变分法的基本原理

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变分法的基本原理范文第1篇

关键词：渐变焦； 眼镜片； 非球面

中图分类号： TH 74文献标识码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2012.06.008

引言

随着年龄的增长，人们眼睛的调焦能力逐渐减弱，成为通俗意义上的老花眼。传统的矫正方法是佩戴正光焦度镜片即老花镜，但这种方法不能兼顾矫正近视眼。人们需要一副兼顾远近的眼镜，由此单光镜逐渐发展成双光镜和三光镜，但由于其观察中距离效果不佳，每个区域的聚焦范围有限，不能获得全程的连续视觉，在分界线处存在“像跳”的现象，给使用者带来不便。在这种需求下，渐变焦眼镜应运而生。渐变焦镜片是一种光焦度由上而下逐渐增加的镜片，只用一块镜片就可以提供连续的由远而近都较清晰的视觉。

1907年美国人Owen Aves首次提出渐变焦镜片的构思[1]：镜片由前后两个曲面构成，将前面设计成球面形式，将后面设计为垂直（子午线）方向为弹道曲线状的曲面形式。1910年Henry Orford Gowlland提出了使用非球面技术解决镜片渐进的思想，但由于技术限制，并没有获得实际应用。1920年，伯莱恩和考涅特提出了新曲面的概念，即镜片的两个曲面由弯曲度自上而下逐渐加大的镜面构成，从而实现镜度自上而下逐渐增加的目的[23]。但是，这两种镜片有同样的明显缺陷：像差太大，超出人眼所能承受的限度，无法佩戴使用。

法国依视路公司的光学工程师Bernard Maitenaz于1958年获得了突破性进展，第一次描述了这种镜片的加工方法，同年，依视路公司研制出真正适合临床佩戴的第一副渐变焦眼镜，1959年依视路正式命名这种镜片为Varilux I，并将其投入市场一举获得成功[4]。

而后，1972年依视路又推出了第二代的生理性渐进镜片，相比第一代着重提高了中距离的视效，强调视觉均衡，而第三代的多样化设计渐进镜片则寻找了多种加光度的合理曲面，以解决不同年龄的老视者的需求，1993年推出了第四代以使佩戴者得到更接近正常生理状态的舒适型渐进镜片，2000年已经推出第五代全景超视渐进镜片以期佩戴者得到更完美的空间视觉和知觉[56]。

正是渐变焦眼镜市场有很好的发展前景，所以国内外很多学者都进行了相关的研究工作，包括用哈特曼传感器进行一些测量工作[7]、比较各种渐变焦镜片的设计方法[8]和对渐变焦子午线的相关研究[9]。但是大多学者都只是进行了一些分析工作，关于渐变焦镜片的详细设计方法和研制报告并不多见。文中介绍了渐变焦眼镜片的结构和原理，给出其子午线上光焦度分布和面型的设计方法，并分析子午线光焦度分布设计在渐变焦镜片研制中的作用。

1渐变焦眼镜片的结构