CN106526890B - 一种为佩镜者定制的渐进多焦点镜片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种为佩镜者定制的渐进多焦点镜片及其制备方法。依据验光处方提供的镜片材料折射率，配镜中心位置、瞳孔位置、镜片倾斜角和待评价镜片矢高数据，建立评价模型，以斜视屈光度和斜视像散为评价结果，对佩镜者视线通过渐进多焦点镜片实际折射能力进行评价，再依据评价结果进行相匹配的渐进多焦点镜片渐变面的优化设计，以及非渐变面的非球面优化和不对称补偿，以减小镜片斜视屈光度的偏离和斜视像散，得到为佩镜者定制的渐进多焦点镜片。本发明提供的渐进多焦点镜片，由于考虑到人眼瞳孔位置和佩戴眼镜时镜片的倾斜，人眼不同视线方向镜片的折射能力，使佩镜者戴上该镜片制成的眼镜后，具有良好的视野和舒适感。

Description

一种为佩镜者定制的渐进多焦点镜片及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种个性化渐进多焦点镜片及其制备方法方法，特别涉及一种考虑了人眼瞳孔位置和镜片倾斜因素，进行渐进多焦点镜片设计的方法及加工得到的镜片。

背景技术

渐进多焦点眼用镜片表面分为周边散光区和有效视区。有效视区包括视远区、渐变过渡区、视近区。视远区位于眼镜的上部，视远区中的一个参考点称为视远参考点；视近区位于眼镜的下部，视近区中的一个参考点称为视近参考点，视近点与视远点之间的屈光度之差称为加光度。渐变过渡区为连接视远参考点和视近参考点的主渐变子午线两侧一个狭窄的通道，提供在视远区与视近区之间屈光度的平缓转变。

现有技术（美国专利US4861153，中国发明专利CN101661167A）公布的渐进多焦点镜片设计步骤为：首先确定视远参考点和视近参考点的屈光度，再根据所用镜片的折射率确定主渐变子午线上的曲率分布，确定镜片表面等曲率轮廓线簇分布，进而根据微分几何的原理，计算出渐进多焦点镜片矢高分布。此种渐进多焦点镜片的设计方法，主渐变子午线上的曲率分布和等曲率轮廓线簇分布设计是两个主要影响镜片性能的设计步骤。

实际上，人眼视物时视线随着物的位置而移动，眼镜佩戴者眼球发生转动，通过镜片的不同区域进行观看。由于镜片具有一定的厚度，前后两个折射表面的曲率不同，视线经过的小区域相当于一个小透镜，这些小透镜各各不同，折射成像的状态也属各不相同的轴外物成像。对于配戴渐进多焦点眼镜的佩镜者，随着眼球的转动，通过渐进多焦点眼镜的视远区看远物，通过渐进多焦点眼镜的视近区看近物，佩镜者实际感受到的眼镜的折射能力屈光度为斜视屈光度，与正视时的屈光度（近轴屈光度）发生变化，而且还产生附加的像散（斜视像散）。渐进多焦点眼镜要求有宽阔的屈光度稳定的视远区，有符合验光处方提供的视近屈光度值，有效视区像散小，使佩镜者无论是视远还是视近都有合适的矫正视力。

人眼视线在镜片中经过的路径、镜片不同区域相当于小透镜的折射成像，其折射状态与镜片的表面形状、厚度、镜片的垂直和水平方向的倾斜程度以及人眼瞳孔的位置密切相关，从而使人眼实际感受到的镜片的折射能力也与这些因素密切相关。这些因素由佩镜者所需的眼镜度数、佩镜者的面形，所选择的眼镜架形状决定。因此，渐进多焦点镜片的制作必须要关注佩戴镜片状态下的折射能力——斜视屈光度和斜视像散，镜片的设计和检测要根据每个佩镜者的个人特征进行。

目前现有技术的检镜仪，包括焦度计、Rotlex公司的Class Plus面型测量仪哈特曼检测法、朗奇光栅测试法等，都没有考虑人眼眼球的转动，也没有将镜片和人眼瞳孔结合进行检测。在镜片的设计方面，中国发明专利CN 103123420B公开了一种采用将镜片—眼瞳作为一个光学系统的方法，以得到镜片的球光度分布和散光度分布，该方法针对于双面自由曲面，计算出视线经过的镜片内外表面上的位置和对应的曲率。中国发明专利CN102422201公布了一种即使被嵌入具有大前视角的镜架也能够得到良好的视野的眼镜镜片的形状数据生成方法，该发明主要着眼于降低镜片棱镜作用的左右不均衡。上述技术方案均尚未指出人眼斜视时各小区域作为小透镜的轴外成像特征及与其相适应的设计方法。中国发明专利CN 101203795公开一种渐进多焦点眼科镜片元件阵列，提供一系列适用于佩镜者个人需求的渐进多焦点镜片，包括考虑了佩镜者戴上眼镜后的瞳孔距离和镜片的倾斜的渐进多焦点镜片，但未提及镜片的评价和设计方法。中国发明专利CN 101999092公开一种渐进折射力镜片及其设计方法、折射力镜片的评价方法，涉及到考虑了瞳孔孔径的渐进折射力镜片的设计和评价方法，主要是评价实际视线的内偏量和优化设定镜片的设计内偏量，提供双眼视力良好的渐进折射力镜片，未涉及到不同视线方向人眼实际感受到的折射能力的评价和相应的镜片优化设计。

