设置为零屈光度数的中央折射区，周边衍射区设置为360°等量正加值的全环形周边衍射区，或者，设置为鼻颞侧不等量正加值的鼻侧周边衍射区和颞侧周边衍射区，粘贴面粘贴在框架眼镜片之上，制成柔性压贴膜式的衍射坡环型周边离焦眼镜片。

d.眼镜片从表层至内层设置为一、二、三层或者四层，其中两层光硬化树脂未硬化状态下的粘度为40cP至2000cP，第一层、第二层设置中央折射区、第三层或者第四层设置周边衍射区，复合层或者镀膜层厚度≥衍射坡环高度、厚度为5nm至16μm。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1.现有微透镜型周边离焦眼镜片为圆柱形微透镜阵列组成，圆柱形微透镜属于折射性光学元件，独立圆柱形微透镜为微型透镜聚焦，属于微透镜折射型眼镜片。

2.尚未见有衍射型周边离焦框架眼镜片专利及产品。

3.本发明首次将衍射阶梯技术应用于周边离焦眼镜片设计之中，眼镜片包括中央折射区和周边衍射区，衍射光学元件为衍射坡环，减少衍射坡环宽度和高度、增加衍射坡环数量，使得周边衍射区屈光力加大，增加衍射坡环宽度和高度、减少衍射坡环数量，使得周边衍射区屈光力减小，衍射坡环宽度还决定光线的方向，即焦点位置。本发明创造一种衍射坡环型周边离焦眼镜片，有效矫正近视眼视网膜周边远视性离焦。

附图说明

图1是扇环形衍射坡环型周边离焦眼镜片的正面及放大结构示意图；

图2是全环形衍射坡环型周边离焦眼镜片的正面及放大结构示意图；

图3是半环形衍射坡环型周边离焦眼镜片的正面及放大结构示意图；

图4是前镜面衍射坡环型周边离焦眼镜片的放大结构示意图；

图5是后镜面衍射坡环型周边离焦眼镜片的放大结构示意图；

图6是嵌入基质中衍射坡环型周边离焦眼镜片的放大结构示意图；

图7是中央折射区和周边衍射区横截面的放大结构示意图；

图8是衍射坡环的局部放大结构示意图；

图9是衍射坡环R1、R2宽度大于R3、R4、R5的放大结构示意图；

图10是中央折射区和周边衍射区衍射坡环的聚焦成像示意图。

图中：1中央折射区；2周边衍射区；3鼻侧周边衍射区；4颞侧周边衍射区；5全环形；6半环形；7扇环形；8衍射区带；9衍射区分界线；10衍射坡环；11衍射坡环宽度；12衍射坡环高度；13衍射坡环夹角；14前镜面；15后镜面；16基质；17基底朝向鼻侧三棱镜片；18聚焦。

符号缩写：HM：(Horizontal Meridian)水平径线；vM：(Vertical Meridian)垂直径线；NS(Nasal Side)鼻侧；TS(Temporal Side)颞侧；N+n：(Nasal)鼻侧周边衍射区正加值、n表示具体个数；T+n：(Temporal)颞侧周边衍射区正加值、n表示具体数；Rn(Ring)衍射坡环、n表示具体数。

具体实施方式

本发明通过如下具体实施方式，提供一种衍射坡环型周边离焦眼镜片：

发明说明书中术语涵义：

折射型眼镜片(Refractive eyeglasses)：折射是指光通过透镜后汇聚到一个焦点的球面、非球面眼镜片，是最常见的眼镜片类型。

微透镜型眼镜片(Microlens eyeglasses)：微透镜眼镜片面型由多个微透镜组成，犹如复眼、蜂巢结构，微透镜是利用了光的折射作用，微透镜型周边离焦眼镜片也属于折射型眼镜片。圆柱形微透镜的边缘也发生衍射现象，但只是副作用。

衍射型眼镜片(diffractive eyeglasses)：衍射是指光波绕过障碍物继续传播的现象，又称绕射。衍射阶梯光学元件表面采用毫米级、微米级、纳米级精制而成，通过改变衍射坡环宽度、高度、数量，实现色差极低，调整正加值度数、调整聚焦成像位置，成像极其清晰效果。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述：

