专利名称：多焦点透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多焦点透镜，其具有数量η > 2的主屈光力，其中至少一个主屈光力是折射，并且至少另一个主屈光力是衍射。多焦点透镜包括具有至少一个第一环带的第一透镜部分，并且至少包括具有至少一个第二环带的第二透镜部分。每个带都至少形成有主要子带和至少一个相位子带。
背景技术：
从ΕΡ1194797Β1获知具有折射和衍射屈光力的多焦点透镜。这些透镜具有环形或圆环形的带(zone),其中这些环带的每一个分为各自的一个主要子带和一个相位子带。主要子带的系统表示具有两个主屈光力的衍射透镜。选择相位子带中的折射屈光力，使得整个带或整个透镜的平均折射力对应于两个主衍射屈光力之一。与传统的衍射透镜不同，根据EP1194797B1的透镜在透镜表面上不具有任何形貌学或光学台阶。
在EP1194797B1中，也描述了三焦点透镜，其中平均的折射屈光力等于三个主屈光力的平均，其中最大的主屈光力由+1级的衍射屈光力给出，并且其中最小的主屈光力由-I级的衍射屈光力给出。
描述的类型的三焦点透镜在三个主屈光力的最小者和最大者二者中均具有纵向色差。如果使用这种透镜作为眼用透镜(例如隐形眼镜、眼内透镜(intraocular lens))，从而，特别是最小的主屈光力中的纵向色差是不利的。也就是说，继而将该屈光力用于成像远的物体，与-I衍射级关联的纵向色差在这种使用中尤其令人烦扰。
在眼科领域明确期望具有多于两个主屈光力的多焦点透镜，因为它们允许在远距离中、在中间距离中和在阅读距离中的锐利视觉。除了根据EP1194797B1的三焦点透镜之外，还已知其他的三焦点透镜。在US5344447中，描述了三焦点衍射透镜，在US5760871中也描述了三焦点透镜。在US2008/0030677A1中描述了另一三焦点透镜。
根据US5344447的三焦点透镜具有等于具有纵向色差的_1级衍射屈光力的最小主衍射屈光力。此外，该透镜在透镜表面的至少一个上具有形貌学或光学台阶，通常是在衍射透镜中。
根据US5760871的三焦点透镜也具有最小主衍射屈光力，其对应于具有纵向色差的-I衍射级。
根据US2008/0030677A1的三焦点透镜具有对应于零衍射级的最小主衍射屈光力和对应于衍射透镜的第一衍射级的最大屈光力。根据该在先技术，通过相邻衍射台阶的特定设计，将光引导至在这些屈光力的两个焦点之间的位置。作为所有传统衍射透镜，该透镜在两个透镜表面的一个上具有形貌学台阶或光学台阶。
透镜表面上的形貌学台阶因为以下理由而是不利的通常，这种台阶很难或不以期望的精度制造。此外，在诸如隐形眼镜的眼用透镜中，这种台阶对于佩戴舒适度是有害的。
衍射透镜或衍射型透镜通常由许多圆环透镜带构成，每圆环透镜带具有相同面积；通常，这种带被称为菲涅尔带(Fresnel zones)。通常，在相邻带之间，设置有具有与其关联的光程长度差t的台阶，其中这些光程长度差通常小于设计波长λ。带的面积或尺寸决定透镜的衍射屈光力之间的分离，其中这些分离随着带的面积的减小而增大。光程长度差t决定单独(individual)衍射屈光力中的相对最大强度,例如,在t=t= λ /2时,存在两个主衍射屈光力，其对应于零和第一衍射级，并且二者均具有(2/ π )2=40. 5%的最大强度， 其中100%为具有相同菲涅尔带但在带之间没有台阶的透镜受限于衍射的最大强度。后一透镜为“标准的(normal)”折射透镜。针对绝对值(absolutely)小于半个设计波长的光程长度差，零级的屈光力占支配地位，在abs(t)> λ /2的情况中,第一衍射级的屈光力具有最大的相对强度。
非常重要的是，要注意折射屈光力与衍射透镜的每个单独菲涅尔带关联；可采用斯涅耳折射定律通过入射光束的折射来计算该折射屈光力。单独菲涅尔带可具有统一的屈光力，但其也可具有达到折射屈光力沿着带表面变化的效果的表面配置；那么，这种带的折射屈光力为平均的屈光力。
在相邻带之间具有光学台阶的传统多焦点衍射透镜中，没有衍射屈光力与带的折射屈光力相等。特别地，这也适用于衍射透镜的零级衍射屈光力。