发明内容

本发明针对现有渐进多焦点眼用镜片的设计未顾及佩镜者的面形和所选取的镜架的缺陷，为使佩镜者提供一种无论在视远时或视近时也不会产生大的屈光度误差和像散，具有良好的视野和舒适感的个性化渐进多焦点镜片及其制备方法方法。

实现本发明目的技术方案是提供一种为佩镜者定制的渐进多焦点镜片的制备方法，包括如下步骤：

（1）对定制渐进多焦点镜片的佩镜者进行验光，其验光处方包括如下参数：

（a）待加工镜片材料的折射率，定配眼镜要求的表征镜片视远视力的折射屈光度值，表征镜片视近视力的折射屈光度值，左镜或右镜，内渐镜或外渐镜，主渐变子午线长度，内偏量；所述内渐镜为镜片的内表面为渐变面，外表面为非渐变面；所述外渐镜为镜片的外表面为渐变面，内表面为非渐变面；所述主渐变子午线长度为从视远参考点到视近参考点佩镜者视线与镜片的交线的长度；所述内偏量为佩镜者视线从视远参考点到视近参考点向鼻侧的水平位移；

（b）将眼镜片装入选定的眼镜架制成眼镜，佩镜者戴上眼镜后的镜片倾斜角，倾斜角包括镜片的垂直和水平倾斜角，配镜中心位置，瞳孔位置；所述配镜中心位置为佩镜者平视时视线与镜片的交点到镜片中心的距离，配镜中心在镜片中心之上；所述瞳孔位置为佩镜者平视时视线与镜片的交点到瞳孔的距离；

（2）依据验光处方提供的镜片材料折射率，配镜中心位置，瞳孔位置、镜片倾斜角和待评价镜片矢高数据，建立评价模型，得到评价结果斜视屈光度和斜视像散；所述的评价模型为：采用曲面的微分几何方法，通过光线追迹，计算某一视角方向进入到人眼瞳孔主光线经过的路径，主光线与镜片内外表面交点的位置，及对应交点处的主法线、入射角和折射角、子午面和弧矢面、子午方向和弧矢方向的曲率；依据轴外细光束成像原理，分别得到子午像点和弧矢像点的位置，进而分别得到人眼视线在该对应视角方向的斜视屈光度和斜视像散；所述的斜视屈光度为由子午和弧矢像点位置确定的子午和弧矢方向屈光度的平均值；所述的斜视像散为由子午和弧矢像点位置确定的子午和弧矢方向的屈光度之差的绝对值；

（3）依据验光处方提供的视远视力的折射屈光度值、视近视力的折射屈光度值和镜片材料的折射率，选定待加工渐进多焦点镜片前后两个表面的曲率和镜片中心厚度；依据验光处方提供的内渐镜或外渐镜，镜片材料的折射率，视远折射屈光度值、视近折射屈光度值、主渐变子午线长度、左镜或右镜和内偏量，设计渐变面，非渐变面为球面，得到初始渐进多焦点镜片矢高数据；以所述的初始渐进多焦点镜片矢高数据为待评价镜片矢高数据，在镜片倾斜角为0的条件下，采用步骤（2）所述的评价模型进行评价，得到初始渐进多焦点镜片在倾斜角为0条件下的评价结果斜视屈光度和斜视像散；以在视远参考点水平线20度视角范围内斜视像散小于0.15屈光度，自视远参考点沿主渐变子午线向上延伸至10度视角范围内斜视屈光度值起伏小于0.10屈光度为目标值，对所述初始渐进多焦点镜片的非渐变面进行非球面优化，得到非球面渐进多焦点镜片；

（4）依据处方提供的镜片倾斜角值，采用步骤（2）所述的评价模型，对步骤（3）设计得到的非球面渐进多焦点镜片进行评价，依照目标评价结果，对所述的非球面渐进多焦点镜片的矢高数据进行补偿优化设计，得到为佩镜者定制的渐进多焦点镜片矢高数据，将得到的矢高数据用于加工镜片；所述的目标评价结果为：在视远参考点水平线20度视角范围内斜视像散小于0.15屈光度；自视远参考点沿主渐变子午线向上延伸至10度视角范围内斜视屈光度值起伏小于0.10屈光度；视远参考点处的斜视屈光度偏离验光处方提供的视远视力的折射屈光度值小于0.10屈光度，视近参考点处的斜视屈光度偏离验光处方提供的视近视力的折射屈光度值小于0.10屈光度；斜视加光度偏离验光处方提供的加光度小于0.12屈光度；主渐变子午线上的斜视像散小于0.25屈光度；所述加光度为视近参考点屈光度值与视远参考点屈光度值相减的差值。

