專(zhuān)利名稱(chēng)：用于視覺(jué)校正的雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于視覺(jué)校正的多級(jí)(multiorder)衍射透鏡，并具體涉及一種雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡，其用于治療遠(yuǎn)視和近視的視覺(jué)校正，且適于用在多種視覺(jué)校正應(yīng)用中，例如眼內(nèi)植入(IOL)、接觸透鏡或眼鏡片(眼鏡)。
背景技術(shù)：
多級(jí)衍射(MOD)透鏡用于將不同波長(zhǎng)的多個(gè)光譜成分引導(dǎo)到共同的焦點(diǎn)，并且在美國(guó)專(zhuān)利5,589,982中進(jìn)行了描述，通過(guò)引用將其結(jié)合在此。MOD透鏡具有多個(gè)環(huán)形帶結(jié)構(gòu)，該環(huán)形帶結(jié)構(gòu)具有限定帶的邊界的階躍高度，其以不同的衍射級(jí)將每個(gè)波長(zhǎng)的光衍射到共同的焦點(diǎn)。這樣的MOD透鏡還沒(méi)有被應(yīng)用到視覺(jué)校正的雙焦點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)中。
用于眼鏡的傳統(tǒng)的雙焦點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)由透鏡提供，該透鏡具有用于近的和遠(yuǎn)距離(遠(yuǎn)的)視覺(jué)校正的不同折射率的下部和上部區(qū)域。對(duì)于接觸透鏡和IOL，已經(jīng)提出了多焦點(diǎn)折射光學(xué)系統(tǒng)，其具有經(jīng)成形以提供不同折射率的中心帶、環(huán)形近視帶和環(huán)形遠(yuǎn)視帶的透鏡(或IOL鏡片)的前表面和/或后表面。這樣的雙焦點(diǎn)折射透鏡沒(méi)有利用用于近視或遠(yuǎn)視校正的衍射結(jié)構(gòu)。接觸透鏡和IOL的多焦點(diǎn)折射透鏡的例子示出在美國(guó)專(zhuān)利6,231,603，5,805,260，5,798,817，5,715,031，5,682,223和公開(kāi)號(hào)為US2003/0014107 A1的美國(guó)專(zhuān)利中。其它的多焦點(diǎn)折射透鏡有其它帶，例如成形為盤(pán)形、雙曲線(xiàn)或針輪形的近或遠(yuǎn)帶，如美國(guó)專(zhuān)利5,512,220和5,507,979所示，或成形為螺旋形的帶，如美國(guó)專(zhuān)利5,517,260和5,408,281所示。而且，對(duì)于相等的光焦度，折射透鏡一般比衍射透鏡厚，且在眼科的應(yīng)用中通常期望減少厚度，如接觸透鏡和IOL。
用于多焦點(diǎn)眼科應(yīng)用中的非MOD衍射光學(xué)系統(tǒng)存在有一種透鏡，其具有提供用于近視和遠(yuǎn)視校正的不同階躍高度的同心帶的衍射結(jié)構(gòu)的表面，例如，在美國(guó)專(zhuān)利5,699,142中所述。另一多焦點(diǎn)衍射透鏡，如美國(guó)專(zhuān)利5,748,282中所述，其具有相似的衍射結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有減小的階躍高度的區(qū)域以減小來(lái)自這樣的區(qū)域的光強(qiáng)度。還有如美國(guó)專(zhuān)利5,116,111中所述的多焦點(diǎn)的衍射透鏡，其也具有相似的非MOD衍射結(jié)構(gòu)，其中透鏡的基本焦度可由該透鏡的衍射結(jié)構(gòu)提供。美國(guó)專(zhuān)利5,699,142，5,748,282和5,116,111中所述的衍射透鏡由于依賴(lài)于非MOD結(jié)構(gòu)，而缺少M(fèi)OD透鏡可將不同波長(zhǎng)的光聚焦到共同焦點(diǎn)以用于近視或遠(yuǎn)視校正的能力。其它的非MOD光學(xué)系統(tǒng)可以被分割以提供多種區(qū)域，但不是多焦點(diǎn)。例如，美國(guó)專(zhuān)利5,071,207描述的一種具有盤(pán)形片段的非MOD衍射的透鏡，其中透鏡的所有的片斷限于將光聚焦到一個(gè)共同焦點(diǎn)。因此，現(xiàn)有的多焦點(diǎn)或雙焦點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)的方法已經(jīng)利用了折射面或非MOD結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要特征是提供雙焦點(diǎn)衍射透鏡，其利用多級(jí)衍射的(MOD)結(jié)構(gòu)以提供近距離和遠(yuǎn)距離處的視覺(jué)校正。
本發(fā)明另一個(gè)特征是提供雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡，其可適用于多種視覺(jué)校正應(yīng)用中，包括接觸透鏡、眼內(nèi)植入(IOL)和眼鏡片。
本發(fā)明另一個(gè)特征是提供使用MOD結(jié)構(gòu)的雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡，該結(jié)構(gòu)可具有用于附加焦度校正的折射表面。
本發(fā)明另外的特征是提供用于視覺(jué)校正的雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡，其中該透鏡的性能適于在高的(明視的)和低的(暗視的)照明度下人對(duì)光的感覺(jué)。
簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明具體體現(xiàn)為一種透鏡主體，該透鏡體具有一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域和一個(gè)或多個(gè)第二區(qū)域，該第一區(qū)域具有提供近視校正的第一多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)，該第二區(qū)域具有提供遠(yuǎn)視校正的第二多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)，其中該透鏡限定在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間劃分的孔徑。這樣的一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域可以表示一個(gè)或多個(gè)環(huán)形圈，或透鏡的其它部分，且第二區(qū)域可以占據(jù)第一區(qū)域外的透鏡孔徑的部分，例如中心區(qū)域和與第一區(qū)域環(huán)形圈交替的一個(gè)或多個(gè)環(huán)形圈。該透鏡可以是單個(gè)光學(xué)元件，其具有位于透鏡的相同的前表面或后表面上的第一區(qū)域和第二區(qū)域，或具有位于前表面或后表面之一上的第一區(qū)域和位于另外的表面上的第二區(qū)域。透鏡還可以由集成到透鏡主體中的多個(gè)光學(xué)元件提供，該透鏡主體具有前表面和后表面以及取決于光學(xué)元件的數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)中間表面。沿著透鏡的相同或不同的中間表面提供第一區(qū)域和第二區(qū)域以劃分透鏡孔徑。第一多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)和第二多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)的其中之一或兩者可以被有選擇地對(duì)明視覺(jué)和暗視覺(jué)性能進(jìn)行優(yōu)化。
