一种个性化渐进多焦点眼用镜片的制备方法

摘要

本发明公开了一种个性化渐进多焦点眼用镜片的制备方法。针对单纯老视患者，测量得到镜片佩戴者的个性化信息，按视线与镜片的交点到镜片竖直中线的距离的计算方法，对初始矢高进行优化处理，在视远区，渐变通道起点根据眼镜佩戴者的老视程度等个性特点进行偏移，更加适应人眼视觉生理习惯；它的渐变通道偏移竖直中线，像散变小，较大程度保持了视远区像散分布的对称性。当看远物时，视线在清晰范围较大的视远区可以自由移动；看近物时，视线与镜片的交点刚好在渐进多焦点镜片上像散很小的区域，且光焦度与矫正视力的光焦度相匹配，因而增加了佩戴者的舒适度。

权利要求

1.一种个性化渐进多焦点眼用镜片的制备方法，根据待加工镜片的设计要求和镜片参数，包括镜片佩戴者验光处方中的镜片半径R，得到多焦点眼用镜片面型的初始矢高，其特征在于再对初始矢高进行优化处理，包括如下步骤：（1）测量得到镜片佩戴者的个性化信息：瞳距PD ，镜片到眼球旋转中心的距离EGD，裸眼能够看清的最近距离的倒数即裸眼近点对应的光焦度D0 ；其中，长度单位为mm，光焦度单-1位为m ；

（2）按式

计算视线从视远区到视近区移动过程中，视线与镜片的交

点到镜片竖直中线的距离；其中 为中子午线上各点光焦度随坐标轴变化的函数； （3）以f(x)=0，按式 得到镜片矢高的初始偏移量 ；

（4）将佩戴者验光处方中镜片半径R扩展为 ，视线与镜片的交点到镜片竖直中线的距离向左偏移 ，计算右眼用渐进多焦点眼用镜片优化后的矢高；

将佩戴者验光处方中镜片半径R扩展为 ，视线与镜片的交点到镜片竖直中线的距离向右偏移，计算左眼用渐进多焦点眼用镜片优化后的矢高； （5）以R为镜片半径，将右眼用渐进多焦点眼用镜片优化后的矢高镜片中心向右平移至 ，左眼用渐进多焦点眼用镜片优化后的矢高镜片中心向左平移至 ，分别加工镜片，经数控机床抛光后得到个性化渐进多焦点眼用镜片。

说明书

一种个性化渐进多焦点眼用镜片的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种老视眼用镜片技术，为单纯老视患者提供一种符合佩戴者个性化需求的更为舒适的渐进多焦点眼用镜片的制备方法。

背景技术

[0002] 渐进多焦点眼用镜片能同时满足视远与视近的需求，又避免了双光镜等视远与视近转换时视觉断裂等缺陷。目前渐进多焦点眼用镜片的应用日渐广泛。参见附图1，渐进多焦点眼用镜片表面分为视远区1，渐变通道（或称中间过渡区）2，视近区3和像散区4。视远区位于渐进多焦点眼用镜片上半部分的宽阔区域，用于观察远物，在人眼处于放松平视状态下矫正视远能力，提供清晰、宽阔的视野，范围较大；视近区位于视远参考圈中心下方约10～18mm，用于观察近物，清晰范围较小；渐变通道位于连接视远区到视近区的过渡区域，用于观察中等距离物体，也是渐进镜片区别于双光镜的主要特征区域，一般较窄。视远区、视近区和渐变通道统称为有效视觉区；其它区域为像散区，因其像散较大，一般不能被用于观察。图中A为视远区参考点，B为视近区参考点，具体位置因渐进镜片使用类型、设计方法、校正老视程度、人眼瞳距和用眼习惯等的不同而有相应的差异。由于渐变镜片上的像散不可避免，渐变镜片上只有某些区域像散较小，其他区域像散较大。如何充分利用有效视觉区，使渐变镜片佩戴者的视线经过镜片的区域像散最小且光焦度最合适是渐变镜片设计者必须考虑的问题。