衍射坡环型周边离焦眼镜片，以下称为这种眼镜片。

图1示意：中央折射区1位于眼镜片中央区域，向上下延伸形成向上下开窗式，位于鼻侧NS的为鼻侧周边衍射区3、位于颞侧TS的为颞侧周边衍射区4，衍射区设置为扇环形7，衍射区内设置衍射区带8，衍射区带8内衍射坡环10以及衍射坡环宽度11、衍射坡环高度12局部显微放大示意图，这种眼镜片在中央折射区1的下侧区域可以设置基底向鼻侧三棱镜片17，形成扇环形衍射坡环型周边离焦眼镜片的正面及放大结构示意图，如图1。

图2示意：中央折射区1位于眼镜片中央区域，设置正圆形或者椭圆形，周边衍射区2设置全环形5，形成全环形衍射坡环型周边离焦眼镜片的放大结构示意图，如图2。

图3示意：中央折射区1位于眼镜片中央区域，设置正圆形或者椭圆形，在周边衍射区2的垂直经线之上设置衍射区分界线9，将周边衍射区2分为鼻颞侧两个区域，位于鼻侧NS的为鼻侧周边衍射区3、位于颞侧TS的为颞侧周边衍射区4，周边衍射区2设置为半环形6，形成半环形衍射坡环型周边离焦眼镜片的放大结构示意图，如图3。

图4示意：中央折射区1和周边衍射区2，设置在眼镜片前镜面14之上，形成前镜面衍射坡环型周边离焦眼镜片的放大结构示意图，如图4。

图5示意：中央折射区1和周边衍射区2，设置在眼镜片后镜面15之上，形成后镜面衍射坡环型周边离焦眼镜片的放大结构示意图，如图5。

图6示意：中央折射区1和周边衍射区2，嵌入眼镜片基质16之中，形成嵌入基质中衍射坡环型周边离焦眼镜片的放大结构示意图，如图6。

图7示意：中央折射区1和衍射区带8的衍射坡环宽度11、衍射坡环高度12的横截面显微放大示意图，形成中央折射区和周边衍射区横截面的放大结构示意图，如图7。

图8示意：衍射坡环10设置衍射坡环宽度11、衍射坡环高度12、衍射坡环夹角13的局部显微放大示意图，形成衍射坡环的局部放大结构示意图，如图8。

图9示意：中央折射区1和多个衍射坡环10，其中R3、R4、R5衍射坡环宽度11小于R1、R2的衍射坡环宽度11，衍射坡环从中心到外周依次标号按照设置衍射坡环条数，图9仅为了说明衍射坡环各条宽度，以5条为例，可以设计n条，越靠近中心衍射坡环标号越小、越靠近外周衍射坡环标号越大，形成衍射坡环R1、R2宽度大于R3、R4、R5的放大结构示意图，如图9。

图10示意：中央折射区1和周边衍射区2的衍射坡环10聚焦18成像，形成中央折射区和周边衍射区衍射坡环的成像示意图，如图10。

这种衍射坡环型周边离焦眼镜片，为框架眼镜片。眼镜片面型包括中央折射区、周边衍射区。眼镜片中央区域是矫正近视的视网膜中央近视性离焦的中央折射区，为折射型眼镜片。折射型眼镜片具有高折射率、聚焦成像清晰，是眼镜片首选设计。周边区域是矫正近视眼视网膜周边远视性离焦的周边折射区，需要设计多个聚焦点，在保证聚焦成像清晰基础下，选择衍射阶梯光学技术制成周边衍射区，实现成像清晰、设计成多焦点效果。这种眼镜片衍射光学元件选择坡环形设计，因此称为衍射坡环型周边离焦眼镜片。

周边衍射区按其形状和占据圆周方位角分为全环形周边衍射区、半环形周边衍射区、扇环形周边衍射区。全环形衍射坡环型周边离焦眼镜片的中央折射区位于眼镜片中央区域，设置成正圆形或者椭圆形。周边衍射区设置成360°圆周方位角、每条衍射坡环设置等量或者不等量正加值，制成全环形衍射坡环型周边离焦眼镜片。全环形周边衍射区采用等量正加值，更适应于车房片批量加工，但不适应于个体化定制眼镜片加工。全环形周边衍射区每条衍射坡环采用不等量正加值，符合近视眼视网膜周边屈光从中心到周边逐渐增加屈光规律，但是无法矫正鼻颞侧视网膜周边屈光参差、仍然不适应于个体化更精准定制眼镜片加工。