在其它的實(shí)施例中，雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡由單個(gè)或多個(gè)元件透鏡主體提供，該透鏡主體具有用于遠(yuǎn)視校正的多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)和一個(gè)或多個(gè)折射區(qū)域以增加用于近視校正的焦度，或經(jīng)成形用于遠(yuǎn)視校正的折射率的單個(gè)或多個(gè)元件透鏡主體以及增加用于近視校正的焦度的多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的透鏡的每個(gè)MOD結(jié)構(gòu)將不同波長(zhǎng)的光導(dǎo)向用于期望的視覺(jué)校正的光焦度的單個(gè)焦點(diǎn)。該MOD結(jié)構(gòu)的特征在于包括限定帶邊界的多個(gè)帶，入射到衍射結(jié)構(gòu)上的光在該邊界處經(jīng)受光相移，多個(gè)帶將每個(gè)波長(zhǎng)的光以不同的衍射級(jí)m衍射到相同的焦點(diǎn)，使m大于或等于1。該帶可以在rj處徑向隔開(kāi)，并且所述半徑通過(guò)求解方程(rj)＝2πpj獲得，其中(rj)表示從衍射透鏡射出的波陣面的相位函數(shù)，并且p表示在多個(gè)波長(zhǎng)之一的帶邊界處跳躍的2π相位的數(shù)量，其中p是大于1的整數(shù)。上述并入的美國(guó)專(zhuān)利5,589,982更為詳細(xì)地描述了MOD結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的透鏡可以用于多種眼科應(yīng)用中，例如接觸透鏡、眼鏡片或眼內(nèi)植入(IOL)的透鏡，或用于眼睛的視覺(jué)校正的其它光學(xué)系統(tǒng)。


結(jié)合附圖并閱讀下面的說(shuō)明書(shū)，本發(fā)明的前面所述的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中圖1A和1B是本發(fā)明的第一實(shí)施例的雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡的兩個(gè)表面的平面圖，其中在圖1B的表面上設(shè)有用于近視和遠(yuǎn)視校正的兩個(gè)不同的多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)，且在圖1A的表面上設(shè)有衍射結(jié)構(gòu)；圖1C是圖1A和1B的透鏡的剖視圖；圖2A和2B是本發(fā)明的第二實(shí)施例的雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡的兩個(gè)表面的平面圖，其中沿著圖2A的表面上的環(huán)形區(qū)域設(shè)有一個(gè)用于近視校正的多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)，且在圖2B的表面上的環(huán)形區(qū)域和中心區(qū)域設(shè)有用于遠(yuǎn)視校正的第二多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)；圖3A和3B是本發(fā)明的第三實(shí)施例的雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡的兩個(gè)表面的平面圖，其中圖3B的表面沿著兩個(gè)不同區(qū)域具有分別提供遠(yuǎn)視和近視校正的多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)，且圖3A的表面沒(méi)有衍射結(jié)構(gòu)；圖4A和4B是本發(fā)明的第四實(shí)施例的雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡的兩個(gè)表面的平面圖，其中每個(gè)表面沿著劃分透鏡的孔徑的區(qū)域具有用于近視和遠(yuǎn)視校正的不同衍射的多級(jí)結(jié)構(gòu)；圖5是本發(fā)明的第五實(shí)施例的雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡的剖視圖，具有用于遠(yuǎn)視校正的多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)的一個(gè)表面和沿著透鏡的其它表面用于近視校正的折射曲面；圖6-8是雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡的其它實(shí)施例的剖視圖，該透鏡具有集成到單個(gè)透鏡主體中的兩個(gè)光學(xué)元件；圖9-14是雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡的更多實(shí)施例的剖視圖，該透鏡具有集成到單個(gè)透鏡主體中的三個(gè)光學(xué)元件，其中中間光學(xué)元件可以是空氣、液體、或固體透鏡材料；圖15是雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡的另外的實(shí)施例的剖視圖，該透鏡具有集成到透鏡主體中用作眼鏡片的兩個(gè)光學(xué)元件，該眼鏡片具有用于近視校正的多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)和用于遠(yuǎn)視校正的透鏡主體的折射率；圖16和17是雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡的又一實(shí)施例的剖視圖，該透鏡具有集成到透鏡主體中用作眼鏡片的三個(gè)光學(xué)元件，該眼鏡片在圖16中的第一元件和第二元件之間和圖17的第二元件和第三元件之間具有多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)，并具有用于遠(yuǎn)視校正的透鏡主體的折射率；以及圖18，19和20是三個(gè)多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)的效率對(duì)波長(zhǎng)的曲線(xiàn)圖，該結(jié)構(gòu)具有不同的p值，p是表示作為2π倍數(shù)的最大相位調(diào)制的整數(shù)，其中該效率的峰值對(duì)應(yīng)于人對(duì)于明視覺(jué)和暗視覺(jué)的光的感覺(jué)的峰值。
具體實(shí)施例方式