[0003] 现有技术一般是对称性设计，如中国发明专利（文献1：CN101661167A）注重有效视觉区的扩大和像散的减小，技术方案包括设镜片上坐标为：y轴水平向右x轴正方向竖直向下，z轴正方向垂直于纸面指向读者，所述的长度单位皆为mm。设A为镜片上视远参考点，B为镜片上视近参考点。视远参考点A处的曲率半径为 ，视近参考点B处的曲率半径为 ，子午线MM′上距中心O点距离x处的曲率半径为 。子午线上光焦度随x值变化的函数为 。设子午线上各点曲率随镜片上x坐标变化函数为式（1）：

[0004] ，

[0005] 其中，L为A到镜片中心点O之间的距离，m为A点 处第一个非零导数的最低阶数，l为上式在B点 处第一个非零导数的最低阶数，h为在子午线上点A到B点的垂直距离。由子午线设计时需满足的准则:在视远点A和视近点B两处曲率变化缓慢,即出现第一个非零的高阶导数的阶数要高，即 变化曲线须光滑。又要求在A处,在B处 ，可得方程组式（2）：

[0006] 。

[0007] 解该方程组得出系数 ,从而得出沿渐进多焦点眼用镜片子午线光焦度变化曲线 。

[0008] 现有技术中也有非对称设计的个性化设计方法，但是现有技术都没有给出从视远区到视近区整个渐变通道上每个点的偏移量计算方法，渐变通道上每个点的位置跟镜片佩戴者的个性特征和镜片光焦度无直接相关性。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，在渐变镜片对称设计方法基础上，依据佩戴者个体特征和视觉生理习惯，提供一种使佩戴者更为适应、舒适的个性化渐进多焦点眼用镜片的制备方法。

[0010] 实现本发明的技术方案是提供一种个性化渐进多焦点眼用镜片的制备方法，根据待加工镜片的设计要求和镜片参数，包括镜片佩戴者验光处方中的镜片半径R，得到多焦点眼用镜片面型的初始矢高，然后再对初始矢高进行优化处理，包括如下步骤：

[0011] （1）测量得到镜片佩戴者的个性化信息：瞳距PD ，镜片到眼球旋转中心的距离EGD，裸眼能够看清的最近距离的倒数即裸眼近点对应的光焦度D0 ；其中，长度单位为mm，光-1焦度单位为m ；

[0012] （2）按式 计算视线从视远区到视近区移动过程中，视线与镜片的交点到镜片竖直中线的距离；其中 为中子午线上各点光焦度随坐标轴变化的函数；

[0013] （3）以 =0，按式 得到镜片矢高的初始偏移量 ；

[0014] （4）将佩戴者验光处方中镜片半径R扩展为 ，视线与镜片的交点到镜片竖直中线的距离向左偏移 ，计算右眼用渐进多焦点眼用镜片优化后的矢高；

[0015] 将佩戴者验光处方中镜片半径R扩展为 ，视线与镜片的交点到镜片竖直中线的距离向右偏移 ，计算左眼用渐进多焦点眼用镜片优化后的矢高； [0016] （5）以R为镜片半径，将右眼用渐进多焦点眼用镜片优化后的矢高镜片中心向右平移至 ，左眼用渐进多焦点眼用镜片优化后的矢高镜片中心向左平移至 ，分别加工镜片，经数控机床抛光后得到个性化渐进多焦点眼用镜片。

[0017] 本发明设计的镜片通道和视近区的偏移量与镜片佩戴者的瞳距、鼻梁高度有关，更加符合个人特点。同时可以确保：在某一视距处，同一个人即使两眼的老视程度不同，通道的偏移量相同，双眼向内旋转角度相同，符合眼球旋转的生理习惯。偏移量又是光焦度的函数，裸眼近点对应的光焦度越大，所需要的镜片加光量越小，只有看较近的物体才需要镜片提供的光焦度，这时视线已经向内偏移的角度较大，因此镜片的渐进通道起点就越偏离镜片的对称中线。反之，裸眼近点对应的光焦度越小，所需要的镜片加光量越大，看中等距离物体就需要镜片提供的光焦度，这时视线向内偏移的角度较小，因此镜片的渐进通道起点就越靠近镜片的对称中线。这样可以保证渐变通道上的光焦度就是不同视距所需的光焦度。