本发明技术方案所述的补偿优化设计包括对渐变面的优化设计，对步骤（3）得到的初始渐进多焦点镜片矢高数据，微调渐变面设计过程中的子午线上曲率分布形态和视远点、视近点的曲率，微调渐变面表面等曲率轮廓线簇分布形态，得到优化的主渐变子午线上的曲率分布和渐变面表面等曲率轮廓线簇分布，经计算得到优化的渐变面矢高数据。

所述的补偿优化设计包括对非渐变面的不对称补偿设计，在以步骤（3）得到的非球面渐进多焦点镜片的非球面表面矢高数据上迭加矢高补偿值，得到为佩镜者定制的渐进多焦点镜片的非渐变面矢高数据；所述的矢高补偿值按如下公式计算得到：

其中，、分别为横向和纵向三次项系数；为横向移动毫米数，根据左、右镜的不同分别取正、负号向颞侧移动；为纵向移动毫米数。

本发明技术方案还包括按上述制备方法得到的一种为佩镜者定制的渐进多焦点镜片。

本发明依据验光处方提供的镜片材料的折射率、配镜中心位置、瞳孔位置、镜片倾斜角和待评价镜片矢高数据，建立了评价模型，对人眼通过渐进多焦点镜片视物时镜片实际折射能力进行评价。参见附图1，它为通过人眼瞳孔的视线经过镜片的侧面示意图。图1所示意的是镶嵌在眼镜架上镜片的垂直向外的倾斜角，人眼视角，某一视角方向进入到人眼瞳孔的主光线（对应于视线）和经过的路径在镜片外表面上的入射角、在镜片内表面上的出射角。参见附图2，它为佩戴眼镜的俯视示意图，图中和分别为左镜和右镜的水平倾斜角。以与眼睛平视视线平行并通过镜片外表面中心的直线P为坐标系的Z轴，通过外表面中心与Z轴垂直的平面为坐标系的xy平面。镜片内外表面的矢高z(x,y)在坐标系内按照给出的倾斜角通过坐标变换，进行垂直和水平旋转；经过坐标变换后的镜片外表面矢高、经过坐标变换后的镜片内表面矢高加上镜片厚度,得到待评价镜片的矢高数据，按照验光处方给出的配镜中心位置、眼瞳位置作为视线的出发点，构成为光学系统，在不同视线方向上对镜片的折射能力进行评价，称之为评价模型。

由于眼镜与人眼瞳孔构成的光学系统的出射光瞳是孔径很小的眼瞳，根据光路可逆定律，沿着视线的反方向自物到眼瞳，为轴外细光束成像，细光束的光束轴称为主光线。由曲面的微分几何方法，通过光线追迹，计算出进入到人眼瞳孔主光线经过的路径，在镜片上内外表面的位置，及镜片内外表面对应位置的主法线、入射角和折射角、子午面和弧矢面、子午方向和弧矢方向的曲率。在镜片外表面的入射角；折射角，在镜片内表面的入射角；折射角。采用轴外细光束成像公式计算子午像点位置如公式（1）所示：

（1）

按公式（2）计算弧矢像点位置：

（2）

在公式（1）和（2）中，为主光线在折射面上的入射角；为折射角；为入射方介质的折射率；为折射方介质的折射率； 为子午面上入射主光线从物到折射点的距离；为折射主光线从折射点到子午像点的距离；为弧矢面上入射主光线从物到折射点的距离；为折射主光线从折射点到弧矢像点的距离；为折射面在折射点处子午方向的曲率半径；为折射面在折射点处弧矢方向的曲率半径。公式（1）和（2）在外表面、内表面两个折射面上依次应用。由无穷远物经两次折射后的子午像点位置和弧矢像点位置，即可计算出镜片某个小区域上子午方向和弧矢方向的折射能力屈光度。子午和弧矢方向折射能力屈光度的平均值为斜视屈光度。子午和弧矢方向折射能力屈光度的差值的绝对值为斜视像散。

人眼所感受到的斜视屈光度和斜视像散与正视时的屈光度和像散有偏差，斜视的视角越大，偏离程度也越大。事实上，佩镜者戴上眼镜后镜片都有倾斜，斜视屈光度和斜视像散的偏差会增大，同时还产生上下、左右不对称的情况。所以，如果渐进多焦点眼镜的制作没有考虑佩镜者实际感受到的斜视屈光度和斜视像散，以及没有考虑镜片的倾斜，会出现视远参考点、视近参考点处的斜视屈光度不符合验光处方要求，视远区无屈光度稳定区域，有效视区斜视像散过大等情况，佩镜者会有视物模糊、头晕等不适现象。

为减小斜视屈光度偏离和斜视像散本，发明技术方案中采用了对镜片的非球面设计和补偿优化设计，依据验光处方提供的视远视力的折射屈光度值、视近视力的折射屈光度值和镜片材料的折射率，选定待加工渐进多焦点镜片前后两个表面的曲率和镜片中心厚度，依据验光处方提供的内渐镜或外渐镜，镜片材料的折射率，视远折射屈光度值、视近折射屈光度值、主渐变子午线长度、左镜或右镜和内偏量，采用现有技术，如美国专利US4861153，中国发明专利CN101661167A公开的方法，设计渐变面，非渐变面设计为球面，得到初始渐进多焦点镜片矢高数据。渐变面的设计，先确定视远参考点和视近参考点的屈光度，再根据所用镜片的折射率确定主渐变子午线上的曲率分布，确定镜片表面等曲率轮廓线簇分布，进而根据微分几何的原理，计算出渐进多焦点镜片矢高分布。其中，设计主渐变子午线上的曲率分布和镜片表面等曲率轮廓线簇分布是关键。

