一種超環(huán)面散光眼鏡片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種模具澆注成型的眼鏡片及其制備方法，尤其涉及一種超環(huán)面 (ATORIC)散光眼鏡片及其加工方法，采用本發(fā)明制備方法，能有效減小模具的加工難度，大 大降低制備成本。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)矯正散光眼的眼鏡片為環(huán)曲面透鏡，透鏡的兩個(gè)表面一個(gè)為球面，一個(gè)為環(huán) 曲面，通常眼鏡行業(yè)稱之為球面散光鏡。起到矯正散光眼作用的環(huán)曲面在外表面的稱外散 鏡片，起到矯正散光眼作用的環(huán)曲面在內(nèi)表面的稱內(nèi)散鏡片。內(nèi)散鏡片無(wú)論在外觀還是成 像質(zhì)量方面都優(yōu)于外散鏡片，所以一般都采用內(nèi)散鏡片。球面散光鏡存在有眼鏡片邊緣厚 度不均勻、鏡片厚、重量大的缺點(diǎn)。
[0003] 中國(guó)發(fā)明專利CN1237366C公開了一種超環(huán)面散光眼鏡片，其超環(huán)面的一根基線 為高次非球面曲線，基線的垂直方向?yàn)榍蛎媲€。該超環(huán)面將環(huán)曲面矯正散光眼的功能與 非球面減薄鏡片、提高像質(zhì)的功能結(jié)合在一個(gè)面上，并將其稱之為散光面。所提供的超環(huán)面 散光眼鏡片可以減薄鏡片，提高成像質(zhì)量，且能緩解鏡片邊緣的不等厚，但對(duì)加工設(shè)備要求 尚，成本尚。
[0004] 中國(guó)發(fā)明專利CNl 105315C公開了一種用于矯正散光眼的同心年輪環(huán)透鏡，其一 個(gè)表面為復(fù)曲面，即前所述環(huán)曲面，另一面為同心年輪環(huán)。由于同心年輪環(huán)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性， 此種鏡片并不能緩解鏡片邊緣的不等厚。實(shí)用新型專利CN 202011091U公開了一種散光眼 鏡片制備模具，模具的上模座和下模座中至少有一個(gè)曲面是雙圓錐面，使用模具澆注的眼 鏡片適用于規(guī)模生產(chǎn)，具有成本較車房加工鏡片大大降低的特點(diǎn)。但對(duì)于散光眼鏡片而言， 由于通常都采用內(nèi)散鏡片，勢(shì)必要在下模座凸曲面上加工散光面。較之凹曲面，凸曲面的銑 磨和拋光所需時(shí)間長(zhǎng)，難度較大，對(duì)加工設(shè)備的要求高。采用現(xiàn)有技術(shù)提供的曲面函數(shù)形式 制作模具下模座，凸曲面上曲率處處不等，加工難度就更大，面型容易變形，成品率低，生產(chǎn) 成本高。
[0005] 球面散光眼鏡片厚度厚，邊緣厚薄不均勻。而現(xiàn)有技術(shù)公開的超環(huán)面散光鏡片，雖 然克服了上述缺點(diǎn)，卻對(duì)加工設(shè)備提出了更高的要求，生產(chǎn)成本高。即使采用模具澆注的方 式加工，由于在凸曲面上加工超環(huán)面，曲面容易變形，成品率低，生產(chǎn)成本仍然偏高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種不僅具備現(xiàn)有的超環(huán)面散光眼鏡片減 薄鏡片，成像質(zhì)量高，能緩解鏡片邊緣不等厚的優(yōu)點(diǎn)，并且能有效減小模具制備過程中模具 凸曲面的加工難度，大大降低生產(chǎn)成本的超環(huán)面散光眼鏡片及其制備方法。
[0007] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的技術(shù)方案是提供一種超環(huán)面散光眼鏡片的制備方法，采用模具 澆注成形工藝，所述的模具包括上模座和下模座，上模座為具有一個(gè)用于成形眼鏡片前表 面的凹曲面，下模座為具有一個(gè)用于成形眼鏡片后表面的凸曲面，依據(jù)待加工眼鏡片處方， 得到凹曲面和凸曲面并加工模具；在本發(fā)明技術(shù)方案中： 所述上模座的凹曲面為一個(gè)頂點(diǎn)無(wú)屈光度差異的超環(huán)面，在笛卡爾坐標(biāo)系上定義 所述的凹曲面，4由沿著內(nèi)法線穿過凹曲面頂點(diǎn)，X吵平面過凹曲面頂點(diǎn)并與Z垂直，所述的 超環(huán)面由以下函數(shù)確定：
