眼科透镜及具有其的框架眼镜的制作方法

1.本公开涉及眼镜片技术领域，具体涉及眼科透镜及具有其的框架眼镜。


背景技术：

2.近年来，微透镜离焦镜片逐渐受到近视患者的信赖。现有的微透镜阵列加工技术可以在眼镜镜片表面覆盖微透镜阵列，以形成两个光学区域。其中一个光学区域是具有处方焦度的常规光学区，另一个光学区域是采用微透镜进行局部加光的加光区域，目的是产生有助于近视防控的近视离焦，也就是说聚焦在视网膜前。各个微透镜通常是彼此独立的岛状结构，它们与常规光学区的表面接连位置并非平滑过渡，而是突然变化的，一阶导数并不连续，屈光度也并不连续。
3.这样就造成了如下技术问题：1、屈光度的突然变化可能产生一定的杂散光，降低成像质量，影响成像对比度；2、一阶导数不连续意味着加工的难度大，在模铸和脱模过程中都有可能造成失败；3、在镜片镀膜的过程中由于存在非连续连接的情况，造成镀膜厚度不均一，可能改变微透镜的屈光度。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供表面平滑过渡的眼科透镜及具有其的框架眼镜，以克服现有技术的缺陷。
5.本发明第一方面提供一种眼科透镜，所述眼科透镜为框架镜片或者接触镜片，具有在至少两个方向上连续的凹凸起伏的表面特征，所述凹凸起伏的表面特征具有多个凸起部和多个凹陷部。
6.可选地，设置以透镜中心点为原点的三维坐标系，其中第一坐标轴h、第二坐标轴v、第三坐标轴d彼此正交，并且第三坐标轴d和所述眼科镜片的主光轴线重合，眼科透镜上的点记为(x,y,z)，x、y、z分别表示该点在第一坐标轴h、第二坐标轴v和第三坐标轴d之上的坐标值，所述眼科透镜的面型函数z(x,y)为连续函数，其中z(x,y)＝z
biconic
(x,y)+z
cos
(x,y)，z
biconic
(x,y)表示双圆锥曲面函数，z
cos
(x,y)表示涉及三角余弦函数的叠加连续曲面函数。
7.可选地，三角余弦函数的叠加连续曲面函数
[0008][0009]
其中，m表示h方向上的总凸起数量，n表示v方向上的总凸起数量，i表示序数，并且m和n是各自独立地选自1至100的自然数，a
hi
(x,y)和a
vi
(x,y)各自独立地选自常数、分段函
数或连续函数，其分别用于调控所述眼科透镜的第一方向h和第二方向v上的凸起部的高度，b
hi
(x)和b
vi
(y)各自独立地选自一元一次函数或一元多次函数，其分别用于调控所述眼科透镜的第一方向h和第二方向v上的凸起部与凹陷部的分布，c
hi
(x,y)和c
vi
(x,y)各自独立地选自常数、分段函数或连续函数，其分别配合a
hi
(x,y)和a
vi
(x,y)分别用于调控所述眼科透镜的第一方向h和第二方向v上的凸起部与凹陷部的包络面。
[0010]
可选地，所述多个凸起部非均匀分布，并且所述b
hi
(x)和b
vi
(y)为一元多次函数。
[0011]
可选地，所述多个凸起部等距均匀分布，并且所述b
hi
(x)和b
vi
(y)为一元一次函数。
[0012]
可选地，所述a
hi
(x,y)、a
vi
(x,y)、g
hi
(x,y)和g
vi
(x,y)中的至少一者选自分段函数。
[0013]
可选地，所述分段函数为
[0014]
或者
[0015]
其中α为正数，l1选自3.5～6.5，l2选自15～25。
[0016]
可选地，所述a
hi
(x,y)、a
vi
(x,y)、c
hi
(x,y)和c
vi
(x,y)中的至少一者选自连续函数。
[0017]
可选地，所述连续函数为sigmoid函数s(x,y)，
[0018][0019]
其中hi表示所述凸起部的高度，k表示被叠加求和的sigmoid函数的个数，ri选自2.5～10，ki选自0.5～20。
[0020]
可选地，
[0021]
其中：p
add
