CN213843692U - 一种非球面远视眼镜片及其制备模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非球面远视眼镜片及其制备模具。它包括直径为5毫米的中心光度稳定区，直径为大于5毫米到40毫米之间的离轴像差矫正区，直径为大于40毫米到镜片边缘的美薄区；中心光度稳定区域内平均屈光度变化量小于0.06D，离轴像差矫正区域内的屈光度速率变化为均匀分布，区域最大边缘处的平均光焦度补偿值小于中心屈光度的8%，美薄区的曲率半径呈匀加速变化。制备模具由两片玻璃模具绑定而成，包括一个工作面为凹面的上模座和一个工作面为凸面的下模座。本实用新型提供的非球面远视眼镜片能兼顾在镜片使用范围内良好的光学性能和镜片中央厚度降低，且割边装配后质量更轻，提高佩戴舒适度。

Description

一种非球面远视眼镜片及其制备模具

技术领域

本实用新型涉及远视眼镜片技术领域，具体为一种能够兼顾轻薄美观和配戴舒适性的非球面远视眼镜片及其制备模具。

背景技术

远视非球面眼镜片呈现中间厚周边薄的形状，在边厚（国标1.1毫米）和镜片直径（通常为65毫米）固定的情况下，度数较高的远视非球面镜片如何降低其中心厚度从而使镜片割边装框后的眼镜整体有更好的美观及轻、薄效果是镜片设计的核心关注点之一。传统的非球面镜片在这一方面已经取得较好效果。但是由于远视非球面镜片设计的减薄量和补偿值之间存在正比关系，即镜片的减薄量增加会导致正常视野范围内的屈光度和散光补偿值同步增大，因此考虑到镜片的光学性能和配戴舒适度，必须适当控制镜片的减薄量。正常情况下模具造非球面镜片对比同光度、同折射率、同基弯的球面镜片其减薄量大致在10%左右，此时镜片的40毫米口径最大补偿值大致在8%～10%之间，减薄量超过这个比率，镜片40毫米口径及以内区域的光度补偿值和散光度会同步增加，将会增加佩戴的不舒适性。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种能有效提高镜片的轻、薄美观效果和佩戴舒适度的非球面远视眼镜片及其制备模具。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种非球面远视眼镜片，它包括直径为5毫米的中心光度稳定区，直径为大于5毫米到40毫米之间的离轴像差矫正区，直径为大于40毫米到镜片边缘的美薄区；所述的中心光度稳定区，其区域内平均屈光度变化量小于0.06D，D为屈光度单位符号；所述的离轴像差矫正区，其区域内的屈光度速率变化为均匀分布，区域最大边缘处的平均光焦度补偿值小于中心屈光度的8%；所述的美薄区的曲率半径呈匀加速变化。

本实用新型提供的非球面远视眼镜片，其前表面为非球面，后表面为球面或环曲面。

本实用新型技术方案还包括提供制备如上所述的一种非球面远视眼镜片的模具，它由两片玻璃模具绑定而成，两片玻璃模具包括一个工作面为凹面的上模座和一个工作面为凸面的下模座。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：所提供的镜片的离轴像差矫正区，在保证镜片的离轴像差的同时，考虑了补偿值控制和镜片散光控制，使镜片即使在一定量的装配误差以及有镜架倾角影响的条件下仍能保持一定的理论舒适性；镜片的40毫米口径外的美薄区通过曲率半径的匀加速变化，在40毫米口径内补偿值保持在8%以内的同时，使镜片的中心减薄量可以达到同光度同基弯同折射率球面镜片的17%以上，相比同样补偿值量的传统非球面镜片明显提升了镜片的轻、薄美观效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种非球面远视眼镜片的区域分布图；

图2、3分别是本实用新型实施例1、2提供的非球面远视镜片在第一区域和第二区域屈光度变化量和散光度分布图；

图4是35度视场角对应+6.00D镜片的口径值示意图；

图5是本实用新型实施例提供的非球面远视镜片与球面镜片对比的美薄效果示意图。

图中，1. 第一区域中心光度稳定区；2. 第二区域离轴像差矫正区；3. 第三区域美薄区；4. 非球面远视眼镜片和球面镜片的第二面；5. 非球面远视眼镜片的第一面；6.球面镜片的第一面。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型技术方案作进一步描述。