[0018] 经过本发明提出的个性化方法设计的渐变多焦点眼镜片视远区光焦度分布基本保持对称性。按本发明提出的技术方案设计出的镜片视远区像散分布几乎不会因为镜片通道和视近区的位置偏移而改变，基本保持了视远区像散的对称性。

[0019] 按本发明提出的技术方案制备的渐进多焦点眼用镜片具有如下特征：

[0020] 1、在视远区，渐变通道起点根据眼镜佩戴者的老视程度等个性特点进行偏移，裸眼近点对应光焦度越大，镜片的渐进通道起点偏离镜片的对称中线越远。反之，裸眼近点对应的光焦度越小，镜片的渐进通道起点就越靠近镜片的对称中线，更加符合人眼的视觉生理习惯。

[0021] 2、由于渐变通道偏移而导致的像散较小，较大程度上保持了视远区像散的对称性。

[0022] 3、本发明设计的渐进多焦点眼用镜片不仅能使镜片佩戴者的视线与镜片的交点通过渐进多焦点镜片上像散很小的区域，而且渐变通道上每一点的光焦度等于渐进多焦点镜片佩戴者视物所需光焦度。因而能增加渐进多焦点镜片佩戴者的佩戴舒适度。具有这种特征的渐进多焦点镜片也更容易被镜片佩戴者适应。

[0023] 与现有技术相比，本发明设计的渐进多焦点眼用镜片的优点是：当渐变镜片的佩戴者看远物时，视线在范围较大的视远区可以自由移动；看近物时，视线开始向鼻侧偏移，视线与镜片的交点刚好在渐变镜片上像散很小的通道中心。本发明设计的渐进多焦点眼用镜片的显著优点是，视线通过镜片的渐变通道上的每一点的光焦度都与矫正视力所需光焦度相匹配。因而能增加渐变镜片佩戴者的佩戴舒适度，具有这种特征的渐变镜片更容易被渐变镜片佩戴者适应。

附图说明

[0024] 图1为渐进多焦点眼用镜片的不同区域示意图；

[0025] 图中，1、视远区；2、渐变通道（中间过渡区）；3、视近区；4、像散区；

[0026] 图2为渐进多焦点眼用镜片佩戴者视远物和视近物时视线偏移示意图；

[0027] 图3为按现有技术（文献1）得到的渐进多焦点眼用镜片的子午线光焦度分布图； [0028] 图4为本发明实施例中镜片矢高偏移量随y轴的变化曲线图（单位为mm）；

