CN112505945A - 一种双面复合减薄变焦近视镜片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双面复合减薄变焦近视镜片的制备方法，属于光学镜片设计的技术领域。本发明的双面复合减薄变焦近视镜片，包括以下步骤：S1:在光学软件中建立前表面数学模型和后表面数学模型；S2:建立包括散光优化值和镜片边缘厚度在内的评价函数；S3:输入镜片毛坯的结构参数运用最小二乘法逐次优化得到镜片前表面和后表面的数据。本发明的双面复合减薄变焦近视镜片的制备方法制备得到的镜片的边缘厚度相比于球面减少20％至30％；从光心到边缘度数变焦的范围不仅达到了±4.00D，且在镜片直径10～40毫米间可按验光处方变焦，而且在镜片直径50毫米内基本上消除了像散。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜片设计的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种双面复合减薄变焦近视镜片的制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对近视镜片的舒适性也提出了更高的要求。在现有技术中，近视单光镜片总是以无穷远的物点(物距大于或者等于5米)计算镜片的屈光度以满足验光处方。但在镜片实际的使用过程中，人眼通过镜片观察的物体不仅仅在远处，随着时代的发展，人们看近物体的占比很可能更多，如果镜片可以根据不同的物点改变屈光度(变焦)在一定程度上降低眼睛的调节度数，那么用眼将更加的舒适。此外镜片的主要像差是像散，传统的球面(Spherical)只有在满足一定的基弯条件下，才能有效的优化像散，但镜片的厚度和重量，尤其是对于高度近似的用户，又会违背舒适性的要求。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种双面复合减薄变焦近视镜片的制备方法。
本发明的双面复合减薄变焦近视镜片的制备方法，包括以下步骤：
S1:在光学软件中建立前表面数学模型和后表面数学模型，分别如式1和式2所示：
其中，k1为前表面近轴的曲率，k2为后表面近轴的曲率，p1为前表面非球面系数，p2为后表面非球面系数，A为高次项系数，x为径向半径；
S2：建立包括散光优化值和镜片边缘厚度在内的评价函数；
S3：输入镜片毛坯的结构参数和处方度数计算得到k1，k2，根据评价函数并运用最小二乘法逐次优化，得到p1、p2和A。
其中，所述镜片毛坯的结构参数包括镜片直径、折射率、基弯、中心厚度。
其中，S2中评价函数包括m个目标函数f1、f2…fm。
其中，所述评价函数为
其中，m＝5，1为镜片中心半径10毫米内的散光优化，且目标值为0；f2为镜片中心半径20毫米内的散光优化，且目标值为0，f3为镜片中心半径25毫米内的散光优化，且目标值为0；f4为半径5毫米内球镜度数，目标值和处方度数一致；f5为镜片边缘厚度，目标值为用户设定值。
其中，还包括S4：根据镜片毛坯的结构参数、k1，k2、p1、p2和A加工出基片。
其中，还包括S5：对所述基片进行加硬加膜处理。
本发明还涉及由上述制备方法制备得到的双面复合减薄变焦近视镜片。
与现有技术相比，本发明的双面复合减薄变焦近视镜片的制备方法具有以下有益效果：
1.镜片的边缘厚度相比于球面根据光度不同减少20％至30％；
2.从光心到边缘度数变焦的范围±4.00D，且在镜片直径10～40毫米间可按验光处方变焦；
3.在镜片直径50毫米内，基本上消除了像散。
附图说明
图1a为实施例1设计的近视镜片的切面图。
图1b为实施例1设计的近视镜片的散光图。
图1c为实施例1设计的近视镜片的度数图。
图2a为实施例1设计的近视镜片的切面图。
图2b为实施例1设计的近视镜片的散光图。
图2c为实施例1设计的近视镜片的度数图。
图3a为实施例1设计的近视镜片的切面图。
图3b为实施例1设计的近视镜片的散光图。
图3c为实施例1设计的近视镜片的度数图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明的双面复合减薄变焦近视镜片做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1
