多视轴渐进多焦点自由曲面镜片评价及优化设计方法研究

The multi-optical-axis freeform progressive addition lens (PAL) is the lens, which is based on considering the real viewing conditions for using eyes of multi-optical-axis system to design the PAL. But first, the PAL needs to be processed for the present measurement and evaluation method and the designing error of the PAL is not analyzed in the design phase. The single-optical-axis evaluation method is used to inspect the distribution of surface power, astigmatic and axis values, and according to the measurement results to define the regions size of distance zone, near zone, intermediate zone and peripheral zone. But the optical property of the freeform PAL is not truly reflected by the single-optical-axis evaluation method in the multi-optical-axis situation. Therefore this project focuses on the research for the evaluation method of multi-optical-axis freeform PAL. In the design phase, the conformity and weight factor for the distribution of power, astigmatic and axis values of freeform PAL will be evaluated and then the normalization processing will be carried out, forming the corresponding threshold value of weight factor and optimizing the allocation of conformity and weight factor in the multi-optical-axis condition. On the basis of the above, the optimization design algorithm of multi-optical-axis freeform PAL will be proposed, and the optimized freeform PAL will be fabricated and worn to carry out the experience research by the patients, who suffered the refractive error. This study puts forward a new powerful approach for evaluating the freeform PAL and based on the previous accumulated work, the optimized design method and software of freeform PAL will be rolled out for China with autonomous intellectual property.

多视轴渐进多焦点自由曲面镜片是一种从多视轴角度考虑设计的渐变焦镜片。目前渐进多焦点镜片的测量与评价方法需先加工镜片，采用单视轴方式检验镜片的光焦度、散光和轴向分布，并按照测量结果定义镜片的远用、近用、加光通道及像散区域大小,在设计阶段不对镜片的设计误差进行分析。但单视轴评价方法并不能真正反映渐进多焦点自由曲面镜片在多视轴状态下的光学性能。本研究将对多视轴渐进多焦点自由曲面镜片评价方法进行研究，在设计阶段对多视轴状态下的渐进多焦点自由曲面镜片光焦度、散光和轴向分布进行符合度和权重因子评价，并归一化处理，得到对应权重因子阈值，优化符合度和权重因子分配。在此基础上提出多视轴渐进多焦点自由曲面镜片优化设计算法,并加工镜片及开展佩戴者体验研究。本研究工作将为渐进多焦点自由曲面镜片的评价提供新的途径，同时在前期积累工作基础上将推出优化的国内自主知识产权技术的多视轴渐进多焦点自由曲面镜片设计方法和软件。

多视轴渐进多焦点自由曲面镜片是一种从多视轴角度考虑设计的渐变焦镜片。目前渐进多焦点镜片的测量与评价方法需先加工镜片，采用单视轴方式检验镜片的光焦度、散光和轴向分布，并按照测量结果定义镜片的远用、近用、加光通道及像散区域大小,在设计阶段不对镜片的设计误差进行分析。但单视轴评价方法并不能真正反映渐进多焦点自由曲面镜片在多视轴状态下的光学性能。本项目通过在多视轴状态下建立直径为R mm 渐进多焦点自由曲面镜片m×n个网格格点模型，寻找了在多视轴状态下光焦度、散光和轴向分布与配镜者处方之间的符合度计算方法和其使配戴者感觉舒服舒适的阈值。研究了镜片在远光、近光、加光通道和像散区满足人眼配戴需求的符合度和权重因子分布矩阵，并归一化。计算了多视轴状态下渐进多焦点自由曲面镜片评价镜片的光焦度、散光和轴向分布的权重因子阈值。统计分析得出了归一化后各符合度值相对权重并提出弥补渐进多焦点自由曲面镜片在初始设计过程中由于设计计算导致的误差的相对权重计算方法，提出了满足配戴者舒适的光焦度、散光及轴向符合度的权重因子阈值。依据优化后的光焦度、散光和轴向符合度相对权重阈值，探讨基于网格格点的优化设计方法。根据优化设计方案得到了优化后的多视轴渐进多焦点自由曲面镜片面型，利用所拥有的内表面加工方式制作一定数量的优化后的渐进多焦点自由曲面镜片。.利用基于哈特曼-夏克传感器的多视轴渐进多焦点镜片测量实验平台，比较了优化前后镜片光焦度、散光和轴向之间的异同，预测和评估了优化效果，优化之后的镜片周边最大像散减少了一倍。选取了一定数量的配戴者，对优化后的多视轴渐进多焦点镜片进行配戴体验，效果良好，适应周期比原来减少，无明显不适。.本研究工作为渐进多焦点自由曲面镜片的评价和设计工作提供了新思想、新途径，实施性强，具有非常实际的应用前景。同时推出了优化的国内自主知识产权技术的多视轴渐进多焦点自由曲面镜片设计方法，镜片和对应的设计软件。