CN110262069A - 一种降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法，具体方法为通过改变眼镜镜片远离眼睛瞳孔一侧面的边缘倒角构造，从而阻止光线从倒角通过或降低光点发出的光线经过倒角进入眼睛瞳孔的强度，进而达到降低“类万花筒效应”干扰的目的，提高眼镜的佩戴质量。由于佩戴眼镜必然会受到来自镜片自身的反射干扰，通过本发明的制作方法，可以将“类万花筒效应”的干扰程度降低到镜片自身的反射干扰以下，达到人眼容易接受的水平。
Description
技术领域
本发明涉及眼镜技术领域，具体涉及一种降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法。
背景技术
近现代，随着人们生活方式的改变，如长时间的室内工作；电脑、手机等电子设备的频繁使用；户外活动时间减少等，近视的患病率在全球范围内快速增长，眼镜成为了许多人赖以视物的合作伙伴。
影响眼镜佩戴视觉效果和舒适度的因素是多种多样的，如镜片的光学质量，眼镜与眼睛实际情况的误差，棱镜效应等，除了这些已知的因素以外，其实还有一位“隐形杀手”，时刻刺激视觉神经，干扰视线，增加眼睛疲劳，却长期被人们忽略。
眼镜制作需要经过许多道精细的工序，由于切割，镜片棱边变得尖锐锋利，存在安全隐患，所以凹凸面的倒角是一项必不可少的操作。事实上，在人们佩戴眼镜视物的时候，凸面(远离眼睛的一侧)倒角会折射出一圈虚像，眼睛好似在万花筒中看东西，但是两者成像原理不同，形成的虚像有区别(万花筒中的是镜像，对称颠倒的，倒角面中的是折射成像，正立的)，可以称之为“类万花筒效应”。
这圈虚像一般出现在眼睛不敏感的视域中，所以大多数情况下可以感觉到周围有光影晃动，却分辨不清图像。由于人类长期形成的倾斜视物特征，眼镜下方的虚像最容易进入敏感视域，并随着倒角面宽度的增大，亮度逐渐增强，进而被敏感的人捕捉到，产生视物干扰。可是以前并没有人研究过它的存在，因此常常归于其它原因引起的不适。在暗光条件下，由于眼睛对光强的敏感度提升，背景反差增大(如透明玻璃，白天观看很通透，晚上却可以照出图像)等因素，干扰程度也会显著增强。
凸面倒角成像引起的“类万花筒效应”轻则让人感觉眼部不适，重则使人头昏脑胀，佩戴新眼镜时，感受最明显。新眼镜初期引起的不适，它占很大成份。由于眼睛具有极强的适应性，经过一段时间的调节会降低这种效应带来的不适。查阅国内外资料，并没有发现关于眼镜凸面倒角成像对视觉干扰的研究论述。“装配眼镜国家标准《GB13511.1-2011》”亦无关于凸面倒角的特殊要求。现在眼镜制作都是从安全方面考虑，执行保护性倒角。普遍参照推荐性国家标准“JBT10567-2006光学零件的倒角”，执行0.4+0.3×45°的平面性保护倒角,倒角宽度在0.4～0.7mm，有些甚至达到0.7mm以上，倒角成像干扰显著。
因此，凸面倒角成像的制约因素和有效降低这种“类万花筒效应”的办法亟待研究。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明为了降低眼镜凸面(远离眼睛瞳孔一侧面)倒角成像引起的“类万花筒效应”，提供一种降低倒角成像干扰的眼镜镜片制作方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法，降低光点发出的光线从眼镜镜片远离眼睛瞳孔一侧面的边缘倒角进入眼睛瞳孔的强度。
进一步地，所述降低光点发出的光线从眼镜镜片远离眼睛瞳孔一侧面的边缘倒角进入眼睛瞳孔的强度的方法为降低光线通过倒角进入眼睛瞳孔的相对透光率。
进一步地，所述相对透光率不大于5％。
进一步地，所述降低光线通过倒角进入眼睛瞳孔的相对透光率的方法为缩小边缘倒角的宽度。
进一步地，所述宽度小于0.2mm。
进一步地，所述降低光点发出的光线从眼镜镜片远离眼睛瞳孔一侧面的边缘倒角进入眼睛瞳孔的强度的方法为在边缘倒角表面加设遮光涂层。