本实施例提供一种双面复合减薄变焦近视镜片，其制备方法包括以下步骤：
S1：在光学软件中建立前表面数学模型和后表面数学模型，
其中，k1为前表面近轴的曲率，k2为后表面近轴的曲率，p1为前表面非球面系数，p2为后表面非球面系数，A为高次项系数，x为径向半径；
S2：建立评价函数
设计m＝5，f1为镜片中心半径10毫米内的散光优化，且目标值为0；f2为镜片中心半径20毫米内的散光优化，且目标值为0，f3为镜片中心半径25毫米内的散光优化，且目标值为0；f4为半径5毫米内球镜度数，目标值和处方度数一致；f5为镜片边缘厚度，目标值为用户设定值。
S3：输入镜片毛坯的结构参数(镜片直径75mm、折射率1.598、基弯0.8D、中心厚度1.2mm)和处方度数-6.00D，计算得到k1＝1.0033D，k2＝11.037D,利用
的线性近似，运用最小二乘法根据自动优化程序得到p1、p2和A的最优解，得到p1、p2和A，结果如表1所示。
表1
| 镜片折射率 | 1.598 |
| 光度 | -6.00D |
| 直径 | 75mm |
| 前表面曲率k1 | 1.0033D |
| 后表面曲率k2 | 11.037D |
| 前表面非球面系数p1 | 7.523204 |
| 后表面非球面系数p2 | -6.785426 |
| 后表面高次系数A | 5.4128724E-09 |
| 中心厚度 | 1.2mm |
| 边缘厚度 | 6.6mm |
然后，根据表1的参数加工出基片。
得到的镜片的切面图如图1a所示，其中：
X轴：镜片横切面直径，原点为镜片的几何中心
Y轴：镜片切面的矢高
由下至上依次为：曲线F_Poly、曲线B_Poly和曲线B_Spherical。
曲线F_Poly代表镜片的前表面切面的矢高，曲线B_Poly镜片后表面切面的矢高，曲线B_Spherical代表相同光度传统球面镜片矢高。
得到的镜片的散光图如图1b所示，其中X轴：镜片横切面直径，原点为镜片的几何中心；Y轴：镜片散光。得到的度数图如图1c所示，镜片横切面直径，原点为镜片的几何中心；Y轴：镜片度数。
实施例2
本实施例提供一种双面复合减薄变焦近视镜片，其制备方法包括以下步骤：
S1：在光学软件中建立前表面数学模型和后表面数学模型，
其中，k1为前表面近轴的曲率，k2为后表面近轴的曲率，p1为前表面非球面系数，p2为后表面非球面系数，A为高次项系数，x为径向半径；
S2：建立评价函数
设计m＝5，f1为镜片中心半径10毫米内的散光优化，且目标值为0；f2为镜片中心半径20毫米内的散光优化，且目标值为0；f3为镜片中心半径25毫米内的散光优化，且目标值为0；f4为半径5毫米内球镜度数，目标值和处方度数一致；f5为镜片边缘厚度，目标值为用户设定值。
S3：输入镜片毛坯的结构参数(镜片直径70mm、折射率1.598、基弯0.5D、中心厚度1.2mm)和处方度数-9.00D，计算得到k1＝0.8361D，k2＝15.8866D,利用
的线性近似，运用最小二乘法根据自动优化程序得到p1、p2和A的最优解，得到p1、p2和A，结果如表2所示。
表2
| 镜片折射率 | 1.598 |
| 光度 | -9.00D |
| 直径 | 70mm |
| 前表面曲率k1 | 0.8361D |
| 后表面曲率k2 | 15.8866D |
| 前表面非球面系数p1 | -0.5116 |
| 后表面非球面系数p2 | -3.06148 |
| 后表面高次系数A | 1.740166E-08 |
| 中心厚度 | 1.2mm |
| 边缘厚度 | 6.8mm |
然后，根据表2的参数加工出基片。
得到的镜片的切面图如图2a所示，其中：
X轴：镜片横切面直径，原点为镜片的几何中心
Y轴：镜片切面的矢高
由下至上依次为：曲线F_Poly、曲线B_Poly和曲线B_Spherical。
曲线F_Poly代表镜片的前表面切面的矢高，曲线B_Poly镜片后表面切面的矢高，曲线B_Spherical代表相同光度传统球面镜片矢高。
得到的镜片的散光图如图2b所示，其中X轴：镜片横切面直径，原点为镜片的几何中心；Y轴：镜片散光。得到的度数图如图2c所示，镜片横切面直径，原点为镜片的几何中心；Y轴：镜片度数。
实施例3