存在衍射透镜的两个基本结构。在第一结构中，在第一和第二带之间的光程长度差t等于第二和第三带之间的光程长度差，等等。通常，这种衍射透镜的实施例在透镜的两个表面之一上具有锯齿外形，该透镜被制造为具有给定折射率。在根据在先技术的衍射透镜的第二基本结构中，光程长度差在第一和第二带之间为+t，在第二和第三带之间为_t， 在第三和第四带之间为+t，等等。在EP1194797B1中说明了这种已知的衍射透镜的缺点。
在EP1194797B1中，根据该发明，提到了在透镜表面上不形成形貌学和光学台阶的透镜。在此上下文中，也提到了多焦点透镜，其中单独带具有不同的平均屈光力，并且此外，不利的是，纵向色差出现在三个主屈光力中的最小和最大二者中。发明内容
本发明的目的是提供至少三焦点的透镜，其允许在近范围中，在中间范围中、以及特别是在远范围中改进视觉。
该目的由具有根据权利要求I的特征的多焦点透镜实现。
根据本发明的多焦点透镜具有至少η > 2的数量的主屈光力。因此，多焦点透镜至少为三焦点透镜。尤其是，至少一个主屈光力是折射，并且至少另一主屈光力是衍射。多焦点透镜具有包括至少一个第一环带的第一透镜部分。此外，多焦点透镜至少包括具有至少一个第二环带的第二透镜部分。透镜部分的带各自具有至少一主要子带和至少一相位子带。主要子带和相位子带二者也都形成为环状。为了形成η个主屈光力，在根据本发明的多焦点透镜中，将最多η-i个透镜部分组合。透镜部分的带的平均折射屈光力等于另一透镜部分的带的平均折射屈光力。也就是说，形成多焦点透镜的所有透镜部分都具有相同的平均折射屈光力。如果透镜例如是由两个透镜部分构成，那么这两个透镜部分具有相同的平均折射屈光力。如果透镜例如是由三个透镜部分构成，那么这三个透镜部分具有相同的平均折射屈光力。通过多焦点透镜的这种特定构造，可改进透镜在近范围中、中间范围中以及特别是远范围内的成像，并且因此也改进视觉。
透镜部分在至少一个光学参数上是不同的。例如，将提及诸如远屈光力、近屈光力或附加屈光力的屈光力作为光学参数。此外，光学参数例如也可为远强度或光学表面的尺寸。
在此上下文中，对于透镜部分，特别地，将理解透镜的圆形或圆环形(环形)区域。 透镜部分也可由透镜的几个不相邻的圆形或圆环形区域或带构成。
对于主屈光力，特别地，将理解相对强度大于O. 05(5%)、尤其是大于或等于0.07(7%)的屈光力。
以特别有利的方式，实现一种构造，其中多焦点透镜在η个主屈光力中的最小主屈光力中不具有任何衍射纵向色差。这，特别是在远范围中，确保了极大改进的成像特性， 并因此确保了显著更好的视觉。
由光学材料的色散导致的折射色差在本发明中不是问题，该折射色差相对于衍射色差较小，并且在+1衍射级中相对于衍射色差是相反的。
特别地，这关于彩色显示和图像的感知是特别有利的。
优选地，规定带的平均折射屈光力等于多焦点透镜的最小主屈光力。通过透镜的这种规范，实现了对最小的主屈光力的衍射纵向色差的抑制。优选地，如果透镜部分具有至少两个带，对于透镜部分的所有带也如此形成。特别地，透镜部分的带具有相同的平均折射屈光力。
特别地，η个主屈光力中的最小者没有衍射纵向色差。
优选地，多焦点透镜的形状和/或带相对于彼此的相对位置被形成为使得最小的主屈光力没有纵向色差，而与主屈光力的数量η > 2无关。因此，还利用透镜的透镜部分和各自关联的带将透镜形成为具有如下效果不仅仅在三焦点透镜中，而且在四焦点透镜中， 最小的主屈光力始终没有纵向衍射色差。
优选地，多焦点透镜的η个主屈光力中的最小者依赖于第一带的主要子带的折射屈光力加权上主要子带与该第一带的总表面的面积比例，并且此外还依赖于该第一带的相位子带的折射屈光力加权上相位子带与该考虑的带的总表面的面积比例。这特别适用于多焦点透镜的每一个带，其中，因此，特别地对于透镜的主屈光力的最小者D1，适用于以下关
D1-Dgi (I-P1) +DsiP1-Dg2 (I-P2) +Ds2Pg
其中，以下适用
Dgi为第一带(和第3、第5……带)的主要子带中的折射屈光力；DS1为第一(第3、第 5……)带的相位子带的折射屈光力。P1为相位子带与全部的第一(第3、第5……)带的面积比例。
Dg2为第二带(和第4、第6……带)的主要子带中的折射屈光力；DS2为第二 (第4、第 6……)带的相位子带的折射屈光力。P2为相位子带与全部的第二 (第4、第6……)带的面积比例。
