DE202016009004U1

DE202016009004U1 - Ophthalmische Linse mit abgestuften Mikrolinsen

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Publication number: DE202016009004U1
Application number: DE202016009004.7U
Authority: DE
Original assignee: Vision Ease LP
Current assignee: Hoya Lens Thailand Ltd Prachatipat Th
Priority date: 2015-04-15
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2021-06-11
Anticipated expiration: 2026-04-16
Also published as: EP3283008B1; US11131869B2; US10386654B2; US20230305319A1; MX2017013249A; CO2017010401A2; BR112017021858A2; US11719956B2; CA2981888A1; CN111221147B; US20160306192A1; CN107708614A; DE202016009006U1; CL2017002559A1; BR122020016722B1; CN111221147A; KR20170138479A; ES2967716T3; US20190324293A1; MX2022003222A

Abstract

Ophthalmische Linse, umfassend:
- ein Basislinsensubstrat aufweisend eine vordere optische Oberfläche und eine hintere optische Oberfläche; und
- ein Array von Mikrolinsen, die in mindestens einen Abschnitt des Basislinsensubstrats eingebracht ist, wobei
- einzelne Mikrolinsen des Arrays von Mikrolinsen gleiche oder unterschiedliche optische Leistungen aufweisen.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 15. April 2015 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/148,102 mit dem Titel „Ophthalmische Linse mit abgestuften Mikrolinsen“, die hiermit durch Bezugnahme in vollem Umfang aufgenommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ophthalmische Linsen und, insbesondere, ophthalmische Linsen, die ein oder mehrere Arrays von Mikrolinsen verwenden.
Um Licht zu brechen, ist der gemeinsame Nenner herkömmlicher ophthalmischer Linsen der Krümmungsunterschied zwischen einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche. Dies führt jedoch zu gewissen Einschränkungen beim Design bestimmter High-End-Linsen wie Korrektursonnenbrillen und progressive Linsen. Im Fall von Korrektursonnenbrillen führen solche Designeinschränkungen dazu, dass Korrektursonnenbrillen typischerweise nur in einem begrenzten Bereich von Verschreibungen erhältlich sind. Die Wahl der Krümmung der vorderen Oberfläche der Linse (Basiskrümmung) wird durch die Geometrie der Fassung bestimmt, die sich um das Gesicht legt. Die meisten Korrektursonnenbrillen müssen daher unter Verwendung von Basiskrümmungen im Bereich von sechs bis acht Dioptrien gefertigt werden. Dies hat zur Folge, dass Korrektursonnenbrillen für Träger mit einer hohen Fehlsichtigkeit extrem dicke Ränder bei hochgradig Kurzsichtigen oder extrem dicke Mitten bei hochgradig Weitsichtigen aufweisen würden. Aus diesem Grund sind Korrektursonnenbrillen am häufigsten für die Bevölkerung erhältlich, deren Verschreibung im Bereich von etwa minus drei Dioptrien bis plus drei Dioptrien liegt.
Bei multifokalen Gläsern, zum Beispiel progressive Additionslinsen, PALs, führen solche Designeinschränkungen dazu, dass nur kleine Abschnitte der progressiven Additionslinse für verschiedene Linsenstärken funktional sind. Die Geometrie der durchgehenden progressiven Oberfläche macht es dem Linsendesigner unmöglich, Linsen mit großen, breiten und klaren Bereichen auf einmal zu entwerfen. Ebenso wird ein Design mit einem größeren Nahbereich einen schmaleren Fernbereich haben und ein Design mit einem kürzeren Korridor, wird mehr Astigmatismus, und so weiter haben, um in eine kleine Fassung zu passen.
Daher besteht ein Bedarf an ophthalmischen Linsen, Linsendesigns und Verfahren zur Herstellung ophthalmischer Linsen, die relativ dünne, verschreibungspflichtige, klare Linsen und Sonnenbrillen ermöglichen, die für jede gewünschte Verschreibung hergestellt werden. Es besteht auch ein Bedarf an ophthalmischen Linsen, Linsendesigns und Verfahren zur Herstellung ophthalmischer Linsen, die multifokale Linsen mit relativ großen optischen funktionalen Abschnitten für die verschiedenen Linsenstärken aufweisen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ophthalmische Linsen, Linsendesigns und Verfahren zur Herstellung ophthalmischer Linsen, die relativ dünne Korrektursonnenbrillen für jede gewünschte Verschreibung ermöglichen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ophthalmische Linsen, Linsendesigns und Verfahren zur Herstellung ophthalmischer Linsen, die multifokale Linsen ermöglichen, die relativ große optisch funktionale Abschnitte für die verschiedenen Linsenstärken aufweisen. Diese Ziele werden zum Teil durch Bereitstellen einer ophthalmischen Linse erreicht, umfassend: ein Basislinsensubstrat aufweisend eine vordere optische Oberfläche und eine hintere optische Oberfläche; und ein Array von Mikrolinsen, das in mindestens einen Abschnitt des Basislinsensubstrats eingebracht ist.
Diese Ziele werden teilweise durch eine multifokale ophthalmische Linse erreicht, umfassend: ein Basislinsensubstrat mit einer vorderen optischen Oberfläche und einer hinteren optischen Oberfläche; und ein Array von Mikrolinsen, das in mindestens einen Abschnitt des Basislinsensubstrats eingebracht ist, wobei das Array von Mikrolinsen eine erste Vielzahl von Mikrolinsen, aufweisend eine erste optische Leistung, und eine zweite Vielzahl von Mikrolinsen, aufweisend eine zweite optische Leistung, die sich von der ersten optischen Leistung unterscheidet, umfasst.
Diese Ziele werden zum Teil durch ein Verfahren zur Herstellung einer ophthalmischen Linse erreicht, umfassend: Bereitstellen eines Basislinsensubstrats; und Einbringen eines Arrays von Mikrolinsen über mindestens einen Abschnitt des Basislinsensubstrats.
Diese und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile, die Ausführungsformen der Erfindung aufweisen, werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich und verdeutlicht, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in welcher

1 eine perspektivische Teilansicht eines Mikrolinsenarrays gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
2 eine Querschnittsansicht einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
3 eine Querschnittsansicht einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
4 eine Querschnittsansicht einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
5 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Linsemit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
6 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
7 eine Querschnittsansicht einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
8 eine Querschnittsansicht einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
9 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Mikrolinsen-Arrays gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
10 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Mikrolinsen-Arrays gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
11 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Mikrolinsen-Arrays gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
12 eine Draufsicht auf eine Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
13 eine Draufsicht auf eine Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
14 ein Vergleich von Querschnittsansichten einer typischen ophthalmischen Linse und einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
15 eine perspektivische Ansicht einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
16 ein Vergleich von Querschnittsansichten einer typischen ophthalmischen Linse und einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
17 eine perspektivische Ansicht einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
18 eine Querschnittsansicht einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
19 eine Querschnittsansicht einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
20 eine Querschnittsansicht einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
21 eine Querschnittsansicht einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
22 eine Querschnittsansicht einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
23 ein Diagramm ist, das die gemessenen Eigenschaften einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
24 ein Diagramm ist, das die gemessenen Eigenschaften einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
25 ein Diagramm ist, das die gemessenen Eigenschaften einer Linse mit einem Mikrolinsen-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
26 ein Diagramm ist, das die gemessenen Eigenschaften einer Linse mit einer Mikrolinsenanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Spezifische Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Ausführungen verkörpert werden und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden; vielmehr sind diese Ausführungsformen vorgesehen, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und dem Fachmann den Umfang der Erfindung vollständig vermittelt. Die in der Beschreibung der in den begleitenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen verwendete Terminologie ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf ähnliche Elemente.