參考圖1A、1B和1C，示出的雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射(MOD)透鏡10具有透鏡主體11，透鏡主體11在圖1A和圖1B中分別具有第一表面12以及第二表面13。表面12和13可以分別表示透鏡的前表面和后表面。表面13具有第一環(huán)形區(qū)域14，該環(huán)形區(qū)域14具有提供用于近視校正的焦距(或光焦度)的MOD透鏡結(jié)構(gòu)，以及位于第一環(huán)形區(qū)域14外的第二區(qū)域16，其中第二區(qū)域16具有用于遠(yuǎn)視校正的焦距(或光焦度)的MOD透鏡結(jié)構(gòu)。區(qū)域16表示中心部分16a和環(huán)形部分16b。區(qū)域14和16的MOD透鏡結(jié)構(gòu)如上述并入的美國(guó)專(zhuān)利5,589,982所述，其中區(qū)域具有階躍高度的帶，在與透鏡使用者的眼睛的期望焦距相一致的焦度處提供雙焦點(diǎn)視覺(jué)校正。圖1A-1C表示雙焦點(diǎn)MOD透鏡的一個(gè)實(shí)施例，其中區(qū)域14和16在透鏡的后表面13上形成，以劃分或分離透鏡10的孔徑，且前表面12沒(méi)有衍射焦度。圖1C中的透鏡主體11的曲面是為了例示的目的，該透鏡主體可以是諸如盤(pán)的其它形狀，其取決于特定的眼科應(yīng)用?？蛇x地，區(qū)域14和16可以設(shè)在透鏡的前表面12上，且后表面13上沒(méi)有焦度。圖2A和2B表示依照本發(fā)明的透鏡的另一實(shí)施例的前表面和后表面。在該實(shí)施例中，雙焦點(diǎn)MOD透鏡10在前表面12上具有區(qū)域14并在透鏡的后表面13上具有區(qū)域16，以劃分透鏡的孔徑，而不是在同一表面上，如圖1B中所示?？蛇x地，在圖2A和2B中，區(qū)域14和16可以分別設(shè)在后表面13和前表面12上。而且，盡管示出了一個(gè)環(huán)形區(qū)域14，但是區(qū)域14可以有與區(qū)域16的多個(gè)環(huán)形部分交替的多個(gè)環(huán)形區(qū)域。
圖3A和3B示出雙焦點(diǎn)MOD透鏡10的另一實(shí)施例，其中沿著基本占據(jù)透鏡上部的月牙形部分形成了區(qū)域16，且在透鏡的剩余的下部部分上形成了區(qū)域14，以劃分透鏡孔徑。類(lèi)似地，圖3A和3B的區(qū)域14和16可以是在相同的表面12或13上，或可以在透鏡的表面12或13上被分離，如圖4A和4B中所示。在圖3A、3B、4A和4B中，表面12和13可以表示透鏡的前表面和后表面，或反之亦然。
圖5示出雙焦點(diǎn)透鏡10的另一實(shí)施例的剖視圖，雙焦點(diǎn)透鏡10沿著整個(gè)表面13具有用于遠(yuǎn)視校正的MOD結(jié)構(gòu)，且沿著沿表面12的環(huán)形區(qū)域17具有折射曲面以增加用于近視校正的焦度，而沒(méi)有用于近視校正的MOD結(jié)構(gòu)。盡管示出了單個(gè)環(huán)形區(qū)域17，但是沿著表面12可以設(shè)有多個(gè)環(huán)形區(qū)域?？蛇x地，雙焦點(diǎn)透鏡10的基本焦度可由用于遠(yuǎn)視校正的折射提供，并由用于近視校正的表面13上的MOD結(jié)構(gòu)提供增加的焦度。
透鏡10包括透射材料，例如一般用在接觸透鏡、IOL的光學(xué)部分或眼鏡(例如，一般用于特定的接觸、IOL或眼鏡應(yīng)用的塑料、硅樹(shù)脂、玻璃或聚合體)的制造中。提供衍射光學(xué)表面的典型的處理，例如蝕刻或模制，可以形成透鏡的MOD結(jié)構(gòu)的帶。例如，來(lái)自Keene，NH的Precitech公司的微英寸技術(shù)(single point diamond turning)機(jī)械可以用來(lái)在透鏡的一個(gè)或多個(gè)表面上提供MOD結(jié)構(gòu)。雖然圖1A、1B、1C、2A、2B、3A、3B、4A、4B和5的透鏡10可以用于多種眼科應(yīng)用中，但是它們可以通過(guò)結(jié)合與IOL一起使用的觸覺(jué)或支撐結(jié)構(gòu)而在IOL透鏡中是特別有用的，如用于其它典型的IOL透鏡中，例如，參考美國(guó)專(zhuān)利6,406,494，6,176,878，5,096,285或公開(kāi)號(hào)為2002/0120329A1，2002/0016630A1，2002/0193876A1，2003/0014107A1或2003/0018385A1的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，或沒(méi)有典型的觸覺(jué)結(jié)構(gòu)，如美國(guó)專(zhuān)利4,769,033所示。同樣地，如果需要，依據(jù)在近視校正和遠(yuǎn)視校正之間劃分的透鏡孔徑的期望的部分，圖中所示的區(qū)域14和16可以在透鏡10上轉(zhuǎn)換。圖1A-1D、2A、2B、3A、3B、4A和4B示出提供透鏡主體的單個(gè)光學(xué)元件。還可以使用多個(gè)集成到一起的光學(xué)元件來(lái)提供透鏡10，從而來(lái)提供該透鏡的主體，如下所示。
參考圖6-8，示出的透鏡10的實(shí)施例有兩個(gè)光學(xué)元件10a和10b，其中的衍射分布圖(profile)設(shè)在中間表面18上，中間表面18表示光學(xué)元件10b的前表面19a或光學(xué)元件10a的后表面19b，在透鏡的前表面20和后表面21之間。表面19a和19b被成形為(即，一個(gè)表面的衍射分布圖與另一表面的相反的衍射分布圖)，使得當(dāng)光學(xué)元件被彼此粘結(jié)(例如液體粘合劑)、溶合、或被封在一起時(shí)，它們彼此可緊密配合。光學(xué)元件10a和10b由具有不同折射指數(shù)的不同材料制成，使得光可以由區(qū)域14和16的MOD結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)匮苌?。在透鏡的中間表面18上設(shè)有衍射結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，透鏡的前表面和/或后表面可以是基本平滑的，并因此當(dāng)這樣的透鏡用作接觸透鏡時(shí)更為舒適。圖6具有沿著表面18的衍射分布圖，類(lèi)似于圖1B具有中心區(qū)域16并且環(huán)形區(qū)域14和16以遞增的直徑交替直到透鏡10的邊緣，并且區(qū)域14的MOD結(jié)構(gòu)提供近視校正，區(qū)域16的MOD結(jié)構(gòu)提供遠(yuǎn)視校正。在圖6的透鏡10中，透鏡的折射率可以是零或最小。圖7具有沿著表面20的環(huán)形折射區(qū)域22，表面20具有曲面以將另外的焦度提供給用于近視校正的透鏡，且整個(gè)表面18可以提供用于遠(yuǎn)視校正的衍射分布圖，而沒(méi)有用于近視校正的MOD結(jié)構(gòu)。換句話(huà)說(shuō)，在圖7中，穿過(guò)折射區(qū)域22的光提供增加到表面18上的MOD結(jié)構(gòu)的基本焦度上的焦度，以使近視校正能夠進(jìn)行。雖然示出了兩個(gè)折射區(qū)域22，但是還可以提供一個(gè)或多于兩個(gè)的環(huán)形區(qū)域22。圖8不同于圖7之處在于，用于遠(yuǎn)視校正的基本焦度由光學(xué)元件10a和10b提供的透鏡10主體的折射曲面提供，且沿著表面18是環(huán)形區(qū)域14，其具有增加用于近視校正的焦度的MOD結(jié)構(gòu)，而沒(méi)有用于遠(yuǎn)視校正的MOD結(jié)構(gòu)。