实施例一

本实施例以公开号为CN1412604A的中国发明专利《非球面眼镜片》实施例二所公开数据作为初始数据（第一面光度5D,第二面光度-1D,眼镜片光度+4D）进行优化设计，提供一个4D的新型非球面远视眼镜片。

为了确定新型非球面远视眼镜片的表面形状，本实施例选取眼镜片前表面是非球面表面（5D），后表面是球面(-1D)，镜片口径为65mm，镜片折射率为1.56。

参见附图1，为本实施例提供的一种非球面远视眼镜片的区域分布示意图；将眼镜片前表面分成三个区域；第一区域中心光度稳定区1，第二区域离轴像差矫正2和第三区域美薄区3；在第一区域内要求光度稳定变化，即要求在第一区域的边缘半口径2.5mm处，屈光度变化量不超过0.06 D, 在第二区域内要求光度均匀变化，即要求在第二区域的边缘半口径20mm处，屈光度变化量不超过中心屈光度的8%（ 0.32D,）。在第三区域内要求光度急速变化，在第三区域的边缘半口径32.5mm处，矢高相对球面眼镜片的变化量达到表一的规定，也就是要求眼镜片的减薄量达到或超过0.7 mm。

第三区域直径为40毫米到镜片边缘之间的美薄区，该区域的镜片表面曲率半径变化不再受到镜片光学性能的限制，而是追求在光学加工允许范围内尽可能趋向匀加速变大趋势。以1.56和1.60折射率整百度数镜片为例，各光度镜片表面矢高与同光度同基弯球面镜片的差值不低于下表一的要求。

表一：本实施例提供的非球面远视眼镜片与同规格球面眼镜片在￠65点处的矢高差

。

根据上述技术要求，采用ZEMAX优化程序，得到非球面远视眼镜片的设计结果如表二所示。

表二：实施例一设计结果

。

根据表二提供的非球面参数可以计算得到非球面第一表面第一区域(-2.5～2.5mm);第二区域 (±2.5 ～ ±20 mm) 表面屈光度变化量和散光度的曲线图如附图2所示。图中，a为屈光度变化量曲线，b为散光度分布曲线。

由图2可以看到，在第一区域直径为5毫米中心光度稳定区，中心点处屈光度变化量是零，到第一区域边界（半口径2.5 mm）处，屈光度变化量是0.029D,散光度是 0.027D;符合第一区域屈光度变化量小于0.06D的要求。

在第二区域直径为5毫米到40毫米之间的离轴像差矫正区：在第二区域的起点（半口径2.5 mm）处，屈光度变化量是0.029D，到第二区域边界（半口径20 mm）处，屈光度变化量是0.32D,散光度是 0.19D;符合第二区域屈光度变化量小于镜片屈光度8%，而且散光度小于屈光度变化量90%的要求；

根据表二提供的非球面参数，计算得到非球面远视眼镜片前表面第三区域直径为40毫米到镜片边缘65毫米的美薄区表面各点的屈光度变化量和散光度数值：在第三区域的起点（半口径20 mm）处，第一面平均曲率半径是119.6 mm，屈光度变化量是0.32D,散光度是0.19D;到第三区域边界（半口径32.5 mm）处，第一面平均曲率半径是753 mm，屈光度变化量是6.2D,散光度是 5.7D;符合第三区域屈光度变化急速的要求。第一面在第三区域边界（半口径32.5 mm）处，即边缘处的矢高是 3.881 mm ,对应球面眼镜片在边缘处矢高是 4.819mm ,减薄量为：4.819 – 3.881 = 0.938 mm，达到了表一减薄量0.7 mm的要求。

本实施例采用以三区域的设计方法得到的非球面远视眼镜片表面形状，与同规格的球面眼镜片或与一般的非球面相比，可先根据实施例一设计结果的非球面参数，计算非球面远视眼镜片的像差如表三所示。

表三：实施例一像差与球面眼镜片对比

。

从表三可以看出：与球面眼镜片对比，本实施例提供的非球面远视眼镜片的成像质量明显提高，球面眼镜片在全视场2W=70°时，点列图是0.409mm, 非球面远视眼镜片的点列图是0.168 mm.在同口径同边厚的条件下，球面眼镜片的中心厚度是4.938 mm, 非球面远视眼镜片的中心厚度是4.000 mm,厚度减薄量达到19 % ，体现出本实施例提供的非球面远视眼镜片的表面形状有以下优点：

