连续型高阶相位调制的眼镜片及其相位调制方法

本公开涉及视光产品领域，尤其涉及一种眼镜片，其在为佩戴者提供视力矫正的同时，抑制或延缓眼睛屈光不正状态的进一步发展。

背景技术：

1、普通单光眼镜片验配一直是视光临床用于矫正眼睛屈光不正的一种最有效的光学方式。单光眼镜片的工作原理是将无穷远的物点成像于眼睛的远点，屈光不正的眼睛在放松状态下能看清无穷远物点的像。伴随现代社会的发展，数码终端产品的普及应用，网络功能在工作、学习和生活中的不断拓展和渗透，用眼不科学不规范等问题导致屈光不正患者逐渐出现低龄化趋势，导致高度近视患者的比例随着年龄增长在快速上升。

2、为了应对近视群体规模和近视度数快速增长的不利局面，需要在单光眼镜片上进行技术创新，使其在矫正屈光不正的同时也能在一定程度上起到延缓或控制近视进展的作用。最早出现的这类眼镜片就是具有连续加光度数的周边离焦镜片和青少年渐进片，但有限的离焦量或加光度无法在足够大的镜片区域内产生足够量的表面像散或高阶像差，对人眼视觉质量的干预不显著，因此在实际应用中体现出较弱的近视进展控制效果。直到最近，阵列式的微透镜或微柱镜应用于眼镜片的面型设计，真正具有显著临床意义的近视控制框架镜片才得以开发成功。在眼镜片表面，微透镜的设计分布一般采用二维周期性阵列结构，例如中国专利cn104678572a所公开的。微柱镜的设计分布一般采用圆环型的径向周期性阵列结构，例如中国专利cn111103701a所公开的。微透镜和微柱镜在镜片局部分别产生相应的附加球镜屈光力和附加柱镜屈光力。从成像波面的角度理解，由微透镜和微柱镜分别形成的局部离焦和局部散光都属于低阶相位延迟或低阶像差。在成像效果上，微透镜阵列和微柱镜阵列分别形成圆形弥散斑和径向弥散斑，都会导致眼镜片成像质量的下降和像面模糊，让眼睛感受到视物不清，尤其是在视近时，可以让眼睛主动地放松调节，起到延缓近视进展的作用。

技术实现思路

1、为了克服背景技术的不足，本发明提供连续型高阶相位调制的眼镜片及其相位调制方法，主要解决目前的微透镜阵列和微柱镜阵列在分别形成圆形弥散斑和径向弥散斑的同时，会伴随形成散焦面的问题。（散焦面的出现会在镜片近用时带来成像鬼影现象，容易引起佩戴不适，这是基于阵列式微透镜或微柱镜的近视防控框架镜片的不足。）

2、本发明所采用的技术方案是：

3、一种连续型高阶相位调制的眼镜片，所述眼镜片包括：

4、中央光学区，所述中央光学区由眼镜片的连续光滑的基础曲面构成，且中央光学区的中心与镜片的光学中心位置重合；以及

5、相位调制区，所述相位调制区环绕所述中央光学区，所述相位调制区包括眼镜片的基础曲面以及附加在基础曲面上或者集成在眼镜片基底层中的相位延迟单元，所述相位延迟单元彼此紧密排布，连接成片，每个相位延迟单元都具有高阶相位延迟作用，产生高阶像差。

6、所述的相位延迟单元以相位层形式附加在眼镜片基础曲面上，所述的相位层附加在眼镜片的前表面或附加在眼镜片的后表面。

7、所述的相位延迟单元以相位层形式集成于眼镜片基底层中间。

8、所述的相位延迟单元产生径向阶数在3阶和3阶以上的高阶相位延迟或高阶像差。

9、所述的相位延迟单元可以产生正的相位延迟，并且，所有相位延迟单元的相位延迟幅度是不相等的。

10、所述的相位延迟单元相互之间紧密相连排布。

11、所述的相位延迟单元相邻之间的厚度是平滑过渡的。

12、所述的相位延迟单元的外形是正多边形。

13、所述的多边形的外接圆直径在0.5 mm至4.0 mm范围内。

14、在瞳孔范围内有效工作的所述相位延迟单元，对像面上像点能量分布的影响是形成带有星芒的弥散斑。

15、所述的中央光学区具有圆形的工作口径，所述工作口径的半径在2.5 mm至6 mm范围内。

16、所述的相位调制区的外缘呈多边形或圆形，以眼镜片光学中心为原点，所述外缘的半径大于15 mm。

17、所述的相位延迟单元和眼镜片基底是一体成型的或分体成型后再组合成型。

18、一种如上述的连续型高阶相位调制的眼镜片的相位调制方法，其特征在于：包括如下步骤：

19、步骤一，用zernike多项式表示所述相位延迟单元的厚度分布：

20、

21、其中，是多项式的系数，具有长度量纲单位，上标 m表示方位阶数的整数，且，下标 n表示径向阶数的非负整数，且取值范围；

22、步骤二，以相位延迟单元作为组件，通过拼接组合方式形成密集排布阵列结构；

23、步骤三，将相位延迟单元的密集排布阵列结构叠加到眼镜片的基础曲面上或者集成到眼镜片的基底层中，确保各个相位延迟单元的中心法线方向与所在镜片基底的面法线方向相同；