Die vorliegende Erfindung betrifft ophthalmische Linsen, Linsendesigns und Verfahren zur Herstellung ophthalmischer Linsen, die relativ dünne Einstärken-Korrektur-Klarsichtlinsen und -Sonnenbrillen ermöglichen hergestellt für jede gewünschte Verschreibung . Die vorliegende Erfindung betrifft auch ophthalmische Linsen, Linsendesigns und Verfahren zur Herstellung ophthalmischer Linsen, die multifokale Linsen ermöglichen, die relativ große optisch funktionale Abschnitte für die verschiedenen Linsenstärken aufweisen. Diese Ziele werden zum Teil dadurch erreicht, dass ophthalmische Linsen mit einem Array von Mikrolinsen bereitgestellt werden, die darauf oder darin ausgebildet sind. Die einzelnen Mikrolinsen des Arrays von Mikrolinsen funktionieren als Mikroprismen, die Licht brechen, indem sie vordere und hintere Oberflächen aufweisen, die in unterschiedliche Richtungen orientiert sind und/oder unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen. Dementsprechend können die einzelnen Mikrolinsen des Arrays von Mikrolinsen die gleichen oder unterschiedliche optische Leistungen aufweisen.
Unter Bezugnahme auf die 1-3 verwendet eine Linse 10 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Basislinse 12 und ein Mikrolinsen-Array 14, das auf einer Vorderseite oder vorderen optischen Oberfläche 16 der Linse 10 ausgebildet ist; das auf einer Rückseite oder hinteren optischen Oberfläche 18 der Linse 10 ausgebildet ist; oder das auf der vorderen optischen Oberfläche 16 und der hinteren optischen Oberfläche 18 der Linse 10 ausgebildet ist. Das Mikrolinsen-Array 14 wird aus einer Vielzahl einzelner Mikrolinsen 20 gebildet. Die Linse 10 kann, muss aber nicht unbedingt, eine optische Brechkraft aufweisen, d.h. die vordere Seite 16 und die hintere Seite 18 der Linse 10 können unterschiedliche Basiskrümmungen aufweisen, wie in 8 dargestellt.
Zur Verdeutlichung und Erklärung und mit Bezug auf 4 wird die Basiskrümmung der vorderen optischen Oberfläche 16 und die Basiskrümmung der hinteren optischen Oberfläche 18 der Linse 10, die den geometrischen Mittelpunkt bestimmter Mikrolinsen 20 des Arrays 14 enthält, als „niederfrequente“ Krümmung 26 der Oberfläche der Linse 10 bezeichnet. Die lokale Krümmung der optischen Oberfläche 22 jeder Mikrolinse 20 wird als „effektive Krümmung“ der Linse 10 bezeichnet.
Die einzelnen Mikrolinsen 20 eines einzigen Arrays 14 sind aus einem einzigen Material gebildet, wie in 5 gezeigt, oder alternativ aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Materialien gebildet, wie in 6 gezeigt. Alternativ können die einzelnen Mikrolinsen 20 eine homogene Zusammensetzung aufweisen oder eine heterogene Zusammensetzung aufweisen. Sofern Mikrolinsen 20 eine heterogene Zusammensetzung aufweisen, können die Schichten 21a, 21b ... 21 n der verschiedenen Materialien aufeinander gestapelt werden, um eine mehrschichtige Mikrolinse 20 zu bilden, wenn diese in einer Draufsicht oder in einer Ansicht im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen 16 und/oder 18 der Linse 10 betrachtet wird. Während 6 die Schichten 21a, 21b ... 21 n, in einer Ebene parallel zur Vorderseite 16 der Linsenbasis 12 orientiert zeigt, ist zu verstehen, dass die Orientierung der Schichten 21a, 21b ... 21n variieren kann, zum Teil aufgrund des gewünschten Herstellungsverfahrens und der gewünschten Brechung der Mikrolinse 20.
Die Mikrolinsen 20 des Mikrolinsenarrays 14 der vorliegenden Erfindung kann aus einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien gebildet werden, abhängig von dem gewünschten Brechungsindex der Mikrolinse und von dem Herstellungsverfahren, das zur Bildung des Arrays 14, der Basislinse 12 und/oder der Linse 10 verwendet wird. Zum Beispiel können die Mikrolinsen 20 des Mikrolinsenarrays 14 der vorliegenden Erfindung aus einem Schüttgut-Linsenmaterial gebildet werden, wie etwa Polymerharzen, die für das Spritzgießen geeignet sind, z. B. Polycarbonat, oder Monomere, die für das Gussformen geeignet sind; ein Titanoxid mit einem Brechungsindex von etwa 1.9 bis 2.3, z.B. Titandioxid; ein Zirkoniumoxid mit einem Brechungsindex von etwa 1.88 bis 2.1, z.B. Zirkoniumdioxid; ein Tantaloxid mit einem Brechungsindex von etwa 2,07, z.B. Tantalpentoxid; ein Nioboxid mit einem Brechungsindex von etwa 2.1 bis 2.35, z. B. Niobpentoxid; Aluminiumoxid mit einem Brechungsindex von etwa 1,7 bis 1,9; Indiumzinnoxid mit einem Brechungsindex von etwa 1.7 bis 1.9; ein Zinnoxid mit einem Brechungsindex von etwa 1.9 bis 2.0, z.B. Zinndioxid; Siliziumoxynitrid mit einem Brechungsindex von etwa 1.5 bis 2.0; und Siliziumnitrid mit einem Brechungsindex von etwa 2; oder Kombinationen davon.
Das Mikrolinsen-Array 14 wird beispielsweise aus Mikrolinsen 20 gebildet, die aus demselben Material oder denselben Materialien gebildet sind, d. h. die Mikrolinsen 20 eines einzelnen Arrays 14 sind aus einem homogenen Material oder homogenen Materialien gebildet, oder alternativ sind die Mikrolinsen 20 eines einzelnen Arrays 14 aus einem heterogenen Material oder heterogenen Materialien gebildet. Zum Beispiel können die einzelnen Mikrolinsen 20 eines einzelnen Arrays 14 aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes gebildet sein.
Das Mikrolinsen-Array 14 ist beispielsweise aus demselben Material gebildet, aus dem auch die Basislinse 12 gebildet ist, aus einem oder mehreren Materialien gebildet ist, die sich von dem Material unterscheiden, aus dem die Basislinse 12 gebildet ist, oder aus einer Kombination aus einem selben Material, aus dem die Basislinse 12 gebildet ist, und einem oder mehreren Materialien, die von dem Material, aus dem die Basislinse 12 gebildet ist, unterschiedlich oder verschieden sind, gebildet ist. Zum Beispiel können die Basislinse 12 und einige oder alle Mikrolinsen 20 des Arrays 14 aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes gebildet sein.
Die einzelnen Mikrolinsen 20 des Arrays 14 der erfindungsgemäßen Linse 10 sind so geformt, dass die optischen Oberflächen 22 der einzelnen Mikrolinsen 20 eine im Wesentlichen zueinander gleiche Geometrie aufweisen, wie zum Beispiel in den 2-6 gezeigt.
Alternativ sind die einzelnen Mikrolinsen 20 des Arrays 14 so geformt, dass die Mikrolinsen 20 innerhalb eines einzelnen Arrays 14 zwei oder mehr im Wesentlichen unterschiedliche oder verschiedene Geometrien zueinander aufweisen. Zum Beispiel, wie in 7 gezeigt, weist das Array 14 der Linse 10 Mikrolinsen 20a und 20b einer ersten optischen Oberflächengeometrie 22a und respektive einer zweiten optischen Oberflächengeometrie 22b auf.
8 zeigt ein weiteres Beispiel, in welchem das Array 14 der Linse 10 Mikrolinsen 20a und 20c mit einer ersten optischen Oberflächengeometrie 22a und respektive einer dritten optischen Oberflächengeometrie 22c aufweist. Die optische Oberflächengeometrie 22c der Mikrolinsen 20 weist eine optische Oberflächengeometrie auf, die von der optischen Oberflächengeometrie 22a verschieden ist und im Wesentlichen gleich ist zu der Basiskrümmung der Vorderseite 16 der Linse 10. Daher ist die optische Leistung der Mikrolinsen 20 mit der dritten optischen Oberflächengeometrie 22c ist eine Funktion der optischen Brechkraft der Basislinse 12.
Der Klarheit halber sei darauf hingewiesen, dass zu verstehen ist, dass die Geometrie der optischen Oberfläche 22 der Mikrolinse 20 eine Eigenschaft sein kann, aber nicht unbedingt sein muss, die primär dazu dient, die optische Leistung der Mikrolinse 20 zu definieren. Beispielsweise kann die optische Leistung der Mikrolinse primär durch den Brechungsindex definiert sein, aus dem die Mikrolinse 20 gebildet ist, und nicht durch die Geometrie der optischen Oberfläche 22 der Mikrolinse 20. Beispielsweise können die Basislinse 12 und einige oder alle Mikrolinsen 20 des Arrays 14 aus verschiedenen Materialien mit verschiedenen Brechungsindizes gebildet sein.
