CN112882254B - 一种适用于近视转老花人群的渐进多焦点眼用镜片及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于近视转老花人群的渐进多焦点眼用镜片及其设计方法。渐进多焦点表面矢高表达式为非球面公式，其中采用调整因子对光焦度和散光分布进行调节。调节因子为正态分布函数多项式，或余弦函数多项式。本发明设计的渐进多焦点眼用镜片的视远区为旋转对称非球面，周边度数环状降低，有利于缓解近视眼睛视疲劳。镜片割边装架范围内任意一点的干扰散光均低于镜片附加光焦度的85%。镜片的装配中心两侧的中距离视觉区具有较低的散光干扰。本发明提供的眼用镜片具有更好的快速适应性和配戴舒适度，易于被近视转老花初次佩戴渐进多焦点眼用镜片的客户接受。

Description

一种适用于近视转老花人群的渐进多焦点眼用镜片及其设计 方法

技术领域

本发明涉及一种渐进多焦点眼用镜片及其设计方法，尤其涉及一种针对近视眼转老花，初次戴渐进多焦点眼用镜片人群的渐进多焦点眼用镜片。

背景技术

根据镜片各部分的使用功能不同，渐进多焦点眼用镜片被分为视远区，近远区，连接视远区和近远区的区域为渐变通道（或称中间过渡区），位于镜片几何中心正上方2毫米处的一点为镜片装配中心，其余部分为干扰散光区。现有技术中，渐进多焦点表面的视远区大致为球面，视近区纵向稳定带短，在镜片几何中心下大约12毫米处即形成附加光焦度拐点。对于近视转老花，初次佩戴渐进多焦点眼用镜片人群而言，现有技术的渐进多焦点眼用镜片存在三方面缺陷：一是其渐进多焦点表面的视远区为近似球面，对于有一定度数的近视患者而言，视远区的球面像差将导致开阔视野受限，视远区成像对比度下降。尤其是当下的中高度数近视患者，原本大都配戴单焦点非球面眼镜片，视远区换成球面设计更容易产生不适感。二是传统渐进多焦点眼用镜片考虑到远中近三区平衡，其干扰散光区干扰散光最大值相对较高且相对靠近渐变通道，而对于初次佩戴渐进多焦点眼用镜片的人群而言，渐变通道两侧的干扰散光低是非常重要的，否则将直接造成适应困难，导致配镜满意度降低或投诉率提高。配镜中心两侧30度角内的散光直接决定了中距离干扰和视线在远中近转换时干扰影响，对初戴者的干扰适应至关重要。三是传统镜片视近区的纵向稳定带较短，容易造成配镜者长期阅读注视时视觉效果相对不稳定，对于大框架眼镜来说该现象尤其明显，更易难适应该缺点带来的不适感。

针对上述问题，鉴于初次佩戴渐进多焦点眼用镜片者的眼睛仍然具有一定的调节能力，针对近视眼转老花，初次戴渐进多焦点眼用镜片的人群，专门设计一种易于适应的渐进多焦点眼用镜片，进一步优化该人群的佩戴体验，使渐进多焦点眼用镜片更具有产业上的利用价值，是十分必要的。

发明内容

本发明针对现有渐进多焦点眼用镜片对于近视眼转老花，初次戴的人群存在的不足，提供一种适用于近视转老花人群配镜易于适应的、能有效提高佩戴舒适感和配镜满意度的渐进多焦点眼用镜片及其设计方法。

实现本发明目的的技术方案是提供一种适用于近视转老花人群的渐进多焦点眼用镜片的设计方法，在xyz笛卡尔坐标系中，基于渐进多焦点表面的曲率半径分布r和曲率中心坐标（x,η,z），所述渐进多焦点眼用镜片的表面矢高z为：

，

其中，k'为如下表达式（1）或（2）中的一种：

（1）

，

其中，0.001<k₀<0.2，1≤n≤5，0.1<C_i<0.9，120<σ_i<480，-5<x_i<60，-15<y_i<15；

（2）

其中，

，

0.001<k₀<0.2，1≤n≤5，0.1<C_i<0.9，20<σ_i<80，-5<x_i<60，-15<y_i<15。

本发明技术方案还包括按上述设计方法得到的一种适用于近视转老花人群的渐进多焦点眼用镜片。

本发明基于现有技术，在xyz笛卡尔坐标系中，镜片表面顶点与xy坐标平面相切于坐标原点，镜片矢高方向与z坐标轴方向相同，构建渐进多焦点表面的曲率半径分布r和曲率中心坐标（x,η,z）。

可依据中国发明专利CN101661167B“一种利用子午线设计渐进多焦点眼用镜片的方法”公开的技术方案，渐进多焦点眼用镜片的表面曲率半径分布函数r(u)由下式（1）确定：

