RU2821443C2 - Spiral dioptric device with meridians of different optical power - Google Patents
Spiral dioptric device with meridians of different optical power Download PDFInfo
- Publication number
- RU2821443C2 RU2821443C2 RU2021138200A RU2021138200A RU2821443C2 RU 2821443 C2 RU2821443 C2 RU 2821443C2 RU 2021138200 A RU2021138200 A RU 2021138200A RU 2021138200 A RU2021138200 A RU 2021138200A RU 2821443 C2 RU2821443 C2 RU 2821443C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- meridian
- curvature
- toric surface
- optical
- optical device
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 131
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000004430 ametropia Effects 0.000 description 2
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 208000014733 refractive error Diseases 0.000 description 2
- 208000029091 Refraction disease Diseases 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 201000010041 presbyopia Diseases 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к области оптических устройств, формирующих диоптрийные интерфейсы.The present invention relates to the field of optical devices that form diopter interfaces.
Хотя изобретение описано со ссылкой на заявку на офтальмологическую линзу, оно применимо к любому сферическому или торическому диоптрийному интерфейсу и к любому диоптрийному интерфейсу, поверхность которого имеет по меньшей мере два меридиана, которые могут использоваться для формирования изображения и/или распределения оптической силы и/или коррекция зрения.Although the invention is described with reference to an ophthalmic lens application, it is applicable to any spherical or toric dioptric interface and to any dioptric interface the surface of which has at least two meridians that can be used to form an image and/or distribute optical power and/or vision correction.
Таким образом, оптическое устройство согласно изобретению может представлять собой оптическую линзу оптической системы, очковую линзу или жесткую или гибкую контактную линзу, одну часть фотографического объектива, одну часть детектора движения или устройство для концентрации энергии света.Thus, the optical device according to the invention may be an optical lens of an optical system, a spectacle lens or a rigid or flexible contact lens, a photographic lens part, a motion detector part, or a light energy concentration device.
Как правило, изобретение применимо к любому применению, в котором свет фокусируется в видимой или невидимой области.Generally, the invention is applicable to any application in which light is focused into a visible or invisible region.
Уровень техникиState of the art
Линза, например офтальмологическая линза, содержит две противоположные оптические поверхности, называемые диоптрийными интерфейсами, соединенные торцевой поверхностью, которая обычно вписана в цилиндр с круглым основанием.A lens, such as an ophthalmic lens, contains two opposing optical surfaces, called diopter interfaces, connected by an end surface that is typically fitted into a cylinder with a circular base.
В настоящее время оптические поверхности обычно подразделяются на четыре отдельные категории, а именно:Currently, optical surfaces are generally classified into four distinct categories, namely:
- сферические диоптрийные интерфейсы, поверхность которых является частью внутренней или внешней поверхности сферы;- spherical diopter interfaces, the surface of which is part of the inner or outer surface of the sphere;
- асферические диоптрийные интерфейсы, полученные из сферических поверхностей, поверхность которых представляет собой часть поверхности вращения, кривизна которой непрерывно изменяется от вершины к периферии;- aspherical diopter interfaces obtained from spherical surfaces, the surface of which is part of a surface of rotation, the curvature of which continuously changes from the apex to the periphery;
- торические диоптрийные интерфейсы, поверхность которых имеет два ортогональных главных меридиана неравной кривизны и сечение которых по этим двум меридианам номинально круглое;- toric diopter interfaces, the surface of which has two orthogonal principal meridians of unequal curvature and the cross-section of which along these two meridians is nominally circular;
- аторические диоптрийные интерфейсы, поверхность которых имеет два главных меридиана, взаимно перпендикулярных и неравной кривизны, и поперечное сечение хотя бы одного из главных меридианов которых не является круглым.- atoric diopter interfaces, the surface of which has two main meridians, mutually perpendicular and unequal curvature, and the cross-section of at least one of the main meridians is not circular.
Фокус сферической линзы, образованной объединением двух сферических диоптрийных интерфейсов, имеет одно фокусное расстояние до точки, называемой фокальной точкой изображения. Этот точечный фокус характерен для так называемой «стигматической» оптической системы.The focal point of a spherical lens formed by combining two spherical diopter interfaces has one focal length to a point called the focal point of the image. This point focus is characteristic of the so-called “stigmatic” optical system.
Со ссылкой на фиг. 1 будет напомнен известный принцип астигматизма (отсутствие одноточечного стигматизма, получаемого с помощью сферической линзы), создаваемого оптической линзой, имеющей торическую поверхность 1.With reference to FIG. 1, the well-known principle of astigmatism (the absence of single-point stigmatism obtained with a spherical lens) created by an optical lens having a toric surface 1 will be recalled.
Торическая поверхность 1 имеет первый меридиан 2, искривленный с первой кривизной C1 вокруг оси вращения тора (не показана на чертеже), так что первый меридиан 2 образует дугу окружности первой окружности, образованной внешним радиусом тора.The toric surface 1 has a first meridian 2 curved with a first curvature C1 about the axis of rotation of the torus (not shown in the drawing), so that the first meridian 2 forms a circular arc of the first circle formed by the outer radius of the torus.
Торическая поверхность 1 также имеет второй меридиан 3, перпендикулярный первому меридиану 1 и искривленный со второй кривизной С2, которая больше первой кривизны, вокруг центра кривизны, расположенного на радиусе тора, который проходит через середину первого меридиана 2 - обозначен ссылочной позицией А-А. Ось А-А является оптической осью торической поверхности.The toric surface 1 also has a second meridian 3, perpendicular to the first meridian 1 and curved with a second curvature C2, which is greater than the first curvature, around a center of curvature located at the radius of the torus that passes through the middle of the first meridian 2 - indicated by the reference numeral AA. The A-A axis is the optical axis of the toric surface.
Линза выполнена из оптического материала с показателем преломления n, так что свет, проходящий через указанную торическую поверхность 1, преломляется.The lens is made of an optical material with a refractive index n, so that light passing through said toric surface 1 is refracted.
В частности, при параллельном освещении свет, проходящий через первый меридиан 2, сходится на первом фокусном расстоянии 4, тем самым образуя участок 5, параллельный первому меридиану 2, а свет, проходящий через второй меридиан 3, сходится на втором фокусном расстоянии 6, тем самым образуя участок 7, параллельный второму меридиану 3.In particular, in parallel illumination, light passing through the first meridian 2 converges at the first focal length 4, thereby forming a section 5 parallel to the first meridian 2, and light passing through the second meridian 3 converges at the second focal length 6, thereby forming a section 7 parallel to the second meridian 3.
Торическая линза 1 имеет две оптические силы D1 и D2, которые определяются следующими соотношениями: D1=(n-1)C1 и D2=(n-1)C2.Toric lens 1 has two optical powers D1 and D2, which are determined by the following relations: D1=(n-1)C1 and D2=(n-1)C2.
