[发明专利]一种方便调整最大像散分布区域的渐进镜设计方法

说明书

本发明提出了一种方便调整最大像散分布区域的渐进镜设计方法，首先建立关于光焦度准确性与像散最小化的评价函数；其次提出一套包含若干个未知系数的面形描述方程；最后将镜片上均匀分布的离散化点作为样本点，并结合控制系数构建评价函数，通过对评价函数使用最小二乘法，找到面形描述方程的最优系数解，使得所有样本点的评价函数之和最小。本发明的优点是可以保障光焦度过度的平滑性；同时，计算简单、速度快；而且，可以通过调整控制系数来方便地调整最大像散分布区域。

技术领域

本发明涉及一种渐进镜片设计方法，具体的说是一种方便调整最大像散分布区域的渐进镜设计方法，属于光学镜片技术领域。

背景技术

据了解，渐进镜片由于能够同时满足视远与视近的需求，又避免了双光镜等视远与视近转换时断裂等缺陷，应用日渐广泛。一般来讲，渐进镜片是应用自由曲面实现光焦度连续变化，通过屈光度的连续渐进增加过渡区，以实现视远区与视近区表面面型和屈光度的自然衔接，使得渐进镜片只用一块镜片就能矫正所有视场处的视力，提供一个连续的从远至近都清晰的视力。

渐进镜片表面一般可划分为视远区、视近区、像散区和渐进区（即过渡区）四部分，其中视远区位于渐进镜片上半部分的宽阔区域，可在人眼处于放松平视状态下矫正视远能力，提供清晰、宽阔的视野；视近区位于渐进镜片下半部分，可用来矫正视力；渐进区位于视近区和视远区之间，是一段屈光力连续变化的过渡区域，能够实现视远区与视近区表面面形与屈光度的自然衔接，使由远及近不同距离的视野无断裂而能清晰成像；渐进区的两侧为像散区，当视线移向像散区时会出现视物变形的现象，变形的程度与渐进镜片的设计及加光度有关。因此，变形散光是渐进镜片很难克服的关键问题，虽然验配得当的渐进区能够给予佩戴者清洗的视力，但是在渐进区两侧将产生一定程度的成像变形，其变形程度和变形方向取决于镜片设计的不同和附加度数的深浅，当眼球离开可用渐变区中心区域越远，像质变形就越明显。

检索发现，公开号为CN102419476B的中国专利公开了一种减小渐进多焦点镜片像散的优化方法，该方法采用全局像散优化方法，将初始矢高分布数据与一个新的自由曲面的矢高分布数据相加， 得到像散优化后的镜片面形矢高分布数据，使用该方法能有效减小镜片表面的最大像散，并扩大视远区清晰范围，提高配戴者的有效视区的屈光能力。然而，上述技术方案是针对像散较大的局部区域进行面形优化，无法考虑点跟点之间的关联性，降低了实现全局最优的可能性。

CN107065220B的中国专利公开了一种镜框匹配优化的个性化自由曲面渐变镜设计方法，该方法基于变分-差分的数学方法，引入眼镜镜框的轮廓函数，在镜框限定的镜片光学区域内优化镜片的像散，实现个性化的自由曲面渐变镜设计，设计时依据佩戴者的验光处方，结合其选择的镜框轮廓形状、佩戴习惯等个性需求，在变分-差分数值方法求解渐变镜自由曲面过程中构建个性化的优化评价函数，简化球镜度与像散权重函数的结构，在获得所需球球镜度设计分布的同时，有效降低镜框区域内的像散，使像散变化梯度更小，分布更加柔和，提升镜片有效视觉区域的工作性能，提高佩戴者的舒适度。上述两件专利采用的面形描述方式不同，优化过程也不同，但是优化效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足而提供一种方便调整最大像散分布区域的渐进镜设计方法。

本发明提供一种方便调整最大像散分布区域的渐进镜设计方法，包括以下步骤：

S1、建立关于光焦度准确性与像散最小化的评价函数；

S2、提出一套包含若干个未知系数的面形描述方程；

S3、将镜片上均匀分布的离散化点作为样本点，并结合控制系数构建评价函数，通过对评价函数使用最小二乘法，找到面形描述方程的最优系数解，使得所有样本点的评价函数之和最小。

本发明建立了一套包含待求面形未知系数及控制系数的评价函数，利用最小二乘法找到评价函数的极小值；从而可以通过调整控制系数来方便地调整最大像散的分布区域。

本发明进一步优化的技术方案如下：