本發明屬于光學鏡片領域，尤其涉及一種個性化漸進多焦點鏡片的設計方法及鏡片。

背景技術：

1、漸進多焦點鏡片是一種兼顧視遠視近成像需求的光學鏡片，在設計上克服了雙光鏡和三光鏡的局限，能夠實現光焦度從上到下連續平穩漸變，可以給佩戴者提供由遠及近的全部過程和連續的清晰視覺。對于當下人口老齡化嚴重和長期疲勞用眼的現狀，視力問題愈發突出和年輕化，漸進多焦點鏡片的應用在解決視力問題方面至關重要，近幾年受到人們的廣泛關注，有著良好的發展前景。

2、目前漸進多焦點鏡片的設計方法分為兩大類，其中一種是直接法，主要從設計中心子午線的曲率變化規律和光焦度輪廓線的分布方式入手，構建光焦度輪廓線函數與中心子午線不同位置的關系，進而確定整個面形的矢高分布。另一種是間接法，通過最小化鏡片質量誤差函數求得鏡片的面形矢高。然而隨著人們佩戴需求的增加和檢測設備精度的提高，人們不再滿足單一的鏡片設計，更加追求貼合自身需求的個性化精準鏡片設計。上述的兩種方法都還沒有明確提出基于不同需求的個性化設計，也不能完全保證在重點關注部分光焦度和散光的精確值，這就對鏡片的設計提出新的更高的要求。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明創造旨在提供一種個性化漸進多焦點鏡片的設計方法及鏡片，實現了個性化漸進多焦點鏡片的設計。

2、為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

3、一種個性化漸進多焦點鏡片的設計方法，包括：

4、設置漸進多焦點鏡片的后表面的鏡面參數；

5、根據鏡面參數，確定帶有約束條件的目標函數并劃分設定區域；

6、將每個離散點對應的初始矢高數據通過帶有約束條件的目標函數進行優化，直至設定區域內的所有離散點處的光焦度和散光同時滿足約束模型的約束條件，以達到約束條件的時刻的每個離散點對應的矢高數據，作為該離散點的優化矢高數據；

7、根據每個離散點的優化矢高數據，確定漸進多焦點鏡片的后表面的鏡面面形。

8、進一步的，鏡面參數包括視遠參考點位置、視近參考點位置、視遠區張角、視近區張角、視近區傾斜角度、視遠區預期光焦度、附加光焦度和折射率。

9、進一步的，帶有約束條件的目標函數的公式為：

10、j(z)＝i(z)+ω1(|p(xii,yjj)-p0(xii,yjj)|max-pconstra?int)+ω2(|a(xii,yjj)|max-aconstra?int)

11、其中，z:＝z(xi,yj)為每個離散點對應的矢高數據、xii為設定區域內每個離散點在x軸方向上的坐標、yjj為設定區域內每個離散點在y軸方向上的坐標、i(z)為優化的目標函數、ω1和ω2為設定懲罰參數、p(xii,yjj)為設定區域內每個離散點處的實際光焦度、p0(xii,yjj)為設定區域內每個離散點處的預期光焦度、pconstraint為設定區域內每個離散點處的光焦度的允許誤差、a(xii,yjj)為設定區域內每個離散點處的實際散光、aconstraint為設定區域內每個離散點處的散光的允許誤差。

12、進一步的，優化的目標函數的公式為：

13、

14、其中，n為x軸方向或y軸方向上離散點的數量、h(xi,yj)為漸進多焦點鏡片的后表面每個離散點處的平均曲率、k(xi,yj)為漸進多焦點鏡片的后表面每個離散點處的高斯曲率、α(xi,yj)為散光權重、β(xi,yj)為光焦度權重、g(xi,yj)為漸進多焦點鏡片的后表面每個離散點處的預期平均曲率、δs為每個離散點對應的小區域。

