CN101398534A

CN101398534A - 眼镜片的设计方法及眼镜

Info

Publication number: CN101398534A
Application number: CNA2008101497887A
Authority: CN
Inventors: 伊藤步; 加贺唯之
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-27
Publication date: 2009-04-01
Anticipated expiration: 2028-09-27
Also published as: CN101398534B; JP5115364B2; JP2009098622A

Abstract

本发明提供一种眼镜片的设计方法及眼镜，在眼镜片的设计方法中，以光学凹面(12)的与正面视线(P)相交的点为设计基准点(Pi)，使用设计基准点(Pi)处的切线(C)与正交于正面视线(P)的平面(Q)所成的镜片倾斜角度(θ)，来设计眼镜片(1)。即使光学凹面(12)因处方不同而形成为复杂的非球面形状，也不会产生平均度数误差、像散、棱镜误差。

Description

眼镜片的设计方法及眼镜

技术领域

本发明涉及一种设计可以安装到面罩型(wraparound)眼镜框等弯角大的眼镜框中的眼镜片的方法及眼镜。

背景技术

近些年，面罩型眼镜框主要被用于运动用太阳镜。由于该面罩型眼镜框沿面部弯曲，弯角较大，因此镜片一直延伸到面部的侧面，具有视野广阔的优点。因此，这种面罩型眼镜框作为运动时的防护眼镜、保护眼球等的眼镜得到了运动选手的青睐。

面罩型的眼镜片在物体侧形成光学凸面，在眼球侧配置近光学凹面，并且眼镜片相对正面视线倾斜地安装于眼镜框中(文献1：日本特开2005-284059号公报)。

眼镜片的光学凹面根据使用者的视力程度不同而有着近视或远视等处方。因此，眼镜片设计有多个种类，但是安装该眼镜片的眼镜框却大多被通用化。

以往，以眼镜框的外形为基准，以使位于物体侧的光学凸面沿着该外形地吻合的方式，将眼镜片安装到眼镜框中。

在眼镜片中，从物体侧入射的光经光学凸面折射，在镜片中直线行进后，经光学凹面再次折射并入射到使用者的瞳孔。

其中，由于眼球侧的光学凹面根据使用者的视力等而采用不同处方，因此，该面在每个眼镜片中都是不同的。

现有的眼镜片仅以眼镜框的外形为基准进行安装，因此存在以下问题：眼球侧的光学凹面不能根据实施于光学凹部的处方而相对于眼镜框形成适当的角度。

在光学凹面的倾斜偏离适当角度的状态下，会产生平均度数误差、像散、棱镜误差。这样的误差会使使用者产生眼疲劳等。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种设计与实施于眼球侧的光学凹部的处方无关的不易产生各种误差的眼镜片的方法及眼镜。

本发明着眼于当将眼镜片在光学凹面的倾斜偏离适当的角度的状态下安装到眼镜框中时，会产生平均度数误差等各种误差。

具体来说，本发明的眼镜片的设计方法为设计眼镜片的方法，该眼镜片形成有配置于物体侧的为球面的光学凸面、和配置于眼球侧的为与处方对应的光学曲面的光学凹面，并且该眼镜片相对正面视线倾斜地安装于眼镜框，该眼镜片的设计方法的特征在于，以所述光学凹面的与所述正面视线相交的点为设计基准点，并使用了镜片倾斜角度θ，该镜片倾斜角度θ通过所述设计基准点处的切线与正交于所述正面视线的平面所成的角度来限定。

在该结构的发明中，针对各眼镜片求出镜片倾斜角度θ，并根据镜片倾斜角度θ来将眼镜片安装到眼镜框中。

因此，由于能够通过设定镜片倾斜角度θ来使光学凹面的倾角适当，因此能够使光学凹面为适当角度地将眼镜片安装到眼镜框中，而与近视、远视等处方无关。因而，平均度数误差、像散、棱镜误差减少，眼镜使用者不会产生眼疲劳等。