參考圖9-14，示出的透鏡10的實(shí)施例有三個(gè)光學(xué)元件10c、10d和10e，其中衍射分布圖設(shè)在透鏡前表面25和后表面的26之間的中間表面24上。光學(xué)元件10e表示基部，光學(xué)元件10c表示外殼，其被粘結(jié)(例如由液體粘合劑)、溶合、或被封到基部上，且光學(xué)元件10d表示占據(jù)光學(xué)元件10e和10c之間的界面的空氣、液體或固體透鏡材料。圖9示出光學(xué)元件10c后表面上的中間表面24，其具有分割透鏡孔徑的區(qū)域14和16的MOD結(jié)構(gòu)，且與圖1B類(lèi)似，但具有中心區(qū)域16，并且環(huán)形區(qū)域14和16以增加的直徑交替直到透鏡10的邊緣。可選地，中間表面24可以表示面對(duì)光學(xué)元件10d的光學(xué)元件10e的前表面，如圖10所示。此外，可以提供鄰接元件10c、10d和10e之間的多個(gè)中間表面24，且中心和環(huán)形區(qū)域16設(shè)在這種中間表面的其中之一上，且環(huán)形區(qū)域14設(shè)在另外一個(gè)這樣的中間表面上以劃分圖9或10的透鏡孔徑。在圖9和10的透鏡10中，透鏡的折射率可以是零或最小，但是用于近視或遠(yuǎn)視的附加折射率可以加到透鏡主體上。圖11示出在光學(xué)元件10c的后表面上具有表面24的透鏡，且光學(xué)元件10c和/或10e被成形為以提供折射曲面，該曲面將基本焦度提供給用于遠(yuǎn)視校正的透鏡。在圖11中，表面24的衍射分布圖有環(huán)形區(qū)域14，該區(qū)域提供MOD結(jié)構(gòu)以增加用于近視校正的焦度，而沒(méi)有用于遠(yuǎn)視校正的MOD結(jié)構(gòu)。圖12示出透鏡10，其在光學(xué)元件10e的前表面具有表面24，且有光學(xué)元件10c和10e(以及元件10d，如果是固體光學(xué)透射材料)的透鏡10的折射曲面以提供用于遠(yuǎn)視校正的基本焦度，以及在表面24上具有用于近視校正的MOD結(jié)構(gòu)的環(huán)形區(qū)域。圖13示出透鏡10，其具有在光學(xué)元件10d上的中間表面24，以及在光學(xué)元件10e的前表面上的區(qū)域或圈28，光學(xué)元件10e具有增加用于近視校正的折射率的曲面。圖14示出透鏡10，其具有在光學(xué)元件10e前表面上的表面24，且具有在光學(xué)元件10d的后表面上的區(qū)域或圈29，光學(xué)元件10d具有增加用于近視校正的折射率的曲面。在圖13和14中，在表面24上設(shè)有用于遠(yuǎn)視校正的MOD結(jié)構(gòu)，而沒(méi)有用于近視校正的MOD結(jié)構(gòu)。
在圖9-14中，當(dāng)光學(xué)元件10d是固體光學(xué)透射材料而不是空氣或液體時(shí)，它具有相反的表面特征的形狀，以緊密配合元件10c或10d上的表面24的衍射分布圖，如果存在的話(huà)，還具有相反的表面特征以分別緊密配合沿著元件10e或10c的折射特征28或29。此外，當(dāng)光學(xué)元件10d是固體材料時(shí)，它可以被粘結(jié)、溶合、或者被封到光學(xué)元件10c和/或10e上。雖然圖6-14的透鏡10可以用于各種不同的眼科應(yīng)用中，但是它們對(duì)于接觸透鏡尤其有用。
參考圖15，示出了雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射的透鏡10的另一實(shí)施例，其具有集成到單個(gè)透鏡主體中用做眼鏡片的兩個(gè)光學(xué)元件10f和10g，以及具有用于近視校正的MOD結(jié)構(gòu)的區(qū)域30，其中沿著元件10f和10g的曲面提供用于遠(yuǎn)視校正的折射率。在光學(xué)元件10f的表面31a上或光學(xué)元件10g的表面31b上、在透鏡10的下部附近形成區(qū)域30。不具有這種區(qū)域30f的光學(xué)元件10f或10g被成形為具有與區(qū)域30相反的表面特征，以當(dāng)光學(xué)元件10f和10g被結(jié)合在一起時(shí)緊密配合這樣的區(qū)域。除了區(qū)域30以外，光學(xué)元件10f的后表面31a和光學(xué)元件10g的前表面31b有相同的曲面，使得當(dāng)光學(xué)元件被粘結(jié)、溶合、或被封在一起時(shí)，它們彼此緊密配合。
參考圖16和17，所示為雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡的實(shí)施例，該透鏡具有集成到單個(gè)透鏡主體的三個(gè)光學(xué)元件10h、10i和10j，以用作眼鏡片。光學(xué)元件10j表示基部，光學(xué)元件10h表示外殼，其是被粘結(jié)、溶合或被封到基部上，且光學(xué)元件10i表示占據(jù)光學(xué)元件10h和10j之間的界面的空氣、液體或固體透鏡材料。可以沿著光學(xué)元件10h的表面31a或光學(xué)元件10j的表面31b提供具有用于近視校正的MOD結(jié)構(gòu)的區(qū)域30，而光學(xué)元件10h和10j的曲面提供用于遠(yuǎn)視校正的折射率?？蛇x擇地，衍射板(diffactive plate)或構(gòu)件可以提供區(qū)域30，其可以在接合這樣的元件之前被插入在光學(xué)元件10h或10j之間所提供的空間中，并通過(guò)液體粘合劑或其它接合手段粘結(jié)在這樣的空間中。
圖6-14的透鏡10可以由光學(xué)透射材料制成，例如一般用于提供眼科應(yīng)用中的透鏡的塑料、硅樹(shù)脂、玻璃或聚合物。為了例示的目的，圖9、11和13將外殼光學(xué)元件10c示出為其所具有的邊緣不能達(dá)到透鏡10的上部邊緣和下部邊緣，與圖10和12中相同，光學(xué)元件10c可以延伸到該透鏡的這樣的上部邊緣和下部邊緣。當(dāng)圖6-14的透鏡10表示接觸透鏡時(shí)，表面21或26將會(huì)接觸并與接觸透鏡佩帶者的眼睛表面相一致，以作為典型的接觸透鏡。
可比較焦度的雙焦點(diǎn)折射光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于具有雙焦點(diǎn)MOD結(jié)構(gòu)的透鏡10比較薄，且在植入過(guò)程中IOL光學(xué)部分的局部更容易折疊。
上述附圖中所示出的透鏡10的實(shí)施例中的MOD結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)上述并入的美國(guó)專(zhuān)利所示的方程式進(jìn)行設(shè)計(jì)以供制造。在這樣的方程式中，n表示材料(用該材料制得了MOD結(jié)構(gòu)的相位分布圖)和空氣之間的折射指數(shù)。然而，在該應(yīng)用中，MOD結(jié)構(gòu)可以鄰接除了空氣以外的材料，例如液體(例如，在透鏡中，或者對(duì)于在外面的透鏡表面上具有MOD結(jié)構(gòu)的透鏡，透鏡在眼睛中的IOL的情況下可以被浸入其內(nèi))，或鄰近透鏡元件的材料。因此，可以使用相同的方程式，其用“n-1”表示制造MOD結(jié)構(gòu)的材料和透鏡10的特定光學(xué)設(shè)計(jì)中的這樣的其它材料之間的折射指數(shù)的差異。
