新型漸進多焦點鏡片的設計

文 汪山獻松 陳國貴

新型漸進多焦點鏡片的設計

文 汪山獻松 陳國貴

本文重點對漸進多焦點鏡片的光學設計進行定量分析。通過對漸進多焦點鏡片的非散光區(qū)面積的大小，通道的寬度和面積，上、下光區(qū)面積和上光區(qū)的視角的對比，建立起一套評價漸進多焦點鏡片設計的方法，為鏡片設計者提供參考模式和評價標準，以此更好地滿足消費者在眼鏡方面的需求?；谶@種評價方法，上海偉星光學有限公司設計了一種新型的漸進多焦點鏡片，可以提高漸進多焦點鏡片在佩戴過程中的舒適性和適應性。

1 引言

漸進多焦點鏡片的整體設計原理大同小異，只在非散光區(qū)面積的大小，通道的寬度和面積，上、下光區(qū)面積和上光區(qū)的視角等有所不同。漸進多焦點鏡片設計的精髓就在于對“小異”的控制。然而，對于大多數(shù)生產漸進多焦點鏡片的廠家和大眾消費者只能通過佩戴體會漸進多焦點鏡片的性能，國內尚缺乏漸近多焦點鏡片各參數(shù)的定量評價標準。然而，在國外，Sheedy JE, Buri M, Bailey IL在1987年就通過漸進多焦點鏡片的球光等高圖和散光等高圖對漸進多焦點鏡片進行過評價。2004和2006年，James E. Sheedy, O.D., Ph.D.兩次采用Rotlex Class Plus lens分析法對12種不同的漸進多焦點鏡片設計進行各種參數(shù)的綜合對比。James E. Sheedy比較全面地介紹了12種不同的漸進多焦點鏡片非散光區(qū)散光的大小、通道的寬度和面積、下光區(qū)的大小和面積的占比，但是并沒有給出這些參數(shù)與漸進多焦點鏡片在佩戴過程中舒適性和適應性的關系。

本文著重通過對漸進多焦點鏡片非散光區(qū)面積的大小、通道的寬度和面積、上、下光區(qū)面積和上光區(qū)的視角的對比，建立一套評價漸進多焦點鏡片設計的方法，為業(yè)內鏡片設計者提供參考，更好地滿足消費者在眼鏡方面的需求。基于這種評價方法，上海偉星光學有限公司設計了一種新型的漸進多焦點鏡片，可以在更大程度上提高佩戴者的舒適性和適應性。

2 方法

所有鏡片均采用上平，下加光為+2.00D，鏡片直徑為7.0cm。所有測量均按照生產廠家打印的標記來測量，以消除實驗室測量的公差。非散光區(qū)面積，通道的寬度和面積，上、下光區(qū)面積和上光區(qū)的視角均通過同一個標準來計算。

具體分析如下，首先測量出漸進多焦點鏡片球光等高圖和散光等高圖，如圖1、2所示。圖1是日本尼康漸進多焦點鏡片的散光等高圖，上光區(qū)為平光，下光區(qū)為+2.00D；圖2是該鏡片的球光等高圖。通過圖1可以得到該款鏡片散光低于0.50D的區(qū)域和其他高散區(qū)域的信息。非散光區(qū)面積是指散光低于0.50D的面積，其計算方法是沿著0.50D的散光線將散光等高圖剪開，然后通過稱量法計算出散光低于0.50D的區(qū)域在整個鏡片中的占比，通過占比和整體面積的乘積得出該面積的大小。圖2中給出了該款漸進多焦點鏡片的球光分布情況。

圖1 鏡片的散光等高圖

圖2 鏡片的球光等高圖

將圖1和圖2疊加，得到圖3。以球光低于0.50D、散光低于0.50D作為上光區(qū)，就可以清晰地畫出上光區(qū)的整體范圍，從而求出上光區(qū)的整體面積和夾角范圍。以球光高于1.50D、散光低于0.50D作為下光區(qū)，就可以求出下光區(qū)的整體面積。以球光在0.50D和1.50D之間、散光低于0.50D作為通道，可以得到通道的面積和寬度。

圖3 鏡片散光和球光等高圖的疊加圖

3 分析結果

為了檢驗漸進多焦點鏡片的評價體系，我們選擇了兩款漸進多焦點鏡片中典型的軟性設計和硬性設計進行對比分析。圖4是軟性設計球光和散光輪廓等高線圖。前文已經(jīng)介紹過，軟性設計的上光區(qū)較小，并有兩端上翹現(xiàn)象，也就是上光區(qū)的視角較窄，但是其通道和下光區(qū)較寬，鏡片上半部分視遠區(qū)的視力清晰度稍差些，使用視近區(qū)時眼睛需要更往下些才能到達較小的視近區(qū)域。圖5是硬性設計球光和散光輪廓等高線圖。硬性設計具有較大的上光區(qū)面積，同時上光區(qū)兩邊沒有上翹現(xiàn)象，這樣，佩戴者有很寬的遠用視角。硬性設計的優(yōu)點是將變形散光集中在特定的區(qū)域，有較大且更穩(wěn)定的視遠區(qū)域，其通道變窄和短。但其缺點是變形散光柱屈光度數(shù)增加太快、密度太集中。