是选自+1d至+10d的加光度，n
lens
是所述眼科透镜的材料的折射率，r
前
是所述眼科透镜前表面的曲率半径，δd是相邻两个凸起部之间的距离。
[0022]
可选地，a
hi
(x,y)和a
vi
(x,y)各自独立地选自常数，c
hi
(x,y)和c
vi
(x,y)均为零，并且b
hi
(x)＝2πx/δdh，b
vi
(y)＝2πy/δdv，其中δdh和δdv分别表示所述眼科透镜的第一方向h和第二方向v上相邻两个凸起部之间的距离。
[0023]
可选地，当a
hi
(x,y)和a
vi
(x,y)均选自大于0的常数时，所述眼科透镜为中央视近的镜片；当a
hi
(x,y)和a
vi
(x,y)均选自小于0的常数时，所述眼科透镜为中央视远的镜片。
[0024]
可选地，双圆锥曲面函数
[0025][0026]
其中：ch＝1/rh，cv＝1/rv，rh和rv为曲率半径，kh和kv为二次曲面系数。
[0027]
本发明第二方面提供一种框架眼镜，该框架眼镜包括本发明提出的眼科透镜。
[0028]
本发明技术方案，至少具有如下优点：(1)屈光度连续变化，无突变的区域。成像质量更佳；(2)模铸和脱模过程中，连续光滑表面容易脱模，加工良率高；(3)在镜片镀膜的过程中镀膜液体不易积存，镀膜均匀，镀膜前后屈光度不易发生变化。
附图说明
[0029]
图1为本发明实施例1的眼科透镜的面型函数的示意图；
[0030]
图2为本发明实施例2的眼科透镜的面型函数的示意图；
[0031]
图3为本发明实施例3的眼科透镜的面型函数的示意图；
[0032]
图4为本发明实施例的sigmoid连续函数的示意图；
[0033]
图5为本发明实施例4的眼科透镜的面型函数的示意图。
具体实施方式
[0034]
下面将参考附图对本发明的示例性实施方式进行描述。除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和/或科学术语具有与本技术所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。
[0035]
本发明实施方式的眼科透镜可以为框架镜片或者接触镜片，其中接触镜片包括但不限于角膜接触镜、巩膜接触镜和角膜塑形镜。该眼科透镜具有在至少两个方向上连续的凹凸起伏的表面特征，凹凸起伏的表面特征具有多个凸起部和多个凹陷部。所谓“在某个方向连续”，从数学函数角度来说是指“一阶导数连续”，对于镜片的矢高z，始终存在，并且连续。
[0036]
本发明实施方式的眼科透镜中，设置以透镜中心点为原点的三维坐标系，其中第一坐标轴h、第二坐标轴v、第三坐标轴d彼此正交，并且第三坐标轴d和所述眼科镜片的主光轴线重合，眼科透镜上的点记为(x,y,z)，x、y、z分别表示该点在第一坐标轴h、第二坐标轴v和第三坐标轴d之上的坐标值。那么，眼科透镜的面型函数z(x,y)为连续函数，其中：
[0037]
z(x，y)＝z
biconic
(x，y)+z
cos
(x，y)
ꢀꢀ
(公式1)
[0038]
x是在眼科透镜的第一方向(可以记为h方向)上的距透镜中心的距离，并且y是在眼科透镜的第二方向(可以记为v方向)上的距透镜中心的距离，z
biconic
(x,y)表示双圆锥曲面函数，z
cos
(x,y)表示涉及三角余弦函数的叠加连续曲面函数。
[0039]
双圆锥曲面函数又名biconic曲面函数，计算公式如下：
[0040][0041]
其中ch＝1/rh，cv＝1/rv，rh和rv分别为第一方向和第二方向上的曲率半径，kh和kv分别为第一方向和第二方向上的二次曲面系数。当ch＝cv并且kh＝kv时，该双圆锥曲面退化成为普通的非球面。当ch≠cv时，为散光非球面。
[0042]
涉及三角余弦函数的叠加连续曲面z
cos
