一种具有平滑相位分布的多焦点人工晶状体制造技术

本发明专利技术公开一种具有平滑相位分布的多焦点人工晶状体，包括，透镜主体、支撑袢；其中透镜主体包括基础光学表面，其中基础光学表面包括第一光学表面、第二光学表面；所述第一光学表面或第二光学表面上设置有衍射轮廓，所述衍射轮廓包括若干个环形区，所述衍射轮廓满足平滑相位分布。通过上述技术方案，本发明专利技术可以得到的人工晶状体衍射效率高，在多个视距具有较高光学性能，满足多焦点人工晶状体的基本性能，同时表面轮廓连续平滑，有效降低光、杂散光等光学污染现象，加工难度也较低。加工难度也较低。加工难度也较低。

【技术实现步骤摘要】
一种具有平滑相位分布的多焦点人工晶状体


[0001]本专利技术涉及人工晶状体
，特别涉及一种具有平滑相位分布的连续轮廓多焦点人工晶状体。

技术介绍

[0002]为了寻求更加接近健康的天然晶状体的视觉效果，近年来，多焦点人工晶状体被相继研发上市，其主要结合利用了衍射和折射的光学原理，为患者提供两个及以上的可视距离。多焦点人工晶状体目前主要通过先设计一个基础光焦度的非球面人工晶状体提供折射焦点，再在其中一个表面上叠加衍射轮廓来提供附加衍射焦点，以此扩展视觉范围。目前常见的多焦点人工晶状体通常为双焦点或三焦点，三焦点人工晶状体在双焦点的基础上增加了一个中间视距来补充原有视觉范围的缺憾，满足患者看近、看中、看远的实例需求，同时由于衍射结构的存在，色差上也能得到一定的矫正。为了在非球面基底上实现衍射轮廓的叠加，切趾轮廓是一种实用的设计方法。
[0003]通过切趾轮廓实现双焦点后，还能进一步交替叠加两个不同光焦度的切趾轮廓得到三焦点人工晶状体。PhysIOL SA公司推出的FineVision Micro F系列多焦点人工晶状体，就是基于该思路设计轮廓，提供了良好的三焦点性能，但由于切趾轮廓的性质，导致性能受瞳孔孔径影响大；同时，由于切趾轮廓本身是以周期性圆环阶梯分布，存在轮廓上的断点，在理论设计上会存在一定的能量无法汇聚到设计衍射级次，产生“旁瓣”；不连续性也使得设计过程中对于性能的优化更加复杂，对于参数的调整计算量大。在加工上，容易由于加工精度或误差的原因，产生性能上的下降。平滑位相的衍射多焦点人工晶状体(专利CN108938144A)，使用了基于最佳三分束器的相位函数设计人工晶状体，提供了平滑连续的衍射结构，提高了衍射效率，简化了设计过程。但由于可调控参数少，且调节参数为三分束器核心参数，导致衍射效率无法维持在最高点，调控范围也受到了限制。
[0004]基于在设计和加工方面所遇到的问题，需要设计具有平滑相位分布的多焦点人工晶状体。这类人工晶状体不仅需要满足多焦点人工晶状体的基本性能，还需要具备轮廓连续平滑、衍射效率高、相位函数设计参数多，调控范围大等特性。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中所存在的问题，本专利技术提供一种具有平滑相位分布多焦点人工晶状体，能够通过多个参数调控相位函数，具有较大的调控范围和灵活度，能够快速设计目标性能比例的人工晶状体。
[0006]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]一种具有平滑相位分布的多焦点人工晶状体，包括：
[0008]透镜主体、支撑袢；其中透镜主体包括基础光学表面，其中基础光学表面包括第一光学表面、第二光学表面；所述第一光学表面或第二光学表面上设置有衍射轮廓，其中所述衍射轮廓包括若干个环形区，其中所述衍射轮廓满足平滑相位分布，透镜主体采用双凸或
凹凸结构。
[0009]可选的，所述设置有衍射轮廓的基础光学表面的总表面轮廓高度满足以下公式：
[0010]Z
totol
＝Z(r)+h(r)
[0011]其中，Z
totol
附加衍射轮廓的基础光学表面的总表面轮廓高度；Z(r)为偶次非球面的轮廓高度；h(r)为衍射轮廓高度；r为光轴向面上一点的径向距离。
[0012]可选的，所述基础光学表面均为偶次非球面，其中所述偶次非球面的轮廓高度函数满足以下公式：
[0013][0014]式中：z(r)为偶次非球面在半径r方向上的曲线表达式，c为偶次非球面曲率半径的倒数，k为偶次非球面的圆锥系数，r为偶次非球面中心向面上一点的径向距离，α
i
为非球面高次项系数
[0015]可选的，所述衍射轮廓满足以下公式：
[0016][0017]式中：h(r)为衍射轮廓(4)的表达式，λ为设计波长，n2为人工晶状体材料的折射率，n1人工晶状体周围介质的折射率，φ(r)为衍射轮廓所对应的设计相位函数。
