TWI826249B - 以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明為有關一種以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，係依據角膜之曲率及預設目標度數，取得預設眼軸長度距離，計算平行光線進入治療後角膜的光線路徑，聚集為一光點後出射至治療前的角膜處對應位置經折射進入預設隱形眼鏡鏡片的後表面位置，則光線以水平方向經由鏡片前表面向外射出，將光線自光軸線追跡產生之光線路徑及重複另一光線自光軸線追跡產生之另一光線路徑，而透過近軸光線追跡方程式進行計算，取得預設隱形眼鏡鏡片一側表面之最初光線射出點、複數光線射出點與最終光線射出點等，集合後獲得預設一側表面之曲率，依據符合治療後角膜的曲率弧度製成隱形眼鏡之實物鏡片，達到控制眼睛視力不惡化之目的。

Description

以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法

本發明係提供一種以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，尤指透過配戴矯正隱形眼鏡前後的眼睛角膜變化，透過眼睛預設眼軸長度投射光線至隱形眼鏡的鏡片所取得曲率，經過計算後供製造適合配戴的隱形眼鏡鏡片，達到控制眼睛視力穩定、不惡化之目的。

按，隨著各種電子、電氣產品的研發、創新，帶給人們在日常生活及工作上許多便捷，尤其是電子產品的大量問世，更造成在通訊及網際網路的應用的普及化，以致許多人沉浸在電子產品的使用領域中，長時間大量應用電子產品，不論是上班族、學生族群或是中老年人等，涵蓋的範圍也相當廣泛，進而衍生出低頭族的現象，也因此造就許多人的眼睛視力減損、傷害等情況日趨嚴重，近視人口也就相對提高。

再者，人們之所以會發生近視(Myopia，亦稱short-sightedness)，是由於眼睛的光線曲折能力與眼睛的長度不匹配所導致，其可能是眼軸超長或角膜弧度過陡，當眼睛總焦度太高或太強時，會導致從遠端物體傳來之光線聚焦在視網膜之前，進而造成視物成像點落在視網膜前方處，導致視物成像時產生模糊之情況，所以為了矯正近視需要降低眼睛光線的曲折能力，由於角膜的光線曲折能力約 佔全眼的80%，所以僅須降低角膜的屈光力便可達到矯正近視之效用。

目前矯正屈光不正的方式主要有配戴眼鏡矯正、配戴隱形眼鏡鏡片矯正、角膜近視手術或配戴角膜塑型片矯正這幾種方法，以上各種方法分別具有其優缺點，在此，特別針對角膜塑型片加以研究，其中該角膜塑型片為利用高透氧硬性材質所製作而成，當鏡片配戴於眼球上後，其鏡片會與眼球的角膜外表面之間夾著一層分佈不均的淚液，便可透過淚液施加在角膜上的正向壓力將上皮細胞壓扁，同時，若配戴者利用眼瞼進行閉眼的動作時，其會藉由眼皮及鏡片的重量來對角膜施以一定的壓力，如果配戴時間足夠，即可使角膜中央曲率逐漸變平和中央上皮層漸漸變薄，以使角膜中央扁平化，進而降低角膜的屈光力，藉此達到矯正近視度數、甚至回復正常的視力之效果。

因此有業者研發出夜間配戴的角膜塑型之隱形眼鏡鏡片，可供使用者在夜間睡眠時配戴，經由長時間的眼皮抵推鏡片對角膜造成適當的壓力，使角膜產生中央扁平化而降低屈光力，但在日間因眼睛長時間觀視，又使角膜弧度恢復過陡情況，導致視力模糊，對於角膜的矯正效果不盡理想，尚有待改善。

是以，如何解決目前隱形眼鏡鏡片不易對角膜進行修復之問題與困擾，且對角膜矯正效果較差等之麻煩與缺失，即為從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，發明人有鑑於上述之問題與缺失，乃搜集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷創設 及修改，始設計出此種以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法的發明專利誕生者。

