一种新型多焦点定制化镜片的设计方法及系统与流程

本发明涉及光学镜片设计，更具体地，涉及一种新型多焦点定制化镜片的设计方法及系统。

背景技术：

1、现代社会中，近视等屈光不正问题日益严重。传统的眼镜设计通常仅根据黄斑区的屈光度进行配置，忽略了视网膜周边区域的屈光度差异，无法满足人眼在不同视角下的视觉需求。这导致周边视网膜成像质量下降，影响整体视觉体验，尤其在青少年近视防控、提高成年人视觉质量和延缓老视进展等方面存在不足。

2、现有的多焦点镜片设计方法通常采用固定的屈光度分布模式，缺乏对个体视网膜屈光度分布和眼部参数的考虑，难以满足个性化的视觉需求。同时，忽略了瞳孔大小、瞳孔中心偏移、眼轴长度以及镜眼距等个体化参数，可能导致镜片设计与实际需求不匹配，影响佩戴者的视觉舒适度。

3、随着全眼球视度检测技术的发展，我们可以获取视网膜不同区域的屈光度分布数据。然而，如何结合个体化的眼部参数，将视网膜各区域的屈光度精准映射到镜片对应区域，仍然是一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷（不足），提供一种新型多焦点定制化镜片的设计方法及系统，用于实现基于个体眼部参数和视网膜不同区域屈光度为佩戴者提供高度定制化的镜片设计，确保视网膜各区域屈光度与镜片对应区域精准匹配，满足个性化的视觉需求。

2、第一方面，本发明采取的技术方案是一种新型多焦点定制化镜片的设计方法，所述方法包括：

3、s1：获取个体视网膜各个区域的屈光度数据和个体化眼部参数；

4、s2：建立镜片与视网膜的映射关系，将镜片上各个点坐标所在的区域与个体视网膜上各个区域相对应，从而可以根据镜片坐标获得与镜片区域相对应的个体视网膜区域屈光度；

5、s3：根据s1和s2中得到的参数来计算镜片上各个区域的屈光度；

6、s4：根据s3中得到的镜片上各个区域的屈光度来绘制出镜片屈光度空间分布图，利用该图来进行个性化镜片设计；

7、本发明充分考虑了个体眼部参数的差异性，通过引入个体化参数，针对每个佩戴者的眼部特征进行定制化设计，提高了视觉矫正的精确性，能够有效地预防视力进一步恶化，并且定制镜片还能够更好地适应动态视觉需求，减少眼睛疲劳和不适感。其次，还通过建立精确的视网膜屈光度分布与镜片设计之间的映射关系，来避免传统方法中因简化假设带来的误差，提高了镜片设计的准确性。最后通过所绘制出来的与个体视网膜各区域屈光度精准匹配的镜片屈光度空间分布图来进行个性化的镜片多焦点设计，满足不同人群的视觉需求，具有广泛的应用前景。

8、优选地，在步骤s3中，计算镜片上各个区域的屈光度的公式为：

9、当镜眼距≤15mm时，；

10、当镜眼距＞15mm时，；

11、其中，表示镜片上各个区域的屈光度；表示与镜片区域相对应的个体视网膜区域屈光度；为获取得到的眼部参数，表示镜眼距，即从角膜前表面到镜片后表面的距离。

12、在本发明中通过建立起上述关系式来将个体视网膜区域屈光度和镜片区域屈光度关联起来，实现了可以针对每位佩戴者的视网膜各区域的屈光度提供高度定制化的镜片设计，充分地考虑了个体眼部参数的差异性，满足个性化的视觉需求。

13、优选地，在所述步骤s2中还包括了计算镜片上各点的坐标，包括：

14、s21：建立视网膜坐标系，以视网膜黄斑中心为原点，计算视网膜的曲率半径，其中，为眼轴长度，表示从角膜前表面到视网膜黄斑中心的距离；

15、s22：计算视网膜上各点的极坐标，包括视网膜上各点的水平坐标和视网膜上各点的垂直坐标，并根据所得到的极坐标计算视网膜上各点的径向距离和方位角，接着再根据计算得到的曲率半径和径向距离来计算出视网膜上各点的视角；

16、s23：利用斯涅尔定律来确定光线在各界面的折射情况计算出光线在空气中的传播角度；

17、s24：利用步骤s1中获得的从角膜前表面到眼球旋转中心的距离和镜眼距相加来得到光线在空气中的传播距离，并结合上述步骤获得的数据计算出镜片上各点的坐标，其公式为：

18、

19、其中，和为步骤s1中获得的瞳孔中心偏移量。

20、在本发明中通过建立起镜片和视网膜的对应关系，然后根据计算得到的镜片上的坐标即可根据对应关系快速地找到对应区域视网膜上的屈光度，为后续计算镜片上各个区域的屈光度提供了便利，有效地保证了个性化镜片定制的精度，显著提高了视觉矫正的精确性和佩戴者的视觉体验。

21、优选地，在所述步骤s22中，

22、所述径向距离的计算公式为；

23、所述方位角的计算公式为；

24、利用所计算得到的径向距离和方位角来计算视角，所述视角表示视网膜上点与光轴的夹角，所述视角的公式为：。

25、通过建立视网膜坐标系后可以快速地计算出视网膜上各点的极坐标，通过相应的极坐标进行计算可以得到计算镜片坐标所需的参数，从而使得技术人员能够快速地根据镜片坐标来准确地找到与镜片坐标所在区域相对应的视网膜区域的屈光度，实现精准匹配。