半环形和扇环形周边衍射区设置为鼻侧周边衍射区、颞侧周边衍射区。半环形衍射坡环型周边离焦眼镜片的中央折射区位于眼镜片中央区域，设置成正圆形或者椭圆形，周边衍射区沿光学中心垂直径线设置衍射区分界线，将周边衍射区设置鼻颞侧两个区域、每个区域各占据180°圆周方位角，位于鼻侧的为鼻侧周边衍射区、位于颞侧的为颞侧周边衍射区，制成半环形衍射坡环型周边离焦眼镜片。将周边衍射区设置为半环形可以精准矫正鼻颞侧视网膜周边屈光参差、适应于个体化精准定制眼镜片加工。全环形和半环形周边衍射区的中央折射区上下侧区域被周边衍射区所覆盖，导致中央视野相对狭窄，还限制下侧区域制备复合三棱镜。

扇环形衍射坡环型周边离焦眼镜片的中央折射区向上下延伸，形成向上下开窗式或者向下开窗式，周边衍射区设置两个区域，鼻颞侧各占据≥90°、≤180°圆周方位角，位于鼻侧的为鼻侧周边衍射区、位于颞侧的为颞侧周边衍射区，外周大于中心周边衍射区圆周方位角10°至20°，制成扇环形衍射坡环型周边离焦眼镜片。人眼睛主要视野范围位于水平及垂直经线，扇环形周边衍射区设计，中央折射区上下开窗式，更加符合人眼生理注视要求，中央折射区下侧区域还利于制备复合三棱镜。

周边衍射区按其占据圆周方位角，全环形周边衍射区占据360°圆周方位角、半环形周边衍射区占据180°圆周方位角、扇环形周边衍射区鼻颞侧各占据各≥90°、≤180°圆周方位角。

周边衍射区内设置5条至60条同心轴衍射坡环，优选择设置10条至30条同心轴衍射坡环，衍射坡环也称为波环、衍射环。设计多条衍射坡环，目的是逐渐将屈光力正加值分配到每条衍射坡环，形成屈光阶梯式。

衍射坡环宽度设置为5nm至2mm、高度为0，1nm至16μm，优选择衍射坡环设置宽度10μm至1mm、高度为10nm至10μm，更优选择衍射坡环宽度100μm至700μm、高度为1μm至8μm。衍射坡环宽度和高度设置为毫米级、微米级、纳米级，优选择微米级。纳米级制造工艺精密，限制批量生产。

衍射坡环陡峭侧朝向光学中心、平缓侧远离光学中心。衍射坡环犹如一个山峰，有陡峭侧、山顶、平坦侧，靠近光学中心一侧的坡则相对陡峭，类似垂直高度，但是由于衍射坡环采用微纳米级设计，其高度及其微量级，远离光学中心一侧的坡很平缓。多条衍射坡环从中心到周边阵列排列，更像一系列的锯齿或者山峰，衍射坡环陡峭侧好像陡峭坡、衍射坡环最高点好像山顶、衍射坡环平缓侧好像平坦坡。衍射坡环夹角是衍射坡环宽度与高度相交，为衍射坡环陡峭侧与平缓侧相交形成，夹角朝向光学中心，或者设置朝向远离光学中心，衍射坡环夹角设置＜5°，优选择夹角≤4°，衍射坡环夹角过大将产生棱镜效应。

相邻两条衍射坡环之间为无间隙连接或者间距0.05mm至0.25mm。同一条衍射坡环设置相同圆周方位角、相同宽度、相同高度。或者将一条衍射坡环分割成多个小节段，例如按照象限分割。

多个衍射坡环横截面为彼此凸凹相连的锯齿状，周边衍射区相对于中央折射区屈光力为正加值，各条衍射坡环从中心至外周逐渐降低衍射坡环宽度和高度、增加坡环数量，从而加大周边衍射区正加值，这种逐渐衍射阶梯式设计更适应于视网膜从内至外屈光度数递增趋势。