本發明之主要目的乃在於該以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，係依據角膜之曲率及預設目標度數，取得預設眼軸長度距離，計算平行光線進入治療後角膜的光線路徑，一光點後出射至治療前的角膜處對應位置經折射進入預設隱形眼鏡鏡片的後表面位置，則光線以水平方向經由前表面向外射出，將光線自光軸線追跡產生之光線路徑及重複另一光線自光軸線，追跡產生之另一光線路徑，而透過近軸光線追跡方程式進行計算，取得預設隱形眼鏡鏡片一側表面之最初光線射出點、複數光線射出點與最終光線射出點等，集合後獲得預設一側表面之曲率，依據符合治療後角膜的曲率弧度製成預設隱形眼鏡之實物鏡片，達到控制眼睛近視度數、視力不惡化之目的。

本發明之另一目的乃在於該預設眼軸長度距離，係於該預設眼軸長度距離上，透過距離計算式：

取得光線路徑與光線軸上之聚焦點位置，其中該Flatk為角膜之較平曲率、TP為治療目標度數〔TargetPower〕，而預設眼軸長度上所取得之該聚焦點，為利用聚焦點調整治療後的角膜高度數據起始位置，接著計算出使用者在配戴矯正用隱形眼鏡鏡片的前、後，角膜高度數據轉換成所對應的屈光力(D)，則角膜高度數據轉換成該屈光力(D)數據之方程式係：D(Diopter)=Cos〔90+Tan-1(Z/r)〕/r，且r：係為角膜之曲率半徑；該Z：係為角膜之高度數據。

發明之再一目的乃在於該計算平行光線進入治療後角膜的光線路徑，計算另一平行光線進入治療後角膜的另一光線路徑，係透過方程式：

，其中該u=0〔為平行光入射〕、故n_airu=0，而ψ係為鏡面聚焦力，ψ=c(n-n’)；且n_air為空氣(治療後角膜前)的折射率；該n_eye為眼球(治療後角膜後)的折射率；該y_post為光線入射時高度；該u為入射角度；該u_post為出射治療後角膜的角度；而治療後曲率

，該R_post為治療後角膜之曲率半徑，符合治療後角膜的曲率弧度。

本發明之又一目的乃在於該光線路徑係分別由治療後角膜以第一光點出射至治療前的角膜處對應的第二光點位置、另一光線路徑經由該治療後角膜以第五光點出射至治療前的角膜處的對應第六光點位置，該第二光點位置、第六光點位置，係分別利用方程式：

；則該n_eye為眼球(治療前角膜前)的折射率；該n_tear為淚液(治療前角膜後)的折射率；該y_pre光線入射時高度，因眼軸長相同故對應角膜距離相同y_pre=y_post；該u_post為入射治療前角膜的角度；該u_pre為出射治療前角膜的角度；而c_pre為治療前曲率，

，且R_pre為治療前曲率半徑。

本發明之另一目的乃在於該光線再由角膜處的第二光點位 置經淚液折射後進入預設隱形眼鏡鏡片的後表面的該第三光點位置、而另一光線路徑由治療前角膜的第六光點位置經淚液折射後，進入該預設隱形眼鏡鏡片的後表面的第七光點位置，係透過方程式：

；該n_tear為淚液(鏡片後弧折射面前)的折射率；該n_cl為預設隱形眼鏡鏡片(鏡片後弧折射面後)的折射率；該y_bc為光線入射時高度，y _bc =y _pre +d _tear ×tan(u _pre )；該d_tear為預設隱形眼鏡鏡片與治療前角膜之間的距離；該upre為入射至預設隱形眼鏡鏡片後弧的角度；該u_bc為出射至預設隱形眼鏡鏡片後弧的角度，則該預設隱形眼鏡鏡片後弧曲率即為

本發明之再一目的乃在於該光線路徑經該預設隱形眼鏡鏡片的後表面該第三光點位置，該另一光線路徑經該預設隱形眼鏡鏡片的後表面該第七光點位置，以供該第三光點、該第七光點分別以水平方向經由預設隱形眼鏡鏡片的前表面的第四光點位置、第八光點位置向外射出之方程式：