Патент US-A-5198844 раскрывает мультифокальную линзу, разделенную на множество чередующихся участков, которые имеют по меньшей мере две разные силы преломления. В одном варианте осуществления границы между последовательными участками представляют собой дуги, начинающиеся от центра линзы. Эта линза состоит исключительно из сферических или асферических участков, причем эти участки, кроме того, имеют поверхностные соединения в виде ребер.US Pat. No. 5,198,844 discloses a multifocal lens divided into a plurality of alternating sections that have at least two different refractive powers. In one embodiment, the boundaries between successive regions are arcs starting from the center of the lens. This lens consists solely of spherical or aspherical sections, these sections also having surface connections in the form of fins.
В основном возникает необходимость усовершенствования так называемых стигматических оптических устройств со сферической поверхностью, с целью удлинения их фокальной области.Basically, there is a need to improve the so-called stigmatic optical devices with a spherical surface in order to lengthen their focal area.
Одна цель изобретения состоит в том, чтобы по меньшей мере частично удовлетворить эту потребность.One object of the invention is to at least partially satisfy this need.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Для этого изобретение относится, согласно одному аспекту, к оптическому устройству, имеющему оптическую ось, содержащему по меньшей мере одну поверхность по меньшей мере с двумя меридианами, по меньшей мере одна часть которой образует, если смотреть спереди, по меньшей мере один спиральный сегмент, центральная точка которого находится на оптической оси, причем каждый спиральный сегмент определяет меридианы различной оптической силы, чтобы фокус больше не был просто одноточечным стигматическим, а распространялся по трубчатой области, вытянутой вдоль оптической оси.To this end, the invention relates, according to one aspect, to an optical device having an optical axis comprising at least one surface with at least two meridians, at least one part of which forms, when viewed from the front, at least one spiral segment, a central the point of which is on the optical axis, each spiral segment defining meridians of different optical powers, so that the focus is no longer simply a single point stigmatic, but spreads over a tubular region extended along the optical axis.
Под «рассмотрением спереди» здесь и в контексте изобретения подразумевается вид устройства вдоль оптической оси. Другими словами, речь идет о виде в проекции на плоскость, ортогональную оптической оси.By “viewed from the front,” here and in the context of the invention, is meant a view of the device along the optical axis. In other words, we are talking about a view in projection onto a plane orthogonal to the optical axis.
Для ясности спиралевидный участок поверхности определен в проекции на плоскость, ортогональную оптической оси. Поскольку спиральный сегмент согласно изобретению развивается на трехмерной поверхности, речь идет о спирали.For clarity, the spiral-shaped portion of the surface is defined in projection onto a plane orthogonal to the optical axis. Since the helical segment according to the invention develops on a three-dimensional surface, it is a helix.
Таким образом, изобретение по существу состоит в создании, из поверхности с двумя или более меридианами диоптрийного интерфейса, поверхности, содержащей по меньшей мере один сегмент спирали, т.е. спиралевидной поверхности в проекции на плоскость, ортогональную оптической оси.Thus, the invention essentially consists of creating, from a surface with two or more diopter interface meridians, a surface containing at least one helix segment, i.e. spiral surface in projection onto a plane orthogonal to the optical axis.
Другими словами, изобретение по существу состоит в создании диоптрийного интерфейса, имеющего спирализацию поверхности с двумя меридианами.In other words, the invention essentially consists of providing a diopter interface having a helical surface with two meridians.
В некотором смысле, если бы поверхность с двумя или более меридианами находилась в податливом состоянии, то ее можно было бы деформировать при кручении по одной или более спиралевидным кривым.In a sense, if a surface with two or more meridians were in a pliable state, it could be deformed by torsion along one or more spiral curves.
Эта спирализация может быть применена к любой несферической поверхности диоптрийного интерфейса, которая имеет более двух меридианов.This spiralization can be applied to any non-spherical diopter interface surface that has more than two meridians.
Спирализацию предпочтительно проводят на торической поверхности и более предпочтительно на оптическом устройстве, содержащем два концентрических тора с меридианами, расположенными в противоположных направлениях, т.е. под углом 90° друг к другу.Spiralization is preferably carried out on a toric surface and more preferably on an optical device containing two concentric tori with meridians located in opposite directions, i.e. at an angle of 90° to each other.
В случае торической поверхности это обеспечивает возможность распространения света по кривизне первого меридиана на первое фокусное расстояние, и распространения света по кривизне второго меридиана на второе фокусное расстояние, в то время как спирализация осей астигматизма приводит к созданию спиралевидной фокальной световой трубки и, таким образом, к увеличению фокусного расстояния диоптрийного интерфейса.In the case of a toric surface, this allows light to propagate along the curvature of the first meridian to the first focal length, and light to propagate along the curvature of the second meridian to the second focal length, while the spiralization of the astigmatism axes leads to the creation of a spiral-shaped focal light tube and, thus, to increasing the focal length of the diopter interface.
Спиральный сегмент согласно изобретению может иметь различную форму, например, согласно линейному закону, квадратичному закону или по существу логарифмическому закону. Эти различные законы также могут быть объединены на одной и той же поверхности оптического устройства, например, для получения линзы с логарифмическим законом в первом кольцевом сегменте линзы и квадратичным или линейным законом во втором кольцевом сегменте линзы, окружающем первый кольцевой сегмент.The spiral segment according to the invention can have different shapes, for example according to a linear law, a quadratic law or a substantially logarithmic law. These different laws may also be combined on the same surface of the optical device, for example, to produce a lens with a logarithmic law in a first annular lens segment and a quadratic or linear law in a second annular lens segment surrounding the first annular segment.
Спиральный сегмент согласно изобретению может быть создан только в одной части диоптрийного интерфейса. Таким образом, он может быть создан только в центральной части, в части соединения двух отдельных поверхностей, например двух торических поверхностей, или в периферийной части.The spiral segment according to the invention can be created in only one part of the diopter interface. Thus, it can be created only in the central part, in the part connecting two separate surfaces, for example two toric surfaces, or in the peripheral part.
Трубчатый фокус, полученный согласно изобретению, представляет собой фокус, остающийся неизменным в удлиненном диапазоне фокусных расстояний и вписанный в трубку.The tubular focus obtained according to the invention is a focus that remains unchanged over an extended range of focal lengths and is inscribed in a tube.
