[发明专利]动态衍射液晶透镜

权利要求书

1.一种眼科设备，包括：

第一液晶材料，其封装在第一衍射透镜结构与其上设置有第一对准层的第一衬底表面之间；和

第二液晶材料，其封装在第二衍射透镜结构与其上设置有第二对准层的第二衬底表面之间；

其中，在第一模式下，所述第一和第二液晶材料分别相对于所述第一和第二衬底表面呈垂直对准，

其中，在第二模式下，所述第一液晶材料沿着第一方向对准，所述第二液晶材料沿着基本上正交于所述第一方向的第二方向对准，

其中，所述第一和第二衍射透镜结构以及所述第一和第二液晶材料形成在第一模式下具有第一光学屈光度和在第二模式下具有不同于所述第一光学屈光度的第二光学屈光度的多层透镜堆叠，

其中，在跨过第一液晶材料和第二液晶材料未施加电压时，所述眼科设备默认为第一模式，以提供第一光学屈光度；以及

在第二模式期间，通过跨过第一和第二液晶材料施加电压而使第一液晶材料和第二液晶材料彼此基本上正交，来提供第二光学屈光度。

2.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，对于沿着穿过所述第一和第二衬底表面的法向轨迹入射通过所述多层透镜堆叠的光而言，所述第一和第二液晶材料在所述第一模式期间具有第一折射率，并且在所述第二模式期间具有与所述第一折射率不同的第二折射率。

3.根据权利要求2所述的眼科设备，其中，所述第一和第二液晶材料的第一折射率在所述第一模式下沿着所述法向轨迹是偏振不敏感的，并且其中，所述第一和第二液晶材料的第二折射率在所述第二模式下沿着所述法向轨迹是正交偏振敏感的。

4.根据权利要求3所述的眼科设备，其中，所述第一和第二液晶材料的第二折射率在所述第二模式下沿着所述法向轨迹是共同偏振不敏感的。

5.根据权利要求2所述的眼科设备，其中，所述第一折射率比所述第二折射率更接近所述第一和第二衍射透镜结构的第三折射率，其中，所述多层透镜堆叠在所述第一模式期间比在所述第二模式期间具有更少的光学屈光度。

6.根据权利要求2所述的眼科设备，其中，所述第一折射率是所述第一和第二液晶材料的寻常的折射率，所述第二折射率是所述第一和第二液晶材料的非寻常的折射率，所述第一折射率和第二折射率都是在沿着所述法向轨迹测量的。

7.根据权利要求1所述的眼科设备，还包括：

第一电极对，其设置为在所述第一液晶材料上施加第一电压；和

第二电极对，其设置为在所述第二液晶材料上施加第二电压，

其中，所述第一模式通过不存在所述第一和第二电压而被触发，且所述第二模式通过施加所述第一和第二电压而被触发。

8.根据权利要求7所述的眼科设备，其中，所述设备包括隐形眼镜或人工晶状体中的一个，所述设备还包括：

控制器，其耦合成选择性地施加所述第一和第二电压；和

电源，其耦合成为所述控制器供电。

9.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，所述第一和第二衬底表面设置在所述第一和第二衍射透镜结构之间。

10.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，所述第一和第二衍射透镜结构设置在所述第一和第二衬底表面之间。

11.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，所述第一和第二衍射透镜结构由透明塑料形成。

12.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，衍射结构具有3.6μm±1.4μm的调制深度，且所述第一和第二液晶材料各自小于15μm厚，其中，所述调制深度(D1)由下式给出：

其中λ是设计波长，n_sub是第一和第二衍射透镜的折射率，而n_e是第一模式下LC材料的折射率。