Контактная линза с градиентной оптической системой Российский патент 2023 года по МПК G02C7/04 

Изобретение относится к носимой оптике, а именно, к контактным линзам, в которые интегрировано устройство отображения информации в виде микродисплея с градиентной линзой, и может быть использовано для формирования дополненной, виртуальной или расширенной реальности (AR/VR/XR).

Формирование четкого изображения от дисплея, расположенного на небольшом расстоянии (менее 8 см) от глаза пользователя, тем более, в контактной линзе является непростой технологической задачей. Сложность обусловлена необходимостью одновременного выполнения условий формирования четкого изображения на сетчатке и сохранения компактных габаритных размеров (не более нескольких мм) для обеспечения комфортного использования.

Проблема формирования изображения может быть решена с помощью дисплея со светлым полем (см. Lightweight electrowetting display on ultra-thin glass substrat, Han You, Andrew Steckl, Journal of the Society for Information Display, 01.05.2013). Дисплеи светлого поля сконфигурированы для генерации волновых фронтов света, которые имитируют волновые фронты объектов, удаленных друг от друга. С такими дисплеями нет необходимости, чтобы глаз (что невозможно) фокусировался на пикселях дисплея. Пиксели дисплея светового поля представляют собой микролинзы, собранные в массив. Под каждой микролинзой расположен небольшой пиксельный дисплей, который излучает частичное изображение вызываемой сцены, при этом каждое частичное изображение соответствует виду объекта, который должен отображаться под соответствующим углом. Поэтому дисплеи со светлым полем страдают от проблемы, заключающейся в том, что каждый пиксель состоит по сути из маленького дисплея, что, в свою очередь, ограничивает размер и разрешение пикселей микролинз. Кроме того, дисплеи со световым полем должны отображать множество различных субизображений для небольших дисплеев микролинз, что приводит к большим вычислительным затратам.

Из уровня техники известен способ отображения информации, заключающийся в проецировании изображения или серии изображений на сетчатку путем встраивания линзы для визуализации по периметру контактной линзы таким образом, чтобы проецировать изображение внутрь по направлению к центру контактной линзы, после чего проецируемый свет перенаправляется на сетчатку (см. патент US11061232B2, кл. G02C 7/04, опубл. 13.07.2021). Известное техническое решение имеет невысокий расход мощности и может быть встроено в эластичный материал контактной линзы. Недостатками известных способа и устройства являются сложность изготовления изогнутой композитной матрицы линз с градиентом показателя преломления из оптического волокна, а также трудоемкость настройки системы призм на входе в волокно и на выходе из волокна для передачи изображения на сетчатку глаза.

Из уровня техники известно носимое оптическое устройство, содержащее изогнутый дисплей, который образован множеством оптических элементов в виде центрального излучателя с оптикой, коллимирующей свет вдоль оптической оси (см. заявку WO2019101994A1, кл. G02B 27/01, опубл. 31.05.2019). В одном из вариантов устройство представляет собой контактную линзу с интегрированными оптическими элементами в виде светодиодов, перед каждым из которых расположена GRIN (gradient-index) линза - собирающая линза с радиальным градиентом показателя преломления. Известное устройство позволяет формировать для пользователя различимые, четкие изображения с возможностью селективного включения и выключения отдельных оптических элементов. Недостатками способа являются сложность изготовления изогнутого экрана (формирующего множество аберраций), трудоемкость конфигурирования коллимирующих элементов, а также сложность формирования системы селективной активации излучателей и ограниченный размер поля зрения (от 8° до 40°). Кроме того, при активации только части боковых излучателей, которые необходимы для проецирования изображения на сетчатку, полученное изображение имеет угловое разрешение в 10, 100 или 400 раз ниже по сравнению с изображением, которое проецируется при активировании всех боковых излучателей в области периферийного зрения и/или в поле зрения. Из-за небольшого градиента показателя преломления (максимально 0.1) в используемых GRIN линзах возникает необходимость увеличения их относительного линейного размера вдоль оптической оси светодиода. При этом, чтобы сохранить возможность размещения такой сборной конструкции внутри линзы, приходится разносить светодиоды друг относительно друга, что накладывает серьезные ограничения на максимальное разрешение проектируемого изображения.

