CN113050295A - 超透镜镜片及具有该超透镜镜片的眼镜 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种超透镜镜片及具有该超透镜镜片的眼镜，超透镜镜片包括：基板，能够透过可见光；和设于基板同一表面的多个超表面结构单元，其中，多个纳米柱结构呈阵列状排列，超表面结构单元为正六边形和/或正方形，每个超表面结构单元的中心位置，或者每个超表面结构单元的中心位置和顶点位置分别设有一个纳米结构，纳米结构沿第一轴和第二轴分别轴对称，其中第一轴和第二轴垂直，且第一轴和第二轴分别垂直于纳米结构的高度方向；不同位置的纳米结构的光相位不同，以限定超透镜镜片的光相位分布。本发明的超透镜镜片厚度小、重量轻且度数准，解决了光学眼镜轻量化、精准化的问题。

Description

超透镜镜片及具有该超透镜镜片的眼镜

技术领域

本发明涉及，尤其涉及一种超透镜镜片及具有该超透镜镜片的眼镜。

背景技术

光学眼镜由镜架与光学镜片组成，佩戴在眼睛前方，具有调节眼睛入光量，矫正视力，保护眼睛安全和临床治疗眼病(例如近视、远视及散光)等方面具有不可替代的作用。传统光学镜片经过切割材料、打磨表面、精抛光和镀膜等系列复杂程序制成。然而，传统眼镜片存在厚度大、重量大和度数不精准等不足。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种超透镜镜片及具有该超透镜镜片的眼镜。

本发明实施例的第一方面提供一种眼镜的超透镜镜片，所述超透镜镜片包括：

基板，能够透过可见光；和

设于所述基板同一表面的多个超表面结构单元，其中，多个所述超表面结构单元呈阵列状排列，所述超表面结构单元为正六边形和/或正方形，每个超表面结构单元的中心位置，或者每个超表面结构单元的中心位置和顶点位置分别设有一个所述纳米结构，所述纳米结构沿第一轴和第二轴分别轴对称，其中所述第一轴和所述第二轴垂直，且所述第一轴和所述第二轴分别垂直于所述纳米结构的高度方向；

不同位置的所述纳米结构的光相位不同，以限定所述超透镜镜片的光相位分布。

可选地，所述纳米结构为旋转对称结构。

可选地，所述纳米结构为纳米柱结构。

可选地，所述纳米柱结构包括负纳米柱结构、中空纳米柱结构和正纳米柱结构中的一种；

所述负纳米柱结构包括第一柱体，所述第一柱体的横截面的形状与所述阵列单元的形状相同，且所述第一柱体的横截面的大小与所述阵列大于的大小相同，所述第一柱体具有自其顶部延伸至底部的圆柱状的第一中空部；