Wie in den 9-11 gezeigt, ist eine Form der einzelnen Mikrolinsen 20 des Arrays 14 in der Draufsicht oder senkrecht zu den Oberflächen 16 und/oder 18 der Linse 10, d.h. eine Form, die durch einen Umfang 24 der Mikrolinse 20 definiert ist, beispielsweise rechteckig, trapezförmig, regelmäßig polygonal, wie hexagonal, unregelmäßig polygonal, oder jede andere Form. Ein einzelnes Array 14 kann Mikrolinsen 20 mit gleichen oder unterschiedlichen Formen verwenden, die durch die Peripherie 24 der Mikrolinse 20 definiert sind. Eine maximale Breite, ein maximaler Durchmesser oder eine maximale Abmessung 30 der durch den Umfang 24 der Mikrolinse 20 definierten Form, wie in den 5 und 6 gezeigt, liegt im Bereich von etwa 0,001 bis 0,5 Millimetern, z. B. 0,4 Millimetern oder 0,2 Millimetern.
Eine Querschnittsform der einzelnen Mikrolinsen 20 des Arrays 14 in der Draufsicht oder im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen 16 und/oder 18 der Linse 10 ist beispielsweise halbkreisförmig, gekrümmt, rechteckig, trapezförmig, regelmäßig polygonal, unregelmäßig polygonal, dreieckig, abgestuft, konkav, konvex oder jede andere Form, wie in den begleitenden Figuren gezeigt. Die in den 5 und 6 gezeigte maximale Höhe oder Abmessung 32 der Querschnittsform der einzelnen Mikrolinsen 20 des Arrays 14 von der vorderen Oberfläche 16 oder der hinteren Oberfläche 18 der Basislinse 12 hängt zum Teil von der Dicke der Basislinse 12 und den Eigenschaften, z. B. dem Brechungsindex, des Materials ab, aus dem die Mikrolinse 20 gebildet ist. Die maximale Höhe oder Abmessung 32 der Mikrolinsen 20 kann im Bereich von 100 Angström bis 0,1 Millimeter liegen.
In Ausführungsformen, in denen die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 in der Querschnittsform der einzelnen Mikrolinsen 20 des Arrays 14 asymmetrisch sind, wenn sie in der Höhe oder im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen 16 und/oder 18 der Linse 10 betrachtet werden, kann die optische Oberfläche 22 eine Neigung oder einen Winkel 34 relativ zu einer Ebene der vorderen Oberfläche 16 oder der hinteren Oberfläche 18 der Basislinse 12 oder eine Tangente an die Krümmung der vorderen Oberfläche 16 oder der hinteren Oberfläche 18 der Basislinse 12 definieren. Die optische Fläche 22 kann ein relatives Vorzeichen 36 der optischen Fläche 22 definieren. Zum Beispiel zeigt 5 eine einzelne Mikrolinse 20 mit einer optischen Oberfläche 22 mit einem Minus- oder Negativ-Vorzeichen 36a, und 6 zeigt eine einzelne Mikrolinse 20 mit einer optischen Oberfläche 22 mit einem Plus- oder Positiv-Vorzeichen 36b. Der Fachmann wird verstehen, dass das Vorzeichen von Mikrolinsen 20 mit gleicher Querschnittsform bei Betrachtung in der Höhe oder im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen 16 und/oder 18 der Linse 10 in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Asymmetrie relativ zur Basiskrümmung der Linse variieren wird.
In Anbetracht der obigen Ausführungen versteht es sich, dass die optische Leistung einer einzelnen Mikrolinse 20 eines Arrays14 durch eine oder eine Kombination von Eigenschaften der Mikrolinse 20 definiert werden kann, einschließlich, aber nicht beschränkt auf das Material, das zur Bildung der einzelnen Mikrolinse 20 verwendet wird, die Geometrie der optischen Oberfläche 22, den Winkel 34 der optischen Oberfläche 22 und die Ausrichtung einer Asymmetrie der optischen Oberfläche 22.
Ein einzelnes Array 14 gemäß der vorliegenden Erfindung kann aus einzelnen Mikrolinsen 20 gebildet werden, die gleich sind oder sich unterscheiden in der durch den Umfang 24 der Mikrolinse 20 definierten Form, der maximalen Breite, dem Durchmesser oder der Abmessung 30, der Querschnittsform der einzelnen Mikrolinsen 20 des Arrays 14 bei Betrachtung in Elevation oder im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen 16 und/oder 18 der Linse 10, der maximalen Dicke oder Abmessung 32, dem Winkel 34 der optischen Oberfläche 22 und/oder im Vorzeichen 36 der optischen Oberfläche 22.
In Ausführungsformen, in denen die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 asymmetrisch in der durch den Umfang 24 der Mikrolinsen 20 definierten Form und/oder in der Querschnittsform der einzelnen Mikrolinsen 20 des Arrays 14 sind, wenn sie in der Höhe oder im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen 16 und/oder 18 der Linse 10 betrachtet werden, können solche asymmetrischen Mikrolinsen 20 gleichmäßig über das gesamte Array 14 relativ zueinander oder ungleichmäßig über das gesamte Array 14 relativ zueinander ausgerichtet sein.
In Ausführungsformen, in denen ein einzelnes Array 14 einzelne Mikrolinsen 20 mit unterschiedlichen optischen Leistungen verwendet, z. B. Mikrolinsen 20a für die Fernsicht, Mikrolinsen 20b für die Zwischensicht und/oder Mikrolinsen 20c für die Nahsicht, können diese gleichmäßig über die Fläche des Arrays 14 verteilt sein, wie in 9 gezeigt, oder sie können ungleichmäßig über die Fläche des Arrays 14 verteilt sein, wie in 10 gezeigt. Alternativ kann das einzelne Array 14 einzelne Mikrolinsen 20 unterschiedlicher optischer Brechkraft aufweisen, die als konzentrische Ringe oder Ovale angeordnet sind, wie in 11 dargestellt. Zum Beispiel kann eine multifokale Linse mit einer Verschreibung gewünscht sein, die piano für die Fernsicht, plus eine Dioptrien für die Mittelsicht und plus zwei Dioptrien für die Nahsicht ist. Eine niederfrequente Krümmung der Vorderfläche der Linse beträgt plus vier Dioptrien. Dementsprechend beträgt die effektive Krümmung der Mikrolinsen plus vier Dioptrien, plus fünf Dioptrien bzw. plus sechs Dioptrien für die Fern-, Mittel- und Nahsicht.
Das Array 14 kann die gesamte Vorderseite 16 und/oder Rückseite 18 der Linse 10 abdecken, über sie geformt oder durch sie hindurch eingebracht sein, wie in 12 gezeigt. Alternativ kann das Array nur einen Abschnitt der Vorderseite 16 und/oder der Rückseite 18 des Objektivs 10 abdecken, darüber geformt oder darin integriert sein, wie in 13 gezeigt. Beispielsweise kann das Array 14, wie in 13 gezeigt, nur auf einem unteren oder oberen Abschnitt der Linse 10 lokalisiert sein, so dass der Abschnitt der Linse 10, in dem das Array 14 nicht verwendet wird, dem Benutzer eine optische Leistung bietet und der Abschnitt der Linse 10, in dem das Array 14 verwendet wird, dem Benutzer eine oder mehrere unterschiedliche optische Leistungen bietet. Dementsprechend wird in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die gleiche optische Wirkung wie die einer typischen bifokalen, trifokalen oder exekutiven trifokalen Linse erzielt. Die vorliegende Erfindung bietet diese jedoch ohne die scharfen Stufen, die bei herkömmlichen Multifokallinsen im Makrobereich sichtbar sind, und mit größeren Funktionsbereichen unterschiedlicher optischer Brechkraft. Darüber hinaus können auch berufsspezifische Linsen durch die vorliegende Erfindung einfach realisiert werden.