Градиентная линза (GRIN-линза) - это оптический элемент, в котором распространение света происходит не за счет радиуса кривизны, как в обычных линзах, а за счет изменения показателя преломления внутри самой линзы. Градиентные линзы могут иметь различную форму и профиль показателя преломления. Далее в основном речь пойдет о цилиндрических GRIN-линзах с радиальным распределением показателя преломления и плоскими торцами.

Для того, чтобы линза была собирающей, необходимо, чтобы в центральной части GRIN-линзы показатель преломления был выше, чем на краях в периферийной части. Свет, распространяющийся по такой GRIN-линзе, проходит периоды фокусировки внутри самой линзы. Проходя длину Р, равную одному целому периоду, изображение на одном из торцов GRIN-линзы передается на другой торец неперевернутым. Если точечный источник света находится на одном торце GRIN линзы длиной Р/4, такая GRIN-линза, после прохождения света, коллимирует его на выходном торце. Чем выше наведенный радиальный градиент показателя преломления Δn, тем короче длина полного периода Р при одинаковом радиальном размере GRIN-линзы.

Открывшаяся относительно недавно, благодаря использованию наночастиц (см. заявку US20220155496, кл. G02B 1/04, опубл. 19.05.2022), возможность изготовления собирающей линзы с большим градиентом показателя преломления (от 0.3 до 3) позволяет значительно сократить размеры градиентной линзы и реализовывать ранее недоступные сверхкомпактные конструкции с такой коллимирующей оптической системой.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенному изобретению является контактная линза, содержащая плоский дисплей, экран которого расположен на оси симметрии контактной линзы и направлен в сторону глаза пользователя, блок питания и управления и телескопическую коллимирующую оптическую систему, расположенную между дисплеем и глазом (см. патент US10353205B2, кл. G02C 7/04, опубл. 16.07.2019). Недостатками известного устройства является относительно большая толщина (более 4 мм), создающая значительное неудобство использования, а также сложность изготовления и юстировки предложенной коллимирующей оптической схемы.

Технической проблемой является устранение указанных недостатков и создание устройства, способного отображать различимые, четкие изображения микродисплея на сетчатке глаза пользователя с широким полем зрения.

Технический результат заключается в уменьшении габаритных размеров контактной линзы при сохранении четкости воспринимаемого изображения на экране дисплея. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в контактной линзе, содержащей плоский дисплей с максимальным размером d, экран которого расположен на оси симметрии контактной линзы и направлен в сторону глаза пользователя, блок питания и управления и коллимирующую оптическую систему, расположенную между дисплеем и глазом, указанная коллимирующая оптическая система выполнена в виде единой собирающей линзы с диаметром D и радиальным градиентом показателя преломления, оптическая ось которой совпадает с указанной осью симметрии контактной линзы. Разница показателей преломления Δn на оси и в периферической части собирающей линзы предпочтительно составляет не менее 0.2. Дисплей и собирающая линза предпочтительно выполнены таким образом, что 1.2≤D/d≤4, более точно: 1.4≤D/d≤1.7. Собирающая линза предпочтительно выполнена таким образом, что ее продольный размер L вдоль оптической оси соотносится с указанным диаметром D как 0.7≤D/L≤1.7, более точно: 1.4≤D/L≤1.6. Указанная собирающая линза предпочтительно представляет собой цилиндрическую GRIN линзу с параболическим радиальным распределением показателя преломления. Видимый угловой размер дисплея предпочтительно составляет не более 50% поля зрения. Дисплей может быть закреплен непосредственно на фронтальной поверхности собирающей линзы или между ними может быть расположен слой прозрачного в видимой части спектра материала. В альтернативном варианте контактная линза может быть снабжена полой камерой, на противоположных стенках которой закреплены собирающая линза и дисплей с образованием зазора между ними. Дисплей предпочтительно представляет собой дисплей на основе свето диодов.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез предлагаемого устройства, установленного на глазу пользователя;

на фиг. 2 - схема расположения элементов в устройстве с квадратным дисплеем, вид спереди;

на фиг. 3 - то же, что на фиг. 2 с круглым дисплеем;

на фиг. 4 - схема установки дисплея непосредственно на собирающей линзе;

на фиг. 5 - то же, что на фиг. 4 с указанием размеров элементов;

на фиг. 6 - схема установки дисплея на собирающей линзе через слой полимера;

на фиг. 7 - схема установки дисплея и собирающей линзы на стенках полой камеры.

Предлагаемое устройство представляет собой контактную линзу 1, в тело которой интегрирован проектор на базе дисплея 2, блока питания и управления (на чертежах не показан) и коллимирующей оптической системы в виде собирающей линзы 3 с радиальным градиентом показателя преломления (GRIN-линзы), расположенной между дисплеем 2 и глазом 4. Контактная линза 1 может представлять склеральную линзу, выполненную из стекла или твердого прозрачного пластика, или гибкую линзу, выполненную из биосовместимого полимерного материала.

Дисплей 2 выполнен плоским на основе матрицы светодиодов (LED, microLED, OLED и др.) с экраном, направленным в сторону зрачка глаза 4 пользователя. Размер дисплея 2 может быть от 50×50 до 500×500 мкм, преимущественно - 100×100 мкм, при этом размер пикселя может достигать 1 мкм. В альтернативном варианте дисплей может иметь любую иную форму, например, прямоугольника или кругла с диаметром 50, 100, 500 мкм с расположением пикселей в виде "com" (гексаэдров). При этом под максимальным размером d в рамках настоящей заявки понимается наибольший линейный размер: диагональ квадрата или прямоугольника, диаметр круга, расстояние между противоположными вершинами гексаэдра и т.п. Блок питания и управления может содержать встроенные аккумулятор, индукционную металлическую катушку, фотоэлектронное устройство и т.д.

Дисплей 2 и собирающая линза 3 расположены на оси симметрии 5 контактной линзы 1, что позволяет значительно упростить всю конструкцию и ее юстировку, а также минимизировать искажения изображения в проекционной системе. При этом выполнение дисплея 2 плоским обеспечивает простоту его изготовления и установки на фронтальной поверхности собирающей GRIN-линзе 3, а также минимизирует возможные абберации. Для обеспечения возможности реализации функции дополненной или расширенной реальности видимый угловой размер дисплея 2 должен составлять не более 50% поля зрения.

Собирающую GRIN-линзу 3 предпочтительно выполняют из радиально расположенных слоев с разной концентрацией высокорефрактивных частиц так, чтобы разница показателей преломления Δn на оси и в периферической части собирающей линзы 3 составляла не менее 2: Δn≥0.2. В этом случае габаритные размеры собирающей GRIN-линзы 3 могут быть выполнены таким образом, чтобы уместить ее в теле контактной линзы 1: для дисплея 2 размером 500×500 мкм (диагональ 0.7 мм) диаметр D собирающей GRIN-линзы 3 будет составлять порядка 1 мм, толщина L (при Δn=2) - порядка 0.8 мм.

Указанная собирающая линза 3 предпочтительно представляет собой цилиндрическую GRIN-линзу с параболическим радиальным распределением показателя преломления, т.е. удовлетворяет условию:

где R - радиус собирающей GRIN-линзы 3, вдоль которого происходит изменение показателя преломления,

n₀ - показатель преломления в центральной части собирающей GRIN-линзы 3,

n(R) - показатель преломления в точке R,

g - силовая константа собирающей GRIN-линзы 3.