所述中空纳米柱结构包括第一圆柱体，所述第一圆柱体具有自其顶部延伸至底部的圆柱状的第二中空部；

所述正纳米柱结构包括第二圆柱体。

可选地，所述正纳米柱结构以及所述负纳米柱结构的光相位与对应的纳米柱结构的高度和直径的大小相关；

所述中空纳米柱结构的光相位与该中空纳米柱结构的内外直径大小相关。

可选地，所述纳米结构的材质为以下中的一种：

光刻胶、石英玻璃、氮化硅、氧化钛、晶态与非晶态硅、氮化镓。

可选地，所述纳米柱结构通过以下加工方式中的一种加工在所述基板上：

激光直写加工方式、光刻加工方式以及纳米压印加工方式。

本发明实施例的第一方面提供一种眼镜，所述眼镜包括：

镜架；以及

本发明第一方面所述的超透镜镜片，所述超透镜镜片安装在所述镜架上，所述超透镜镜片的光相位根据用户眼睛的屈光度和散光度确定。

可选地，所述超透镜镜片为具有无球差的正透镜，以对应远视镜片或老化镜片，或者，所述超透镜镜片为具有无球差的负透镜，以对应近视镜片；

所述纳米结构的光相位根据预设的柱状透镜的光相位与所述正透镜或负透镜的光相位叠加确定，所述柱状透镜的光相位与所述散光度度相对应。

可选地，所述超透镜镜片的光相位

满足以下至少一种：

其中，k为波数；

x为各纳米柱结构在第一轴方向至基板中心的距离，y为各纳米柱结构在在第二轴方向至基板中心的距离；

f₀是屈光度的倒数；

f₁是散光度的倒数。

可选地，所述超透镜镜片的屈光度范围为[-15.0D,+15.0D]，和/或，所述超透镜镜片的散光度范围为[0,4.0D]。

可选地，所述超透镜镜片的外表面设有透明保护层，所述透明保护层能够透过可见光。

可选地，所述透明保护层为透明玻璃层。

可选地，所述超透镜镜片的直径或最大边长的范围为[25mm,80mm]。

本发明实施例提供的技术方案中，本发明通过超表面结构单元形成厚度为波长量级的超薄超透镜镜片，并且，不同位置纳米结构具有不同的光相位，光相位由用户屈光度和散光度决定，形成满足用户需求的光相位分布的超透镜镜片，相比于现有的折射式光学镜片及眼镜，本发明的超透镜镜片厚度小、重量轻且度数准，解决了光学眼镜轻量化、精准化的问题。

附图说明

图1是本发明一实施例中的眼镜示意图。

图2A是本发明一实施例中的超透镜镜片的结构示意图；

图2B是本发明一实施例中的负纳米柱结构的示意图；

图2C是本发明一实施例中的中空纳米柱结构的示意图；

图2D是本发明一实施例中的正纳米柱结构的示意图；

图3是本发明一实施例中的在超透镜镜片的可见光中心波长550nm时，超透镜镜片的光相位、透过率与氮化硅材质的正纳米柱结构半径关系曲线图；

图4A是本发明一实施例中的镜片大小为8cm×4cm、近视度数为400°的超透镜镜片表面的光相位图；

图4B是本发明一实施例中的镜片大小为8cm×4cm、近视度数为400°、散光100°(散光轴180°)的超透镜镜片表面的光相位图；

图4C是本发明一实施例中的镜片大小为8cm×4cm、远视度数为400°的超透镜镜片表面的光相位图；

图4D是本发明一实施例中的镜片大小为8cm×4cm、远视度数为400°、散光100°(散光轴180°)的超透镜镜片表面的光相位图；

图5A是本发明一实施例中的三维打印加工工艺示意图；

图5B是本发明一实施例中的三维打印工艺流程示意图；

图6是本发明一实施例中的光刻工艺流程示意图；

图7是本发明一实施例中的纳米压印工艺流程示意图。

附图标记：

100：镜架；200：超透镜镜片；1：基板；2：纳米结构；21：负纳米柱结构；211：第一柱体；212：第一中空部；22：中空纳米柱结构；221：第一圆柱体；222：第二中空部；23：正纳米柱结构。

具体实施方式

现有眼镜片是由折射式透镜构成，且度数差在25°。这种眼镜片有着厚度大、重量大、度数精确度低等方面的不足，这些不足会在高度近视/远视的情况下被放大，给眼镜佩戴者带来不便与不适。

光学超表面快速兴起并成为一种实现小型化、平面化光学的主流方式，光学超表面已经展示了基于超表面的锥透镜、闪耀光栅、偏振片、全息干板和平面透镜，连续的2π光相位变化的超表面使得单层消球差超透镜成为现实。与此同时，双层超表面超透镜校正了所有的单色像差。

本发明实施例的第一方面提供一种眼镜，其包括镜架以及超透镜镜片，超透镜镜片安装在镜架上，超透镜镜片的光相位根据用户眼睛的屈光度和散光度确定。

其中，超透镜镜片包括基板，能够透过可见光和设于基板同一表面的多个超表面结构单元，其中，多个超表面结构单元呈阵列状排列，超表面结构单元为正六边形和/或正方形，每个超表面结构单元的中心位置，或者每个超表面结构单元的中心位置和顶点位置分别设有一个纳米结构，纳米结构沿第一轴和第二轴分别轴对称，其中第一轴和第二轴垂直，且第一轴和第二轴分别垂直于纳米结构的高度方向；不同位置的纳米结构的光相位不同，以限定超透镜镜片的光相位分布。

本发明通过超透镜形成满足用户需求的光相位分布的超透镜镜片，相比于现有的光学眼镜，本发明的超透镜镜片厚度小、重量轻且度数准。

下面，将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

结合图1和图2A，本发明实施例提供一种眼镜的超透镜镜片，该超透镜镜片200可以包括基板1和设于基板1同一表面的多个超表面结构单元，其中，基板1能够透过可见光，基板1透过可见光的波长可以大于或等于400nm(单位：纳米)，并小于或等于700nm。本实施例的基板1为能够透过可见光的材质制作，比如，基板1的材质可以为石英玻璃，也可以是其它能够透过可见光的材质。此外，基板1的厚度可根据需要设计，可选的，基板1的厚度大于等于0.1mm(单位：毫米)并小于等于2mm，例如，基板1的厚度可以为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2,mm、1.3mm、1.4mm、1.5m、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm等。