衍射坡环的宽度、高度、数量，决定衍射阶梯屈光度数，衍射坡环宽度决定衍射坡环面积，还决定屈光力大小。衍射坡环宽度越大、次波的焦点相对较远，则形成屈光力越小，或者说正加值较小。衍射坡环宽度越小、次波的焦点相对较近，则形成屈光力越大，或者说正加值较大。利用衍射坡环宽度来设计所要形成焦点位置屈光力大小。

蔡司三焦点人工晶体设计原理是按照衍射阶梯渐进技术，其屈光力方程式为：D＝2λ×π/A。其中：D表示屈光力；λ表示设定波长；×表示乘；π表示圆周率；/表示方程式分号；A表示衍射环面积。蔡司三焦点人工晶体屈光力方程式计算主要与衍射环面积有关，其他可以不作为参数计算，说明衍射环宽度与衍射环面积及屈光力有直接相关性。

衍射坡环高度决定次波的能量分配，衍射坡环的高度不同，使得光线经过不同衍射结构后光程变化，衍射坡环高度越高，分配给近的光线比例越多，形成的屈光力越小，或者说正加值较小。衍射坡环高度越低，分配给远的光线比例越多，形成的屈光力越大。越靠近外周的周边衍射区衍射坡环的宽度越小、高度越低，从而加大周边衍射区屈光力。衍射坡环面积可以理解为两个衍射坡环所夹的环形条带的面积，或者理解为两个圆环之间面积。

衍射坡环数量越少、形成的屈光力越小，衍射坡环数量越多、形成的屈光力越大。越靠近外周的衍射坡环宽度越小、高度越低、数量越多，才能加大周边衍射区正加值，矫正40°视网膜周边远视性离焦。

相邻两条衍射坡环设置为屈光渐进式，周边衍射区设置5个屈光次级，衍射坡环设置在眼镜片前镜面、后镜面、或者嵌入眼镜片基质中，嵌入眼镜片基质中也称为夹层式。至少这种眼镜片的衍射坡环设计在前镜面、后镜面、夹层式中的一种，优选择衍射坡环设置在眼镜片前镜面，后镜面采用车房技术成型非球面。

毛坯片或者眼镜片由一、二、三层或者四层组成，复合层或者镀膜层厚度≥衍射坡环高度，其目的是覆盖整个衍射坡环高度，使其外观凸凹看的不明显。中央折射区和周边衍射区屈光力梯度差值为±0.01D至0.25D，优选择屈光力梯度差值为±0.05D至0.15D，较低屈光力梯度差值可以控制眼镜片屈光力精密步进、高制造容差，有利于眼镜片个体化精准加工。

中央折射区范围与中央视野及周边衍射区范围有密切相关，中央折射区过大导致周边衍射区范围过于狭小、不能有效矫正近视的视网膜周边远视性离焦，中央折射区过小导致中央视野范围过于狭小。眼镜片中央折射区沿光学中心水平径线设置长度为8mm至16mm，优选择设置9mm至12mm。

中央折射区矫正近视眼视网膜中央近视性离焦、设置非球面，按照个体配镜者主观及客观验光近视屈光度数，定制屈光力为0.00D至-10.00D、散光≤4.00DS。眼镜片散光度数大于4.00DS，采用框架眼镜片控制儿童青少年近视眼疗效有限。

眼镜片中央折射区设置成为0.00D，目的是适应于儿童远视性储备力降低或者不足、配戴角膜塑形镜、父母一方或者双方有遗传性近视、远视力1.0者，预防近视眼者配戴，中央折射区视远及视近不影响中央视力，鼻颞侧周边衍射区减少视近时引起的远视性离焦现象。人眼睛视近时间超过30分钟将产生短暂性远视性离焦现象，这种中央折射区设置成为0.00D的周边离焦眼镜片，更适应于视近预防近视眼发生及发展。中央折射区设置成为0.00D的周边离焦眼镜片，可以制备成附加眼镜，供视近时配戴。