Der Klarheit halber wird davon ausgegangen, dass in den begleitenden Figuren und Zeichnungen die Merkmale der vorliegenden Erfindung, z. B. die Basislinse 12, das Array 14 und die Mikrolinsen 20, so dargestellt sind, dass sie das Verständnis der vorliegenden Erfindung erleichtern, und dass sie nicht maßstabsgetreu im Allgemeinen oder relativ zueinander dargestellt sind.
In einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung sind alle Mikrolinsen 20 des Arrays 14 der Linse 10 aus einzelnen Mikrolinsen 20 gebildet, die aus dem gleichen Material oder den gleichen Materialien gebildet sind und so geformt sind, dass sie im Wesentlichen die gleiche optische Oberflächengeometrie aufweisen. Das Array 14 ist gleichmäßig über eine Gesamtheit oder eine wesentliche Gesamtheit der vorderen optischen Oberfläche 16 der Linse 10 und/oder über eine Gesamtheit oder eine wesentliche Gesamtheit der hinteren optischen Oberfläche 18 der Linse 10 ausgebildet. Das Material, aus dem das Array 14 geformt ist, kann, muss aber nicht notwendigerweise, dasselbe Material sein, aus dem die Linsenbasis 12 geformt ist. Das Objektiv 10 ist vorteilhafterweise ein relativ dünnes Objektiv mit einer einzigen Brennweite, z. B. ein relativ dünnes Einstärken-Sonnenbrillenlinsenglas.
In der vorliegenden Ausführungsform, in der ein Einstärkenglas, z. B. ein Sonnenbrillenlinsenglas, gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert und hergestellt wird, wird die Linse 10 beispielsweise mit einer niederfrequenten Krümmung 26 von plus sieben Dioptrien hergestellt, damit es z. B. gut in eine Sonnenbrillenfassung im Wrap-Around-Stil passt. Wenn die Zielvorgabe für die Linse 10 minus zehn Dioptrien ist, dann wird jede Mikrolinse 20 des Arrays 14 der Linse 10 mit einer konkaven effektiven Krümmung, in diesem Fall mit minus drei Dioptrien, hergestellt, um die Zielvorgabe zu erreichen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird in diesem Beispiel die Näherung der Formel für dünne Linsen verwendet, die den Brechungsindex und die Linsendicke ignoriert und die Linsenstärken durch Addition der Brechkraft der Vorder- und Rückfläche approximiert. Zum Beispiel ist minus 10 Linsenstärke gleich minus drei plus minus sieben. 14 zeigt einen Vergleich einer typischen Linse mit minus zehn Dioptrien, links, mit einer Linse 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, rechts. 15 zeigt das Array 14 auf der Vorderfläche 16 der Linse 10 gemäß der vorliegenden Erfindung.
In einem zweiten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform wird die Linse 10 z.B. mit einer Niederfrequenzkrümmung 26 von plus sieben Dioptrien hergestellt, um z. B. in eine Sonnenbrillenfassung im Wrap-around-Stil zu passen. Wenn die Zielvorgabe für die Linse 10 dieses Beispiels plus sechs Dioptrien beträgt, dann wird jede Mikrolinse 20 des Arrays 14 der Linse 10 mit einer effektiven Krümmung von plus 13 Dioptrien hergestellt, um die Zielvorgabe zu erreichen. Auch in diesem Beispiel wird die Näherungsformel für dünne Linsen verwendet, die den Brechungsindex und die Linsendicke ignoriert und die Linsenstärken durch Addition der Vorder- und Rückseitenstärken annähert. Zum Beispiel ist plus sechs Linsenstärke gleich der Summe aus plus 13 Linsenstärke und minus sieben. 16 zeigt einen Vergleich einer typischen Plus-Sechs-Dioptrien-Linse, links, mit einer Sechs-Dioptrien-Linse 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, rechts. 17 zeigt das Array 14 auf der Vorderfläche 16 der Linse 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Übersichtlichkeit halber sind die einzelnen Mikrolinsen 20 des in den 15 und 17 gezeigten Arrays 14 in einer quadratischen Form mit einem Durchmesser von etwa 0,4 Millimetern dargestellt. Es wird von den Fachleuten verstanden werden, dass die vorliegende Ausführungsform nicht auf die Anwendung in Einstärken-Sonnenbrillenglas beschränkt ist.
Die Linse 10 mit dem Array 14 der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Herstellung von Einstärkengläsern mit einer niederfrequenten Krümmung 26, die mit fast jeder optischen Stärke geformt werden und dünner sind, als es typischerweise möglich ist, ohne auf teurere Hochindex-Glasmaterialien zurückzugreifen. Dementsprechend ermöglicht die vorliegende Ausführungsform vorteilhafterweise eine erhöhte Flexibilität bei der Auswahl von Fassungs- und Rezeptkombinationen (derzeit durch die Krümmung des Glases begrenzt), die Auswahl von dünneren Gläsern in jeder Fassung und die Optimierung des Aussehens und Sicherheitsfunktionen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 der Linse 10 aus einzelnen Mikrolinsen 20 gebildet, die aus demselben Material oder denselben Materialien gebildet sind, aber zwei oder mehr wesentlich unterschiedliche optische Oberflächengeometrien aufweisen. Das Array 14 ist gleichmäßig über einen Abschnitt oder über die gesamte vordere optische Oberfläche 16 der Linse 10 eingebracht oder ausgebildet. Eine solche Linse 10 stellt vorteilhafterweise teilweise eine multifokale Linse, wie z. B. eine bifokale, trifokale oder exekutive trifokale Linse, mit großen Funktionsbereichen unterschiedlicher optischer Brechkraft zur Verfügung, während sie keine scharfen Stufen aufweist, die im Makromaßstab sichtbar sind.
Mit Bezug auf 7 kann das Array 14 der Linse 10 beispielsweise Mikrolinsen 20a und 20b verwenden, die aus demselben Material oder denselben Materialien gebildet sind. Die Mikrolinse 20a hat jedoch eine optische Oberflächengeometrie 22a, die sich von der optischen Oberflächengeometrie 22b der Mikrolinse 20b unterscheidet oder unterscheidet. In diesem Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist das Array über die gesamte Vorderseite 16 der Linse 10 ausgebildet. Daher ist jeder Unterschied in den Materialien, die zur Bildung der Basislinse 12 und des Arrays 14 verwendet werden, für die optischen Leistungen der Mikrolinsen 20a und 20b relativ zueinander nicht relevant.
In einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 der Linse 10 aus einzelnen Mikrolinsen 20 gebildet, die so geformt sind, dass sie im Wesentlichen die gleiche optische Oberflächengeometrie haben, aber die einzelnen Mikrolinsen 20 sind aus verschiedenen oder unterschiedlichen Materialien gebildet. Das Array 14 ist gleichmäßig über einen Abschnitt oder über die gesamte vordere optische Oberfläche 16 der Linse 10 ausgebildet. Die Mikrolinsen 20 die aus verschiedenen Materialien des Arrays 14 gebildet sind, können gleichmäßig über die Fläche des Arrays 14 verteilt sein, wie in 9 gezeigt, oder sie können ungleichmäßig über die Fläche des Arrays 14 verteilt sein, wie in 10 gezeigt. Eine solche Linse 10 bietet vorteilhafterweise eine multifokale Linse, wie z. B. eine bifokale, trifokale oder exekutive trifokale Linse, mit großen Funktionsbereichen unterschiedlicher optischer Brechkraft, während sie keine scharfen Stufen aufweist, die im Makromaßstab sichtbar sind.
Zum Beispiel, mit Bezug auf 18, kann ein Benutzer eine Verschreibung mit einer Kugel von plus vier Dioptrien und einer Addition von plus zwei Dioptrien haben. Eine Linse 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für diesen Benutzer kann einen Fernteil mit Mikrolinsen 20d aus einem Material mit einem Brechungsindex von 1,530 mit einer Vorderseite 16 mit einer niederfrequenten Krümmung 26 von plus sechs Dioptrien und einer Rückseite 18 mit einer niederfrequenten Krümmung 26 von minus zwei Dioptrien haben, wie in 2 gezeigt. Für den Leistungsadditionsabschnitt der Linse 10 kann die Linse 10 Mikrolinsen 20e verwenden, die aus einem Material mit einem Brechungsindex von 1,795 mit einer Niederfrequenzkrümmung 26 der Vorderseite 16 von plus sechs Dioptrien und einer Niederfrequenzkrümmung 26 der Rückseite 18 von minus zwei Dioptrien bestehen. In diesem Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist die Basislinse 12 eine dünne Linse mit Piano-Stärke mit einer Vorderkrümmung von plus zwei Dioptrien und einer Rückkrümmung von minus zwei Dioptrien. Die verschiedenen Mikrolinsen 20d des Fernteils und die Mikrolinsen 20e der Leistungsaddition des Arrays 14 können wie in 9-11 gezeigt angeordnet oder gruppiert werden.