[0029] 图5为按现有技术（文献1）公开的技术方案设计的具有对称性结构的渐进多焦点眼用镜片的光焦度轮廓线图；

[0030] 图6为按现有技术（文献1）公开的技术方案设计的具有对称性结构的渐进多焦点眼用镜片的像散轮廓线图；

[0031] 图7为本发明实施例1中设计的加光度为2.0D个性化渐进多焦点眼用镜片的光焦度轮廓线图；

[0032] 图8为本发明实施例1中设计的加光度为2.0D个性化渐进多焦点眼用镜片的像散轮廓线图；

[0033] 图9为本发明实施例2中设计的加光度为1.0D个性化渐进多焦点眼用镜片的光焦度轮廓线图；

[0034] 图10为本发明实施例2中设计的加光度为1.0D个性化渐进多焦点眼用镜片的像散轮廓线图；

[0035] 图11为本发明实施例3中设计的加光度为1.5D个性化渐进多焦点眼用镜片的光焦度轮廓线图；

[0036] 图12为本发明实施例3中设计的加光度为1.5D个性化渐进多焦点眼用镜片的像散轮廓线图；

[0037] 图13为本发明实施例4中设计的加光度为3.0D个性化渐进多焦点眼用镜片的光焦度轮廓线图；

[0038] 图14为本发明实施例4中设计的加光度为3.0D个性化渐进多焦点眼用镜片的像散轮廓线图；

[0039] 图15为本发明实施例5中设计的加光度为2.0D，瞳距为58mm的个性化渐进多焦点眼用镜片的光焦度轮廓线图；

[0040] 图16为本发明实施例5中设计的加光度为2.0D，瞳距为58mm的个性化渐进多焦点眼用镜片的像散轮廓线图；

[0041] 图17为本发明实施例6中设计的加光度为2.0D，瞳距为66mm的个性化渐进多焦点眼用镜片的光焦度轮廓线图；

[0042] 图18为本发明实施例6中设计的加光度为2.0D，瞳距为66mm的个性化渐进多焦点眼用镜片的像散轮廓线图。

具体实施方式

[0043] 下面结合附图及实施例对本发明技术方案作进一步描述。

[0044] 实施例1

[0045] 在本实施例中，测量得到镜片佩戴者的个性化信息：瞳距PD=60mm，根据佩戴习惯，眼镜片到眼球旋转中心的距离EGD=20mm，眼睛近点距离为400mm，则对应的近点光焦度D0=2.5D，如果要看清222mm处的物体（对应光焦度为4.5D），应佩戴加光量为2D的渐进多焦点镜片。在该患者所需镜片上，视远点B处镜片光焦度为0D，镜片渐变通道长度h=17 mm。待加工镜片的镜片半径R=36mm，折射率1.523。

[0046] 镜片的制备包括如下步骤：

[0047] 步骤1，根据现有技术（文献1：CN101661167A）公开的技术方案，镜片上坐标为：y轴水平向右x轴正方向竖直向下，z轴正方向垂直于纸面指向读者。所述的长度单位皆为mm。设A为镜片上视远参考点，B为镜片上视近参考点。视远参考点A处的曲率半径为
，视近参考点B处的曲率半径为 ，子午线MM′上距中心O点距离x处的曲率半径为 。子午线上光焦度随x值变化的函数为 。设子午线上各点曲率随镜
片上x坐标变化函数为式（1）：

[0048] ，

[0049] 其中，L为A到镜片中心点O之间的距离，m为A点 处第一个非零导数的最低阶数，l为上式在B点 处第一个非零导数的最低阶数，h为在子午线上点A到B点的垂直距离。由子午线设计时需满足的准则:在视远点A和视近点B两处曲率变化缓慢,即出现第一个非零的高阶导数的阶数要高，即 变化曲线须光滑。又要求在A处,在B处 ，可得方程组式（2）：

[0050] 。

[0051] 解该方程组得出系数 ,从而得出沿渐进多焦点眼用镜片子午线光焦度变化曲线 。

[0052] 步骤2，测量得到镜片佩戴者的个性化信息（如图2所示）：瞳距PD ，镜片到眼球旋转中心的距离EGD，裸眼能够看清的最近距离的倒数即裸眼近点对应的光焦度D0 ，光焦度-1单位为屈光度（m ）；按式（3）

[0053] ，

[0054] 得到视线与镜片的交点到镜片竖直中线的距离。 随着镜片竖直坐标x变化而变化。

[0055] 步骤3，对于所有x，令f(x)=0得到镜片矢高的整体偏移量 式（4）：

[0056] 。

[0057] 设处方要求镜片的半径为R，将R扩展为 ，在后续计算过程中都以作为镜片的半径。

[0058] 步骤4，如果通过镜片渐进表面任意点（x，y）总存在一个圆柱面和子午线相交，交点x坐标值为u，并且沿着柱面与坐标面xoy的交线的值恒等于u，设此函数为式（5）：

[0059]

[0060] 且满足边界以下条件：在A点处，式（6-a）：

[0061]

[0062] 在B点处，式（6-b）：

[0063]

[0064] 在无穷远处，式（6-c）：

[0065] 。

[0066] 解式(7)方程：

[0067]

