CN1710463A - 眼镜片 - Google Patents

Abstract

一种眼镜片，包括一第一表面和一第二表面，至少其中一个表面为非球面，其形状由以上公式决定，式中z为镜面深度，c_v表示非球面中心曲率，r表示镜面上任一点至镜面中心的垂直高度，P为二次曲线常数值，B、C、D、E表示非球面高次项系数。所设计的眼镜片为凹透镜，第一表面为球面，第二表面非为球面。本发明眼镜片重量轻、厚度薄、镜面平整。

Description

眼镜片

【技术领域】

本发明涉及一种眼镜片，尤其是关于一种采用非球面设计的眼镜片。

【背景技术】

对于现代人的生活和工作，眼镜已经是每个人熟悉的随身产品，尤其是对于近视眼的群体来讲，眼镜已经是他们的必备品。

眼镜的主要作用是改变眼睛的视觉状态和屈光度，因为近视者有视力缺陷，需要每天带着近视镜，而镜片的厚度、重量及其透光性能成为近视眼群体选择镜片的考虑因素。较厚的眼镜片，会增加镜片的重量，也会降低镜片的透光率，影响镜片清晰度，同时较厚的镜片也会影响佩戴者的外表。较重的眼镜片，会压迫鼻梁，增加眼部疲劳感。

眼镜片通常包括两个折射表面，传统眼镜片的设计中，两折射表面均采用球面，便于加工，但其随着镜片度数的增加，镜片变厚，影响美观。为解决这一问题，人们开始设计非球面眼镜片，现有技术中，如公开于1999年3月31日的中国专利申请第97192811号，揭示了一种非球面眼镜片，其通过引入高次项来改变眼镜片各点处的曲率，进而减小各点处的厚度差，但是该技术中引入的高次项既包括奇次项，也包括偶次项，会导致镜片折射表面不对称，难以设计和加工出符合要求的镜片。

公开于2003年4月23日的中国专利申请第02138569号，揭示了另一种非球面眼镜片的设计，其中，该眼镜片中，至少一折射表面为非球面，该非球面计算公式采用如下形式：

$z=\frac{c_v{r}^2}{1+\sqrt{1-c_v^2{r}^2}}+a_1{r}^4+a_2{r}^6+a_3{r}^8+a_4{r}^{10}+a_5{r}^{12}$

该非球面公式中，虽然引入偶次项来设计非球面镜片，但是，其公式中r取到12次幂，非球面系数采用5个值，使其完全依赖于非球面系数来调整像差，无法得到整体性能较好之镜片设计，此外，由该公式计算得出的非球面镜片厚度虽比同规格的球面镜片厚度减薄，其所提供的四个实施例中，镜片厚度仅比原球面镜片厚度小0.5-0.8之间，并不能满足人们对更薄眼镜片的要求。

鉴于以上的缺点，有必要提供一种重量轻、厚度薄且镜面平整的眼镜片。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种重量轻、厚度薄且镜面平整的眼镜片。

本发明提供一种眼镜片，包括一第一表面和一第二表面，至少其中一个表面为非球面，其形状由以下公式决定：

$z=\frac{C_v{r}^2}{1+\sqrt{1-{\mathrm{Pc}}_v^2{r}^2}}+{\mathrm{Br}}^4+{\mathrm{Cr}}^6+{\mathrm{Dr}}^8+{\mathrm{Er}}^{10}$

式中z为镜面深度，C_v表示非球面中心曲率，r表示镜面上任一点至镜面中心的垂直高度，P为二次曲线常数值，B、C、D、E表示非球面高次项系数。

上述的技术方案中，所设计的眼镜片为凹透镜，第一表面为球面，第二表面为非球面。

与现有技术相比，该非球面眼镜片的设计，采用非球面的计算公式，可使镜片的厚度有效减薄；所采用的非球面公式，通过引入偶次项，保证了镜片表面的对称性，有利于制造加工；引入二次曲线常数，通过该二次曲线常数与非球面系数一起来调整镜片性能，使设计的眼镜片与同规格的球面眼镜片相比，减小了厚度且减轻了重量，镜片与球面镜片相比更为平坦，满足了镜片设计之需求。