在本发明中，优选所述光学凹面为非球面的结构。

在该结构的发明中，能够使平均度数误差、像散、棱镜误差进一步减少。

在本发明中优选构成为，通过以下参数求出所述镜片倾斜角度θ：瞳孔间距离；所述眼镜片的镜宽；前翘曲角度，其由直线与正交于所述正面视线的正交平面所成的角度构成，其中所述直线是将限定所述镜宽的所述光学凸面侧的、彼此形成在相反侧的周缘连接起来的直线；由相邻的所述眼镜片之间的尺寸限定的鼻梁架长度；由所述光学凸面的曲率半径形成的前曲率；以及所述眼镜片的中心厚度。

在该结构的发明中，由于与形状根据处方而不同的光学凹面无关地设定用于限定镜片倾斜角度θ的参数，因此能够容易地求出镜片倾斜角度θ。

此外，优选构成为，根据所述眼镜片的镜宽、所述前翘曲角度、所述鼻梁架长度、所述前表面的曲率，求出所述眼镜片的光学凸面的球面的计算式，求出在该球面的与平行于所述正面视线的直线相交的点处的切线的计算式，在该切线的计算式中设定入射到瞳孔的多条光线的条件，并在这些条件下对出射光线通过瞳孔的光线进行运算，选定适当的入射光线，将该选定的入射光线处的切线与所述正交平面所成的角度作为镜片倾斜角度θ。

在该结构的发明中，求出位于物体侧的光学凸面的球面的计算式，以及根据与正面视线平行的直线求出该直线处的与球面相切的切线的计算式，在该切线计算式中设定多条光线的条件，并在这些条件下对出射光线穿过瞳孔的光线进行运算。

在该运算时，将眼镜片的物体侧的光学凸面和眼球侧的光学凹面近似成具有相互平行的两个平行面的板状的棱镜。入射到该板状棱镜的靠物体侧的面的光线在板材的内部进行一次折射并直线前进后，在靠眼球侧的面再次折射并向眼球侧射出，但是由于该板材的入射面和出射斜面与正交于所述正面视线的平面所成的角度随入射光线的位置不同而不同，因此通过模拟针对多条入射光线的每一条求出出射位置，通过例如收敛算法求出该出射的位置与正面视线一致的入射光线。

将正面视线与出射光线一致的入射光线的入射面与正交平面所成的角度设为镜片倾斜角度θ。

因此，在本发明中，能够使用所述的参数通过运算来求出光学凹面的倾角而与处方无关，因此能够更为正确地设定镜片倾斜角度θ。

本发明的眼镜为将通过上述结构的眼镜片设计方法设计出来的眼镜片安装到所述眼镜框中的眼镜。

在该结构的发明中，能够提供可获得所述效果的眼镜。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所述的眼镜的概要水平剖视图。

图2是组装到眼镜框中的眼镜片的放大概要图。

图3是用于说明眼镜片的设计方法的概要图。

图4的(a)～(d)是表示眼镜片的制造工序的概要剖视图。

具体实施方式

下面，使用附图对本发明的一个实施方式所述的眼镜片的设计方法进行说明。

图1是本实施方式的眼镜的概要水平剖视图。

在图1中，眼镜的两个眼镜片1分别相对正面视线P倾斜地安装在眼镜框2中。

眼镜片1为弯月形镜片，其具有配置于物体侧的光学凸面11和配置于眼球侧的光学凹面12。光学凸面11形成为曲率半径、即前曲率r为预定尺寸的球面状。

眼镜框2为200°以上的弯角较大的面罩型等的眼镜框。该眼镜框2一体地形成有：鼻梁架21，其正面侧弯曲形成为大致球面状，用于架在鼻子上；镜腿22，其用于架在耳朵上；以及边缘部23，其用于安装眼镜片1。

眼镜片1的光学凸面11形成为球面，眼镜片1以该球面与形成于眼镜框2的正面部分的球面的弯曲部分对应的方式安装于眼镜框2中。

由于光学凹面12实施了近视或远视等必要的处理，因而为非球面形状。

在眼镜上规定有相互平行的两条正面视线P，这些正面视线P的间隔为瞳孔间距离PD。该瞳孔间距离PD根据使用者不同而数值各异。

关于眼镜框2的鼻梁架21，鼻梁宽度尺寸被规定为鼻梁架长度L。该鼻梁架长度L为鼻梁架21在包含正面视线P的平面内的正面侧的直线尺寸。鼻梁架长度L还是相邻的眼镜片1的光学凸面11的端缘之间的尺寸。

