人工晶状体及相关设计和建模方法与流程

本即时申请要求于2016年5月5日提交的美国临时申请s/n62/332186和于2016年5月6日提交的s/n62/332675的优先权，其主题通过引用整体并入本文。

背景技术：

本发明的方面和实施例涉及人工晶状体(iol)以及用于设计iol和对iol进行建模的方法；更具体地涉及多焦点和/或扩展的焦深(edof)iol和相关联的方法；最具体地涉及具有使能多焦点和/或edof的离散表面相位结构的这种iol以及相关联的方法。

多焦点iol展示出多个不同的屈光力，其针对不同距离处的对象在光学上同时将图像聚焦在用户的视网膜上。相比由单焦点iol提供的范围而言，扩展的焦深(edof)iol提供了扩展的范围，在该范围内可以在焦点上查看对象场景。这种多焦点和edof有助于用户恢复功能性近视力和远视力，并且可以减轻白内障手术后的老花眼。

由实施的发明可以实现由改进的多焦点和edofiol提供的益处和优点。用于设计和评估实施的多焦点和edofiol的方法在下文中公开。进一步公开了从实施的设计和评估方法生成的若干设计示例。

多焦点透镜使用折射光学器件或折射/衍射设计的组合来给透镜多个(例如，两个、三个或更多个)焦点。常规的衍射多焦点透镜利用闪耀衍射光栅(诸如锯状表面刻面)将能量引导到若干衍射级中。衍射光栅的空间频率(即，光栅周期的倒数)确定每个衍射级的焦点，并且锯状边缘处的台阶高度(stepheight)确定不同衍射级当中的能量分布。对于一些常规的衍射双焦点透镜，光栅通常设计为具有单个固定的空间频率，并且台阶高度通常设计为小于半波长，使得80％的入射光在远焦点和近焦点之间分裂，并且剩下的20％入射光被分散到未用于视力的其他衍射级。对于一些常规的三焦点衍射透镜，光栅也设计为具有单个固定频率，但是台阶高度在相邻区域之间在高和低之间交替(例如，可替选地，台阶高度高于0.5波长且低于0.5波长)，并且通过这样做，该设计在远焦点、中间焦点和近焦点之间实现了大约85％的能量分裂，而其余部分的15％入射光达到了未用于视力的衍射级。

用于衍射多焦点iol的现有设计方法都不能提供完全的自由度来操纵衍射表面上的相位分布到可用衍射级当中的能量分布并使到达不可用衍射级的能量最小化。在实施的发明中，引入加权局部衍射效率的概念以使入射光在视力的功能衍射级中的使用最大化，并且在这些级当中有效地分布该能量以实现多焦点和扩展的焦深。

技术实现要素：

实施的发明的一个方面是多焦点iol(m-iol)。在实施例中，具有相位改变特性的透镜可以控制通过其传播的光的衍射和干涉，以实现多焦点和扩展的焦深(edof)。实施的iol包括在透镜的前表面和后表面中的一个或两个上的工程的离散相位轮廓(profile)，以有意地以指定的方式操纵光。

在非限制性实施例中，离散相位轮廓由结构台阶轮廓提供，每个结构台阶轮廓在0到2个波长λ(其中λ是主要iol设计波长)的范围内具有最大台阶高度h。每个台阶轮廓被并入相应的多个，m个邻近的环形光学区域中，每个邻近的环形光学区域由半径rm限定在透镜的表面上并且从透镜中心向外延伸到周边。像这样，每个光学区域m将展示出多个(n)衍射级，表现为“附加光焦度(add-power)”。透镜的总有效光学面积被定义为m个光学区域的组合面积。

示例性多焦点人工晶状体(m-iol)包括具有前表面和后表面的晶状体，其中前表面和后表面中的至少一个被表征为包括多个，m个(m＝0,1,2,3,...)邻近的环形衍射光学区域的离散相位轮廓，每个邻近的环形衍射光学区域被表征为半径rm以及在每个相应的rm处的台阶高度hm，其中hm的至少一些值可以不等于hm+x(x＝1,2,3,...)，其中rm＝(2mλf)^1/2，其中λ是设计波长，并且f是与iol的选出的附加光焦度相对应的焦距(1000mm/附加光焦度)，进一步地，其中是与该特定光学区域m中的第n附加光焦度相对应的第n衍射级(n＝0,1,2,3......)的特定光学区域m中的衍射效率，其中

