一种液晶光学装置包括至少两个LC单元。第一LC单元层具有一个占大多数的方向取向，其对于穿过的非偏振的入射光线的第一偏振形成一个横向非均匀的相位延迟，而对于穿过的、垂直于所述第一偏振的第二偏振的入射光形成横向均匀的相位延迟。第一LC单元被配置为将中心异常光线投射到装置的成像表面的光轴上。第二LC单元层具有一个占大多数的方向取向，正交于垂直于光轴的平面内的其他占多数的方向。第二LC层对于穿过的入射光线的第二偏振形成一个横向非均匀的相位延迟，第二LC单元被配置为将中心正常光线投射到成像表面的光轴上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于多液晶单元透镜的改进聚焦的方法和装置本申请要求的优先权为美国临时申请61/800，620，提交日为2013年3月15日。
本专利技术涉及液晶透镜，尤其涉及多单元可调谐液晶透镜。本专利技术还涉及视力矫正，并且尤其涉及用于辅助视力的多液晶单元活性眼内植入装置和其制造方法。
技术介绍
液晶(LC)透镜和其他液晶光学装置是本领域已知的技术。在玻璃或塑料板之间的单元内设置一个平面结构的液晶。一种电可变梯度折射率(称为GRIN)透镜，可以通过控制液晶分子间的相对方向，在装置的孔内，创建一个折射率随空间变化的液晶层。图1示出了一个覆盖液晶透镜的光学装置的光学孔径的空间调制的取向变化。Z是LC透镜光学装置的光轴，入射光沿着该光轴传播。这种透镜已被于2011年10月11日授予Galstian等人的美国专利8033054公开，其在此引入作为参考。因为有序的阵列液晶使得光被分成两个偏振，单层液晶仅可以聚焦一个单一偏振方向。两个彼此相邻的液晶层可以将中性或非偏振光成像到图像传感器上。根据美国专利8033054的原理制成的电控制的液晶透镜可在市场上购自LensVector公司，其提供良好的光学倍率的可调性和透镜的质量，特别是对于大约3_直径的小孔径透镜。各种医疗情况要求由嵌合人工晶状体的假眼替换眼睛的天然晶状体的方法。这样的医疗情况包括老化效应，或可能起因于事故或暴露于非典型环境条件。例如，白内障的发展是老化的一种常见情况。在白内障手术中，眼睛通常配备眼内透镜假体。白内障手术的目标是提供，术后肉眼(不戴眼镜)高品质的远，中和近距离的视力。因此需要提出一种使用可调谐液晶透镜的眼内假体。多年来，基本的恢复视力的尝试包括:手术清空眼睛的天然晶状体所在的囊袋，再填充囊袋以聚合物，以实现年轻的眼睛的透镜功能。虽然这样的尝试已经得到相当的重视，有效的现实化仍然遥遥无期，部分是因为同质聚合物的性能不足以模仿不均匀的天然晶状体的性质。清空囊袋可能会诱发晶状体以外的一些组织损害。同时，所有晶状体的功能必须由侵入性的医疗去除手术提供的一个不完美的透镜来实现，以达到一个完美的人工假体手术的愿望。即使实现了较年轻的晶状体的性能，周围组织也会随年龄变化，而出现不完美的性能。现有技术已经尝试植入固定焦距(单焦距)的透镜，实现了有限的成功。术后剩余的相邻组织和固定焦距透镜的组合提供了相对于年轻的天然晶状体的有限的功能(控制的变焦范围)。这样的单焦距假体组合，术后可能只提供假体的屈光度在0.5-1.5之间。相比之下，在米切尔沙伊曼和布鲁斯.威克的研究表明(双目视觉的临床管理，利平科特，纽约，1994年)，平均一个年轻的晶状体提供18屈光度的平均幅度变化。给定年龄的平均变化幅度可由H0FSTETTER公式估计:18.5减去患者的年龄的三分之一。同时被考虑的不足是单个光学可调节的假体，其填充了整个囊袋，并保持不动，同时根据睫状体提供的力量来改变了前/后维度来改变光学倍率。一些尝试受到材料的不兼容性的影响，而其他还停留在理论上。双视神经假体被植入，但是受限于低光学倍率，仅在2.5屈光度的范围内。虽然这些现有技术的眼内植入物手术后可提供更清晰的视力，手术后眼调节能力有限，需要额外的视觉辅助，如眼镜或隐形眼镜。最近可调液晶镜片已经被提出了用于眼调节活动。设置适当的几何形状，各种采用液晶光学器件的光学部件可以被制造，例如:一个透镜，校正光学元件，光学快门，光圈等。LC透镜显著的优点是轻薄和紧凑。一个液晶透镜的光学倍率是指该液晶透镜施加到穿过的入射光的弯曲量(并且更具体地是，场景所代表的图像场的入射光)。例如，在同样待审的，共同转让的专利申请US 13/369，806，其题为“可调谐液晶透镜的眼内植入物及其制造方法”，其优先权为:2011年2月11日提出的US61/441，863，全部内容在此引入作为参考，其中说明了眼内自适应透镜假体装置。可调谐液晶透镜响应刺激信号被驱动，而提供眼调节。在一些实现中，装置包括一个可调谐液晶透镜封装在具有控制电子装置和电源的眼内假体内。在其它实现中，装置包括一个可调谐液晶透镜封装在具有控制信号接收器的眼内假体内，而外部控制电子器件包发送控制信号。在一些实施方案中可调谐液晶装置校正该天然眼睛的视觉缺点。