Силовую константу g при этом определяют как где

(n_R - показатель преломления на периферии линзы), с одной стороны, а с другой g=2π/Р, где Р - длина полного периода (Pitch).

Идеальная собирающая линза с плавным параболическим радиальным распределением показателя преломления не вносит никаких искажений в волновой фронт при передаче изображения, но и ее ступенчатый аналог (при выполнении собирающей GRIN-линзы 3 из слоев с различной концентрацией высокорефрактивных наночастиц) может обеспечить достаточно четкую передачу (при этом предпочтительно использовать не менее 20 слоев).

Для того, чтобы коллимировать лучи, идущие от источника изображения в виде дисплея 2, расстояние между этим дисплеем 2 и собирающей GRIN-линзой 3 вдоль оптической оси 5 должно составлять от 0 до 300 мкм. При этом можно использовать собирающую GRIN-линзу длиной Р/4, у которой фокус находится на фронтальной поверхности торцевой грани (фиг. 4-5), или собирающую GRIN-линзу длиной менее Р/4 (0.25Р), например 0.15Р-0.24Р, преимущественно 0.22Р, у которой фокус находится вблизи, но не вплотную с фронтальной поверхностью входного торца (фиг. 6-7).

На фиг. 4 представлен вариант изготовления контактной линзы 1 с проектором на основе GRIN-линзы длиной 0.25Р. При этом вся проекционная оптическая система представляет собой собирающую GRIN-линзу 3, непосредственно на фронтальной поверхности которой вплотную установлен дисплей 2. Пространство между дисплеем 2 и собирающей GRTN-линзой 3 отсутствует или является пренебрежимо малым по сравнению с габаритами линзы 3 (например, оптический клей толщиной несколько микрон).

Преимущество отсутствия зазора между собирающей GRIN-линзой 3 и дисплеем 2 - упрощенная оптическая юстировка (регулирование взаимного расположение оптических деталей) и обеспечение минимальных габаритов проектора вдоль оптической оси 5 (т.к. лучи от дисплея 2 расходятся в широком угле), недостаток - сложность точного изготовления длины линзы 0.25Р в соответствии с погрешностями изготовления.

Вся эта конструкция может быть вмонтирована в контактную линзу 1 следующим способом: на первичный слой полимера контактной линзы 1 (который ближе к роговице 6) по центру устанавливается проектор в виде собирающей GPIN-линзы 3 с приклеенным дисплеем 2, на периферии устанавливается вся необходимая электроника (катушка индуктивности, аккумулятор, проводники питания и управления дисплеем и пр.), периферия заливается полимером и полимеризуется, фиксируя корпус проектора, а затем наносится финишный слой полимера (дальний от роговицы 6) и также полимеризуется.

На фиг. 6 представлен вариант изготовления контактной линзы 1 с проектором на основе GRIN-линзы длиной 0.15-0.24Р с зазором 7 между дисплеем 2 и собирающей GRIN-линзой 3 в виде прозрачного в видимой части спектра материала, например, полимера. Такая конструкция изготавливается следующим образом: на первичный слой полимера контактной линзы 1 (который ближе к роговице 6) по центру устанавливается собирающая GRIN-линза 3, периферия заливается полимером (по уровню не выше линзы 3) и полимеризуется, затем накладывается промежуточный полимерный слой, формирующий зазор 7. Зазор 7 необходим для обеспечения нахождения дисплея 2 в фокальной плоскости собирающей GRIN-линзы 3. Затем по центру оптической оси 5 устанавливается дисплей 2, а на периферии устанавливается вся необходимая электроника (проводники питания и управления дисплеем и пр.). После чего периферия вновь заливается полимером и полимеризуется, фиксируя дисплей 2, затем наносится финишный слой полимера (дальний от роговицы 6) и далее полимеризуется. Таким образом между дисплеем 2 и собирающей GRTN-линзой 3 остается некоторое расстояние - зазор 7, заполненный слоем прозрачного в видимой части спектра полимера (n=1.2-1.4), что отрицательно сказывается на толщине всей оптической системы (она становится толще), но при этом упрощается ее юстировка путем варьирования толщины указанного полимерного слоя.