其中：针对k＝(n2-n1)hm/λ的f(rm)是用于调整台阶高度hm的因子，其中(n2-n1)是非透镜介质和透镜光学区域(衍射)介质之间的折射率差，其中台阶高度hm可以从指定的确定，进一步地，其中在iol的总有效(衍射)光学区域上的总能量分布表示为该第m光学区域中的特定光学区域m的局部衍射效率的加权总和(其中n是对应于附加光焦度n的衍射级)，其中加权因子由独立光学区域m与iol的总有效(衍射)光学区域之间的表面积比rm确定，其中并且rm＝(第m环形光学区域的面积)/(iol的总有效(衍射)光学区域)。在各种非限制性实施例中，如本领域技术人员将理解的，m-iol可以进一步被表征为以下特征、限制、特性和/或组件中的一个或多个，单独地或以各种组合：

-其特征在于，对于所有所述光学区域m，具有恒定值，并且对于所有所述光学区域m，rm具有恒定值；

-其特征在于，对于所有所述光学区域m，具有可变值，并且对于所有所述光学区域m，rm具有恒定值；

-其特征在于，对于所有所述光学区域m，具有恒定值，并且对于所有所述光学区域m，rm具有可变值；

-其特征在于，对于所有所述光学区域m，具有可变值，并且对于所有所述光学区域m，rm具有可变值；

-其特征在于，对于所有所述光学区域m，具有可变值，并且对于所有所述光学区域m，rm具有可变值。

在使用等式(2)确定时，f(rm)是用于优化可用衍射级当中的光分布并使在不可用衍射级中扩散的光最小化的调整函数，并且其提供了第m衍射的精确表面轮廓不限于球形而是扩展到非球面或自由形状的灵活性。函数f(rm)由第m衍射区域的精确相位轮廓的傅里叶变换确定。

本发明的一个方面是一种用于限定透镜表面上的离散相位轮廓的设计方法。根据非限制性实施例，工程的相位轮廓由同心环形区域构成，所述同心环形区域在每个区域的尾部圆周边缘处具有突然台阶跳跃。为了使入射光到不可用的衍射级的扩散最小化以及在可用的衍射级当中灵活地分布能量以便可以实现有效的多焦点和扩展的焦深，同心环形区域的表面轮廓的优化不限于球形表面，而是也可以扩展到圆锥形、一般非球面或自由曲面轮廓。另外，在每个区域的尾部圆周边缘处的突然台阶跳跃不限于垂直轮廓，而是也可以是倾斜或弯曲的表面轮廓。

本发明的一个方面是一种光学建模方法，用于模拟光学光线追踪环境中的实施的iol的光学性能。在示例性实施例中，该方法涉及建立光学光线追踪模型眼，其可以模拟具有插入模型中的iol的眼的光学性能。该方法还涉及构造用户定义的表面，该用户定义的表面可用于在光学光线追踪模型中输入离散的表面相位轮廓。离散相位表面轮廓与用户定义的函数相关联，其可以基于设计的局部衍射结构轮廓来调整通过表面追踪的每条光线的相位参数。该方法更具体地涉及以下步骤：1)将具有由衍射表面修改的相位参数的光线追踪到光线追踪模型的出瞳并构建真正的瞳孔函数；2)获得光学传递函数(otf)；3)获得调制传递函数(mtf)；4)获得不同散焦位置处的mtf；5)获得系统点扩散函数(psf)；6)进行成像模拟。

附图说明

图1：透镜表面上的离散衍射环形光学区域的示意图。

图2：实施的衍射透镜的横截面示意图，示出了对应于f0、f1和f2的第0、第1和第2衍射级，进一步对应于基线、附加光焦度1、附加光焦度2。

图3a：作为瞳孔尺寸变化函数的远焦点和近焦点之间的针对3.0d附加光焦度双焦点设计的a型能量分布；图3b：作为瞳孔尺寸变化函数的远焦点和近焦点之间的3.0d附加光焦度双焦点设计的b型能量分布。

图4a：具有3.0d附加光焦度(减去基线屈光力)的双焦点iol的a型表面相位结构；图4b：具有3.0d附加光焦度(减去基线屈光力)的双焦点iol的b型表面相位结构。