[0018]可选的，所述相位函数满足以下公式：
[0019][0020]式中：φ(r)为衍射轮廓对应的相位函数；r为光轴向面上一点的径向距离；Po是在所述相位函数用于调控参数；tan
‑1是反正切函数；sin是正弦函数；α为正弦幅值调控参数；So是反正切函数的幅角调制参数；T是所述相位函数关于r2的周期。
[0021]可选的所述相位函数还包括使用余弦函数、抛物线、二次曲线函数或双曲线函数其中一种或这多种以实现平滑相位分布，在平滑相位分布基础上得到的衍射轮廓还包括进行分段或变迹处理。
[0022]可选的，所述透镜主体采用疏水性丙烯酸酯、亲水性丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯，其中所述透镜主体的设计波长为550nm。
[0023]可选的，所述透镜主体的厚度为0.6mm
‑
1.2mm，所述透镜主体的直径为5
‑
6mm，所述衍射轮廓的直径为4.5
‑
6mm。
[0024]可选的所述人工晶状体的附加屈光度的范围为
‑
2.5D～+2.5D,所述人工晶状体基础焦度的范围为+10D～+30D。
[0025]本专利技术具有如下技术效果：
[0026]1.本专利技术提供了一种具有平滑相位分布的多焦点人工晶状体，使用连续的周期函数代替传统的非连续函数来设计相位函数。该函数由多个参数调控，降低优化设计难度，具有较大的调控范围和灵活度，能够设计不同性能倾向的人工晶状体。
[0027]2.本专利技术将设计的平滑衍射轮廓叠加在基础光学透镜上，能在提供基础光焦度的
前提下，将光束汇聚到额外的两个焦点位置；能够有效降低光、杂散光等光学污染现象，同时提高焦点处的能量效率，稳定在90％以上；提升MTF测量数值，进一步改善植入后的成像质量。
[0028]3.本专利技术所述多焦点人工晶状体轮廓连续且平滑，降低了加工过程中易造成误差的问题，减小了理论设计性能与实际性能的差距。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例提供的具有平滑相位分布的多焦点人工晶状体示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例提供的具有屈光度和衍射附加光焦度的多焦点人工晶状体衍射能量级示意图；
[0032]图3为本专利技术实施例提供的相位函数曲线图；
[0033]图4为本专利技术实施例提供的轴向PSF曲线图；
[0034]图5为本专利技术实施例提供的焦面MTF曲线图；
[0035]图6为本专利技术实施例提供的离焦MTF曲线图；
[0036]其中，1
‑
透镜主体、2
‑
前光学表面、3
‑
后光学表面、4
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有平滑相位分布的多焦点人工晶状体，其特征在于，包括：透镜主体、支撑袢；其中透镜主体包括基础光学表面，其中基础光学表面包括第一光学表面、第二光学表面；透镜主体采用双凸或凹凸结构；所述第一光学表面或第二光学表面上设置有衍射轮廓，其中所述衍射轮廓包括若干个环形区，其中所述衍射轮廓满足平滑相位分布。2.根据权利要求1所述具有平滑相位分布的多焦点人工晶状体，其特征在于：所述设置有衍射轮廓的基础光学表面的总表面轮廓高度满足以下公式：Z
totol
＝Z(r)+h(r)其中，Z
totol
附加衍射轮廓的基础光学表面的总表面轮廓高度；Z(r)为偶次非球面的轮廓高度；h(r)为衍射轮廓高度；r为光轴向面上一点的径向距离。3.根据权利要求2所述具有平滑相位分布的多焦点人工晶状体，其特征在于：所述基础光学表面均为偶次非球面，其中所述偶次非球面的轮廓高度函数满足以下公式：式中：z(r)为偶次非球面在半径r方向上的曲线表达式，c为偶次非球面曲率半径的倒数，k为偶次非球面的圆锥系数，r为偶次非球面中心向面上一点的径向距离，α
i
为非球面高次项系数。4.根据权利要求2所述具有平滑相位分布的多焦点人工晶状体，其特征在于：所述衍射轮廓满足以下公式：式中：h(r)为衍射轮廓(4)的表达式，λ为设计波长，n2为人工晶状体材料的折射率，n1人工晶状体周围介质的折射率，φ(r)为衍射轮廓所对应的设计相位...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永基，邢钰炜，李坤琦，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：