[发明专利]一种基于环曲面的自由曲面镜片及其设计方法

说明书

本发明涉及一种基于环曲面的自由曲面镜片及其设计方法，属于镜片制备技术领域。本发明设计的基于环曲面的自由曲面镜片单面中心具有二个不同的曲率半径，镜片单面中心存在0‑0.50D左右的柱面度，具体是水平方向会比垂直方向大0‑0.50D左右的屈光度；双面合成透镜后，中心柱面度为0，与传统镜片具有相同的效果；镜片二个方向上严格按光线追迹方法确定曲面形状，镜片舒适度会明显优于传统镜片；镜片会比传统的球面或非球面更薄；镜片成像会比传统的球面或非球面更清晰。

技术领域

本发明涉及一种基于环曲面的自由曲面镜片及其设计方法，属于镜片制备技术领域。

背景技术

目前，随着人们对眼用镜片轻量化、功能性、舒适性以及新颖性等要求的提高，传统的眼用镜片已经不能满足现代眼镜行业的需求。基于数字化表面处理的自由曲面技术正在颠覆着传统的镜片制造业。自由曲面镜片由于其大的自由度，能够最大限度地按照人为设定的要求控制顶焦度分布和柱镜顶焦度分布等，因此自由曲面的应用是近年来眼镜光学设计领域的一个大热门。

传统的眼镜片都是基于旋转对称的面型设计(球面或非球面)，然而人眼的视场在水平方向和垂直方向上是不等的。为了适应人眼的实际视觉，设计非旋转对称的镜片对人眼的视觉更有利。例如现在高档的显示屏都是曲屏设计的，我们的眼镜片如果设计成类似曲屏的显示屏，会让人眼佩戴眼镜更舒服。

眼镜是佩戴在人脸上的，因此眼镜片的设计要适应人脸的特征。实际人脸的垂直方向与水平方向是具有不同的面弯的。

有鉴于上述的缺陷，本发明以期创设一种基于环曲面的自由曲面镜片及其设计方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供基于环曲面的自由曲面镜片及其设计方法。

本发明的一种基于环曲面的自由曲面镜片，镜片水平方向的面弯小于垂直方向的面弯，水平方向的面弯为0～3.00D，垂直方向的面弯为0.5～3.50D，水平方向的屈光度比垂直方向屈光度大0～0.50D，镜片单面中心具有两个不同的曲率半径，镜片单面中心的柱面度为0～0.50D。

一种基于环曲面的自由曲面镜片的设计方法，具体设计步骤为：

S1、设计镜片前表面基弯W_f以及对应镜片的中心曲率半径R_f；

S2、采用反向非球面技术，确定非球面偏心率K_f；

S3、根据前剖面方程：初步确定前表面曲面形状；

S4、根据镜片实际光度和前弯W_f，确定镜片后表面弯度W_b,对应镜片中心曲率半径R_b；

S5、根据后剖面方程：初步确定后表面曲面形状；

S6、设定镜片前表面环曲面的中心屈光度差为W_c＝0.25,最终的前表面曲面方程表示为：

求解得到镜片前表面环曲面的形状；

S7、设定镜片后表面环曲面的中心屈光度差为W_c＝0.25,最终的后表面曲面方程表示为：

求解得到镜片后表面环曲面的形状。

进一步的，所述S1中R_f＝1000(n-1)/W_f，其中n为镜片材料折射率。

进一步的，所述S3中C_f＝1/R_f，r为镜片距离光学中心的距离。

进一步的，所述S4中R_b＝1000(n-1)/W_b。