[發明專利]區域化自由曲面消像散漸變鏡及設計方法

有效

• 申請號: 202110675640.2
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113341590B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 厲以宇;夏日升;陳浩;瞿佳
• 申請（專利權）人: 溫州醫科大學
• 主分類號: G02C7/02
• 分類號: G02C7/02;G02C7/06;G02C7/04
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙) 33237
• 代理人: 江亮

1.區域化自由曲面消像散設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1,計算初始自由曲面的主曲率，獲取球鏡屈光力分布和像散分布，以像散軸向變化軌跡作為子區域劃分的參考中心線，對連續光滑的初始自由曲面進行子區域面型分割，子區域劃分至少要涵蓋自由曲面的像差分布區；

S2,根據初始自由曲面主曲率的差異對子區域面型進行二次優化，具體為：保持像散軸向變化軌跡線上的面型矢高和法線方向不變，在像散軸向變化軌跡線的正交方向上進行截面曲率和截面曲線的優化----使新的截面曲率更加接近或者等于像散軸向方向上的最小曲率，縮小主曲率之間的差異；

S3,根據初始像散軸向變化軌跡的空間位置分布，將優化后的各個子區域面型拼接組合，在拼接處采用插值過渡來消除面型的局部微小跳變，獲得連續光滑的區域化自由曲面。

2.根據權利要求1所述的區域化自由曲面消像散設計方法，其特征在于：S1中所述的球鏡屈光力分布是指曲面主曲率對應的表面屈光力，公式為：

P_i(x,y)＝(n-1)κ_i(x,y),i＝1,2，其中，n為鏡片折射率，其中κ_i代表主曲率。

3.根據權利要求1所述的區域化自由曲面消像散設計方法，其特征在于：S1中所述像散分布Astig(x,y)是指曲面最大屈光力與最小屈光力之差，公式為：

Astig(x,y)＝|P₁(x,y)-P₂(x,y)|。

4.根據權利要求1所述的區域化自由曲面消像散設計方法，其特征在于：S2中在像散軸向變化軌跡線的正交方向上進行截面曲率和截面曲線的優化，當選擇圓弧曲線，且截面曲率優化選用最小曲率時，已知曲率中心坐標為C_T(x_T,y_T,z_T)，則優化后的截面曲線與優化前的截面曲線之間存在矢高差：

其中，Δz(x_i,y_i)代表截面曲線在優化前后發生在坐標點(x_i,y_i)上的矢高變化，κ1為最小曲率和κ2為最大曲率。

5.區域化自由曲面消像散漸變鏡，包括鏡片，其特征在于：所述鏡片由權利要求1-4任意一項所述的區域化自由曲面消像散設計方法設計得到。

6.根據權利要求5所述的區域化自由曲面消像散漸變鏡，其特征在于：子區域面型的劃分與優化作用于鏡片的前表面和/或后表面。

7.根據權利要求6所述的區域化自由曲面消像散漸變鏡，其特征在于：像散軸向變化軌跡可涵蓋鏡片整個自由曲面或涵蓋鏡片漸變通道兩側的像差分布區域。