与现有技术相比，本发明提供的渐进多焦点镜片，兼顾了佩镜者的面形和所选取的镜架，更具有个性化；佩镜者在使用眼镜时，视远区具有较为开阔的屈光度稳定区域，视远参考点、视近参考点处的斜视屈光度符合验光处方要求，有效视区斜视像散小，佩镜者具有良好的视野和舒适感。

附图说明

图1为光线经过镜片进入到人眼瞳孔的侧面示意图；

图2为佩镜者戴上眼镜后显示镜片水平倾斜的示意图；

图3为本发明实施例1提供的初始渐进多焦点镜片的屈光度分布图；

图4为本发明实施例1提供的初始渐进多焦点镜片的像散分布图；

图5为本发明实施例1提供的在镜片无倾斜的条件下采用评价模型对初始渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的斜视屈光度分布图；

图6为本发明实施例1提供的在镜片无倾斜的条件下采用评价模型对初始渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的斜视像散分布图；

图7为本发明实施例1提供的在镜片无倾斜的条件下采用评价模型对初始渐进多焦点镜片和非球面渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的视远参考点水平线上的斜视像散随横向视角变化的曲线对照图；

图8为本发明实施例1提供的在镜片无倾斜的条件下采用评价模型对初始渐进多焦点镜片和非球面渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的渐变子午线上的斜视屈光度随纵向视角变化的曲线对照图；

图9为本发明实施例1提供的在镜片倾斜的条件下采用评价模型对非球面渐进多焦点镜片和为佩镜者定制的渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的视远参考点水平线上的斜视像散随横向视角变化的曲线对照图；

图10为本发明实施例1提供的在镜片倾斜的条件下采用评价模型对非球面渐进多焦点镜片和为佩镜者定制的渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的渐变子午线上的斜视屈光度随纵向视角变化的曲线对照图；

图11为本发明实施例1提供的在镜片倾斜的条件下采用评价模型对非球面渐进多焦点镜片和为佩镜者定制的渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的渐变子午线上的斜视像散随纵向视角变化的曲线对照图；

图12为本发明实施例2提供的初始渐进多焦点镜片的屈光度分布图；

图13为本发明实施例2提供的初始渐进多焦点镜片的像散分布图；

图14为本发明实施例2提供的在镜片无倾斜的条件下采用评价模型对初始渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的斜视屈光度分布图；

图15为本发明实施例2提供的在镜片无倾斜的条件下采用评价模型对初始渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的斜视像散分布图；

图16为本发明实施例2提供的在镜片无倾斜的条件下采用评价模型对初始渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的视远参考点水平线上的斜视像散随横向视角变化的曲线图；

图17为本发明实施例2提供的在镜片无倾斜的条件下采用评价模型对初始渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的渐变子午线上的斜视屈光度随纵向视角变化的曲线图；

图18为本发明实施例2提供的在镜片倾斜的条件下采用评价模型对非球面渐进多焦点镜片和为佩镜者定制的渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的视远参考点水平线上的斜视像散随横向视角变化的曲线对照图；

图19为本发明实施例2提供的在镜片倾斜的条件下采用评价模型对非球面渐进多焦点镜片和为佩镜者定制的渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的渐变子午线上的斜视屈光度随纵向视角变化的曲线对照图；

图20为本发明实施例2提供的在镜片倾斜的条件下采用评价模型对非球面渐进多焦点镜片和为佩镜者定制的渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到的渐变子午线上的斜视像散随纵向视角变化的曲线对照图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步描述。

实施例1：

1、对定制渐进多焦点镜片的佩镜者进行验光，其验光处方包括如下参数：

（a）待加工镜片材料的折射率，定配眼镜要求的表征镜片视远视力的折射屈光度值，表征镜片视近视力的折射屈光度值，左镜或右镜，内渐镜或外渐镜，主渐变子午线长度，内偏量；所述内渐镜为镜片的内表面为渐变面，外表面为非渐变面；所述外渐镜为镜片的外表面为渐变面，内表面为非渐变面；所述主渐变子午线长度为从视远参考点到视近参考点佩镜者视线与镜片的交线的长度；所述内偏量为佩镜者视线从视远参考点到视近参考点向鼻侧的水平位移；

（b）将眼镜片装入选定的眼镜架制成眼镜，佩镜者戴上眼镜后的镜片倾斜角，倾斜角包括镜片的垂直和水平倾斜角，配镜中心位置，瞳孔位置；所述配镜中心位置为佩镜者平视时视线与镜片的交点到镜片中心的距离，配镜中心在镜片中心之上；所述瞳孔位置为佩镜者平视时视线与镜片的交点到瞳孔的距离。