中央折射区下侧区域设置基底朝向鼻侧0.5Δ至6.0Δ三棱镜片，基底朝向鼻侧也是指基底朝向内侧，目的是减轻视近时眼睛集合力。中央折射区下侧区域设置基底朝向下侧0.5Δ至3.0Δ三棱镜片，目的是消除眼镜片制作过程中产生棱镜效应。

从距光学中心10mm处开始至眼镜片周边部位位置为止，逐渐以每条衍射坡环降低10μm至0.1mm宽度、降低5nm至5μm高度、逐渐增加衍射坡环数量，从而逐渐加大正加值。将周边衍射区总正加值，除以10mm至20mm处衍射坡环数量，将平均正加值加到每一条衍射坡环内。

周边衍射区至少距光学中心20mm处，设置屈光力大于中央折射区屈光力0.50D至5.00D。鼻颞侧视网膜周边40°相对远视性屈光值最大、对应眼镜片的距光学中心20mm处，故此将鼻侧衍射区和颞侧衍射区至少距光学中心20mm处，设置屈光力大于中央折射区屈光力0.50D至5.00D，目的是有足量屈光力矫正导致近视眼发生及发展的远视性离焦。中央折射区设计范围与视野范围及鼻颞侧衍射区范围有密切相关性，中央折射区设计过大导致鼻颞侧衍射区范围过小，相反，中央折射区设计过小导致中央视野范围狭窄，将中央折射区至少沿光学中心水平径线长度设置为8mm至16mm，优选择水平径线长度设置为9mm至12mm。

视网膜周边屈光检测是近视眼度数发生和发展的金标准，可以准确定量评估视网膜周边相对屈光(Relative peripheral Refraction；RPR)，视网膜周边各视野角度相对于中心凹的屈光状态，即指各周边视野角度的等效球镜值与中心凹处的屈光度数差值。各象限视网膜周边相对屈光分别是：上侧视网膜周边相对屈光、下侧视网膜周边相对屈光、鼻侧视网膜周边相对屈光、颞侧视网膜周边相对屈光。水平径线视网膜周边相对屈光包括鼻侧视网膜周边相对屈光和颞侧视网膜周边相对屈光，是导致近视主要致病因素，其中：颞侧视网膜周边相对屈光是主要因素、鼻颞侧视网膜屈光参差更是主要因素，矫正颞侧视网膜周边离焦和矫正鼻颞侧视网膜周边屈光参差，是控制近视发生及发展的主要措施。通常以视网膜周边40°度屈光作为远视性最大离焦量，以鼻侧衍射区大于颞侧衍射区屈光力0.50D至2.00D作为矫正量。

眼镜片前镜面周边区域设置周边衍射区，后镜面周边区域设置周边折射渐进式正加值，前镜面和后镜面周边区域组合屈光力大于中央折射区屈光力0.50D至5.00D。

眼镜片鼻侧周边衍射区矫正近视眼颞侧视网膜周边远视性离焦、颞侧周边衍射区矫正近视眼鼻侧视网膜周边远视性离焦，鼻侧周边衍射区和颞侧周边衍射区相对于中央折射区平面屈光力为正加值，鼻侧周边衍射区大于颞侧周边衍射区屈光力0.50D至3.00D。所谓正加值是指在中央折射区屈光力基础之上，添加相对性凸透镜度数，也称为附加焦度(add Power)，由于是相对凸透镜是正加值，故此称为正加值。眼镜片鼻侧周边衍射区和颞侧周边衍射区屈光力，按照个体配镜者鼻颞侧视网膜周边屈光检测度数定制屈光力，或者设置N+n：T+n，5个次级正加值，其中：N+n表示鼻侧周边衍射区正加值、T+n表示颞侧周边衍射区正加值，n表示具体周边衍射区正加值度数；分别为：N+1.00D：T+0.50D；N+2.00D：T+1.25D；N+3.00D：T+2.0D；N+4.00D：T+2.75D；N+5.00D：T+3.50D，5个次级正加值分别对应五个近视眼屈光度数0.00D至-2.00D；-2.01D至-3.00D；-3.01D至-4.00D；-4.01D至-6.00D；≥-6.01D，全环形周边衍射区屈光力按照正加值1.00D、2.0D、2.50D、3.00D、3.75D，5个次级正加值分别对应五个近视眼屈光度数0.00D至-2.00D；-2.01D至-3.00D；-3.01D至-4.00D；-4.01D至-6.00D；≥-6.01D，对于近视眼发病早于12岁、每年增加大于1.00D、父母双方或者一方为高度近视眼的儿童青少年近视眼患者，可在5个次级正加值基础上，分别再增加N+0.75D：T+0.50D。这种眼镜片鼻侧周边衍射区和颞侧周边衍射区屈光力，优选择个体配镜者鼻颞侧视网膜周边屈光检测度数，再依据配镜个体发病年龄、度数进展快慢、父母是否为高度近视眼等诱发因素，酌情添加正加值。