；且該n_cl為預設隱形眼鏡鏡片(鏡片前弧折射面前)的折射率，該n_air為(鏡片前弧折射面後)的折射率，該y_fc為光線入射時高度、則該y_fc=y_bc+d_cl×tan(u_bc)，該d_cl為預設隱形眼鏡鏡片厚度(後弧與前弧的距離)，該u_bc為入射至預設隱形眼鏡鏡片前弧的角度，該u_fc為出射至預設隱形眼鏡鏡片前弧的角度，而預設隱形眼鏡鏡片前弧曲率即為

。

本發明之另一目的乃在於該近軸光線路徑追跡方程式：

；其中該ψ為鏡面聚焦力，ψ=c(n-n’)；該n為物〔該預設隱形眼鏡鏡片〕空間(折射面前)的折射率；該n’為向〔自該物(該預設隱形眼鏡鏡片)〕空間(折射面後)的折射率，且該y係光線入射時高度，該u為入射角度，該u'為出射角度。

1:治療前角膜

1L:兩倍眼軸長度距離

10:光線路徑

101:另一光線路徑

102:其他光線路徑

103:最終光線路徑

11:治療後角膜

111:第一光點

112:第五光點

113:其他光點

114:最終光點

12:第二光點

13:第六光點

2:隱形眼鏡鏡片

21:後表面

211:第三光點

212:第七光點

21[N-1]:後光線射出光點

21N:最終後光線射出光點

22:前表面

221:第四光點

222:第八光點

22[N-1]:前光線射出光點

22N:最終前光線射出光點

3:光軸線

31:聚焦點

4:實物鏡片

[第1圖]係為本發明之流程圖(一)。

[第2圖]係為本發明之流程圖(二)。

[第3圖]係為本發明之眼球與隱形眼鏡鏡片位置之示意圖。

[第4圖]係為本發明隱形眼鏡鏡片之光線折射角度示意圖。

[第5圖]係為本發明近軸光線追跡之光線路徑投射角度示意圖。

[第6圖]係為本發明隱形眼鏡鏡片的複數光線射出點分佈曲線圖。

[第7圖]係為本發明視軸中心之3D旋轉圖。

[第8圖]係為本發明視軸中心之平面圖。

[第9圖]係為本發明視軸中心之座標圖。

[第10圖]係為本發明角膜治療前與治療後疊合之實際角膜地形圖。

為達成上述目的與功效，本發明所採用之技術手段及其構 造、實施之方法等，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第1、2、3、4、5、6圖所示，由圖中所示可以清楚看出，本發明以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，係包括下列之各步驟：

(A01)依據治療前角膜1之曲率及預設目標度數，以取得預設兩倍眼軸長度1L距離。

(A02)計算平行光線進入治療後角膜11的光線路徑10，該光線路徑10係由治療後角膜11以第一光點111出射至治療前角膜1處對應的第二光點12位置。

(A03)該光線路徑10再由治療前角膜1處經折射後進入預設隱形眼鏡鏡片2的後表面21〔貼附在治療前角膜1處之表面〕第三光點211位置。

(A04)該光線路徑10經該預設隱形眼鏡鏡片2的後表面21該第三光點211位置，以水平方向經由前表面22的第四光點221向外射出。

(A05)將該光線路徑10自該治療後角膜11、該治療前角膜1、該預設隱形眼鏡鏡片2的後表面21及前表面22的光軸線3追跡產生之光線路徑10，透過近軸光線追跡方程式進行計算。

(A06)取得位於該預設隱形眼鏡鏡片2的一側後表面21之最初光線射出點〔第三光點211〕。

(A07)計算另一平行光線進入治療後角膜11的另一光 線路徑101，經由該治療後角膜11以第五光點112出射至該治療前角膜1處的對應第六光點13位置。

(A08)該另一光線路徑101由該治療前角膜1的該第六光點13位置經淚液折射後，進入該預設隱形眼鏡鏡片2的後表面21之第七光點212位置。

(A09)該另一光線路徑101經該預設隱形眼鏡鏡片2的後表面21該第七光點212位置以水平方向經由前表面22的第八光點222位置向外射出。

(A10)重複執行該步驟(A07)至該步驟(A09)，以取得複數其他光點113及最終光點114自該治療後角膜11、該治療前角膜1、該預設隱形眼鏡鏡片2的後表面21及前表面22的該光軸線追跡產生之複數其他光線路徑102及最終光線路徑103，再透過該近軸光線追跡方程式進行計算後，執行步驟(A11)。

