CN100445805C - 远视眼镜片 - Google Patents

Abstract

一种远视眼镜片，包括一第一表面和一第二表面，其中第一表面为非球面，第二表面为浅凹面，其形状由非球面公式决定：式中z为镜面深度，C_v表示非球面中心曲率，r表示镜面上任一点至镜面中心的垂直高度，P为二次曲线常数值，B、C、D、E表示非球面高次项系数。本发明远视眼镜片重量轻、厚度薄且镜面平整。

Description

远视眼镜片

【技术领域】

本发明关于一种远视眼镜片，尤其是关于一种采用非球面设计的远视眼镜片。

【背景技术】

为矫正近视和远视，眼镜片可分为两种，一种为凹透镜，一种为凸透镜。

远视眼镜片的镜片厚度、重量及其透光性能成为佩戴者选择镜片的考虑因素。较厚的远视眼镜片，会增加镜片重量，也会降低镜片透光率，影响镜片清晰度，同时较厚的镜片也会影响佩戴者外表。较重的远视眼镜片，会压着鼻梁，增加眼部疲劳感。

具质量轻、厚度薄且镜面平性能的眼镜片，同时也要求具有较小的像差，而性能较佳的眼镜片很大程度上取决于眼镜片设计方法。

远视眼镜片通常包括两个折射表面，传统远视眼镜片设计中，两折射表面均采用球面，便于加工，但随着镜片度数增加，镜片变厚，影响美观。为解决这一问题，人们开始设计非球面远视眼镜片，现有技术中，如公开于2003年4月23日的中国大陆专利申请第02138569号，揭示了另一种非球面远视眼镜片设计，其中，该远视眼镜片中，至少一折射表面为非球面，该非球面计算公式采用如下形式：

$z=\frac{c_v{r}^2}{1+\sqrt{1-c_v^2{r}^2}}+a_1{r}^4+a_2{r}^6+a_3{r}^8+a_4{r}^{10}+a_5{r}^{12}$

该非球面公式中，虽然引入偶次项来设计非球面镜片，但是，其公式中r取到12次幂，非球面系数采用5个值，使其完全依赖于非球面系数来调整像差，无法得到整体性能较好的镜片设计，此外，由该公式计算得出的非球面镜片厚度虽比同规格球面镜片厚度减薄，其所提供的四个实施例中，镜片厚度仅比原球面镜片厚度小0.5-0.8mm之间，并不能满足人们对更薄远视眼镜片的需求。

鉴于以上的缺点，有必要提供一种重量轻、厚度薄且镜面平整的远视眼镜。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种重量轻、厚度薄且镜面平整的远视眼镜片。

一种远视眼镜片，包括一第一表面和一第二表面，其中第一表面为非球面，第二表面为浅凹面，其形状由非球面公式决定：

$\frac{c_v{r}^2}{1+\sqrt{1-P{c}_v^2{r}^2}}+B{r}^4+C{r}^6+D{r}^8+E{r}^{10}$

式中z为镜面深度，C_v表示非球面中心曲率，r( $r=\sqrt{x^2+y^2}$ )表示镜面上任一点至镜面中心的垂直高度，P为二次曲线常数值，B、C、D、E表示非球面高次项系数。

与现有技术相比，该非球面远视眼镜片的设计，采用非球面计算公式，可使镜片厚度有效减薄；所采用的非球面公式，通过引入偶次项，保证了镜片表面的对称性，有利于制造加工；引入二次曲线常数，通过该二次曲线常数与非球面系数一起来调整镜片性能，使设计的远视眼镜片与同规格球面远视眼镜片相比，减小了厚度且减轻了重量，镜片与球面镜片相比更为平坦，满足了镜片设计的需求。

【具体实施方式】

现结合具体实施例对本发明作进一步描述：本发明的远视眼镜片包括一第一表面和一第二表面，以佩戴眼镜来看，在外面的一面为镜片第一表面，紧贴眼睛的一面为镜片第二表面。这里定义第一表面曲率半径为R₁，第二表面曲率半径为R₂，n为镜片材质折射率，t为镜片中心厚度，第一表面的折光率F₁＝(n-1)/R₁，第二表面的折光率F₂＝(1-n)/R₂，远视眼镜片的度数(屈光度)为远视眼镜片后焦距倒数所得，其公式即：

$F_V=\frac{F_1+F_2-\frac{t}{n}{F}_1{F}_2}{1-\frac{t}{n}{F}_1}$

F_V单位为1/米，通常用D来表示，一般1D＝100度，我们平常所说的远视眼镜片度数，就是F_V值乘以100的值。由公式得，远视眼镜片材质一定，因此远视眼镜片度数由第一面曲率半径R₁，R₂及t值来决定。

设计时，为使该远视眼镜片具较薄的厚度，需要将其设计成有适合的边缘厚度e。边缘厚度e不能太小，如果过小，容易碎裂，如果太大，造成材料的浪费，增加重量。边缘厚度e同时与中心厚度t、第一面曲率半径R₁、第二面曲率半径R₂有关。设计时，由边缘厚度目标值计算出t值，t值确定后，通过调整R₁和R₂值来保证远视眼镜片度数不变。R₁和R₂的改变进一步影响到e的改变，为保持e不变，再调整中心厚度t，调整后，再进行优化，从而计算出满意的非球面系数优化值。

该远视眼镜片采用塑胶材质，该塑胶材质的密度ρ＝1.25g/mm³，其中至少一个表面为非球面，其中非球面采用的非球面计算公式为

$z\frac{c_v{r}^2}{1+\sqrt{1-P{c}_v^2{r}^2}}+B{r}^4+C{r}^6+D{r}^8+E{r}^{10}$

其中，式中z为镜面深度，C_v表示非球面中心曲率，r( $r=\sqrt{x^2+y^2}$ )表示镜面上任一点至镜面中心的垂直高度，P为二次曲线常数值，本实施例中P＜0，B、C、D、E表示非球面高次项系数。

取第二表面为浅凹面，第一表面为非球面，本设计中，第一表面以双曲面变形的非球面来设计，其中二次曲线常数值P取小于0的值。非球面公式中的C_V为第一表面曲率半径的倒数。先取R₁、R₂为一固定值，通过优化程序确定第一面非球面P，B，C，D，E的值，在优化过程中，R2会依远视眼镜片度数调整。

完成第一次优化过程后，计算得t值，进一步得e，为使边厚近似为目标值，这里我们目标值定为1mm，将中心厚度t需减去边缘厚度增量，为保证远视眼镜片度数不变，进一步调整第二面折光率，再进行优化，第二次优化后的结果t继续减去e的增量。依次类推，多次循环优化后，可得边缘厚度趋进1mm。

本发明远视眼镜片的第一实施例：一种非球面远视眼镜片，度数为1D，第一面为非球面，第二面为浅凹面，该非球面远视眼镜片的参数表，请见表1。

表1

与同规格球面远视眼镜片相比，其中心厚度减小15％，轴向高度减小63％，重量减轻15％，与球面远视眼镜片相比，明显减小了远视眼镜片的厚度及重量，同时远视眼镜片与球面远视眼镜片相比，较平整。

发明远视眼镜片的第二实施例：一种非球面远视眼镜片，度数为2D，第一面为非球面，第二面为浅凹面，该非球面远视眼镜片的参数表，请见表2。

表2

与同规格球面远视眼镜片相比，其中心厚度减小20％，轴向高度减小64％，重量减轻21％，与球面远视眼镜片相比，明显减小了远视眼镜片的厚度及重量，同时远视眼镜片与球面远视眼镜片相比，较平整。

本发明远视眼镜片的第三实施例：一种非球面远视眼镜片，度数为3D，第一面为非球面，第二面为浅凹面，该非球面远视眼镜片的参数表，请见表3。

表3

与同规格的球面远视眼镜片相比，其中心厚度减小23％，轴向高度减小65％，重量减轻26％，与球面远视眼镜片相比，明显减小了远视眼镜片的厚度及重量，同时远视眼镜片与球面远视眼镜片相比，较平整。