Изобретение имеет множество преимуществ, среди которых можно отметить:The invention has many advantages, among which are:
- возможность уменьшить необходимость настройки фокуса в любой оптической системе формирования изображения, такой как фотообъектив, камера, объектив проектора, гарнитура виртуальной реальности и т.д.;- the ability to reduce the need to adjust focus in any optical imaging system, such as a photographic lens, camera, projector lens, virtual reality headset, etc.;
- возможность уменьшить объем оптической системы формирования изображения, например, за счет отказа от применяемых в настоящее время моторизованных фокусирующих устройств;- the ability to reduce the volume of the optical imaging system, for example, by eliminating the currently used motorized focusing devices;
- возможность его использования в системах концентрации оптической силы, таких как системы солнечного нагрева или устройства для лазерной резки. Например, в устройстве для лазерной резки трубчатый фокус позволяет увеличить длину фокальной области вдоль оптической оси и, таким образом, увеличить толщину, которую можно разрезать;- the possibility of its use in optical force concentration systems, such as solar heating systems or laser cutting devices. For example, in a laser cutting device, a tubular focus allows the length of the focal region along the optical axis to be increased and thus the thickness that can be cut to be increased;
- возможность его использования в оптических системах обнаружения, таких как инфракрасные детекторы движения или системы физических измерений, длина области резкости за счет трубчатого фокуса выгодно снижает необходимость регулировки фокуса;- the possibility of its use in optical detection systems, such as infrared motion detectors or physical measurement systems, the length of the field of focus due to the tubular focus advantageously reduces the need for focus adjustment;
- в приложениях для коррекции зрения трубчатый фокус позволяет создавать область резкости в большом диапазоне фокусных расстояний, например, чтобы с помощью одной офтальмологической линзы обеспечить ближнее и дальнее зрение и обеспечить оптическую компенсацию пресбиопии и ряда аметропий. Таким образом, одна офтальмологическая линза может использоваться для более чем одного значения аметропии. Трубчатый фокус также позволяет улучшить фокусировку лучей вне оптической оси, чтобы улучшить поле зрения. Это может найти особенно хорошее применение в офтальмологических линзах. Оптическая линза, одна поверхность которой сформирована за счет спирализации согласно изобретению, позволяет, в частности, удлинить каустику фокусных расстояний.- in vision correction applications, the tubular focus allows you to create a field of focus over a large range of focal lengths, for example, to provide near and far vision with a single ophthalmic lens and provide optical compensation for presbyopia and a number of ametropias. Thus, one ophthalmic lens can be used for more than one ametropia value. The tube focus also allows for better off-axis focusing of beams to improve the field of view. This may find particularly good use in ophthalmic lenses. An optical lens, one surface of which is formed by spiralization according to the invention, makes it possible, in particular, to lengthen the caustics of focal lengths.
Как правило, оптическое устройство, реализующее изобретение, может использоваться в любом приложении для формирования изображения, например в фотографии, видео, оптическом обнаружении, коррекции зрения и в любом другом приложении, требующем фокусировки.In general, the optical device embodying the invention can be used in any imaging application, such as photography, video, optical detection, vision correction, and any other application requiring focusing.
Оптическое устройство, в частности линза, может быть изготовлено из любого оптического материала, такого как оптическое стекло или полимер.The optical device, in particular the lens, can be made from any optical material such as optical glass or polymer.
Один или более спиральных сегментов согласно изобретению могут быть изготовлены с использованием механической обработки, технологии аддитивного производства или формования или с использованием комбинации нескольких этих технологий.One or more helical segments according to the invention can be manufactured using machining, additive manufacturing or molding technologies, or using a combination of several of these technologies.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления один или более спиральных сегментов образованы из торической поверхности, имеющей первый меридиан, искривленный с первой ненулевой кривизной, и второй меридиан, искривленный со второй кривизной, которая строго больше первой кривизны, причем второй меридиан перпендикулярен первому меридиану.According to one preferred embodiment, one or more helical segments are formed from a toric surface having a first meridian curved with a first non-zero curvature and a second meridian curved with a second curvature that is strictly greater than the first curvature, the second meridian being perpendicular to the first meridian.
Согласно этому варианту осуществления и одному предпочтительному варианту осуществления один или более спиральных сегментов образованы из первой и второй торических поверхностей, причем первая торическая поверхность имеет первый меридиан, искривленный с первой ненулевой кривизной вокруг оси вращения первого тора, и второй меридиан, искривленный со второй кривизной, которая строго больше первой кривизны, причем второй меридиан перпендикулярен первому меридиану, а вторая торическая поверхность имеет первый меридиан, искривленный с первой ненулевой кривизной вокруг оси вращения второго тора, и второй меридиан, искривленный со второй кривизной, которая строго больше первой кривизны, и перпендикулярный первому меридиану второй торической поверхности,According to this embodiment and one preferred embodiment, one or more helical segments are formed from first and second toric surfaces, the first toric surface having a first meridian curved with a first non-zero curvature about the axis of rotation of the first torus, and a second meridian curved with a second curvature, which is strictly greater than the first curvature, and the second meridian is perpendicular to the first meridian, and the second toric surface has a first meridian curved with a first non-zero curvature around the axis of rotation of the second torus, and a second meridian curved with a second curvature that is strictly greater than the first curvature, and perpendicular to the first meridian of the second toric surface,
причем первая и вторая торические поверхности каждая содержит множество азимутальных угловых секторов, расположенных вокруг оптической оси,wherein the first and second toric surfaces each contain a plurality of azimuthal angular sectors located around the optical axis,
первый меридиан первой торической поверхности и первый меридиан второй торической поверхности имеют азимутальные ориентации, разделенные ненулевым углом относительно оптической оси,the first meridian of the first toric surface and the first meridian of the second toric surface have azimuthal orientations separated by a non-zero angle relative to the optical axis,
спиральные сегменты определяют первый и второй меридианы оптической силы, получаемые из первого меридиана первой торической поверхности и из первого меридиана второй торической поверхности.the spiral segments define the first and second meridians of optical power, obtained from the first meridian of the first toric surface and from the first meridian of the second toric surface.
Согласно одному варианту осуществления азимутальный угловой сектор первой торической поверхности и азимутальный угловой сектор второй торической поверхности являются смежными через спирально-сегментную границу.In one embodiment, the azimuthal angular sector of the first toric surface and the azimuthal angular sector of the second toric surface are adjacent across a spiral segment boundary.
Первая и вторая торическая поверхность может содержать каждая два диаметрально противоположных азимутальных угловых сектора.The first and second toric surfaces may each contain two diametrically opposed azimuthal angular sectors.
Каждый угловой сектор первой торической поверхности может быть смежным с двумя угловыми секторами второй торической поверхности.Each corner sector of the first toric surface can be adjacent to two corner sectors of the second toric surface.
Согласно одному предпочтительному признаку угол между азимутальными ориентациями первого меридиана первой торической поверхности и первого меридиана второй торической поверхности составляет от 60° до 90°.According to one preferred feature, the angle between the azimuthal orientations of the first meridian of the first toric surface and the first meridian of the second toric surface is from 60° to 90°.
Предпочтительно первая кривизна первой торической поверхности равна первой кривизне второй торической поверхности.Preferably, the first curvature of the first toric surface is equal to the first curvature of the second toric surface.
Более предпочтительно вторая кривизна первой торической поверхности равна второй кривизне второй торической поверхности.More preferably, the second curvature of the first toric surface is equal to the second curvature of the second toric surface.
Согласно одному варианту осуществления радиус спирального сегмента связан в полярных координатах с углом спирали по линейному закону, квадратичному закону или логарифмическому закону.In one embodiment, the radius of the helical segment is related in polar coordinates to the angle of the helix according to a linear law, a quadratic law, or a logarithmic law.