（1）

其中r_D为视远点处的曲率半径，r_R为视近点处的曲率半径，r(u)为子午线上距镜片几何中心点u处的曲率半径，L为视远点距镜片几何中心点的距离，m为视近点处第一个非零导数的阶数，l为视近点第一个非零导数的阶数。

依据中国发明专利CN107037604B“一种渐进多焦点眼用镜片及其设计方法”公开的技术方案，公式（1）中轮廓线u由以下公式（2）函数确定：

（2）

其中，k=L²+b²，b为调节系数，10<b<25；x和y为镜片上点在xy平面的坐标。

依据CN101661167B，渐进多焦点镜片表面的曲率中心坐标（x,η,z）由以下公式（3）确定：

（3）

其中，

。

与现有技术相比，本发明设计的渐进多焦点眼用镜片具有如下有益效果：

1.带有环状非球面设计的视远区1相对球面设计，能够增加两侧开阔视野的视觉清晰度和对比敏感度，并且有利于缓解近视眼睛视疲劳。

2.本发明提供的镜片的装配中心两侧的中距离视觉区降低了散光干扰，提升了镜片的快速适应性和配戴舒适度。

3.本发明技术方案在视近区能形成稳定视觉感受，大幅度降低在长期阅读时由于光焦度不稳定造成的用眼疲劳感。

4.本发明提供的镜片在视远区和视近区中心附近以外的区域，光焦度变化幅度小，形成光焦度稳定区域，形成大范围中距视觉区域，有利于提高镜片佩戴者对镜片的适应度，特别有利于提高近视转老花，初次佩戴渐进多焦点眼用镜片人群适应度。

附图说明

图1为本发明提供的渐进多焦点眼用镜片的结构示意图；图中，1. 视远区；2. 视近区；3. 渐变通道；4.干扰散光区；5.装配中心。

图2为本发明实施例1中光焦度和干扰散光等值线图，图（a）为光焦度等值线图，图（b）为干扰散光等值线图，光焦度和干扰散光的单位均为屈光度；

图3为本发明实施例2中光焦度和干扰散光等值线图，图（c）为光焦度等值线图，图（d）为干扰散光等值线图，光焦度和干扰散光的单位均为屈光度。

具体实施方式

为了能够更清楚说明本发明的技术手段，并且能够予以实施，给出以下实施例并配合附图详细说明。

实施例1

在本实施例中，根据配镜者的需求设计一个视远区光焦度为-6.0屈光度，附加光焦度为1.5屈光度的内渐进多焦点眼用镜片，镜片材料折射率n=1.56，镜片口径Φ=80mm，渐变通道长度15mm，镜片几何中心正上方4毫米处为镜片装配中心。

参见附图1，为本实施例提供的一种适用于近视转老花人群的渐进多焦点眼用镜片的结构示意图，包括镜片上部的视远区1，镜片下部的视近区2，视远区与视近区通过渐变通道3连接，渐变通道长度15mm；视远区和视近区左右两侧为干扰散光区4，镜片的装配中心5位于镜片几何中心正上方4毫米处。

本实施例提供的渐进多焦点眼用镜片是通过如下技术方案实现：

在xyz笛卡尔坐标系中，镜片表面顶点与xy坐标平面相切于坐标原点，镜片矢高方向与z坐标轴方向相同。

本实施例依据中国发明专利CN101661167B“一种利用子午线设计渐进多焦点眼用镜片的方法”公开的技术方案，渐进多焦点眼用镜片的表面曲率半径分布函数r(u)由下式（1）确定：

（1）

其中r_D为视远点处的曲率半径，r_R为视近点处的曲率半径，r(u)为子午线上距镜片几何中心点u处的曲率半径，L为视远点距镜片几何中心点的距离，m为视近点处第一个非零导数的阶数，l为视近点第一个非零导数的阶数。

依据中国发明专利CN107037604B“一种渐进多焦点眼用镜片及其设计方法”公开的技术方案，公式（1）中轮廓线u由以下公式（2）函数确定：

（2）

其中，k=L²+b²，b为调节系数，10<b<25；x和y为镜片上点在xy平面的坐标。

依据文献CN101661167B，渐进多焦点镜片表面的曲率中心坐标（x,η,z）由以下公式（3）确定：

（3）

其中，

。

本发明技术方案采用以下公式（4）确定渐进多焦点表面矢高z：

（4）

其中，k'的表达式为以下公式（5）：

（5）

公式（5）中，k₀=0.07，n=2，C₁=1，C₂=0.5，m=0.5，σ₁=280，σ₂=140，x₁=-10，x₂=32，y₁=0，y₂=0。

公式（4）中调节因子k'关于视远区中一点和视近区中一点旋转对称，故计算的渐进多焦点眼用镜片在视远区呈现旋转对称非球面设计，在视近区能够调节光焦度和干扰散光的分布。同时，调节因子k'对视远区和视近区以外的区域的光焦度也具有调节作用，能够减缓该区域内的光焦度变化梯度，从而减小干扰散光。