图2表示眼镜片1的放大概要图。

在图2中，眼镜片1的镜宽为W，其前翘曲角度为α。镜宽W为光学凸面11在包含正面视线P的平面内的相互分离的端缘11A、11B之间的尺寸，前翘曲角度α限定为由直线S与正交于正面视线P的平面Q所成的角度，所述直线S是连接光学凸面11在包含两条正面视线P的平面内的端缘11A、11B的直线。

以光学凹面12的与正面视线P相交的点为设计基准点Pi，在该设计基准点Pi处的、水平面内即包含两条正面视线P的平面内的切线C与正交于正面视线P的平面Q所成的角度为镜片倾斜角度θ。

此外，眼镜片1的设计基准点Pi处的厚度尺寸为中心厚度t。

接着，使用图3对本实施方式所述的眼镜片的设计方法进行说明。

图3是用于说明眼镜片1的设计方法的概要图。

首先，根据眼镜片1的镜宽W、前翘曲角度α、鼻梁架长度L以及前曲率r求出眼镜片的光学凸面11的球面的计算式。

光学凸面11的球面计算式为(X-Xo)²+(Y-Yo)²+(Z-Zo)²＝r²。

这里，设Xo、Yo、Zo为球面的中心位置的坐标，根据眼镜片1的镜宽W、前翘曲角度α、鼻梁架长度L求出该中心位置。

接着，求出球面的与平行于正面视线P的光线P_n相交的点处的切线C_n的计算式。

在该切线C_n的计算式中设定入射到瞳孔中的多条光线P_n(n＝1，2，3...)的条件，并且在这些条件下利用收敛算法对出射光线P_n通过瞳孔I的光线进行运算，从而选定适当的入射光线(参照图3)。

在该运算中，将眼镜片1的物体侧的光学凸面11和眼球侧的光学凹面12近似成相互平行的两条切线C_n。接着，使眼镜片1的两条切线C_n之间的距离与眼镜片1的中心厚度t为相同尺寸。换言之，将具有倾斜角度不同的光学凹面12和为球面的光学凸面11的眼镜片1看作具有相互平行的入射面和出射面的板状的棱镜。

入射到物体侧的面的光线P_n在内部进行一次折射并直线行进后，从靠眼球侧的面再次折射并向眼球侧射出，成为光线P_n’。

为入射面的切线C_n与正交于正面视线P的平面Q_n所成的角度θ_n随入射光线P_n在水平面内的位置不同而不同。

例如，如图3中所示出，在入射光线P_n为位于最右侧的光线P₁的情况下，该光线P₁在入射侧的切线C₁处折射，并在出射侧的切线C₁处再次折射，成为出射光P₁’。该情况下，平面Q₁与切线C₁所成角度为θ₁。

与此相对，在入射光线P_n为位于最左侧的光线P₂的情况下，该光线P₂在入射侧的切线C₂处折射，在出射侧的切线C₂处再次折射，成为出射光P₂’。该情况下，平面Q₂与切线C₂所成角度为θ₂。角度θ₂大于角度θ₁。

因此，针对多条入射光线P_n的每一条模拟出射的光线P_n’。

通过例如收敛算法求出入射光线P_n中经眼镜片1出射的光线P_n’的位置与正面视线P一致的入射光线P_n。

首先，出射第一条光线P₁，求出该光线P₁的出射光P₁’与正面视线P的距离(图3中Y轴方向的尺寸)。该距离例如是正值的话，从负值方向出射第二条光线P₂，求出光线P₂的出射光P₂’与正面视线P之间的距离。该距离例如是负值的话，在光线P₁与光线P₂之间的位置出射第三条光线P₃。重复该模拟，一直进行到出射光线P_n’与正面视线P一致，一致时的入射光线P_n例如入射光线P₃的入射面、即切线C₃与正交平面Q₃所成的角度θ₃即为镜片倾斜角度θ。