圖4 漸進多焦點鏡片典型的軟性設計球光和散光輪廓等高線圖

圖5 漸進多焦點鏡片典型的硬性設計球光和散光輪廓等高線圖

按照我們提出的漸進多焦點鏡片的評價方法，將圖4和圖5的輪廓等高線圖轉變?yōu)榫€性等高圖，隨后再將其球光圖和散光圖疊加，就可以計算出非散光區(qū)面積，通道的寬度和面積，上、下光區(qū)的面積和上光區(qū)視角（鏡片直徑均為7.0cm，鏡片的表面面積為38.47cm2）。結果如表1所示。

表1 兩種不同設計的漸進多焦點鏡片各參數(shù)的定量對比

從表1中可以看出，兩種設計的非散光區(qū)面積比較接近。當前大部分漸進多焦點鏡片的非散光區(qū)面積差別均不大，非散光區(qū)面積和鏡片的總面積的比值都在56%左右。不同之處體現(xiàn)在通道的寬度和面積，上、下光區(qū)面積和上光區(qū)視角的設計。沒有任何一種漸進多焦點設計可以適合所有人。漸進多焦點的設計不能用優(yōu)劣來定義，漸進多焦點的設計各有所長，只能通過對通道的寬度和面積，上、下光區(qū)面積和上光區(qū)視角的調整，設計出一款最適合自己的漸進多焦點鏡片。不同佩戴者，對鏡片的要求也不盡相同。如果ADD是+1.50D，大多數(shù)漸進多焦點鏡片的設計都可以滿足配戴者的需求，最好選擇通道較寬和通道面積大的鏡片，尤其適合初次佩戴者，這樣可以更快地適應。如果ADD在+1.50D和+3.50D之間，就要看佩戴者具體的情況了。如果佩戴者對遠用區(qū)使用較多，具有佩戴經(jīng)歷，建議選擇上光區(qū)面積和上光區(qū)視角較大的漸進多焦點鏡片，反之還是佩戴通道寬度和面積較大的鏡片比較好。如果ADD在+3.50D以上的，一般都建議佩戴上光區(qū)面積和上光區(qū)視角較大的漸進多焦點鏡片。本漸進多焦點鏡片的評價體系著重漸進多焦點鏡片的定量分析，只能為選擇漸近多焦點設計提供一種參考，實際的佩戴選擇還需要根據(jù)佩戴者自身的習慣和眼鏡調節(jié)能力以及佩戴者的職業(yè)等實際情況而定。

為了使初次佩戴者能盡快適應，在較低的ADD加光時，一般是選擇通道較寬和通道面積大的漸進多焦點設計。然而，通過大量的市場調查發(fā)現(xiàn)，即便如此，仍然有很大一部分佩戴者難以適應，特別是當他們左右旁觀時。因此，提高軟性設計的上光區(qū)面積和視角是一個亟待解決的問題。上海偉星光學有限公司在原有的漸進多焦點軟性設計的基礎上提出了一種新型設計——超軟型漸進多焦點設計。其設計理念是在軟性設計的基礎上提高上光區(qū)面積和視角，而由此帶來的散光區(qū)的集中和通道的變窄變短則通過對盲區(qū)的散光鋪展來解決。該設計使得通道的寬度與面積和上、下光區(qū)的面積以及上光區(qū)視角都得以提高，如圖6所示。當然，缺點是上光區(qū)的散光整體提高。但對于佩戴者中占多數(shù)的老年佩戴者來說，他們對于散光的敏感度其實很低。試戴結果表明，在佩戴普通漸進多焦點失敗的100個案例中，有86個案例在佩戴該新型超軟設計鏡片后獲得成功。可見，上海偉星光學有限公司的超軟型漸進多焦點設計在鏡片的適應性和舒適性上得到很大的提高。

圖6 上海偉星光學有限公司的超軟性漸進多焦點設計

作者介紹

汪山獻松，男，1978年11月出生于安徽。2008年1月畢業(yè)于東華大學材料學院，取得博士學位。同年進入上海偉星光學有限公司主持研發(fā)部工作。主要從事中、高折射率樹脂材料的制備研究以及中、高折射率樹脂鏡片、抗疲勞樹脂鏡片和漸進片的工藝開發(fā)。

陳國貴，男，1959年6月生，浙江大學碩士學歷，高級工程師?，F(xiàn)任偉星集團總工程師，主要從事新產品研發(fā)與規(guī)劃。