專利名稱：非球面眼鏡片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種眼鏡片，具體涉及一種非球面的眼鏡片，通過(guò)選定非球面的形狀，達(dá)到使鏡片成像質(zhì)量更佳、厚度減薄的效果，可適用于近視鏡和遠(yuǎn)視鏡。
背景技術(shù)：
用于校正近視或遠(yuǎn)視的眼鏡片通常為包括兩個(gè)折射表面的透鏡，傳統(tǒng)鏡片的兩個(gè)折射表面為球面，便于加工，然而，隨著鏡片度數(shù)的增加，近視鏡邊緣會(huì)明顯增厚，而遠(yuǎn)視鏡則是中間厚邊緣薄，由于對(duì)鏡片最薄處有強(qiáng)度要求，使得整個(gè)鏡片厚度加大，既影響美觀，又造成戴鏡者的不適。為解決這一問(wèn)題，人們開始設(shè)計(jì)非球面的眼鏡片，以抵消兩個(gè)不同曲率的球面構(gòu)成的鏡片在中央和邊緣厚薄不等造成的鏡片整體變厚，如中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN1212766A公開了一種非球面眼鏡片，通過(guò)引入高次項(xiàng)修正來(lái)改變眼鏡片各點(diǎn)處的曲率，進(jìn)而減小鏡片各點(diǎn)處的厚度差，但是，在該申請(qǐng)中，引入的高次項(xiàng)包括有奇次和偶次項(xiàng)，會(huì)導(dǎo)致鏡片折射表面的不對(duì)稱，難以設(shè)計(jì)出符合要求的鏡片，而圓錐常數(shù)K的引入更增加了設(shè)計(jì)難度，因而，在實(shí)際的鏡片設(shè)計(jì)中很難實(shí)現(xiàn)，另外傳統(tǒng)球面鏡的場(chǎng)曲與要求的遠(yuǎn)點(diǎn)球面不重合使得其成像質(zhì)量必然隨視場(chǎng)增大而下降，這點(diǎn)它沒(méi)有考慮到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種非球面眼鏡片，通過(guò)改變鏡片一面或兩面的形狀，減小鏡片邊緣與中央的厚度差，并且使其平均場(chǎng)曲基本與要求的遠(yuǎn)點(diǎn)球面重合，從而提高鏡片的成像質(zhì)量，使戴鏡者視場(chǎng)更開闊。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種非球面眼鏡片，包括兩個(gè)折射表面，其中至少一個(gè)折射表面為非球面，其形狀由以下公式表示z(r)=cr21+1-c2r2+a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12]]>式中z為表面某處的矢高，這里定義自眼鏡片頂點(diǎn)朝眼睛的方向?yàn)槭父叩恼捣较颍琧表示非球面頂點(diǎn)的曲率(曲率半徑R的倒數(shù))，r(r=x2+y2)]]>表示離開光軸的距離，a1、a2、a3、a4、a5為非球面高次項(xiàng)系數(shù)。
上述技術(shù)方案中，非球面頂點(diǎn)的曲率c可由對(duì)眼鏡片要求的度數(shù)計(jì)算獲取，各高次項(xiàng)系數(shù)的具體數(shù)值可以采用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)取得。
上述技術(shù)方案中，可以是一個(gè)折射表面為所述非球面，另一個(gè)折射表面為球面。
上述技術(shù)方案中，當(dāng)所述鏡片的內(nèi)表面為球面時(shí)，對(duì)于近視鏡片，外表面高次項(xiàng)的值a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12為正值；對(duì)于遠(yuǎn)視鏡片，外表面高次項(xiàng)的值a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12為負(fù)值。
上述技術(shù)方案中，當(dāng)所述鏡片的外表面為球面時(shí)，對(duì)于近視鏡片，內(nèi)表面高次項(xiàng)的值a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12為負(fù)值；對(duì)于遠(yuǎn)視鏡片，內(nèi)表面高次項(xiàng)的值a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12為正值。
上述技術(shù)方案中，也可以兩個(gè)折射表面均為非球面，其形狀由權(quán)利要求1中的公式表示，其中兩個(gè)表面的參數(shù)分別根據(jù)鏡片的度數(shù)確定。