(A11)取得位於該預設隱形眼鏡鏡片2的一側表面〔可為後表面21或前表面22〕之第三光點211、第七光點212、複數後光線射出光點21[N-1]、最終後光線射出光點21N等，或者第四光點221、第八光點222、複數前光線射出光點22[N-1]、最終前光線射出光點22N。

(A12)即可集合該最初光線射出光點〔即第四光點221〕、第八光點222、複數前光線射出光點22[N-1]、最終前光線射出光點22N等，或者第三光點211、第七光點212、複數後光線射出光點21[N-1]與最終後光線射出光點21N等，獲得該預設隱形眼鏡鏡片2的一側表面〔可為後表面21或前表面22〕之鏡片曲率。

(A13)即可依據該治療後角膜11的曲率弧度，以供製造符合治療後角膜11的曲率弧度的隱形眼鏡之實物鏡片4，可供預設使用者配戴隱形眼鏡之實物鏡片4以控制眼睛近視度數、視力不惡化之目的。

而上述該步驟(A01)之預設兩倍眼軸長度距離1L上，透過距離計算式：

取得光線路徑10與光線軸3上之聚焦點31位置，其中該Flatk為治療前角膜1之較平曲率、TP為預設目標度數〔TargetPower〕，而預設兩倍眼軸長度1L上所取得之聚焦點31，為利用聚焦點31經調整後的治療前角膜1高度數據，計算出預設使用者在配戴矯正用隱形眼鏡鏡片(圖中未示出)的前、後，治療前角膜1高度數據轉換成所對應的屈光力〔D〕，以供藉由治療前角膜1之曲率及該預設目標度數，以取得預設兩倍眼軸長度距離1L，則治療前角膜1高度數據轉換成該屈光力〔D〕數據之方程式係：D(Diopter)=Cos〔90+Tan-1(Z/r)〕/r，且r：係為角膜曲率之半徑；該Z：係為角膜之高度數據。

則上述該預設使用者在配戴矯正用隱形眼鏡鏡片(圖中未示出)前、後，請同時參閱第7、8、9、10圖所示，其治療前角膜1參考位置(請同時參閱第7、8圖中所示，該參考軸上的治療前角膜1最高點位置P₁、量測最高點P₂)，並利用數學演算方式取得治療前角膜1及治療後角膜11高度數據，該數學演算方式係為3D旋轉矩陣(3D rotation matrix)演算法或疊代最接近點(Iterative Closest Point)演算法等數學演算方式，可將該治療前角膜1及治療後的角膜11高度數據依據參考位置予以疊合，且該3D旋轉矩陣(3D rotation matrix)演算法係：

、γ=0°，使用Zernike擬合找到光學區域向量，以該向量在3D空間中參考軸上的最高點與測量的最高點之間所產生角度差(ψ’，請同時參閱第7、8、9圖所示)進行演算；至於該疊代最接近點(Iterative Closest Point)演算法係：為(TR＊MP+TT)=D，其中該TR(The rotation matrix)為：最小化距離的旋轉矩陣；TT(Translation vector)為：平移向量；MP(Move plane)：為移動平面用來重疊(after treatment data)：治療後數據；及D(Datum：基線，Baseline equal to before treatment data)：治療前數據。