进一步地，所述降低光点发出的光线从眼镜镜片远离眼睛瞳孔一侧面的边缘倒角进入眼睛瞳孔的强度的方法为把边缘倒角表面制作成磨砂面。
进一步地，所述降低光点发出的光线从眼镜镜片远离眼睛瞳孔一侧面的边缘倒角进入眼睛瞳孔的强度的方法为采用弧形或多段线等非平面性倒角替代边缘倒角。
本发明与现有制作技术相比，具有如下优点：
本发明的眼镜镜片制作方法，主要通过降低从边缘倒角进入眼睛瞳孔的光线强度，从而达到降低“类万花筒效应”对人眼的视觉干扰的目的，提高眼镜的佩戴质量。由于佩戴眼镜必然会受到来自镜片自身的反射干扰，通过本发明的制作方法，可以将“类万花筒效应”的视觉干扰程度降低到镜片自身的反射干扰以下，达到人眼容易接受的水平。
附图说明
图1为降低倒角成像干扰的眼镜镜片的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大结构示意图；
图3-1为虚像成像原理示意图；
图3-2为图3-1的部分结构放大示意图；
图3-3为图3-2的部分结构放大示意图；
图4-1-1为当凸面倒角角度等于凹面倾斜角时，光线折射方向示意图；
图4-1-2为图4-1-1的部分结构放大示意图；
图4-2-1为当凸面倒角角度大于凹面倾斜角时，光线折射方向示意图；
图4-2-2为图4-2-1的部分结构放大示意图；
图4-3-1为当凸面倒角角度小于凹面倾斜角时，光线折射方向示意图；
图4-3-2为图4-3-1的部分结构放大示意图；
图5-1为眼睛在凸面倒角中的虚像可视区域示意图；
图5-2为眼睛在凸面倒角中的虚像最小可视区域示意图；
图6-1为点发出的光线直接进入眼睛的强度示意图；
图6-2为点发出的光线经过倒角进入眼睛的强度示意图；
图7-1为倒角中可视区域内不同点光线进入眼睛的强度示意图；
图7-2为不同点光线经过倒角投射到瞳孔的面积；
图8-1为添加遮光涂层，阻止光线通过，从而降低光线进入眼睛的强度的结构示意图；
图8-2为将倒角表面制作成磨砂面降低光线进入眼睛的强度的结构示意图；
图8-3为将倒角制作成弧形或多段线等非平面性倒角降低光线进入眼睛的强度的结构示意图；
附图标记说明：1、眼镜镜片；11、凸面；12、凹面；13、倒角；131、遮光涂层；132、磨砂面；133、弧形倒角；2、眼睛；21、瞳孔；3、实像；4、虚像。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合凸面倒角13成像的制约因素和附图对本发明的制作方法作进一步的详细说明。
实施例
如图1和图2所示，一种降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法，具体方法为通过改变眼镜镜片1远离眼睛瞳孔21一侧面的边缘倒角13的结构，降低光点发出的光线从倒角进入眼睛瞳孔21的强度。
眼镜制作需要经过许多道精细的工序，由于切割，镜片棱边变得尖锐锋利，存在安全隐患，所以凹凸面的倒角是一项必不可少的操作。如图3-1至图3-3所示，以近视眼镜的镜片为例，因为镜片凸面边缘倒角13的存在，前方物体表面发出的光线进入眼睛2有两条路径，所以眼睛2会看到两种图像存在：①光线发出→凸面11→镜体→凹面12→眼睛2，看到实像3；②光线发出→凸面倒角13→镜体→凹面12→眼睛2，看到虚像4。
由于镜片凸面的倒角不可缺少，因此本申请经过研究并分析凸面倒角成像的制约因素，提出降低凸面倒角成像干扰的眼镜镜片制作方法。
一、凸面倒角角度与虚像产生。如图4-1-1至图4-3-2所示，从光的折射原理可知，前方物体表面光线经过凸面倒角13再从凹面12折射出有三种情况：①当凸面倒角13的角度等于凹面12倾斜角时，折射光线方向不变，平行射出，如图4-1-1和图4-1-2；②当凸面倒角13的角度大于凹面12倾斜角时，折射光线向远离镜片光学中心方向偏折，如图4-2-1和图4-2-2；③当凸面倒角13的角度小于凹面12倾斜角时，折射光线向靠近镜片光学中心方向偏折，则会进入眼睛2，如图4-3-1和图4-3-2。
