[发明专利]利用电控调变焦的双液体变焦透镜人眼系统及调焦方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人眼光学模型，具体涉及一种利用电控调焦的双液体变焦透镜人眼系统及调焦方法，用于视光学和眼科技术领域。

背景技术

眼睛是人体最重要的感觉器官之一，也是人类获取外界信息的主要工具。人眼是一个有多个界面的复杂光学系统，其主要成分由外向里为：角膜、房水、晶状体和玻璃体，从角膜到眼底视网膜前的每一界面都是该复合光学系统的组成部分。但有些人由于先天或有病、受伤等原因导致眼睛失明，给生活带来不便，给人生带来痛苦。因此人眼模型研究在光学成像、生物医学等领域具有重要意义。

对人眼模型研究的一般方法是对人眼各光学常数的大量实测结果取平均值作为人眼的光学常数，设定各折射面面型和折射率。人类历史上最早的人眼模型是由Listing在1851年提出的近轴眼模型，自此以后，人眼模型的研究成为光学和眼科学领域的热门课题。

近些年，结合光学测试在眼视光学领域应用的最新成果，基于生理解剖学数据，通过研究每一个界面和内部介质的光学特性，建立的人眼模型，可在术前通过收集患者眼睛的数据，通过建立人眼光学模型，进行模拟分析，选择术前方案、预测术后效果等等。所以，人眼光学模型在视光学和眼科领域都有着重要的应用价值。

个性化人眼系统中的人工晶体通常包括传统的单焦点人工晶体，多焦点人工晶体和可调节人工晶体。传统的单焦人工晶体虽然能够帮助患者达到复明手术的目的，但其使患者术后丧失调节力，患者需依赖眼镜满足近距离工作需求。多焦点人工晶体是近年来人工晶体设计方面的一大进展，它仍为一个光学透镜，同时可产生两个或多个焦点，明显降低了白内障患者术后的戴镜率，但因其同时提供多个视网膜图像，造成图像质量下降；同时视网膜成像的对比度低、分辨力差、相邻色相混等缺点限制了其应用。可调节人工晶体通过对患者植入带襻人工晶体，在缩瞳药毛果芸香碱与散瞳药环喷脱脂的刺激下，在睫状肌收缩时产生位移调节。不同于多焦点人工晶体的假性调节，可调节人工晶体产生调节力的生理基础是睫状肌收缩使人工晶体的光学部在视轴方向产生前移，从而焦点向前漂移，但这是一种单焦晶体，严格说是一种假调节，所以其调节的范围是有限的

发明内容

本发明公开了一种利用电控调变焦的双液体变焦透镜人眼系统及调焦方法，目的在于克服现有单焦点人工晶体存在的：患者术后丧失调节力，需依赖眼镜满足近距离工作；多焦点人工晶体存在图像质量下降；可调节人工晶体存在调节范围有限等弊端。本发明以Gullstrand-Le Grand人眼模型的角膜特征参数及眼内各部分轴向间距数据为基础，在其中置入双液体变焦透镜替代晶状体，并利用电控调变焦，从而进一步构建个性化人眼模型。通过Code V软件的优化功能，设计人眼最佳光学结构，提高人眼屈光系统的光学质量和视觉功能。

本发明技术方案是这样实现的：

一种利用电控调变焦的双液体变焦透镜人眼系统，由角膜、前室、双液体变焦透镜的人工晶体以及玻璃体构成；其特点是：在前室b与玻璃体g之间置入基于双液体变焦透镜的人工晶体，所述双液体变焦透镜的人工晶体由第一玻璃透镜、第二玻璃透镜以及金属圆柱容器构成，所述的金属圆柱容器中由绝缘液体和导电液体形成双液体界面，所述的第一玻璃透镜与前室接触面为曲面，另一面为平面，第二玻璃透镜与玻璃体接触面为曲面，另一面为平面，所述的金属圆柱管内壁涂覆一层绝缘介质，利用导电液体以及金属管外壁施加在绝缘介质上的外部电压调控和改变液体界面的曲率半径，从而改变双液体变焦透镜的焦距，得到个性化人眼的可调节范围。

所述的外部电压调控获取的液体界面曲率半径的变化范围在(-∞,-5.667mm)和（3.778mm，+∞）之间。

利用电控调变焦的双液体变焦透镜人眼系统的调焦方法，以Gullstrand-Le Grand人眼模型的角膜特征参数及眼内各部分轴向间距数据为基础，具体步骤如下：

A)首先提取Gullstrand-Le Grand人眼模型中角膜特征参数和眼内各部分轴向间距数据在光学设计软件Code V中构建个性化人眼模型；

B)在所构建的个性化人眼模型中的前室与玻璃体之间置入基于双液体变焦透镜的人工晶体；

C)以构建的人眼模型为基础，在双液体变焦透镜中引入第一玻璃透镜曲面和第二玻璃透镜曲面，优化基于双液体变焦透镜的人工晶体的结构以矫正球差；

D)利用优化后的人眼结构，对双液体变焦透镜采用电驱变焦，得到个性化人眼的可调节范围。