CN208188509U - 一种镜像设计的双面变焦镜片组合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种镜像设计的双面变焦镜片组合装置，包括两组双面变焦镜片，每组双面变焦镜片包括两块双面变焦镜片，每块双面变焦镜片包括两个对称的镜像设计的变焦曲面。所述组合方法将两组双面变焦镜片组合，并通过电机进行驱动。

Description

一种镜像设计的双面变焦镜片组合装置

技术领域

本实用新型属于光学透镜技术领域，尤其涉及一种镜像设计的双面变焦镜片组合装置。

背景技术

中国专利201710727180.7《用于视力矫正双镜片组中的等距离变焦点透镜直纹单片》设计了在一块透镜上呈现多个焦点区域、每个焦点区域焦点值的变化成依次排列的渐变焦点透镜。该种镜片设计在波纹与波纹过渡区间会出现屈光度跳跃现象，导致屈光度不连续变化，从而影响视觉训练的效果。并且，相邻条形曲面的透镜屈光度数值极差N为10度至100度之间的某一个值，具体极差值未做详细说明。人眼耐受的屈光度极差超过50度时，则可能出现视觉眩晕等情况。该种镜片设计无法真正实现连续动态变焦。所以该技术方案无法实现视觉训练的功效。

中国专利201520246792.0《一种可任意变焦镜片组》提供了一种：每片镜片的一个表面为水平面，镜片的另一个表面为符合数学变化规律高低起伏的非水平曲面；所述的镜片非水平曲面上均设置有一个最高点和一个最低点；所述的镜片非水平曲面的最高点与最低点之间、沿镜片非水平曲面均匀分布有连续变化的多个光学中心；所述的多个光学中心的屈光度数依次递减或递增。该种变焦镜片组的变焦范围为+3.00D～-8.00D。对于中高度近视人群的负透镜训练区间有限，无法达到整体视功能训练的作用。

随着社会的发展与科技的进步，受到电子产品以及学业任务加重的影响，大量青少年儿童形成了近视、远视、散光、弱视等屈光不正问题，因而大量的视保健产品应运而生。同时，随着国家人口年龄结构的变化，中老年群里的比例在逐步扩大，老花现象将给广大中老年人群带来极大的视觉不便。市面上绝大多数的视力康复机构或视保健产品需要青少年儿童前往专业机构进行长期的视觉训练服务，耗费大量青少年学习和生活时间，给青少年儿童日常生活带来极大的不便。

老花镜和普通的渐变多焦点镜片在解决老花问题也同样面临较多局限，比如携带不便，变焦量小等特点。这类镜片可变焦量小、变焦光学区域(即变焦可视区)非常窄，周边像差区域畸变较大，佩戴使用舒适度不够。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种镜像设计的双面变焦镜片组合装置，包括一组双面变焦镜片，一组双面变焦镜片包括两块双面变焦镜片，每块双面变焦镜片包括两个对称的镜像设计的变焦曲面；

两块双面变焦镜片分别记为第一镜片和第二镜片。

本实用新型还可以包括另一组双面变焦镜片，另一组双面变焦镜片分别记为第三镜片和第四镜片。

所述变焦曲面为自由曲面，自由曲面包括两个光学顶点，分别为自由曲面的最高点和最低点。最高点到最低点通过特定数学模型设计的波浪式变化。相对于镜片的剖面，自由曲面水平方向(X轴)含有一个最高点和一个最低点，最高点和最低点之间呈现波浪式高低起伏变化规律。自由曲面竖直方向(Y轴)含有一个山峰结构和一个山谷结构，山峰最高点即为自由曲面最高点，山谷最低点即为自由曲面最低点。且山峰和山谷关于 X轴对称。。

所述每块双面变焦镜片包括的两个对称的镜像设计的变焦曲面的表面结构相同，并且一个自由曲面的最高点与另一个自由曲面的最高点相对于剖面对称，一个自由曲面的最低点与另一个自由曲面的最低点相对于剖面对称。

所述第一镜片(4)的变焦曲面的最高点与第二镜片(6)的变焦曲面的最低点同一方向放置，所述第一镜片(4)的变焦曲面的最低点与第二镜片(6)的变焦曲面的最高点同一方向放置；所述第三镜片(5)的变焦曲面的最高点与第四镜片(7)的变焦曲面的最低点同一方向放置，所述第三镜片(5)的变焦曲面的最低点与第四镜片(7)的变焦曲面的最高点同一方向放置。所述第三镜片(5)的变焦曲面的最低点与第四镜片(7) 的变焦曲面的最高点同一方向放置；第一镜片(4)与第四镜片(7)关于中间面(8) 中点呈中心对称。第二镜片(6)与第三镜片(5)关于中间面(8)中点呈中心对称。