图5a-h：针对不同的瞳孔尺寸以及a型和b型能量分布的3.0d附加双焦点设计的调制传递函数(mtf)。

图6a-d：针对不同的瞳孔尺寸以及a型和b型能量分布的3.0d附加双焦点设计的图像模拟。

图7a-d：针对不同的瞳孔尺寸以及a型和b型能量分布的3.0d附加双焦点iol的离焦(through-focus)性能的模拟。

图8a-b：针对不同的瞳孔尺寸以及a型和b型能量分布的具有1.5d和3.0d附加光焦度(减去基线屈光力)的三焦点iol的表面相位结构。

图9a-b：针对不同的瞳孔尺寸以及a型和b型能量分布的在远焦点、中间焦点和近焦点之间的1.75d和3.5d附加三焦点设计的能量分布。

图10a-f：针对1.75d和3.5d附加三焦点a型设计的调制传递函数(mtf)。

图11a-b：针对具有1.75d和3.5d附加三焦点a型设计的三焦点设计的成像模拟。

图12：三焦点iola型设计的离焦性能的模拟。

图13：具有焦深超过2.5d(减去基线屈光力)的edofiol的表面相位结构。

图14a-b：edof设计和传统单焦点iol设计的成像模拟。

图15：edofiol和传统单焦点iol的离焦mtf性能的模拟。

图16：交替三焦点iol(减去基线屈光力)的表面离散相位结构。

图17：可替选的三焦点iol的离焦性能的模拟。

非限制性、示例性实施例的具体实施方式

实施的iol的设计方法源自光的波动性质。根据huygens的衍射原理，光作为波由波长、相位和幅度来描述，并且当它在媒介或介质中/通过/之间传播时呈现衍射和干涉现象。

如图1所示，具有相位改变特性的透镜100可以控制通过其中传播的光的衍射和干涉来实现多焦点和edof。离散相位轮廓由结构台阶轮廓102(顶部)提供，每个结构台阶轮廓102在0到2个波长λ(其中λ是主要iol设计波长)的范围(scale)内具有最大台阶高度h。如图1(底部)所示，每个台阶轮廓102被并入相应的多个、m个邻接的环形光学区域中，每个邻接的环形光学区域由半径rm限定在透镜的表面上并且从透镜中心向外延伸到周边。透镜的总有效光学面积被定义为m个光学区域的组合面积。

同心环形区域m被表征为两个主要参数，例如环的位置/半径rm和突然台阶跳跃的高度h(峰高相位偏离)。这些参数确定如下：

第m环的半径rm由下式给出

rm＝(2mλf)^1/2(1)

其中m＝0,1,2...(整数值)，λ是主要的iol设计波长，并且f是对应于预期多焦点的“附加光焦度”的焦距；即，f＝1000mm/附加光焦度)。

在每个环形光学区域的尾部圆周边缘处的台阶高度h由下式给出

其中是第n衍射级的衍射效率(n＝0,1,2,3......)，k＝(n2-n1)h/λ是用于调整相位跳跃的因子，(n2-n1)是透镜被占据的介质(例如，用户的眼、或如果未植入的空气)和光学区域(光栅)材料之间的折射率差，并且h是台阶高度，其可以从指定的求解。

等式(2)描述了衍射效率如何与每个环形光学区域m中感兴趣的每个衍射级(n)相关联。衍射效率是定量描述光能如何在每个光学区域中的不同焦点(附加光焦度)之间分布的参数。这在图2中示意性地示出。在图2中，第0、第1和第2衍射级对应于每个光学区域m中的透镜的基础光焦度(f0)、第一附加光焦度(f1)和第二附加光焦度(f2)。

在等式(2)中，f(rm)是用于优化可用衍射级中的光分布并使扩散到不可用衍射级中的光最小化的调整函数，并且其为第m衍射区域的表面轮廓提供灵活性，不限于球形，而是可以扩展到非球面或自由形状。f(rm)与第m衍射区域的精确相位轮廓的傅里叶变换有关。

