用于视力校正的衍射透镜制造技术

用于视力校正的衍射透镜（１０、１０ａ、１０ｂ）在透镜主体（１４）上具有用于使光分裂成对不同焦距或焦深的两个或多个衍射级的第一衍射结构（１６）和被称为多级衍射（ＭＯＤ）结构、用于使不同波长下的光衍射成多个对公共焦距或焦深不同的衍射级的第二衍射结构（１７）。在双焦点应用中，第一和第二衍射结构（１６、１７）结合定义了透镜的用于远距离视力校正的基本光焦度和用于近距离视力校正的增加的光焦度。第一衍射结构（１６）可具有炫耀（即锯齿）、正弦、正弦谐波（１６ａ）、方波或其它形状的轮廓。具有正弦谐波结构（１６ａ）的多焦点透镜（１０）可以位于成形的透镜主体（２５）上以此提供具有或不具有ＭＯＤ结构（１７）的折射的基本光焦度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于视力校正的衍射透镜，具体涉及用于适合于供各种 视力校正应用(如眼内植入物(IOLs)、接触透镜、或镜片(眼镜片)) 使用的至少远距离和近距离校正的治疗视力校正的衍射透镜。本专利技术还 涉及用于提供这样的衍射透镜的方法。
技术介绍
多级衍射(MOD)透镜对于将不同波长的多个光镨分量引至公共焦 点是有用的，并且其在美国专利No. 5,589,982中进行了描述。MOD透镜 具有多个环状区域的结构，所述多个环状区域的结构具有定义区域边界 的阶]f夭高度，其将不同波长下的光衍射成对公共焦点不同衍射级。相反 地，因为不同波长的光在不同的距离处对焦，透过非MOD衍射多焦点透 镜的多个不同波长的观察光可能显得模糊。MOD透镜针对这个问题进行 校正，但是不提供对于提供治疗的双焦点校正验眼透镜是有用的两个不 同的焦距，如近距离或远距离。不同级的光的衍射轮廓。这样的非MOD多焦点衍射透镜可以设置在单个 透镜表面上或具有在透镜的不同表面上被分割的区域。非MOD多焦点透 镜的实例在美国专利Nos. 5,017,000、 5,144,483、 3,004,470、 4,340,283和 4,210,391中进行了描述。如在美国专利No. 5,117,306中，其他非MOD 多焦点透镜具有校正色差的附加非MOD个;f射表面。为了提供利用非MOD多焦点衍射透镜的实际的眼部双焦点应用，可 以将屈光力添加至透镜用于远距离视力校正。比如在美国专利Nos.5,229,797、 5,104,212、 6,120,148、 5,760,871和5,116,111中描述了混合式 折射-衍射透镜。由于增加透镜主体的曲率所需要的附加透镜材料导致这 些混合式折射-衍射透镜比非折射衍射透镜更厚。然而，在眼部应用(如 接触透镜或IOLs)中，常常期望厚度减少。因此，将期望为双焦点应用 提供衍射验眼透镜，所述双焦点应用在不需要依赖用于远距离视力校正 的屈光力的情况下可利用衍射结构。
技术实现思路
因此，本专利技术的特征是提供利用多级衍射结构(MOD)和非MOD 衍射结构的衍射透镜，其中两种衍射结构的组合提供了具有用于远距离 视力校正的基本光焦度和用于近距离视力校正的增加的光焦度的双焦点透镜。本专利技术的另 一个特征是为至少近距离和远距离视力校正提供衍射透 镜，其可能适用于各种视力校正应用，包括接触透镜、眼内植入物(IOL) 和眼镜片。本专利技术的又一个特征是为视力校正提供衍射透镜，其具有MOD结构 和非MOD衍射结构，其中非MOD衍射结构可以是谐波的并且没有锐边 的结构。简要地说，本专利技术包含具有第一衍射结构和第二衍射结构的透镜， 在这里被称为波阵面分裂衍射结构(WSD)的第一衍射结构用于使光分 裂成对不同的焦距或焦深的两个或多个衍射级，在这里被称为多级衍射 结构(MOD)的第二衍射结构用于在多个对公共焦距或焦深不同的衍射 级上衍射不同波长的光。第 一和第二衍射结构的组合为透镜提供了至少 远距离和近距离视力校正。第 一和第二衍射结构可以在透镜的相同表面 上进行组合或者位于透镜的不同表面上。因此，射入透镜的光被第一衍 射结构以及接着被第二衍射结构衍射，或反之亦然，这取决于透镜中这 样的结构的顺序，或者被具有组合了第 一和第二衍射结构的轮廓的透镜 的单个衍射结构衍射。WSD结构可以是在对不同焦距或焦深的两级或多级上具有高衍射效率的任何衍射表面。例如，WSD结构可具有炫耀的(即锯齿)、正弦的、 正弦谐波的、方波、或其他形状轮廓。对于双焦点应用来说，针对其衍射级的每一级，WSD结构具有两个 不同光焦度，并且MOD结构具有一个光焦度。透镜的基本光焦度由MOD 结构的光焦度和其中一级上的WSD结构的光焦度的组合来提供，并且透 镜的增加的光焦度由MOD结构的光焦度和另外一级上的WSD结构的光 焦度的组合来提供。对于三焦点应用来说，在与用于近距离和远距离视力校正之间的中 间距离视力校正的MOD结构的光焦度组合时WSD结构具有三个衍射级 以此添加了中间光焦度。