一种基于环曲面的自由曲面镜片及其设计方法技术

本发明专利技术涉及一种基于环曲面的自由曲面镜片及其设计方法，属于镜片制备技术领域。本发明专利技术设计的基于环曲面的自由曲面镜片单面中心具有二个不同的曲率半径，镜片单面中心存在0

A free-form surface lens based on ring surface and its design method

【技术实现步骤摘要】
一种基于环曲面的自由曲面镜片及其设计方法


[0001]本专利技术涉及一种基于环曲面的自由曲面镜片及其设计方法，属于镜片制备


技术介绍

[0002]目前，随着人们对眼用镜片轻量化、功能性、舒适性以及新颖性等要求的提高，传统的眼用镜片已经不能满足现代眼镜行业的需求。基于数字化表面处理的自由曲面技术正在颠覆着传统的镜片制造业。自由曲面镜片由于其大的自由度，能够最大限度地按照人为设定的要求控制顶焦度分布和柱镜顶焦度分布等，因此自由曲面的应用是近年来眼镜光学设计领域的一个大热门。
[0003]传统的眼镜片都是基于旋转对称的面型设计(球面或非球面)，然而人眼的视场在水平方向和垂直方向上是不等的。为了适应人眼的实际视觉，设计非旋转对称的镜片对人眼的视觉更有利。例如现在高档的显示屏都是曲屏设计的，我们的眼镜片如果设计成类似曲屏的显示屏，会让人眼佩戴眼镜更舒服。
[0004]眼镜是佩戴在人脸上的，因此眼镜片的设计要适应人脸的特征。实际人脸的垂直方向与水平方向是具有不同的面弯的。
[0005]有鉴于上述的缺陷，本专利技术以期创设一种基于环曲面的自由曲面镜片及其设计方法，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供基于环曲面的自由曲面镜片及其设计方法。
[0007]本专利技术的一种基于环曲面的自由曲面镜片，镜片水平方向的面弯小于垂直方向的面弯，水平方向的面弯为0～3.00D，垂直方向的面弯为0.5～3.50D，水平方向的屈光度比垂直方向屈光度大0～0.50D，镜片单面中心具有两个不同的曲率半径，镜片单面中心的柱面度为0～0.50D。
[0008]一种基于环曲面的自由曲面镜片的设计方法，具体设计步骤为：
[0009]S1、设计镜片前表面基弯W
f
以及对应镜片的中心曲率半径R
f
；
[0010]S2、采用反向非球面技术，确定非球面偏心率K
f
；
[0011]S3、根据前剖面方程：初步确定前表面曲面形状；
[0012]S4、根据镜片实际光度和前弯W
f
，确定镜片后表面弯度W
b
,对应镜片中心曲率半径R
b
；
[0013]S5、根据后剖面方程：初步确定后表面曲面形状；
[0014]S6、设定镜片前表面环曲面的中心屈光度差为W
c
＝0.25,最终的前表面曲面方程
表示为：
[0015]求解得到镜片前表面环曲面的形状；
[0016]S7、设定镜片后表面环曲面的中心屈光度差为W
c
＝0.25,最终的后表面曲面方程表示为：
[0017]求解得到镜片后表面环曲面的形状。
[0018]进一步的，所述S1中R
f
＝1000(n
‑
1)/W
f
，其中n为镜片材料折射率。
[0019]进一步的，所述S3中C
f
＝1/R
f
，r为镜片距离光学中心的距离。
[0020]进一步的，所述S4中R
b
＝1000(n
‑
1)/W
b
。
[0021]进一步的，所述S5中C
b
＝1/R
b
，K
b
为偏心率。
[0022]进一步的，所述S6和S7中，C
c
＝1/R
c
，(x,y)为二维平面坐标值，Kc为环曲面的偏心率。
[0023]借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：
[0024]本专利技术设计的基于环曲面的自由曲面镜片单面中心具有二个不同的曲率半径，镜片单面中心存在0
‑
0.50D左右的柱面度，具体是水平方向会比垂直方向大0
‑
0.50D左右的屈光度；双面合成透镜后，中心柱面度为0，与传统镜片具有相同的效果；镜片二个方向上严格按光线追迹方法确定曲面形状，镜片舒适度会明显优于传统镜片；镜片会比传统的球面或非球面更薄；镜片成像会比传统的球面或非球面更清晰。
[0025]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0027]图1是本专利技术基于环曲面的自由曲面镜片的结构示意图；
[0028]图2是本专利技术基于环曲面的自由曲面镜片的前表面曲面矢高分布和柱面度分布图；
[0029]图3是本专利技术基于环曲面的自由曲面镜片的后表面曲面矢高分布和柱面度分布图；
[0030]图4是本专利技术基于环曲面的自由曲面镜片的前表面曲面最终的矢高分布和柱面分布图；
[0031]图5是本专利技术基于环曲面的自由曲面镜片的后表面曲面最终的矢高分布和柱面分布图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0033]参见图1，本专利技术一较佳实施例所述的一种基于环曲面的自由曲面镜片，其特征在于：镜片水平方向的面弯大于垂直方向的面弯，水平方向的面弯为0～3.00D，垂直方向的面弯为0.5～3.50D，水平方向的屈光度比垂直方向屈光度大0～0.50D，镜片单面中心具有两个不同的曲率半径，以适配人脸的水平和垂直方向，镜片单面中心的柱面度为0～0.50D。
[0034]一种基于环曲面的自由曲面镜片的设计方法，其特征在于具体设计步骤为：1、根据实际市场需求，设计前表面基弯W
f
,对应镜片中心曲率半径为：R
f
＝1000(n
‑
1)/W
f
。其中n为镜片材料折射率；
[0035]2、采用反向非球面技术，确定非球面偏心率K
f
；
[0036]3、根据剖面方程：初步确定前表面曲面形状，其中C
f
＝1/R
f
，r为镜片距离光学中心的距离；
[0037]4、根据镜片实际光度和前弯W
f
，确定镜片后表面弯度W
b
,对应镜片中心曲率半径为：R
b
＝1000(n
‑
1)/W
b
；
[0038]5、根据剖面方程：初步确定后表面曲面形状，其中C
b
＝1/R
b
，K
b
为偏心率；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于环曲面的自由曲面镜片，其特征在于：镜片水平方向的面弯小于垂直方向的面弯，水平方向的面弯为0～3.00D，垂直方向的面弯为0.5～3.50D，水平方向的屈光度比垂直方向屈光度大0～0.50D，镜片单面中心具有两个不同的曲率半径，镜片单面中心的柱面度为0～0.50D。2.一种基于环曲面的自由曲面镜片的设计方法，其特征在于具体设计步骤为：S1、设计镜片前表面基弯W
f
以及对应镜片的中心曲率半径R
f
；S2、采用反向非球面技术，确定非球面偏心率K
f
；S3、根据前剖面方程：初步确定前表面曲面形状；S4、根据镜片实际光度和前弯W
f
，确定镜片后表面弯度W
b
，对应镜片中心曲率半径R
b
；S5、根据后剖面方程：初步确定后表面曲面形状；S6、设定镜片前表面环曲面的中心屈光度差为W
c
＝0.25，最终的前表面曲面方程表示为：求解得到镜片前表面环曲面的形状；S7、设定镜片后表面环曲面的中心屈光度差为W
c
＝0.25，最终的后表面曲面方程表示为：求解得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇谷烽，
申请(专利权)人：江苏圣谱光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：