本实施例提供一种双面复合减薄变焦近视镜片，其制备方法包括以下步骤：
S1：在光学软件中建立前表面数学模型和后表面数学模型，
其中，k1为前表面近轴的曲率，k2为后表面近轴的曲率，p1为前表面非球面系数，p2为后表面非球面系数，A为高次项系数，x为径向半径；
S2：建立评价函数
设计m＝5，f1为镜片中心半径10毫米内的散光优化，且目标值为0；f2为镜片中心半径20毫米内的散光优化，且目标值为0；f3为镜片中心半径25毫米内的散光优化，且目标值为0；f4为半径5毫米内球镜度数，目标值和处方度数一致；f5为镜片边缘厚度，目标值为用户设定值。
S3：输入镜片毛坯的结构参数(镜片直径75mm、折射率1.67、基弯0.8D、中心厚度1.2mm)和处方度数-6.00D，计算得到k1＝1.194D，k2＝10.149D，利用
的线性近似，运用最小二乘法根据自动优化程序得到p1、p2和A的最优解，得到p1、p2和A，结果如表3所示。
表3
然后，根据表2的参数加工出基片。
得到的镜片的切面图如图3a所示，其中：
X轴：镜片横切面直径，原点为镜片的几何中心
Y轴：镜片切面的矢高
由下至上依次为：曲线F_Poly、曲线B_Poly和曲线B_Spherical。
曲线F_Poly代表镜片的前表面切面的矢高，曲线B_Poly镜片后表面切面的矢高，曲线B_Spherical代表相同光度传统球面镜片矢高。
得到的镜片的散光图如图3b所示，其中X轴：镜片横切面直径，原点为镜片的几何中心；Y轴：镜片散光。得到的度数图如图3c所示，镜片横切面直径，原点为镜片的几何中心；Y轴：镜片度数。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思及技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双面复合减薄变焦近视镜片的制备方法，包括以下步骤：
S1：在光学软件中建立前表面数学模型和后表面数学模型，分别如式1和式2所示：
其中，k1为前表面近轴的曲率，k2为后表面近轴的曲率，p1为前表面非球面系数，p2为后表面非球面系数，A为高次项系数，x为径向半径；
S2：建立包括散光优化值和镜片边缘厚度在内的评价函数；
S3：输入镜片毛坯的结构参数和处方度数计算得到k1，k2根据评价函数并运用最小二乘法逐次优化，得到p1、p2和A。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中，评价函数包括m个目标函数f1、f2…fm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述评价函数为
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：m＝5，f1为镜片中心半径10毫米内的散光优化，且目标值为0；f2为镜片中心半径20毫米内的散光优化，且目标值为0，f3为镜片中心半径25毫米内的散光优化，且目标值为0；f4为半径5毫米内球镜度数，目标值和处方度数一致；f5为镜片边缘厚度，目标值为用户设定值。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述镜片毛坯的结构参数包括镜片直径、折射率、基弯、中心厚度。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于：还包括S4：根据镜片毛坯的结构参数、k1，k2、p1、p2和A加工出基片。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：还包括S5:对所述基片进行加硬加膜处理。
8.一种双面复合减薄变焦近视镜片，其特征在于：包括由权利要求1-5任一项所述的制备方法加工出的基片。
9.根据权利要求8所述的双面复合减薄变焦近视镜片，其特征在于：所述基片经过加硬处理。
10.根据权利要求8或9所述的双面复合减薄变焦近视镜片，其特征在于：所述基片表面镀覆光学膜层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210316 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |