配置1中的變量，并且其他配置"獲得"相同的值，以便這個距離在所有配置中相同。該表 格的第4行是瞳孔的半直徑，顯示了為暗視力查看條件設(shè)置配置1和3,瞳孔直徑打開至 5mm (2 X 2. 5mm)，而給適光查看條件設(shè)置配置2和4,瞳孔直徑是3mm (2 X I. 5mm)。
[0079] 表 1
[0080]
[0081] 上面描述的21個參數(shù)設(shè)為變量，并且使用Zemax軟件程序構(gòu)造優(yōu)值函數(shù)，以指導(dǎo) 光線追蹤軟件優(yōu)化透鏡性能的方式。
[0082] 多個參數(shù)可用于描述構(gòu)成表現(xiàn)良好的透鏡的物體，即，提供遠視力和近視力的最 佳組合的透鏡，這些參數(shù)包含在優(yōu)值函數(shù)內(nèi)。在這個實例中，將實質(zhì)權(quán)重提供給MTF參數(shù)。 還可以使用其他參數(shù)，例如，斯特列爾比、能量集中度、波前誤差等。下面的表2顯示了優(yōu)值 函數(shù)的一個實例，并且下面詳細描述了每行。
[0083] 表 2
[0084]

[0086] 下面是對以上表格中的每列的標(biāo)題的描述：
[0087] Oper# :在優(yōu)值函數(shù)中的操作號及其4個字符名稱。這些是其描述描述透鏡運行良 好程度的操作符；
[0088] 類型：在這個實例中，操作符的類型與其4個字符名稱相同；
[0089] 取樣：由一些操作符（例如，MTFA)用于描述在通孔處抽取了多少個光線的樣品； [0090] 波[長]:光波長；
[0091] 場：1表示光相對表面法線以〇度入射；
[0092] 頻[率]:計算MTFA的空間頻率，在本實例中，雖然可以使用其他值，但是每毫米 使用50個線對；
[0093] 柵格：這是Zemax軟件程序內(nèi)部參數(shù)，控制軟件程序執(zhí)行計算的方式；
[0094] 目標(biāo)：這是指導(dǎo)Zemax確定的每個特定操作符的目標(biāo)值，例如，EFLX和EFLY設(shè)為 50mm的目標(biāo)。這表示透鏡在這個實例中是20屈光度的透鏡（1000mm/50mm = 20D);
[0095] 權(quán)重：這是這個參數(shù)的相對重要性，例如，EFLX、EFLY的權(quán)重設(shè)為1000并且貢獻更 多，其他參數(shù)具有更低的權(quán)重，表示這些參數(shù)對優(yōu)化透鏡不重要；
[0096] 值：這列提供每個操作符的當(dāng)前值，考慮21個變量的當(dāng)前值。例如，EFLX值是 50. 01574并且僅僅占據(jù)總優(yōu)值函數(shù)的0. 01478166% ;
[0097] 貢獻％ :在最后一列中提供了每個操作符對優(yōu)值函數(shù)的貢獻。理想地，在"值"列 中列出的值應(yīng)盡可能接近在"目標(biāo)"列中的值，以便減少貢獻。Zemax軟件程序為21個變量 選擇值，盡可能減少所有操作符的貢獻的平方和。
[0098] 在內(nèi)部，Zemax軟件程序從上述操作符中構(gòu)成優(yōu)值函數(shù)的數(shù)學(xué)描述，由下面的等式表不：
[0100] 其中，11是操作數(shù)" i "的權(quán)重；V i是操作數(shù)當(dāng)前值；T 1是目標(biāo)值，并且下標(biāo)" i "表 示操作數(shù)，即，在優(yōu)值函數(shù)電子數(shù)據(jù)表中的其行數(shù)?？傊笖?shù)在優(yōu)值函數(shù)中的所有操作數(shù)之上 運行。顯然，如果權(quán)重W i設(shè)為0,用于特定的操作數(shù)，那么對優(yōu)值函數(shù)的值沒有影響。
