一种吸收带可调的色弱矫正眼镜的制备方法技术

本发明专利技术属于光学材料制备技术领域，涉及一种吸收带可调的色弱矫正眼镜的制备方法，矫正镜片包括基底镜片和掺杂在基底镜片中的金属纳米复合材料，该复合材料由能够产生表面等离激元共振效应的金纳米颗粒以及能够保持其性质稳定的材料构成，复合材料可以与基底镜片结合并发挥效果。本发明专利技术通过对大量患者的患病信息的处理，得到根据患者RGB信息反推金纳米颗粒尺寸、半高宽、浓度的三维信息的机器学习平台的部署，在此基础上，进行窄带金纳米复合材料的制备，根据患者的患病程度添加对应的颗粒；同时不同的患者的患病程度也不同，可以通过将颗粒按照不同的比例混合，从而达到吸收带可调的效果，可以达到精确滤色，针对不同的患者均可以定制的效果。者均可以定制的效果。者均可以定制的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种吸收带可调的色弱矫正眼镜的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种吸收带可调的色弱矫正眼镜的制备方法。属于光学材料制备


技术介绍

[0002]色觉缺陷(colorvision deficiency，CVD)，通常被称为色盲，是一种遗传性眼部疾病，限制了患者区分特定颜色的能力，目前尚未有相应的治疗手段来进行治疗，只能通过一些辅助手段来进行矫正。而传统的超表面眼镜以及染料眼镜虽然可以使患者看到特定的颜色，却也使患者失去了其它颜色(如蓝色)方面的色彩感知，并且该种方法得到的眼镜并不能根据患者的自身情况来进行定制。
[0003]目前对于色盲并没有有效的治疗方法，因此要想改善色盲的现象，那么就需要通过色盲眼镜。现有的色盲色弱矫正眼镜主要是通过镀膜和添加色素的方法，通过阻塞掉特定波段的光来使患者能够辨识色弱检测图中原本看不清的数字。但是这种方法会使患者对短波段的光(如蓝光)产生一些偏移，使得患者看除了红绿的其他颜色都会产生较大的偏差，并不能使患者看到的颜色与普通人看到的颜色一致。同时添加色素阻塞的波段固定，并不能够根据患者自身的情况来进行定制，并且由于色素潜在的致癌性的问题，在隐形眼镜这种需要接触式佩戴的眼镜领域也难以应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种吸收带可调的色弱色盲矫正眼镜的制备方法，通过对大量患者的患病信息的处理，得到可以根据患者RGB信息即可反推金纳米颗粒尺寸、半高宽、浓度的三维信息的机器学习平台的部署，在此基础上，进行窄带金纳米复合材料的制备，根据患者的患病程度添加对应的颗粒；同时不同的患者的患病程度也不同(反映在偏移量以及半高宽上)，可以通过将颗粒按照不同的比例混合，从而达到吸收带可调的效果，由此可以达到精确滤色，针对不同的患者均可以定制的效果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种吸收带可调的色弱矫正眼镜的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一：患者信息的采集与处理，将采集到的患者的RGB信息转换成相应的光谱信息，根据患者光谱的不同，将光谱信息进行分类处理；
[0008]步骤二：机器学习的训练与部署：
[0009]将步骤一中处理好的光谱信息与所需要的颗粒进行比对，建立起患者RGB三通道色彩模型的三通道输入值与包含金纳米颗粒尺寸、半高宽、浓度的三维输出信息之间的联系，形成数据集；
[0010]将数据集传递到搭建的训练平台中，通过大量训练后得到最佳模型；
[0011]利用最佳模型用来进行测试，测试成功后将其部署在相应的网络中。部署的机器学习网络旨在建立病人的患病信息与所需添加的金纳米复合材料之间的关系。
[0012]步骤三：金纳米复合材料的制备：
[0013]将步骤一中患者的RGB信息利用步骤二中部署的机器学习的程序来进行处理后得到针对该患者包含金纳米颗粒尺寸、半高宽、浓度的三维信息，从而在进行色盲色弱矫正眼镜的定制。
[0014]通过将使用冰水新鲜配置的0.6mL的0.01M的硼氢化钠溶液加入到10mL的0.1M的十六烷基三甲基溴化铵以及0.25mL的10mM的氯金酸的混合溶液中，以1200rpm的转速搅拌1min即得到种子溶液，将适量的刚制备的种子溶液加入到生长溶液中，24h后得到金纳米颗粒，离心清洗后分散到1.5mM的十六烷基三甲基溴化铵中备用；
[0015]通过加入正硅酸乙酯、氢氧化钠来使金纳米颗粒包覆一层薄二氧化硅，反应48h后，用一遍水、一遍乙醇进行清洗，后分散到等量的乙醇中；TEOS的质量分数为20％，且每隔1h滴加一次，共滴加三次，这样可以使包覆的二氧化硅壳层更均匀，
[0016]加入十八烷基三甲氧基硅烷氯仿溶液并加入氨水，48h后用乙醇离心清洗两遍，分散到等量甲苯中；
[0017]步骤四：PMMA镜片的合成：
[0018]将步骤三中制备的金纳米复合材料与基底镜片的前驱体溶液混合，将混合后的溶液搅拌后进行超声，使颗粒分散均匀后将混合溶液倒入制备镜片的模具当中；
[0019]将模具放入到真空干燥箱中，在真空环境中干燥1h，随后加热固化得到色弱色盲矫正眼镜。
[0020]所述步骤三中正硅酸乙酯的质量分数为20％，且每隔1h滴加一次，共滴加三次，使用质量分数为25％氨水将PH值调至10