多个超表面结构单元呈阵列状排列，超表面结构单元为正六边形和/或正方形，可选地，每个超表面结构单元的中心位置分别设有一个纳米结构2，这样的阵列排布，形成的超透镜的纳米结构2的数量最少，同时形成的超透镜的性能也符合需求；可选地，如图2A所示，每个超表面结构单元的顶点位置和每个超表面结构单元的中心位置分别设有一个纳米结构2。在一些实施例中，如图2A所示，所有超表面结构单元均为正六边形；在另外一些实施例中，所有超表面结构单元均为正方形；在另外一些实施例中，多个超表面结构单元包括正六边形的阵列单元和正方形超表面结构单元。应当理解地是，在其他实施例中，超表面结构单元也可以设计为其他正多边形。

本实施例中，纳米结构2沿第一轴和第二轴分别轴对称，这种结构对入射光的偏振性不敏感。其中，第一轴和第二轴垂直，且第一轴和第二轴分别垂直于纳米结构的高度方向。需要说明的是，第一轴、第二轴穿过纳米结构2的中心且平行于水平面。可选地，纳米结构2为旋转对称结构。

本实施例中，不同位置的纳米结构2的光相位不同，以限定超透镜镜片200的光相位分布，从而形成满足用户要求的超透镜眼镜片，例如，近视400°、远视400°、近视600°+散光100°(散光轴180°)、远视300°+散光75°(散光轴90°)等。

本发明实施例的超透镜镜片200，通过超表面结构单元形成厚度为波长量级的超薄超透镜镜片200，并且，不同位置纳米结构2具有不同的光相位，光相位由用户屈光度和散光度决定，形成满足用户需求的光相位分布的超透镜镜片200，相比于现有的折射式光学镜片及眼镜，本发明的超透镜镜片200厚度小、重量轻且度数准，解决了光学眼镜轻量化、精准化的问题。

本实施例中，多个纳米结构2形成的整体结构的厚度为微米级别，因此，基板1上的纳米结构2近似于一平面结构。可选的，多个纳结构2形成的整体结构的厚度小于等于5μm(单位：微米)，如0.15μm、0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm等等。可选的，多个纳米结构2形成的整体结构的厚度与超透镜镜片200的工作波长大小为同一数量级。另外需要说明的是，本发明实施例中，超透镜镜片200的厚度为多个纳米结构2形成的整体结构的厚度与基板1厚度之和。需要说明的是，基板1仅为支撑多个纳米结构2的支撑结构，对超透镜镜片200的光学性能不会产生影响。

另外，本实施例的超透镜镜片200的形状由基板1的形状决定，基板1可以为圆形、方形、正多边形等规则形状，也可以为不规则形状。例如，当基板1为圆形时，超透镜镜片200为圆形镜片；当基板1为方形时，超透镜镜片200为方形镜片。

纳米结构2可以为纳米柱结构，也可以为其他沿水平轴和竖直轴分别轴对称的纳米结构。

下面，以纳米结构2为纳米柱结构为例进行说明。

本实施例的纳米柱结构可以包括负纳米柱结构21、中空纳米柱结构22和正纳米柱结构23中的一种。如图2B所示，负纳米柱结构21包括第一柱体211，第一柱体211的横截面的形状与所述阵列单元的形状相同，且所述第一柱体211的横截面的大小与所述阵列大于的大小相同，第一柱体211具有自其顶部延伸至底部的圆柱状的第一中空部212。例如，当阵列单元为六边形时，第一柱体211的横截面的形状也为六边形；当阵列单元为正方形时，第一柱体211的横截面的形状也为正方形。负纳米柱结构21在z方向上有高度H，其范围在300nm至1500nm之间，如H可以设置为300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm、1300nm、1400nm、1500nm等等；同时，负纳米柱结构21在x-y平面中有截面直径d其范围在40nm至400nm之间，如d可以设置为40nm、50nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm等等。如图2C所示，中空纳米柱结构22包括第一圆柱体221，第一圆柱体221具有自其顶部延伸至底部的圆柱状的第二中空部222。中空纳米柱结构22在z方向上有高度H，其范围在300nm至1500nm之间，如H可以设置为300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm、1300nm、1400nm、1500nm等等；同时，中空纳米柱结构22在x-y平面中有截面外直径d₁和内直径d₂，d₁-d₂的范围在40nm至400nm之间，如d₁-d₂可以设置为40nm、50nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm等等。如图2D所示，正纳米柱结构23包括第二圆柱体，该第二圆柱体为实心结构。正纳米柱结构23在z方向上有高度H，其范围在300nm至1500nm之间，如H可以设置为300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm、1300nm、1400nm、1500nm等等；同时，正纳米柱结构23在x-y平面中有截面直径d，其范围在40nm至400nm之间，如d可以设置为40nm、50nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm等等。

