CN210136372U

CN210136372U - 一种能形成周边近视性离焦的青少年眼用镜片

Info

Publication number: CN210136372U
Application number: CN201921020651.1U
Authority: CN
Inventors: 汤峰; 徐光华; 余浩墨; 陈晓翌
Original assignee: Suzhou Mingshi Optical Technology Co Ltd; Jiangsu Wanxin Optical Co Ltd
Current assignee: Suzhou Mingshi Optical Technology Co Ltd; Jiangsu Wanxin Optical Co Ltd
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2020-03-10
Anticipated expiration: 2029-07-03

Abstract

一种能形成周边近视性离焦的青少年眼用镜片。镜片半口径10mm到20mm之间任一口径水平方向平均屈光度变化值与垂直方向平均屈光度变化值的比值在0.8到0.85之间；而镜片水平方向平均屈光度为比较光学中心平均屈光度的变化率根据镜片光学中心平均屈光度不同设置如下：（1）镜片光学中心屈光度SPH值在‑1.00D到‑2.50D之间，水平方向20mm半口径处平均屈光度变化量为0.9D~1.00D；（2）镜片光学中心平均屈光度SPH值在‑2.75D到‑4.00D之间，水平方向20mm半口径处平均屈光度变化量为0.95D~1.05D镜片光学中心平均屈光度SPH值在‑4.25D及以上，水平方向20mm半口径处平均屈光度变化量为1.00D~1.10D，镜片光学中心向周边区域的平均光焦度变化呈椭圆放射状态。

Description

一种能形成周边近视性离焦的青少年眼用镜片

技术领域

本实用新型涉及光学镜片领域，特别是涉及一种能形成周边近视性离焦的青少年眼用镜片。

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***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。而周边近视镜片的设计则是通过周边正向附加度数原理，让中心视野以外的15到35度视场角镜片度数比中心区域显著降低，从而使物象投射到周边视网膜的前部，参见附图2，该镜片能在视网膜周边形成物像的近视性离焦，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，周边近视性离焦镜片在中心视力处图像投影到视网膜上，其***投影到视网膜前方，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。同时经小范围临床实践证明，椭圆形设计以及目前的设定近视离焦量在保证镜片的功能性同时，有助于增强镜片的佩戴适应性，相对于市场上存在的大量环形设计周边离焦镜片，椭圆形设计在镜片水平方向减缓了散光变化，使得人眼更易于适应，同时在垂直方向尤其是近距离用眼仍保持足够的近视离焦量，是功能性和适配性结合的最佳解决方案。

发明内容

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，本实用新型的目的在于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近视离焦控制镜片。

本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：一种能形成周边近视性离焦的青少年眼用镜片，本实用新型将非球面设计技术应用于形成周边近视离焦的青少年眼用镜片，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。所述的镜片半口径10mm 到20mm之间任一口径水平方向平均屈光度变化值与垂直方向平均屈光度变化值的比值在0.8到0.85之间；而镜片水平方向平均屈光度为比较光学中心平均屈光度的变化率根据镜片光学中心平均屈光度不同设置如下：

镜片光学中心屈光度SPH值在-1.00D到-2.50D之间，水平方向20mm半口径处平均屈光度变化量为0.95D；

镜片光学中心平均屈光度SPH值在-2.75D到-4.00D之间，水平方向20mm半口径处平均屈光度变化量为1.00D；

镜片光学中心平均屈光度SPH值在-4.25D及以上，水平方向20mm半口径处平均屈光度变化量为1.05D；

上述镜片的两个折射面至少有一个面的设计由以下函数式确定：

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是基轴方向曲率，

Cy是柱轴方向的曲率，

Kx是基轴X方向园锥系数，

Ky是柱轴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。

所述眼镜片为近视眼镜片。

所述后表面和前表面均为球面。

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是周边近视离焦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近视性离焦青少年眼用镜片在X方向（曲线1）和Y方向（曲线2）的屈光度分布图。