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11，这样可以使包覆的二氧化硅壳层更均匀。
[0021]所述步骤四中搅拌转速为2000rpm，搅拌时间为2min，加热固化温度为70℃。
[0022]所述步骤四中金纳米复合材料中能够产生表面等离激元共振效应的金纳米颗粒为金纳米球以及金纳米立方体。
[0023]所述步骤四中所述基底镜片的前驱体溶液为甲基丙烯酸甲酯、MBS、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸酯类、甲基丙烯酸、环氧大豆油、过氧化二苯甲酰、邻苯二甲酸二辛酯、聚苯乙烯、氯化聚乙烯、硬脂酸、甲基苯乙烯的低聚物、石蜡、有机锡稳定剂、二异氰酸甲苯酯溶解在甲苯中。
[0024]所述步骤一中将采集到的患者的RGB信息通过公式(1)转换成相应的光谱信息
[0025]Y＝0.2126R+0.7152G+0.0722B
[0026]其中Y为色匹配曲线，R为采集红色的传感器采集到的数值，G为采集绿色的传感器采集到的数值，B为采集蓝色的传感器采集到的数值。
[0027]所述步骤一中分类处理好的光谱信息包括患者的光谱偏移量以及半高宽的信息，光谱偏移量为红移或者蓝移的量。
[0028]因此，本专利技术通过对采集到的大量的患者的患病信息进行处理，通过机器学习的方式建立起患者的患病情况与添加纳米颗粒尺寸、半高宽、浓度的三维信息的联系，从而可以针对每个不同的患者定制最适合他的眼镜。再加上每个患者的患病程度不同，所需的颗粒的尺寸、半高宽均不相同，因此提出了通过合成窄带吸收的金纳米复合材料，根据患者需要的颗粒条件，利用FDTD以及Origin等软件模拟计算出不同尺寸颗粒的掺杂比例，从而达到吸收带可调的目的。在计算出患者所需的颗粒尺寸、半高宽、浓度的三维信息后在合成完
相应的颗粒后，进行二氧化硅壳层的包覆与配体的交换。随后将合成的金纳米复合材料与基底镜片的前驱体混合，经过搅拌、干燥固化等过程，得到患者的定制矫正眼镜。
[0029]本专利技术合成制备了一种吸收带可调的色盲色弱眼镜，其吸收带可以根据患者的患病程度在530
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590nm之间调整，可以更好的契合患者，从而最大限度的使患者趋于正常人的色觉感受。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0031]本专利技术通过合成单分散性好的金纳米颗粒，得到窄带吸收的特性，针对需要宽带吸收特性的患者可以通过按照FDTD以及Origin等软件模拟计算出需要各种颗粒的掺杂比例，从而进一步的契合不同的患者人群。
[0032]训练与部署了机器学习之后，可以使得该镜片的定制方式从专业的医护工作者变成了可以像眼镜店配置近视眼镜一样简单易懂，在将金纳米颗粒进行了二氧化硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸收带可调的色弱矫正眼镜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤三：金纳米复合材料的制备：将制备的种子溶液加入到生长溶液中，24h后得到金纳米颗粒，离心清洗后分散到1.5mM的十六烷基三甲基溴化铵中备用；通过加入正硅酸乙酯、氢氧化钠来使金纳米颗粒包覆一层薄二氧化硅，反应48h后，用一遍水、一遍乙醇进行清洗，后分散到等量的乙醇中；加入十八烷基三甲氧基硅烷氯仿溶液并加入氨水，48h后用乙醇离心清洗两遍，分散到等量甲苯中；步骤四：PMMA镜片的合成：将步骤三中制备的金纳米复合材料与基底镜片的前驱体溶液混合，将混合后的溶液搅拌后进行超声，使颗粒分散均匀后将混合溶液倒入制备镜片的模具当中；将模具放入到真空干燥箱中，在真空环境中干燥1h，随后加热固化得到色弱色盲矫正眼镜。2.根据权利要求1所述的一种吸收带可调的色弱矫正眼镜的制备方法，其特征在于：所述步骤三中正硅酸乙酯的质量分数为20％，且每个1h滴加一次，共滴加三次，使用质量分数为25％氨水将PH值调至10
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11。3.根据权利要求1所述的一种吸收带可调的色弱矫正眼镜的制备方法，其特征在于：所述步骤四中搅拌转速为2000rpm，搅拌时间为2min，加热固化温度为70℃。4.根据权利要求1所述的一种吸收带可调的色弱矫正眼镜的制备方法，其特征在于：步骤四中所述金纳米复合材料中能够产生表面等离激元共振效应的金纳米颗粒为金纳米球以及金纳米立方体。5.根据权利要求1所述的一种吸收带可调的色弱矫正眼镜的制备方法，其特征在于：所述步骤四中基底镜片的前驱体溶液为甲基丙烯酸甲酯、MBS、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸酯类、甲基丙烯酸、环氧大豆油、过氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓天松，陈希，程知群，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：