第!"卷第#期!$$#年%月光学技术&’()*+,(-*./)01-2345!"/35#678!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!$$#文章编号：9$$!:9%;!（!$$#）$#:$#%$:$<渐变眼镜片的设计及评价"韦剑剑，吴锋，沈为民（苏州大学现代光学研究所，苏州!9%$$=）摘要：介绍了渐变镜片的基本结构及工作原理，给出其基于狄利克雷条件的软设计方法。根据曲面的微分几何理论，对渐变镜片性能进行分析评价。举例设计了光焦度增量为!>%$?@9的几种渐变镜片。通过对其球面度和柱面度的数值分析，指出镜片子午线光焦度渐增方式的选取明显地影响镜片球面度和柱面度的大小和分布，由此，可设计满足不同使用要求的渐变镜片。关键词：渐变；眼镜片；软设计；非球面中图分类号：ABB;5#；(C"%"5=D9；(E9!#文献标识码：+!"#$%&’&(")’*+’,$-&-./0-%0"##$)"’(($,$-&#/"1,’1*"*"&#"#!"#$%&’()%&’，!*+,’-，./"0!,%(1%’（)FGHIHJHK3L63MKNF&OHIP74(KPQF343R83LC33PQ3S1FITKNGIH8，C33PQ3S!9%$$=，*QIF7）23#,0’1,：(QKU7GIPLK7HJNK7FMONIFPIO4K3LON3RNKGGITK7MMIHI3F4KFG（’+,）7NKIFHN3MJPKM5)HGG3LHMKGIRF?KHQ3MU7GKM3FVINIPQ4KHONIFPIO4KS7GRITKF5+PP3NMIFRH3HQKMILLKNKFHI74RK3?KHN8HQK3N83LPJNTIFRGJNL7PK，’+,’GOKNL3N?7FPKGSKNKKT74J:7HKM5+GKW7?O4KG，GKTKN74XIFMG3L’+,SIHQ!5%$?@97MMIHI3FSKNKMKGIRFKM5)HIGGQ3SF，HQN3JRQHQKFJ?KN747F748GIG3LHQKINGJNL7PKO3SKN7FM7GHIR?7HIG?，HQ7HHQKO7HHKNFG3LO3SKN7MMIHI3F743FR?KNIMI7F4IFKQ7TKGIRFILIP7FHIFL4JKFPKJO3FHQKMIGHNIUJHI3FG3LGJNL7PKO3SKN7FM7GHIR?7HIG?5)FHQIGS78，IHIGP3FP4JMKMHQ7HHQK’+,GHQ7H?KKHO7NHIPJ47NPINPJ?GH7FPKGP7FUKMKGIRFKM54"56-0(#：ON3RNKGGITK7MMIHI3F；GOKPH7P4K4KFG；G3LHMKGIRF；7GOQKNIPGJNL7PK7引言人们随着年龄的增长，眼睛的调焦能力逐渐衰弱，即称老视眼或老花眼，难以看清近处的物体。传统的矫正办法类似于矫正远视眼，配戴正光焦度镜片，但这种办法并不能兼顾视远和视近视力。理想的解决办法应配戴具有变焦能力的镜片，使得看近处时，镜片具有高的正光焦度；看远处时，具有低的、甚至负的光焦度。双焦点或者三焦点镜片就是为适应上述要求而提出的，但仍只能矫正二、三个特定距离处或附近的视力，清晰视力范围不连续。而且，由于光焦度变化不连续，会产生景物跳变现象，动态视觉效果较差。另外，这类镜片表面存在可见分界线，严重影响美观。更有效的办法是采用光焦度从上到下逐渐增加的镜片［9］，即渐变镜片（简称’+,）。随着人眼观察范围由远至近，这种镜片的光焦度逐渐增大。因此，只用一块镜片就能矫正所有视场处的视力，而且美观。早在9"B$年，&SKF+TKG就提出了渐变镜片［9］，目前-GI44KN等公司推出系列渐变镜片，越来越广泛地为市场接受。国内有关这类镜片的设计与研制报道并不多见。本文首先介绍渐变镜片的基本结构和原理；然后，介绍应用狄利克雷条件的软件设计方法，最后，给出光焦度增量为!5%?@9的渐变镜片的数值评价方法、及其具体设计结果和结论。8结构与原理渐变镜片是一种表面结构相当复杂的非旋转对称非球面。通常将此非球面设计和制造在朝向物方的镜片前表面上，称为渐变面，朝向人眼的后表面可根据散光、近视等具体情况设计成凹球面或非球面。如图9所示是一个渐变表面的正面投影图。其中位于上方的E+C-区和位于下方的+VV区分别代表视远区和视近区，位于镜片中央的)*区域称为中央过渡区，两边的)A区称为边缘过渡区，点!和$%#"收稿日期：!$$!:9$:!<基金项目：江苏省高校省级重点实验室基金资助课题（项目号：XYG$9$$<）作者简介：韦剑剑（9"B;:），男，江苏人，苏州大学硕士研究生，从事光学仪器、光学设计研究。万方数据图!渐变镜片基本特征点"分别位于视远区和视近区内，称为视远区参考点和视近区参考点，主渐变子午线##$（其走向由设计方法具体确定）穿过"%&’、()和%**区，!、"两点也在这条线上，此子午线是佩戴者注视正前方不同距离处时视线与镜片渐变面交点的轨迹。镜片光焦度由上至下逐渐连续增大，当人眼看远处物体时，使用"%&’区域，而看近处物体时，使用%**区域，...