可形成上述附圖中示出的透鏡10的實(shí)施例中的MOD結(jié)構(gòu)，使得在稱(chēng)為明視覺(jué)的高照明度或稱(chēng)為暗視覺(jué)的低照明度下，如一般分別在白天和夜晚出現(xiàn)的自然照明度下，對(duì)于人眼對(duì)光波長(zhǎng)的感覺(jué)該結(jié)構(gòu)的效率被進(jìn)行了優(yōu)化。這可通過(guò)選擇MOD透鏡結(jié)構(gòu)的MOD數(shù)字p獲得。該MOD結(jié)構(gòu)和變量p的光學(xué)設(shè)計(jì)在上述并入的美國(guó)專(zhuān)利中做了討論。明視效率描述在亮光條件下的光譜響應(yīng)，峰值明視覺(jué)效率在λ＝555nm處。暗視效率描述在低照度條件下的光譜響應(yīng)，峰值暗視效率在λ＝507nm處。
設(shè)計(jì)透鏡10的MOD結(jié)構(gòu)，使得用對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的高的效率將這些波長(zhǎng)引導(dǎo)到共同的焦點(diǎn)。通過(guò)選擇設(shè)計(jì)波長(zhǎng)λ0作為這些峰值之一(明視的或者暗視的)而開(kāi)始，例如，用于明視的λ0＝555nm。具有相同焦距的其它波長(zhǎng)由下面公式給出κpeak=pλ0m]]>(參考上述并入的美國(guó)專(zhuān)利中的方程式(8))于是，將波長(zhǎng)λpeak引導(dǎo)到相同的焦點(diǎn)，當(dāng)解出波長(zhǎng)λ0、p和m時(shí)，以使λpeakλ0=pm]]>其中m是級(jí)的數(shù)目，并且p表示作為2π倍數(shù)的最大相位調(diào)制的整數(shù)。
對(duì)于明視和暗視的峰值，p/m需要為507/555或0.914。因?yàn)閜和m是整數(shù)，所以對(duì)于小的p和m值不能?chē)?yán)格滿(mǎn)足該方程式，但是可以解出這些值的近似解。例如，這些值可以是p＝11，m＝12；p/m＝0.917p＝21，m＝23；p/m＝0.913p＝32，m＝35；p/m＝0.914對(duì)于這三種情形的效率曲線(xiàn)分別如圖18、19和20中所示，還有人眼對(duì)亮光、明視的響應(yīng)和暗光、暗視的響應(yīng)中的波長(zhǎng)感覺(jué)的效率曲線(xiàn)。對(duì)于每個(gè)MOD結(jié)構(gòu)，峰值與峰值暗視效率對(duì)準(zhǔn)，且另一峰值與明視效率對(duì)準(zhǔn)，如分別由數(shù)字32和33所指示的。因此，衍射的光的量在低照明度和高照明度的這種波長(zhǎng)處被最大化。在透鏡10上的MOD結(jié)構(gòu)沒(méi)有這樣優(yōu)化的情況下，該透鏡的使用者可能看不到對(duì)應(yīng)于眼睛的峰值暗視和峰值明視效率的光，并因此對(duì)于使用者而言，察覺(jué)的來(lái)自這樣的透鏡的光的強(qiáng)度顯得比優(yōu)化的MOD結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度小。雖然對(duì)于明視覺(jué)和暗視覺(jué)的這種優(yōu)化已在上述的雙焦點(diǎn)透鏡10的MOD結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述，但是可以在具有單個(gè)MOD結(jié)構(gòu)或任何數(shù)量MOD結(jié)構(gòu)的透鏡中提供優(yōu)化。
在上述附圖中描述的透鏡10的實(shí)施例的MOD結(jié)構(gòu)中，散光也可以通過(guò)使用并入的美國(guó)專(zhuān)利中描述的MOD結(jié)構(gòu)中的非圓形的帶(雙曲線(xiàn)或橢圓)來(lái)進(jìn)行校正，如在美國(guó)專(zhuān)利5,016,977的非MOD衍射結(jié)構(gòu)所述的。
例子1考慮到眼科透鏡配鏡(prescription)需要用于遠(yuǎn)視的-7屈光度的校正，以及用于近視的增加焦度的+2屈光度的校正。因此，透鏡的這兩個(gè)焦度(用φ表示)是φdistance＝-7Dφnear＝-5D(＝-7+2)來(lái)自透鏡中心的衍射帶的半徑位置(rj)由下式給出rj=2jpλ0|φ0|]]>其中j是帶數(shù)，p是MOD數(shù)，λ0是設(shè)計(jì)波長(zhǎng)，并且φ0是透鏡的期望光焦度(參考上述并入的美國(guó)專(zhuān)利中的方程式(1)，其中φ0＝1/F0)。
在該例子中，λ0＝555nm(明視響應(yīng)的峰值)。如果p＝11，在遠(yuǎn)焦度的12mm的通光孔徑直徑內(nèi)，帶的半徑是遠(yuǎn)焦度(-7D)帶數(shù)(j)帶半徑(rj)1 1.3207142 1.8677723 2.2875444 2.6414285 2.9532066 3.2350767 3.4942818 3.7355449 3.96214210 4.17646511 4.38031312 4.575088
13 4.76190214 4.94166015 5.11510416 5.28285617 5.44544418 5.60331519 5.75685920 5.906413類(lèi)似地，對(duì)于近焦度，帶的半徑是近焦度(-5D)帶數(shù)(j)帶半徑(rj)1 1.5626902 2.2099773 2.7066584 3.1253805 3.4942816 3.8277937 4.1344898 4.4199559 4.68807010 4.94166011 5.18285612 5.41331713 5.63435914 5.847051在該例子中，示出了用于兩種不同配鏡的兩個(gè)不同的MOD結(jié)構(gòu)，以校正遠(yuǎn)視和近視。下面的例子示出這樣的配鏡可以結(jié)合在透鏡中，以提供多級(jí)衍射雙焦點(diǎn)透鏡。
例子2為了沿著相同的表面構(gòu)造雙焦點(diǎn)MOD透鏡，如圖1A-1C所示，在透鏡的一個(gè)表面的圓形/環(huán)形區(qū)域中包括所有的衍射焦度。遠(yuǎn)焦度包括在圖1B的區(qū)域16a和16b中，而近焦度包括在區(qū)域14中。將區(qū)域16a的半徑選定為2mm，區(qū)域14的外徑是4mm以及區(qū)域16b的外徑是6mm。那么，雙焦點(diǎn)透鏡的帶的位置是位于這些區(qū)域邊界內(nèi)的單獨(dú)的焦度成分的半徑。在透鏡的另一側(cè)沒(méi)有衍射帶。
雙焦點(diǎn)MOD透鏡的帶的位置
帶數(shù)(j)帶半徑(rj)1 1.320714 遠(yuǎn)2 1.867772 遠(yuǎn)3 2.209977 近4 2.706658 近5 3.125380 近6 3.494281 近7 3.827793 近8 4.176465 遠(yuǎn)9 4.380313 遠(yuǎn)10 4.575088 遠(yuǎn)11 4.761902 遠(yuǎn)12 4.941660 遠(yuǎn)13 5.115104 遠(yuǎn)14 5.282856 遠(yuǎn)15 5.445444 遠(yuǎn)16 5.603315 遠(yuǎn)17 5.756859 遠(yuǎn)18 5.906413 遠(yuǎn)注意，這是組合來(lái)自?xún)蓚€(gè)單獨(dú)的焦度的帶的一個(gè)方法；其它的組合也是可能的。
