自由成型技術在鏡片制造中的應用

文 黃棟

1 鏡片設計中的個性化

自20世紀60年代第一代漸進鏡片誕生以來，人們一直在不斷地提高漸進設計的光學性能和質量?，F代漸進設計借助高性能的計算機輔助設備，進行極為復雜的“疊代法”設計，在設計中融入配戴者的個性化參數（最常用的如處方度數、鏡架尺寸等等），使不需要的像散減小到了數學極限，從而令配戴時動態視覺舒適且達到光學上的合理平衡，這就是個性化的漸進設計。例如，目前天鴻光學推出的全視域內漸進系列,能依據配戴者所選鏡框進行7種不同的漸進帶設計，絕大多數的個性化漸進產品將漸進設計面制作在靠近人眼的鏡片裝配面（內表面）上，因此這種產品也稱為“內漸進”產品。

為了創造出新的漸進設計，要求解出由數百個未知的和數千個可能的方程式組成的方程式系統，并且在設計漸進鏡片的度數分布時，使用極為復雜的樣條函數。但是，僅憑這個計算過程還不足以創造新的漸進設計，光學設計師不得不持續地修改計算面，以獲得想要的漸進面——這就是眾所周知的“疊代法”。

縱觀眾多不同的現代漸進設計理念，個性化一直是設計師們追求的理想，已然成為漸進設計的發展主流。隨著鏡片設計方法的不斷改進，現代漸進鏡片在個性化程度上已有所突破，使鏡片制造商生產出更為匠心獨運的產品，為配戴者提供適合個體的理想視覺解決方案（合理開闊的視野范圍、流暢平緩的視覺移動感）。

然而，優越的個性化設計，若沒有相匹配的制造手段，是無法將個性化的特點完美實現的，生產出的也只能是傳統型的漸進片。因此，必須升級傳統的制造模式，這就創造出全新的制造方式——自由成型技術Free-Form。下面我們分別來了解一下傳統制造模式和自由成型技術。

2 傳統制造模式

傳統漸進鏡片由車房通過加工大規模制造的半成品毛坯而成。這些由工廠制作的毛坯，其前表面設計有漸進片所需的基彎和下加光度數，后表面經車房研磨后，加工出所需的厚度和處方度數。在這種傳統的生產模式下，漸進鏡片的設計只能對基彎和下加光度優化，所以對基彎和下加光度相同的漸進鏡片配戴者，其漸進設計無疑都是一樣的，體現不出個性化特征。這就是所謂的“半成品漸進鏡片設計”。

這種傳統制造模式生產的最簡單的漸進鏡片對所有度數使用同樣的基本設計模式，計算每一基彎和下加度數（例如單一設計模式）。另外，許多現代型漸進鏡片根據不同的下加光度數（例如多重設計），或者基彎來改變鏡片的設計模式。這些基礎鏡片設計模式的光學分布基本能滿足不同類別的屈光不正配戴者（如老視等）的視覺需求。

但無論以上哪種設計模式，所提供的不同漸進面設計的毛坯數量都是有限的，無法滿足現代個性化的漸進設計的加工要求?；镜臐u進鏡片設計模式對不同的基彎和下加光度的組合只有微小的調整，其性能只適合于普通配戴者。即便是最先進的半成品鏡片設計也只能夠對一定范圍的處方度數個性化（而且通常沒有散光度數）。因此，配戴者個體的一些特殊要求，如處方度數、鏡架特征、獨特的視覺要求等，都會被忽略了。

傳統制造模式要想加工出理想的個性化漸進產品，就要對所有可能的處方度數所對應的漸進設計面，進行毛坯生產，而由此所增加的半成品毛坯數量是非常巨大的。這里還未將其他個性化參數及每種可能的個性化參數的組合考慮在內，若是這樣，其數字將會接近無窮大。因此個性化的漸進設計是無法通過這種制造模式實現的。設計師即使已經設計出相對理想的漸進產品，但由于傳統制造模式的限制，制造出的產品也只能體現其設計效果的一小部分，形同傳統漸進的效果。

3 自由成型制造模式

自由成型（也叫直接表面技術）制造技術使鏡片的設計可以為每位配戴者量身定做，充分“個性化”。使用適當的優化策略和軟件，漸進鏡片可以按照特定配戴者的屈光度等個性化因素進行個性化設計。自由成型技術實際上縮小了傳統鏡片設計技術和配戴者視覺需求之間的距離。

新生產模式使我們能夠優化基本設計，盡可能滿足配戴者個人的要求。由電腦控制的自由成形銑磨機可以直接在鏡片毛坯上根據所需的處方度數，加工出個性化的漸進設計表面。這使得車房可以為配戴者提供量身定做的漸進鏡片。

3.1 自由成形技術的優點

自由成型技術可以提供半成品鏡片不可能提供的卓越個性化設計所帶來的視光學表現。配戴者可以享受到舒適的視覺和寬闊的視域，這些都是根據配戴者的處方度數等參數進行的最優化設計的結果。

漸進鏡片還可以根據配戴者的人體工程學、生活方式和生物參數等相關因素為其進行個性化設計。

值得注意的是：如果沒有對配戴者個體處方度數等進行最優化（對遠用和ADD進行處方度數的補償），自由成型加工的內在優點是體現不出的。因此自由成型模式制造出的個性化漸進片，通常會表現出實際的測量度數（即修正值）與處方度數（即訂單度數）之間的差異。這些修正值（即預測的度數）將隨鏡片一起寄送出，作為處方度數補償的憑證。因為每只鏡片是單獨優化的，每只鏡片所期望的測量度數和實際的處方是有差異的，而這種差異是不同的。

3.2 檢驗自由成型鏡片度數

對許多自由成型漸進鏡片而言，后頂焦度用于ADD的測量驗證，然而，由于漸進片下加光度測量的復雜性，通過隱形標記驗證ADD更好。