按公式（4）计算得到渐进多焦点表面矢高后，根据微分几何方法计算出渐进多焦点眼用镜片的光焦度和干扰散光分布如图2所示。图2中，图（a）为光焦度等值线图，图（b）为干扰散光等值线图，光焦度和干扰散光的单位均为屈光度。图（a）中以装配中心为中心的10毫米范围内光焦度环状增加。镜片上干扰散光区的光焦度在-5.5到-5.25屈光度范围内变化，变化幅度为0.25屈光度，等于附加光焦度的17%。

参见附图1和2，本实施例提供的镜片在视远区1内，装配中心5的上部∠a为240°范围内任意一点的干扰散光均低于0.5屈光度。以镜片几何中心上下各20毫米，水平鼻侧22.5毫米，颞侧35毫米，即图2中虚线构成的圆角矩形范围内最大干扰散光不超过1.23屈光度，占附加光焦度的82%，低于镜片附加光焦度的85%，而镜片通过装配中心水平线两侧的上下各30度角范围内的最大干扰散光为0.6屈光度，占附加光焦度的40%，不超过附加光焦度的50%。视近区2有长20毫米的光度变化稳定带，在该稳定带处，干扰散光小于0.5屈光度区域的横向宽度为10毫米。

实施例2

本实施例中, 镜片参数与实施例1相同，按实施例1技术方案，按文献CN107037604B提供的技术方案设计轮廓线，依据文献CN101661167B公开的技术方案，设计渐进多焦点眼用镜片表面的曲率半径分布r和曲率中心坐标（x,η,z）后，渐进多焦点眼用镜片片上各点矢高按式（4）计算，公式（4）中k'采用如下公式（6）：

（6）

其中，

，

k₀=0.09，n=2，C₁=1，C₂=0.6，σ₁=50，σ₂=30，x₁=-3，x₂=27，y₁=0，y₂=0。

根据公式（4）计算出渐进多焦点眼用镜片表面矢高。该渐进多焦点眼用镜片的光焦度和干扰散光等值线如图3所示。图3中，图（c）为光焦度等值线图，图（d）为干扰散光等值线图，光焦度和干扰散光的单位均为屈光度。图中“十”字（FT）位置是装配中心。图（c）中以装配中心为中心的10毫米范围内光焦度环状增加。镜片上干扰散光区域的光焦度在-5.75到-5.5屈光度范围内变化，变化幅度为0.25屈光度，等于附加光焦度的17%。

参见附图1和3，视远区1内，装配中心5的上部∠a为210°角范围内任意一点的干扰散光均低于0.5屈光度，以镜片几何中心上下各20毫米，水平鼻侧22.5毫米，颞侧35毫米，即图3中虚线构成的圆角矩形范围内最大干扰散光不超过1.05屈光度，占附加光焦度的70%，低于镜片附加光焦度的85%，而镜片通过装配中心水平线两侧的上下各30度角范围内的最大干扰散光为0.75屈光度，占附加光焦度的38%，不超过附加光焦度的50%。视近区2有长20毫米的光度变化稳定带，在该稳定带处，干扰散光小于0.5屈光度区域的横向宽度约10毫米。

本发明实施例设计方法提供的渐进多焦点眼用镜片，在干扰散光区的光焦度变化幅度小，形成大范围中距视觉区域，有利于提高镜片佩戴者对镜片的适应度，特别有利于提高近视转老花，初次佩戴渐进多焦点眼用镜片人群适应度。

视近区有长10毫米以上的焦度变化稳定带，在该稳定带处，干扰散光小于0.5屈光度区域的横向宽度不低于6毫米。在视近区2能形成注视时的稳定视觉感受，较大幅度降低由于光焦度不稳定产生的用眼疲劳感。

Claims (2)

1.一种适用于近视转老花人群的渐进多焦点眼用镜片的设计方法，在xyz笛卡尔坐标系中，基于渐进多焦点表面的曲率半径分布r和曲率中心坐标（x,η,z），其特征在于：镜片的表面矢高z按下式确定：

，

其中，k'为如下表达式（1）或（2）中的一种：

（1）

，

其中，0.001<k₀<0.2，1≤n≤5，0.1<C_i<0.9，120<σ_i<480，-5<x_i<60，-15<y_i<15；

（2）

其中，

，

0.001<k₀<0.2，1≤n≤5，0.1<C_i<0.9，20<σ_i<80，-5<x_i<60，-15<y_i<15。

2.按权利要求1设计方法得到的一种适用于近视转老花人群的渐进多焦点眼用镜片。

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