例子3另一選擇是將近焦度設(shè)置在透鏡的一個(gè)表面上，而將遠(yuǎn)焦度設(shè)置在另一表面上，如圖2A和2B的透鏡所示。在該實(shí)施例中，帶的位置是第一表面帶數(shù)(j)帶半徑(rj)1 2.209977 近2 2.706658 近3 3.125380 近4 3.494281 近5 3.827793 近沒(méi)有半徑小于2.0mm或半徑大于4.0mm的衍射帶。
第二表面帶數(shù)(j)帶半徑(rj)1 1.320714 遠(yuǎn)2 1.867772 遠(yuǎn)3 4.176465 遠(yuǎn)4 4.380313 遠(yuǎn)5 4.575088 遠(yuǎn)6 4.761902 遠(yuǎn)7 4.941660 遠(yuǎn)
8 5.115104 遠(yuǎn)9 5.282856 遠(yuǎn)10 5.445444 遠(yuǎn)11 5.603315 遠(yuǎn)12 5.756859 遠(yuǎn)13 5.906413 遠(yuǎn)沒(méi)有半徑大于2.0mm和小于4.0mm的衍射帶。
對(duì)于所有上述的例子，帶的高度由下式給出h=pλ0nlens(λ0)-nmedium(λ0)]]>(參考上述并入的美國(guó)專(zhuān)利的方程式(4))如果透鏡是在空氣中，則nmedium(λ0)＝1.0。同樣地，如果透鏡是由折射指數(shù)nlens(λ0)＝1.5的材料制成，由于這些例子中p＝11且λ0＝555nm，這導(dǎo)致高度h＝12.21μm。如這些例子所示，可以產(chǎn)生具有特定期望光焦度的透鏡10的不同MOD結(jié)構(gòu)，其可以位于透鏡的前表面或后表面的相同或不同的透鏡表面上，或在多元件透鏡的情況下位于內(nèi)表面上。雖然在例子2和3中，單個(gè)環(huán)形區(qū)域提供近視校正，但是還可以提供用于近視校正的多個(gè)環(huán)形區(qū)域，其在例子2的情況下通過(guò)用于遠(yuǎn)視校正的MOD結(jié)構(gòu)的環(huán)形區(qū)域劃分透鏡孔徑。
總之，透鏡10可以有提供雙焦點(diǎn)視覺(jué)校正的分割的孔徑。透鏡的孔徑中的每個(gè)點(diǎn)只產(chǎn)生單個(gè)的透鏡焦度。通過(guò)使透鏡孔徑的不同面積上具有不同的光焦度來(lái)提供雙焦點(diǎn)行為。這種分割可以在透鏡基體的一側(cè)或者兩側(cè)上實(shí)施，如前文所述。當(dāng)在兩側(cè)實(shí)施分割時(shí)，非衍射側(cè)上對(duì)應(yīng)的面積沒(méi)有衍射焦度(圖2A，2B，4A，4B)。分離的焦度(即，提供遠(yuǎn)視校正的孔徑部分和提供近視校正的部分)由被每個(gè)衍射透鏡覆蓋的孔徑部分來(lái)決定。雖然該比率將在生產(chǎn)時(shí)固定，但是在使用中它將受眼睛瞳孔的大小的影響。該孔徑可以由同心的環(huán)形帶劃分，或可提供孔徑的其它劃分，如圖3A、3B、4A和4B所示。同樣地，即使在只有兩個(gè)明晰的焦度的雙焦點(diǎn)中，可以在透鏡的一個(gè)以上的光學(xué)帶中提供每個(gè)焦度，以在瞳孔的大小的整個(gè)范圍上保持期望的焦度平衡。
在上述的其它雙焦點(diǎn)透鏡中，可由折射的(非衍射的)可選擇的結(jié)構(gòu)或MOD結(jié)構(gòu)在整個(gè)透鏡上提供基本焦度，并增加折射或MOD結(jié)構(gòu)的分割的透鏡部分中的焦度，如圖5、7、8和11-14所示。具有這樣的混合折射和MOD結(jié)構(gòu)的透鏡對(duì)雙焦點(diǎn)配鏡通常是有用的，其中對(duì)于近視校正只需要相對(duì)小量的增加的焦度(～1到2.5屈光度)。這種附加的焦度可以是由弱透鏡提供，即具有大半徑曲面的表面，或等價(jià)小的曲面，而遠(yuǎn)視校正是由適當(dāng)焦度的MOD結(jié)構(gòu)提供。透鏡孔徑的一部分有提供增加焦度的弱折射的表面。折射帶(或多個(gè)帶)位于與衍射表面相對(duì)的透鏡的一側(cè)。小曲面的結(jié)果是對(duì)厚度的影響相對(duì)小。利用環(huán)形折射帶的透鏡的舉例的剖面圖如圖5所示。同樣如上所述，混合的折射和MOD衍射透鏡可以具有由加到基本折射透鏡的衍射部件提供的增加的焦度。然而，這可增加透鏡的厚度。
雖然在此描述的透鏡是雙焦點(diǎn)透鏡，以提供兩個(gè)光焦度，但是通過(guò)將另外的具有這樣的焦度的交替的環(huán)形區(qū)域或者不同的增加焦度的折射區(qū)域提供給衍射MOD結(jié)構(gòu)基本焦度，可以延伸到三焦點(diǎn)或者更多數(shù)量的光焦度。此外，每個(gè)MOD結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成用于在設(shè)計(jì)波長(zhǎng)處的特定的光焦度，在包括多個(gè)波長(zhǎng)的照明度的視覺(jué)應(yīng)用中，焦度表示由MOD結(jié)構(gòu)衍射到共同焦點(diǎn)的不同波長(zhǎng)的范圍上的標(biāo)稱(chēng)光焦度，因此在不同的波長(zhǎng)處，光焦度位于設(shè)計(jì)波長(zhǎng)處的光焦度附近的范圍內(nèi)。
由前文所述，顯而易見(jiàn)的是已經(jīng)提供了使用MOD結(jié)構(gòu)用于視覺(jué)校正的雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射的透鏡。對(duì)按照本發(fā)明的在此描述的裝置的變化和修正，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)講無(wú)疑將會(huì)想到。因此，前面的描述應(yīng)該看作例示性而沒(méi)有限制的意義。
權(quán)利要求
1.一種雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡，包括限定所述透鏡孔徑的透鏡主體；具有提供近視校正的多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)的在所述透鏡主體上的至少一個(gè)第一區(qū)域；以及具有提供遠(yuǎn)視校正的多級(jí)折射結(jié)構(gòu)的在所述主體上的一個(gè)或多個(gè)第二區(qū)域，其中在所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間劃分所述透鏡的孔徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述第一區(qū)域的所述多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)將多個(gè)不同波長(zhǎng)導(dǎo)向用于近視校正的單個(gè)焦點(diǎn)，并且所述第二區(qū)域?qū)⒍鄠€(gè)不同波長(zhǎng)導(dǎo)向用于遠(yuǎn)視校正的單個(gè)焦點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透鏡，其中所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的每個(gè)多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)的特征在于包括限定帶邊界的多