图4是本实用新型实施例提供的周边远视性离焦控制眼镜片屈光度分布实测图。

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。

为了得到一种能形成周边近视性离焦的青少年眼用镜片，我们采用的技术手段是眼镜片的二个折射表面中至少有一个折射表面的形状由以下函数确定：

上述公式中：

Z是眼镜片表面上点（X，Y）处的矢高。

Cx是基轴方向曲率

Cy是柱轴方向的曲率

Kx基轴X方向园锥系数

Ky柱轴Y方向园锥系数

A2n即A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16是镜片表面高次项系数。

H是眼镜片表面表面上点（X，Y）距离z 轴的距离H=

而在确定眼镜片的形状时，我们采取优化算法，优化目标值是镜片中心点的屈光度-2D，镜片半口径10mm 到20mm之间任一口径水平方向平均屈光度变化值与垂直方向平均屈光度变化值的比值在0.8到0.85之间；而镜片水平方向20mm半口径处平均屈光度变化量为0.95D，根据以上优化原则，我们得到实施例参数数据如下：

根据以上实施例的数据，我们用计算公式组

；p=

;

q=

; r=

s=

上述公式中:

QGD是镜片表面上（x,y）点处平均屈光度

n 是镜片材料折射率

是眼镜片表面上点（x,y）处最大曲率

是眼镜片表面上点（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

计算得到第一表面中心处(R1=367mm)的面屈光度 MQGD1=152.59゜第二表面（R2=158.74mm）中心处面屈光度MQGD2=-352.78゜，由于第一表面是球面，所以第一表面各处的曲率相同，面屈光度也一样，均为152.59゜。而第二表面是非球面，对于该面上各点处的平均曲率半径我们用下述符号表示：

点（x=10,y=0）处表面平均曲率半径（rpj2_X10）；

点（x=0, y=10）处表面平均曲率半径（rpj2_y10）；

点（x=20, y=0）处表面平均曲率半径（rpj2_X20）；

点（x=0, y=20）处表面平均曲率半径（rpj2_y20）；

用上述公式组计算得到第二表面上各点处的平均曲率半径是：

rpj2_X10=165.50mm

rpj2_Y10=167.16mm

rpj2_X20=217.24mm

rpj2_Y20=233.64mm

其对应的各点处面屈光度分别是：

点（x=10,y=0）处表面平均屈光度（QGD2_X10）；

点（x=0,y=10）处表面平均屈光度（QGD2_y10）；

点（x=20,y=0）处表面平均屈光度（QGD2_X20）；

点（x=10,y=20）处表面平均屈光度（QGD2_y20；

QGD2_X10=-338.36゜

QGD2_Y10=-335.01゜

QGD2_X20=-257.78゜

QGD2_Y20=-239.68゜

而其对应的各点处表面平均屈光度的改变量分别是

点（x=10,y=0）处表面平均屈光度的改变量（M2GDG_X10）；

点（x=0,y=10）处表面平均屈光度的改变量（M2GDG_y10）；

点（x=20,y=0）处表面平均屈光度的改变量（M2GDG_X20）；

点（x=0,y=20）处表面平均屈光度的改变量（M2GDG_y20)；

M2GDG_X10=-352.78-(-338.36)=-14.42゜

M2GDG_Y10=(-352.78)-(-335.01)=-17.77゜

M2GDG_X20=(-352.78)-(-257.78)=--95.00゜

M2GDG_Y20=(-352.78)-(-239.68)=-113.10゜

这样，我们就可以计算出镜片半口径10mm 处水平方向平均屈光度变化值与垂直方向平均屈光度变化值的比值(M_10)

M_10=M2GDG_X10/M2GDG_Y10=(-14.42)/(-17.77)=0.81，

而镜片半口径20mm处水平方向平均屈光度变化值与垂直方向平均屈光度变化值的比值（M_20）

M_20=M2GDG_X20/M2GDG_Y20=(-95)/(-113.10)=0.84

同样的方法，我们可以计算出点（X=15，y=0）处表面平均曲率半径（rpj2_X15=-180.30mm）；点（X=0，y=15）处表面平均曲率半径（rpj2_y15=185.36mm）,以及镜片半口径15mm 处水平方向平均屈光度变化值与垂直方向平均屈光度变化值的比值(M_15)：M_15=M2GDG_X15/M2GDG_Y15=(-42.1824)/(-50.6622)=0.8326