Согласно другому варианту осуществления оптическое устройство дополнительно содержит сферическую поверхность, центрированную на оптической оси.According to another embodiment, the optical device further includes a spherical surface centered on the optical axis.
Оптическое устройство согласно изобретению может предпочтительно образовывать оптическую линзу, лицевой стороной которой является поверхность с по меньшей мере одним спиральным сегментом.The optical device according to the invention may preferably form an optical lens, the front side of which is a surface with at least one helical segment.
Другим объектом изобретения является применение только что описанного оптического устройства для коррекции зрения и/или концентрации световой мощности и/или для формирования изображения.Another object of the invention is the use of the optical device just described for vision correction and/or light power concentration and/or image formation.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Другие преимущества и признаки изобретения станут более очевидными при ознакомлении с подробным, но не ограничивающим описанием примеров осуществления изобретения, которое дано в качестве иллюстрации со ссылкой на следующие фигуры чертежей, на которых:Other advantages and features of the invention will become more apparent upon reading the detailed but non-limiting description of examples of embodiments of the invention, which are given by way of illustration with reference to the following drawings, in which:
- фиг. 1 представляет собой схематическое изображение распределения параллельного пучка света, прошедшего через оптическую линзу торической поверхности;- fig. 1 is a schematic representation of the distribution of a parallel beam of light passing through an optical lens of a toric surface;
- фиг. 2 представляет собой схематический вид спереди первого варианта осуществления оптической линзы трубчатого фокуса;- fig. 2 is a schematic front view of a first embodiment of a tubular focus optical lens;
- фиг. 3 представляет собой схематический вид спереди мультифокальной оптической линзы с двумя торическими поверхностями, расположенными в осевом направлении друг против друга;- fig. 3 is a schematic front view of a multifocal optical lens with two toric surfaces axially opposed to each other;
- фиг. 4 представляет собой схематический вид в перспективе мультифокальной оптической линзы с фиг. 3;- fig. 4 is a schematic perspective view of the multifocal optical lens of FIG. 3;
- фиг. 5 представляет собой схематический вид распределения параллельного пучка света, прошедшего через оптическую линзу с фиг. 3 и 4;- fig. 5 is a schematic view of the distribution of a parallel beam of light passing through the optical lens of FIG. 3 and 4;
- фиг. 6 представляет собой схематический вид спереди мультифокальной оптической линзы с двумя торическими поверхностями, расположенными в осевом направлении друг против друга;- fig. 6 is a schematic front view of a multifocal optical lens with two toric surfaces axially opposed to each other;
- фиг. 7 представляет собой схематический вид спереди варианта осуществления линзы трубчатого фокуса согласно изобретению, образованной из геометрии линзы с фиг. 6;- fig. 7 is a schematic front view of an embodiment of a tubular focus lens according to the invention formed from the geometry of the lens of FIG. 6;
- фиг. 8 представляет собой схематический вид спереди другого варианта осуществления мультифокальной оптической линзы с двумя торическими поверхностями, расположенными в осевом направлении друг против друга;- fig. 8 is a schematic front view of another embodiment of a multifocal optical lens with two toric surfaces axially opposed to each other;
- фиг. 9 представляет собой схематический вид спереди другого варианта осуществления линзы трубчатого фокуса согласно изобретению, образованной из геометрии линзы с фиг. 8;- fig. 9 is a schematic front view of another embodiment of a tubular focus lens according to the invention, formed from the geometry of the lens of FIG. 8;
- фиг. 10 представляет собой схематический вид сбоку распределения параллельного светового пучка света, прошедшего через оптическую линзу согласно изобретению и, в сравнении, сферическую оптическую линзу согласно известному уровню техники;- fig. 10 is a schematic side view of the distribution of a parallel light beam of light passing through an optical lens according to the invention and, in comparison, a spherical optical lens according to the prior art;
- фиг. 11 представляет собой схематический вид в перспективе пучка параллельных световых лучей, прошедших через оптическую линзу согласно изобретению с логарифмическими спиралями, причем на фиг. 11 показана трубчатая область фокусировки светового луча;- fig. 11 is a schematic perspective view of a beam of parallel light rays passing through an optical lens according to the invention with logarithmic spirals, FIG. 11 shows a tubular light beam focusing area;
- фиг. 12 представляет собой увеличенный вид трубки фокуса пучка световых лучей с фиг. 11 и в сравнении фокальную область линзы с торическими поверхностями, расположенными в осевом направлении друг против друга, как показано на фиг. 6;- fig. 12 is an enlarged view of the light beam focus tube of FIG. 11 and compares the focal area of the lens with toric surfaces located axially opposite each other, as shown in FIG. 6;
- фиг. 13 представляет собой вид спереди варианта осуществления линзы трубчатого фокуса согласно изобретению, содержащей сферическую центральную часть и спиральную периферийную часть;- fig. 13 is a front view of an embodiment of a tubular focus lens according to the invention comprising a spherical central portion and a helical peripheral portion;
- фиг. 14 представляет собой вид спереди другого варианта осуществления линзы трубчатого фокуса согласно изобретению, содержащей две торические поверхности и соединительную часть между ними, выполненную по спирали.- fig. 14 is a front view of another embodiment of a tubular focus lens according to the invention, comprising two toric surfaces and a helical connecting portion therebetween.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Фиг. 1, относящаяся к предшествующему уровню техники, уже была прокомментирована во вводной части. Поэтому она не описывается более подробно ниже.Fig. 1, which relates to the prior art, has already been commented on in the introductory part. Therefore, it is not described in more detail below.
На следующих фигурах показан ряд примеров оптических линз согласно изобретению, содержащих поверхности с более чем двумя меридианами по меньшей мере с одним спиральным сегментом, образующим фокус, проходящий по трубчатой области.The following figures show a number of examples of optical lenses according to the invention containing surfaces with more than two meridians with at least one helical segment forming a focus extending along a tubular region.
Как видно из различных фигур, сегмент спирализации может быть получен различными способами, например, по линейному закону, квадратичному закону или по существу логарифмическому закону. Эти различные законы также могут быть объединены в одной и той же линзе с логарифмическим законом в первом кольцевом сегменте линзы и квадратичным или линейным законом во втором кольцевом сегменте линзы, окружающем первый кольцевой сегмент.As can be seen from the various figures, the spiralization segment can be obtained in various ways, for example, by a linear law, a quadratic law, or a substantially logarithmic law. These different laws can also be combined in the same lens, with a logarithmic law in the first annular lens segment and a quadratic or linear law in the second annular lens segment surrounding the first annular segment.
Данное оптическое устройство может содержать множество спиральных сегментов.A given optical device may comprise a plurality of helical segments.