個(gè)帶，入射到所述衍射結(jié)構(gòu)上的光在所述帶邊界處經(jīng)受光相移，并且所述多個(gè)帶將每個(gè)所述波長(zhǎng)的光以不同的衍射級(jí)m衍射到所述衍射結(jié)構(gòu)的焦點(diǎn)，以使m≥1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述透鏡主體有第一表面和第二表面，且所述第一區(qū)域和第二區(qū)域位于所述第一表面和所述第二表面的其中之一上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的透鏡，其中所述透鏡主體有第一表面和第二表面，且所述第一區(qū)域設(shè)在所述第一表面上，以及所述第二區(qū)域設(shè)在所述第二表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述第一區(qū)域包括多個(gè)提供近視校正的多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)的第一環(huán)形區(qū)域，且所述的第二區(qū)域包括中心區(qū)域以及與所述第一環(huán)形區(qū)域交替朝向所述透鏡邊緣的、提供遠(yuǎn)視校正的多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)的多個(gè)環(huán)形區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述第一區(qū)域由至少一個(gè)提供近視校正的多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)的環(huán)形圈提供，且所述第二區(qū)域由所述第一區(qū)域外的所述透鏡的孔徑部分提供。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述透鏡主體有第一表面和第二表面，并且第一區(qū)域基本沿著所述第一表面的一半延伸，且所述第二區(qū)域沿著所述第一區(qū)域外的所述第一表面的部分延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述透鏡主體有第一表面和第二表面，并且所述第一區(qū)域基本沿著所述第一表面的一半延伸，且所述第二區(qū)域沿著所述第二表面延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述透鏡主體由單個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述透鏡主體由多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的透鏡，其中所述透鏡主體有前表面和后表面，以及根據(jù)光學(xué)元件的數(shù)量在所述前表面和后表面之間的一個(gè)或多個(gè)中間表面，且沿著相同的中間表面提供所述第一區(qū)域和第二區(qū)域，以劃分所述透鏡的孔徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的透鏡，其中所述透鏡主體具有前表面和后表面，以及根據(jù)光學(xué)元件的數(shù)量在所述前表面和后表面之間的一個(gè)或多個(gè)中間表面，且沿著不同的中間表面提供所述第一區(qū)域和第二區(qū)域，以劃分所述透鏡的孔徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的透鏡，其中所述多個(gè)光學(xué)元件的鄰接元件表示具有后表面的第一鄰接光學(xué)元件和具有面對(duì)著所述后表面的前表面的第二鄰接光學(xué)元件，且所述第一衍射結(jié)構(gòu)和第二衍射結(jié)構(gòu)設(shè)在所述第一表面和第二表面中的一個(gè)上或設(shè)在所述第一表面和第二表面中的不同表面上，以劃分所述透鏡的孔徑。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的透鏡，其中所述前表面和后表面由空氣或液體之一隔開(kāi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的透鏡，其中所述前表面和后表面彼此緊密配合。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述透鏡主體具有提供用于近視或遠(yuǎn)視校正的折射率的一個(gè)或多個(gè)表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的透鏡，其中所述多個(gè)光學(xué)元件的數(shù)量為二或三。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述透鏡是眼內(nèi)植入的部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述透鏡表示接觸透鏡。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述透鏡表示眼鏡片。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中對(duì)明視覺(jué)和暗視覺(jué)來(lái)優(yōu)化所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的其中之一或兩者的所述多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中對(duì)散光來(lái)優(yōu)化所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的其中之一或兩者的所述多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)。
24.一種雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡，包括被成形為對(duì)光進(jìn)行折射以提供遠(yuǎn)視校正的透鏡主體，以及用于將焦度加到用于近視校正的所述透鏡的至少一個(gè)多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的透鏡，其中所述透鏡主體有前表面和后表面，并且所述透鏡主體由兩個(gè)或兩個(gè)以上的光學(xué)元件提供，并在所述前表面和后表面之間有所述光學(xué)元件之一的表面，提供所述多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的透鏡，其中所述透鏡主體由彼此逐次鄰接的多個(gè)光學(xué)元件提供，且所述鄰接的光學(xué)元件中的兩個(gè)各有彼此面對(duì)的表面，并且沿所述兩個(gè)鄰接光學(xué)元件之一的表面上的下部區(qū)域設(shè)有所述多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的透鏡，其中所述透鏡主體由彼此逐次鄰接的多個(gè)光學(xué)元件提供，并且所述多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)設(shè)在定位于所述鄰接光學(xué)元件中的兩個(gè)之間的構(gòu)件上。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的透鏡，其中所述透鏡主體由單個(gè)光學(xué)元件提供。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的多級(jí)衍射透鏡，其中一個(gè)或多個(gè)所述衍射結(jié)構(gòu)與明視覺(jué)和暗視覺(jué)的波長(zhǎng)相一致。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的多級(jí)衍射透鏡，其中所述明視覺(jué)和暗視覺(jué)各具有峰值效率的波長(zhǎng)，且明視覺(jué)和暗視覺(jué)的峰值效率的波長(zhǎng)與每個(gè)所述衍射結(jié)構(gòu)的峰值效率的波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的多級(jí)衍射透鏡，其中一個(gè)或多個(gè)所述衍射結(jié)構(gòu)用于對(duì)散光進(jìn)行校正。