等式(2)来源于对广义光栅的fraunhofer衍射计算，并且在实施的发明中，每个光学区域m被视为特定的单个局部光栅。

等式(1)和(2)的推导在说明书末尾处的附录1中阐述。

对于透镜表面的总光学面积，不同衍射级n(每个独立衍射级n，对应于每个光学区域m中的每个独立焦点或附加光焦度)当中的总能量分布被视为每个局部区域中独立衍射效率的加权总和(表示为其中n表示衍射级，并且m表示第m环形光学区域)。加权因子由独立光学区域与总有效光学面积之间的表面积比rm确定，如下：

其中是第m区域的局部衍射效率，并且

rm＝(第m环形光学区域的面积)/(iol的总有效(衍射)光学面积)。

为了在不同焦点当中实现期望的能量分布，或者为了实现扩展的焦深，经由局部光学区域衍射效率和加权因子rm的适当组合来优化表面相位轮廓。根据示例性实施例，总结在下面的表1中的四种方法用于设计实施的衍射、多焦点和/或edof透镜，其示例在下文中描述。

表1

根据说明性实施例，光学建模方法用于模拟光学光线追踪环境中的实施的iol的光学性能。该方法涉及建立光学光线追踪模型眼，其可以模拟具有插入模型中的iol的眼的光学性能。

该方法还涉及构造用户定义的表面，其可用于在光学光线追踪模型中输入离散的表面相位轮廓。离散相位表面轮廓与用户定义的函数相关联，其可以基于设计的局部衍射结构轮廓来调整通过表面追踪的每条光线的相位参数。

该方法还依赖于非相干成像频率响应分析技术来模拟设计的光学性能。基本理论总结在说明书末尾的附录2中。用于评估光学图像质量的度量包括点扩散函数(psf)、调制传递函数(mtf)和成像模拟。该方法更具体地涉及以下步骤：1)追踪具有由衍射表面修改的相位参数的光线到光线追踪模型的出瞳，并构建真实的瞳孔函数；2)获得光学传递函数(otf)，其被计算为基于出瞳处的光线追踪数据的瞳孔函数的自相关；3)获得调制传递函数(mtf)，其是otf的调制，其描述了从对象到图像的各种空间频率下的图像对比度降级；4)获得不同散焦位置处的mtf，其描述了设计的离焦性能；5)经由otf的逆傅立叶变换获得系统点扩展函数(psf)；6)通过对psf和对象进行卷积(otf和对象的光谱的乘积的逆傅立叶变换)来进行成像模拟。

非限制性实施例包括基于上表i中的方法i-iv的四个示例性iol设计，如下。

示例1(方法i)

具有3.0屈光度(d)附加光焦度的双焦点iol分别对应于远焦点和近焦点。该设计形式具有衍射结构，其对于每个衍射区域具有一致的表面积比rm，并且均匀地(单调地)降低衍射效率(即，均匀地(单调地)降低台阶高度)。表2和图3a-7d公开和示出了设计参数和性能预测。

双焦点iol采用3.0d附加光焦度设计。此设计形式包括a型和b型设计。如图3a所示，a型设计在所有瞳孔尺寸处的远焦点和近焦点之间具有一致的45.5％/35.8％能量分布。如图3b所示，对于中心3mm区域，b型具有45.5％/35.8％的一致远/近能量分布，并且瞳孔尺寸大于3mm的能量分布逐渐均匀变化，其中随着瞳孔尺寸增加，更多的能量指向远焦点。图4a、4b示出了离散表面相位结构，并且表2列出了环的尾部边缘处的环位置和台阶高度的指定设计参数。表2中指定的值特别适用于在550纳米波长处折射率为1.52的透镜材料。对于具有其他折射率的材料，台阶高度将需要进行如下调整：

h'＝h*c,

c＝0.184/(n'-1.336),

其中

h'是不同折射率n'的调整的台阶高度，

h是表2中指定的台阶高度，

c是调整系数，

n是对应于表2的材料折射率，

n'是不同的材料折射率。针对折射率为从1.40-1.58的材料使能实施的设计。

表2衍射双焦点iol的离散表面结构

a型设计

b型设计

通过上文公开的实施的建模和分析技术来评估示例1iol的性能。

图5a-5h示出了具有在远焦点和近焦点处的3mm瞳孔(a型(图5a、5e)和b型(图5b、5f))和4.5mm瞳孔(a型(图5c、5g)和b型(图5d、5h))的调制传递函数(mtf)(示出了切向和矢状平面)。