На фиг. 2 показана оптическая линза 800 с трубчатым фокусом согласно первому варианту осуществления изобретения. Используемое представление с контрастом указывает на разделение перпендикулярно плоскости фигуры: более темное означает, что оно находится дальше от читателя, а более светлое означает, что оно ближе к читателю. Оптическая линза 800 образована путем спирализации торической поверхности линзы, как показано на фиг. 1. Центральная точка обозначена как 806. Таким образом, геометрия поверхности 801 представляет собой спираль, центральная точка 806 которой находится на оптической оси. В полярных координатах угол спирали увеличивается с радиальным расстоянием от оптической оси. В частности, первый меридиан 802, имеющий первую кривизну, дополнительно имеет форму спирали вокруг оптической оси. Кроме того, линии 803, которые имеют вторую кривизну и которые были бы параллельны второму меридиану в торической линзе с фиг. 1, здесь имеют разные азимутальные ориентации, при этом ориентация линий меняется по мере удаления от оптической оси из-за спирализации.In fig. 2 shows a tubular focus optical lens 800 according to a first embodiment of the invention. The contrast representation used indicates a division perpendicular to the plane of the figure: darker means it is further away from the reader, and lighter means it is closer to the reader. The optical lens 800 is formed by spiralizing a toric lens surface as shown in FIG. 1. The center point is designated as 806. Thus, the geometry of the surface 801 is a spiral, the center point 806 of which is on the optical axis. In polar coordinates, the helix angle increases with radial distance from the optical axis. In particular, the first meridian 802 having a first curvature is further shaped like a spiral about the optical axis. In addition, lines 803 that have a second curvature and that would be parallel to the second meridian in the toric lens of FIG. 1, here they have different azimuthal orientations, with the orientation of the lines changing as they move away from the optical axis due to spiralization.
Фактически, чтобы осуществить изобретение, после анализа недостатков мультифокальных линз предшествующего уровня техники изобретатель стремился растянуть фокальную область вдоль оптической оси.In fact, in order to carry out the invention, after analyzing the disadvantages of multifocal lenses of the prior art, the inventor sought to stretch the focal area along the optical axis.
Начав с мультифокальных линз с двумя концентрическими торическими поверхностями, он затем подумал о том, чтобы расположить их в осевом направлении друг против друга.Starting with multifocal lenses with two concentric toric surfaces, he then thought about positioning them axially opposite each other.
На фиг. 3 и 4 показан вид спереди и в перспективе такой мультифокальной оптической линзы 100. Мультифокальная оптическая линза 100 содержит первую торическую поверхность 102 и вторую торическую поверхность 104, которая концентрически окружает первую поверхность 102.In fig. 3 and 4 show a front and perspective view of such a multifocal optical lens 100. The multifocal optical lens 100 includes a first toric surface 102 and a second toric surface 104 that concentrically surrounds the first surface 102.
Таким образом, если смотреть на линзу 100 в осевом направлении вдоль оптической оси A-A, первая поверхность 102 соответствует первой оптической области, а вторая поверхность 104 соответствует второй оптической области, концентричной с первой поверхностью 102.Thus, when viewing the lens 100 in an axial direction along the optical axis A-A, a first surface 102 corresponds to a first optical region and a second surface 104 corresponds to a second optical region concentric with the first surface 102.
Первая торическая поверхность 102 имеет первый меридиан 1021, искривленный с первой кривизной, и второй меридиан 1022, искривленный со второй кривизной и перпендикулярный первому меридиану 1021. Аналогично, вторая поверхность 104 имеет первый меридиан 1041, искривленный с первой кривизной, и второй меридиан 1042, искривленный со второй кривизной и перпендикулярный первому меридиану 1041. В частности, на каждой из первой и второй поверхностей 102, 104 вторая кривизна больше первой кривизны.The first toric surface 102 has a first meridian 102 1 curved with a first curvature and a second meridian 102 2 curved with a second curvature and perpendicular to the first meridian 102 1 . Likewise, the second surface 104 has a first meridian 104 1 curved with a first curvature and a second meridian 104 2 curved with a second curvature and perpendicular to the first meridian 104 1 . Specifically, on each of the first and second surfaces 102, 104, the second curvature is greater than the first curvature.
Периферия каждой из первой и второй поверхностей 102, 104 представляет собой круглое сечение.The periphery of each of the first and second surfaces 102, 104 is a circular cross-section.
Первый меридиан 1021 первой поверхности 102 перпендикулярен первому меридиану 1041 первой поверхности 104.The first meridian 102 1 of the first surface 102 is perpendicular to the first meridian 104 1 of the first surface 104.
Первая кривизна первой поверхности 102 может отличаться от первой кривизны второй поверхности 104 или быть равна ей. Аналогично, вторая кривизна первой поверхности 102 может отличаться от второй кривизны второй поверхности 104 или быть равна ей.The first curvature of the first surface 102 may be different from or equal to the first curvature of the second surface 104. Likewise, the second curvature of the first surface 102 may be different from or equal to the second curvature of the second surface 104.
Таким образом, линза 100 содержит два концентрических тора, имеющих разные оси меридианов, которые, в частности, расположены напротив друг друга или в противоосевом формате, то есть так, что угол между двумя торами составляет 90°.Thus, the lens 100 contains two concentric tori having different meridian axes, which in particular are located opposite each other or in a counter-axis format, that is, such that the angle between the two tori is 90°.
На фиг. 5 показано распределение света, прошедшего через мультифокальную оптическую линзу 100 при параллельном освещении в примере, в котором первая кривизна первой поверхности равна первой кривизне второй поверхности и в котором вторая кривизна первой поверхности равна второй кривизне второй поверхности. Свет, проходящий через первый меридиан 1021 первой поверхности 102, сходится на первом фокусном расстоянии 106, тем самым образуя первый участок 1081, параллельный первому меридиану 1021, и свет, проходящий через второй меридиан 1022 первой поверхности 102, сходится на втором фокусном расстоянии 110, образуя второй участок 1082, параллельный второму меридиану 1022.In fig. 5 shows the distribution of light transmitted through the multifocal optical lens 100 under parallel illumination in an example in which the first curvature of the first surface is equal to the first curvature of the second surface and in which the second curvature of the first surface is equal to the second curvature of the second surface. Light passing through the first meridian 102 1 of the first surface 102 converges at the first focal length 106, thereby forming a first portion 108 1 parallel to the first meridian 102 1 , and light passing through the second meridian 102 2 of the first surface 102 converges at the second focal length distance 110, forming a second section 108 2 , parallel to the second meridian 102 2 .
Кроме того, свет, проходящий через первый меридиан 1041 второй поверхности 104, сходится на первом фокусном расстоянии 106, тем самым образуя первый участок 1121, параллельный первому меридиану 1041, и свет, проходящий через второй меридиан 1042 второй поверхности 104, сходится на втором фокусном расстоянии 110, тем самым образуя второй участок 1122, параллельный второму меридиану 1042.In addition, light passing through the first meridian 104 1 of the second surface 104 converges at the first focal length 106, thereby forming a first portion 112 1 parallel to the first meridian 104 1 , and light passing through the second meridian 104 2 of the second surface 104 converges at the second focal length 110, thereby forming a second section 112 2 parallel to the second meridian 104 2 .