[0068] 得到：

[0069] ，当 时 式(8-a)；

[0070] ，当 时式(8-b)；

[0071] ，当 时式 (8-c)；

[0072] 其中 ； 。（式中的p为现有技术文献1中的d）；

[0073] 步骤5，对于右眼用渐进多焦点镜片，将上式(8)（包括8-a～8-c)中的y变为 ，即式中的g修改为：

[0074] 得式（9）。

[0075] 步骤6，设子午线上各个点处的曲率半径为r(u)，曲率中心为 。

[0076] 由基本几何知识得式(10)：

[0077]

[0078] 其中 。

[0079] 每一个u对应一个球面，这一系列球面的包络面就是渐进多焦点眼镜片的渐进表面。可表示为式（11）：

[0080] 。

[0081] 步骤7，将上式（11）中的y变为 ，即将式（11）变为式（12）：

[0082] ，计算得到修正后的镜片的矢高。

[0083] 步骤8，对于左眼用渐进多焦点镜片，将（8）式中的y变为 ，即（8）式中的g修改为：

[0084] ，得式（13），

[0085] 且将式（11）中的y变为 ，即将（11）变为：

[0086] ，得式（14），计算得到修正后的镜片矢高。

[0087] 步骤9，将镜片中心向右平移到 ，并将镜片半径减小为R，输入数控铣磨机床加工，用数控机床抛光后制成右眼用渐进多焦点镜片。

[0088] 将镜片中心向左平移到 ，并将镜片半径减小为R，输入数控铣磨机床加工，用数控机床抛光后制成左眼用渐进多焦点镜片。

[0089] 在上述步骤中，步骤5、7、8、9为针对现有对称设计的技术方案（文献1）的镜片数据偏移方法。对于不同对称设计方法则灵活采用不同方式将偏移步骤融入到镜片设计过程中。

[0090] 参见附图3，它是按现有技术（文献1）技术方案得到的渐进多焦点眼用镜片的子-1午线光焦度f(x)分布图；x轴的单位为mm，光焦度单位为屈光度（m ）。

[0091] 附图4为根据本发明提出的技术方案中的步骤1～3得到渐变镜片的镜片偏移量d随x轴的变化图（单位为mm）。比较图3和图4可以看出，本实施例技术方案提供的镜片矢高偏移量与光焦度分布几乎为线性相关，可以看出镜片矢高偏移量变化缓慢且平滑。

[0092] 附图5为按现有技术（文献1）公开的技术方案，设计的具有对称性结构的渐进多焦点眼用镜片的光焦度轮廓线图；附图6为按文献1公开的技术方案设计的具有对称性结构的渐进多焦点眼用镜片的像散轮廓线图；

[0093] 附图7为本发明实施例中设计的个性化渐进多焦点眼用镜片的光焦度轮廓线图；-1
图中点状轨迹为视线与渐变镜片交点的轨迹（光焦度单位为屈光度，长度单位为mm ）。附图8为本发明实施例中设计的个性化渐进多焦点眼用镜片的像散轮廓线图。图中点状轨迹为视线与渐变镜片交点的轨迹（像散单位为屈光度D）。从图中可以看出：在视远区像散仍然保持基本的对称性，在视远区渐进通道的起点并不位于镜片竖直对称中线，而是有所偏移。当渐变镜片佩戴者需要镜片所提供的光焦度时，已经是在注视较近物体了，视线已经有所偏移，故这种安排更符合人的视物习惯。比较附图5与附图7可以看出，经过本发明提出的个性化方法设计的渐变多焦点眼镜片视远区光焦度分布仍然保持对称性。 比较图6与图8的结果可知，按本实施例技术方案设计出的镜片视远区像散分布不会因为镜片通道和视近区的位置偏移而改变，保持了视远区像散的对称性。