На фиг. 7 представлен вариант изготовления контактной линзы 1 с проектором на основе GRIN-линзы длиной 0.15-0.24Р с воздушным зазором 7 между дисплеем 2 и собирающей GRIN-линзой 3. Воздушный зазор 7 (показатель преломления n=1) образован благодаря наличию замкнутой полой прямоугольной или цилиндрической камеры 8 из пластика, полимера, стекла или другого материала, прозрачного в видимой части спектра на противоположных параллельных стенках которой монтируется дисплей 2 и собирающая GRIN-линза 3. В альтернативном варианте полость камеры 8 может быть вакуумирована, заполнена инертным или иным газом или жидкостью.

Вся эта конструкция может быть вмонтирована в контактную линзу 1 следующим способом: на первичный слой полимера (который ближе к роговице 6) по оптической оси 5 устанавливается камера 8 с дисплеем 2 и собирающей GRIN-линзой 3, на периферии устанавливается вся необходимая электроника (катушка индуктивности, аккумулятор, проводники питания и управления дисплеем и пр.), периферия заливается полимером и полимеризуется, фиксируя камеру 8 проекционной системы с зазором 7, а затем наносится финишный слой полимера (дальний от роговицы 8).

В части геометрических размеров для того, чтобы расходящиеся лучи, формирующие изображение от дисплея 2, полностью коллимировались и попадали на хрусталик 9 пользователя в виде параллельного пучка или пучка с небольшой расходимостью (чтобы обеспечить возможность его фокусировки на сетчатке 10), диаметр D собирающей GRIN-линзы 3 должен быть немного больше максимального размера d дисплея (фиг. 5). В противном случае краевые лучи не успеют достаточно преломиться внутри линзы 3, попадут на ее цилиндрическую поверхность и выйдут через нее наружу, что приведет к нежелательным оптическим потерям. Наиболее предпочтительное соотношение указанных размеров: 1.2≤D/d≤4, более точно: 1.4≤D/d≤1.7. При этом продольный размер (толщина) L собирающей GRIN-линзы 3 вдоль оптической оси 5 соотносится с указанным диаметром D как 0.7≤D/L≤1.7, более точно: 1.4≤D/L1.6. При такой геометрии можно обеспечить оптимальные размеры проекционной (коллимирующей) оптическом системы, чтобы вмонтировать ее в контактную линзу 1.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Излучение (изображение) от дисплея 2 попадает на фронтальную поверхность собирающей GRIN-линзы 3, преломляются в соответствии с параболическим законом изменения показателя преломления и выходят из расположенной напротив нее выходной поверхности коллимированным или слабо расходящимся пучком (полный угол расходимости до 2 градусов). Полученное коллимированное (квази-коллимированное) изображение дисплея 2 попадает на хрусталик 9, находящийся в расслабленном состоянии, и фокусируется им на сетчатке 10. При этом формируется резкое и четкое изображение дисплея 2 видимым размером поля зрения от 1 до 20 градусов, видимое глазом 4 на бесконечности.

В альтернативном варианте, собирающая GRIN-линза 3 не полностью коллимирует изображение от дисплея 2, а только уменьшает его расходимость до примерно 10 градусов (полный угол расходимости). В этом случае, чтобы иметь резкое и четкое изображение, исходящее от дисплея 2, на сетчатке 10, хрусталик 9 напрягается циллиарной мышцей и происходит аккомодация глаза 4 на «виртуальном» изображении дисплея 2. Таким образом, глаз 4 видит виртуальное изображение дисплея 2 не на бесконечности, а на конкретном конечном расстоянии (не ближе, чем 80 мм от роговицы 8 - самая ближняя точка, на которой может сфокусироваться глаз 4).