15、進一步的，離散點處的平均曲率的公式為：

16、

17、離散點處的高斯曲率的公式為：

18、

19、其中，k1和k2為漸進多焦點鏡片的后表面的主曲率、zx為z在x軸方向的一階偏導、zxx為z在x軸方向的二階偏導、zy為z在y軸方向的一階偏導、zyy為z在y軸方向的二階偏導、zxy是z在x軸方向和y軸方向的二階混合偏導。

20、進一步的，將漸進多焦點鏡片的后表面劃分為高權重區域和低權重區域，高權重區域包括視遠區域、視近區域和中間通道，低權重區域包括周邊區域；高權重區域的散光權重α(xi,yj)大于低權重區域的散光權重α(xi,yj)，高權重區域的光焦度權重β(xi,yj)大于低權重區域的光焦度權重β(xi,yj)。

21、進一步的，根據鏡面參數，將漸進多焦點鏡片的后表面劃分為視遠區域、視近區域和位于視遠區域和視近區域之間的中間區域，將中間區域劃分為多個子區域；

22、根據鏡面參數中的視遠區域的視遠區預期光焦度和視近區域的視近區預期光焦度，通過以下公式確定視遠區域的預期平均曲率和視近區域的預期平均曲率：

23、pb＝(1-n)kb

24、其中，pb為區域的光焦度、n為漸進多焦點鏡片的折射率、kb為區域的平均曲率；

25、根據視遠區域的預期平均曲率和視近區域的預期平均曲率，確定每個子區域的預期平均曲率，并通過高斯濾波進行平滑處理，以得到包含各個離散點的預期平均曲率g(xi,yj)。

26、進一步的，設定區域內每個離散點處的實際光焦度的公式為：

27、p(xii,yjj)＝(1-n)h(xii,yjj)

28、設定區域內每個離散點處的實際散光的公式為：

29、

30、其中，n為漸進多焦點鏡片的折射率、k1(xii,yjj)和k2(xii,yjj)為設定區域內每個離散點處的主曲率、h(xii,yjj)為設定區域內每個離散點處的平均曲率、k(xii,yjj)為設定區域內每個離散點處的高斯曲率；

31、離散點處的平均曲率的公式為：

32、

33、離散點處的高斯曲率的公式為：

34、

35、其中，k1和k2為漸進多焦點鏡片的后表面的主曲率、zx為z在x軸方向的一階偏導、zxx為z在x軸方向的二階偏導、zy為z在y軸方向的一階偏導、zyy為z在y軸方向的二階偏導、zxy是z在x軸方向和y軸方向的二階混合偏導。

36、進一步的，約束模型的公式為：

37、

38、s.t.|p(xii,yjj)-p0(xii,yjj)|max-pconstraint<0

39、|a(xii,yjj)|max-aconstraint<0

40、(xii,yjj)∈π

41、其中，π為設定區域的坐標范圍、p(xii,yjj)為設定區域內每個離散點處的實際光焦度、p0(xii,yjj)為設定區域內每個離散點處的預期光焦度、pconstraint為設定區域內每個離散點處的光焦度的允許誤差、a(xii,yjj)為設定區域內每個離散點處的實際散光、aconstraint為設定區域內每個離散點處的散光的允許誤差。

42、一種個性化漸進多焦點鏡片，根據上述的個性化漸進多焦點鏡片的設計方法設計而成。

43、與現有技術相比，本發明創造能夠取得如下有益效果：

44、本發明創造的實施例的個性化漸進多焦點鏡片的設計方法，可以基于不同使用者的條件設置不同的鏡面參數，從而可以自定義劃分區域，可以形成預期平均曲率和權重的個性化分布，以實現不同的帶有約束條件的目標函數的確定，實現了個性化漸進多焦點鏡片的設計。同時，根據鏡面參數劃分設定區域，對長時間、高頻次重點使用設定區域進行光焦度和散光的精準控制，在保證設定區域外的其他區域符合預期的情況下，使得設定區域的度數的準確性更高、視覺清晰度更好。