技术实现思路
申请人已经发现，具有两层液晶的LC可调透镜，由于每个LC层的双折射引起的图像偏移，可导致具有不期望的复视的图像，当这样的可调谐液晶透镜(TLCL)被用在包括眼内假体的整体光学系统的会聚空间。用于会聚空间意味着该TLCL朝向末端，或作为相对于入射光束的传播方向的最后一个光学元件。这个双折射引起的偏移仅发生在与每个液晶单元的液晶分子对齐的偏振方向上，并且是依赖于LC层的厚度和的取向的角度。当在眼内假体内使用时，大部分折射发生在TLCL之前，在空气-角膜表面，因此双折射引起的图像偏移量是一个问题。相机应用中，当所述图像传感器的分辨率足够高时，所述偏移可对图像质量产生影响。申请人已经发现双折射引起的图像偏移可以通过设置作用在每个光偏振方向上的每个液晶半透镜的适当的位移偏移来进行修正，它调整每个半透镜图像的位置，以便更好地与传感器表面上的另一图像上的偏移重合。为不同的TLCL几何形状提出了一些解决方案。图2示意性示出了 LC层相对于取向方向的微观双折射性质，该取向方向是取向一致长LC分子的区域内的本地平均取向方向。取向方向涉及到光的本地波矢量，沿该矢量的折射率是光偏振无关的。它经常被称为单轴双折射材料的“光学轴”。来自太阳或来自灯的自然光是非偏振光，并且可以从理论上和实践中，考虑其为两个正交偏振的组合。投射到本地LC区域的入射光传播到本地LC区域外，形成两个正交偏振的光，例如用于向列液晶的两个基本上垂直的线性偏振光分量X和Y。前者分量沿着光线的路径，穿过一个均匀透明介质和产生横向均匀的相位延迟，如图中示出了的，被称为正常光线。后者分量沿着由双折射依赖的从光轴偏移的路径，产生一个LC分子取向依赖的相位延迟，如图中不出了的，被称为异常光线。在一般情况下，后者分量沿着由双折射依赖的从光轴偏移的路径，产生一个LC分子取向空间分布依赖的相位延迟，如图4-5中示出了。值得注意的是，如图3中示出了的LC分子取向空间分布为定值，只有一个简单的双折射产生的偏移被表不。这里为了描述的目的，“正常光线/场”和“异常光线/场”的用语对应于该入射光通过的第一 LC光学装置。也就是说，第二 LC光学装置的正常光线/场，具有相对于第一 LC光学装置的主要取向正交的主要取向方向，是第一 LC光学装置的异常光线/场。同样对比适用于第二 LC光学装置的异常光线/场。根据所提出的方案的一个方面，一种用于发送图像到图像传感器的液晶透镜，该装置包括:两个LC单元层，各自具有至少一个取向层，用于提供主要的取向预倾斜方向，所述单元层的所述取向方向是相互正交的，作用在相应的正交线性偏振的入射光；其中，每个所述LC单元层被配置成使光的一个偏振产生横向不均匀的相位延迟调制，作为所述单元层的LC角取向函数，用于将一个图像投射到图像传感器上和实现光的正交偏振的横向均匀相位延迟的调制；其中所述非均匀调制包括所述图像的双折射依赖性偏移；且其中所述LC单元层各自被配置以使所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在图像表面的一个距离上将入射图像投影到所述图像表面的会聚空间内的液晶(LC)透镜，所述液晶透镜包括：一对LC单元，被用于调制穿过的入射光,每个LC单元双折射分裂入射光成正交的两个光偏振，所述LC透镜具有光轴正交于所述两个光偏振，每个LC层使所述非均匀的相位延迟调制光横向地产生一个到所述光轴的相应偏移距离的偏移，其中，每个LC单元被配置为重定向相应的偏移中心光线到所述图像面的所述光轴上，以补偿所述双折射依赖的偏移。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·克拉克，迪格兰·加尔斯蒂安，卡伦·阿萨特里安，弗拉底米尔·普雷尼亚科夫，阿拉姆·巴格拉姆亚恩，阿米尔·图尔克，阿尔门·佐哈拉拜亚恩，西蒙·卡洛，
申请(专利权)人：兰斯维克托公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。