另外，在本实施方式中根据需要来进行棱镜校正。

接着，根据图4对制造按照本实施方式的设计方法设计出来的眼镜片1的方法进行说明。在本实施方式中，眼镜片1通过半成品镜片坯料的铸塑成形来成形。

图4的(a)～(d)是表示眼镜片1的制造工序的概要剖视图。

首先，如图4(a)所示，在本实施方式中，采用第一成形模110和第二成形模120两个成形模。第一成形模110具有对半成品镜片坯料的凹面侧进行成形的凸面111和为非成形面的下表面112。第二成形模120具有对半成品镜片坯料的凸面侧进行成形的凹面121和为非成形面的上表面122。

第一成形模110的凸面111的成形面与下表面112均形成为球面，第一成形模110的厚度大致均匀，是不仅凸面111就连下表面112也形成为光学面的玻璃模。凸面111的球面的中心与下表面112的球面的中心都位于几何中心线上，凸面111的成形面与下表面112分别为以几何中心线为对称轴的旋转对称面。

第二成形模120的凹面121的成形面与上表面122均形成为球面，第二成形模120是不仅凹面121就连上表面122也形成为光学面的玻璃模。上表面122的球面的中心位于几何中心线上，因此上表面122为以几何中心线为对称轴的旋转对称面。凹面121为中心从几何中心线偏向耳侧的倾斜的球面。因此，第二成形模120的厚度并不均匀，厚度有偏差。若两面都由球面构成，且厚度有偏差，则在镜片的几何中心线上会产生棱镜折射力。作为基准点设定于镜片的前表面上的拟合点(fittingpoint)，在离开第二成形模120的凹面121的几何中心的位置，设定于第二成形模120的厚度增加一侧的预定位置。此外，在第二成形模120的凹面121上，虽未图示，但在例如距拟合点相等距离的一条直线上的两侧，刻印有用于告知基准的拟合点的位置的隐藏标记，并且被转印到半成品镜片坯料3的凸面31上(参照图4(c))。

如图4(b)中所示，将第一成形模110和第二成形模120配置成：在使第一成形模110的凸面111和第二成形模120的凹面121对置并相距预定距离的状态下，以两个模110、120的外形为基准使侧面一致。接着，保持第一成形模110和第二成形模120的位置，以跨越这些侧面的方式卷绕粘接带130，用粘接带130封闭第一成形模110和第二成形模120之间的空隙，形成空腔140，从而组装好镜片铸塑用的成形模150。

在这样组装好的成形模150中，第一成形模110的下表面112和凸面111以及第二成形模120的上表面122为中心在几何中心线上的球面，仅第二成形模120的凹面121的球面为中心与几何中心线不一致的倾斜球面。

接着，向成形模150的由第一成形模110、第二成形模120和粘接带130围成的密封空间的空腔140中填充镜片原料，以光能或者热能使镜片原料聚合硬化。

聚合硬化后，剥去粘接带130，将第一成形模110和第二成形模120分开，如图4(c)所示，得到半成品镜片坯料3。该半成品镜片坯料3的凸面31和凹面32分别为球面，在几何中心线上具有棱镜折射力，是拟合点从几何中心偏向鼻侧的偏心镜片。

如图4(d)所示，对得到的半成品镜片坯料3的凹面侧(眼球侧)32进行切削、磨削，通过镜面研磨形成光学凹面12。

将这样制造出来的眼镜片1安装到眼镜框2中。此时，在选择眼镜片1时，也以镜片倾斜角度θ为基准。

因此，在本实施方式中，能够得到如下的作用效果。

(1)以光学凹面12的与正面视线P相交的点为设计基准点Pi，并使用该设计基准点Pi处的切线C与正交于正面视线P的平面Q所成的镜片倾斜角度θ来设计眼镜片1，因此即使光学凹面12因处方不同而形成为复杂的非球面形状，也不会产生平均度数误差、像散、棱镜误差。

(2)根据瞳孔间距离PD、眼镜片的镜宽W、前翘曲角度α、鼻梁架长度L、前曲率r以及眼镜片1的中心厚度t，来求出镜片倾斜角度θ。因此，由于可以与因处方不同而形状不同的光学凹面12的非球面形状无关地设定这些参数，因此能够容易地通过使用计算机等的模拟来求出镜片倾斜角度θ。

