CN1237366C - 超环面散光眼镜片 - Google Patents

Abstract

一种超环面散光眼镜片，其特征在于：以光轴为Z轴，散光面由基本曲线绕平行于Y轴且与Z轴相交的直线旋转获得，所述基本曲线为散光面与Y-Z平面相交的曲线，它由以右公式表示式中c表示曲线顶点的曲率，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅为曲线高次项系数，k为二次曲线常数。本发明可以使镜片边缘不等厚得到缓解、眼镜片可以减薄及提高镜片成像质量，并且不影响眼镜片基本度数及散光度数的测量。

Description

超环面散光眼镜片

                         技术领域

本发明涉及一种眼镜片，具体涉及一种散光面为超环面的散光眼镜片，通过对散光面的形状设计，减小镜片周边的厚薄不均，并使镜片成像质量更佳。

                         背景技术

传统的散光眼镜片其散光面的两个正交方向都是圆弧，由于两个圆弧的曲率半径不一致，导致眼镜片的边缘不等厚，随着散光度数的加深，这种不等厚急剧加重，这是我们不希望得到的。

                         发明内容

本发明目的是提供一种散光眼镜片，其散光面为超环面，从而解决散光眼镜片边缘不等厚的问题，并能提高其成像质量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种超环面散光眼镜片，以光轴为Z轴，散光面由基本曲线绕平行于Y轴且与Z轴相交的直线旋转获得，所述基本曲线为散光面与Y-Z平面相交的曲线，它由以下公式表示

$z=\frac{{\mathrm{cy}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{y}^2}}+a_1{y}^4+a_2{y}^6+a_3{y}^8+a_4{y}^{10}+a_5{y}^{12}$

式中c表示曲线顶点的曲率(曲率半径R的倒数)，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅为曲线高次项系数，k为二次曲线常数。

上述技术方案中，所述基本曲线的项点曲率c及旋转半径R₀由眼镜片的基本散光要求获得。

上述技术方案中，当用于近视带散光的镜片时，如内表面为散光面，则以散光面上顶点曲率半径大的作旋转半径R₀，曲率半径小的用于导出基本曲线的曲率c：外表面为散光面时，以散光面上顶点曲率半径小的作旋转半径R₀，曲率半径大的用于导出基本曲线的曲率c。

上述技术方案中，当用于远视带散光的镜片时，如内表面为散光面，则以散光面上顶点曲率半径小的作旋转半径R₀，曲率半径大的用于导出基本曲线的曲率c：外表面为散光面时，以散光面上顶点曲率半径大的作旋转半径R₀，曲率半径小的用于导出基本曲线的曲率c。

本发明用超环面代替常规的散光面，其两个正交方向，一个方向依然是圆弧，另一个方向是用给出的方程表示的曲线，利用二次曲线常数k及曲线高次项系数a₁、a₂、a₃、a₄、a₅可调节镜片的边缘厚，设计时二次曲线常数k及曲线高次项系数a₁、a₂、a₃、a₄、a₅的选取不但要考虑眼镜的边缘厚度，而且要考虑眼镜片基本度数及散光度数的测量和眼镜片相应的远点球面。

对于近视带散光的情况，内表面为散光面时，其前表面的曲率半径较散光面的曲率半径都大，如以散光面上要求曲率半径大的作旋转半径，另一个曲率半径作基本曲线的顶点曲率半径(1/c)，就可以通过二次曲线常数k及曲线高次项系数a₁、a₂、a₃、a₄、a₅的选取，使基本曲线的边缘部分曲率半径增大，从而使镜片边缘不等厚得到缓解，使眼镜片可以减薄。

对于远视带散光的情况，内表面为散光面时，其前表面的曲率半径较散光面的曲率半径都小，如以散光面上要求曲率半径小的作旋转半径，另一个曲率半径作基本曲线的顶点曲率半径(1/c)，就可以通过二次曲线常数k及曲线高次项系数a₁、a₂、a₃、a₄、a₅的选取，使基本曲线的边缘部分曲率半径减小，从而使镜片边缘不等厚得到缓解，使眼镜片可以减薄。

散光面为外表面时，以同样推理可知，选择相反即可达到目的。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、由于本发明的散光面为超环面，可以使镜片边缘不等厚得到缓解，眼镜片可以减薄。

2、本发明不影响眼镜片基本度数及散光度数的测量。

3、提高镜片成像质量。

                         具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：一种超环面近视带散光眼镜片，取内表面为散光面，其要求为-4.50DC轴向0°+-6.0DC轴向90°，外径为Φ70毫米，取要求-4.50DC的方向的曲率半径作旋转半径，取要求-6.0DC的方向的曲率为下列公式表达的基本曲线的顶点曲率，公式为

$z=\frac{{\mathrm{cy}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{y}^2}}{a}_1{y}^4+a_2{y}^6+a_3{y}^8+{a_4{y}^{10}+a}_5{y}^{12}$