发明远视眼镜片的第四实施例：一种非球面远视眼镜片，度数为4D，第一面为非球面，第二面为浅凹面，该非球面远视眼镜片的参数表，请见表4。

表4

与同规格的球面远视眼镜片相比，其中心厚度减小26％，轴向高度减小65％，重量减轻30％，与球面远视眼镜片相比，明显减小了远视眼镜片的厚度及重量，同时远视眼镜片与球面远视眼镜片相比，较平整。

所设计的非球面远视眼镜片其斜射像散为0，场曲即为平均折光率误差，均在小于0.25范围内，畸变小于4.371％范围内，所以均能满足要求。

Claims (7)

1.一种远视眼镜片，包括一第一表面和一第二表面，其特征在于：第一表面为非球面，第二表面为浅凹面，所述非球面形状由以下非球面公式来决定：

$z=\frac{c_v{r}^2}{1+\sqrt{1-P{c}_v^2{r}^2}}+B{r}^4+C{r}^6+D{r}^8+E{r}^{10}$

式中z为镜面深度，C_v表示非球面中心曲率，r表示镜面上任一点至镜面中心的垂直高度，P为二次曲线常数值，B、C、D、E表示非球面高次项系数。

2.如权利要求1所述的远视眼镜片，其特征在于：所述非球面公式中P＜0。

3.如权利要求1所述的远视眼镜片，其特征在于：所述远视眼镜片材质为塑胶。

4.如权利要求1所述的远视眼镜片，其特征在于：所述远视眼镜片参数为

  规格   设计的非球面远视眼镜片   屈光度：   1.0屈光度   镜片直径：   72mm   第一面曲率半径：   213.9041mm   第二面曲率半径：   335.1565mm   二次曲面常数P：   -6.3927 非球面系数：   B：-8.8665×10^-8C：8.287×10^-11D：-2.973×10^-14E：-1.1087×10^-17   中心厚度：   1.873mm   边缘厚度：   1.001mm   轴向高度：   3.812mm   斜射像散：   0   折光率误差：   -0.056   畸变：   1.226％   重量：   7.114g

5.如权利要求1所述的远视眼镜片，其特征在于：所述远视眼镜片参数为

  规格   设计的非球面远视眼镜片   屈光度：   2屈光度   镜片直径：   72mm   第一面曲率半径：   181.5909mm   第二面曲率半径：   470.5473mm   二次曲面常数P：   -8.1367 非球面系数：   B：-1.7047×10^-7C：1.2603×10^-10D：-4.7475×10^-14E：-6.0824×10^-18   中心厚度：   2.775mm   边缘厚度：   1.000mm   轴向高度：   4.154mm   斜射像散：   0   折光率误差：   -0.115   畸变：   2.335％   重量：   9.276g

6.如权利要求1所述的远视眼镜片，其特征在于：所述远视眼镜片参数为

  规格   设计的非球面远视眼镜片   屈光度：   3屈光度   镜片直径：   72mm   第一面曲率半径：   158.0317mm   第二面曲率半径：   791.7613mm   二次曲面常数P：   -8.0105 非球面系数：   B：-2.4955×10^-7C：1.3738×10^-10D：-4.6234×10^-14E：-4.5764×10^-18   中心厚度：   3.660mm   边缘厚度：   1.001mm   轴向高度：   4.478mm   斜射像散：   0   折光率误差：   -0.176   畸变：   3.389％   重量：   11.383g

7.如权利要求1所述的远视眼镜片，其特征在于：所述远视眼镜片参数为

  规格   设计的非球面远视眼镜片   屈光度：   4屈光度   镜片直径：   72mm   第一面曲率半径：   132.2325mm   第二面曲率半径：   1198.686mm   二次曲面常数P：   -5.5079 非球面系数：   B：-3.1912×10^-7C：1.2857×10^-10D：-3.0321×10^-14E：-9.234×10^-18   中心厚度：   4.567mm   边缘厚度：   1.001mm   轴向高度：   5.107mm   斜射像散：   0   折光率误差：   -0.237   畸变：   4.371％   重量：   13.558g

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