Таким образом, с такой линзой 100 полученная фокальная область длиннее, чем фокальные области мультифокальных линз предшествующего уровня техники. Эта удлиненная фокальная область зависит от торичности поверхностей 102, 104.Thus, with such a lens 100, the resulting focal area is longer than the focal areas of prior art multifocal lenses. This elongated focal region depends on the toricity of the surfaces 102, 104.
Заметив, что эта фокальная область недостаточно сконцентрирована, изобретатель затем подумал о проведении спирализации поверхностей, чтобы получить фокус, сосредоточенный в трубчатой области, и тем самым сделать возможным получение фокуса на более длинном расстоянии вдоль оптической оси.Noticing that this focal region was not sufficiently concentrated, the inventor then thought of spiralizing the surfaces to obtain a focus concentrated in a tubular region, thereby making it possible to obtain a focus at a longer distance along the optical axis.
Фиг. 6 и 7 иллюстрируют вариант осуществления оптической линзы 200 с трубчатым фокусом и с двойной торической поверхностью, напротив друг друга по оси и по оси по спирали, соответственно.Fig. 6 and 7 illustrate an embodiment of an optical lens 200 with a tubular focus and a double toric surface, axially opposed and helically opposed, respectively.
Оптическая линза 200 с фиг. 6 содержит первую торическую поверхность 202, имеющую первый меридиан 2021, искривленный с первой кривизной вокруг оси вращения первого тора, и второй меридиан (представленный дугой 2022, параллельной второму меридиану), который искривлен со второй кривизной, которая больше первой кривизны, и перпендикулярен первому меридиану 2021. Оптическая линза 200 также содержит вторую торическую поверхность 204, расположенную рядом с первой торической поверхностью 202 и имеющую первый меридиан 2041, искривленный с первой кривизной вокруг оси вращения второго тора, и второй меридиан (представленный дугой 2042, параллельной второму меридиану), искривленный со второй кривизной и перпендикулярный первому меридиану 2041. Если смотреть спереди, то есть в проекции на плоскость проекции, перпендикулярную оптической оси линзы 200, проходящей через ее центр 206, первая торическая поверхность 202 соответствует двум азимутальным угловым секторам 2082 и 2084, диаметрально противоположным и пересекающимся в своих вершинах, которые обращены к центру 206 оптической линзы 200. Таким же образом вторая торическая поверхность 204 соответствует двум азимутальным угловым секторам 2081 и 2083, которые диаметрально противоположны и пересекаются в своих вершинах, которые обращены к центру 206. Каждый азимутальный угловой сектор 2082 и 2084 первой торической поверхности 202 примыкает к двум азимутальным угловым секторам 2081 и 2083 второй торической поверхности 204. Угловые секторы 208 ограничены точками пересечения первой торической поверхности 202 и второй торической поверхности 204, которые представляют собой линии пересечения в пространстве двух колец цилиндрического сечения, оси вращения которых перпендикулярны. Эти линии пересечения представлены границами 2101, 2102, 2103 и 2104 между азимутальными угловыми секторами 2081, 2082, 2083 и 2084. В пространстве каждая из границ 2101, 2102, 2103 и 2104 смещена назад в направлении оптической оси относительно первых меридианов 2021 и 2041.The optical lens 200 of FIG. 6 includes a first toric surface 202 having a first meridian 2021 curved with a first curvature about the axis of rotation of the first torus, and a second meridian (represented by an arc 202 2 parallel to the second meridian) that is curved with a second curvature that is greater than the first curvature and perpendicular to the first meridian 202 1 . The optical lens 200 also includes a second toric surface 204 adjacent the first toric surface 202 and having a first meridian 204 1 curved with a first curvature about the axis of rotation of the second torus, and a second meridian (represented by an arc 204 2 parallel to the second meridian) curved with second curvature and perpendicular to the first meridian 204 1 . When viewed from the front, that is, in projection onto a projection plane perpendicular to the optical axis of the lens 200 passing through its center 206, the first toric surface 202 corresponds to two azimuthal angular sectors 208 2 and 208 4 , diametrically opposed and intersecting at their vertices, which face center 206 of the optical lens 200. In the same way, the second toric surface 204 corresponds to two azimuthal angular sectors 208 1 and 208 3 that are diametrically opposed and intersect at their vertices, which face the center 206. Each azimuthal angular sector 208 2 and 208 4 of the first toric surface 202 is adjacent to two azimuthal angular sectors 208 1 and 208 3 of the second toric surface 204. The angular sectors 208 are limited by the points of intersection of the first toric surface 202 and the second toric surface 204, which represent the intersection lines in space of two cylindrical rings whose axes of rotation are perpendicular . These intersection lines are represented by boundaries 210 1 , 210 2 , 210 3 and 210 4 between azimuthal angular sectors 208 1 , 208 2 , 208 3 and 208 4 . In space, each of the boundaries 210 1 , 210 2 , 210 3 and 210 4 is shifted back in the direction of the optical axis relative to the first meridians 202 1 and 204 1 .
На фиг. 7 показана оптическая линза 200, полученная за счет спирализации торических поверхностей линзы на фиг. 6. Таким образом, первый меридиан 2021 первой торической поверхности 202 и первый меридиан 2041 второй торической поверхности 204 представляют собой спиральный сегмент, центральная точка 206 которого находится на оптической оси оптической линзы 200. Аналогично, каждая из границ 2101, 2102, 2103 и 2104 представляет собой спиральный сегмент, центральная точка 206 которого находится на оптической оси оптической линзы 200.In fig. 7 shows an optical lens 200 obtained by spiralizing the toric surfaces of the lens in FIG. 6. Thus, the first meridian 202 1 of the first toric surface 202 and the first meridian 204 1 of the second toric surface 204 represent a spiral segment, the center point 206 of which is on the optical axis of the optical lens 200. Likewise, each of the boundaries 210 1 , 210 2 , 210 3 and 210 4 is a helical segment, the center point 206 of which is located on the optical axis of the optical lens 200.
Спирализация может производиться различными способами, например, по линейному закону, квадратичному закону или по существу логарифмическому закону. Для применения логарифмического закона необходимо сделать упрощение вблизи центра 206 линзы, где угол спирали будет математически расходиться.Spiralization can be carried out in various ways, for example, according to a linear law, a quadratic law, or an essentially logarithmic law. To apply the logarithmic law, it is necessary to make a simplification near the center 206 of the lens, where the angle of the helix will mathematically diverge.
В примере, показанном на фиг. 7, угол увеличения достигает 45° на периферии 25 оптической линзы 200. Этот угол может иметь другое значение, например, от 30° до 720° и, в частности, равняться 60°. Периферия 25 оптической линзы 200 здесь имеет круглую форму. Эта форма может быть отличной от круглой.In the example shown in FIG. 7, the magnification angle reaches 45° at the periphery 25 of the optical lens 200. This angle can have a different value, for example, from 30° to 720° and, in particular, equal to 60°. The periphery 25 of the optical lens 200 here has a circular shape. This shape may be other than round.