图6a-d示出了针对具有两个瞳孔尺寸(3mm、4.5mm)的远焦点和近焦点的模型眼视网膜处成像的模拟。

图7a-d示出了具有两个瞳孔尺寸(3mm、4.5mm)的模拟的离焦mtf曲线。a型和b型设计为针对3mm的瞳孔具有相同的光学性能；然而，当瞳孔变得大于3mm时，a型(图7a、7b)设计保持一致的性能，而b型(图7c、7d)设计将更多的光能引向远焦点；例如，mtf曲线在远焦点处变得更高并且在近焦点处变得更低。

示例2(方法ii)

具有1.75d和3.5d附加光焦度的三焦点iol分别对应于远焦点、中间焦点和近焦点。这种设计形式具有这样的衍射结构，对于每个衍射区域具有一致的表面积比，但相邻区域的衍射效率不同(交替的高和低台阶高度)。表3和图8a-12公开并示出了设计参数和性能预测。

三焦点iol设计有两种不同的附加光焦度；例如，1.75d和3.50d，以提供远视力、中间视力和近视力。与示例1类似，该设计形式可包括a型和b型设计。a型设计在所有瞳孔尺寸处的远焦点、中间焦点和近焦点之间具有一致的37.2％、25.3％和23.7％的能量分布。b型对于仅中心3mm区域具有37.2％/25.3％/23.7％的一致的远/中间/近能量分布，但随着瞳孔尺寸从3mm增加到5mm逐渐改变能量分布，其中更加朝向远焦点和中间焦点，而瞳孔尺寸增加。

图8a、8b分别示出了a型和b型的离散表面相位结构，并且表3示出了环的尾部边缘处的环位置和台阶高度的指定设计参数。表3中指定的参数特别适用于在550纳米波长处折射率为1.52的材料。对于具有其他折射率的材料，台阶高度将需要进行如下调整：

h'＝h*c，

c＝0.184/(n'-1.336)，

其中

h'是不同折射率n'的经调整的台阶高度，

h是表3中指定的台阶高度，

c是调整系数，

n是对应于表3的材料折射率，

n'是不同的材料折射率。针对折射率为从1.40-1.58的材料使能实施的设计。

表3离散表面结构

三焦点iol，a型设计三焦点iol，b型设计

通过上文公开的实施的建模和分析技术来评估示例2iol的性能。

图9a、9b分别示出了a型和b型设计两者的远焦点/中间焦点/近焦点的能量分布。然后，对于a型设计，图10a-10f示出了远焦点、中间焦点和近焦点处的调制传递函数(mtf)(示出了切向和矢状平面)。

图11a、11b分别示出了在模型眼视网膜处对于具有两个瞳孔尺寸(3mm、5mm)的远焦点、中间焦点和近焦点的成像的模拟。

图12示出了具有两个瞳孔尺寸的模拟的离焦mtf曲线。

示例3(方法iii)

扩展的焦深iol(edofiol)具有扩展到大于2.5d(与常规的折射iol的0.5d最大值相比)的连续的焦深。设计形式具有这样的衍射结构，其具有对称的双闪耀相位结构(背靠背)、一致的表面积比、以及每个衍射区域内的一致的最大相位偏离。表4和图13-15公开并示出了设计参数和性能预测。

edofiol被设计为具有扩展到2.5d以上的焦深。图13示出了离散表面相位轮廓，并且表4示出了环的尾部边缘处的环位置和台阶高度的指定设计参数。表4中指定的参数特别适用于在550纳米波长处折射率为1.52的材料。对于具有其他折射率的材料，台阶高度将需要进行如下调整：

h'＝h*c，

c＝0.184/(n'-1.336)，

其中

h'是不同折射率n'的经调整的台阶高度，

h是表4中指定的台阶高度，

c是调整系数，

n是对应于表4的材料折射率，

n'是不同的材料折射率。针对折射率为从1.40-1.58的材料使能实施的设计。

表4离散表面结构

三焦点iol，a型设计三焦点iol，b型设计

通过上文公开的实施的建模和分析技术来评估示例3iol的性能。

图14a、14b示出了在模型眼视网膜处对于3.0d的焦深成像以及对于在表面上没有衍射相位结构的单焦点iol设计的模拟。

图15示出了实施的edof设计和常规单焦点iol的模拟的离焦mtf曲线。

示例4(方法iv)

