[发明专利]一种新型多光轴渐进多焦点镜片设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种渐变焦镜片设计方法，特别涉及一种新型多光轴渐进多焦点镜片设计方法。

背景技术

渐变焦眼镜是采用光焦度从上到下逐渐增加的镜片，随着人眼观察范围由远至近，镜片的光焦度逐渐增加。因此，只用一块镜片就能矫正多种视场的视力，能提供一个连续的从远用到近用都清晰的视力，无镜片中的拼接痕迹，外表美观。

渐变焦镜片是一种相当复杂的光学元件，对它的研究涉及到光学、人体工程学和数学等多门学科的知识。虽然渐变镜片概念的提出到今天，经历了将近一个世纪的发展，世界各地的光学工程师和数学家们仍在不断探索以完善其性能。

但是目前国内外的渐变多焦点镜片设计方法的研究与使用仅限于单光轴系统，与人眼实际在观察不同方位的事物时是呈现多光轴系统的实际情况有所不同。人眼在观察远近不同的目标时，其视轴方向会发生转动从而使双眼会聚到目标上。因此，随着观察目标的不同，眼睛使用镜片位置也不同，并且这两者之间的关系不是简单的沿镜片子午线变化。所以本专利从多光轴系统来考虑设计渐变焦镜片，结合人眼的实际使用习惯，设计更为合理的镜片。

发明内容

本发明是针对现在渐变镜设计与眼睛使用情况不符的问题，提出了一种新型多光轴渐进多焦点镜片设计方法，从多光轴来考虑设计渐变焦镜片，在一块镜片上实现多个渐变焦球形或者非球形的小光瞳，每一个光轴对应一个球形或者非球形的小光瞳设计相应的光焦度，并对多个球形或者非球形的小光瞳对应的渐变焦镜片进行整体曲面拟合。更符合人眼的使用情况。

本发明的技术方案为：一种新型多光轴渐进多焦点镜片设计方法，包括如下步骤：

1）在镜片上设计远用基准点、棱镜基准点（PRP）及其表面中心；

2）在镜片的子午线上，设计与传统渐进多焦点镜片远用基准点到近用基准点直线距离相等的位置参考基准点，且远用基准点到这个位置参考基准点的长度均为L；

3）应用高次多项式设计准则，设计多光轴渐变焦镜片子午线上的多焦点光瞳中心；

4）用等焦距曲线是二次曲线的曲线求得其全光瞳面内的等屈光度轮廓线，以经过镜片表面中心的水平直线为对称中心线，越靠近这个中心线，二次曲线的离心率e越大，等屈光度轮廓线弯曲度就越小；

5）等屈光度轮廓线使整个镜片上布满多个渐变焦球形或者非球形的小光瞳，每个入射镜片的光轴对应一个球形或者非球形的小光瞳，球形或者非球形的小光瞳的中心处于等屈光度轮廓线上，小光瞳的结构为小型的凸透镜，凸透镜直径φ的大小选择与人眼瞳孔大小相匹配；

6）对多个球形或者非球形的小光瞳对应的渐变焦镜片前表面或者后表面进行整体曲面拟合，根据微分几何学原理求出镜片的平均球面度。

所述小光瞳是重叠的且布满整个镜面区域，且在过远用基准点和位置参考基准点的等屈光度轮廓线之间的区域内，小光瞳的重叠比外围区域更加的密集；在子午线上，远用基准点到位置参考基准点的长度为L的线段内，小光瞳的个数N用如下公式来计算：

其中a为待定系数，L为远用基准点和与近用基准点距离相等的位置参考基准点之间的距离，φ为小光瞳的直径。所述小光瞳重叠的区域，通过多目标函数求解模型参数的方法对重叠区域重构面形，在多光轴渐进多焦点的光瞳设计区进行曲面拟合，拟合面可位于镜片的前表面或者后表面。

本发明的有益效果在于：本发明新型多光轴渐进多焦点镜片设计方法，与传统的渐进多焦点镜片相比较能够实现面形在每个球形或者非球形的小光瞳内相对于球面的均方差（RMS）大幅度减少，尤其是眼睛左右运动时可观察区域中的盲区相对其他渐进多焦点镜片大幅减少。本设计方法更好地结合了人眼的实际使用习惯，能够在远距、中距和近距全程空间实现视功能的渐变最佳矫正。

附图说明

图1为本发明新型多光轴渐进多焦点镜片设计方法上小光瞳分布示意图；

图2为本发明眼睛水平位置时多光轴渐进多焦点镜片光轴正视示意图；

图3为本发明眼睛向上转动时多光轴渐进多焦点镜片光轴正视示意图；

图4为本发明眼睛向左转动时多光轴渐进多焦点镜片光轴俯视示意图。

具体实施方式