在本实施例中，验光处方提供如下参数：

镜片的视远视力为-3.5屈光度，视近视力为-1.5屈光度，右镜，内渐镜，折射率1.56，主渐变子午线长度22毫米，内偏量2毫米。

佩镜者戴上选定的眼镜架后镜片的垂直倾斜角7度，水平倾斜角5度，配镜中心位置3毫米，瞳孔位置为26毫米。

在本实施例中，根据验光处方提供的镜片屈光度、内渐镜和镜片材料折射率，选定外表面非渐变面为1.5屈光度的球面，曲率半径为373.3毫米。依据验光处方提供的镜片材料折射率1.56、视远折射屈光度-3.5屈光度、视近折射屈光度-1.5屈光度、主渐变子午线长度22毫米、右镜、内偏量2毫米，采用现有技术设计内表面渐变面，视远参考点位于镜片中心上方8毫米处，视近参考点位于镜片中心下方14毫米、左侧2毫米处。选定此镜片的中心厚度1.2毫米，得到初始渐进多焦点镜片矢高。采用常规的计算方法（不考虑人眼斜视所感受到的屈光度变化）得到该镜片的屈光度分布和像散分布如附图3和4。

2、依据验光处方提供的镜片材料折射率，配镜中心位置，瞳孔位置、镜片倾斜角和待评价镜片矢高数据，建立评价模型，得到评价结果斜视屈光度和斜视像散；所述的评价模型为：采用曲面的微分几何方法，通过光线追迹，计算某一视角方向进入到人眼瞳孔主光线经过的路径，主光线与镜片内外表面交点的位置，及对应交点处的主法线、入射角和折射角、子午面和弧矢面、子午方向和弧矢方向的曲率；依据轴外细光束成像原理，分别得到子午像点和弧矢像点的位置，进而分别得到人眼视线在该对应视角方向的斜视屈光度和斜视像散；所述的斜视屈光度为由子午和弧矢像点位置确定的子午和弧矢方向屈光度的平均值；所述的斜视像散为由子午和弧矢像点位置确定的子午和弧矢方向的屈光度之差的绝对值。

3、依据验光处方提供的视远视力的折射屈光度值、视近视力的折射屈光度值和镜片材料的折射率，选定待加工渐进多焦点镜片前后两个表面的曲率和镜片中心厚度；依据验光处方提供的内渐镜或外渐镜，镜片材料的折射率，视远折射屈光度值、视近折射屈光度值、主渐变子午线长度、左镜或右镜和内偏量，设计渐变面，非渐变面为球面，得到初始渐进多焦点镜片矢高数据；以所述的初始渐进多焦点镜片矢高数据为待评价镜片矢高数据，在镜片倾斜角为0的条件下，采用步骤2所述的评价模型进行评价，得到初始渐进多焦点镜片在倾斜角为0条件下的评价结果斜视屈光度和斜视像散。以在视远参考点水平线20度视角范围内斜视像散小于0.15屈光度，自视远参考点沿主渐变子午线向上延伸至10度视角范围内斜视屈光度值起伏小于0.10屈光度为目标值，对所述初始渐进多焦点镜片的非渐变面进行非球面优化，得到非球面渐进多焦点镜片。在本实施例中，通过评价模型对初始渐进多焦点镜片在倾斜角为0的条件下进行折射能力评价，得到斜视屈光度分布和斜视像散分布如附图5和6所示，显示镜片的斜视屈光度分布和斜视像散分布发生了明显的改变，尤其是在视远区呈现斜视屈光度持续减小，斜视屈光度稳定区缺失，斜视像散小于0.15的区域缩小。

采用评价模型对此初始渐进多焦点镜片在无倾斜的情况下进行折射能力评价，得到视远参考点水平线上的斜视像散随着人眼视角的变化如附图7的虚线所示，渐变子午线上的斜视屈光度随着人眼视角的变化如附图8的虚线所示。由图7和图8显示，初始渐进多焦点镜片视远参考点水平线上斜视像散在视角为10度时已超过0.15屈光度；自视远参考点沿主渐变子午线向上延伸，斜视屈光度持续减小至10度视角处为-3.67屈光度，偏离处方提供的视远折射视力-3.5屈光度0.17屈光度。

为此，进行外表面非渐变面的非球面设计，得到非球面渐进多焦点镜片矢高。非球面表面的矢高由公式（4）确定：

(4)

非球面表面中心曲率半径为373.3，曲率=0.002679mm^-1。优化非球面的圆锥系数，非球面高次项系数，，，，。通过评价模型对此非球面渐进多焦点镜片在无倾斜的情况下进行折射能力评价，得到视远参考点水平线上的斜视像散随着人眼视角的变化如图7的实线所示，渐变子午线上的斜视屈光度随着人眼视角的变化如图8的实线所示，与外表面非渐变面为球面的初始渐进多焦点镜片相比，非球面渐进多焦点镜片视远参考点水平线上斜视像散减小，在20度视角范围内斜视像散都小于0.15屈光度；视远参考点处斜视屈光度为-3.50屈光度，自视远参考点沿主渐变子午线向上延伸至10度视角范围内，斜视屈光度维持在3.50～3.53屈光度之间，起伏幅度为0.03屈光度。