【具体实施方式】

现结合具体实施例对本发明作进一步描述：本发明的眼镜片包括一第一表面和一第二表面，以佩戴眼镜来看，在外面的一面为镜片第一表面，紧贴眼睛的一面为镜片第二表面。这里定义第一表面曲率半径为R₁，第二表面曲率半径为R₂，n为镜片材质折射率，t为镜片中心厚度，第一表面的折光率F₁＝(n-1)/R₁，第二表面的折光率F₂＝(n-1)/R₂，眼镜片的度数(屈光度)为眼镜片的后焦距倒数所得，其公式即：

$F_V=\frac{F_1+F_2-\frac{t}{n}{F}_1{F}_2}{1-\frac{t}{n}{F}_1}$

F_v的单位为1/米，通常用D来表示，一般1D＝100度，我们平常所说的眼镜片度数，就是F_v的值乘以100的值。从公式来看，眼镜片材质一定，那么眼镜片的度数由第一面曲率半径R₁，R₂及t值来决定。设计时，通常将t值固定，通过调整R₁和R₂值来保证眼镜片度数不变。

该眼镜片采用塑胶材质，本实施例中采用PC(聚碳酸酯)，其密度为p＝1.25g/mm³，其中至少一个表面为非球面，其中非球面采用的非球面计算公式为

$z=\frac{c_v{r}^2}{1+\sqrt{1-{\mathrm{Pc}}_v^2{r}^2}}+{\mathrm{Br}}^4+{\mathrm{Cr}}^6+{\mathrm{Dr}}^8+{\mathrm{Er}}^{10}$

其中，式中z为镜面深度，C_v表示非球面中心曲率， $r(r=\sqrt{x^2+y^2})$ 表示镜面上任一点至镜面中心的垂直高度，P为二次曲线常数值，B、C、D、E表示非球面高次项系数。

本设计中，第二表面以双曲面变形的非球面来设计，其中二次曲线常数值P取小于0的值。非球面公式中的C_v为第二表面曲率半径的倒数。先取R₂为一固定值，通过优化程序确定P，B，C，D，E的值，在优化过程中，R₂会随时调整。最后，依度数来确定R₁的值。

本发明眼镜片的第一实施例：一种非球面近视眼镜片，度数为-1D，第一面为球面，第二面为非球面，该非球面近视眼镜片的参数，请见表1。

                            表1

规格	设计的非球面眼镜片	同规格的球面眼镜片
			屈光度：	-1.0D
镜片直径：	75mm
			第一面曲率半径：	388.0794mm	64.086mm
第二面曲率半径：	233.3323mm	57.468mm
			二次曲面常数P：	-9.8484	无

非球面系数：	B：-9.8615×10-8C：1.0179×10-10D：-5.1454×10-14E：1.6692×10-18	无
			中心厚度：	1mm	1mm
边缘厚度：	1.922mm	2.080mm
			轴向高度：	3.378mm	14.921mm
斜射像散：	0	0
			折光率误差：	0.053	0.043
畸变：	-1.109％	-0.647％
			重量：	8.328g	9.903g

与同规格的球面眼镜片相比，其边缘厚度减小7.6％，轴向高度减小75％，重量减轻16％，与球面眼镜片相比，明显减小了眼镜片的厚度及重量，同时眼镜片与球面眼镜片相比，较平整。

本发明眼镜片的第二实施例：一种非球面近视眼镜片，度数为-2D，第一面为球面，第二面为非球面，该非球面近视眼镜片的参数，请见表2。

                                表2

规格	设计的非球面眼镜片	同规格的球面眼镜片
			屈光度：	-2D
镜片直径：	75mm
			第一面曲率半径：	488.3333mm	76.404mm
第二面曲率半径：	183.073mm	60.369mm
			二次曲面常数P：	-8.9881	无
非球面系数：	B：-1.8391×10-7C：1.5923×10-10D：-7.9953×10-14E：7.7505×10-18	无
			中心厚度：	1mm	1mm
边缘厚度：	2.901mm	4.224mm
			轴向高度：	4.343mm	14.060mm
斜射像散：	0	0
			折光率误差：	0.104	0.090
畸变：	-2.308％	-1.625％
			重量：	11.196g	13.589g