(x,y)为在双圆锥曲面上增加的连续曲面，其形成二维排布的隆起和凹陷，其中隆起的部分屈光度较高，而凹陷的部分屈光度较低，从而形成了不断连续变化的屈光度。
[0043]
若该叠加连续曲面中最小的屈光度设为处方焦度，则其他高于处方焦度区域的部分为加光部分，可以实现近视离焦的效果。例如：某个用作近视镜片的眼科透镜中，最小屈光度位置的处方焦度数据为-3.0d，a位置具有-0.5d的屈光度，即该a位置具有+2.5d的加光，由此，通过该a位置的入射光将聚焦在视网膜前，形成近视离焦。
[0044]
叠加连续曲面z
cos
(x,y)的计算公式可以是比较简化的形式，例如参考图1：
[0045]zcos
(x，y)＝ahcos(2πx/δdh)+avcos(2πy/δdv)
ꢀꢀ
(公式3)
[0046]
其中：δdh和δdv分别表示所述眼科透镜的第一方向h和第二方向v上相邻两个凸起部之间的距离，ah和av的绝对值分别表示所述眼科透镜的第一方向h和第二方向v上相邻凸起和凹陷的高度差，例如ah和av可以各自独立地选自1x10-4
至1x10-2
mm，例如4x10-4
至5x10-3
mm。δdh、δdv、ah和av共同决定所述叠加连续曲面的凸起与凹陷的密度以及加光度数。
[0047]
对于公式3对应的z
cos
(x,y)曲面来说，曲面凸起部是等距均匀分布的。当ah和av》0时，眼科透镜为中央视近用的镜片；当ah和av＜0时，为中央视远用的镜片。
[0048]
叠加的连续曲面z
cos
(x,y)可以是比较复杂的形式：
[0049][0050]
其中，m表示h方向上的总凸起数量，n表示v方向上的总凸起数量，i表示序数，并且m和n是各自独立地选自1至100的自然数。a
hi
(x,y)和a
vi
(x,y)各自独立地选自常数(例如绝对值在1x10-4
至1x10-2
范围内的常数，例如绝对值选自4x10-4
至5x10-3
)、分段函数或连续函数，其分别用于调控所述眼科透镜的第一方向h和第二方向v上的凸起部的高度。b
hi
(x)和b
vi
(y)各自独立地选自一元一次函数或一元多次函数，其分别用于调控所述眼科透镜的第一方向h和第二方向v上的凸起部与凹陷部的分布。c
hi
(x,y)和c
vi
(x,y)各自独立地选自常数(例如绝对值在1x10-4
至1x10-2
范围内的常数，例如绝对值选自4x10-4
至5x10-3
)、分段函数或连续函数，其分别配合a
hi
(x,y)和b
vi
(x,y)分别用于调控眼科透镜的第一方向h和第二方向v上的凸起部与凹陷部的包络面。
[0051]
在一些实施例中，叠加连续曲面的多个凸起部可以为非均匀分布，b
hi
(x)和b
vi
(y)为一元多次函数。例如：在公式4中将b
hi
(x)和b
vi
(y)定义为公式5和公式6的一元四次方程，可以得到图2所述的面型函数。由图可知该曲面在同一个象限内在(0,0)、(2,2)、(3,3)三处凸起，这些凸起呈非均匀分布。需要说明的是，b
hi
(x)和b
vi
(y)是放在cos函数内部的，cos函数是偶函数，所以镜片实物会自然形成镜像，其他象限对应位置也凸起。
[0052]bhi
(x)＝x(5.88444-5.92405x+3.25638x
2-0.490035x3)
ꢀꢀꢀ
(公式5)
[0053]bvi
(y)＝x(5.88444-5.92405y+3.25638y
2-0.490035y3)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式6)
[0054]
在另一些实施例中，叠加连续曲面的多个凸起部还可以为等距均匀分布，该情况下b
hi
(x)和b
vi
(y)可以为一元一次函数。
[0055]
分析公式4可知，通过设定a
hi
(x,y),a
vi
(x，y)，c
hi
(x,y),c