4、依据处方提供的镜片倾斜角值，采用步骤2所述的评价模型，对步骤3设计得到的非球面渐进多焦点镜片进行评价，依照目标评价结果，对所述的非球面渐进多焦点镜片的矢高数据进行补偿优化设计。

在本实施例中，处方提供的垂直倾斜角为7度、水平倾斜角为5度，在评价模型中，将镜片上部向外倾斜7度，镜片右侧向内倾斜5度（右镜片），对此非球面渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到视远参考点水平线上斜视像散随着人眼视角的变化如图9虚线所示；得到主渐变子午线上的斜视屈光度随着人眼视角的变化如图10中虚线所示；得到主渐变子午线上的斜视像散随着人眼视角的变化如图11中虚线所示；镜片倾斜后视远参考点水平线上斜视像散视角20度范围内全部超过0.15屈光度；视远参考点处的斜视屈光度-3.62屈光度，偏离处方提供的视远折射视力-3.5屈光度0.12屈光度，沿主渐变子午线向上延伸，斜视屈光度持续减小至10度视角处为-3.70屈光度，偏离处方提供的视远折射视力-3.5屈光度0.20屈光度，视远区不存在屈光度稳定区；视近参考点斜视屈光度为-1.43屈光度，偏离处方提供的视近折射视力-1.5屈光度0.07屈光度；斜视加光度为2.19屈光度，偏离处方提供的加光度0.19屈光度；主渐变子午线上最大斜视像散0.33屈光度，视近参考点的斜视像散为0.31屈光度。佩镜者在视远时的校正视力产生偏离，视远时的清晰视野缩小；视近时的校正视力产生偏离，并且还带有较大的像散，造成视物模糊和眼睛不舒服。

依照该评价结果，对非球面渐进多焦点镜片进行补偿优化设计。第一步进行渐变面的优化设计，在初始渐进多焦点镜片渐变面设计的基础上，微调渐变面设计过程中所需的子午线上曲率分布形态和视远点、视近点的曲率，微调渐变面表面等曲率轮廓线簇分布形态，得到优化的主渐变子午线上的曲率分布和等曲率轮廓线簇分布，进一步由现有设计技术得到优化的内表面渐变面矢高数据。第二步对镜片外表面的非球面矢高数据进行不对称补偿设计。不对称补偿通过在外表面的非球面矢高数据加上纵向和横向的三次项值实现，三次项的矢高补偿值如下式（5）：

（5）

横向三次项系数为；横向移动为6.8毫米，采用负号；纵向三次项系数为，纵向移动为6.0毫米。经过补偿优化设计后，得到为佩镜者定制的渐进多焦点镜片矢高数据，将得到的矢高数据用于加工镜片。

通过评价模型在垂直倾斜角为7度、水平倾斜角为5度的情况下进行折射能力评价，得到视远参考点水平线上斜视像散随着人眼视角的变化如图9中实线所示；得到主渐变子午线上的斜视屈光度随着人眼视角的变化如图10中实线所示；得到主渐变子午线上的斜视像散随着人眼视角的变化如图11中实线所示。由图可见，在视远参考点水平线20度视角范围内斜视像散小于0.15屈光度；视远参考点处的斜视屈光度-3.48屈光度，偏离处方提供的视远折射视力-3.5屈光度0.02屈光度；自视远参考点沿主渐变子午线向上延伸至10度视角范围内斜视屈光度值在-3.48－-3.47之间，起伏值0.01屈光度，偏离处方提供的视远折射视力-3.5屈光度0.03屈光度，并且屈光度值在视远点临近为最小，显示在视远区有一个屈光度稳定区；视近参考点处的斜视屈光度-1.51屈光度，偏离处方提供的视近折射视力-1.5屈光度0.01屈光度；斜视加光度1.97，偏离处方提供的加光度2屈光度0.03屈光度；主渐变子午线上最大斜视像散0.25屈光度，视远参考点的斜视像散0.02屈光度，视近参考点的斜视像散0.23屈光度。

将按上述设计方法得到的数据进行镜片加工后，配制成眼镜，佩镜者使用时，视远和视近的清晰程度、舒适程度得到明显的改善。

实施例2：

按实施例1提供的镜片制备流程进行镜片的设计和加工。

验光处方提供如下参数：

镜片的视远视力为0屈光度，视近视力为1.75屈光度，左镜，外渐镜，折射率1.597，主渐变子午线长度21毫米，内偏量2毫米。

佩镜者戴上选定的眼镜架后镜片的垂直倾斜角9度，水平倾斜角7度，配镜中心位置3毫米，瞳孔位置为26毫米。

在本实施例中，根据验光处方提供的镜片屈光度、外渐镜和镜片材料折射率，选定内表面为3屈光度的球面，曲率半径为199.0毫米。依据验光处方提供的镜片材料折射率1.597、视远折射屈光度0屈光度、视近折射屈光度1.75屈光度、主渐变子午线长度21毫米、左镜、内偏量2毫米，采用现有技术设计外表面渐变面，视远参考点位于镜片中心上方8毫米处，视近参考点位于镜片中心下方13毫米、右侧2毫米处。选定此镜片的中心厚度2毫米，得到初始渐进多焦点镜片矢高。采用常规的计算方法（不考虑人眼斜视所感受到的屈光度变化）得到该镜片的屈光度分布和像散分布如图12和图13.