与同规格的球面眼镜片相比，其边缘厚度减小31％，轴向高度减小69％，重量减轻18％，与球面眼镜片相比，明显减小了眼镜片的厚度及重量，同时眼镜片与球面眼镜片相比，较平整。

本发明眼镜片的第三实施例：一种非球面近视眼镜片，度数为-3D，第一面为球面，第二面为非球面，该非球面近视眼镜片的参数，请见表3。

                                表3

规格	设计的非球面眼镜片	同规格的球面眼镜片
			屈光度：	-3D
镜片直径：	75mm
			第一面曲率半径：	837.1428mm	86.383mm
第二面曲率半径：	158.3651mm	59.717mm
			二次曲面常数P：	-8.5458	无
非球面系数：	B：-2.6962×10-7C：1.8693×10-10D：-9.0530×10-14E：1.1503×10-18	无
			中心厚度：	1mm	1mm
边缘厚度：	3.862mm	5.678mm
			轴向高度：	4.702mm	14.243mm
斜射像散：	0	0
			折光率误差：	0.152	0.134
畸变：	-3.579％	-2.651％
			重量：	14.029g	17.331g

与同规格的球面眼镜片相比，其边缘厚度减小32％，轴向高度减小67％，重量减轻19％，与球面眼镜片相比，明显减小了眼镜片的厚度及重量，同时眼镜片与球面眼镜片相比，较平整。

本发明眼镜片的第四实施例：一种非球面近视眼镜片，度数为-4D，第一面为球面，第二面为非球面，该非球面近视眼镜片的参数，请见表4。

                                表4

规格	设计的非球面眼镜片	同规格的球面眼镜片
			屈光度：	-4D
镜片直径：	75mm
			第一面曲率半径：	2930mm	96.963mm
第二面曲率半径：	139.5229mm	58.212mm
			二次曲面常数P：	-7.5207	无
非球面系数：	B：-3.5570×10-7C：1.8761×10-10D：-8.5552×10-14E：1.2663×10-18	无

中心厚度：	1mm	1mm
			边缘厚度：	4.808mm	7.143mm
轴向高度：	5.048mm	14.688mm
			斜射像散：	0	0
折光率误差：	0.196	0.174
			畸变：	-4.911％	-3.730％
重量：	16.838g	21.087g

与同规格的球面眼镜片相比，其边缘厚度减小33％，轴向高度减小66％，重量减轻20％，与球面眼镜片相比，明显减小了眼镜片的厚度及重量，同时眼镜片与球面眼镜片相比，较平整。

所设计的非球面眼镜片其斜射像散为0，场曲即为平均折光率误差，均在小于0.25范围内，畸变小于5％范围内，所以均能满足要求。

Claims (4)

1.一种眼镜片，包括一第一表面和一第二表面，其特征在于：至少一个表面为非球面，其形状由非球面公式决定：

$z=\frac{c_v{r}^2}{1+\sqrt{1-P{c}_v^2{r}^2}}+{\mathrm{Br}}^4+{\mathrm{Cr}}^6+{\mathrm{Dr}}^8+{\mathrm{Er}}^{10}$

式中z为镜面深度，c_v表示非球面中心曲率，r表示镜面上任一点至镜面中心的垂直高度，P为二次曲线常数值，B、C、D、E表示非球面高次项系数。

2.如权利要求1所述的眼镜片，其特征在于：所述镜片为凹透镜，第一表面为球面，第二表面为非球面。

3.如权利要求1所述的眼镜片，其特征在于：所述非球面公式中p＜0。

4.如权利要求1所述的眼镜片，其特征在于：所述眼镜片材质为PC(聚碳酸酯)。