负纳米柱结构21、中空纳米柱结构22、正纳米柱均为轴对称结构，由于纳米柱结构的圆对称性，此纳米柱结构对入射光的偏振性不敏感。

可采用不同的策略，使得不同位置的纳米柱结构的光相位不同，以限定超透镜镜片200的光相位分布，例如，在其中一个实施例中，正纳米柱结构23以及负纳米柱结构21的光相位与对应的纳米柱结构的高度和直径的大小相关，也即，正纳米柱结构23的光相位与该正纳米柱结构23的高度和直径的大小相关，负纳米柱结构21的光相位与该负纳米柱结构21的高度和直径的大小相关。其中，正纳米柱结构23的高度即为第二圆柱体的高度(即图2D中的H)，正纳米柱结构23的直径即为第二圆柱体的直径(即图2D中的d)；负纳米柱结构21的高度即为第一柱体211的高度(图2B中的H)，负纳米柱结构21的宽度即为第一柱体211上的第一中空部212的直径(图2B中的d)。中空纳米柱结构22的光相位与该中空纳米柱结构22的内外直径大小相关，其中，中空纳米柱结构22的高度即为第一圆柱体221的高度(即图2C中的H)，中空纳米柱结构22的直径包括第一圆柱体221的直径(即图2C中的d₁)和第一圆柱体221上的第二中空部222的直径(图2C中的d₂)。在其他实施例中，不同位置的纳米柱结构为不同材质，使得不同位置的纳米柱结构的光相位不同。

纳米柱结构的材质为以下中的一种：光刻胶、石英玻璃、氮化硅、氧化钛、晶态与非晶态硅、氮化镓；当然，纳米柱结构的材质也可以为其它。

纳米柱结构通过以下加工方式中的一种加工在基板1上：大口径高速激光直写加工方式、光刻加工方式以及纳米压印加工方式，但不限于上述加工方式。其中，采用上述各加工方式将纳米柱结构加工在基板1的实现过程将在后述实施例详细说明。

请参见图1，本发明实施例还提供一种眼镜，该眼镜可以包括镜架100以及上述实施例的超透镜镜片200，超透镜镜片200安装在镜架100上，超透镜镜片200的光相位根据用户眼睛的屈光度和散光度确定。

可选地，眼镜包括两个上述实施例的超透镜镜片200；可选地，眼镜包括一个上述实施例的超透镜镜片200，并包括一个现有由折射式透镜构成的眼镜片。

下面，将以纳米柱结构为正纳米柱结构23为例对超透镜镜片200进一步说明。

对设计工作在可见光波段的超透镜镜片200，可见光中心波长550nm，纳米柱结构的材料选择氮化硅，纳米柱结构采用如图2D所示的正纳米柱结构23，且正纳米柱结构23的高度H为750nm，对应的正六边形基本单元的边为381.05nm，图3给出了可见光中心波长550nm时，超透镜镜片200的光相位、透过率与正纳米柱结构23的半径的关系，图3中，横坐标为正纳米柱结构23的半径，曲线A为超透镜镜片200的光相位与正纳米柱结构23的半径的关系曲线，曲线B为超透镜镜片200的透过率与正纳米柱结构23的半径的关系曲线。

超透镜镜片200的光相位可以根据用户需求设计，例如，在一些实施例中，超透镜镜片200为具有无球差的正透镜，以对应远视镜片或老化镜片；在一些实施例中，超透镜镜片200为具有无球差的负透镜，以对应近视镜片。进一步可选地，若用户眼睛的散光度大于0，则纳米结构的光相位根据预设的柱状透镜的光相位与正透镜或负透镜的光相位叠加确定，柱状透镜用于矫正散光。需要说明的是，柱状透镜的光相位与用户眼睛的散光度相对应。

