一种双面渐进多焦点镜片及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种双面渐进多焦点镜片及其设计方法，设计方法包括：确定镜片设计任务，其包括期望光焦度分布、变焦任务和镜片的材料折射率；将所述变焦任务分配到镜片的前表面和后表面，其中，镜片的前表面所承担变焦目标为ADD

【技术实现步骤摘要】
一种双面渐进多焦点镜片及其设计方法


[0001]本专利技术涉及光学镜片领域，尤其涉及一种双面渐进多焦点镜片及其设计方法。

技术介绍

[0002]双面渐进多焦点镜片，即镜片两个表面分别具有多个焦点，为使用者提供自然、方便、舒适的矫正方式。目前出现的渐进多焦点镜片的技术比如：公开号为CN105445956A的中国专利申请公开了具有矫正散光的自由曲面渐进式镜片的设计方法及镜片，其提出使用扩展的二次曲面公式对渐进镜片面形进行描述的方式，在商用光学设计软件Zemax中设置评价函数，对镜片的像散分布进行优化；该申请虽然解决了表面分布平滑性及实现了全局优化，但是面形描述方程比较复杂，镜片渐进面容易产生局部突变。同时，采用商用设计软件，对于没有版权的用户，也无法直接使用。
[0003]公开号为EP0654692A1的欧洲专利技术申请公开了一种采用直接法设计渐进多焦点镜片的方法，针对渐进面，提出来子午线的曲线方程，再沿着子午线通过不同曲率的圆将面形方程扩展至整个镜片表面。
[0004]公开号为CN114994947A的中国专利申请公开了一种渐变光焦度镜片的面形设计方法及渐变光焦度镜片，提出将镜片的某一个表面用泽尼克多项式进行描述，同时，建立包含控制权重的优化评价函数，采用最小二乘法，对泽尼克多项式的系数进行优化，最终得到光焦度与目标值匹配，同时非必要像散较小的渐进多焦点镜片设计。
[0005]以上
技术介绍
内容的公开并不必然会给出与本专利申请相关的技术教导。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种双面渐进多焦点镜片及其设计方法，由镜片的前后两个表面共同承担光焦度变化的设计要求。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种双面渐进多焦点镜片的设计方法，包括以下步骤：确定镜片设计任务，其包括变焦任务ADD
obj
和镜片的材料折射率，所述镜片设计任务还包括期望光焦度分布或期望平均曲率分布；将所述变焦任务ADD
obj
分配到镜片的前表面和后表面，其中，镜片的前表面所承担变焦目标为ADD
f ，0＜ADD
f
＜ADD
obj
；设计所述镜片的前表面，包括：根据所述前表面的变焦目标ADD
f ，构建前表面上的子午线的光焦度分布曲线，再沿着弧矢方向用弧矢线与所述子午线正交，同一弧矢线上各点的光焦度相同；设计所述镜片的后表面，包括：对后表面构建一个初始镜面结构，并设置多个离散采样点P
bi
，其中，1≤i≤j，j为采样点的数量；按照预设的佩戴眼镜的镜眼关系，进行光线追迹，以确定后表面上各个采样点P
bi
对应的在前表面上的点P
fi ；根据镜片前表面的设计，确定点P
fi
所在弧矢线处的光焦度φ
Pfi ，或计算点P
fi
所在弧矢线处的平均曲率c
Pfi
；根据期望光焦度分布或期望平均曲率分布，确定点P
fi
或点P
bi
对应的期望光焦度φ
obj
或期望平均曲率c
obj
；根据以下公式计算采样点P
bi
处的平均曲率：c
Pbi =c
obj ‑
c
Pfi
，其中，c
Pbi
为后表面采样点P
bi
处的平均曲率，c
Pfi
为点P
fi
所在弧矢线处的平均曲率，c
obj
为采样点P
bi
或点P
fi
对应的期望平均曲率；或者，根据以下公式计算后表面采样点P
bi
处的光焦度：φ
Pbi =φ
obj ‑
φ
Pfi
，其中，φ
Pbi
为后表面采样点P
bi
处的光焦度，φ
Pfi
为点P
fi
所在弧矢线处的光焦度，φ
obj
为采样点P
bi
或点P
fi
对应的期望光焦度。
[0008]进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述镜片设计任务还包括期望像散分布；所述设计方法还包括设计镜片前表面和后表面的像散分布，包括：根据镜片前表面的已设计得到的光焦度分布或平均曲率分布，计算各采样点P
bi
对应的在前表面上的点P
fi
处的像散
△
x
’
Pfi ；根据期望像散分布，确定点P
fi
或点P
bi
对应的期望像散
△
x
’
obji ；根据以下公式计算采样点P
bi
处的像散
△
x
’
Pbi ：
△
x
’
Pbi =
△
x
’
obji ‑△
x
’
Pfi
。