眼镜片衍射坡环高度＜10μm、衍射区零棱镜度。衍射坡环高度微米或者纳米级设计，衍射坡环不是棱镜，衍射坡环并不能产生棱镜效应，以至于产生棱镜效应可以被忽略不计的。衍射坡环宽度设计毫米级、微米级、纳米级，优选择衍射坡环高度设计微米级、纳米级，更优选择衍射坡环高度设计微米级，衍射坡环高度设计＜16μm、优选择衍射坡环高度≤10μm，避免衍射坡环高度过高，产生棱镜效应。

衍射阶梯设计一侧表面为陡峭侧、另一侧表面为平坦侧，设计为环形，或者将环形分割成为象限式、或者分割成多个独立衍射的圆形、椭圆形、半圆形、三角形、长方形、正方形。眼镜片至少矫正510nm和610nm之间波长处光学信号，优选择550nm波长。

这种眼镜片制备方法如下：

a.采用折射率1.49、1.56、1.60、1.67、1.71、1.74，阿贝数30至43之间聚碳酸酯或者聚氨酯原料，注入到前镜面制有周边衍射区、或者制有鼻侧周边衍射区和颞侧周边衍射区模具之中，经过固化、脱模、磨边、清洗、加硬、加膜工序，制成合格毛坯片，将毛坯片放置在数控车房上，按照个体配镜者近视眼屈光度数定制中央折射区屈光力，经上盘、磨削、抛光、下盘、加硬、镀膜，制成衍射坡环设置在前镜面的衍射坡环型周边离焦眼镜片。

b.将光学塑料薄膜的表面采用热压成型、溶剂蚀刻成型、激光雕刻成型为中央折射区、周边衍射区，或者鼻侧周边衍射区、颞侧周边衍射区，光学塑料薄膜成型基弯后，嵌入于两层树脂单体之间模具之中，加热固化成型，制成衍射坡环设置在眼镜片基质中的衍射坡环型周边离焦眼镜片。

c.采用软性透明塑胶聚合物材料，采用离心铸造成型、切削研磨成型、直接模压成型，制成厚度0.5mm至2.0mm的外镜面为屈光面，内镜面为平光粘贴面，外镜面中央区域设置为零屈光度数的中央折射区，周边区域设置为360°等量正加值全环形，或者设置为鼻颞侧不等量正加值的鼻侧周边衍射区和颞侧周边衍射区，粘贴面粘贴在框架眼镜片之上，制成柔性压贴膜式衍射坡环型周边离焦眼镜片。

d.毛坯片或者眼镜片从表面至内层为一、二、三层或者四层组成，其中两层中一层光硬化树脂未硬化状态下的粘度为40cP以上、另一光硬化树脂未硬化状态下的粘度为2000cP以上，第一层、第二层设置中央折射区、第三层或者第四层设置周边衍射区，复合层或者镀膜层厚度≥衍射坡环高度、厚度等于5nm至16μm。

本发明提供一种衍射坡环型周边离焦眼镜片，这种眼镜片采用衍射阶梯技术，衍射光学元件为坡环，利用不同衍射坡环宽度、高度、数量，调整从中心到外周的周边衍射区屈光力大小、形成不同聚焦位置，矫正近视眼视网膜周边远视性离焦，确保清晰视力及视野，产生预料不到的技术效果，具有突出的实质性特点和显著性进步。