超透镜镜片200的光相位

满足以下至少一种：

其中，k为波数；x，y分别为各纳米柱结构至基板1中心的距离，x为纳米柱结构的中心在第一轴方向上至基板1中心的距离，y为纳米柱结构的中心在第二轴方向上至基板1中心的距离；f₀是屈光度的倒数；f₁是散光度的倒数。

图4A是镜片大小为8cm×4cm、近视度数为400°的超透镜镜片200表面的光相位图，其光相位

满足如下公式：

光相位满足公式(1)的超透镜镜片200为近视镜片，可选地，f₀为400°近视对应焦距-0.25m。

图4B是镜片大小为8cm×4cm、近视度数为400°、散光度为100°(散光轴180°)的超透镜镜片200表面的光相位图，其光相位

满足如下公式：

光相位满足公式(2)的超透镜镜片200为近视+散光轴为180°的镜片，可选地，f₀为400°近视对应焦距-0.25m,，f₁为100°散光对应的焦距1m。

图4C是镜片大小为8cm×4cm、远视度数为400°的超透镜镜片200表面的光相位图，其光相位

满足：

光相位满足公式(4)的超透镜镜片200为远视镜片，可选地，f₀为400°远视对应焦距0.25m。

图4D是镜片大小为8cm×4cm、远视度数为400°、散光度为100°(散光轴180°)的超透镜镜片200表面的光相位图，其光相位

满足：

光相位满足公式(4)的超透镜镜片200为远视+散光轴180°的镜片，可选地，f₀为400°远视对应焦距0.25m，f₁为100°散光对应的焦距1m。

由于k已知，故根据公式(1)-(4)可以确定各纳米柱结构的光相位大小，根据各纳米柱结构的光相位后，再根据图3所示的550nm下光相位与纳米柱结构的半径的关系，确定对应位置的纳米柱结构的半径。

另外，当超透镜镜片200的光相位

满足：

时，超透镜镜片200为远视+散光轴90°的镜片；当超透镜镜片200的光相位

满足：

时，超透镜镜片200为近视+散光轴90°的镜片。

在一些实施例中，超透镜镜片200的屈光度范围为[-15.0D,+15.0D]；在一些实施例中，超透镜镜片200的散光度范围为[0,4.0D]；在一些实施例中，超透镜镜片200的屈光度范围为[-15.0D,+15.0D]，并且超透镜镜片200的散光度范围为[0,4.0D]。

此外，在一些实施例中，超透镜镜片200的外表面设有透明保护层，对超透镜镜片200进行保护，透明保护层能够透过可见光，其对超透镜镜片200的光学性能不会产生影响。可选地，透明保护层为透明玻璃层；当然，透明保护层也可以为其他能够透过可见光的材质制作的保护层。

可选地，超透镜镜片200的直径或最大边长的范围为[25mm,80mm]，其中，当超透镜镜片200为圆形时，超透镜镜片200的直径的范围为[25mm,80mm]，如超透镜镜片200的直径可以为25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm或80mm等等；当超透镜镜片200为其他形状时，超透镜镜片200的最大边长的范围为[25mm,80mm]，如超透镜镜片200的的最大边长可以为25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm或80mm等等。

图5A是三维打印激光直写入示意图。一个波长为780nm的脉冲红外激光汇聚到一个负性光刻胶膜内部，在激光焦点位置，紫外敏感的光刻胶被双光子聚合反应连接在一起并变为固态。未曝光的部分仍然保持液态后被清洗掉，激光焦点在xyz三个方向移动来打印出复杂的结构。可选地，大口径高速激光直写加工方式将纳米柱结构加工在基板1上。

图5B是三维打印激光直写加工微纳柱结构的流程图，包括如下步骤：

(1)、通过连续在x-y平面曝光扫描来填充一个正方形从而产生一个区域块，写场顺序以是图示的“S”形，也可以是“Z”形。

(2)、在高一点的Z位置重复步骤1从而得到较厚的块(可选)。

(3)、通过点曝光来打印纳米柱结构，纳米柱结构的直径通过曝光量来控制。

(4)、在高一点的Z位置重复步骤3来得到z方向更高的纳米柱结构(可选)。基板1厚度和纳米柱结构高度可通过步骤2与步骤4多次激光曝光来控制。

图6是光刻加工微纳米柱结构的流程图，包括如下步骤：

(1)、在玻璃及地上生产一层纳米柱材料，例如氮化硅。

(2)、在氮化硅上涂抹光刻胶并通过光刻机曝光显影。

(3)、通过干刻蚀法来刻蚀氮化硅层，从而形成超透镜镜片200。

(4)、在氮化硅纳米柱上放加盖玻璃保护层。

图7是纳米压印加工微纳米柱结构的流程图，包括如下步骤：

(1)、在玻璃及地上生产一层纳米柱材料，例如氮化硅。

(2)、在氮化硅上涂抹光刻胶并准备纳米压印模板。

(3)、通过压印机在模板上施加压力，并紫外曝光显影。

(4)、移除压印模板，洗掉残余光刻胶。

(5)、通过干刻蚀法来刻蚀氮化硅层，从而形成超透镜镜片200。

(6)、在氮化硅纳米柱上放加盖玻璃保护层。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种眼镜的超透镜镜片，其特征在于，所述超透镜镜片包括：