Фиг. 8 и 9 иллюстрируют вариант осуществления оптической линзы 400 с трубчатым фокусом и с двойной торической поверхностью, в осевом направлении друг против друга и в осевом направлении друг против друга по спирали, соответственно.Fig. 8 and 9 illustrate an embodiment of an optical lens 400 with a tubular focus and a double toric surface, axially opposed to each other and axially opposed to each other in a helical direction, respectively.
Оптическая линза 400 трубчатого фокуса с фиг. 8 выполнена аналогично оптической линзе 200 с фиг. 6, но с тремя отдельными азимутальными секторами 401, 402 и 403 вместо четырех азимутальных секторов. Каждый азимутальный сектор 401, 402, 403 имеет сегмент торической поверхности с соответствующими первыми меридианами 4011, 4021, 4031, которые ориентированы в различных азимутальных направлениях под углом 120° друг к другу в симметричном случае, как показано. Вторые меридианы здесь не показаны, но в каждом случае они перпендикулярны соответствующим первым меридианам. Азимутальные секторы 401, 402, 403 ограничены границами 405.The tubular focus optical lens 400 of FIG. 8 is designed similarly to the optical lens 200 of FIG. 6, but with three separate azimuth sectors 401, 402 and 403 instead of four azimuth sectors. Each azimuthal sector 401, 402, 403 has a toric surface segment with corresponding first meridians 401 1 , 402 1 , 403 1 , which are oriented in different azimuthal directions at an angle of 120° to each other in a symmetrical case, as shown. The second meridians are not shown here, but in each case they are perpendicular to the corresponding first meridians. Azimuth sectors 401, 402, 403 are limited by boundaries 405.
На фиг. 9 показана линза 400 с трубчатым фокусом, образованным из поверхности линзы с фиг. 8. Здесь спиральные сегменты подчиняются квадратичному закону спирализации: угол спирали пропорционален квадрату радиального расстояния от центра 406 по оптической оси. Каждая из границ 405 и каждый из первичных меридианов 4011, 4021, 4031 имеют одинаковую спиральную геометрию. В показанном примере угол спирали достигает 360° на периферии оптической линзы 400, т.е. одного полного оборота. Второй полный оборот можно было бы сделать для линзы большего размера, т.е. с углом 720° и более.In fig. 9 shows a lens 400 with a tubular focus formed from the surface of the lens of FIG. 8. Here the spiral segments obey the quadratic law of spiralization: the angle of the spiral is proportional to the square of the radial distance from the center 406 along the optical axis. Each of the boundaries 405 and each of the primary meridians 401 1 , 402 1 , 403 1 have the same spiral geometry. In the example shown, the helix angle reaches 360° at the periphery of the optical lens 400, i.e. one full revolution. A second full rotation could be made for a larger lens, i.e. with an angle of 720° or more.
В качестве численного примера реализована оптическая линза 400 трубчатого фокуса с фиг. 9 с передней поверхностью с четырьмя одинаковыми торическими ветвями, параметры которых следующие:As a numerical example, the tubular focus optical lens 400 of FIG. 9 with a front surface with four identical toric branches, the parameters of which are as follows:
- первая кривизна торической поверхности: фокусное расстояние равно 17,4 см- first curvature of a toric surface: focal length is 17.4 cm
- вторая кривизна торической поверхности: фокусное расстояние равно 14 см- second curvature of the toric surface: focal length is 14 cm
- фокусы разнесены на 1,4 диоптрии- focuses are separated by 1.4 diopters
- форма спирали: логарифмическая в золотом сечении- spiral shape: logarithmic in the golden ratio
- угол спирали: 720°- spiral angle: 720°
- диаметр объектива: 10 мм- lens diameter: 10 mm
- остальные геометрические параметры: задняя поверхность сферическая с радиусом кривизны 7,8 мм. Толщина в центре линзы 400 равна 0,5 мм.- other geometric parameters: the rear surface is spherical with a radius of curvature of 7.8 mm. The thickness at the center of the lens 400 is 0.5 mm.
Как правило, оптическая линза с трубчатым фокусом согласно изобретению может быть сконструирована аналогично одной из проиллюстрированных оптических линз 200, 400, 800 с использованием любого количества торических поверхностей, каждая из которых занимает один азимутальный угловой сектор. Таким образом, количество торических ветвей, распределенных вокруг оптической оси в спиральной поверхности, может быть четным (например, 2 ветви в оптической линзе 800, 4 ветви в оптической линзе 200) или нечетным (например, 3 ветви в оптической линзе 400). Возможно другое количество ответвлений, например 5, 6, 7 или более.In general, the tubular focus optical lens of the invention can be constructed similarly to one of the illustrated optical lenses 200, 400, 800 using any number of toric surfaces, each occupying one azimuthal angular sector. Thus, the number of toric arms distributed around the optical axis in the helical surface may be even (eg, 2 arms in optical lens 800, 4 arms in optical lens 200) or odd (eg, 3 arms in optical lens 400). Another number of branches is possible, for example 5, 6, 7 or more.
Более того, границы между соседними торическими поверхностями могут быть резкими или плавными. Например, локальная кривизна может быть интерполирована вблизи границ, чтобы обеспечить пологие области перехода между соседними торическими поверхностями и, таким образом, ограничить экстремальные наклоны.Moreover, the boundaries between adjacent toric surfaces can be sharp or smooth. For example, local curvature can be interpolated near boundaries to provide shallow transition regions between adjacent toric surfaces and thus limit extreme slopes.
Трубчатый фокус, полученный согласно изобретению, показан на фиг. 10 в сравнении сферической оптической линзы 1301 согласно известному уровню техники и оптической линзы с трубчатым фокусом 1302 согласно изобретению, причем каждая из этих двух линз 1301, 1302 предназначена для коррекция зрения. Как показано на фиг. 10, параллельное освещение падает на линзы 1301 и 1302, где Z обозначает область резкости, воспринимаемую человеческим глазом, которая находится по обе стороны от фокальной точки линз. Как очень ясно видно из фиг. 10, линза 1302 со спиралями позволяет получить удлинение области резкости Z, ограниченной воображаемым прямым цилиндром. Таким образом, спирализация различных оптических сил позволяет получить трубчатый фокус световых лучей. Другими словами, если в сферической линзе 1301 предшествующего уровня техники один из двух диоптрийных интерфейсов заменяется спиралевидной торической поверхностью 1302 согласно настоящему изобретению, это приводит к удлинению фокальной области. Область стигматизма становится уже не точкой, а фокусной трубкой.The tubular focus obtained according to the invention is shown in FIG. 10 compares a spherical optical lens 1301 according to the prior art and a tubular focus optical lens 1302 according to the invention, each of the two lenses 1301, 1302 being intended for vision correction. As shown in FIG. 10, parallel illumination is incident on the lenses 1301 and 1302, where Z denotes the area of focus perceived by the human eye that is on either side of the focal point of the lenses. As can be very clearly seen from FIG. 10, the spiral lens 1302 allows for an elongation of the Z field of focus defined by an imaginary straight cylinder. Thus, the spiralization of different optical powers makes it possible to obtain a tubular focus of light rays. In other words, if in a prior art spherical lens 1301 one of the two diopter interfaces is replaced by a helical toric surface 1302 according to the present invention, this results in a longer focal area. The area of stigmatism no longer becomes a point, but a focal tube.