由上述可知，当凸面倒角13的角度小于凹面12倾斜角时，即α＜β，前方物体表面发出的光线才会出现既经过凸面11进入眼睛2产生实像3，又可以通过倒角13进入眼睛2产生虚像4的情况。
理论上可以改变凸面倒角13的倾斜角度，使之平行或大于凹面12倾斜角即：α≥β，使前方物体经过倒角面的光线无法进入人的眼睛2。但是通过实验证明难以实现，因为凹面12为变化曲线，光线存在折射，倒角13难以与之匹配，且凹面12倾斜角太大，当α≥β时，倒角13与侧边形成的棱边仍然非常尖锐，存在安全隐患。
二、凸面倒角13宽度与虚像可视区域大小关系。如图5-1所示在忽略折射因素的情况下，眼睛2在凸面倒角13中的虚像可视区域为瞳孔21边缘和倒角13边缘的相互夹角形成的区域θ＝2·arctan[(a+b)/2c]，其中a为瞳孔21的直径大小，b为倒角13的宽度，c为瞳孔21到凸面倒角13的距离。
一般情况下，瞳孔21到凸面倒角13的距离往往只有一个眼球的直径大(c≈24mm)，如图5-2所示，以普通人的瞳孔平常大小(a≈3mm)为例，理论上只要凸面倒角13的宽度允许一个光子进入(b≈0)，仍然可以达到可观的视域(θ≈7.15°)，远大于眼睛2的分辨视角(约等于1＇)。
三、凸面倒角13宽度与虚像区域的明暗变化。如图6-1和图6-2所示，对比可知，光点发出的光线经过凸面倒角13进入眼睛2的强度受到了限制。倒角13相当于一个特殊的光圈，控制着可视区域中每一个光点进入眼睛2的强度，因此降低倒角13的宽度就即刻降低倒角面的相对透光率，此处的透光率由于与倒角面自身的透光率有区别，因此称之为相对透光率。经过研究，相对透光率等于经过倒角13投射到瞳孔21的面积和瞳孔面积的比值。即：相对透光率＝投射面积/瞳孔面积。
因此，虽然缩小倒角13宽度不能显著减少虚像可视区域，但是可以有效降低光点发出的光线经过倒角进入眼睛2的强度，降低相对透光率。如果把相对透光率控制到眼睛容易接受的范围，就可以显著地降低凸面倒角13产生的“类万花筒效应”。
由于眼镜镜片1的制作材料主要为玻璃与树脂，一般反射率都大于5％，当佩戴眼镜的时候，来自镜片表面的反射成像干扰是不可避免的。因此，把凸面倒角成像干扰降低到镜片表面反射干扰水平以下，即经过倒角13进入眼睛2的光线强度低于反射光线强度，则认为达到良好效果。
如图7-1与7-2所示，在倒角13可视区域中沿截面选取A、B、C、D四点。对比发现它们在瞳孔21上的投射面积逐渐变小，即：SA＞SB＞SC＞SD，可知它们进入眼睛2的光线强度为A＞B＞C＞D。由此可以得出视域中的光点发出的光线进入眼睛2的强度由中心向边缘逐渐减弱，所以只要确保中心区的相对透光率小于5％，整体的相对透光率都会小于5％。
以中心区A点为研究对象，由于倒角13距离瞳孔21很近，它在瞳孔21上的投射面积约等于瞳孔21直径与倒角13宽度的乘积，可得：相对透光率T≈ab/π(a/2)2＝4b/πa。其中，a为瞳孔21直径，b为倒角13的宽度。取普通人正常光亮下的瞳孔平均直径a≈3mm，当T≤5％，可得倒角13宽度b≤0.12mm。
实验观测，当b＝0.12mm时，倒角13中的虚像亮度略低于普通镜片表面反射成像亮度。当b＝0.2mm时，倒角13中的虚像亮度与普通镜片表面反射成像亮度相当。
考虑到眼睛是非常复杂的生物器官，每个人对光强的敏感度也不一样；光线经过倒角13、镜体、凹面12时本身强度也会降低；虚像整体亮度低于中心区域等因素，所以以眼睛观察的结果为参照标准，即：当b≤0.2mm时，光线经过凸面倒角13进入眼睛瞳孔21的相对透光率小于5％，凸面倒角13成像的“类万花筒效应”降低至普通镜片反射水平以下。
同理，通过在倒角13的表面涂上遮光涂层131阻止光线通过，也就是降低倒角面自身的绝对透光率，也同样能降低光线进入眼睛的强度，从而达到降低成像干扰的效果。但是，遮光涂层最好选择低反射性材料，减低镜像干扰。