由此可见，镜片半口径10mm 到20mm之间任一口径水平方向平均屈光度变化值与垂直方向平均屈光度变化值的比值在0.8到0.85之间；而对于-2D的眼镜片而言，X=20处表面平均屈光度的改变量（M2GDG_X20）是0.95D（即95゜）。

下面，我们看一下这种眼镜片是如何形成周边近视性离焦的青少年眼用镜片。由于人眼的结构非常复杂，我们用高尔斯特兰（A. Gullstrand）的简化眼来代替人眼对这个问题进行分析计算。

高尔斯特兰简化眼的结构参数见下表：

折射面的半径 r=5.7mm

折射率 n=1.333

物方焦距 f=-17.1mm

像方焦距 f'=22.8mm

光焦度￠=58.48D

网膜曲率半径 9.7mm

根据以上高尔斯特兰简化眼的结构参数和以上计算得到的参数，我们利用光学计算程序（zemax.exe）可以计算出佩戴-2D能形成周边近视性离焦的青少年眼用镜片在三种情况下的镜片成像情况。

第一种情况，眼镜片在镜片中心点处（x=0,y=0）的成像情况：在镜片中心处，眼镜片可以看成是屈光度是-2D的球面眼镜片，它和高尔斯特兰简化眼组成的光学***参数如下表所示：

表一：镜片在中心处（x=0,y=0）的成像光学***参数表

Surf Type Radius Thickness Glass Diameter
	OBJ STANDARD Infinity Infinity 0
1 STANDARD 367 1.2 1.56 6.409034
	2 STANDARD 158.74 12 6.128883
STO STANDARD 5.7 23.60636 1.333 2.073552
	IMA STANDARD 9.7 6.277459

第二种情况，眼镜片在镜片（x=15,y=0）点处的成像情况：在镜片该点处，眼镜片可以看成是屈光度是-1.58D的球面眼镜片，它和高尔斯特兰简化眼组成的光学***参数如下表所示：

表二：眼镜片在镜片（x=15,y=0）点处的成像光学***参数表

第三种情况，眼镜片在镜片（x=0,y=15）点处的成像情况：在镜片该点处，眼镜片可以看成是屈光度是-1.49D的球面眼镜片，它和高尔斯特兰简化眼组成的光学***参数如下表所示：

表三：眼镜片在镜片（x=0,y=15）点处的成像光学***参数表

从上面三个数据表我们可以看出：表一镜片在中心处（x=0,y=0）的成像位置在23.6063mm处，这个位置是人眼视网膜的位置。表二眼镜片在镜片（x=15,y=0）点处的成像位置在23.4385mm处，这个位置是位于人眼视网膜的前方0.1678mm处，表三眼镜片在镜片（x=0,y=15）点处的成像位置在23.4049mm处，这个位置是也是位于人眼视网膜的前方0.2014mm处，因此我们可以得到以下结论：该镜片在中心视力处图像投影到视网膜上，其***投影到视网膜前方，这样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。

镜片光学中心向周边区域的平均光焦度变化呈椭圆放射状态。镜片表面具有在X轴方向、Y轴方向的对称性，因此，有利于加工制造。计算结果和临床实践表明，该镜片在兼顾人眼的结构特点和对屈光度及散光度变化的容忍度的同时，能够在佩戴时在视网膜周边形成近视性离焦。

Claims

1. 一种能形成周边近视性离焦的青少年眼用镜片，其特征在于：镜片半口径10mm 到20mm之间任一口径水平方向平均屈光度变化值与垂直方向平均屈光度变化值的比值在0.8到0.85之间；而镜片水平方向平均屈光度为比较光学中心平均屈光度的变化率根据镜片光学中心平均屈光度不同设置如下：

式中：

Cx是基轴方向曲率，

Cy是柱轴方向的曲率，

Kx是基轴X方向园锥系数，

Ky是柱轴Y方向园锥系数，

2.根据权利要求1所述的一种能形成周边近视性离焦的青少年眼用镜片，其特征在于：所述眼镜片为近视眼镜片。

3.根据权利要求1所述的一种能形成周边近视性离焦的青少年眼用镜片，其特征在于：所述后表面和前表面均为球面。