Изобретатель выполнил расчет оптической трассировки лучей для параллельного освещения. На фиг. 11 показана линза 400, подобная линзе с фиг. 9, со стороны фокальной точки объекта. Область фокусировки XV показана увеличенной в верхней части фиг. 12.The inventor performed an optical ray tracing calculation for parallel illumination. In fig. 11 shows a lens 400 similar to the lens of FIG. 9, from the side of the focal point of the object. Focus area XV is shown enlarged at the top of FIG. 12.
На фиг. 12 также показаны фокусные расстояния D1 и D2, соответствующие первой кривизне и второй кривизне исходной торической поверхности соответственно. Справа на фиг. 12 линия 1501 показывает размер фокального пятна в D1, а линия 1502 показывает размер фокального пятна в D2.In fig. 12 also shows the focal lengths D1 and D2 corresponding to the first curvature and second curvature of the original toric surface, respectively. On the right in Fig. 12, line 1501 shows the focal spot size in D1, and line 1502 shows the focal spot size in D2.
Для сравнения, в нижней части фиг. 12 показаны те же элементы для астигматической линзы, расположенные по оси напротив друг друга, как и на фиг. 6, имеющие ту же кривизну, что и исходные с фиг. 11: линия 1511 показывает размер фокального пятна на D1, а линия 1512 показывает размер фокального пятна на D2.For comparison, at the bottom of FIG. 12 shows the same elements for an astigmatic lens, located axially opposite each other, as in FIG. 6, having the same curvature as the original ones from FIG. 11: Line 1511 shows the focal spot size on D1, and line 1512 shows the focal spot size on D2.
Из фиг. 12 ясно видно, что спирализация линзы согласно изобретению приводит к сжатию фокального пятна между D1 и D2 по существу в форме воображаемого прямого цилиндра.From fig. 12 clearly shows that the spiralization of the lens according to the invention causes the focal spot between D1 and D2 to be compressed into essentially the shape of an imaginary straight cylinder.
Другие варианты и преимущества изобретения могут быть реализованы без выхода за пределы объема изобретения.Other variations and advantages of the invention may be realized without departing from the scope of the invention.
Если в проиллюстрированных примерах спиральные сегменты были выполнены так, чтобы проходить прямо через оптическую поверхность линзы, то можно предусмотреть выполнение спирализации только на одном участке.If in the illustrated examples the helical segments were configured to extend directly through the optical surface of the lens, it may be possible to provide helicalization in only one area.
Таким образом, на фиг. 13 показан вариант, согласно которому оптическая линза 300 содержит сферическую поверхность 302, расположенную в центре оптической поверхности линзы 300, причем спиральные сегменты выполнены только на периферии оптической поверхности.Thus, in FIG. 13 shows an embodiment in which the optical lens 300 includes a spherical surface 302 located at the center of the optical surface of the lens 300, with spiral segments provided only at the periphery of the optical surface.
На фиг. 14 показан вариант, согласно которому оптическая линза 100 с двумя концентрическими торическими поверхностями 102, 104 имеет соединительную часть 114, выполненную по спирали согласно изобретению.In fig. 14 shows an embodiment in which an optical lens 100 with two concentric toric surfaces 102, 104 has a connecting part 114 made in a spiral according to the invention.
Изобретение не ограничивается только что описанными примерами; в частности, возможно комбинировать признаки проиллюстрированных примеров в вариантах, которые не проиллюстрированы.The invention is not limited to the examples just described; in particular, it is possible to combine features of the illustrated examples in embodiments that are not illustrated.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FRFR1907112 | 2019-06-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021138200A RU2021138200A (en) | 2023-07-28 |
| RU2821443C2 true RU2821443C2 (en) | 2024-06-24 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5198844A (en) * | 1991-07-10 | 1993-03-30 | Johnson & Johnson Vision Products, Inc. | Segmented multifocal contact lens |
| WO1999063392A1 (en) * | 1998-06-04 | 1999-12-09 | Sola International Holdings Ltd. | Shaped ophthalmic lenses |
| US8297751B2 (en) * | 2010-04-22 | 2012-10-30 | Carl Zeiss Vision Inc. | Multi-focal lenses with segmented boundaries |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5198844A (en) * | 1991-07-10 | 1993-03-30 | Johnson & Johnson Vision Products, Inc. | Segmented multifocal contact lens |
| WO1999063392A1 (en) * | 1998-06-04 | 1999-12-09 | Sola International Holdings Ltd. | Shaped ophthalmic lenses |
| US8297751B2 (en) * | 2010-04-22 | 2012-10-30 | Carl Zeiss Vision Inc. | Multi-focal lenses with segmented boundaries |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114127619B (en) | Spiral refractive interface with meridians of different optical powers | |
| US12429709B2 (en) | Eyeglass lens | |
| JP4467653B2 (en) | Concentric aspherical multifocal ophthalmic lens and manufacturing method thereof | |
| US6808262B2 (en) | Multifocal contact lens with aspheric surface | |
| CN1028258C (en) | Design method of aspheric lens that focuses light on the retina of the human eye | |
| KR20220156531A (en) | lens element | |
| US6874887B2 (en) | Multifocal contact lens | |
| CN108938144B (en) | Phase-smoothing diffractive multifocal intraocular lens | |
| WO2011102719A1 (en) | Adjustable chiral ophthalmic lens | |
| WO2021132079A1 (en) | Spectacle lens | |
| KR102733285B1 (en) | Glasses lenses | |
| KR20230042299A (en) | multifocal lens | |
| CN113391464A (en) | Out-of-focus glasses lens | |
| JP2021157126A (en) | Spectacle lens | |
| US20220206317A1 (en) | Myopia control optical lens and manufacturing method thereof | |
| RU2821443C2 (en) | Spiral dioptric device with meridians of different optical power | |
| Sieber | Design of aspheric rotation optics | |
| US20230129377A1 (en) | Spectacle lens | |
| KR100504388B1 (en) | Multi-focusing Off-axis Aspherical Optical Lens | |
| CN112198577A (en) | Ophthalmic lens | |
| KR102800023B1 (en) | Spectacle lens and method of designing the same | |
| CN112198574A (en) | Diffractive optical element, ophthalmic lens and intraocular lens | |
| US20250155610A1 (en) | Multifocal lens having central axicon portion | |
| CN101520553A (en) | Shaped non-corrective eyewear lenses and methods for providing same | |
| RU2021138200A (en) | SPIRAL DIOPTRIC DEVICE WITH MERIDIANS OF DIFFERENT OPTICAL POWER |