本发明的制作方法的目的是降低光点发出的光线经过凸面倒角13进入眼睛的强度，从而达到降低倒角成像干扰的效果，具体地，可通过以下列举的方式来构成制作方法：
1)将凸面倒角13的宽度缩小，具体最好降低至0.2mm以下，此时的相对透光率低于5％，倒角成像产生的“类万花筒效应”降低到普通镜片反射干扰水平以下。为了保障安全性，倒角13宽度宜大于0.1mm，即控制倒角13宽度在0.1mm～0.2mm；
2)如图8-1所示，在凸面倒角13表面加设遮光涂层131，阻止光线通过，从而降低光线从倒角13进入眼睛的强度，把“类万花筒效应”降低到镜片反射干扰水平以下。遮光涂层宜选择低反射性材料，谨防在朝向眼睛一侧形成较为强烈的镜面干扰；
3)如图8-2所示，将倒角13表面制作成磨砂面132(如毛玻璃)等粗糙不平整的构造，通过不平整的面将光线分散，以降低光线进入眼睛的强度，进而达到降低干扰的效果；
4)如图8-3所示，使用弧形倒角133或多段线等非平面性倒角替代现今制作技术采用的平面性倒角，从而使光线分散，降低进入眼睛中的强度，进而达到降低成像干扰的效果。
以上四种方法为本发明申请中展示的工艺较为简单，且效果比较好的方法，并不等同于所有方法，其方法只需满足能降低光点发出的光线经过凸面倒角13进入眼睛2的强度即可。上述方法中的具体数值，也并非硬性限定数值，具体数值可根据每个人对“类万花筒效应”的敏感程度而作具体修改。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法，其特征在于：降低光点发出的光线从眼镜镜片(1)远离眼睛瞳孔(21)一侧面的边缘倒角(13)进入眼睛瞳孔(21)的强度。
2.根据权利要求1所述的降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法，其特征在于：所述降低光点发出的光线从眼镜镜片(1)远离眼睛瞳孔(21)一侧面的边缘倒角(13)进入眼睛瞳孔(21)的强度的方法为降低光线通过倒角(13)进入眼睛瞳孔(21)的相对透光率。
3.根据权利要求2所述的降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法，其特征在于：所述相对透光率不大于5％。
4.根据权利要求2所述的降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法，其特征在于：所述降低光线通过倒角(13)进入眼睛瞳孔(21)的相对透光率的方法为缩小边缘倒角(13)的宽度。
5.根据权利要求4所述的降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法，其特征在于：所述倒角(13)的宽度小于0.2mm。
6.根据权利要求1所述的降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法，其特征在于：所述降低光点发出的光线从眼镜镜片(1)远离眼睛瞳孔(21)一侧面的边缘倒角(13)进入眼睛瞳孔(21)的强度的方法为在边缘倒角(13)表面加设遮光涂层(131)。
7.根据权利要求1所述的降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法，其特征在于：所述降低光点发出的光线从眼镜镜片(1)远离眼睛瞳孔(21)一侧面的边缘倒角(13)进入眼睛瞳孔(21)的强度的方法为把边缘倒角(13)表面制作成磨砂面(132)。
8.根据权利要求1所述的降低倒角成像干扰的眼镜镜片的制作方法，其特征在于：所述降低光点发出的光线从眼镜镜片(1)远离眼睛瞳孔(21)一侧面的边缘倒角(13)进入眼睛瞳孔(21)的强度的方法为采用弧形或多段线等非平面性倒角替代边缘倒角(13)。
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