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel der vorliegenden Ausführungsform wird die Art der Materialien, die zur Bildung der einzelnen Mikrolinsen 20 innerhalb des Arrays 14 verwendet werden, zwischen den einzelnen Mikrolinsen 20 eines einzelnen Arrays 14 variiert, und die einzelnen Mikrolinsen 20 bestehen jeweils nur aus einem Material. Mit anderen Worten, das zur Bildung des Arrays 14 verwendete Material variiert über das Array 14 hinweg, aber die einzelnen Mikrolinsen 20 des Arrays 14 sind jeweils nur aus einem einzigen Material gebildet. Dieses Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist nicht auf die Verwendung von nur zwei verschiedenen Materialien innerhalb oder über das Array 14 beschränkt. Das Array 14 kann mehr als zwei Materialien verwenden, z. B. drei verschiedene Materialien, um drei einzigartige optische Leistungen zu erzeugen.
In einem zweiten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform werden zur Bildung der gewünschten multifokalen Linse der vorliegenden Ausführungsform die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 aus unterschiedlichen Materialien über die Dicke 32 der Mikrolinse 20 und/oder der Basislinse 12 gebildet. Eine einzelne oder einzelne Mikrolinsen 20 können aus einer oder mehreren Schichten unterschiedlicher oder heterogener Materialien gebildet sein, wie in Bezug auf 6 beschrieben. Mit Bezug auf 19. wird das Array 14 der Linse 10 aus Mikrolinsen 20f und Mikrolinsen 20g gebildet. Die Mikrolinsen 20g zwischen den Mikrolinsen 20f definiert oder gebildet werden und/oder durch das Fehlen von Material, das zur Bildung von Mikrolinsen 20f verwendet wird, die über der Oberfläche 16 oder 18 der Basislinse 12 eingesetzt werden. Daher ist die optische Leistung der Mikrolinsen 20g in erster Linie eine Funktion der optischen Leistung der Grundlinse 12.
In diesem Beispiel ist die Basislinse 12 aus einem Material mit einem Brechungsindex von ca. 1,6 gefertigt. Daher wird davon ausgegangen, dass die Mikrolinsen 20g des Arrays 14 ebenfalls aus einem Material mit einem Brechungsindex von ca. 1,6 bestehen. Andererseits werden die Mikrolinsen 20f des Arrays 14 aus einem auf der Oberfläche 16 oder 18 der Basislinse 12 abgeschiedenen Material gebildet, das einen Brechungsindex von 2,2 hat, und aus dem Basismaterial, das einen Brechungsindex von ungefähr 1,6 hat.
Die verschiedenen Mikrolinsen 20d des entfernten Teils und die Mikrolinsen 20e der Leistungsaddition des Arrays 14 können wie in den 9-1 1 gezeigt angeordnet oder gruppiert sein. Dieses Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt, nur zwei verschiedene Materialien innerhalb oder über das Array 14 zu verwenden, und ist nicht darauf beschränkt, die Form zu verwenden, die durch eine Peripherie 24 der Mikrolinse 20 definiert ist, wie in den 9-1 1 gezeigt. Das Array 14 kann mehr als zwei Materialien verwenden, zum Beispiel drei verschiedene Materialien, um drei einzigartige optische Kräfte zu erzeugen.
Bei den oben beschriebenen Beispielen der vorliegenden Ausführungsform ist zu beachten, dass die in den 18 und 19 gezeigten Mikrolinsen 20d, 20e, 20f und 20g so ausgebildet sind, dass die optischen Oberflächen 22 der einzelnen Mikrolinsen 20d, 20e, 20f und 20g im Wesentlichen die gleiche optische Oberflächengeometrie aufweisen wie untereinander. Asymmetrien in der Geometrie der optischen Oberfläche, d. h. ein Prismenwinkel, und die Ausrichtung solcher asymmetrischen einzelnen Mikrolinsen 20 hängen sowohl von der gewünschten optischen Leistung der einzelnen Mikrolinsen 20 so wie auch von der Anordnung der Mikrolinsen innerhalb des Arrays und der Linse ab. Die optische Leistung der einzelnen Mikrolinsen 20 wird durch den Brechungsindex des Materials bestimmt, aus dem die einzelnen Mikrolinsen 20 gebildet sind. Die optische Leistung der einzelnen Mikrolinsen 20d, 20e, 20f und 20g wird durch den Brechungsindex des Materials definiert, das zur Bildung der einzelnen Mikrolinsen 20d, 20e, 20f und 20g verwendet wird, sowie durch den Prismenwinkel und die Ausrichtung der Oberfläche 22, wie in den 5 und 6 gezeigt. Die vorliegende Ausführungsform stellt multifokale Brechkraftlinsen bereit, die eine im Wesentlichen konstante vordere und hintere Niederfrequenzkrümmung 26 über die gesamte Vorderseite 16 und Rückseite 18 der Linse 10 aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 der Linse 10 aus einzelnen Mikrolinsen 20 gebildet, die aus verschiedenen oder unterschiedlichen Materialien gebildet sind und so geformt sind, dass sie zwei oder mehr im Wesentlichen unterschiedliche optische Oberflächengeometrien aufweisen. Das Array 14 ist gleichmäßig über einen Abschnitt oder über die gesamte vordere optische Oberfläche 16 der Linse 10 ausgebildet. Eine solche Linse 10 bietet vorteilhafterweise eine multifokale Linse, wie z. B. eine bifokale, trifokale oder exekutive trifokale Linse, mit großen Funktionsbereichen unterschiedlicher optischer Brechkraft, während sie keine scharfen Stufen aufweist, die im Makrobereich sichtbar sind.
Mit Bezug auf 8 ist das Array 14 beispielsweise aus einem Material oder aus Materialien gebildet, die sich von dem Material, aus dem die Basislinse 12 gebildet ist, unterscheiden, und die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 sind so geformt, dass die optischen Oberflächen 22a und 22c der einzelnen Mikrolinsen 20a und 20c zwei oder mehr im Wesentlichen unterschiedliche oder verschiedene Geometrien aufweisen. Wie in 8 gezeigt, werden die Mikrolinsen 20c zwischen den Mikrolinsen 20a definiert oder gebildet und durch das Fehlen von Material verwendet, Mikrolinsen 20a zu bilden, die über die Oberfläche 16 der Basislinse 12 eingesetzt werden. Daher ist die optische Leistung der Mikrolinsen 20c in erster Linie eine Funktion der optischen Leistung der Grundlinse 12.
In diesem Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist das Array über eine Gesamtheit der Vorderseite 16 und/oder der Rückseite 18 der Linse 10 gebildet. Die verschiedenen Mikrolinsen 20a und die Mikrolinsen 20c des Arrays 14 können wie in 9-1 1 gezeigt angeordnet oder gruppiert sein. Die vorliegende Ausführungsform stellt multifokale Brechkraftlinsen bereit, die eine im Wesentlichen konstante vordere und hintere Niederfrequenzkrümmung 26 über die gesamte Vorderseite 16 und Rückseite 18 der Linse 10 aufweisen.
In einem zweiten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist das Array 14 der Linse 10 im Wesentlichen gleich ausgebildet wie in dem oben beschriebenen ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 20 gezeigt, sind jedoch die Asymmetrien der Querschnittsform der einzelnen Mikrolinsen 20a des Arrays 14, die bei Betrachtung in der Höhe oder im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen 16 und/oder 18 der Linse 10 die gleichen optischen Oberflächengeometrien aufweisen, über das Array 14 in unterschiedlichen oder entgegengesetzten Orientierungen ausgerichtet. In diesem Beispiel ist die Basislinse 12 piano ausgebildet. Daher ist die optische Leistung der Mikrolinsen 20c ist Null, während die optische Leistung der Mikrolinsen 20a z. B. plus zwei Dioptrien.