所述两个对称的镜像设计的变焦曲面组成的双面变焦镜片包括P点、C区、N点和 A区，其中P点为最大正度数对应的光学中心点，即自由曲面最高点对应位置。N点为最大负度数对应的光学中心点，即自由曲面最低点对应位置。C区为连续变焦通道，从 P点最大正度数到N点最大负度数的过渡区域，即最高点到最低点之间连线的过渡区域。 A区为周边像差区域，即镜片最高点、最低点以及最高点和最低点之间过渡区域之外的区域。

有益效果：本实用新型通过颠覆传统镜片加工设计思路，进行双面镜像自由曲面变焦设计，实现了大范围的连续变焦，突破现有技术中像跳现象、变焦范围不足等技术缺陷。通过自由曲面镜片的交错运动带来的自由变焦，能有规律的为各种非病理性、非器质性屈光不正人群和某些屈光性质的弱视人群进行科学有效的视觉训练。从而达到改善其视功能、提升视觉能力、缓解眼疲劳等问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1a为本实用新型镜片主视图。

图1b为本实用新型镜片俯视图。

图2a为实施例中的镜片正面参数示意图。

图2b为实施例中剖面示意图。

图3a为本实用新型组合装置完全重合示意图。

图3b为本实用新型组合装置低点重合示意图。

图3c为本实用新型组合装置高点重合示意图。

图4为本实用新型组合装置侧视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细说明。

本实用新型提供了一种镜像设计的双面变焦镜片组合装置，包括一组双面变焦镜片，一组双面变焦镜片包括两块双面变焦镜片，每块双面变焦镜片包括两个对称的镜像设计的变焦曲面，如图1b中1和2所示，即为两个对称的镜像设计的变焦曲面。

如图3a所示，本实用新型包括两块双面变焦镜片分别记为第一镜片4和第二镜片6。

如图3a所示，本实用新型还包括另一组双面变焦镜片，另一组双面变焦镜片分别记为第三镜片5和第四镜片7。

如图2b所示，所述变焦曲面为自由曲面，自由曲面包括两个光学顶点，分别为自由曲面的最高点和最低点。最高点到最低点通过特定数学模型设计的波浪式变化。相对于镜片的剖面3，自由曲面水平方向(X轴)含有一个最高点和一个最低点，最高点和最低点之间呈现波浪式高低起伏变化规律。自由曲面竖直方向(Y轴)含有一个山峰结构和一个山谷结构，山峰最高点即为自由曲面最高点，山谷最低点即为自由曲面最低点。且山峰和山谷关于X轴对称。

所述每块双面变焦镜片包括的两个对称的镜像设计的变焦曲面的表面结构相同，并且一个自由曲面的最高点与另一个自由曲面的最高点相对于剖面3对称，一个自由曲面的最低点与另一个自由曲面的最低点相对于剖面3对称。

所述第一镜片4的变焦曲面的最高点与第二镜片6的变焦曲面的最低点同一方向放置，所述第一镜片4的变焦曲面的最低点与第二镜片6的变焦曲面的最高点同一方向放置；所述第三镜片5的变焦曲面的最高点与第四镜片7的变焦曲面的最低点同一方向放置，所述第三镜片5的变焦曲面的最低点与第四镜片7的变焦曲面的最高点同一方向放置；第一镜片4与第四镜片7关于中间面8中点呈中心对称。第二镜片6与第三镜片5 关于中间面8中点呈中心对称。

如图1a所示，所述两个对称的镜像设计的变焦曲面组成的双面变焦镜片包括P点、C区、N点和A区，其中P点为最大正度数对应的光学中心点，即自由曲面最高点对应位置。N点为最大负度数对应的光学中心点，即自由曲面最低点对应位置。C区为连续变焦通道，从P点最大正度数到N点最大负度数的过渡区域，即最高点到最低点之间连线的过渡区域。A区为周边像差区域，即镜片最高点、最低点以及最高点和最低点之间过渡区域之外的区域。

如图3a、图3b、图3c和图4所示，在两组双面变焦镜片交错运动过程中，通过控制电机9运行步长来控制实际变焦率。所述自由曲面是一种在X轴方向不具备旋转对称轴的复杂曲面，在Y轴具备轴对称关系。该复杂曲面本质上为特殊优化设计的渐进多焦点镜片。传统渐进多焦镜片为纵向放置于人眼表前，设计有视远区、中间过渡区、视近区域，视远区与视近区，视远区和视近区的屈光度差异称为ADD，视远区经过中间过渡区到达视近区域的屈光度连续变化，不产生像跳现象，过渡区两侧为像差区，也叫周边区，人眼无法再周边区视物。

本实用新型的双面自由曲面变焦镜片将镜片设计为P点(正度数最高点，Positivepoint)、C区(连续变焦通道，Continuous zooming)、N点(负度数最低点,Negative point)和A区(周边像差区域，Aberration Astigmation)。详见图1a和图1b。

所述镜片长度为56mm，高度为25mm。单片镜片最高点厚度为6.5mm，单片镜片最低点厚度为0.5mm,最高点与最低点之间的间距为43mm。本实用新型变焦镜片的核心比值：最高点厚度：最低点厚度：最高点与最低点距离＝13:1:108。