[0094] 参看附图8，在视远区，由于光焦度变化很小，像散也很小，该患者视物时所需光焦度主要靠眼球晶状体调节，故视线在视远区不受限制。当他逐渐看近物时，视线向鼻侧偏移，正好落在上述设计的渐变通道上，根据渐变通道的偏移量与光焦度相匹配的性质，患者很容易找到通道上某个位置，该位置上光焦度的大小和视线的偏移量相匹配。即看近物时视线通过镜片上的位置是渐变通道上像散最小的通道中心且该处渐变镜片的光焦度就是所需的光焦度。镜片的视近区的位置也是看近物时视线与镜片相交的区域且光焦度也是所需的光焦度。

[0095] 实施例2

[0096] 在本实施例中，测量得到镜片佩戴者的个性化信息同实施例1。但是裸眼近点对应光焦度D0=3.5D，如果要看清222mm处的物体（对应对应光焦度为4.5D），应佩戴加光量为1D的渐变镜。镜片其它特征与实施例1相同。

[0097] 按实施例1技术方案，分别得到左、右眼用渐进多焦点镜片。

[0098] 附图9和附图10为本实施例设计的渐进多焦点眼用镜片的光焦度等值线图和像散等值线图。

[0099] 实施例3

[0100] 在本实施例中，测量得到镜片佩戴者的个性化信息同实施例1。但是裸眼近点对应光焦度为D0=3.0D，如果要看清222mm处的物体（对应光焦度为4.5D），应佩戴加光量为1.5D的渐变镜。镜片其它特征与实施例1相同。

[0101] 按实施例1技术方案，分别得到左、右眼用渐进多焦点镜片。

[0102] 附图11和附图12为本实施例设计的渐进多焦点眼用镜片的光焦度等值线图和像散等值线图。

[0103] 实施例：4

[0104] 在本实施例中，测量得到镜片佩戴者的个性化信息同实施例1。但是裸眼近点对应光焦度为D0=1.5D，如果要看清222mm处的物体（对应光焦度为4.5D），应佩戴加光量为3D的渐变镜。镜片其它特征与实施例1相同。

[0105] 按实施例1技术方案，分别得到左、右眼用渐进多焦点镜片。

[0106] 附图15和附图16为本实施例设计的渐进多焦点眼用镜片的光焦度等值线图和像散等值线图。

[0107] 实施例：5

[0108] 在本实施例中，测量得到老视患者的瞳距为58mm，镜片佩戴者的其它个性化信息同实施例1。镜片其它特征与实施例1相同。

[0109] 按实施例1技术方案，分别得到左、右眼用渐进多焦点镜片。

[0110] 附图15和附图16为本实施例设计的渐进多焦点眼用镜片的光焦度等值线图和像散等值线图。

[0111] 实施例：6

[0112] 在本实施例中，测量得到老视患者的瞳距为66mm，镜片佩戴者的其它个性化信息同实施例1。镜片其它特征与实施例1相同。

[0113] 按实施例1技术方案，分别得到左、右眼用渐进多焦点镜片。

[0114] 附图17和附图18为本实施例设计的渐进多焦点眼用镜片的光焦度等值线图和像散等值线图。

[0115] 从实施例1～6中的光焦度和像散等值线图中可以看出：在视远区，用本发明提出的个性化方法设计的渐变多焦点眼镜片光焦度分布基本保持对称性。按本发明提出的技术方案设计的镜片视远区像散分布因为镜片通道和视近区的位置偏移导致的改变较小，基本保持了视远区像散的对称性。

[0116] 从实施例1～6中的光焦度和像散等值线图中还可以看出：裸眼近点光焦度越大，所需要的镜片加光量越小，只有看较近的物体才需要镜片提供的光焦度，这时视线已经向内偏移的角度较大，因此镜片的渐进通道起点就越偏离镜片的对称中线。反之，裸眼近点光焦度越小，所需要的镜片加光量越大，看中距物体就需要镜片提供的光焦度，这时视线向内偏移的角度较小，因此镜片的渐进通道起点就越靠近镜片的对称中线。

[0117] 从实施例5和实施例6中可以看出：针对不同瞳距的个体，设计出的渐进多焦点镜片通道位置也相应有所变化。即眼镜片佩戴者不同的个体特征和不同佩戴习惯都对应相应特点的渐进多焦点镜片。