[发明专利]一种基于改进型分形波带片的老视矫正器件

说明书

技术领域

本发明属于视觉矫正技术领域。

背景技术

随着人口结构老龄化趋势的发展，国家和社会对中老年人群的视觉健康问题的关注度正逐年上升。老视不仅给中老年人日常阅读和工作带来了极大的不便，同时也增大了中老年人的安全隐患和社会的交通事故发生率。在人口结构老龄化的大背景下，老视矫正技术的发展显得迫切而意义重大。

正常人眼作为一个具有自动调焦能力的光学成像系统，可以对相当大的连续距离范围内的物体清晰成像，这个自动调焦是通过人眼晶状体的变形和移动来实现的，这个过程称为人眼的调节。然而随着年龄的增大，人眼的调节能力逐渐退化并最终消失，造成视近模糊的症状，这种现象称为老视。传统的老视矫正手段有单焦点、双焦点、渐进型多焦点透镜等，单焦点透镜(隐形眼镜和人工晶体)只能对特定距离(一般为阅读距离)清晰成像，而其他地方成像并不清晰。双焦点透镜(隐形眼镜以及人工晶体)旨在克服单焦点透镜的弊端，佩戴此类透镜，人眼能对两个特定位置成像清晰(一般是无穷远和阅读距离)成像，但对于其他中间距离，并不能清晰成像。为了获得连续的矫正范围，渐进型多焦点框架眼镜被提出，但此类眼镜则具有有效视场较小、两侧区域像差无法消除的缺陷。使老花眼能够获得连续的清晰视物范围，是老视矫正的最终追求目标。我们提出的这种方法，就是老视矫正的新尝试。

同时，在目前的老年性白内障治疗中，人工晶状体置换手术已经成为一种成熟可靠的方法，通过植入人工晶体替换原来的晶状体，可以达到恢复视力的效果。具有大焦深性能的人工晶体则有望在恢复视力的同时矫正老花眼。目前旨在恢复人眼连续视物范围的人工晶体多为双焦点人工晶体，存在的主要缺陷(部分可以通过新三焦点设计克服)就是能看清楚远处和近处两点，中间部分看不清楚。为了克服这一缺陷，出现光剑人工晶体，将光剑元件作为人工晶体引入眼模型，虽实现了大焦深性能，但此种元件加工复杂。近几年还出现了非球面人工晶体，通过加入适当的球差，实现了多焦性能，但是物距位置选取不能满足读书距离。

发明内容

本发明目的是克服现有技术存在的上述问题，通过选取合理的改进型分形波带片的参数，确定出改进型分形波带片的结构，将此波带片与人眼组合后，使人眼能对不同距离的物体清晰成像。

本发明提供的基于改进型分形波带片的老视矫正器件，即为一个改进型分形波带片，所述的改进型分形波带片的结构通过如下方法获得：

一条透明线段，在每次分形迭代中，按连续透光部分与不透光部分为w的比值将线段中间涂黑，w取任意正数；该过程可进行迭代，其迭代过程如图1所示。改进型分形波带片的分形级次S由迭代次数确定.w是这样定义的：一个分形级内透光部分为γ₁，不透光部分为ξ₁，第一个分形级内透光部分为γ₂，不透光部分为ξ₂，一个分形级内透光部分与不透光部分的比值为w,即设改进型分形波带片的半径大小为a，分形迭代完成的线段以中心作为坐标轴的原点，按照公式(1)进行坐标变换，

ζ=(r0a)2-12---(1)]]>

将坐标变换后的线段以一端为旋转轴扫过360°，所成的图形即为改进型分形波带片。其中a为改进型分形波带片的半径大小，r₀为原坐标系下的横坐标，ζ为坐标变换后的新坐标。改进型分形波带片如图2所示。

该改进型的分形波带片应用于人眼老花矫正时，可以将理想成像的人眼抽象成为一个可变的单透镜。老视现象则相当于此透镜失去调焦能力，变为一个空气中等效焦距为f＝22.22mm(相当于人眼屈光度为60D，像方折射率为1.336的液体，故像方焦距约16.67mm)的单透镜。选择人眼最敏感的波长λ＝555nm。研究波带片与人眼的结合便可以简化为研究波带片与透镜的结合。人眼与改进型分形波带片结合后，整个系统的焦距遵循几何光学的焦距组合公式：