一种双面渐进多焦点镜片的评价方法及设计方法与流程

本发明涉及光学镜片领域，尤其涉及一种双面渐进多焦点镜片的评价方法及设计方法。

背景技术：

1、渐进多焦点镜片也称为渐进片，能够解决看远距离物、中距离物和近距离物使用不同镜度的问题，也是青少年视力矫正的重要选择。对渐进多焦点镜片进行准确评价对其设计以及后期加工有着重要意义，是获得具备最佳的可视性的镜片的前提。

2、现有技术中，对渐进多焦点镜片进行评价的方法普遍只适用于对加工好的镜片进行测量和评价，并且在评价过程中显有考虑镜片和眼球的位置关系。公开号为cn103123420的中国发明专利，提出了通过镜片前后表面矢高分布数据计算双面自由曲面镜片的光学参数，最后推导出组合镜片的光焦度及散光分布，该专利提出的评价方法虽然考虑了镜片和眼球的位置关系，并且能够较准确地计算镜片的两个面生成的光焦度及像散分布，但其计算方法复杂，不利于嵌入到后续的优化算法中。

3、以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种双面渐进多焦点镜片的评价方法及设计方法，在光瞳圆周位置模拟若干对光线起点，来计算镜片的像散分布，更准确地反映使用镜片时的视觉效果。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种双面渐进多焦点镜片的评价方法，包括以下步骤：

4、确定待分析的镜片的前表面和后表面的镜面结构，及待分析的镜片的材料折射率；

5、在所述镜片的后表面设置多个离散样本点pbi，其中，1≤i≤j，j为样本点的整数数量；

6、按照预设的佩戴眼镜的镜眼关系，确定瞳孔中心位置；并根据预设的瞳孔直径，确定瞳孔圆周；

7、在所述瞳孔圆周上取n对光线起点，每一对光线起点关于所述瞳孔中心对称，n为光线起点对的整数数量；

8、对于每一个样本点pbi，通过以下方式确定其像散：

9、以平行于所述瞳孔中心向该样本点pbi的方向，确定第一对光线起点到所述镜片的后表面的两条光线，并光线追迹分别得到其与所述镜片的前表面的交点pfi-1和pfi-2，以及交点pfi-1处的出射矢量s1、交点pfi-2处的出射矢量s2；

10、获得出射矢量s1、s2的两条光线的交点pcross-i1，得到该交点pcross-i1到该样本点pbi的距离，并将该距离的倒数作为所述第一对光线起点的切面光焦度

11、获得同一个样本点pbi对应的其他对光线起点的切面光焦度至

12、确定同一个样本点pbi对应的各个切面光焦度中的最大值和最小值，并以其差值作为该样本点pbi对应的像散值△x’bi；

13、得到每个样本点对应的像散值，仿真所述镜片的像散分布，并以此作为评价所述镜片的依据。

14、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，在所述像散分布中确定预设像散阈值的等高线；

15、估算该预设像散阈值的等高线以内的区域面积；

16、若该等高线以内的区域面积小于预设的面积阈值，则评价所述镜片不合格。

17、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，通过以下公式计算得到出射矢量s1、s2的两条光线的交点pcross-i1：

18、normal＝s1×s2，

19、normal_1＝s1×normal，

20、normal_2＝s2×normal，

21、pf-3＝pf-2-pf-1，

22、pcross-i1＝pf-1+s1·(pf-3·normal_2)/(s1·normal_2)，

23、其中，s1为第一出射光线从镜片前表面的出射矢量，s2为第二出射光线从镜片前表面的出射矢量，normal，normal_1，normal_2均为中间计算变量，pfi-1表示第一出射光线与镜片前表面的交点，pfi-2表示第二出射光线与镜片前表面的交点，表示交点pf-2到交点pf-1的距离，pcross-i1表示出射矢量s1、s2的交点。

24、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，通过以下方式光线追迹得到第一对光线起点到所述镜片的后表面的两条光线与所述镜片的前表面的交点pfi-1和pfi-2：

25、作所述瞳孔中心向该样本点pbi的虚拟光线，并作平行于该虚拟光线的第一光线和第二光线，其中，所述第一光线、第二光线分别经过第一对光线起点；

26、根据所述镜片的后表面的镜面结构，确定所述第一光线与该后表面的交点pbi-1和该交点pbi-1处法线以及确定所述第二光线与该后表面的交点pbi-2和该交点pbi-2处法线

27、确定所述第一光线进入所述镜片后的折射光线方向以及所述第二光线进入所述镜片后的折射光线方向

28、结合所述镜片的前表面的镜面结构，确定交点pbi-1处折射光线方向的光线与所述前表面的交点pfi-1，以及确定交点pbi-2处折射光线方向的光线与所述前表面的交点pfi-2。

29、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，根据以下公式计算第一光线进入所述镜片后的折射光线方向

30、其中，为第一光线进入所述镜片后的折射光线方向，i1为镜片的材料折射率，为经过其中一光线起点的第一光线的方向，为交点pbi-1处法线向量；

31、以及根据以下公式计算第二光线进入所述镜片后的折射光线方向

32、其中，为第二光线进入所述镜片后的折射光线方向，i1为镜片的材料折射率，为经过其中另一光线起点的第二光线的方向，为交点pbi-2处法线向量。

33、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，通过以下方式确定交点pfi-1处的出射矢量s1、交点pfi-2处的出射矢量s2；

34、根据所述镜片的前表面的镜面结构，确定与所述前表面的交点pfi-1处法线以及确定与所述前表面的交点pfi-2处法线

35、确定镜片所处环境的介质折射率i2，通过以下公式计算交点pfi-1处的出射矢量s1：

36、其中，s1为交点pfi-1处的出射矢量，i2为镜片所处环境的介质折射率，为第一光线进入所述镜片后的折射光线方向，为交点pfi-1处法线向量；

37、通过以下公式计算交点pfi-2处的出射矢量s2：

38、其中，s2为交点pfi-2处的出射矢量，i2为镜片所处环境的介质折射率，为第二光线进入所述镜片后的折射光线方向，为交点pfi-2处法线向量。

39、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，在获得同一个样本点pbi对应的每对光线起点的切面光焦度至后，计算切面光焦度的平均值，作为该样本点pbi对应的平均光焦度；

40、得到每个样本点对应的平均光焦度，仿真所述镜片的平均光焦度分布，并以此作为辅助评价所述镜片的依据。

41、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，确定在所述平均光焦度分布中的预设位置处的平均光焦度值，所述预设位置包括远用区域和近用区域，若所述近用区域的平均光焦度为0，且所述远用区域的平均光焦度符合设计目标光焦度值，则评价所述镜片合格。

42、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，在所述镜片后侧的光轴上取与所述镜片后表面中心间距为预设镜眼距离的点为瞳孔中心位置；

43、以垂直所述光轴的方向确定所述瞳孔圆周所在的平面；

44、所述瞳孔圆周上的光线起点对为六对以上，且12个以上的光线起点在所述瞳孔圆周上等间距分布。

45、根据本发明的另一方面，本发明提供了一种双面渐进多焦点镜片的设计方法，利用上述任一技术方案或多个技术方案的组合所述的评价方法得到镜片的像散分布；

46、根据所述像散分布，调节镜片的设计参数，直至所述镜片的像散分布符合预设的标准。

47、本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：考虑用户的实际佩戴状态，采用在光瞳圆周位置模拟若干对光线起点，更贴近眼睛观测物体的实际情况，由此得到的像散分布理论上能够更准确地反映用户使用镜片时的真实视觉效果，提高镜片性能评价的准确度。