[發明專利]具有矯正散光的自由曲面漸進式鏡片的設計方法及鏡片

在審

• 申請號: 201410429724.8
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN105445956A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 張志輝;王波;杜雪;賴錦棠;孔令豹;何麗婷
• 申請（專利權）人: 香港理工大學
• 主分類號: G02C7/02
• 分類號: G02C7/02;G02B27/00
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 趙根喜;李昕巍

技術領域

本發明涉及鏡片技術領域，具體涉及一種具有矯正散光的自由曲面漸進式鏡片的設計方法，以及該設計方法所獲得的鏡片。

背景技術

漸進多焦鏡片是應用自由曲面實現光焦度的連續變化，通過屈光度的連續漸進增加的過渡區實現視遠區與視近區表面面型和屈光度的自然銜接。所以漸進多焦鏡片能只用一塊鏡片就能矯正所有視場處的視力，能提供一個連續的從遠至近都清晰的視力。

如圖1所示，現有技術的漸進多焦鏡片表面可分為四個部分：視遠區1、視近區2、漸進區3和像散區4。其中，視遠區1位于漸進多焦鏡片上半部分的寬闊區域，在人眼處于放松平視狀態下矯正視遠能力，提供清晰、寬闊的視野。而視近區2位于漸進多焦鏡片的下方，其光學中心在視遠區1中心下約10～18mm，鼻側2-2.5mm處。具體位置因漸進鏡片使用類型，設計方法以及校正老視程度、人眼瞳距和用眼習慣等的不同而有相應的差異。

漸進多焦鏡片的主要特征為：在鏡片上方固定的視遠區1和鏡片下方固定的視近區2之間有一段屈光力連續變化的過渡區域，該鏡片區域即稱為漸進區(或稱漸變區)3。在該區域，通過鏡片曲率半徑的逐漸減小而達到鏡片屈光力(度數)的逐漸增加，實現視遠區1與視近區2表面面形與屈光度的自然銜接，使由遠及近不同距離的視野無斷裂而能清晰成像，從而為佩戴者提供自遠點到近點全程、連續的清晰視覺。因此，漸進多焦鏡片越來越受人們的關注，其應用前景十分廣闊。現在國內外對于使用這類鏡片的需求不斷上升，然而，幾乎所有的漸進鏡片都是從海外進口，其價格昂貴、交貨期長都非常影響這類鏡片的推廣使用。

另外，在漸進區3的兩側為像差區(或稱像散區)4，當視線移向此區會視物變形，變形的程度與漸進片的設計及加光度有關。變形散光是漸進多焦鏡片很難克服的關鍵問題，雖然驗配得當的漸進區3能給予佩戴者清晰的視力，但在漸變區兩側將產生一定程度的成像變形，其變形程度和變形方向取決于鏡片設計的不同和附加度數的深淺，當眼球離開可用漸變區中心區域越遠，像質變形就越明顯。由于視近區2為球性設計，所以視近區2越寬，其周邊誘發出來的散光就越大，相反，視近區2越窄，其誘發周邊變形散光同樣隨附加度數的變化而改變，近閱讀附加度數越大，周邊變形問題就越明顯。在此同時，目前在市面上還沒有出現能夠矯正散光的漸進多焦鏡片。

近視、遠視和散光統稱為屈光不正或屈光缺陷，多數人眼都會多少有些散光，與球光缺陷共同一眼球。這是在人生生長發育時期逐步形成的眼球缺陷。散光缺陷比球光缺陷復雜一些，其大小是一個矢量(有方向的量)，多數可以用眼鏡矯正，并不可怕。近視、遠視、散光都屬于屈光不正。所謂屈光不正是由于晶狀體的曲率(通俗地說：凹凸程度)改變引起。

光線通過正常人的晶狀體后，影像正好聚焦在視網膜上，這稱為正視眼。近視眼的晶狀體曲率增大，光線通過晶狀體后，影像聚焦在視網膜之前，遠視眼正相反。近視和遠視眼的晶狀體的曲率改變是均勻的，而散光則不是均勻的改變，即在同一個晶體上，表面的凹凸不規則，從而造成光線的焦點不能聚于一點，這就是散光。如果這種凹凸程度具有一定的規律，(通常以360度圓周表示在那個方向上。)這就做規則性散光，這種散光可以使用散光鏡片來矯正。如果晶體完全無規則地凹凸不平，這樣的鏡片就無法加工了。矯正球光近視或球光遠視的鏡片叫球鏡。矯正散光的鏡片叫柱鏡。球鏡和柱鏡不能互相代替，但可以合制成一個鏡片。

另外，進行鏡片設計的設計軟件幾乎由國外大公司壟斷，因此，普通的配鏡企業或個人欲進行鏡片設計時，需要支出不菲的成本。

光電子領域熟知的光學設計的首選軟件是ZEMAX。該軟件擁有兩大特點，就是可以實現序列和非序列分析。在全球范圍內，這款軟件已經被廣大的應用在設計顯示系統，照明，成像的使用系統，激光系統以及漫射光的設計應用方面。ZEMAX是將實際光學系統的設計概念，優化，分析，公差以及報表集成在一起的一套綜合性的光學設計仿真軟件。包括光學設計需要的所有功能，可以在實踐中對所有光學系統進行設計，優化，分析，并具有容差能力，所有這些強大的功能都直觀的呈現于用戶界面中。ZEMAX功能強大，速度快，靈活方便，是一個很好的綜合性程序。ZEMAX能夠模擬連續和非連續成像系統及非成像系統。

綜上所述，如何結合ZEMAX軟件，設計出一種價格相對較低、交貨期短的漸進多焦鏡片，并在該漸進多焦鏡片上加上矯正散光的功能，具有非常重大的意義和應用價值。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種具有矯正散光的自由曲面漸進式鏡片的設計方法。