本发明公开了一种基于双曲正切函数及对数函数的渐进多焦点片镜及其设计方法。本发明技术方案是:构造一个双曲正切函数进行子午线设计,通过控制函数中的平移及缩放因子,可自由地控制远光区、近光区的位置及通道的长度;构建的特殊对数函数,对镜片上的曲光度分布进行定义,镜片的设计步骤得到了简化,具有减少计算量,节约设计时间的效果,同时,还保证了二侧的低散光,为个性化渐进片提供了优质的镜片设计方法。

本发明针对现有技术存在的不足，通过构造一个双曲正切函数进行子午线设计，通过控制函数中的平移及缩放因子，可自由地控制远光区、近光区的位置及通道的长度；通过构建特殊的对数函数定义镜面上的曲光度分布，大大简化了设计镜片的时间及计算量，并同时保证了二侧的低散光，提供了一种个性化、优质镜片及其设计方法。本发明的技术方案是提供一种基于双曲正切函数及对数函数的渐进多焦点片镜的设计方法，包括如下步骤：（1）依据渐进多焦点片镜的远光区弯度Md和近光区弯度Mr，按式：确定子午线上的镜片屈光度M(x)；其中，a为用于控制通道长度的缩放因子；为用于控制上、下光区位置的平移因子，为渐变区在远光区的起始点，为渐变区在近光区的终止点；(2)按式：计算得到镜片上的任意点与子午线上的对应位置u；

本发明提供了一种渐进多焦点眼用片镜及其设计方法，特别涉及一种基于双曲正切函数及对数函数的渐进多焦点片镜及其设计方法。

背景技术

渐进多焦点眼用镜片能同时满足视远和视近的需求，又避免了双光镜等视远与视近转换时视觉断裂等缺陷，目前渐进多焦点眼用镜片的应用日趋广泛。参见附图1，它是渐进多焦点眼用镜片概念的结构示意图，镜片表面可分为：视远区1、中间过渡区2、视近区3和像散区4等部分。视远区1为位于渐进多焦点镜片上半部分的宽阔区域，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3为位于视远参考圈中心下约10～18mm处，具体位置因渐进镜片使用类型，设计方法以及校正老视程度、人眼瞳距和用眼习惯等的不同而有相应的差异；中间过渡区2的长度、宽度和加光量以及加光量变化梯度即渐进度限定了配戴者眼睛的活动范围，直接决定了人眼对渐进多焦点眼用镜片的适用性。渐进多焦点眼用镜片具有上述的优点，其中，通道宽度和周边像散大小与配戴者的适应程度密切相关，因此，渐进多焦点眼用镜片的设计与优化是极其重要的关键的环节。

目前流行的设计方法大致可分为二类：直接法与间接法。这二种方法的前半部分基本是相同的，即根据远视区及阅读区的位置及加光要求，先设计子午线上的屈光度，然后在整个面上设计一系列等高线，使其与子午线相交，且这些等高线能无重叠地覆盖整个镜面。从而根据子午线上的屈光度及等高线来定义整个面上的屈光度分布。这二种方法的区别在于后续部分。直接法，通过子午线上的屈光度，设法计算出对应矢高曲线的曲率中心，及曲率半径。然后把对应等高线上的点都看成是这个曲率中心及曲率半径对应的圆弧面上的点。从而直接计算出整个曲面的矢高分布。而间接法，则通过定义镜片的边缘矢高后，通过数值求解一个特定的二维高阶偏微分方程来获得最后的矢高数据。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，通过构造一个双曲正切函数进行子午线设计，通过控制函数中的平移及缩放因子，可自由地控制远光区、近光区的位置及通道的长度；通过构建特殊的对数函数定义镜面上的曲光度分布，大大简化了设计镜片的时间及计算量，并同时保证了二侧的低散光，提供了一种个性化、优质镜片及其设计方法。

发明人：仇谷烽 崔旭东苏州大学坐落于素有“人间天堂”之称的历史文化名城苏州，是国家“211工程”“2011计划”首批入列高校，是教育部与江苏省人民政府共建“双一流”建设高校、国家国防科技工业局和江苏省人民政府共建高校，是江苏省属重点综合性大学。苏州大学前身是Soochow University（东吴大学，1900年创办），开现代高等教育之先河，融中西文化之菁华，是中国最早以现代大学学科体系举办的大学。在中国高等教育史上，东吴大学是最早开展研究生教育并授予硕士学位、最先开展法学（英美法）专业教育，也是第一家创办学报的大学。1952年中国大陆院系调整，由东吴大学之文理学院、苏南文化教育学院、江南大学之数理系合并组建苏南师范学院，同年更名为江苏师范学院。1982年，学校更复名苏州大学（Soochow University）。

本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明通过平移和缩放的双曲正切函数来设计镜片子午线上的屈光度分布函数，并以此来计算子午线上各点对应的曲率中心及曲率半径。

2、通过本发明，把子午线外的点通过设计的等高线归于子午线上相应点所对应的曲率中心及曲率半径的圆弧面上，从而完成整个镜面的矢高设计。由于等高线的特殊设计，保证了最后面形的散光分布比较良好。

3、本发明中，通过调整构造的双曲正切函数的平移和缩放因子，可方便地改变渐进片的远视和近视区的位置及通道的长度。

4、通过本发明编写的软件，几分钟内就能设计出一符合用户要求的渐进片面形，为用户的个性化定制提供了方便，极大地缩短了渐进眼镜的设计周期。

5、所设计的镜片具有在加光3.0曲光度，通道长度为12时，0.25D处的通道宽度大于3mm，0.5D处的通道宽度大于6mm。70口径范围内散光小于加光数的优良性能。

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