三个以上的不同级可类似地一皮供给具有三个以 上视力校正距离的多焦点应用中的WSD结构。可选地，光学元件(如基底或涂层)可以设置在具有MOD结构的表 面上以此提供光滑的外表面。透镜的MOD结构的特征在于定义区域边界的多个区域，在此处入射 到该结构的光经历了光学相移，并且该结构在对相同焦点不同的衍射级 m上衍射每个波长的光以使m的量值大于或等于1。若干区域以。在径 向上被间隔并且通过解方程cp(rj)-2邵j来获得所述半径，其中(p(r』)代表自 衍射透镜出现的波阵面的相位函数，p代表针对多个波长的每一个的区域 边界处2兀相位突变次数，其中p是大于的整数。美国专利No. 5,589,982 对MOD结构进行了详细地描述。正弦谐波WSD结构被定义为一种结构，所述结构具有多个区域并且 在每个区域内以及区域之间的边界处都是连续的，从而提供了不具有典 型地为炫耀(如锯齿)的锐边的这种结构或方波衍射结构。正弦谐波WSD 结构的若干区域的每一个可具有由下面的方程表征的径向位置其中a」和(ft分别是从1到Jmax的有限项数j的幅度和相位，纟是区域内在 0和1处或0和1之间的分段位置。本专利技术还提供了一种方法，所述方法依照所需要的透镜的基本光焦度通过为透镜选择MOD结构并且接着为透镜选择正弦谐波WSD结构来 提供双焦点验眼透镜，其中用于远距离视力校正的基本光焦度和用于近 距离视力校正的增加的光焦度是与MOD和WSD结构的组合一致的。同 样可以为介于近距离和远距离视力校正之间的 一个或多个中间视力校正 距离提供三焦点或其他多焦点透镜。另外，可选地可以增加透镜的屈光力以此补充或增加已经由透镜的 MOD结构的益处提供的基本光焦度。另一方面，屈光力可以代替MOD结构提供透镜的基本光焦度。这样 的多焦点透镜具有正弦谐波WSD结构、透镜主体一皮成形以此提供折射的 基本光焦度并且无MOD结构。还可以通过一种或多种衍射结构中的透#:和/或通过为具有这种衍射结构的 一个或多个表面增加折射曲率来校正散光。本专利技术的透镜可以用于各种眼部应用，如接触透镜、眼镜片、或眼 内植入物(IOLs)的透镜、或对眼睛的视力校正有用的其他光学部件。 在接触透镜应用中，使用属于正弦谐波的WSD结构是有利的，因为结构 的边缘是光滑的以使该结构可以直接位于将要接触眼部(或内眼睑)的 透镜表面上，并且因此用户可以舒适地佩戴接触透镜而不会有另外由锐 边的存在导致的不良刺激。另外，具有这种正弦谐波WSD结构的透镜可 能更容易制造并且其应用成本更低，因为其表面不需要通过添加涂层或 基底来平滑。本专利技术还可包含眼部或非眼部应用中的具有至少 一个正弦谐波衍射 结构的衍射光学元件。 附图说明通过对下面说明的阅读以及附图，本专利技术前述的特征和优点将变得 显而易见，其中图IA和IB分别是本专利技术第一实施例的多级衍射透镜的前、后表面 的平面图，其具有透镜前表面上的波阵面分裂衍射(WSD)结构以及透 镜后表面上的多级衍射(MOD)结构，其中图1A示出的是透镜前表面上的WSD结构的环形区域，并且图IB示出的是透镜后表面上的MOD 结构的环形区域；图1C是穿过图IA和IB的透镜的剖面图，其分别示出了前、后表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种验眼光学元件，包含：　至少一个具有多个区域的衍射结构，其中依照下面的方程，每个区域具有若干位置　ｚ（ξ）＝＊ａ↓［ｊ］ｃｏｓ（２πｊξ＋φ↓［ｊ］）　其中ａ↓［ｊ］和φ↓［ｊ］分别是从１到ｊ↓［ｍａｘ］的有限项数ｊ的幅 度和相位，ξ是区域内在０和１处或０和１之间的分段位置，而所述衍射结构使光衍射成对不同焦距或焦深的至少两个衍射级。

【技术特征摘要】
US 2004-8-20 10/922600;US 2005-7-13 11/1808181.一种验眼光学元件，包含至少一个具有多个区域的衍射结构，其中依照下面的方程，每个区域具有若干位置<maths id=math0001 num=0001 ><math><![CDATA[ <mrow><mi>z</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>&xi;</mi> <mo>)</mo></mrow><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <msub><mi>j</mi><mi>max</mi> </msub></munderover><msub> <mi>a</mi> <mi>j</mi></msub><mi>cos</mi><mrow> <...

【专利技术属性】
技术研发人员：MG莫里斯，DA布拉利，RJ费德里科，
申请(专利权)人：阿波罗光学系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]