1.本实施例提供的非球面远视眼镜片的表面形状具有美薄效果。

对于远视眼镜片来说，在光学仪器分类上属于放大镜一类，眼镜片表面半径越小，放大倍率越大。球面眼镜片的特点是眼镜片各点处的放大倍率都一样，旁观者看他的双眼犹如大大的牛眼，所以戴镜者觉得不美观，本实施例提供的非球面远视眼镜片可以有效的改变这种情况：这是因为非球面远视眼镜片的第一面表面平均曲率半径从中心开始在不断地变大，在第一区域，平均曲率半径是112 mm ，在第二区域，平均曲率半径变成是119.6 mm，放大倍率比第一区域小了一些；在第三区域，平均曲率半径变成是753 mm ，放大倍率比第一区域小了很多。这就是该远视眼镜片表面形状 “美” 的效果。

对几种4D 眼镜片的中心厚度作比较，以下三种4D眼镜片都是同规格的眼镜片，并且口径都是65mm ， 镜片材料都是折射率1.56，边厚度均是1.1 mm ，后表面曲率半径也相同。球面眼镜片中心厚度是4.938 mm ，一般非球面眼镜片，（例如02138569.6的发明专利《非球面眼镜片》实施例二所公开数据）中心厚度是4.494 mm ，而本实施例提供的非球面远视眼镜片中心厚度是4.000 mm ，可见球面眼镜片中心厚度是最厚，一般的非球面眼镜片中心厚度次之，本实施例提供的非球面远视眼镜片中心厚度最薄。

该非球面远视眼镜片相对球面眼镜片减薄 19 % ，相对一般的非球面眼镜片减薄11 %，该非球面远视眼镜片表面形状具有明显的 “薄” 的效果。

2，本实施例提供的非球面远视眼镜片具有佩戴舒适的效果。

采用三区域的设计方法确定的非球面远视眼镜片在2W=70范围内成像质量优良，从表三的像差数据就可以看到这一点。该非球面远视眼镜片成像质量远高于球面眼镜片。优良的成像质量是保证佩戴舒适性的首要条件之一，保证佩戴舒适性的另外一个主要条件是眼镜片本身的体积和重量。本实用新型提供的非球面远视眼镜片的中心厚度比同规格球面眼镜片减少19 %， 也说明了该非球面远视眼镜片的体积和重量比同规格球面眼镜片减少19 %。

与一般的非球面眼镜片对比，本实用新型提供的非球面远视眼镜片还具有成像质量的优势。根据专利02138569.6《非球面眼镜片》实施例二所公开数据所公开数据（ W=28°）作为一般非球面的代表。在视场边缘处，一般非球面眼镜片的点列图为0.097 mm ，也具备了较好的成像质量，对比本实施例提供的非球面远视眼镜片的点列图是0.04 mm来说，该非球面远视眼镜片的成像质量有了进一步的提高。一般非球面眼镜片中心厚度与本实施例提供的非球面远视眼镜片相比也有不小的差距，由于该非球面远视眼镜片具有成像质量优良和镜片本身体积小，重量轻的优势，证明了该非球面远视眼镜片与现有技术对比，具有佩戴舒适性的特点和优势。

实施例二：

本实施例以公开号为CN 201828723 U的中国实用新型专利《非球面老花眼镜片》所公开的数据作为设计的初始数据。取第一面曲率半径 77.02 mm ，第二面曲率半径335.19 mm，镜片折射率1.6，镜片口径

，以这些参数为初值进行优化设计一个6D的新型远视眼镜片。

为了确定新型非球面远视眼镜片的表面形状，本实施例采用的技术手段是将眼镜片表面分成三个区域，如图1所示，依次为第一区域中心光度稳定区1，第二区域离轴像差矫正2和第三区域美薄区3；在第一区域内要求光度稳定变化，即要求在第一区域的边缘半口径2.5mm处，屈光度变化量不超过0.06 D, 在第二区域内要求光度均匀变化，即要求在第二区域的边缘半口径20mm处，屈光度变化量不超过中心屈光度的8%（ 0.48D,）。在第三区域内要求光度急速变化，在第三区域的边缘半口径32.5mm处，矢高相对球面眼镜片的变化量达到表一的规定，也就是要求眼镜片的减薄量达到或超过1.15 mm。