本發(fā)明中，兩面的頂點(diǎn)曲率c1、c2可由對(duì)眼鏡片要求的度數(shù)根據(jù)常規(guī)配對(duì)得到，由于高次項(xiàng)的引入，使得折射表面為非球面，對(duì)于近視鏡和遠(yuǎn)視鏡，分別通過(guò)控制高次項(xiàng)的正負(fù)，可以使眼鏡片減薄，同時(shí)它得到的場(chǎng)曲可以與要求的眼鏡片遠(yuǎn)點(diǎn)球面的彎曲基本重合，還不影響鏡片度數(shù)的測(cè)量。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1.由于本發(fā)明利用高次項(xiàng)引入了非球面設(shè)計(jì)，使得鏡片可以有效減薄；2.本發(fā)明引入的高次項(xiàng)均為偶次項(xiàng)，保證了鏡片表面的對(duì)稱性，有利于設(shè)計(jì)制作；3.通過(guò)本發(fā)明公式獲得的鏡片，其場(chǎng)曲可以與要求的眼鏡片遠(yuǎn)點(diǎn)球面的彎曲基本重合，成像質(zhì)量明顯優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，還不影響鏡片度數(shù)的測(cè)量。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一一種非球面近視眼鏡片，度數(shù)為-4D，外徑為φ70毫米，取外表面為0.5D，面形為由下式表達(dá)的非球面；內(nèi)表面為-4.5D，面形為球面。外表面形狀的表達(dá)式為，z(r)=cr21+1-c2r2+a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12]]>其中的高次項(xiàng)系數(shù)為a1＝2.89e-7，a2＝1.2e-10，a3＝-5.78e-14，a4＝-1.69e-16，a5＝1.17e-19。
通過(guò)計(jì)算我們知道，外表面高次項(xiàng)的值為正值，較外表面同為球面的傳統(tǒng)鏡片可減薄0.5mm。另外它在φ10mm口徑范圍內(nèi)與傳統(tǒng)鏡片基本無(wú)差別，因此不影響鏡片度數(shù)測(cè)量。
表1為這種設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的子午場(chǎng)曲及弧矢場(chǎng)曲的數(shù)據(jù)(都以眼鏡片的遠(yuǎn)點(diǎn)球面為基準(zhǔn))。
從表上我們可以看出，這種設(shè)計(jì)的平均場(chǎng)曲與眼鏡片的遠(yuǎn)點(diǎn)球面基本重合。并且像散(＝子午場(chǎng)曲-弧矢場(chǎng)曲)也較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)有明顯改善。
表1實(shí)施例一和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的子午場(chǎng)曲及弧矢場(chǎng)曲(單位mm)

實(shí)施例二一種非球面遠(yuǎn)視眼鏡片，度數(shù)為4D，外徑為φ70毫米，取外表面為5.0D，面形為由下式表達(dá)的非球面；內(nèi)表面為-1.0D，面形為球面。外表面形狀的表達(dá)式為，z(r)=cr21+1+-c2r2+a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12]]>其中的高次項(xiàng)系數(shù)為a1＝-6.39e-8，a2＝-8.5e-10，a3＝1.06e-12，a4＝-7.38e-16，a5＝2.02e-19。
通過(guò)計(jì)算我們知道，外表面高次項(xiàng)的值為負(fù)值，較外表面同為球面的傳統(tǒng)鏡片可減薄0.62mm。另外它在φ10mm口徑范圍內(nèi)與傳統(tǒng)鏡片基本無(wú)差別，因此不影響鏡片度數(shù)測(cè)量。
表2為這種設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的子午場(chǎng)曲及弧矢場(chǎng)曲的數(shù)據(jù)(都以眼鏡片的遠(yuǎn)點(diǎn)球面為基準(zhǔn))。
從表2中我們可以看出，這種設(shè)計(jì)的平均場(chǎng)曲與眼鏡片的遠(yuǎn)點(diǎn)球面基本重合。并且像散(＝子午場(chǎng)曲-弧矢場(chǎng)曲)也較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)有明顯改善。
表2實(shí)施例二和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的子午場(chǎng)曲及弧矢場(chǎng)曲(單位mm)

實(shí)施例三一種非球面近視眼鏡片，度數(shù)為-4D，外徑為φ70毫米，取外表面為0.5D，面形為球面；內(nèi)表面為-4.5D，面形為由下式表達(dá)的非球面。內(nèi)表面形狀的表達(dá)式為，z(r)=cr21+1-c2r2+a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12]]>其中的高次項(xiàng)系數(shù)為a1＝-3.12e-7，a2＝-3.3e-10，a3＝2.29e-14，a4＝5.14e-16，a5＝-3.54e-19。
通過(guò)計(jì)算我們知道，內(nèi)表面高次項(xiàng)的值為負(fù)值，較內(nèi)表面同為球面的傳統(tǒng)鏡片可減薄0.8mm。另外它在φ10mm口徑范圍內(nèi)與傳統(tǒng)鏡片基本無(wú)差別，因此不影響鏡片度數(shù)測(cè)量。
表3為這種設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的子午場(chǎng)曲及弧矢場(chǎng)曲的數(shù)據(jù)(都以眼鏡片的遠(yuǎn)點(diǎn)球面為基準(zhǔn))。