可替选的三焦点设计以提供远视力、中间视力和近视力。该设计采用衍射区域当中的变化的面积比和变化的衍射效率两者的方法。与示例2中公开的三焦点设计不同，该设计消除了从远视力到中间视力的间隙(例如，在远视力处约2.0d焦深，其产生从远视力到中间视力的连续视力)，并且还提供功能性近视力。表5和图16-17公开并示出了设计参数和性能预测。

这种可替选的三焦点光学设计具有两个不同的附加光焦度(例如1.75d和3.50d)以提供远视力、中间视力和近视力。该设计采用衍射区域当中变化的面积比和变化的衍射效率两者的方法。该设计的目标是从远视力到中间视力具有连续的光学性能(例如，在远视力处约为2.0d焦深)，并且还具有功能性近视力。

图16描述了离散表面相位结构，并且表5描述了环的尾部边缘处的环位置和台阶高度的指定设计参数。表5中指定的参数特别适用于在550纳米波长处折射率为1.52的材料。对于具有其他折射率的材料，台阶高度将需要进行如下调整：

h'＝h*c，

c＝0.184/(n'-1.336)，

其中

h'是不同折射率n'的经调整的台阶高度，

h是表5中指定的台阶高度，

c是调整系数，

n是对应于表5的材料折射率，

n’是不同的材料折射率。针对折射率为1.40-1.58的材料使能实施的设计。

表5可替选的三焦点设计的离散表面结构

通过上文公开的实施的建模和分析技术来评估示例4iol的性能。

图17示出了模拟的离焦mtf曲线，并且与示例2的三焦点设计不同，从远焦点到中间焦点没有明显的mtf波动。

虽然本文已经描述和示出了若干发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易想到用于执行功能和/或获得本文所描述的一个或多个优点和/或结果的各种其他装置和/或结构，并且这些变化和/或修改中的每一个被认为是在本文描述的发明实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解，本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置旨在是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于本发明的教导使用的具体的一个或多个应用。本领域技术人员将认识到或者能够使用不超过常规的实验确定本文所述的具体发明实施例的许多等同物。因此，应该理解，前述实施例仅借由示例呈现，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，本发明实施例可以以除具体描述和要求保护之外的方式实践。本公开的发明实施例涉及本文描述的每个独立的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。此外，如果这些特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互矛盾，则在本公开的发明范围内包括两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合。

如本文定义和使用的所有定义应理解为控制字典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或定义的术语的普通含义。

除非明确相反指出，否则本说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”和“一个”应理解为意指“至少一个”。

本说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应理解为意指如此结合的元素中的“一个或两个”，即在某些情况下结合存在并且在其他情况下分离存在的元素。使用“和/或”列出的多个元素应以相同的方式解释，即，“一个或多个”元素如此结合。除了通过“和/或”子句具体标识的元素之外，无论是与具体标识的那些元素相关还是不相关，都可以可选地存在其他元素。因此，作为非限制性示例，当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时，对“a和/或b”的引用可以在一个实施例中仅指代a(可选地包括除b之外的元素)；在另一个实施例中，仅指代b(可选地包括除a之外的元素)；在又一个实施例中，指代a和b两者(任选地包括其他元素)；等等

如本说明书和权利要求书中所使用的，“或”应理解为具有与如上所定义的“和/或”相同的含义。例如，当分隔列表中的项目时，“或”或“和/或”应被解释为包含性的，即，包含至少一个，但也包括多于一个、多个元素或元素的列表，以及可选的额外的未列出项目。只有明确表示相反的术语，诸如“仅一个”或“恰好一个”，或者，当在权利要求中使用时，“由...组成”将指的是恰好包含多个元素或元素的列表中的一个元素。一般而言，本文中使用的术语“或”仅在排他性术语之前才应解释为表示排他性替代方案(即“一个或另一个但不是两个”)，诸如“任一个”、“其中一个”、“仅其中一个”、“恰好其中一个”或“基本上由…组成”，当在权利要求中使用时，应具有其在专利法领域中使用的普通含义。