且上述該步驟(A02)之計算平行光線進入治療後角膜11的光線路徑10，該步驟(A07)計算另一平行光線進入治療後角膜11的另一光線路徑101，係可透過方程式：

，其中該u=0〔為平行光入射〕、故n_airu=0，而ψ係為鏡面聚焦力，ψ=c(n-n’)；且n_air為空氣(治療後角膜11前)的折射率；該n_eye為眼球(治療後角膜 11後)的折射率，該n為物〔該預設隱形眼鏡鏡片2〕空間(折射面前)的折射率；該n’為向〔自該物(該預設隱形眼鏡鏡片2)〕空間(折射面後)的折射率，且該y係光線入射時高度，該u、θ為入射角度，該u'為出射角度(請同時參閱第4、5圖所示)；該y_post為光線入射時高度；該u為入射角度；該u_post為出射治療後角膜11的角度；而治療後曲率

，該R_post為治療後曲率半徑。

上述該步驟(A02)之該光線路徑10係分別由治療後角膜11以第一光點111出射至治療前角膜1處對應的第二光點12位置、該步驟(A07)之另一光線路徑101經由該治療後角膜11以第五光點112出射至治療前角膜1處的對應第六光點13位置，該第二光點12位置、第六光點13位置，係分別利用方程式：

；則該n_eye為眼球(治療前角膜1前)的折射率；該n_tear為淚液(治療前角膜1後)的折射率；該y_pre光線入射時高度，因眼軸長相同故對應角膜距離相同y_pre=y_post；該u_post為入射治療前角膜1的角度；該u_pre為出射治療前角膜1的角度；而c_pre為治療前曲率，

，且R_pre為治療前曲率半徑。

且上述該步驟(A03)之該光線10再由治療前角膜1處的第二光點12位置經淚液折射後進入預設隱形眼鏡鏡片2的後表面21的該第 三光點211位置、而該步驟(A08)之另一光線路徑101由治療前角膜1的第六光點13位置經淚液折射後，進入該預設隱形眼鏡鏡片2的後表面21的第七光點212位置，係透過方程式：

；該n_tear為淚液(鏡片後弧折射面前)的折射率；該n_cl為預設隱形眼鏡鏡片2(鏡片後弧折射面後)的折射率；該y_bc為光線入射時高度，y _bc =y _pre +d _tear ×tan(u _pre )；該d_tear為預設隱形眼鏡鏡片2與治療前角膜1之間的距離；該u_pre為入射至預設隱形眼鏡鏡片2之後表面21弧的角度；該u_bc為出射至預設隱形眼鏡鏡片2之後表面21弧的角度，則該預設隱形眼鏡鏡片2之後表面21弧曲率即為

又，上述該步驟(A04)之光線路徑10經該預設隱形眼鏡鏡片2的後表面該第三光點211位置，該步驟(A09)之另一光線路徑101經該預設隱形眼鏡鏡片2的後表面該第七光點212位置，以供該第三光點211、該第七光點212分別以水平方向經由預設隱形眼鏡鏡片2的前表面22的第四光點221位置、第八光點222位置向外射出之方程式：

；且該n_cl為預設隱形眼鏡鏡片2(鏡片前弧折射面前)的折射率，該n_air為(鏡片前弧折射面後)的折射率，該y_fc為光線入射時高度、則該y_fc=y_bc+d_cl×tan(u_bc)，該d_cl為預設隱形眼鏡鏡片2厚度(後表面21弧與前表面22弧的距離)，該u_bc為入射至預設隱形眼鏡鏡片2前 表面22弧的角度，該u_fc為出射預設隱形眼鏡鏡片2前表面22弧的角度，而預設隱形眼鏡鏡片2前表面22弧曲率即為

再者，上述該步驟(A05)、(A10)之近軸光線路徑追跡方程式：

〔請同時參閱第4圖所示〕；其中該ψ為鏡面聚焦力，ψ=c(n-n’)；該n為物〔該預設隱形眼鏡鏡片2〕空間(折射面前)的折射率；該n’為向〔自該物(該預設隱形眼鏡鏡片2)〕空間(折射面後)的折射率，且該y係光線入射時高度，該u、θ為入射角度，該u'為出射角度。

