[發明專利]利用電控調變焦的雙液體變焦透鏡人眼系統及調焦方法

有效

• 申請號: 201310459816.6
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103489361A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 彭潤玲;李一凡;胡水蘭;魏茂煒;陳家璧;莊松林
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G09B23/28
• 分類號: G09B23/28;G02B3/14
• 代理公司: 上海東創專利代理事務所(普通合伙) 31245
• 代理人: 寧芝華

技術領域

本發明涉及一種人眼光學模型，具體涉及一種利用電控調焦的雙液體變焦透鏡人眼系統及調焦方法，用于視光學和眼科技術領域。

背景技術

眼睛是人體最重要的感覺器官之一，也是人類獲取外界信息的主要工具。人眼是一個有多個界面的復雜光學系統，其主要成分由外向里為：角膜、房水、晶狀體和玻璃體，從角膜到眼底視網膜前的每一界面都是該復合光學系統的組成部分。但有些人由于先天或有病、受傷等原因導致眼睛失明，給生活帶來不便，給人生帶來痛苦。因此人眼模型研究在光學成像、生物醫學等領域具有重要意義。

對人眼模型研究的一般方法是對人眼各光學常數的大量實測結果取平均值作為人眼的光學常數，設定各折射面面型和折射率。人類歷史上最早的人眼模型是由Listing在1851年提出的近軸眼模型，自此以后，人眼模型的研究成為光學和眼科學領域的熱門課題。

近些年，結合光學測試在眼視光學領域應用的最新成果，基于生理解剖學數據，通過研究每一個界面和內部介質的光學特性，建立的人眼模型，可在術前通過收集患者眼睛的數據，通過建立人眼光學模型，進行模擬分析，選擇術前方案、預測術后效果等等。所以，人眼光學模型在視光學和眼科領域都有著重要的應用價值。

個性化人眼系統中的人工晶體通常包括傳統的單焦點人工晶體，多焦點人工晶體和可調節人工晶體。傳統的單焦人工晶體雖然能夠幫助患者達到復明手術的目的，但其使患者術后喪失調節力，患者需依賴眼鏡滿足近距離工作需求。多焦點人工晶體是近年來人工晶體設計方面的一大進展，它仍為一個光學透鏡，同時可產生兩個或多個焦點，明顯降低了白內障患者術后的戴鏡率，但因其同時提供多個視網膜圖像，造成圖像質量下降；同時視網膜成像的對比度低、分辨力差、相鄰色相混等缺點限制了其應用。可調節人工晶體通過對患者植入帶襻人工晶體，在縮瞳藥毛果蕓香堿與散瞳藥環噴脫脂的刺激下，在睫狀肌收縮時產生位移調節。不同于多焦點人工晶體的假性調節，可調節人工晶體產生調節力的生理基礎是睫狀肌收縮使人工晶體的光學部在視軸方向產生前移，從而焦點向前漂移，但這是一種單焦晶體，嚴格說是一種假調節，所以其調節的范圍是有限的

發明內容

本發明公開了一種利用電控調變焦的雙液體變焦透鏡人眼系統及調焦方法，目的在于克服現有單焦點人工晶體存在的：患者術后喪失調節力，需依賴眼鏡滿足近距離工作；多焦點人工晶體存在圖像質量下降；可調節人工晶體存在調節范圍有限等弊端。本發明以Gullstrand-Le?Grand人眼模型的角膜特征參數及眼內各部分軸向間距數據為基礎，在其中置入雙液體變焦透鏡替代晶狀體，并利用電控調變焦，從而進一步構建個性化人眼模型。通過Code?V軟件的優化功能，設計人眼最佳光學結構，提高人眼屈光系統的光學質量和視覺功能。

本發明技術方案是這樣實現的：

一種利用電控調變焦的雙液體變焦透鏡人眼系統，由角膜、前室、雙液體變焦透鏡的人工晶體以及玻璃體構成；其特點是：在前室b與玻璃體g之間置入基于雙液體變焦透鏡的人工晶體，所述雙液體變焦透鏡的人工晶體由第一玻璃透鏡、第二玻璃透鏡以及金屬圓柱容器構成，所述的金屬圓柱容器中由絕緣液體和導電液體形成雙液體界面，所述的第一玻璃透鏡與前室接觸面為曲面，另一面為平面，第二玻璃透鏡與玻璃體接觸面為曲面，另一面為平面，所述的金屬圓柱管內壁涂覆一層絕緣介質，利用導電液體以及金屬管外壁施加在絕緣介質上的外部電壓調控和改變液體界面的曲率半徑，從而改變雙液體變焦透鏡的焦距，得到個性化人眼的可調節范圍。

所述的外部電壓調控獲取的液體界面曲率半徑的變化范圍在(-∞,-5.667mm)和（3.778mm，+∞）之間。

利用電控調變焦的雙液體變焦透鏡人眼系統的調焦方法，以Gullstrand-Le?Grand人眼模型的角膜特征參數及眼內各部分軸向間距數據為基礎，具體步驟如下：

A)首先提取Gullstrand-Le?Grand人眼模型中角膜特征參數和眼內各部分軸向間距數據在光學設計軟件Code?V中構建個性化人眼模型；

B)在所構建的個性化人眼模型中的前室與玻璃體之間置入基于雙液體變焦透鏡的人工晶體；

C)以構建的人眼模型為基礎，在雙液體變焦透鏡中引入第一玻璃透鏡曲面和第二玻璃透鏡曲面，優化基于雙液體變焦透鏡的人工晶體的結構以矯正球差；

D)利用優化后的人眼結構，對雙液體變焦透鏡采用電驅變焦，得到個性化人眼的可調節范圍。