根据上述技术要求，本实施例采用ZEMAX优化程序，得到新型非球面远视眼镜片的设计结果如表四所示。

表四：实施例二设计结果

。

根据表四提供的非球面参数，计算得到新型非球面远视眼镜片前表面第一区域和第二区域表面各点的屈光度变化量和散光度数值，使用这些数值，绘制第一区域和第二区域屈光度变化量和散光度分布图如附图3所示，图中，a为屈光度变化量曲线，b为散光度分布曲线。

由图3可以看到，在第一区域直径为5毫米中心光度稳定区，中心点处屈光度变化量是零，到第一区域边界（半口径2.5 mm）处，屈光度变化量是0.038D,散光度是 0.035D;符合第一区域屈光度变化量小于0.06D的要求；在第二区域直径为5毫米到40毫米之间的离轴像差矫正区，在第二区域的起点（半口径2.5 mm）处，屈光度变化量是0.038D，到第二区域边界（半口径20 mm）处，屈光度变化量是0.48D,散光度是 0.25D;符合第二区域屈光度变化量小于镜片屈光度8%，而且散光度小于屈光度变化量的要求；

参见附图4，为35度视场角对应+6.00D镜片的口径值示意图。人眼作为一种光学仪器，它的视场角只有70°即2W = 70,人的眼球转动中心一般距离眼镜片的后表面是27 mm。

追迹一条全视场W=35的主光线，计算主光线在眼镜片上的投射高y ，则y = 27*tan(35)=18.9 mm,以人眼瞳孔直径2 mm计,那么边缘光线的投射高是19.9 mm,这样人眼全视场的光线分布在眼镜片的口径是 19.9*2=39.8 mm。取口径40 mm作为第二区域和第三区域的分界线，则第三区域已在视场之外，无需考虑屈光度的变化对成像质量的影响而只需考虑如何加大减薄量。

本实施例提供的新型非球面远视眼镜片中心厚度CT1计算公式如式（1）所示：

CT1 = SAGG1+ET1-SAGG2 （1）

式中：CT1 为眼镜片的中心厚度，SAGG1 为眼镜片的第一面边缘矢高， ET1 为眼镜片的边缘厚度，此处为1.1 mm，SAGG2 为眼镜片的第二面边缘矢高，此处为定值。

由式（1）可知，要减小新型非球面远视眼镜片中心厚度CT1，要尽可能减小第一面边缘矢高 SAGG1. 而矢高的减小，必须加大该点处的平均曲率半径。也就是在第三区域内要求平均屈光度急速变化才有可能达到上述要求。

根据表四的非球面参数，计算得到本实施例提供的新型非球面远视眼镜片前表面第三区域直径为40毫米到镜片边缘65毫米的美薄区表面各点的屈光度变化量和散光度数值：在第三区域的起点（半口径20 mm）处，第一面平均曲率半径是81.9 mm，屈光度变化量是0.48D,散光度是 0.25D;到第三区域边界（半口径32.5 mm）处，第一面平均曲率半径是864mm，屈光度变化量是7.3D,散光度是 6.9D;符合第三区域屈光度变化急速的要求。第一面在边缘处的矢高是 5.99 mm ,对应球面眼镜片第一面边缘处矢高是 7.193 mm ,减薄量为：7.193 - 5.99 = 1.203 mm；达到了表一关于减薄量的要求。

根据实施例二设计结果的非球面参数，计算出新型非球面远视眼镜片的像差如表五所示。

表五：实施例二结构参数和像差与同规格球面眼镜片对比表

。

与球面眼镜片对比，新型非球面远视眼镜片的成像质量明显提高，球面眼镜片在全视场的点列图是0.417mm, 新型非球面远视眼镜片的点列图是0.029mm.在同口径同边厚的条件下，球面眼镜片的中心厚度是6.714mm, 新型非球面远视眼镜片的中心厚度是5.511mm,厚度减薄量达到17.9% ，充分体现出新型非球面远视眼镜片的表面形状具有如下二个显著的优点：