另，上述該步驟(A11)取得位於該預設隱形眼鏡鏡片2的一側後表面21之第三光點211、第七光點212、複數後光線射出光點21[N-1]與最終後光線射出光點21N等，或者前表面22之最初光線射出光點〔即為該步驟(A04)之第四光點221〕、第八光點222、複數前光線射出光點22[N-1]與最終前光線射出光點22N等〔請同時參閱第5圖所示〕；該步驟(A12)集合該第三光點211、第七光點212、複數後光線射出光點21[N-1]與最終後光線射出光點21N等，或者集合該最初光線射出光點〔即為該步驟(A04)之第四光點221〕、第八光點222、該複數前光線射出光點22[N-1]與該最終前光線射出光點22N等，獲得該預設隱形眼鏡鏡片2的一側後表面21或前表面22之鏡片曲率，並符合治療後角膜11的曲率弧度，而可供製造符合治療後角膜11的曲率弧度的隱形眼鏡實物鏡片4。

則根據前述本發明所應用之各項運算方程式，就本發明較佳實施例之一進行實際數據運算說明，其中：

欲進行計算平行光線進入治療後角膜11的光線路徑10，或者計算另一平行光線進入治療後角膜11的另一光線路徑101、其他光線路徑102或最終光線路徑103等，進行計算為例，求R_fc：當預設使用者配戴角膜塑型鏡治療後角膜11的屈光力，帶入方程式計算結果為：

r=0.1(mm)、θ=0°；D=-43.18(D)=-7.816(mm)，接著計算平行光進治療後角膜11的光線路徑10(或者另一光線路徑101、其他光線路徑102或最終光線路徑103等)：n_eye=1.376；n_air=1，則：

由視網膜視為一光點射出至治療前角膜1，n_tear=1.33、y_pre=y_post，且c_pre需要算出治療前角膜1的屈光力，此部分依照前述方程式計算，x=0、y=0.1、z=0.154；D=45(D)=7.5(mm)，即：

從治療前角膜1所射出的光線路徑10(或者另一光線路徑101、其他光線路徑102或最終光線路徑103等)，經淚液折射後再進入預設隱形眼鏡鏡片2的後表面21，該n_ct=1.415，d_tear=0.1(mm)，y_bc=0.1+0.1×tan(4.0782×10^-3)=0.100007117(mm)，並假設BC=8.6(mm)，則：

再以光線路徑10(或者另一光線路徑101、其他光線路徑102 或最終光線路徑103等)由x=0、y=0.1、z=0.154，進入治療後角膜11進行計算為例，求Rfc：進入預設隱形眼鏡鏡片2的後表面21經由前表面22向外出射，其中該：d_ct=0.22(mm)、y_fc=0.1+0.22×tan(3.1347×10-3)=1.00012036(mm)，且：

,

即可將各方程式內的變數先計算出數值：(進行驗證此種方式的計算是否與步驟式計算相符)，其中：

,

,

,n _air =1,n _eye =1.376,n _tear =1.33,n _ct =1.415,y _pre =y _post =0.1,y _bc =0.1+0.1 * tan(4.0782 * 10^-3)=0.100007117(mm),y _fc =0.1+0.22 * tan(3.1347 * 10^-3)=0.100012036(mm),

,

，即為鏡片前弧的曲率弧度。

經由上述各方程式進行計算時，會因在實際應用上的不 同，依據配戴夜戴型矯正用隱形眼鏡鏡片後，治療後角膜11與治療前角膜1會導致光線路徑10(或者另一光線路徑101、其他光線路徑102或最終光線路徑103等)改變的概念，可進一步計算出供配戴的隱形眼鏡鏡片的設計參數(上述實際數據運算的較佳實施例之一)，以供進行製造符合治療後角膜11的曲率弧度的隱形眼鏡實物鏡片4，供預設用者在配戴矯正用隱形眼鏡鏡片後，可配戴符合治療後角膜11的曲率弧度的隱形眼鏡實物鏡片4，而可達到控制眼睛近視度數、視力不惡化之目的。

上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法於實際實施、應用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼審委早日賜准本案，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