[0101] 現(xiàn)在，描述在上面的表2中顯示的優(yōu)值函數(shù)中的行：
[0102] 行6 :包括描述球面像差的Zernike第11個系數(shù)，但是其權(quán)重是0,這表示在此處 僅僅供信息使用，以便在透鏡優(yōu)化時，Zernike軟件報告其值，但是不直接用于優(yōu)化過程中， 因此，不需要優(yōu)化透鏡設(shè)計。
[0103] 行7和8 :EFLX和EFLY :在X和Y方向的有效焦距。也可以使用作為EFLX和EFLY 的平均值的EFFL。這允許Zemax軟件程序為透鏡設(shè)計正確的屈光力。
[0104] 行9 :用于所有方位角的平均MTF，通過每mm 50個線對的頻率設(shè)置這個參數(shù)。其 他頻率以及其他值可以用于權(quán)重。在這個實例中，這個MTFA的權(quán)重設(shè)為500,并且是配置1 的一部分。還可以使用相似的MTF操作符（例如，MTFS和MTFT)。
[0105] 行11 :C0NF2 :在表2中，在這行下面的行描述第二配置的操作符，直到找出新 CONF參數(shù)。在這個實例中，找出在空行之前的具有權(quán)重1000的在行12中的MTFA，因此，該 函數(shù)跳到C0NF3。
[0106] 在全部4個配置的MTFA設(shè)置在其目標(biāo)值和權(quán)重內(nèi)之后，設(shè)置透鏡邊緣厚度的值。 這可由下面的操作數(shù)控制：
[0107] 行19 :ETGT :邊緣厚度大于。這個參數(shù)促使Zemax軟件程序控制透鏡厚度，以便所 產(chǎn)生的透鏡不太薄。
[0108] 行20 :ETLT :邊緣厚度小于：這個參數(shù)促使Zemax軟件程序產(chǎn)生不太厚的透鏡。
[0109] 行21 :ETVA :邊緣厚度值：在這個實例中，Zemax軟件程序不在行19和20中報告 邊緣厚度，這是因為程序產(chǎn)生滿足這些約束條件的透鏡。因此，ETVA在此處僅僅用于告訴 用戶當(dāng)前邊緣厚度值。通知其權(quán)重是0,并且同樣，不參與優(yōu)化。
[0110] 行22到行31 :這些行使用在Zemax軟件程序中的標(biāo)準(zhǔn)的"默認(rèn)優(yōu)值函數(shù)"，并且允 許該程序盡可能減少光學(xué)路徑差值誤差。這是在光線追蹤中使用的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，并且將這些 默認(rèn)優(yōu)值函數(shù)操作符加入上述操作符中。
[0111] 具有這個優(yōu)值函數(shù)以及先前設(shè)置的21個變量，光線追跡Zemax軟件程序使用其獨 特的專有算法來對著21個變量進行變化，并且計算上面提供的優(yōu)值函數(shù)MF2。程序可以設(shè) 為繼續(xù)對變量進行變化，并且測試MF2的新值，直到透鏡設(shè)計者將其停止，或者一旦變量的 變化不再產(chǎn)生比非常小的內(nèi)部控制的數(shù)量更大的MF2的變化，就可以設(shè)為自動停止。
[0112] 現(xiàn)在，參照圖5A，顯示在優(yōu)化過程開始時配置1的MTF (2. 5mm孔，從而僅僅允許照 亮透鏡的中心，并且優(yōu)化遠視力）。透鏡MTF顯示為藍色并且與用黑色顯示的衍射極限曲線 重疊，即，透鏡是在這個小孔中限制用于遠視力的衍射。
[0113] 圖5B)示出了在通過優(yōu)化過程運行一千萬個情況之后的MTF。黑色的頂部曲線是 衍射極限，藍色曲線是用于軸上光的MTF，并且兩個綠色曲線是通過2. 5度用于光的徑向和 正切MTF。在優(yōu)化之后的透鏡MTF依然幾乎是衍射限制的，用于適光條件（小瞳孔、僅僅通 過透鏡的中心的光）。