32.一種雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡，包括具有用于遠(yuǎn)視校正的多焦點(diǎn)衍射結(jié)構(gòu)的透鏡主體，以及用于將焦度加到用于近視校正的所述透鏡的一個(gè)或多個(gè)折射區(qū)域。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的多級(jí)衍射透鏡，其中所述透鏡主體由單個(gè)光學(xué)元件提供，且所述透鏡主體具有第一表面和第二表面，所述第一表面具有所述衍射結(jié)構(gòu)，所述第二表面具有所述一個(gè)或多個(gè)折射區(qū)域。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的多級(jí)衍射透鏡，其中所述透鏡主體是由多個(gè)光學(xué)元件提供。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的多級(jí)衍射透鏡，其中所述衍射結(jié)構(gòu)設(shè)在所述多個(gè)光學(xué)元件中的兩個(gè)之間的所述透鏡的內(nèi)表面上。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的多級(jí)衍射透鏡，其中所述衍射結(jié)構(gòu)與明視覺(jué)和暗視覺(jué)的波長(zhǎng)相一致。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的多級(jí)衍射透鏡，其中所述明視覺(jué)和暗視覺(jué)各有峰值效率的波長(zhǎng)，且明視覺(jué)和暗視覺(jué)的峰值效率的波長(zhǎng)與所述衍射結(jié)構(gòu)的峰值效率的波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的多級(jí)衍射透鏡，其中所述衍射結(jié)構(gòu)用于對(duì)散光進(jìn)行校正。
39.一種多級(jí)衍射鏡片，包括一個(gè)或多個(gè)多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)所述衍射結(jié)構(gòu)與明視覺(jué)和暗視覺(jué)的波長(zhǎng)相一致。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的鏡片，其中所述明視覺(jué)和暗視覺(jué)各具有峰值效率的波長(zhǎng)，且明視覺(jué)和暗視覺(jué)的峰值效率的波長(zhǎng)與每個(gè)所述衍射結(jié)構(gòu)的峰值效率的波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)。
41.一種多級(jí)衍射鏡片，包括具有提供不同光焦度的兩個(gè)或兩個(gè)以上衍射結(jié)構(gòu)的透鏡主體，其中每個(gè)所述衍射結(jié)構(gòu)將多個(gè)不同波長(zhǎng)的光導(dǎo)向單個(gè)焦點(diǎn)。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的鏡片，其中所述衍射結(jié)構(gòu)設(shè)在所述透鏡主體的單個(gè)表面上。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的鏡片，其中所述衍射結(jié)構(gòu)設(shè)在所述透鏡主體的不同表面上。
44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的鏡片，其中所述透鏡主體由單個(gè)光學(xué)元件提供。
45.根據(jù)權(quán)利要求41所述的鏡片，其中所述透鏡主體由多個(gè)光學(xué)元件提供。
46.根據(jù)權(quán)利要求41所述的鏡片，其中所述衍射結(jié)構(gòu)設(shè)在所述多個(gè)光學(xué)元件中的兩個(gè)之間的所述透鏡的內(nèi)表面上。
47.根據(jù)權(quán)利要求41所述的鏡片，其中一個(gè)或多個(gè)所述衍射結(jié)構(gòu)與明視覺(jué)和暗視覺(jué)波長(zhǎng)相一致。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的鏡片，其中所述明視覺(jué)和暗視覺(jué)各具有峰值效率的波長(zhǎng)，且明視覺(jué)和暗視覺(jué)的峰值效率的波長(zhǎng)與每個(gè)所述衍射結(jié)構(gòu)的峰值效率的波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)。
49.根據(jù)權(quán)利要求41所述的鏡片，其中一個(gè)或多個(gè)所述衍射結(jié)構(gòu)用于對(duì)散光進(jìn)行校正。
全文摘要
本發(fā)明提供具有透鏡主體(11)的雙焦點(diǎn)多級(jí)衍射透鏡，透鏡主體(11)帶有一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域(14)和一個(gè)或多個(gè)第二區(qū)域(16)，而一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域(14)具有提供近視校正的第一多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)，一個(gè)或多個(gè)第二區(qū)域(16)具有提供遠(yuǎn)視校正的第二多級(jí)衍射結(jié)構(gòu)，其中透鏡(10)限定在第一區(qū)域和第二區(qū)域(14，16)之間所劃分的孔徑。
文檔編號(hào)A61F2/16GK1833192SQ200480022889
公開(kāi)日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2004年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月16日
發(fā)明者G·M·莫里斯, D·A·布拉利, R·J·費(fèi)德里科 申請(qǐng)人:阿波羅光學(xué)系統(tǒng)有限責(zé)任公司