最后应当阐明：对发明描述的中央折射区、周边衍射区、鼻侧周边衍区、颞侧周边衍射区、衍射坡环的设计参数变化和修改，其也在本发明权利限定之内。

Claims (10)

1.衍射坡环型周边离焦眼镜片，为框架眼镜片，其特征在于：所述眼镜片包括中央折射区、周边衍射区，周边衍射区按其形状和圆周方位角分为全环形、半环形、扇环形，半环形和扇环形又分为鼻侧周边衍射区、颞侧周边衍射区，周边衍射区内设置5条至60条同心轴衍射坡环，衍射坡环宽度为5nm至2mm、高度为0.1nm至16μm、陡峭侧朝向光学中心、平缓侧远离光学中心，衍射坡环夹角＜5°，相邻两条衍射坡环之间为无间隙连接或者间距0.05mm至0.25mm，同一条衍射坡环为相同圆周方位角、相同宽度、相同高度，多个衍射坡环横截面为彼此凸凹相连的锯齿状，周边衍射区相对于中央折射区屈光力为正加值，各条衍射坡环从中心至外周逐渐降低衍射坡环宽度和高度、增加坡环数量，逐渐加大周边衍射区正加值，相邻两条衍射坡环设置为屈光渐进式，周边衍射区设置5个屈光次级，衍射坡环设置在前镜面、后镜面、或者嵌入基质中，眼镜片由一、二、三层或者四层组成，复合层或者镀膜层厚度≥衍射坡环高度，中央折射区和周边衍射区屈光力梯度差值为±0.01D至0.25D。

2.按权利要求1所述衍射坡环型周边离焦眼镜片，其特征在于：所述中央折射区位于眼镜片中央区域，为圆形或者横椭圆形，周边衍射区为360°圆周方位角、每条衍射坡环设置等量或者不等量正加值，制成全环形衍射坡环型周边离焦眼镜片，或者沿光学中心垂直径线设置衍射区分界线，将周边衍射区分为鼻颞侧各180°圆周方位角，位于鼻侧的为鼻侧周边衍射区、位于颞侧的为颞侧周边衍射区，制成半环形衍射坡环型周边离焦眼镜片，或者中央折射区向上下延伸形成上下开窗式，周边衍射区设置鼻颞侧各≥90°、≤180°圆周方位角，位于鼻侧的为鼻侧周边衍射区、位于颞侧的为颞侧周边衍射区，外周周边衍射区大于中心周边衍射区圆周方位角10°至20°，制成扇环形衍射坡环型周边离焦眼镜片。

3.按权利要求1所述衍射坡环型周边离焦眼镜片，其特征在于：所述中央折射区沿光学中心水平径线长度为8mm至16mm，中央折射区按照近视屈光度数定制屈光力为0.00D至-10.00D、＜4.00DS，中央折射区下侧区域设置基底朝向鼻侧0.5Δ至6.0Δ三棱镜片，或者中央折射区下侧区域设置基底朝向下侧0.5Δ至3.0Δ三棱镜片。

4.按权利要求1所述衍射坡环型周边离焦眼镜片，其特征在于：所述周边衍射区设置10条至30条同心轴衍射坡环，衍射坡环宽度为10μm至1mm、高度为10nm至10μm、衍射坡环夹角＜2°，距光学中心10mm处逐渐降低每条衍射坡环10μm至0.1mm宽度、5nm至5μm高度，增加衍射坡环数量，从而加大距光学中心10mm至20mm周边衍射区正加值，矫正40°视网膜周边远视性离焦。

5.按权利要求1所述衍射坡环型周边离焦眼镜片，其特征在于：所述衍射坡环宽度为100μm至700μm、高度为1μm至8μm，周边衍射区至少距光学中心20mm处，设置屈光力大于中央折射区屈光力0.50D至5.00D，中央折射区和周边衍射区屈光力梯度差值为±0.05D至0.15D。

6.按权利要求1所述衍射坡环型周边离焦眼镜片，其特征在于：所述眼镜片前镜面周边区域设置周边衍射区，后镜面周边区域设置从中心到周边逐渐递增屈光力正加值的周边折射区，前镜面和后镜面周边区域组合屈光力大于中央折射区屈光力0.50D至5.00D。