1:治療前角膜

1L:兩倍眼軸長度距離

10:光線路徑

101:另一光線路徑

102:其他光線路徑

103:最終光線路徑

11:治療後角膜

111:第一光點

112:第五光點

113:其他光點

114:最終光點

12:第二光點

13:第六光點

2:隱形眼鏡鏡片

21:後表面

211:第三光點

212:第七光點

21[N-1]:後光線射出光點

21N:最終後光線射出光點

22:前表面

221:第四光點

222:第八光點

22[N-1]:前光線射出光點

22N:最終前光線射出光點

3:光軸線

31:聚焦點

Claims (10)

1. 一種以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，係包括下列之各步驟：

   (A01)依據治療前角膜之曲率及預設目標度數，以取得預設兩倍眼軸長度距離；

   (A02)計算平行光線進入治療後角膜的光線路徑，該光線路徑係由治療後角膜以第一光點出射至治療前角膜處對應的第二光點位置；

   (A03)該光線再由該治療前角膜處該第二光點位置經折射後進入預設隱形眼鏡鏡片的後表面第三光點位置；

   (A04)該光線路徑經該預設隱形眼鏡鏡片的後表面該第三光點位置，以水平方向經由前表面之第四光點位置向外射出；

   (A05)將該光線路徑自該治療後角膜、該治療前角膜、該預設隱形眼鏡鏡片的後表面及前表面的光軸線追跡產生之光線路徑，透過近軸光線追跡方程式進行計算；

   (A06)取得位於該預設隱形眼鏡鏡片的一側後表面之最初光線射出點；

   (A07)另一光線路徑經由該治療後角膜以第五光點出射至該治療前角膜處的對應第六光點位置；

   (A08)該另一光線路徑由該治療前角膜的該第六光點位置經折射後，進入該預設隱形眼鏡鏡片的後表面之第七光點位置；

   (A09)該另一光線路徑經該預設隱形眼鏡鏡片的後表面該第七光點位置以水平方向經由前表面的第八光點位置、以另一射出光線位置向外射出；(A10)重複執行該步驟(A07)至該步驟(A09)，以取得複數其他光點及最終光點自該治療後角膜、該治療前角膜、該預設隱形眼鏡鏡片的後表面及前表面的該光軸線追跡產生之複數其他光線路徑及最終光線路徑，再透過該近軸光線追跡方程式進行計算，執行步驟(A11)；(A11)取得位於該預設隱形眼鏡鏡片的一側表面或複數光線射出光點與最終光線射出光點；(A12)集合該最初光線射出光點、該複數光線射出光點與該最終線射出光點，獲得該預設隱形眼鏡鏡片的一側表面之鏡片曲率；及(A13)依據該治療後角膜曲率製成符合該預設隱形眼鏡之實物鏡片。
2. 如請求項1所述之以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，其中該步驟(A01)之該預設兩倍眼軸長度距離，係於該預設兩倍眼軸長度距離上，透過距離計算式：

   

   取得該光線路徑與該光線軸上之聚焦點位置，其中該Flatk為角膜較平曲率、該TP為預設目標度數〔Target Power〕。
3. 如請求項2所述之以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，其中該步驟(A01)之該預設兩倍眼軸長度上所取得 之該聚焦點，為利用該聚焦點經調整後的角膜高度數據，計算出預設使用者在配戴矯正用隱形眼鏡鏡片的前、後，角膜高度數據轉換成所對應的屈光力(D)，以供藉由該角膜曲率及該預設目標度數，以取得該預設眼軸長度距離。
4. 如請求項3所述之以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，其中該角膜高度數據轉換成該屈光力(D)數據之方程式係：D(Diopter)=Cos〔90+Tan^-1(Z/r)〕/r，且該r：係為該角膜之曲率半徑；該Z：係為該角膜之高度數據。
5. 如請求項1所述之以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，其中該步驟(A02)之計算平行光線進入該治療後角膜的光線路徑、該步驟(A07)計算該另一平行光線進入該治療後角膜的該另一光線路徑，係透過方程式：

   

   ，其中該u=0〔為平行光入射〕、故該n_airu=0，而該ψ係為鏡面聚焦力，則該ψ=c(n-n’)；且該n_air為空氣(治療後角膜前)的折射率；該n_eye為眼球(治療後角膜後)的折射率；該y_post為光線入射時高度；該u為入射角度；該u_post為出射治療後角膜的角度；而該C_post係為治療後曲率，則該治療後曲率

