[发明专利]一种高曲率大口径自由曲面镜片的评价方法及其设计加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自由曲面镜片的评价方法及其设计加工方法，特别涉及一种高曲率大口径自由曲面镜片的评价方法及其设计加工方法。

背景技术

自由曲面技术即用于非对称复杂光学设计表面加工的技术。这些年来，此项技术已经在国际高端眼镜片行业得到较为广泛的应用。目前国际一流品牌镜片商根据自身的技术特点及市场需要推出了设计原理各异的多个品种的自由曲面镜片。自由曲面镜片主要以非球面镜片和渐进多焦点镜片为代表。在实际加工中发现，对于高曲率大口径自由曲面镜片的设计加工存在一定的难度。为获得最佳可视性，需要对高曲率大口径自由曲面镜片提出精确的评价方法，以便结合实际加工误差，调整设计参数，达到设计要求。

在本发明作出之前，中国专利（201010267451.3）公开了一种渐进多焦点眼用镜片及其制备方法。该专利中提到了依据现有技术在得到渐进多焦点镜片面形的初始矢高数据的基础上，根据微分几何中曲面曲率的知识求解二次方程得到各点最大曲率和最小曲率，并计算出球光度分布和散光度分布图以评价镜片的方法。这种评价方法可以给出各点球光度值和散光度值，但是不能给出各点的散光方向，对于评价高曲率大口径自由曲面镜片是不够的。

中国专利申请号（20131027992.2）公开了一种双面自由曲面镜片的评价、设计加工方法，提出了一种既能得到镜片各点球光度值和散光度值，又能得到各点的散光方向的评价方法。这种方法可以定量的评价镜片质量，使评价结果更合理，能够获得镜片的最佳可视性。然而，对于高曲率大口径自由曲面镜片，在偏离镜片中心较远的区域，这种评价方法得到的评价结果与理论值偏差较大，不能精确地评价镜片质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高曲率大口径自由曲面镜片的评价方法以及其设计加工方法。在设计过程中既能精确地评价高曲率大口径自由曲面镜片，又能给出镜片各点散光方向，然后根据评价结果并结合实际加工误差，调整设计参数再进行加工，能够降低了加工废品率，提高产品合格率，便于工业推广应用。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种高曲率大口径自由曲面镜片的评价方法，按如下步骤操作：

（1）根据镜片的初始矢高分布数据z(x,y)计算出镜片上各点最大曲率k_max(x,y)和最小曲率k_min(x,y)，以及对应的最大曲率的方向θ_max(x,y)和最小曲率的方向θ_min(x,y)，计算步骤如下：

（a）在笛卡尔坐标系o-xyz中，镜片上一点P(x_i,y_i,z_i)在xoy面上的投影为P₀(x_i,y_i,0)，ν为点P(x_i,y_i,z_i)的法线，计算镜片上一点P(x_i,y_i,z_i)的法线的方向余弦：