通过优化设计，我们得到基本曲线的二次曲线常数k＝-1.41，它的高次项系数为：a₁＝-2.22e-7，a₂＝-7.96e-11，a₃＝-2.00e-13，a₄＝8.53e-17，a₅＝-1.35e-19。

通过计算我们知道，本实施例的散光面边缘的最大不等厚为0.25mm，而同样散光要求的传统设计的最大不等厚为1.68mm，很明显镜片的不等厚情况得到显著改善，并且本实施例中基本曲线为决定镜片厚度的曲率半径较小的方向，因此镜片可减薄1.43mm，另外在Φ10mm口径范围内与传统镜片基本无差别，因此不影响镜片度数测量。

表1为这种设计和传统设计沿基本曲线方向的场曲数据(都以此方向的远点球面为基准)。(这里计算时取外表面度数为0.5D)

从表1中可以看出，这种设计沿基本曲线方向的场曲与眼镜片相应方向的远点球面基本重合。

表1实例一和传统设计沿基本曲线方向的场曲(单位：mm)

视场角	优化设计结果	传统设计的结果
			场曲	场曲
	5°	0.222			0.616
10°			0.833	2.370
	15°	1.676			4.996
20°			2.507	8.110
	25°	3.021			11.283
30°			2.873	14.116
	35°	1.675			16.305

实施例二：一种超环面远视带散光眼镜片，取内表面为散光面，其要求为-2.00DC轴向0°+-1.00DC轴向90°，外径为Φ70毫米，取要求-2.00DC的方向的曲率半径作旋转半径，取要求-1.00DC的方向的曲率为下列公式表达的基本曲线的顶点曲率，公式为

$z=\frac{{\mathrm{zy}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{y}^2}}{a}_1{y}^4+a_2{y}^6+a_3{y}^8++a_4{y}^{10}+a_5{y}^{12}$

通过优化设计，我们得到基本曲线的二次曲线常数k＝0.215，它的各高次项系数为：a₁＝1.87e-7，a₂＝7.03e-10，a₃＝-9.53e-13，a₄＝7.08e-16，a₅＝-1.82e-19。

通过计算我们知道，本实施例的散光面边缘的最大不等厚为0.26mm，而同样要求的镜片传统设计的最大不等厚为1.03mm，很明显镜片的不等厚情况得到显著改善，并且由于本实施例选择的基本曲线为决定镜片厚度的曲率半径较大的方向，因此镜片可减薄0.77mm，另外本实施例在Φ10mm口径范围内与传统镜片基本无差别，因此不影响镜片度数测量。

表2为这种设计和传统设计沿基本曲线方向的场曲数据(都以此方向的远点球面为基准)。(这里计算时取外表面度数为5.0D)

从表2中我们可以看出，这种设计沿基本曲线方向的场曲与眼镜片相应方向的远点球面基本重合。

表2实例二和传统设计沿基本曲线方向的场曲(单位：mm)

视场角	优化设计结果	传统设计的结果
			场曲	场曲
	4°	-0.829			-1.219
8°			-2.749	-4.723
	12°	-5.366			-10.074
16°			-7.116	-16.588
	20°	-6.478			-23.405
24°			-1.839	-29.569
	28°	8.960			-34.119

Claims (6)

1.一种超环面散光眼镜片，其特征在于：以光轴为Z轴，散光面由基本曲线绕平行于Y轴且与Z轴相交的直线旋转获得，所述基本曲线为散光面与Y-Z平面相交的曲线，它由以下公式表示

$z=\frac{{\mathrm{cy}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{y}^2}}+{\mathrm{\α}}_1{y}^1+{\mathrm{\α}}_2{y}^6+{\mathrm{\α}}_3{y}^8+{\mathrm{\α}}_4{y}^{10}+{\mathrm{\α}}_5{y}^{12}$

式中c表示曲线顶点的曲率，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅为曲线高次项系数，k为二次曲线常数。

2.如权利要求1所述的超环面散光眼镜片，其特征在于：所述基本曲线的顶点曲率c及旋转半径R₀由眼镜片的基本散光要求获得。

3.如权利要求1或2所述的超环面散光眼镜片，其特征在于：所述镜片为近视带散光的镜片，内表面为散光面，以散光面上顶点曲率半径大的作旋转半径R₀，曲率半径小的用于导出基本曲线的曲率c。

4.如权利要求1或2所述的超环面散光眼镜片，其特征在于：所述镜片为近视带散光的镜片，外表面为散光面，以散光面上顶点曲率半径小的作旋转半径R₀，曲率半径大的用于导出基本曲线的曲率c。

5.如权利要求1或2所述的超环面散光眼镜片，其特征在于：所述镜片为远视带散光的镜片，内表面为散光面，以散光面上顶点曲率半径小的作旋转半径R₀，曲率半径大的用于导出基本曲线的曲率c。

6.如权利要求1或2所述的超环面散光眼镜片，其特征在于：所述镜片为远视带散光的镜片，外表面为散光面，以散光面上顶点曲率半径大的作旋转半径R₀，曲率半径小的用于导出基本曲线的曲率c。