， 其中，偽超環(huán)面頂點(diǎn)的曲率，足為X方向的二次曲線常數(shù)，々為7方向的二次曲線常 數(shù)，待加工眼鏡片為近視帶散光的眼鏡片，則尤>〇，盡>〇,且尤< 盡;待加工眼鏡片為遠(yuǎn) 視帶散光的眼鏡片，則尤< 〇,盡< 〇,且<%，辦，％分別為?向的高次 項(xiàng)系數(shù)，心分別為^方向的高次項(xiàng)系數(shù)；所述高次項(xiàng)系數(shù)的取值數(shù)量級(jí)范圍： 口 /?為 10 7 ~10 6，ajp /?為 10 11 ~10 'ajp /?為 10 15 ~10 13，a70fp 為 10 18 ~ 10 17, aj口 ~為 10 22 ~10 21; 所述下模座的凸曲面為一個(gè)環(huán)曲面，在笛卡爾坐標(biāo)系上定義所述的凸曲面，4由沿 著內(nèi)法線穿過凸曲面頂點(diǎn)，平面過凸曲面頂點(diǎn)并與4由垂直，所述的環(huán)曲面以X方向?yàn)?基軸方向，由以下函數(shù)確定：
， 其中，G為環(huán)曲面X方向的曲率，?為環(huán)曲面/方向的曲率，?，G與?的差值 依據(jù)待加工眼鏡片處方的散光要求得到。
[0008] 在本發(fā)明技術(shù)方案中，上模座和下模座上都刻有表征劣方向的軸線，上模座和下 模座的軸線對(duì)準(zhǔn)彼此接觸合模，形成具有超環(huán)面散光眼鏡片形狀空腔的模具。
[0009] 模具的材質(zhì)為玻璃，用于樹脂眼鏡片的澆注成型。模具的材質(zhì)為金屬，用于塑料鏡 片的注塑成型。
[0010] 本發(fā)明待加工眼鏡片的頂點(diǎn)球光度在-14. OOD到+10.0 OD之間，散光光度 在-0· 2?到-4. OOD之間。
[0011] 本發(fā)明技術(shù)方案還包括按上述制備方法得到的一種超環(huán)面散光眼鏡片。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 1、本發(fā)明提供的超環(huán)面散光眼鏡片由模具澆注成形，上模座上加工有一個(gè)超環(huán)面矢高 的凹曲面，下模座上加工有一個(gè)環(huán)曲面矢高的凸曲面，上模座凹曲面和下模座凸曲面的頂 點(diǎn)相距一定的距離邊緣接觸合模，形成具有超環(huán)面散光眼鏡片形狀空腔的模具，頂點(diǎn)相距 的距離即為成形眼鏡片的中心厚度。上模座和下模座上都要刻有表征環(huán)曲面基軸方向（X 方向）的軸線，合模時(shí)上模座和下模座的軸線彼此接觸對(duì)準(zhǔn)，確保模具內(nèi)空腔形狀對(duì)應(yīng)的鏡 片前表面在X方向上的彎曲程度小于Z方向上的彎曲程度，達(dá)到減緩散光眼鏡片邊緣厚薄 不均勻的目的。
[0013] 2、本發(fā)明將超環(huán)面和散光面分散在前后兩個(gè)表面上，前表面為頂點(diǎn)無(wú)屈光度差 異、在兩個(gè)垂直方向上具有不相同非球面系數(shù)的特殊超環(huán)面，起到減薄鏡片、提高成像質(zhì)量 的作用；后表面為普通的環(huán)曲面，起矯正散光的作用。眼鏡片由模具澆注成型，上模座凹曲 面上加工超環(huán)面，下模座凸曲面上加工環(huán)曲面，上模座與下模座對(duì)應(yīng)軸線合模，成型的散光 眼鏡片具有重量輕、鏡片周邊厚薄較均勻、成像質(zhì)量佳的優(yōu)點(diǎn)。
[0014] 3、本發(fā)明技術(shù)方案采用超環(huán)面加工在模具的上模座凹曲面上，相對(duì)于凸曲面而 言，加工難度降低。并且，此特殊的超環(huán)面具有頂點(diǎn)曲率無(wú)差異的特點(diǎn)，更進(jìn)一步降低加工 難度和提高成品率。而環(huán)曲面加工在模具的下模座凸曲面上，與普通模具澆注的球面散光 鏡片的下模座制備方法相同，可以用球面銑磨機(jī)進(jìn)行加工，工藝成熟。球面銑磨機(jī)價(jià)格僅數(shù) 萬(wàn)元，較之用于加工超環(huán)面的價(jià)格數(shù)百萬(wàn)元的自由曲面數(shù)控機(jī)床，設(shè)備投入費(fèi)僅約百分之 一。因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)和制備的模具澆注的超環(huán)面散光眼鏡片，能大大降低相應(yīng)特種模具生 產(chǎn)成本和難度，從而降低鏡片制造成本和有助于該產(chǎn)品的普及化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的近視鏡片模具結(jié)構(gòu)剖視示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的遠(yuǎn)視鏡片模具結(jié)構(gòu)剖視示意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的近視散光鏡片和同處方球面散光鏡片的基軸方向剖面矢 高圖、垂直方向的剖面矢高圖和鏡片邊緣一周厚度變化曲線圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的遠(yuǎn)視散光鏡片和同處方球面散光鏡片的基軸方向剖面矢 高圖、垂直方向的剖面矢高圖，和鏡片邊緣一周厚度變化曲線圖。