Если дисплей 2 занимает не все поле зрения, то боковое излучение, идущее по периферии собирающей GRIN-линзы 3 от реальных удаленных объектов, при этом также фокусируется на сетчатке 10, что создает эффект дополненной реальности.

Предлагаемая конструкция позволяет значительно повысить компактность (т.е. уменьшить габаритные размеры) системы формирования изображения (меньше чем у прототипа), упростить систему формирования изображения, исключает сферические аберрации за счет использования градиентной линзы, не мешает внешнему обзору благодаря микроразмерам и при этом позволяет сформировать на сетчатке глаза пользователя различимое и четкое изображение.

Ниже приведенные примеры иллюстрируют, но не исчерпывают предлагаемый способ.

Пример 1.

Внутри контактной линзы располагают круглый LED-дисплей диаметром 100 мкм с размером пикселей до 1 мкм каждый непосредственно на собирающей GPIN-линзе со световым диаметром (апертурой) D=300 мкм и толщиной L=200 мкм. Для такого варианта исполнения d=100 мкм, D/d=3, D/L=1.5. Собирающая GRIN-линза изготовлена из слоев полимера с различной концентрацией высокорефрактивных наночастиц и имеет параболическое распределение показателя преломления по радиусу, ее оптические параметры: g=7.85 мм^-1, n₀=3.5, n_R=1.08(R=150 мкм), Δn=2.42. Полученная контактная линза позволяет получить на сетчатке четкое сфокусированное изображение экрана дисплея.

Пример 2.

Внутри контактной линзы располагают квадратный LED-дисплей размером 70×70 мкм с размером пикселей до 1 мкм каждый непосредственно на собирающей GRIN-линзе со световым диаметром (апертурой) D=300 мкм и толщиной L=400 мкм. Для такого варианта исполнения d=100 мкм, D/d=3, D/L=0.75. Собирающая GRIN-линза изготовлена из слоев полимера с различной концентрацией высокорефрактивных наночастиц и имеет параболическое распределение показателя преломления по радиусу, ее оптические параметры: g=3.93 мм^-1, n₀=1.8, n_R=1.49(R=150 мкм), Δn=0.31. Полученная контактная линза позволяет получить на сетчатке четкое сфокусированное изображение экрана дисплея.

Пример 3.

Внутри контактной линзы располагают квадратный размером 500×500 мкм (диагональ 700 мкм) или круглый диаметром 700 мкм LED-дисплей с размером пикселей до 1 мкм каждый непосредственно на собирающей GRIN-линзе со световым диаметром (апертурой) D=1.2 мм и толщиной L=1.6 мм. Для такого варианта исполнения d=700 мкм, D/d=1.7, D/L=0.75. Собирающая GRIN-линза изготовлена из слоев полимера с различной концентрацией высокорефрактивных наночастиц и имеет параболическое распределение показателя преломления по радиусу, ее оптические параметры: g=0.98 мм^-1, n₀₌1.8, n_R=1.55(R=600 мкм), Δn=0.25. Полученная контактная линза позволяет получить на сетчатке четкое сфокусированное изображение экрана дисплея.

Пример 4.

Внутри контактной линзы располагают круглый LED-дисплей диаметром 100 мкм с размером пикселей до 1 мкм каждый через слой полимера РММА (показатель преломления на длине волны 588 нм n_d=1.49) толщиной 280 мкм на собирающей GRIN-линзе со световым диаметром (апертурой) D=400 мкм и толщиной L=240 мкм. Для такого варианта исполнения d=100 мкм, D/d=4, D/L=1.67. Собирающая GRIN-линза изготовлена из слоев полимера с различной концентрацией высокорефрактивных наночастиц и имеет параболическое распределение показателя преломления по радиусу, ее оптические параметры: g=3.93 мм^-1, n₀=1.8, n_R=1.24(R=200 мкм), Δn=0.55. Полученная контактная линза позволяет получить на сетчатке четкое сфокусированное изображение экрана дисплея.

Пример 5.