1．用三区域的设计方法确定的新型非球面远视眼镜片的表面形状具有美薄效果。

对于远视眼镜片来说，在光学仪器分类上属于放大镜一类，例如焦距为100 mm的10D远视眼镜片就是一个2.5 倍的放大镜。眼镜片表面半径越小，放大倍率越大。球面眼镜片的特点是眼镜片各点处的放大倍率都一样，旁观者看他的双眼犹如大大的牛眼，所以戴镜者觉得不美观，新型非球面远视眼镜片可以有效的改变这种情况：这是因为新型非球面远视眼镜片的第一面表面平均曲率半径从中心开始在不断地变大，在第一区域，平均曲率半径是77.02 mm ，眼镜片焦距是 160 mm，相当 1.6 倍的放大镜；在第二区域，平均曲率半径变成是81.9 mm ，眼镜片焦距变成是 174.6 mm ，相当 1.4 倍的放大镜，放大倍率比第一区域小了一些；在第三区域，平均曲率半径变成是864 mm ，眼镜片焦距变成是 -912 mm，相当 0.24 倍的放大镜，放大倍率比第一区域小了很多。这就是新型远视眼镜片表面形状“美” 的效果。

对几种6D 眼镜片的中心厚度进行比较，以下三种6D眼镜片都是同规格的眼镜片，并且口径都是65mm ， 镜片材料都是折射率1.6，边厚度均是1.1 mm ，后表面曲率半径也相同。球面眼镜片中心厚度是6.714 mm ，公开号为 CN 201828723 U的中国实用新型专利《非球面老花眼镜片》提供的镜片中心厚度是6.013 mm ，本实施例提供的眼镜片中心厚度是5.511 mm ，可见球面眼镜片中心厚度是最厚，一般的非球面眼镜片中心厚度次之，新型非球面远视眼镜片最薄。

新型非球面远视眼镜片相对球面眼镜片减薄 17.90% ，相对一般的非球面眼镜片减薄 8.35 %，这就是新型非球面远视眼镜片表面形状 “薄” 的效果。

参见附图5，为本实施例提供的非球面远视眼镜片与球面镜片相比的美薄效果示意图；图中，本实施例提供的非球面远视眼镜片和球面镜片的第二面4，本实施例提供的非球面远视眼镜片的第一面5 及镜片厚度d，球面镜片的第一面6及球面镜片厚度D，从图5看出本实施例提供的非球面远视眼镜片具有明显的美薄效果。

2.本实施例提供的非球面远视眼镜片具有佩戴舒适的效果。

用三区域的设计方法确定的新型非球面远视眼镜片在2W=70范围内成像质量优良，从表五所示的像差数据就可以看到这一点。新型非球面远视眼镜片成像质量远高于球面眼镜片。优良的成像质量是保证佩戴舒适性的首要条件之一，保证佩戴舒适性的另外一个主要条件是眼镜片本身的体积和重量。新型非球面远视眼镜片的中心厚度比同规格球面眼镜片减少17.9 % 这也说明新型非球面远视眼镜片的体积和重量也比同规格球面眼镜片减少17.9 %

与一般的非球面眼镜片对比，新型非球面远视眼镜片也有成像质量的优势。以CN201828723 U所公开数据作为一般非球面的代表。在视场边缘处，一般非球面眼镜片的点列图为0.037 mm ，本实用新型提供的非球面远视眼镜片的点列图是0.029 mm，该非球面远视眼镜片的成像质量有所提高。一般非球面眼镜片中心厚度与新型非球面远视眼镜片相比也有一定的差距，由于新型非球面远视眼镜片具有成像质量优良和镜片本身体积小，重量轻的优势，证明了新型非球面远视眼镜片与现有技术对比，具有佩戴舒适性的特点和优势。

本实用新型提供的镜片，加工方法是由两片使用胶带绑定的玻璃模具注入融化的的树脂后再通过专门的镜片固化炉固化成型。两片玻璃模具包括一个工作面在凹面的上模座和一个工作面在凸面的下模座。

Claims (3)

1.一种非球面远视眼镜片，其特征在于：它包括直径为5毫米的中心光度稳定区，直径为大于5毫米到40毫米之间的离轴像差矫正区，直径为大于40毫米到镜片边缘的美薄区；所述的中心光度稳定区，其区域内平均屈光度变化量小于0.06D，D为屈光度单位符号；所述的离轴像差矫正区，其区域内的屈光度速率变化为均匀分布，区域最大边缘处的平均光焦度补偿值小于中心屈光度的8%；所述的美薄区的曲率半径呈匀加速变化。

2.根据权利要求1所述的一种非球面远视眼镜片，其特征在于：镜片的前表面为非球面，后表面为球面或环曲面。

3.制备如权利要求1所述的一种非球面远视眼镜片的模具，其特征在于：它由两片玻璃模具绑定而成，两片玻璃模具包括一个工作面为凹面的上模座和一个工作面为凸面的下模座。

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