一种高曲率大口径自由曲面镜片的评价方法及其设计加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种高曲率大口径自由曲面镜片的评价方法以及其设计加工方法。使用本发明所述的技术方案除了能够评价一般的自由曲面镜片之外，还能精确地评价高曲率大口径自由曲面镜片，在对于高度数镜片或镜片边缘位置时其评价结果更加接近理论值，不仅能给出镜片各点的球光度值和散光度值，还能给出各点的散光方向。同时，该方法在设计过程中就能精确评价镜片，然后根据评价结果并结合实际加工误差，调整设计参数再进行加工，能够降低了加工废品率，提高产品合格率，便于工业推广应用。
【专利说明】—种高曲率大口径自由曲面镜片的评价方法及其设计加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自由曲面镜片的评价方法及其设计加工方法，特别涉及一种高曲率大口径自由曲面镜片的评价方法及其设计加工方法。
【背景技术】
[0002]自由曲面技术即用于非对称复杂光学设计表面加工的技术。这些年来，此项技术已经在国际高端眼镜片行业得到较为广泛的应用。目前国际一流品牌镜片商根据自身的技术特点及市场需要推出了设计原理各异的多个品种的自由曲面镜片。自由曲面镜片主要以非球面镜片和渐进多焦点镜片为代表。在实际加工中发现，对于高曲率大口径自由曲面镜片的设计加工存在一定的难度。为获得最佳可视性，需要对高曲率大口径自由曲面镜片提出精确的评价方法，以便结合实际加工误差，调整设计参数，达到设计要求。
[0003]在本发明作出之前，中国专利(201010267451.3)公开了一种渐进多焦点眼用镜片及其制备方法。该专利中提到了依据现有技术在得到渐进多焦点镜片面形的初始矢高数据的基础上，根据微分几何中曲面曲率的知识求解二次方程得到各点最大曲率和最小曲率，并计算出球光度分布和散光度分布图以评价镜片的方法。这种评价方法可以给出各点球光度值和散光度值，但是不能给出各点的散光方向，对于评价高曲率大口径自由曲面镜片是不够的。
[0004]中国专利申请号(20131027992.2)公开了一种双面自由曲面镜片的评价、设计加工方法，提出了一种既能得到镜片各点球光度值和散光度值，又能得到各点的散光方向的评价方法。这种方法可以定量的评价镜片质量，使评价结果更合理，能够获得镜片的最佳可视性。然而，对于高曲率大口径自由曲面镜片，在偏离镜片中心较远的区域，这种评价方法得到的评价结果与理论值偏差较大，不能精确地评价镜片质量。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种高曲率大口径自由曲面镜片的评价方法以及其设计加工方法。在设计过程中既能精确地评价高曲率大口径自由曲面镜片，又能给出镜片各点散光方向，然后根据评价结果并结合实际加工误差，调整设计参数再进行加工，能够降低了加工废品率，提高产品合格率，便于工业推广应用。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案:一种高曲率大口径自由曲面镜片的评价方法，按如下步骤操作:
[0007](I)根据镜片的初始矢高分布数据ζ (X，y)计算出镜片上各点最大曲率kmax(x，y)和最小曲率1^η(χ，y)，以及对应的最大曲率的方向Θ _ (X，y)和最小曲率的方向Θ min(x, y),计算步骤如下:
[0008](a)在笛卡尔坐标系o-xyz中，镜片上一点P(Xi, y” Zi)在xoy面上的投影为P0(xi； Yi, O), V SAP(XpypZi)的法线,计算镜片上一点P(Xi, y” Zi)的法线的方向余弦:
【权利要求】
1.一种高曲率大口径自由曲面镜片的评价方法，其特征在于包括如下步骤: (I)根据镜片的初始矢高分布数据Z (x，y)计算出镜片上各点最大曲率kmax(X，y)和最小曲率I^in(Xj),以及对应的最大曲率的方向0_(x，y)和最小曲率的方向Θ—Ο?,1-)，计算步骤如下: (a)在笛卡尔坐标系o-xyz中，镜片上一点P(Xi,Yi, Zi)在xoy面上的投影为P0(xi； Yi, O), V SAP(XpypZi)的法线,计算镜片上一点P(Xi, y” Zi)的法线的方向余弦:
2.一种高曲率大口径自由曲面的设计加工方法，其特征在于包括如下步骤: 设计步骤包括:根据客户需求，验光得到待加工镜片的参数，并计算得到镜片表面的矢高分布数据；评价步骤包括:权利要求1中所述的评价方法步骤； 调整设计参数步骤包括:根据前述评价步骤，并考虑到高曲率大口径自由曲面镜片的实际加工误差，调整设计参数，使镜片满足设计要求； 加工步骤:根据调整后的设计参数加工镜片。
3.根据权利要求2所述的高曲率大口径自由曲面镜片的设计加工方法，其特征在于还包括如下步骤:所述调整设计参数步骤后，再利用权利要求1所述的评价方法进行评价，然后根据评价结果，再次调整设计参数，再`进行加工步骤。
【文档编号】G02C7/02GK103487947SQ201310462689
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】秦琳玲, 陈晓羿, 余浩墨 申请人:苏州大学, 苏州苏大明世光学股份有限公司