[0016] 圖中，1、上模座；11、成形眼鏡片前表面的凹曲面；2、下模座；21、成形眼鏡片后表 面的凸曲面。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0018] 實(shí)施例1 : 本實(shí)施例提供的近視散光鏡的處方為：頂點(diǎn)球光度-6D，散光度-2D，軸向45°，折射率 n=l. 598,鏡片口徑70毫米。處方中的散光軸向只在裝配眼鏡起作用，設(shè)計(jì)加工過程中不需 考慮。選取前表面頂點(diǎn)處屈光度為1D，則后表面環(huán)曲面基軸方向（寒方向）屈光度為7D，:# 方向屈光度為9D。
[0019] 本實(shí)施例提供一種散光眼鏡片，其前表面為一種特殊的超環(huán)面，在笛卡爾坐 標(biāo)系上定義超環(huán)面，4由沿著內(nèi)法線穿過超環(huán)面頂點(diǎn)，1 〇7平面過超環(huán)面頂點(diǎn)并與Z垂直，超 環(huán)面的面形由如下公式（1)確定：
(1) 式中，乙表示在位置（X，r)處超環(huán)面上的點(diǎn)到XOJ平面的垂直距離，稱為超環(huán)面曲面 的矢高，6為超環(huán)面頂點(diǎn)的曲率，尤為X方向的二次曲線常數(shù)，《為/方向的二次曲線常數(shù)， ~分別為X方向和/方向的高次項(xiàng)系數(shù)。由上述公式確定的超環(huán)面，其頂點(diǎn) 處各個(gè)方向上的曲率相同為G從頂點(diǎn)起在X、個(gè)垂直方向上以不同的曲率變化向外伸 展，二次曲線常數(shù)分別為疋和《，高次項(xiàng)系數(shù)分別為<%，辦，如，ajP ' "心，心。
[0020] 設(shè)計(jì)時(shí)，二次曲線常數(shù)和高次項(xiàng)系數(shù)的選取，超環(huán)面頂點(diǎn)在任意方向的曲率均為 G保證鏡片視區(qū)中心的頂點(diǎn)球光度和散光度能符合鏡片處方。同時(shí)為了鏡片能有良好的成 像質(zhì)量，超環(huán)面公式中還加入X方向的高次項(xiàng)和/方向的高次項(xiàng)，高次項(xiàng)系數(shù)的數(shù)量級(jí)為： CN 105137611 A IX m "ti 4/7 頁(yè)
應(yīng)用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行超環(huán)面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)不但要考慮減薄鏡片邊緣厚 度和減緩鏡片邊緣厚度的不均勻，還要考慮鏡片視場(chǎng)中心10毫米之內(nèi)區(qū)域保持穩(wěn)定的屈 光度值、有良好的成像清晰度，以及抵消加工尤其是拋光過程會(huì)產(chǎn)生的誤差影響。優(yōu)化設(shè)計(jì) 的結(jié)果得到一個(gè)符合要求的超環(huán)面，同時(shí)給出二次曲線常數(shù)和高次項(xiàng)系數(shù)的值。
[0021] 散光眼鏡片的后表面為環(huán)曲面，在X和個(gè)互相垂直的方向上曲率不同，在Xjz 笛卡爾坐標(biāo)系上定義環(huán)曲面，4由沿著內(nèi)法線穿過環(huán)曲面頂點(diǎn)，平面過環(huán)曲面頂點(diǎn)并與 ^垂直，環(huán)曲面的面形由如下公式（2)確定：
(2) 式中，乙表示在位置（X，^處環(huán)曲面上的點(diǎn)到XOJ平面的垂直距離，稱為環(huán)曲面的矢 高，G為曲面X方向的曲率，G為曲面7方向的曲率。G，X方向稱之為環(huán)曲面的基軸 方向。值由眼鏡片處方中的散光值確定。?的絕對(duì)大小則要由眼鏡片處方中的 頂點(diǎn)球光度值和鏡片前表面的曲率6?確定。由于€< ?，所以環(huán)曲面在X方向上的彎曲 程度較X方向小，如果前表面是個(gè)球面，則造成鏡片邊緣的厚薄不均勻。為了達(dá)到緩解鏡片 邊緣的厚薄不均勻的目的，前表面也必須要在X方向上的彎曲程度小于/方向上的彎曲程 度，本發(fā)明技術(shù)方案中，采用在X、/方向上二次曲線常數(shù)尤、《不相同的超環(huán)面設(shè)計(jì)。
[0022] 對(duì)于近視帶散光的眼鏡片，后表面的曲率大于前表面的曲率，要減薄鏡片邊緣的 厚度，可以在前表面設(shè)計(jì)一個(gè)二次曲線常數(shù)大于零的非球面，以增加邊緣的彎曲程度。旋轉(zhuǎn) 對(duì)稱的