[发明专利]一种全方位低斜向散光的非球面镜片及其设计方法

说明书

本发明涉及全方位低斜向散光的非球面镜片及其设计方法，本发明通过镜片的三阶象差近似理论，计算出镜片的斜向散光表达式，然后在指定前弯条件下，求解出斜向散光为零的k值，则以此为k值的非球面，在理论上全方位的斜向散光为零或近似为零。本发明设计的镜片既保持了镜片的美观,又具有点焦的特点，同时又具有比传统球面透镜边缘更薄的效果。

技术领域

本发明涉及镜片制造技术领域，具体涉及一种非球面镜片的制造。

背景技术

目前眼镜片最常见的是球光镜片,球光镜片在其主光路上具有良好的光学性能,考虑到人眼能够旋转的特性,人眼通过眼镜片观察景物时,大部分时间用的不是主光路,而是主光线不通过镜片光学中心的斜向光路.在斜向光路上,镜片失去了回转对称性,因而光学性能变差,会产生一个令人讨厌的“斜向散光”。这一散光存在于所有的镜片上,眼镜设计的主要目的也是尽可能地降低这一散光值。

切尔宁(Tscherning)椭圆为球面透镜提供了一个最佳基弯的选择,从而可设计出理论上斜向散光近似为零的镜片—点焦透镜。但这种透镜前弯比较陡,既不美观又不容易制造,因此并没有被广泛应用。

非球面的引入为在较平前弯的基础上设计出斜向散光为零成为了可能。但目前国内的非球面大多数都在追求边缘足够薄,而不是以消除斜向散光为目的的。或者以消除整个镜片的球差为设计目标。由于人眼瞳孔的存在,整个镜片的球差对眼镜而言是没有意义的。因此这二种非球面的设计均偏离了追求镜片光学性能的目的。

发明内容

为解决上述技术问题，发明提供了一种内非球面的设计方法:通过该方法,可在任意给定的前弯上,设计出斜向散光为零(或接近为零)的内非镜片。这种镜片既保持了镜片的美观,又具有点焦的特点,同时又具有比传统球面透镜边缘更薄的效果。斜向散光为零,更通俗的说法就是镜片在各个方法上观察物体时,均没有散光。

本发明的技术方案如下：

一种全方位低斜向散光的非球面镜片的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)定义非球面为剖面矢高，具体为如下方程的旋转对称曲面：

其中：

该方程中，参数x是直角坐标系统里面的X轴的坐标,物理意义是距离镜片中心的距离。

(2)设定镜片材料折射率为n，镜片前弯为F₁，镜片总屈光度为F，镜片后表面到人眼的旋转中心距离为

(3)计算如下参数：

(4)根据F₁和F计算镜片后表面屈光度：

F₂＝F-F₁；

(5)计算X：

X的物理意义是，X镜片的弯曲因子(表征镜处的弯曲程度)。

(6)计算Y与N

Y＝-1,N＝EX+FY；

Y是共轭系数，N是一个计算过程中为了描述方便的中间变量。

(7)计算s′,和