(3)根据眼镜片1的镜宽W、前翘曲角度α、鼻梁架长度L以及前曲率r来求出眼镜片的光学凸面的球面计算式，求出在该球面的与平行于正面视线P的光线P_n相交的点处的切线C_n的计算式，在该切线C_n的计算式中设定射入瞳孔I中的多条光线P_n的条件，并且在这些条件下对出射光线P_n’通过瞳孔I的正面视线P进行运算，选定适当的入射光线，并使该选定的入射光线处的切线与正交平面所成的角度为镜片倾斜角度θ。因此，将眼镜片1的物体侧的光学凸面11和眼球侧的光学凹面12近似成相互平行的两个平面，容易地进行运算，因此能够通过收敛算法等求出镜片倾斜角度θ而与处方无关，所以能够设定更正确的镜片倾斜角度θ。

(4)关于具有为球面的光学凸面111的第一成形模110和具有为球面的光学凹面121的第二成形模120，以使它们的几何中心一致、且使将要成形的半成品镜片坯料在几何中心线上具有棱镜折射力的方式，将光学凸面111和光学凹面121对置配置来进行成形，由此，制造出了两面由球面构成的、在几何中心线上具有棱镜折射力的半成品镜片坯料3。因此，能够以通常的眼镜片用直径的半成品镜片坯料来确保适合面罩型眼镜框的眼镜片的球形形状。

另外，本发明并不限定于所述实施方式，在能够达到本发明的目的的范围内所进行的变形、改良等都包括在本发明内。

例如，在所述实施方式中，通过收敛算法等求出镜片倾斜角度θ，但是在本发明中，求镜片倾斜角度θ的方法并不限定于收敛算法，例如也可以采用数学上常用的各种算法。

此外，在本发明中，也可以通过对镜片坯料的两面进行研磨等来制造眼镜片1。

而且，在本发明中，光学凹面12也可以是球面。

本发明能够应用在用于组装到面罩型眼镜框中的眼镜片。

Claims

1.一种设计眼镜片的眼镜片的设计方法，该眼镜片形成有配置于物体侧的为球面的光学凸面、和配置于眼球侧的为与处方对应的光学曲面的光学凹面，并且该眼镜片相对正面视线倾斜地安装于眼镜框，

该眼镜片的设计方法的特征在于，

以所述光学凹面的与所述正面视线相交的点为设计基准点，并使用了镜片倾斜角度(θ)，该镜片倾斜角度(θ)通过所述设计基准点处的切线与正交于所述正面视线的平面所成的角度来限定。

2.如权利要求1所述的眼镜片的设计方法，其特征在于，

所述光学凹面为非球面。

3.如权利要求1或2所述的眼镜片的设计方法，其特征在于，

通过以下参数求出所述镜片倾斜角度(θ)：瞳孔间距离；所述眼镜片的镜宽；前翘曲角度，其由直线与正交于所述正面视线的正交平面所成的角度构成，其中所述直线是将限定所述镜宽的所述光学凸面侧的、彼此形成在相反侧的周缘连接起来的直线；由相邻的所述眼镜片之间的尺寸限定的鼻梁架长度；由所述光学凸面的曲率半径形成的前曲率；以及所述眼镜片的中心厚度。

4.如权利要求3所述的眼镜片的设计方法，其特征在于，

根据所述眼镜片的镜宽、所述前翘曲角度、所述鼻梁架长度、所述前表面的曲率，求出所述眼镜片的光学凸面的球面的计算式，

求出在该球面的与平行于所述正面视线的直线相交的点处的切线的计算式，

在该切线的计算式中设定入射到瞳孔的多条光线的条件，并在这些条件下对出射光线通过瞳孔的光线进行运算，选定适当的入射光线，

将该选定的入射光线处的切线与所述正交平面所成的角度作为镜片倾斜角度(θ)。

5.一种眼镜，其特征在于，

将通过权利要求1至4中的任一项所述的眼镜片的设计方法设计出来的眼镜片安装在所述眼镜框上。