通过评价模型对初始渐进多焦点镜片在倾斜角为0的条件下进行折射能力评价，得到斜视屈光度分布和斜视像散分布如图14和图15所示，显示镜片的斜视屈光度分布和斜视像散分布发生改变。

采用评价模型对此初始渐进多焦点镜片在无倾斜的情况下进行折射能力评价，得到视远参考点水平线上的斜视像散随着人眼视角的变化如图16的虚线所示，渐变子午线上的斜视屈光度随着人眼视角的变化如图17的虚线所示。图16和图17显示，初始渐进多焦点镜片视远参考点水平线上斜视像散在视角为20度范围内小于0.15屈光度；视远参考点斜视屈光度0屈光度，沿主渐变子午线向上延伸，斜视屈光度持续减小至10度视角处为-0.01屈光度。

由于初始渐进多焦点镜片在无倾斜的情况下进行折射能力评价的结果已符合权利要求1中（3）的标准，所以不再对初始渐进多焦点镜片的内表面非渐变面进行非球面优化。

按照处方提供的垂直倾斜角为9度、水平倾斜角为7度，在评价模型中，将镜片上部向外倾斜9度，镜片左侧向内倾斜7度（左镜片），对初始渐进多焦点镜片进行折射能力评价，得到视远参考点水平线上斜视像散随着人眼视角的变化如图18虚线所示；得到主渐变子午线上的斜视屈光度随着人眼视角的变化如图19中虚线所示；得到主渐变子午线上的斜视像散随着人眼视角的变化如图20中虚线所示。镜片倾斜后视远参考点水平线上斜视像散视角12度处超过0.15屈光度；视远参考点处的斜视屈光度-0.01屈光度，但在视远参考点向上沿着渐变子午线斜视屈光度呈逐渐减小趋势，视远区不存在屈光度稳定区。视近参考点斜视屈光度为1.87屈光度，偏离处方提供的视近折射视力1.75屈光度0.12屈光度；斜视加光度为1.88屈光度，偏离处方提供的加光度0.13屈光度；主渐变子午线上最大斜视像散0.34屈光度，视近参考点的斜视像散为0.33屈光度。佩镜者在视远时的清晰视野缩小；视近时的校正视力产生偏离，并且还带有较大的像散，造成视物模糊和眼睛不舒服。

依照此评价结果，对初始渐进多焦点镜片进行补偿优化设计。第一步进行外表面渐变面的优化设计，在初始渐进多焦点镜片渐变面设计的基础上，微调渐变面设计过程中所需的子午线上曲率分布形态和视远点、视近点的曲率，微调渐变面表面等曲率轮廓线簇分布形态，得到优化的主渐变子午线上的曲率分布和等曲率轮廓线簇分布，进一步由现有设计技术得到优化的外表面渐变面矢高数据。第二步对镜片内表面的球面矢高数据进行不对称补偿设计。不对称补偿通过在内表面的球面矢高数据加上纵向和横向的三次项值实现，三次项的矢高补偿值如下：

横向三次项系数为；横向移动为7.4毫米，采用正号；纵向三次项系数为，纵向移动为2.9毫米。经过补偿优化设计后的为佩镜者定制的渐进多焦点镜片，通过评价模型在倾斜的情况下进行折射能力评价，得到视远参考点水平线上斜视像散随着人眼视角的变化如图18中实线所示；得到主渐变子午线上的斜视屈光度随着人眼视角的变化如图19中实线所示；得到主渐变子午线上的斜视像散随着人眼视角的变化如图20中实线所示。由图可见，在视远参考点水平线20度视角范围内斜视像散小于0.15屈光度；视远参考点处的斜视屈光度0.02屈光度，偏离处方提供的视远折射视力0屈光度0.02屈光度；自视远参考点沿主渐变子午线向上延伸至10度视角范围内斜视屈光度值在0.02－0.05之间，起伏值0.03屈光度，偏离处方提供的视远折射视力0屈光度0.03屈光度,并且屈光度值在视远点临近为最小，显示在视远区有一个屈光度稳定区；视近参考点处的斜视屈光度1.73屈光度，偏离处方提供的视近折射视力1.75屈光度0.02屈光度；斜视加光度1.71，偏离处方提供的加光度1.75屈光度0.04屈光度；主渐变子午线上最大斜视像散0.21屈光度，视远参考点的斜视像散0.06屈光度，视近参考点的斜视像散0.17屈光度。佩镜者视远和视近的清晰程度和舒适程度大大改善。

Claims (2)

1.一种为佩镜者定制的渐进多焦点镜片的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）对定制渐进多焦点镜片的佩镜者进行验光，其验光处方包括如下参数：