详细物理参数见图2a、图2b、图3a、图3b、图3c、图4。

所述图2a中，镜片长为56mm，高度为25mm，最高点与最低点均位于镜片的水平中线上，最高点距镜片水平边缘分别为6.5mm，最低点距镜片水平边缘分别为6.5mm，最高点和最低点距镜片的上下边缘均为12.5mm，最高点屈光度为+16.00D，最低点屈光度为-26.00D。

所述图2b中，镜片最高点厚度为6.5mm，最低点厚度为0.5mm，镜片边缘厚度分别为4.0mm和1.0mm。

所述图3a中，正上方俯视图完全重合，两组镜片交错叠放与组合，并通过电机进行驱动，每组双面变焦镜片包括两块双面变焦镜片，所述两组双面变焦镜片中，一组双面变焦镜片分别记为第一镜片4和第二镜片6，另一组双面变焦镜片分别记为第三镜片 5和第四镜片7；所述第一镜片4的变焦曲面的最高点与第二镜片6的变焦曲面的最低点同一方向放置，所述第一镜片4的变焦曲面的最低点与第二镜片6的变焦曲面的最高点同一方向放置；所述第三镜片5的变焦曲面的最高点与第四镜片7的变焦曲面的最低点同一方向放置，所述第三镜片5的变焦曲面的最低点与第四镜片7的变焦曲面的最高点同一方向放置；第一镜片4与第四镜片7关于中间面8中点呈中心对称。第二镜片6 与第三镜片5关于中间面8中点呈中心对称。所述电机1控制第一镜片4和第二镜片6 以一个方向同一速度同时运动。所述电机2控制第三镜片5和第四镜片7以另一方向同一速度同时运动。

所述图3b中，正上方俯视图低点重合。电机控制第一镜片4和第三镜片5同向等速运动。电机控制第一镜片4和第二镜片6反向等速运动。

所述图3c中，正上方俯视图高点重合。电机控制第一镜片4和第三镜片5同向等速运动。电机控制第一镜片4和第二镜片6反向等速运动。

所述图4中，斜前方俯视图，两组镜片交错叠放与组合。电机控制第一镜片4和第三镜片5同向等速运动。电机控制第一镜片4和第二镜片6反向等速运动。

本实用新型提供了一种镜像设计的双面变焦镜片组合装置，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种镜像设计的双面变焦镜片组合装置，其特征在于，包括一组双面变焦镜片，一组双面变焦镜片包括两块双面变焦镜片，每块双面变焦镜片包括两个对称的镜像设计的变焦曲面；

两块双面变焦镜片分别记为第一镜片(4)和第二镜片(6)。

2.根据权利要求1所述的一种镜像设计的双面变焦镜片，其特征在于，还包括另一组双面变焦镜片，另一组双面变焦镜片分别记为第三镜片(5)和第四镜片(7)。

3.根据权利要求2所述的一种镜像设计的双面变焦镜片，其特征在于，所述变焦曲面为自由曲面，自由曲面包括两个光学顶点，分别为自由曲面的最高点和最低点。

4.根据权利要求3所述的一种镜像设计的双面变焦镜片，其特征在于，所述每块双面变焦镜片包括的两个对称的镜像设计的变焦曲面的表面结构相同，并且一个自由曲面的最高点与另一个自由曲面的最高点相对于剖面(3)对称，一个自由曲面的最低点与另一个自由曲面的最低点相对于剖面(3)对称。

5.根据权利要求4所述的一种镜像设计的双面变焦镜片，其特征在于，所述第一镜片(4)的变焦曲面的最高点与第二镜片(6)的变焦曲面的最低点同一方向放置，所述第一镜片(4)的变焦曲面的最低点与第二镜片(6)的变焦曲面的最高点同一方向放置；所述第三镜片(5)的变焦曲面的最高点与第四镜片(7)的变焦曲面的最低点同一方向放置，所述第三镜片(5)的变焦曲面的最低点与第四镜片(7)的变焦曲面的最高点同一方向放置；第一镜片(4)与第四镜片(7)关于中间面(8)中点呈中心对称，第二镜片(6)与第三镜片(5)关于中间面(8)中点呈中心对称。

6.根据权利要求5所述的一种镜像设计的双面变焦镜片，其特征在于，所述两个对称的镜像设计的变焦曲面组成的双面变焦镜片包括P点、C区、N点和A区，其中P点为最大正度数对应的光学中心点，即自由曲面最高点对应位置；N点为最大负度数对应的光学中心点，即自由曲面最低点对应位置；C区为连续变焦通道，从P点最大正度数到N点最大负度数连线的过渡区域，即最高点到最低点之间连线的过渡区域；A区为周边像差区域，即镜片最高点、最低点以及最高点和最低点之间过渡区域之外的区域。