vi
(x,y)来控制曲面的凸起和凹陷的包络面。
[0056]
在一些实施例中，a
hi
(x,y)、a
vi
(x,y)、c
hi
(x,y)和c
vi
(x,y)四者可以全等。
[0057]
例如：
[0058]
该实施例对应的曲面具有凸起部分从镜片中央到周边逐渐增高，相应的加光度数也逐渐增高的特点。
[0059]
为了控制凸起明显出现的范围，可以通过使用分段函数实现。该分段函数可为
或者
[0060][0061]
其中α表示正数，l1选自3.5～6.5，优选4～5，l2选自15～25。例如：
[0062][0063]
该实施例的曲面如图3所示。
[0064]
为了控制凸起明显出现的范围，也可以使用sigmoid连续函数来控制。a
hi
(x,y)、a
vi
(x,y)、c
hi
(x,y)和c
vi
(x,y)中的至少一者选自sigmoid连续函数s(x,y)。例如参考图4：
[0065][0066]
其中hi表示所述凸起部的高度，该高度选自10-5
～10-2
mm。k表示被叠加求和的sigmoid函数的个数。ri描述了镜片上高度等于sigmoid函数一半高度的某点到镜片中心的距离。ri的数值选自2.5～10，优选3.0～7.0，更优选4.5～5.0。ki描述了sigmoid函数在一半高度时切线的斜率，数值越大形状越陡峭，ki的数值选自0.5～20，优选1～15，更优选2～10。
[0067]
其中，hi可以为：p
add
是选自+1d至+10d的加光度，n
lens
是镜片的材料的折射率，r
前
是镜片前表面的曲率半径，δd是相邻两个凸起部之间的距离。
[0068]
在一些实施例中，a
hi
(x,y)和a
vi
(x,y)可以各自独立地选自常数(例如绝对值在1x10-4
至1x10-2
，例如5x10-4
至5x10-3
之间的任意常数)，c
hi
(x,y)和c
vi
(x,y)均为零，并且b
hi
(x)＝2πx/δdh，b
vi
(y)＝2πy/δdv。其中δdh和δdv分别表示眼科透镜的第一方向h和第二方向v上相邻两个凸起部之间的距离。
[0069]
当a
hi
(x,y)和a
vi
(x,y)均选自大于0的常数时，眼科透镜为中央视近的镜片；当a
hi
(x,y)和a
vi
(x,y)均选自小于0的常数时，眼科透镜为中央视远的镜片。
[0070]
为使本领域技术人员更好地理解，下面列举平凹透镜的具体实施例。
[0071]
如图5所示的实施例中，前表面基础面为平面，z
cos
(x,y)曲面凸起均匀分布，以sigmoid函数控制上下包络面，其中b
hi
(x)＝2πx/δdh，b
vi
(y＝2πy/δd
v c
hi
(x,y)和c
vi
(x,y)均为零，其中，设定凸起部高度为4.37x10-4
mm，在距离镜片中心4.5mm处凸起部高度约为最大高度的一半，在h和v方向上凸起部间距为1.57mm，且k＝10。因此
[0072][0073]
在眼科透镜表面的面型确定之后，本领域技术人员通过车削、模铸等方式即可加工获得所需镜片。
[0074]
本发明还提出框架眼镜，该框架眼镜包括本发明实施例的眼科透镜。
[0075]
本发明技术方案的眼科透镜及具有其的框架眼镜，至少具有如下优点：(1)屈光度连续变化，无突变的区域。成像质量更佳；(2)模铸和脱模过程中，连续光滑表面容易脱模，加工良率高；(3)在镜片镀膜的过程中镀膜液体不易积存，镀膜均匀，镀膜前后屈光度不易发生变化。
[0076]
本领域技术人员将理解，本文中描述的发明除了具体描述的内容之外还可以进行变化和修改。本发明并不局限于本文中描述和示出的具体构造，而是包括落入其精神和范围内的所有的此类变化和修改。本领域技术人员可以在不背离本发明实质和范围的情况下，对本说明书中单独或共同提出的特征、结构或部分中的任意两个或更多个进行任意组合。