过去六十年，渐进式多焦点镜片已广泛用于老花眼治疗上，多以铸造方法成型。然而，在有限的产能下，传统的聚合物铸造方式成本过高。因此，本研究的目标是透过结合超精密钻石车削和精密射出成型，开发出独特且低成本的渐进式多焦点镜片制程。

挑战

• 光组件翘曲及不均匀的折射率分布，改变透过镜片传递至眼睛的光源。
• 塑料涂布不完全及高残留应力，容易造成混合玻璃聚合物制成的渐进多焦点镜片上，产生孔洞及嵌入件开裂。

俄亥俄州立大学的精密工程实验室，透过导入Moldex3D射出成型模拟技术来协助改善：

• 优化射出成型参数，以达到更好的质量及降低光学像差
• 优化光组件设计及塑料涂布参数 

Moldex3D光学模块协助确认适合的保压压力，以避免变型造成的问题

案例研究

为了解决上述的光学挑战，俄亥俄州立大学的精密工程实验室透过导入Moldex3D光学模块，研发一套新颖的射出成型方法，可以有效降低渐进多焦点镜片的光学像差。该方法是透过有限元素法，重建射出制程的翘曲表面与表面折射不完全的前导波。除了数值的模拟，同时也使用Shack-Hartmann波前量测仪来进行模拟结果验证。此外，混合玻璃聚合物制造成的渐进多焦点镜片，也可透过Moldex3D光学模块，来进行表面涂布聚合物融体的流动波前预测。

渐进式多焦点镜片是在良好生产条件控制下，透过精密射出成型所制成。为了评估渐进多焦点镜片的光学性能，利用Shack-Hartmann波前量测仪的数学运算功能，来进行镜面的光学性能量测。除了使用光学仪器做测量，也透过数值模拟，进行模压镜片的光学性能验证。

由Moldex3D光学模块所产出报告中的折射率变化和几何变形，是根据光学定理，计算出射出成型渐进式多焦点镜片的光学像差。光学像差的设计、模拟及量测，皆互相进行比较与分析。由于数值模拟与实验图具有高度吻合，模拟可以用来准确预测射出成型渐进多焦点镜片的光学像差。此外，Moldex3D同样精准地模拟出聚合物融体的流型，将玻璃聚合物渐进式多焦点镜片的塑料涂布结果变成可视化。

模拟结果(B)与实际波前量测(c)结果一致

Moldex3D可以精准模拟聚合物镜片中心的空洞问题 

从Moldex3D所产出的模拟结果，为了改善充填造成的包封现象，该光学零件聚合物镜片的厚度从0.126公厘增加至0.726公厘