In diesem Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist das Array über eine Gesamtheit der Vorderseite 16 und/oder der Rückseite 18 der Linse 10 gebildet. Die verschiedenen Mikrolinsen 20a und die Mikrolinsen 20c des Arrays 14 können wie in 9-1 1 gezeigt angeordnet oder gruppiert sein. Die vorliegende Ausführungsform stellt multifokale Leistungslinsen bereit, die eine im Wesentlichen konstante vordere und hintere Niederfrequenzkrümmung 26 über die gesamte Vorderseite 16 und Rückseite Seite 18 der Linse 10.
In einem dritten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform werden zur Bildung der gewünschten multifokalen Linse der vorliegenden Ausführungsform die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 über die Dicke 32 der Mikrolinsen 20 und/oder der Basislinse 12 aus unterschiedlichen Materialien gebildet; sie sind so geformt, dass sie zwei unterschiedliche optische Oberflächengeometrien aufweisen; und die Asymmetrien der Querschnittsform der einzelnen Mikrolinsen 20 des Arrays 14, die bei Betrachtung in der Elevation oder im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen 16 und/oder 18 der Linse 10 die gleichen optischen Oberflächengeometrien aufweisen, sind über das Array 14 in unterschiedlichen oder entgegengesetzten Orientierungen ausgerichtet. Eine einzelne oder individuelle Mikrolinse 20 kann aus einer oder mehreren Schichten der verschiedenen oder heterogenen Materialien, wie sie in Bezug auf 6 beschrieben sind, gebildet sein. Mit Bezug auf 21 ist die Arrays 14 der Linse 10 aus Mikrolinsen 20a1 mit einem Minuszeichen 36, Mikrolinsen 20a2 mit einem Pluszeichen 36 und Mikrolinsen 20c gebildet. Die Mikrolinsen 20c werden zwischen bestimmten der Mikrolinsen 20a1 und 20a2 und/oder durch das Fehlen von Material definiert oder gebildet, das zur Bildung von Mikrolinsen 20c verwendet wird, die über der Oberfläche 16 oder 18 der Basislinse 12 eingesetzt werden.
In diesem Beispiel ist die Basislinse 12 piano geformt. Daher ist die optische Brechkraft der Mikrolinsen 20a1 minus eine Dioptrie. Die optische Brechkraft der Mikrolinsen 20a2 beträgt plus eine Dioptrie, und die optische Brechkraft der Mikrolinsen 20c beträgt null Dioptrien, wie auf der rechten Seite von 20 angegeben.
In einem vierten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist das Array 14 der Linse 10 im Wesentlichen identisch zu der im oben genannten zweiten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen ausgebildet. Allerdings ist die Basislinse 12 mit einer Brechkraft von plus vier Dioptrien ausgebildet. Die optische Brechkraft der Mikrolinsen 20a1 beträgt demnach plus drei Dioptrien. Die optische Brechkraft der Mikrolinsen 20a2 beträgt plus 5 Dioptrien, und die optische Brechkraft der Mikrolinsen 20c beträgt plus vier Dioptrien, wie auf der rechten Seite von 22 angegeben.
Im dritten und vierten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist das Array über eine Gesamtheit der Vorderseite 16 und/oder der Rückseite 18 der Linse 10 gebildet. Die verschiedenen Mikrolinsen 20 des Arrays 14 können angeordnet oder gruppiert sein, wie z. B. in 9-11 gezeigt. Die vorliegende Ausführungsform stellt multifokale Brechkraftlinsen bereit, die über die gesamte Vorderseite 16 und Rückseite 18 der Linse 10 eine im Wesentlichen konstante vordere und hintere Niederfrequenzkrümmung 26 aufweisen.
Im Vergleich dazu kann das Array 14 des dritten und vierten Beispiels der vorliegenden Ausführungsform in bestimmten Situationen Vorteile gegenüber dem Array 14 des zweiten Beispiels der vorliegenden Ausführungsform bieten, das oben beschrieben und in 20 dargestellt ist. Zum Beispiel ermöglicht die Rücken-an-Rücken- oder gegenüberliegende Vorzeichen 36-Konfiguration der benachbarten Mikrolinsen 20a1 und 20a2 erhöhte Differenzen der optischen Leistungen der benachbarten Mikrolinsen 20 bei gleichzeitiger Verwendung einer verringerten maximalen Dicke oder Abmessungen 32 der jeweiligen Mikrolinsen 20 im Vergleich zu dem Array 14 des zweiten Beispiels der vorliegenden Ausführungsform. Mit anderen Worten, damit das Array 14 des zweiten Beispiels beispielsweise eine Differenz von plus zwei Dioptrien zwischen benachbarten Mikrolinsen 20a und 20c erreichen kann, ohne eine maximale Breite oder Abmessung 30 der durch einen Umfang 24 der Mikrolinse 20a definierten Form zu vergrößern, müssen die Mikrolinsen 20a eine vergrößerte maximale Dicke oder Abmessung 32 und einen vergrößerten Winkel 34 der jeweiligen Mikrolinsen 20a relativ zu den Mikrolinsen 20a1 und 20a2 des dritten und vierten Beispiels aufweisen.
In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 auf der vorderen Oberfläche 16 und/oder der hinteren Oberfläche 18 der Basislinse 12 durch so genannte subtraktive Verfahren gebildet. Zum Beispiel werden die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 auf der vorderen Oberfläche 16 und/oder der hinteren Oberfläche 18 der Basislinse 12 durch direkte Bearbeitung oder mechanisches Ätzen der vorderen Oberfläche 16 und/oder der hinteren Oberfläche 18 der Basislinse 12 gebildet.
In bestimmten Ausführungsformen wird die Bildung der Mikrolinsen 20 des Arrays 14 durch direkte Bearbeitung oder mechanisches Ätzen der vorderen Oberfläche 16 und/oder der hinteren Oberfläche 18 der Basislinse 12 mit Laminat-Basislinsen verwendet, die aus zwei oder mehr Basismaterialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes bestehen. Beispielsweise wird die vordere Oberfläche 16 der Basislinse 12 aus einer relativ dünnen Schicht eines Polymermaterials mit hohem Brechungsindex und die hintere Oberfläche aus einer dickeren Schicht eines Materials mit niedrigerem Brechungsindex gebildet. Während der direkten Bearbeitung oder des Ätzens der vorderen Oberfläche 16 werden bestimmte Mikrolinsen 20 des Arrays 14 werden durch Abtragen eines Teils oder der gesamten Dicke der relativ dünnen Schicht aus einem Hochindex-Polymermaterial gebildet. Andere der Mikrolinsen 20 des Arrays 14 werden durch die Teile des Hochindex-Polymermaterials gebildet, die nicht maschinell bearbeitet oder mechanisch von der Frontfläche 16 der Basislinse 12 geätzt werden.
Alternativ werden in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 auf der vorderen Oberfläche 16 und/oder der hinteren Oberfläche 18 der Basislinse 12 durch direkte Bearbeitung oder mechanisches Ätzen der Formoberflächen gebildet, die die vordere Oberfläche 16 und/oder die hintere Oberfläche 18 der Basislinse 12 bilden. Solche Formflächen sind z. B. Spritzgussflächen und Gussformflächen. Nach dem Gießen wird die Linse 10 aus der Linsenform entnommen, wobei das Array 14 direkt in oder auf der vorderen Oberfläche 16 und/oder der hinteren Oberfläche 18 der Linse 10 geformt wird.
In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 auf der vorderen Oberfläche 16 und/oder der hinteren Oberfläche 18 der Basislinse 12 durch so genannte additive Verfahren gebildet. Beispielsweise werden die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 auf der vorderen Oberfläche 16 und/oder der hinteren Oberfläche 18 der Basislinse 12 durch die direkte Zugabe desselben Materials, das zur Bildung der Basislinse 12 verwendet wird, die Zugabe eines anderen Materials als das, das zur Bildung der Basislinse 12 verwendet wird, auf die vordere Oberfläche 16 und/oder die hintere Oberfläche 18 der Basislinse 12 oder eine Kombination davon gebildet.