從表3中我們可以看出，這種設(shè)計(jì)的平均場(chǎng)曲與眼鏡片的遠(yuǎn)點(diǎn)球面基本重合。并且像散(＝子午場(chǎng)曲-弧矢場(chǎng)曲)也較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)有明顯改善。
表3實(shí)施例三和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的子午場(chǎng)曲及弧矢場(chǎng)曲(單位mm)

實(shí)施例四一種非球面遠(yuǎn)視眼鏡片，度數(shù)為4D，外徑為φ70毫米，取外表面為5.0D，面形為球面；內(nèi)表面為-1.0D，面形為由下式表達(dá)的非球面。內(nèi)表面形狀的表達(dá)式為，z(r)=cr21+1-c2r2+a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12]]>其中的高次項(xiàng)系數(shù)為a1＝2.19e-7，a2＝4.3e-10，a3＝-3.89e-13，a4＝8.92e-17，a5＝3.4e-20。
通過(guò)計(jì)算我們知道，內(nèi)表面高次項(xiàng)的值為正值，較內(nèi)表面同為球面的傳統(tǒng)鏡片可減薄0.6mm。另外它在φ10mm口徑范圍內(nèi)與傳統(tǒng)鏡片基本無(wú)差別，因此不影響鏡片度數(shù)測(cè)量。
表4為這種設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的子午場(chǎng)曲及弧矢場(chǎng)曲的數(shù)據(jù)(都以眼鏡片的遠(yuǎn)點(diǎn)球面為基準(zhǔn))。
從表4中我們可以看出，這種設(shè)計(jì)的平均場(chǎng)曲與眼鏡片的遠(yuǎn)點(diǎn)球面基本重合。并且像散(＝子午場(chǎng)曲-弧矢場(chǎng)曲)也較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)有明顯改善。
表4實(shí)施例四和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的子午場(chǎng)曲及弧矢場(chǎng)曲(單位mm)

權(quán)利要求
1.一種非球面眼鏡片，包括兩個(gè)折射表面，其特征在于至少一個(gè)折射表面為非球面，其形狀由以下公式表示z(r)=cr21+1-c2r2+a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12]]>式中z為表面某處的矢高，這里定義自眼鏡片頂點(diǎn)朝眼睛的方向?yàn)槭父叩恼捣较?，c表示非球面頂點(diǎn)的曲率，r(r=x2+y2)]]>表示離開光軸的距離，a1、a2、a3、a4、a5為非球面高次項(xiàng)系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的非球面眼鏡片，其特征在于一個(gè)折射表面為所述非球面，另一個(gè)折射表面為球面。
3.如權(quán)利要求2所述的非球面眼鏡片，其特征在于所述鏡片為近視鏡片，內(nèi)表面為球面，外表面高次項(xiàng)的值a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12為正值。
4.如權(quán)利要求2所述的非球面眼鏡片，其特征在于所述鏡片為遠(yuǎn)視鏡片，內(nèi)表面為球面，外表面高次項(xiàng)的值a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12為負(fù)值。
5.如權(quán)利要求2所述的非球面眼鏡片，其特征在于所述鏡片為近視鏡片，外表面為球面，內(nèi)表面高次項(xiàng)的值a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12為負(fù)值。
6.如權(quán)利要求2所述的非球面眼鏡片，其特征在于所述鏡片為遠(yuǎn)視鏡片，外表面為球面，內(nèi)表面高次項(xiàng)的值a1r4+a2r6+a3r8+a4r10+a5r12為正值。
7.如權(quán)利要求1所述的非球面眼鏡片，其特征在于兩個(gè)折射表面均為非球面，其形狀由所述公式表示，其中兩個(gè)表面的參數(shù)分別根據(jù)鏡片的度數(shù)確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非球面眼鏡片，包括兩個(gè)折射表面，其中至少一個(gè)折射表面為非球面，其形狀由以下公式表示(見(jiàn)右式),式中z為表面某處的矢高，c表示非球面頂點(diǎn)的曲率，r(r=x
文檔編號(hào)G02C7/06GK1412604SQ02138569
公開日2003年4月23日 申請(qǐng)日期2002年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月7日
發(fā)明者郭培基, 余景池 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)