[0009]进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，根据光焦度分布或平均曲率分布来计算某一目标点Q处的像散的步骤包括：以目标点Q为圆心，构建预设半径的圆；将该圆均匀分割，得到位于圆周上的若干点对，同一点对的两个点的虚拟连线经过圆心；根据平均曲率分布计算每个点对的两个点处的平均曲率，求取其平均值作为该点对的平均曲率的平均值；或者，根据光焦度分布计算每个点对的两个点处的光焦度，并将其换算成平均曲率，求取两个点处平均曲率的平均值作为该点对的平均曲率的平均值；选取所有点对的平均曲率的平均值中的最大平均值和最小平均值；根据所述最大平均值、最小平均值和镜片的材料折射率，计算目标点Q处的像散。
[0010]进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，前表面上的子午线的光焦度分布曲线所在的坐标系分别以子午线、光焦度为坐标轴，子午线由上而下各点的光焦度呈单向渐变趋势，子午线两端点的光焦度的差值为ADD
f 。
[0011]进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，将子午线由上而下等分成第一部分、第二部分和第三部分，所述光焦度分布曲线对应所述第二部分的局部曲线存在拐点；所述光焦度分布曲线对应所述第一部分或第三部分的局部曲线不存在拐点。
[0012]进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述光焦度分布曲线对应所述第二部分的局部曲线的两端点的光焦度的差值大于或等于75%
×
ADD
f 。
[0013]进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述对后表面构建一个初始镜面结构包括：根据镜片设计任务中的期望平均曲率分布，确定镜片中心点的期望平均曲率；或
者，根据镜片设计任务中的期望光焦度分布，确定镜片中心点的期望光焦度，并以此计算镜片中心点的对应的期望本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面渐进多焦点镜片的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：确定镜片设计任务，其包括变焦任务ADD
obj
和镜片的材料折射率，所述镜片设计任务还包括期望光焦度分布或期望平均曲率分布；将所述变焦任务ADD
obj
分配到镜片的前表面和后表面，其中，镜片的前表面所承担变焦目标为ADD
f ，0＜ADD
f
＜ADD
obj
；设计所述镜片的前表面，包括：根据所述前表面的变焦目标ADD
f ，构建前表面上的子午线的光焦度分布曲线，再沿着弧矢方向用弧矢线与所述子午线正交，同一弧矢线上各点的光焦度相同；设计所述镜片的后表面，包括：对后表面构建一个初始镜面结构，并设置多个离散采样点P
bi
，其中，1≤i≤j，j为采样点的数量；按照预设的佩戴眼镜的镜眼关系，进行光线追迹，以确定后表面上各个采样点P
bi
对应的在前表面上的点P
fi ；根据镜片前表面的设计，确定点P
fi
所在弧矢线处的光焦度φ
Pfi ，或计算点P
fi
所在弧矢线处的平均曲率c
Pfi
；根据期望光焦度分布或期望平均曲率分布，确定点P
fi
或点P
bi
对应的期望光焦度φ
obj
或期望平均曲率c
obj
；根据以下公式计算采样点P
bi
处的平均曲率：c
Pbi =c
obj ‑
c
Pfi
，其中，c
Pbi
为后表面采样点P
bi
处的平均曲率，c
Pfi
为点P
fi
所在弧矢线处的平均曲率，c
obj
为采样点P
bi
或点P
fi
对应的期望平均曲率；或者，根据以下公式计算后表面采样点P
bi
处的光焦度：φ
Pbi =φ
obj ‑
φ
Pfi
，其中，φ
Pbi
为后表面采样点P
bi
处的光焦度，φ
Pfi
为点P
fi
所在弧矢线处的光焦度，φ
obj
为采样点P
bi
或点P
fi
对应的期望光焦度。2.根据权利要求1所述的双面渐进多焦点镜片的设计方法，其特征在于，所述镜片设计任务还包括期望像散分布；所述设计方法还包括设计镜片前表面和后表面的像散分布，包括：根据镜片前表面的已设计得到的光焦度分布或平均曲率分布，计算各采样点P
bi
对应的在前表面上的点P
fi
处的像散
△
x
’
Pfi ；根据期望像散分布，确定点P
fi
或点P
bi
对应的期望像散
△
x
’
obji ；根据以下公式计算采样点P
bi
处的像散
△
x
’
Pbi ：
△
x
’
Pbi =
△
x
’
obji ‑△
x
’
Pfi 。3.根据权利要求2所述的双面渐进多焦点镜片的设计方法，其特征在于，根据光焦度分布或平均曲率分布来计算某一目标点Q处的像散的步骤包括：以目标点Q为圆心，构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓诗涛，王巍，
申请(专利权)人：苏州派视光学有限公司，
类型：发明
国别省市：