（a）待加工镜片材料的折射率，定配眼镜要求的表征镜片视远视力的折射屈光度值，表征镜片视近视力的折射屈光度值，左镜或右镜，内渐镜或外渐镜，主渐变子午线长度，内偏量；所述内渐镜为镜片的内表面为渐变面，外表面为非渐变面；所述外渐镜为镜片的外表面为渐变面，内表面为非渐变面；所述主渐变子午线长度为从视远参考点到视近参考点佩镜者视线与镜片的交线的长度；所述内偏量为佩镜者视线从视远参考点到视近参考点向鼻侧的水平位移；

（b）将眼镜片装入选定的眼镜架制成眼镜，佩镜者戴上眼镜后的镜片倾斜角，倾斜角包括镜片的垂直和水平倾斜角，配镜中心位置，瞳孔位置；所述配镜中心位置为佩镜者平视时视线与镜片的交点到镜片中心的距离，配镜中心在镜片中心之上；所述瞳孔位置为佩镜者平视时视线与镜片的交点到瞳孔的距离；

（2）依据验光处方提供的镜片材料折射率，配镜中心位置，瞳孔位置、镜片倾斜角和待评价镜片矢高数据，建立评价模型，得到评价结果斜视屈光度和斜视像散；所述的评价模型为：采用曲面的微分几何方法，通过光线追迹，计算某一视角方向进入到人眼瞳孔主光线经过的路径，主光线与镜片内外表面交点的位置，及对应交点处的主法线、入射角和折射角、子午面和弧矢面、子午方向和弧矢方向的曲率；依据轴外细光束成像原理，分别得到子午像点和弧矢像点的位置，进而分别得到人眼视线在该对应视角方向的斜视屈光度和斜视像散；所述的斜视屈光度为由子午和弧矢像点位置确定的子午和弧矢方向屈光度的平均值；所述的斜视像散为由子午和弧矢像点位置确定的子午和弧矢方向的屈光度之差的绝对值；

（3）依据验光处方提供的视远视力的折射屈光度值、视近视力的折射屈光度值和镜片材料的折射率，选定待加工渐进多焦点镜片前后两个表面的曲率和镜片中心厚度；依据验光处方提供的内渐镜或外渐镜，镜片材料的折射率，视远折射屈光度值、视近折射屈光度值、主渐变子午线长度、左镜或右镜和内偏量，设计渐变面，非渐变面为球面，得到初始渐进多焦点镜片矢高数据；以所述的初始渐进多焦点镜片矢高数据为待评价镜片矢高数据，在镜片倾斜角为0的条件下，采用步骤（2）所述的评价模型进行评价，得到初始渐进多焦点镜片在倾斜角为0条件下的评价结果斜视屈光度和斜视像散；以在视远参考点水平线20度视角范围内斜视像散小于0.15屈光度，自视远参考点沿主渐变子午线向上延伸至10度视角范围内斜视屈光度值起伏小于0.10屈光度为目标值，对所述初始渐进多焦点镜片的非渐变面进行非球面优化，得到非球面渐进多焦点镜片；

（4）依据处方提供的镜片倾斜角值，采用步骤（2）所述的评价模型，对步骤（3）设计得到的非球面渐进多焦点镜片进行评价，依照目标评价结果，对所述的非球面渐进多焦点镜片的矢高数据进行补偿优化设计，得到为佩镜者定制的渐进多焦点镜片矢高数据，将得到的矢高数据用于加工镜片；所述的目标评价结果为：在视远参考点水平线20度视角范围内斜视像散小于0.15屈光度；自视远参考点沿主渐变子午线向上延伸至10度视角范围内斜视屈光度值起伏小于0.10屈光度；视远参考点处的斜视屈光度偏离验光处方提供的视远视力的折射屈光度值小于0.10屈光度，视近参考点处的斜视屈光度偏离验光处方提供的视近视力的折射屈光度值小于0.10屈光度；斜视加光度偏离验光处方提供的加光度小于0.12屈光度；主渐变子午线上的斜视像散小于0.25屈光度；所述加光度为视近参考点屈光度值与视远参考点屈光度值相减的差值；

其中，所述的补偿优化设计包括对渐变面的优化设计，对步骤（3）得到的初始渐进多焦点镜片矢高数据，微调渐变面设计过程中的子午线上曲率分布形态和视远点、视近点的曲率，微调渐变面表面等曲率轮廓线簇分布形态，得到优化的主渐变子午线上的曲率分布和渐变面表面等曲率轮廓线簇分布，经计算得到优化的渐变面矢高数据；

或者，所述的补偿优化设计包括对非渐变面的不对称补偿设计，在以步骤（3）得到的非球面渐进多焦点镜片的非球面表面矢高数据上迭加矢高补偿值，得到为佩镜者定制的渐进多焦点镜片的非渐变面矢高数据；所述的矢高补偿值按如下公式计算得到：

其中，、分别为横向和纵向三次项系数；为横向移动毫米数，根据左、右镜的不同分别取正、负号向颞侧移动；为纵向移动毫米数。

2.按权利要求1制备方法得到的一种为佩镜者定制的渐进多焦点镜片。