In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 auf der Vorderfläche 16 und/oder der Rückfläche 18 der Basislinse 12 durch Aufdampfverfahren, wie z. B. chemische oder physikalische Aufdampfung, gebildet. In einem Versuch wurden beispielsweise Arrays von Mikrolinsen mit Dioptrien im Bereich von ein bis zwei auf einer Vorderfläche von fertigen Einstärkengläsern mit einer Pianostärke hergestellt. Die Arrays wurden hergestellt, indem Drahtgitter mit quadratischen, rechteckigen oder rautenförmigen Öffnungen mit einer maximalen Abmessung von etwa 0,50 bis 1,00 Millimeter auf einer optischen Oberfläche jedes Objektivs angebracht wurden. Auf die maskierten Linsen wurden ca. 10.495 Angström Zirkoniumdioxid mit einem Brechungsindex von ca. 2,1 aufgesputtert. Die Dicke der einzelnen Mikrolinsen des Arrays wurde unter Verwendung von Zeit und Joule/Sekunde mit einem Substrat erreicht, das sich konstant mit etwa 100 Umdrehungen pro Minute auf einem rotierenden Karussell dreht.
Lokale Messwerte der optischen Leistung wurden in verschiedenen Bereichen der Arrays auf den hergestellten Linsen ermittelt. Die resultierenden optischen Brechungswerte für verschiedene Mikrolinsen reichten von null bis zu mehr als fünf Dioptrien, wobei die Abweichungen zwischen benachbarten Mikrolinsen im Bereich von ein bis drei Dioptrien lagen. Mehrere optische Brechkraftmesswerte für eine einzelne Mikrolinse zeigten wenig Variation, z. B. Variationen im Bereich von wenigen Hundertstel einer Dioptrie.
23-26 zeigen optische Daten für eine Beispiellinse, die wie oben beschrieben hergestellt wurde. Insbesondere zeigt 23 kugelförmige Leistungsmesswerte der Mikrolinsen des Arrays auf den hergestellten Linsen. Die Leistungsmesswerte sind über ein 15-mal-15-Raster verteilt, das einen quadratischen Bereich von 40 mal 40 Millimetern der Linse abdeckt, d. h. die Schrittweite zwischen den Messwerten beträgt etwa 40/1 5 = 2,67 Millimeter. Die gebildeten Mikrolinsen sind jedoch weniger als 1 Millimeter breit. Daher ist jeder Leistungsmesswert die kombinierte Leistung, die von der Gruppe von Mikrolinsen bereitgestellt wird, die von jedem der 2,67 Millimeter Breite, die von jedem Messwert abgedeckt werden, eingeschlossen sind. Die Brechkraftmesswerte liegen im Bereich von etwa null bis sechs Dioptrien. In dem Zentrum der Linse beträgt der Brechkraft der Kugel 1,38 Dioptrien, der rechts daneben liegende Brechkraft 0,19 Dioptrien und der folgende Brechkraft 2,90 Dioptrien. Diese signifikanten Leistungssprünge von einem Messwert zum nächsten werden über den gesamten Messbereich beobachtet. Die Leistungssprünge sind eine Folge der unterschiedlichen Leistungen der Mikrolinsen des gebildeten Mikrolinsen-Arrays. Solche Leistungssprünge wären bei einer herkömmlichen oder konventionell geformten multifokalen ophthalmischen Linse nicht möglich.
25 zeigt die Kugelbrechkraftmessungen derselben Linse, die in Bezug zu 23 beschrieben wurde. Die Messwerte sind in einem dreidimensionalen Diagramm dargestellt, in dem die z-Achse die Kugelleistung darstellt. Die signifikanten Leistungssprünge zwischen benachbarten Regionen führen zu einem dreidimensionalen Plot, der das Aussehen vieler Stalaktiten und Stalagmiten hat, die aneinandergereiht sind.
24 zeigt die Messungen der Zylinderachsenleistung derselben Linse, die in Bezug zu 23 beschrieben wurde. Es ist zu erkennen, dass die Zylinderachse von einem Messwert deutlich abweicht in der gesamten Region von einem zum nächsten.
26 zeigt die Zylinderleistung derselben Linse, die in Bezug zu 23 beschrieben wurde, in einer dreidimensionalen Darstellung, in der die z-Achse die Zylinderleistung darstellt.
Bei einem typischen Scheitelabstand von 11 bis 15 Millimetern vor dem Auge eines Betrachters konnte der Betrachter die optische Leistungsänderung auf der Linsenoberfläche der oben beschriebenen Linsen aufgrund der Anwesenheit der Mikrolinse auflösen.
In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 sind auf der Vorderfläche 16 und/oder der Rückfläche 18 der Basislinse 12 durch eine Kombination der oben beschriebenen subtraktiven Methoden, eine Kombination der oben beschriebenen additiven Verfahren oder einer Kombination der oben beschriebenen additiven Verfahren und subtraktiven Verfahren.
In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 auf der vorderen Oberfläche 16 und/oder der hinteren Oberfläche 18 der Basislinse 12 durch Photolithographie, optische Lithographie und/oder Ultraviolettlithographie gebildet, die dem Fachmann bekannt sind. Der Fachmann wird erkennen, dass je nach dem genauen Ablauf solcher Techniken das Verfahren als additiv, subtraktiv oder als eine Kombination davon angesehen werden kann. Solche Techniken ermöglichen die Steuerung der Ausrichtung der Oberfläche der Mikrolinsen 20 oder des Arrays 14, um den Hauptlichtstrahl in der gewünschten Weise zu brechen Richtung. Der Photoresist kann durch einen Laser erzeugt sein.
In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die Mikrolinsen 20 des Arrays 14 auf einer Oberfläche des Dünnfilms oder einer Oberfläche eines Dünnfilm-Laminats durch eines der hier beschriebenen subtraktiven Verfahren, additiven Verfahren oder eine Kombination davon gebildet. Der resultierende Dünnfilm oder das Dünnfilm-Laminat mit einem darauf gebildeten Array 14 wird dann durch ein Einsatz- oder Wafer-Spritzgießverfahren oder durch ein Einsatz- oder Wafer-Gießverfahren in eine ophthalmische Linse eingebaut. Beispielhafte Einsatz- oder Wafer-Spritzgießverfahren sind im US-Patent Nr. 5.757.459 des Rechtsnachfolgers beschrieben. Eine solche Dünnschicht oder ein solches Dünnschichtlaminat kann aus Polycarbonat, Polyethylenterephthalat, Polyvinylalkohol oder einer anderen geeigneten Dünnschicht gebildet werden. Der Dünnfilm oder das Dünnfilm-Laminat kann in ein Inneres der Basislinse 12 oder auf eine optische Oberfläche 16 und/oder 18 der Basislinse 12 eingebracht werden.
Die Basislinse 12 gemäß der vorliegenden Erfindung wird z. B. aus Glas, kristallinem Quarz, Quarzglas oder Kalknatronsilikatglas gebildet. In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die Basislinse 12 aus einem Kunststoffschüttgut oder einem Harz gebildet, das zum Gießen oder Spritzgießen geeignet ist. Solche Materialien umfassen beispielsweise Polymere auf Basis von Allyldiglykolcarbonat-Monomeren (wie CR-39, erhältlich von PPG Industries, Inc. und SPECTRALITE und FINALITE Sola International Inc.) und Polycarbonate (wie LEXAN, erhältlich von General Electric Co.).
In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Linse gemäß der vorliegenden Erfindung transparent sein oder ein aktives oder statisches Färbesubstrat verwenden, das direkt in das Bulk-Material oder Harz gemischt ist. Solche optischen Artikel können ferner zusätzliche funktionale Eigenschaften in Form von Beschichtungen, Laminaten, Dünnfilmeinlagen und/oder Dünnfilmlaminaten verwenden. Die funktionalen Eigenschaften solcher Filme, Laminate oder Beschichtungen können beispielsweise Färbung, Tönung, Hartbeschichtung, Polarisation, Photochromie, Elektrochromie, UV-Absorption, Schmalbandfilterung und leichte Reinigung umfassen.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen und Anwendungen beschrieben wurde, kann ein Fachmann mit gewöhnlicher Sachkenntnis im Lichte dieser Lehre zusätzliche Ausführungsformen und Modifikationen erzeugen, ohne vom Geist der beanspruchten Erfindung abzuweichen oder deren Umfang zu überschreiten. Dementsprechend ist es zu verstehen, dass die Zeichnungen und Beschreibungen hier beispielhaft angeboten werden, um zu erleichtern Verständnis der Erfindung und sollte nicht so ausgelegt werden, dass der Umfang der Erfindung eingeschränkt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/148102 [0001]
US 5757459 [0067]

Claims

Ophthalmische Linse, umfassend: - ein Basislinsensubstrat aufweisend eine vordere optische Oberfläche und eine hintere optische Oberfläche; und - ein Array von Mikrolinsen, die in mindestens einen Abschnitt des Basislinsensubstrats eingebracht ist, wobei - einzelne Mikrolinsen des Arrays von Mikrolinsen gleiche oder unterschiedliche optische Leistungen aufweisen.