针对具有两个透镜部分的透镜示出了上面的陈述，其中奇数编号的带与第一透镜部分相关联，而偶数编号的带与第二透镜部分相关联。上面提及的等式也适用于具有多于两个透镜部分的多焦点透镜，因此，对于另一透镜部分j，以下适用
D1=Dgj (I-Pj)+DsjPj
优选地，规定第一透镜部分具有至少两个带，在透镜的径向方向上观察，在该两个带之间，设置了第二透镜部分的至少一个带。因此，该实施中的构造使得，在交替的环布置中，形成第一透镜部分的第一带，然后跟随第二透镜部分的带，并且在径向方向上观察，然后再次形成第一透镜部分的另一第一带。
如果形成了多于两个的透镜部分，那么，该交替布置适用于如下效果，即在径向方向上观察，连续地分别设置一个透镜部分的一个带，并且接着如果从每个透镜部分形成环形带，则第一透镜部分的第一带再次跟随，如此下去。
也可规定在多于两个透镜部分的情况下，每一个透镜部分仅具有一个带，并由此形成多焦点透镜。也可规定至少一个透镜部分具有多于一个的带。
优选地，规定第一透镜部分的第一带形成为与第二透镜部分的带相邻，并且这两个带的光学表面具有相同的尺寸。对于两个透镜部分的分别成对相邻的所有带，尤其是这样。
关于带的光学表面，在该方面可考虑透镜的前表面和后表面二者。依赖于多焦点透镜在该方面是如何构造的，前表面可具有相应的表面轮廓，并且后表面也可具有相应的表面轮廓。如果相应地构造前表面，那么可非球面地形成后表面。如果后表面具有相应的表面轮廓，相应地同样如此。
也可规定将与具有结构化表面轮廓(具有环形带的轮廓)的表面分别匹配的表面形成为环面(toric)或非球环面。因此，可形成用于校正角膜像散的单环面(mono-toric) 眼内透镜。
优选地，规定由两个透镜部分的相邻带形成的综合(overall)带具有综合主要子带或具有平均折射屈光力Dei2的主要子带以及具有屈光力Ds2的相位子带。上面已经表示了屈光力DS2，Dg12由下式给出
权利要求
1.一种多焦点透镜，特别是眼睛透镜，其具有数量η > 2的主屈光力，该多焦点透镜包括具有至少一个第一环带(6、10、19、27、28)的第一透镜部分(15、16、23、25、26)并至少包括具有至少一个第二环带(6、10、19、27、28)的第二透镜部分(15、16、23、25、26)，其中所述带(6、10、19、27、28)各自都具有至少一个主要子带(7、11、20、29、31)和至少一个相位子带 (8、12、21、30、32)，其特征在于为了形成所述η个主屈光力，组合最多η-i个透镜部分(15、16、23、25、26),所述最多 η-i个透镜部分在至少一个光学参数上不同，并且所述第一透镜部分(15、16、23、25、26)的带(6、10、19、27、28)的平均折射屈光力等于所述第二透镜部分(15、16、23、25、26)的带(6、10、19、27、28)的平均折射屈光力。
2.根据权利要求I所述的多焦点透镜，其特征在于带(6、10、19、27、28)的平均折射屈光力等于所述多焦点透镜(13、18、24)的主屈光力中最小的一个。
3.根据权利要求I或2所述的多焦点透镜，其特征在于所述η个主屈光力中最小的一个没有衍射纵向色差，特别地，所述透镜(13、18、24)的形状和/或所述带(6、10、19、27、28)相对于彼此的相对位置被形成为使得所述主屈光力中最小的一个没有纵向色差，并与所述主屈光力的η > 2的数量无关。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的多焦点透镜，其特征在于所述第一透镜部分(15、16、23、25、26)具有至少两个带(6、10、19、27、28)，从所述透镜 (13、18、24)的径向上观察，在所述两个带(6、10、19、27、28)之间布置所述第二透镜部分 (15、16、23、25、26)的至少一个带(6、10、19、27、28)，特别地，从径向上观察，所述透镜部分 (15、16、23、25、26)的带(6、10、19、27、28)被以交替的顺序布置。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的多焦点透镜，其特征在于由两个透镜部分(15、16、23、25、26)的两个相邻带(6、10、19、27、28)之一形成的综合带(22)具有综合主要子带的平均折射屈光力，其根据以下公式决定I _ ηηI 一 r%η ~~~n .......:......................￡i......+η....................ο......................+n I......................Ei9Hiii -ljGi ti^fl2—P1 2-P1 2—p2