如本说明书和权利要求书中所使用的，关于一个或多个元素的列表，短语“至少一个”应理解为意指从元素列表中的任何一个或多个元素中选出的至少一个元素，但不一定包括元素列表中具体列出的每一个元素中的至少一个元素，并且不排除元素列表中元素的任何组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”所指的元素列表内具体标识的元素之外，可选地存在元素，无论是与具体标识的那些元素相关还是不相关。因此，作为非限制性实例，“a和b中的至少一个”(或等同地，“a或b中的至少一个”，或等同地“a和/或b中的至少一个”)可以在一个实施例中指代至少一个(可选地包括多于一个)a，不存在b(并且可选地包括除b之外的元素)；在另一个实施例中，指代至少一个(可选地包括多于一个)b，不存在a(并且可选地包括除a之外的元素)；在又一个实施例中，指代至少一个(可选地包括多于一个)a和至少一个(可选地包括多于一个)b(和可选地包括其他元素)；等等。

出于本公开内容的目的，如本文和所附权利要求中使用的，术语“约”是指指定数量的量加上/减去本领域技术人员认为对于该特定数量或测量结果的典型且合理的分数量或合理的容差。同样地，该术语“基本上”意指接近或类似于被修改的指定术语，如本领域技术人员将认识到这是典型的和合理的，而不是通过设计和实现有意地不同。

还应该理解，除非明确相反地指出，否则在本文要求保护的包括一个以上步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于叙述该方法的动作或步骤的顺序。

附录1-等式(1)和等式(2)的理论推导

通过使用这两种方法之一导出等式(1)，其详述如下：

方法1

导出同心区域的半径的一种方法类似于设计菲涅耳相位板(fresnelphaseplate)时使用的方法，其中将轴上最大辐照度的z位置设置为预期的焦点，并且然后环的半径从轴上最大辐照度方程求解，上述计算证明如下：

轴上光强度i由菲涅耳数(nf)确定为

i＝2i0(1+cos(nf*π))，

其中：

i0是恒定的强度；

i是对应于精确z位置的轴上光强度；

nf是菲涅耳数；

nf＝a²/λz＝a2/λf，

当nf＝-2m,...-4,-2,0,2,4......2m(m＝整数)时，轴上强度(i)达到最大值，

其中：

a是菲涅耳区域的半径；

λ是波长；

z是z位置的距离；

f是焦距。

使焦距(f)对应于轴上最大辐照度的z位置。第m环的辐射可以求解为

am＝√2mλf，m＝0，1，2...是整数

方法2

导出环形衍射区域半径的第二种方法是基于fraunhofer衍射的光栅方程，然而，对于衍射透镜，每个环被视为独立的局部光栅，并且使局部光栅的周期等于环的直径，并且根据光栅方程求解环的半径。

根据fraunhofer衍射理论，光栅方程表示为

mλ＝λmsinθm，

其中：

λm是第m衍射级的光栅周期；

θm是衍射透镜的环的第m阶衍射的偏转角。第m环的半径对应于第m环形区域λm的局部光栅周期的一半，并且光栅方程可以表示为

mλ＝(am²+f²)^1/2-f＝am²/2f.

然后，

因此am＝√2mλf，m＝0，1，2...是整数。

附录2-衍射多焦点和edof透镜的光学评估方法的基本原理

采用两种主要理论来建立计算和光线追踪方法，用于评估衍射多焦点iol和edofiol的光学性能。所建立的方法将通过焦点mtf(tfmtf)和成像模拟生成所有光学性能模拟度量，诸如mtf。

理论1：相干成像理论

相干成像与场是线性的

图像平面ui(u，v)处的场是对象平面ug(uv)处的场和相干成像系统h(u，v)的幅度脉冲响应的卷积；

相干成像系统的幅度脉冲响应是瞳孔函数p(x，y)的傅里叶变换；

h(u，v)＝ft{p(x，y)}，在频率fx、fy处所评估的。

相干图像传递函数(或幅度传递函数)是psf的ft，因此它是重新缩放的瞳孔函数

h(fu，fv)＝p(-λzxpfu，-λzxpfv)

理论2：非相干成像理论

非相干成像与辐照度呈线性关系。人眼与光场ii(u，v)或ig(u，v)的辐照度反应。

图像平面处的辐照度分布是psf(例如|h(u，v)|²)和对象的辐照度分布

的卷积，因此

非相干成像的光学传递函数(otf)是psf的傅立叶变换，根据使用傅里叶变换理论的推导，其在数学上等同于幅度传递函数的自相关，并且幅度传递函数与重新缩放的瞳孔函数成比例。