26、优选地，在所述步骤s23中所述光线在空气中的传播角度的计算公式为：

27、

28、其中，为步骤s1中获得的玻璃体折射率，为视角。从而通过利用步骤s1中所获得的个体化眼部参数和步骤s22中计算得到的视角即可算出光线再空气中的传播角度，从而为后续计算镜片坐标奠定了基础，保证了计算的准确性。

29、优选地，在所述步骤s3中还引入了修正量来补偿高阶像差和其他光学误差，引入修正量后的镜片上各个区域的屈光度公式为：

30、当镜眼距≤15mm时，；

31、当镜眼距＞15mm时，；

32、其中，为修正量。

33、为了进一步提高镜片各区域屈光度的准确性，在本技术中还引入了修正量来对镜片屈光度进行修正，从而补偿了高阶像差和其他光学误差，更进一步地提高了镜片各个区域的屈光度的计算精度，使得定制出来的镜片与个体视网膜更加匹配。

34、优选地，所述修正量取值范围为-1.00d~ +1.00d。

35、优选地，在所述步骤s1中包括：利用全眼球视度检测仪来获取个体黄斑区及周边视网膜各区域的屈光度数据；利用眼科检查设备来测量并获得个体化眼部参数。在本发明中利用全眼球视度检测仪可以快速地获取得到个体视网膜各个区域准确的屈光度数据信息，然后再根据利用其他的眼科检查设备来测量得到个体化眼部的参数，从而使得在后续步骤中可以根据所获得的这些信息建立起视网膜和镜片的映射关系，最终获得与个体视网膜相对应的镜片屈光度空间分布图，利用该图来实现个性化镜片定制，满足了个性化的视觉需求。

36、另一方面，本发明还提供一种新型多焦点定制化镜片的设计系统，所述系统包括：

37、数据获取模块：获取个体视网膜各个区域的屈光度数据和个体化眼部参数；

38、映射关系建立模块：根据从数据获取模块中获取到的数据建立其镜片与视网膜的映射关系，将镜片上各个点坐标所在的区域与个体视网膜上各个区域相对应，从而可以根据镜片坐标获得与镜片区域相对应的个体视网膜区域屈光度；

39、镜片屈光度计算模块：根据从数据获取模块和映射关系模块中获取的参数来计算镜片上各个区域的屈光度；

40、镜片设计模块：根据镜片上各个区域的屈光度来绘制出镜片屈光度空间分布图，并利用该图来进行个性化镜片设计；

41、在所述镜片屈光度计算模块中还包括了修正单元，通过在所述修正单元中引入修正量来补偿高阶像差和其他光学误差来计算镜片上各个区域的屈光度，其公式为：

42、当镜眼距≤15mm时，；

43、当镜眼距＞15mm时，；

44、其中，表示镜片上各个区域的屈光度；表示与镜片区域相对应的个体视网膜区域屈光度；为获取得到的眼部参数，表示镜眼距，即从角膜前表面到镜片后表面的距离；为修正量。

45、在本系统中，充分地考虑了个体眼部参数的差异性，根据每个人眼睛结构和视力需求的不同，设计出定制化镜片，满足个体需求，能够适应不同屈光度，确保镜片各个区域的光线均匀聚焦，适应动态视觉需求，提供更清晰的视力，减少眼睛疲劳和不适感，有效地防止视力进一步恶化，具有广泛的应用前景。

46、优选地，所述修正单元中的修正量的取值范围为-1.00d~ +1.00d。

47、优选地，在所述映射关系建立模块中还包括了镜片坐标算法单元，通过所述镜片坐标算法单元来计算镜片上各点的坐标，其公式为：

48、

49、其中，和为数据获取模块中获得的瞳孔中心偏移量；为光线在空气中的传播距离；为空气中的传播角度；为方位角；和分别为视网膜上各点的水平坐标和视网膜上各点的垂直坐标。

50、在本单元中通过算法公式来计算出镜片的坐标，并且所述坐标与视网膜相对应，使得系统可以根据镜片坐标快速地找到与视网膜上的相对应区域的屈光度，为后续计算镜片屈光度提供了便利，有效地保证了个性化镜片定制的精度，显著提高了视觉矫正的精确性和佩戴者的视觉体验。

51、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

52、本发明的方法通过精确计算视网膜各区域的视角和方位角，结合个体化的眼部参数，建立了视网膜与镜片之间的精确映射关系。利用该映射关系，准确地确定了镜片上各点的坐标和对应的屈光度，实现了镜片设计的个性化和精准化。

53、与传统镜片设计方法相比，本发明具有显著的创新性和技术优势。首先，充分考虑了个体眼部参数的差异性，通过引入个体化参数，针对每个佩戴者的眼部特征进行定制化设计，提高了视觉矫正的精确性。其次，建立了精确的视网膜屈光度分布与镜片设计之间的映射关系，避免了传统方法中因简化假设带来的误差，提高了镜片设计的准确性。最后，通过个性化的多焦点设计，满足不同人群的视觉需求，具有广泛的应用前景。