24、步骤四，由镜片物方入射的成像波面在经过所述镜片的相位调制区时，各个相位延迟单元对入射波面进行子孔径分割，所述相位延迟单元将对各自的子波面产生局域化的高阶相位延迟；

25、步骤五，所述被施加高阶相位延迟的所有子波面在透过镜片后融合成一个完整的出射波面，所述出射波面包含高阶像差分量，在传播到眼镜片的像面时形成非均匀的带有星芒的最小弥散斑，所述弥散斑能够影响眼镜片的成像质量，形成模糊的像面，进而影响戴镜眼睛的视觉质量和对比敏感度。

26、本发明的有益效果是:本发明采用具有高阶相位延迟或高阶像差生成作用的相位型器件结构来设计具有潜在的近视进展控制作用的框架眼镜片，本公开设计的眼镜片以及具有该眼镜片的框架眼镜可以确保在眼睛的动态视场范围内提供全视野视力矫正，同时，通过对成像波面的高阶相位调制，以高阶像差形式主动抑制高频空间频率的成像信息，从而在周边视野区产生模糊的像面，削弱对眼睛视度调节的刺激。

技术特征：

1.一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：所述眼镜片包括：

2.根据权利要求1所述的一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：所述的相位延迟单元以相位层形式附加在眼镜片基础曲面上，所述的相位层附加在眼镜片的前表面或附加在眼镜片的后表面。

3.根据权利要求1所述的一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：所述的相位延迟单元以相位层形式集成于眼镜片基底层中间。

4.根据权利要求1-3所述的一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：所述的相位延迟单元产生径向阶数在3阶和3阶以上的高阶相位延迟或高阶像差。

5.根据权利要求1-3所述的一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：所述的相位延迟单元可以产生正的相位延迟，并且，所有相位延迟单元的相位延迟幅度是不相等的。

6.根据权利要求1-3所述的一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：所述的相位延迟单元相互之间紧密相连排布。

7.根据权利要求1或6所述的一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：所述的相位延迟单元相邻之间的厚度是平滑过渡的。

8.根据权利要求1所述的一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：所述的相位延迟单元的外形是正多边形。

9.根据权利要求1或8所述的一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：所述的多边形的外接圆直径在0.5 mm至4.0 mm范围内。

10.根据权利要求9所述的一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：在瞳孔范围内有效工作的所述相位延迟单元，对像面上像点能量分布的影响是形成带有星芒的弥散斑。

11.根据权利要求1所述的一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：所述的中央光学区具有圆形的工作口径，所述工作口径的半径在2.5 mm至6 mm范围内。

12.根据权利要求1所述的一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：所述的相位调制区的外缘呈多边形或圆形，以眼镜片光学中心为原点，所述外缘的半径大于15 mm。

13.根据权利要求1所述的一种连续型高阶相位调制的眼镜片，其特征在于：所述的相位延迟单元和眼镜片基底是一体成型的或分体成型后再组合成型。

14.一种如权利要求1-13任意一项所述的连续型高阶相位调制的眼镜片的相位调制方法，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结
连续型高阶相位调制的眼镜片及其相位调制方法。主要解决目前的微透镜阵列和微柱镜阵列在成像中分别形成圆形弥散斑和径向弥散斑的同时会伴随形成散焦面的问题。（散焦面的出现会在镜片近用时带来成像鬼影现象，容易引起佩戴不适，这是基于阵列式微透镜或微柱镜结构的近视防控框架镜片的不足。）有别于微透镜阵列和微柱镜阵列设计方案，本发明采用具有高阶相位延迟或高阶像差生成作用的相位型器件结构来设计具有潜在的近视进展控制作用的框架眼镜片，本公开设计的眼镜片以及具有该眼镜片的框架眼镜可以确保在眼睛的动态视场范围内提供全视野视力矫正，同时，通过对成像波面的高阶相位调制，以高阶像差形式主动抑制高频空间频率的成像信息，从而在周边视野区产生模糊的像面，削弱对眼睛视度调节的刺激。

技术研发人员：姜珺,厉以宇,陈浩,瞿佳
受保护的技术使用者：温州医科大学附属眼视光医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15