说说非球面镜片等类型的镜片设计

巴布罗斯

　　眼镜是以矫正视力或保护眼睛而制作的简单光学器件，由镜片和镜架组成。有球面和非球面镜片。矫正视力用的眼镜有近视眼镜和远视眼镜、老花眼镜以及散光眼镜四种。眼镜既是保护眼睛的工具，又是一种美容的装饰品。从镜片的功能上讲，它具有调节进入眼睛之光量，增加视力，保护眼镜眼睛安全和临床治疗眼病的作用。对屈光异常引起的儿童斜视和伴有头痛的屈光异常患者，配戴眼镜后均可治疗。而眼镜架的功能，除其为镜片配套构成眼镜戴在人的眼睛上起到支架作用外，它还具有美容、装饰性。现代流行者强调，眼镜要有与时代人的面部化妆及服饰的和谐，反映社会阶层高、学问高雅、时尚等等象征。因此不同的眼镜，需要不同的镜片设计。
　　单光镜片。1、球镜和环曲面镜片。最普通的单光镜片，属于简单的新月型或环曲面镜片，通常前表面(凸面)是球镜，后表面(凹面)是球面或者环曲面。绝大部分镜片材料都可以应用这样的镜片设计。2、非球面镜片。可以制造出外观更平更薄的镜片，一般采用圆锥曲线设计，主要是椭圆曲线设计。非球面设计考虑了平基弧的镜片设计，没有增加周边的散光。常规镜片材料都可以应用非球面设计，最常用于中高折射率的树脂材料，目的是为了进一步减少镜片的厚度。
　　近年来，非球面镜片的应用不再局限于高度正镜片，低中度屈光力的镜片也广泛应用了非球面设计，不但改善了光学性能，也增加了美观性。应用非球面曲线设计可以获得更薄、更美观的镜片，而且也没有增加使人难以接受的像差，尤其是镜片周边的散光。
　　单焦点镜片：设计原理：几何光学原理(中心单焦点)解决问题：人眼中心与镜片光学中心光路匹配，可以在焦点范围内清晰成像。不足之处在于：1.只有镜片中心对焦，周边离焦。2.整个镜片只有一个度数，不符合人眼角膜变化的生理状况。3.佩戴同一副眼镜视远视近时，需通过眼睛不停调节晶状体才能清晰成像，相比非球面镜片，容易导致人眼易疲劳、眼疼、眼涩、青少年近视度数增加快、中老年人同时看远看近摘戴频繁;4. 对比度视力下降(晚上容易看不清)，眩光多。
　　渐进多交点镜片：设计原理：几何光学原理(局部多交点)。解决问题:1.解决了上中下光路看远看中看近的视距转换问题，从镜片由上至下变化的棱镜度 来调节视距，解决了三个方位的对焦问题。2..有从上到下逐级线性变化的镜片地形图;3在上下渐进带范围内看远看近，根据视线移动选择镜片上相应的焦点，可做到非球面镜片减少眼睛调节的功能。不足之处在于：1.度数从上到下离轴渐进，没有稳定光学中心，成像清晰度不如单焦点镜片;2.镜片左右存在盲区，左右视路看事物仍需眼睛调节晶状体，且成像模糊、容易 变形;3.无消炫功能。
　　自由对焦镜片：设计原理：空间波动光学原理(全视域自由对焦)。解决问题: 1. 全方位任意视角自由视，根据镜片上的无数焦点自动舒适对焦。2.采用自适应光学技术，从镜面外缘到光心有1900多级同轴渐进，有像素级清晰变焦功能，做到了真正的镜片光路全视域适配人眼生理光路。3. 从镜片中心到镜片外缘有与人眼角膜地形图相匹配的镜面地形图，全方位视路。都无需通过眼睛的调节便能清晰成像，减少人眼晶状体调节，长期佩戴能有效。可以像非球面镜片那样延缓视疲劳，抑制青少年近视度数增加，中老年人看远看近无需摘戴; 4. 采用波前像差原理，通过超精密的加工技术，使镜片达到锐聚焦的效果。 5. 个性化的定制，能弥合眼角膜患者的高、低阶相差;6. 能够有效地防止眩光，对司机、运动员有良好的消炫效果。
　　自20世纪60年代第一代渐进镜片诞生以来，人们一直在不断地提高渐进设计的光学性能和质量。现代对于球面和非球面镜片的渐进设计借助高性能的计算机辅助设备，进行极为复杂的“叠代法”设计，在设计中融入佩戴者的个性化参数(最常用的如处方度数、镜架尺寸等等)，使不需要的像散减小到了数学极限，从而令佩戴时动态视觉舒适且达到光学上的合理平衡，这就是个性化的渐进设计。
　　目前有许多人认为，镜片的折射率越高，镜片越薄，档次则越高。其实，这种理解是片面的。专家指出，不论是球面还是非球面镜片，高档次的镜片应该是指光学性能较好的镜片，它体现在透光率高、色散小、耐磨性好、防紫外线强、防辐射好等方面。高折射率镜片的优势主要是轻薄，而轻薄并不一定光学性能佳。消费者在选择镜片时，一定要根据不同的眼睛度数来选择适合自己的、性能表现优秀的镜片，盲目追求高折射率并不可取。镜片的作用对于眼睛而言，更多地体现在视力保护功能上。因此，选择时应着重考虑透光率、有害射线及电磁波阻隔程度、光稳定性、耐磨性等光学性能。