Внутри контактной линзы размещают заполненную воздухом цилиндрическую камеру длиной 150 мкм вдоль оптической оси. На противоположных стенках камеры закреплены собирающая GRIN-линза со световым диаметром (апертурой) D=400 мкм и толщиной L=240 мкм и находящий в фокусе этой линзы LED-дисплей диаметром 100 мкм с размером пикселей до 1 мкм каждый. Для такого варианта исполнения d=100 мкм, D/d=4, D/L=1.67. Собирающая GRIN-линза изготовлена из слоев полимера с различной концентрацией высокорефрактивных наночастиц и имеет параболическое распределение показателя преломления по радиусу, ее оптические параметры: g=3.93 мм^-1, n₀=1.8, n_R=1.24(R200 мкм), Δn=0.55. Полученная контактная линза позволяет получить на сетчатке четкое сфокусированное изображение экрана дисплея.

Изобретение относится к носимой оптике, а именно к контактным линзам, в которые интегрировано устройство отображения информации в виде микродисплея с градиентной линзой, и может быть использовано для формирования дополненной, виртуальной или расширенной реальности (AR/VR/XR). Заявленная контактная линза содержит плоский дисплей с максимальным размером d, экран которого расположен на оси симметрии контактной линзы и направлен в сторону глаза пользователя, блок питания и управления и коллимирующую оптическую систему, расположенную между дисплеем и глазом. Указанная коллимирующая оптическая система выполнена в виде единой собирающей линзы c диаметром D и радиальным градиентом показателя преломления, оптическая ось которой совпадает с указанной осью симметрии контактной линзы. Технический результат - уменьшение габаритных размеров контактной линзы при сохранении четкости воспринимаемого изображения на экране дисплея. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Контактная линза, содержащая плоский дисплей с максимальным поперечным размером d, экран которого расположен на оси симметрии контактной линзы и направлен в сторону глаза пользователя, блок питания и управления и коллимирующую оптическую систему, расположенную между дисплеем и глазом, отличающаяся тем, что указанная коллимирующая оптическая система выполнена в виде единой собирающей линзы c диаметром D и радиальным градиентом показателя преломления, оптическая ось которой совпадает с указанной осью симметрии контактной линзы.

2. Контактная линза по п.1, отличающаяся тем, что разница показателей преломления ∆n на оси и в периферической части собирающей линзы составляет не менее 0.2.

3. Контактная линза по п.1, отличающаяся тем, что дисплей и собирающая линза выполнены таким образом, что

1.2≤ D/d≤4.

4. Контактная линза по п.3, отличающаяся тем, что дисплей и собирающая линза выполнены таким образом, что

1.4≤ D/d≤1.7.

5. Контактная линза по п.1, отличающаяся тем, что собирающая линза выполнена таким образом, что её продольный размер L вдоль оптической оси соотносится с указанным размером D как

0.7≤ D/L≤1.7.

6. Контактная линза по п.5, отличающаяся тем, что собирающая линза выполнена таким образом, что её продольный размер L вдоль оптической оси соотносится с указанным диаметром D как

1.4≤D/L≤1.6.

7. Контактная линза по п.1, отличающаяся тем, что указанная собирающая линза представляет собой цилиндрическую GRIN линзу c параболическим радиальным распределением показателя преломления.

8. Контактная линза по п.1, отличающаяся тем, что видимый угловой размер дисплея составляет не более 50% поля зрения.

9. Контактная линза по п.1, отличающаяся тем, что дисплей закреплен непосредственно на фронтальной поверхности собирающей линзы.

10. Контактная линза по п.1, отличающаяся тем, что между фронтальной поверхностью собирающей линзы и дисплеем расположен слой прозрачного в видимой части спектра материала.

11. Контактная линза по п.1, отличающаяся тем, что снабжена полой камерой, на противоположных стенках которой закреплены собирающая линза и дисплей с образованием зазора между ними.

12. Контактная линза по п.1, отличающаяся тем, что дисплей представляет собой дисплей на основе светодиодов.