   

   ，該R_post為治療後曲率半徑。
6. 如請求項1所述之以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，其中該步驟(A02)之該光線路徑，係分別由該治療後角膜以第一光點出射至該治療前角膜處對應的光點位置、該步驟(A07)之該另一光線路徑經由該治療後角膜以該第五光點出射至該治療前角膜處的對應第六光點位置，該第一光點位置、第五光點位置，係分別利用方程式：

   

   ；則該n_eye為眼球(治療前角膜前)的折射率；該n_tear為淚液(治療前角膜後)的折射率；該y_pre光線入射時高度，因眼軸長相同故對應角膜距離相同y_pre=y_post；該u_post為入射治療前角膜的角度；該u_pre為出射治療前角膜的角度；而該c_pre為治療前曲率，

   

   ，且該R_pre為治療前曲率半徑。
7. 如請求項1所述之以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，其中該步驟(A03)之該光線再由該治療前角膜處的該第二光點位置經淚液折射後進入預設隱形眼鏡鏡片的後表面的該第三光點位置、該步驟(A08)之該另一光線路徑由該治療前角膜的該第六光點位置經淚液折射後，進入該預設隱形眼鏡鏡片的後表面的該第七光點位置，係透過方程式：

   

   ；該n_tear為淚液(鏡片後弧折射面前)的折射率；該n_cl為該預設隱形眼鏡鏡片(鏡片後弧折射面後)的折射率；該y_bc為光線入射時高度，y _bc =y _pre +d _tear ×tan(u _pre )；該d_tear為該預設隱形眼鏡鏡片與治療前角 膜之間的距離；該u_pre為入射至該預設隱形眼鏡鏡片後弧的角度；該u_bc為出射鏡片後弧的角度，則該預設隱形眼鏡鏡片後弧曲率即為

   
8. 如請求項1所述之以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，其中該步驟(A04)之該光線路徑經該預設隱形眼鏡鏡片的後表面該第三光點位置，該步驟(A09)之該另一光線路徑經該預設隱形眼鏡鏡片的該後表面該第七光點位置，則供該第三光點、該第七光點分別以水平方向經由該前表面的該第四光點、該第八光點位置向外射出，以水平方向經由前表面向外射出之方程式：

   

   ；且該n_cl為該預設隱形眼鏡鏡片(鏡片前弧折射面前)的折射率，該n_air為(鏡片前弧折射面後)的折射率，該y_fc為光線入射時高度、則該y _fc =y _bc +d _ct ×tan(u _bc )，該d_cl為該預設隱形眼鏡鏡片厚度(後弧與前弧的距離)，該u_bc為入射至該預設隱形眼鏡鏡片前弧的角度，該u_fc為出射該預設隱形眼鏡鏡片前弧的角度，而該預設隱形眼鏡鏡片前弧曲率即為

   

   。
9. 如請求項1所述之以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，其中該步驟(A05)、(A10)之該近軸光線追跡 方程式：

   

   ；其中該ψ為鏡面聚焦力，ψ=c(n-n’)；該n為物〔該預設隱形眼鏡鏡片〕空間(折射面前)的折射率；該n’為向〔自該物(該預設隱形眼鏡鏡片)〕空間(折射面後)的折射率，且該y係光線入射時高度，該u為入射角度，該u'為出射角度。
10. 如請求項1所述之以光線追跡模型設計用於近視控制的隱形眼鏡製造方法，其中該步驟(A11)取得位於該預設隱形眼鏡鏡片的一側該後表面或該前表面之複數後光線射出光點或複數前光線射出光點與最終後光線射出光點或最終前光線射出光點；該步驟(A12)集合該最初光線射出光點或該複數後光線射出光點、該複數前光線射出光點或該最終後光線射出光點與該最終前光線射出光點，獲得該預設隱形眼鏡鏡片的一側該後表面或該前表面之曲率，且該最初光線設出光點即為該步驟(A04)之該第四光點。

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