[0114] 圖6A顯示在優(yōu)化過程開始時配置2的MTF (僅僅撞擊在透鏡的外圍上的光，優(yōu)化 用于近視敏度）。近視敏度的性能非常差。低衍射極限是由在透鏡前面包括遮蔽件造成的 人造物。
[0115] 圖6B示出了在通過優(yōu)化過程運行一千萬個情況之后的MTF。而且，黑色的頂部曲 線是衍射極限，藍色曲線是用于軸上光的MTF，并且兩個綠色曲線是通過2. 5度用于光的徑 向和正切MTF。雖然MTF遠遠低于遠視敏度情況，但是在50個線對/mm處依然高于0. 2。在 這個實例中，MTF最初非常差，但是在優(yōu)化之后，顯示了近視敏度的良好改進。
[0116] 圖7A顯示在優(yōu)化過程開始時配置3的MTF(撞擊在整個透鏡上的光，通過散瞳暗 視敏度\條件模擬遠視敏度）。
[0117] 圖7B示出了在通過優(yōu)化過程運行一千萬個情況之后的MTF。雖然與圖5B的透鏡 相比，合成透鏡的MTF退化，但是在每毫米50個線對處依然是合理值0. 38。為了進行比較， 通過相同的空間頻率，人眼是0. 1。
[0118] 圖8A-圖8B示出了從250mm到20米的根據(jù)對象位置的配置3的FFT MTF (全透 鏡）。對于遠視敏度（在大約12米以上），通知MTF在大約0. 35處幾乎恒定（圖8A)。圖 8B顯示了從250mm到3米的對象范圍的MTF，說明了對于近視敏度，這個透鏡在400mm處產(chǎn) 生0. 16的MTF值。
[0119] 圖9A-圖9G顯示了用于配置3(全透鏡）的"離焦響應(yīng)"(TFR)隨著圖像位置變化 的方式。圖9A顯示了用于5mm的全孔的TFR X焦點位移，并且在其他示圖中，孔減少0.5mm 的步驟，直到在圖9G中僅僅到達2mm。這些示圖顯示了 TFR峰值寬度與在孔減小時保持基 本上相同，表示增加的多焦點屈光力不強烈地取決于孔。根據(jù)期望，在孔減小時，MTF TFR峰 值高度增大，表示像差具有更小的貢獻。
[0120] 下面是優(yōu)化的一個實例，執(zhí)行該優(yōu)化，以使用參照上面的表1和表2描述的過程給 透鏡設(shè)計20D的基礎(chǔ)屈光力。在這個實例中，確定以下參數(shù)：
[0121] 前半徑=RF = 14. 69189762mm ;
[0122] 前圓錐面=kF = 33. 77664176 ;
[0123] 后半徑=RB = -14. 69189762mm ;
[0124] 后圓錐面=KB = 33. 77664176 ;
[0125] 中心厚度=tc= I. 217mm ;
[0126] 邊緣厚度=0. 372mm ;以及
[0127] 直徑=5. 0mm。
[0128] 在這個實例中，對優(yōu)化的一個約束條件是產(chǎn)生對稱的透鏡，以便正面與背面相同。 這種構(gòu)造在手術(shù)期間提供給制造并且給植入透鏡的醫(yī)生提供了優(yōu)點。例如，在透鏡的制造 期間，操作人員不需要記得在透明的哪一側(cè)上運行。對于外科醫(yī)生和患者，沒有向后植入透 鏡的危險，這是因為側(cè)邊相同。雖然這種透鏡有利，但是在某些情況下，可以需要正面和背 面不同的其他透鏡設(shè)計。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，這些設(shè)計還可被優(yōu)化。
[0129] 以下是在以上示例性20D透鏡的優(yōu)化期間生成的a系數(shù)：
[0130] a 1F= -I. 746918749E-3 ；
[0131] a 2F= I. 2891541066E-3 ；
[0132] a 3F= -2. 394731319E-4 ；
[0133] a 4F= -7. 395684