6.根据前述权利要求中的任一项所述的多焦点透镜，其特征在于所述第一透镜部分(15、16、23)的带(6、10、19)被形成为与所述第二透镜部分(15、16、 23)的带(6、10、19)邻接，并且所述带(6、10、19)的光学表面(151、161、191)具有相等的尺寸。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的多焦点透镜，其特征在于所述第一透镜部分(15、16、23)的所述至少一个带(6、10、19)的相对远强度与所述第二透镜部分(15、16、23)的所述至少一个带(6、10、19)的相对远强度的差别大于10%，特别地至少为30%，特别地至少为100%。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的多焦点透镜，其特征在于所述多焦点透镜为三焦点透镜(13 )，其由两个双焦点透镜部分(15、16 )构成。
9.根据权利要求I至7中任一项所述的多焦点透镜，其特征在于所述多焦点透镜为四焦点透镜(18 )，其由三个双焦点透镜部分(15、16、2 3 )构成。
10.根据权利要求I至7中任一项所述的多焦点透镜，其特征在于所述多焦点透镜为四焦点透镜(24)，其由两个双焦点透镜部分(25、26)构成，其中所述第一透镜部分(25、26)的带(27、28)的光学表面(251、261)在尺寸上与所述第二透镜部分(25、26)的带(27、28)的光学表面(251、261)不同。
11.根据权利要求10所述的多焦点透镜，其特征在于所述第二透镜部分(25、26)的光学表面(251、261)比所述第一透镜部分(25、26)的光学表面(251、261)大至少50%，特别是至少90%。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的多焦点透镜，其特征在于所述两个透镜部分(25、26)的附加屈光力不同，和/或所述两个透镜部分(25、26)具有相同的相对远强度。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的多焦点透镜，其特征在于结构上具有所述带(6、10、19、27、28)的所述透镜(13、18、24)的表面(14、17)被形成为使得其成像特性具有像散效应，特别地，带(6、10、19、27、28)的屈光力依赖于子午角度而不同。
14.在所述透镜(13、18、24)的至少一个、特别是每一个子午线上，所述第一透镜部分(15、 16、23、25、26)的带(6、10、23、25、26)的平均折射屈光力分别等于所述第二透镜部分(15、 16、23、25、26)的带(6、10、19、27、28)的平均折射屈光力。
全文摘要
本发明涉及一种多焦点透镜(13、18、24)，其具有数量n＞2的主屈光力，其中至少一个主屈光力为折射，而至少一个主屈光力为衍射，该多焦点透镜包括具有至少一个第一环带(6、10、19、27、28)的第一透镜部分(15、16、23、25、26)，并至少包括具有至少一个第二环带(6、10、19、27、28)的第二透镜部分(15、16、23、25、26)，其中每一个带(6、10、19、27、28)都具有至少一个主要子带(7、11、20、29、31)和至少一个相位子带(8、12、21、30、32)，其中为了形成n个主屈光力，组合最多n-1个透镜部分(15、16、23、25、26)，并且第一透镜部分(15、16、23、25、26)的带(6、10、19、27、28)的平均折射屈光力等于第二透镜部分(15、16、23、25、26)的带(6、10、19、27、28)的平均折射屈光力。
文档编号G02C7/06GK102947749SQ201180031908
公开日2013年2月27日 申请日期2011年4月26日 优先权日2010年4月27日
发明者W.菲亚拉, M.格拉赫 申请人:卡尔蔡司医疗技术股份公司