Linse nach Anspruch 1, die eine optische Brechkraft aufweist, wobei beispielsweise die vordere optische Oberfläche und die hintere optische Oberfläche unterschiedliche Basiskrümmungen aufweisen.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-2, wobei die einzelnen Mikrolinsen des Arrays von Mikrolinsen so geformt sind, dass die optischen Oberflächen der einzelnen Mikrolinsen eine im Wesentlichen zueinander gleiche Geometrie aufweisen.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-2, wobei die einzelnen Mikrolinsen des Arrays von Mikrolinsen so geformt sind, dass die Mikrolinsen innerhalb eines einzelnen Arrays zwei oder mehr im Wesentlichen unterschiedliche oder verschiedene Geometrien zueinander aufweisen, beispielsweise weist das Array von Mikrolinsen Mikrolinsen mit einer ersten optischen Oberflächengeometrie und Mikrolinsen mit einer zweiten optischen Oberflächengeometrie, die von der ersten optischen Oberflächengeometrie verschieden ist, auf.
Linse nach Anspruch 4, wobei das Array von Mikrolinsen Mikrolinsen mit einer ersten optischen Oberflächengeometrie und Mikrolinsen mit einer dritten optischen Oberflächengeometrie, die von der ersten optischen Oberflächengeometrie verschieden ist, aufweist.
Linse nach dem vorhergehenden Anspruch 5, wobei die optische Leistung der Mikrolinsen mit der dritten optischen Oberflächengeometrie eine Funktion der optischen Brechkraft der Basislinse ist.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Leistung der Mikrolinsen des Arrays von Mikrolinsen primär durch einen Brechungsindex definiert sind, aus dem die Mikrolinse gebildet ist, und nicht durch die Geometrie der optischen Oberfläche der Mikrolinsen, beispielsweise können die Basislinse und einige oder alle Mikrolinsen des Arrays von Mikrolinsen aus verschiedenen Materialien mit verschiedenen Brechungsindizes gebildet sein.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einer Draufsicht oder senkrecht zu der vorderen und/oder hinteren optischen Oberfläche eine Form durch einen Umfang der Mikrolinse definiert ist, wobei die Form beispielsweise rechteckig, trapezförmig, regelmäßig polygonal, wie hexagonal, unregelmäßig polygonal, oder durch jede andere Form ausgebildet ist.
Linse nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein einzelnes Array von Mikrolinsen Mikrolinsen mit gleichen oder unterschiedlichen Formen aufweist, die durch eine Peripherie der Mikrolinse definiert sind.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Querschnittsform der einzelnen Mikrolinsen des Arrays von Mikrolinsen in einer Draufsicht oder im Wesentlichen parallel zu der vorderen und/oder hinteren optischen Oberfläche beispielsweise halbkreisförmig, gekrümmt, rechteckig, trapezförmig, regelmäßig polygonal, unregelmäßig polygonal, dreieckig, abgestuft, konkav, konvex oder durch jede andere Form ausgebildet ist.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine maximale Höhe oder Abmessung der Mikrolinsen in einem Bereich von 100 Angström bis 0,1 Millimeter liegt.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mikrolinsen des Arrays in der Querschnittsform der einzelnen Mikrolinsen des Arrays asymmetrisch sind, wenn sie in der Höhe oder im Wesentlichen parallel zu der vorderen und/oder hinteren optischen Oberfläche der Linse betrachtet werden.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Leistung einer einzelnen Mikrolinse eines Arrays von Mikrolinsen durch eine oder eine Kombination von Eigenschaften der Mikrolinse definiert werden kann, die Eigenschaften umfassend ein Material, das zur Bildung der einzelnen Mikrolinse verwendet wird, die Geometrie der optischen Oberfläche der Mikrolinse, einem Winkel der optischen Oberfläche der Mikrolinse und/oder eine Ausrichtung einer Asymmetrie der optischen Oberfläche der Mikrolinse.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein einzelnes Array von Mikrolinsen aus einzelnen Mikrolinsen gebildet ist, die gleich sind oder sich unterscheiden in der durch den Umfang der Mikrolinse definierten Form, einer maximalen Breite, einem Durchmesser oder der Abmessung, der Querschnittsform der einzelnen Mikrolinsen des Arrays von Mikrolinsen bei Betrachtung in Elevation oder im Wesentlichen parallel zu der vorderen und/oder hinteren optischen Oberfläche, einer maximalen Dicke oder Abmessung, einem Winkel der optischen Oberfläche der jeweiligen Mikrolinse und/oder in einem Vorzeichen der optischen Oberfläche der jeweiligen Mikrolinse.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Mikrolinsen des Arrays von Mikrolinsen, die in der durch den Umfang der Mikrolinsen definierten Form und/oder in der Querschnittsform der einzelnen Mikrolinsen des Arrays von Mikrolinsen asymmetrisch sind, wenn sie in der Höhe oder im Wesentlichen parallel zu der vorderen und/oder hinteren optischen Oberflächen der Linse betrachtet werden, gleichmäßig oder ungleichmäßig über das gesamte Array von Mikrolinsen ausgerichtet sein.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein einzelnes Array von Mikrolinsen einzelne Mikrolinsen mit unterschiedlichen optischen Leistungen aufweist, beispielsweise Mikrolinsen für die Fernsicht, Mikrolinsen für die Mittelsicht und/oder Mikrolinsen für die Nahsicht, wobei diese gleichmäßig oder ungleichmäßig über die Fläche des Arrays von Mikrolinsen verteilt sind.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das einzelne Array einzelne Mikrolinsen unterschiedlicher optischer Brechkraft aufweist, die als konzentrische Ringe oder Ovale angeordnet sind, wobei die Linse beispielsweise als multifokale Linse ausgebildet ist, aufweisend eine Verschreibung mit Piano für die Fernsicht, plus eine Dioptrien für die Mittelsicht und plus zwei Dioptrien für die Nahsicht.
Linse nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die vordere optische Oberfläche der Linse eine niederfrequente Krümmung von plus vier Dioptrien aufweist, so dass die Mikrolinsen eine effektive Krümmung von plus vier Dioptrien, plus fünf Dioptrien bzw. plus sechs Dioptrien für die Fern-, Mittel- und Nahsicht aufweisen.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Linse ein Einstärkenglas ist, die eine niederfrequente Krümmung von plus sieben Dioptrien aufweist, und wobei jede der Mikrolinsen des Arrays der Linse eine konkave effektive Krümmung von minus drei Dioptrien aufweist, so dass die Linse in Summe minus zehn Dioptrien aufweist.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-17, wobei die Linse eine Niederfrequenzkrümmung 26 von plus sieben Dioptrien aufweist und jede der Mikrolinsen des Arrays eine effektive Krümmung von plus dreizehn Dioptrien aufweist, so dass die Linse in Summe plus sechs Dioptrien aufweist.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-17, wobei die Linse insbesondere eine multifokale Linse ist, wobei die kugelförmigen Brechkraftmesswerte der Linse im Bereich von etwa null bis sechs Dioptrien liegen, beispielsweise ist die Brechtkraft im Zentrum der Linse der Kugel 1,38 Dioptrien, rechts daneben ist die Brechkraft 0,19 Dioptrien und darauffolgende ist die Brechkraft 2,90 Dioptrien.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 20-21, wobei die Brechtkraft ausgehend von dem Zentrum der Linse in Richtung der Peripherie der Linse variiert.