7.按权利要求1所述衍射坡环型周边离焦眼镜片，其特征在于：所述鼻侧周边衍射区矫正颞侧视网膜周边远视性离焦、颞侧周边衍射区矫正鼻侧视网膜周边远视性离焦，鼻侧周边衍射区和颞侧周边衍射区相对于中央折射区平面屈光力为正加值，鼻侧周边衍射区大于颞侧周边衍射区屈光力0.50D至3.00D。

8.按权利要求1所述衍射坡环型周边离焦眼镜片，其特征在于：所述鼻侧周边衍射区和颞侧周边衍射区屈光力，按照个体配镜者鼻颞侧视网膜周边屈光检测度数定制屈光力，或者设置N+n：T+n，5个次级正加值，其中：N+表示鼻侧周边衍射区正加值、T+表示颞侧周边衍射区正加值，n表示正加值度数；分别为：N+1.00D：T+0.50D；N+2.00D：T+1.25D；N+3.00D：T+2.0D；N+4.00D：T+2.75D；N+5.00D：T+3.50D，5个次级正加值分别对应五个近视屈光度数0.00D至-2.00D；-2.01D至-3.00D；-3.01D至-4.00D；-4.01D至-6.00D；≥-6.01D，全环形周边衍射区屈光力按照正加值1.00D、2.0D、2.50D、3.00D、3.75D，5个次级正加值分别对应五个近视屈光度数0.00D至-2.00D；-2.01D至-3.00D；-3.01D至-4.00D；-4.01D至-6.00D；≥-6.01D，对于近视发病早于12岁、每年增加大于-1.00D、眼轴每年增加者、父母双方为高度近视的儿童及青少年近视者，在5个次级正加值基础上，分别增加N+0.75D：T+0.50D。

9.按权利要求1所述衍射坡环型周边离焦眼镜片，其特征在于：所述眼镜片衍射坡环高度＜10μm、周边衍射区零棱镜度，一条衍射坡环分割成多个衍射区段，相邻两个衍射区段间距10μm至0.1mm，衍射坡环至少矫正510nm和610nm之间波长处近视光学信号，所述眼镜片是由一个环形或者多个独立的，表面为陡峭的三角形、长方形、正方形、矩形、五边形、六边形衍射光学元件组成。

10.按权利要求1至9中的任何一项或多项所述的衍射坡环型周边离焦眼镜片，其特征在于：所述眼镜片制造如下：

a.所述眼镜片采用折射率1.53至1.74、阿贝数30至43之间聚碳酸酯或者聚氨酯原料，注入到前镜面制成周边衍射区模具之中，经过固化、脱模、磨边、清洗、加硬、加膜工序，制成合格毛坯片，将毛坯片放置在数控车房上，后镜面按照近视屈光度数定制中央折射区屈光力，经上盘、磨削、抛光、下盘、加硬、镀膜，制成衍射坡环设置在前镜面的衍射坡环型周边离焦眼镜片；

b.选择光学塑料薄膜，采用热压成型、溶剂蚀刻成型、激光雕刻成型，光学塑料薄膜表面为中央折射区、周边衍射区，光学塑料薄膜成型眼镜片基弯后，嵌入于两层树脂单体之间模具之中，加热固化成型，制成衍射坡环设置在眼镜片基质中的衍射坡环型周边离焦眼镜片；

c.选择软性透明塑胶聚合物材料，采用离心铸造成型、切削研磨成型、直接模压成型，制成厚度0.5mm至2.0mm的外镜面为屈光面，内镜面为平光粘贴面，外镜面中央区域设置为零屈光度数的中央折射区，周边衍射区设置为360°等量正加值的全环形周边衍射区，或者设置为鼻颞侧不等量正加值的鼻侧周边衍射区和颞侧周边衍射区，粘贴面粘贴在框架眼镜片之上，制成柔性压贴膜式的衍射坡环型周边离焦眼镜片；

d.眼镜片从表层至内层设置为一、二、三层或者四层，其中两层光硬化树脂未硬化状态下的粘度为40cP至2000cP，第一层、第二层设置中央折射区、第三层或者第四层设置周边衍射区，复合层或者镀膜层厚度≥衍射坡环高度、厚度为5nm至16μm。

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