蔡司泽锐镜片引领库存单光新纪元:自由曲面技术的突破与应用

根据市面上主流的非球和一款标杆的双非,得到了一个略有意外的结果:只有平均25%的范围可以达到中心视野一样的锐度(50mm范围)!低度数总体效果还不错,越到高度数和散光的视野范围越小。这也就解释了为何戴眼镜的人更习惯转头而不是转眼睛,因为边缘看不清。

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其实球面镜片并没有想象的那么差,因为其实非球的同时不同程度上都引入了新的像差。

双非扁平的优势很大,但光学质量并不是关注重点,总体来说扁平和成像质量是有矛盾的。

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每个屈光度有个最佳前表面曲率组合,现在总体商用镜片都是“偏平”的,也证明了单光镜片的清晰视野范围有较大提高的空间,也是有机会设计出自由度更高的面型实现更好的全视野效果的。

这就需要全新的生产方式把成熟的定制镜片设计转化到库存单光的生产中——自由曲面模具加工技术!

传统的热沉降模具生产,是用利用陶瓷加热软化玻璃平板,达到需要的面型。但这样的复制能力有限,面对复杂面型的复形能力也是不够的。所以,需要用全新设计的道具设备直接车削玻璃,而利用这样的模具复制批量生产,即可实现半定制的镜片设计和生产。

首先进行光学设计。建立模型,针对每个处方(多少度的近视远视)个性化的设计面型,包括球面和散光的优化。这个在自由度方面是介于双非和自由曲面之间的,设计自由度提升能带来更好的成像质量优化机会。

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球面镜片显然就一个自由度,不同位置的曲率是一样的。非球则是从中心到边缘曲率有变化,通常5级“变速”,这个时候如果有散光则还是普通柱面(曲率一致)。

而双非镜片考虑到散光的曲率和球面不同,加入了柱镜的曲率变化,为散光配戴者提升了边缘视觉。通常两个方向上一共9个变速点,而其余方向则用插值做近似。当然,也有双面非球,主要是突出在平薄方面的突破。

说到自由环面设计的镜片,它可以利用点对点加工技术做到整个扇形的精准优化,根据不同处方人群的情况,做出个性化的非球处理。比如100度近视和600度近视的人,眼球结构不同,所需的周边度数变化规律是不同的,不能像传统非球一样一招通吃。

其次是自由模具的成型及检测。利用全新设计的生产体系,做到玻璃模具的点对点加工,来实现上面所述的光学设计效果。

但对于很多树脂镜片来说,在固化过程中会有不同程度的面型改变,因此不是任何设计都能被满足的,要在根据做出的结果不断修正模具设计,优化出最终的版本,实现要的效果。

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之后的镜片还要再经历正常的加硬镀膜等工艺,才能成为一个合格的产品。

最终效果也是表现非常优秀的,基于实测的最终镜片,从老花到近视的优化效果略有不同,其中高度数高散光的近视和老花均有良好表现,平均清晰视野扩大了3倍。

此外,基于自由曲面加工技术的加持,也有机会“打破”之前镜片扁平和光学质量差的矛盾,在不牺牲光学质量的前提下把镜片做的更平更薄。

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那么,这种自由曲面的优势佩戴者能真正感受到吗?

蔡司选择了最有挑战的方式,可能是近年来少见的有人用单光镜片成人做了“双盲”测试。在双方都不知情的情况下,两幅一模一样的处方和镜架,镜片折射率和膜层都一样,对照组是新清锐非球面设计,佩戴后反馈哪个感觉更好。200人的规模,40岁以下成年人,由国内知名眼科医院组织,历时4年时间,蔡司完成了整个链条的升级,从理论模型的建立,到测量和优化的光学设计,再到生产制造,以及最后效果的检测及体验。

总体来说大概2/3的人能够感受到新的自由环曲设计的优势,其中高度数高散的细分组甚至可以达到80%以上的倾向。

蔡司光学用创新的成人单光双盲测试来验证自由曲面技术,以证实蔡司泽锐自由环面的概念是可以真正运用到目前最广泛使用的库存单光镜片中的。同时,这也意味着泽锐镜片或将能够引领库存单光镜片迈入新阶段。相信在未来,蔡司光学也将继续前进,让越来越多的消费者感受到自由曲面的优点,为之带去更好的更清晰的视光体验感。