基板，能够透过可见光；和

设于所述基板同一表面的多个超表面结构单元，其中，多个所述超表面结构单元呈阵列状排列，所述超表面结构单元为正六边形和/或正方形，每个超表面结构单元的中心位置，或者每个超表面结构单元的中心位置和顶点位置分别设有一个纳米结构，所述纳米结构沿第一轴和第二轴分别轴对称，其中所述第一轴和所述第二轴垂直，且所述第一轴和所述第二轴分别垂直于所述纳米结构的高度方向；

不同位置的所述纳米结构的光相位不同，以限定所述超透镜镜片的光相位分布。

2.根据权利要求1所述的超透镜镜片，其特征在于，所述纳米结构为旋转对称结构。

3.根据权利要求1所述的超透镜镜片，其特征在于，所述纳米结构为纳米柱结构。

4.根据权利要求3所述的超透镜镜片，其特征在于，所述纳米柱结构包括负纳米柱结构、中空纳米柱结构和正纳米柱结构中的一种；

所述负纳米柱结构包括第一柱体，所述第一柱体的横截面的形状与所述阵列单元的形状相同，且所述第一柱体的横截面的大小与所述阵列大于的大小相同，所述第一柱体具有自其顶部延伸至底部的圆柱状的第一中空部；

所述中空纳米柱结构包括第一圆柱体，所述第一圆柱体具有自其顶部延伸至底部的圆柱状的第二中空部；

所述正纳米柱结构包括第二圆柱体。

5.根据权利要求4所述的超透镜镜片，其特征在于，所述正纳米柱结构以及所述负纳米柱结构的光相位与对应的纳米柱结构的高度和直径的大小相关；

所述中空纳米柱结构的光相位与该中空纳米柱结构的内外直径大小相关。

6.根据权利要求2所述的超透镜镜片，其特征在于，所述纳米结构的材质为以下中的一种：

光刻胶、石英玻璃、氮化硅、氧化钛、晶态与非晶态硅、氮化镓。

7.根据权利要求1所述的超透镜镜片，其特征在于，所述纳米柱结构通过以下加工方式中的一种加工在所述基板上：

激光直写加工方式、光刻加工方式以及纳米压印加工方式。

8.一种眼镜，其特征在于，所述眼镜包括：

镜架；以及

如权利要求1至7任一项所述的超透镜镜片，所述超透镜镜片安装在所述镜架上，所述超透镜镜片的光相位根据用户眼睛的屈光度和散光度确定。

9.根据权利要求8所述的眼镜，其特征在于，所述超透镜镜片为具有无球差的正透镜，以对应远视镜片或老化镜片，或者，所述超透镜镜片为具有无球差的负透镜，以对应近视镜片；

所述纳米结构的光相位根据预设的柱状透镜的光相位与所述正透镜或负透镜的光相位叠加确定，所述柱状透镜的光相位与所述散光度度相对应。

10.根据权利要求8所述的眼镜，其特征在于，所述超透镜镜片的光相位

满足以下至少一种：

其中，k为波数；

x为各纳米柱结构在第一轴方向至基板中心的距离，y为各纳米柱结构在第二轴方向至基板中心的距离；

f₀是屈光度的倒数；

f₁是散光度的倒数。

11.根据权利要求10所述的眼镜，其特征在于，所述超透镜镜片的屈光度范围为[-15.0D,+15.0D]，和/或，所述超透镜镜片的散光度范围为[0,4.0D]。

12.根据权利要求8所述的眼镜，其特征在于，所述超透镜镜片的外表面设有透明保护层，所述透明保护层能够透过可见光。

13.根据权利要求12所述的眼镜，其特征在于，所述透明保护层为透明玻璃层。

14.根据权利要求8所述的眼镜，其特征在于，所述超透镜镜片的直径或最大边长的范围为[25mm,80mm]。

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