ПРИЗМА ФРЕНЕЛЯ Российский патент 1997 года по МПК G02C7/14 

Изобретение относится к области оптических устройств и может быть использовано в области медицины /офтальмология/.

К данному уровню развития техники в области офтальмологии можно отнести несколько призм Френеля.

Одним из аналогов может служить устройство, описанное в патенте США N 3 628 854, представляющее собой призму Френеля, выполненную в виде эластичной мембраны. Данная призма обладает свойством отклонять ход лучей в сторону основания призмы и благодаря этому смещать изображение предметов по направлению к ее вершине. Этот эффект используется для восстановления правильного хода лучей при отклонении оптической оси одного глаза от общей точки фиксации.

Такие призмы соответственно применяют при скрытом, содружественном и паралитическом косоглазии.

Недостатком известных призм Френеля является то, что такие призмы обеспечивают направление зрительных линий глаз во всем поле взора только при содружественном косоглазии. При паралитическом косоглазии, когда угол между зрительными линиями меняется при различных направлениях взора, коррекция возможна только в части поля взора. В связи с этим френелевские призмы, как и цельные призмы, при паралитическом косоглазии избавляют пациента от двоения только при определенном направлении взора. При повороте глаз в стороны от этого направления двоение возобновляется.

Указанный недостаток обусловлен постоянным значением величины призматического действия призмы, используемой пациентом. Иначе говоря, значение отклоняющего угла призмы во всем поле растра призмы постоянно.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому устройству является техническое решение, представляющее собой набор из призм Френеля с различной величиной призменных диоптрий, прикрепленных к стеклу линзы очков /SYMPOSIUM ON STRABISMUS/ transactions of the New Orleans academy of ophalmology, p. 91; the C.V.Mosby Company, Saing Louis, 1978).

Недостатком такого технического решения является резкий переход от одного значения призменных диоптрий в одном оптическом элементе к другому, что обусловлено возможностями технологии изготовления призм Френеля.

Техническая задача, решаемая в предлагаемом решении, состоит в создании конструкции оптического назначения с возможностью плавного перехода от одного значения призменных диоптрий в одном оптическом элементе к другому призмы Френеля прогрессивного действия и обеспечивающей наибольшее поле одиночного видения с последующим использованием технического эффекта, например, в медицине /офтальмологии/ для исправления зрения при паралитическом косоглазии и устранения диплопии.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что призма Френеля, представляющая собой как набор призменных элементов с различной величиной призменных диоптрий и образующих призменный растр, выполнена из оптических элементов, призматическое действие которых от одного края призмы к другому изменяется по пропорциональному закону, при этом отклоняющий угол каждого призматического элемента из набора определяется соотношением:
α_п = α_п-1+ const
а отклонение луча света при выходе из каждого оптического элемента от оси падающего определяется формулой:
δ = sin^-1(n • sinα) - n;
/патент США N 3 628 854 /, где
δ угол между лучом света, падающим на оптический элемент и выходящим из него.

n коэффициент преломления материала оптического элемента.

a_п отклоняющий угол оптического призменного элемента.

const постоянная, наперед заданная величина, зависящая от медицинских показаний пациента.

Изменение призматического действия элементов от одного края призмы к другому по пропорциональному закону достигается как выполнением каждого элемента со своим отклоняющим углом, так и последовательностью размещения, что обеспечивает плавное нарастание угла отклонения луча света от своей оси по всей ширине растра призмы от одного края до другого и может находиться в широких пределах от 1 срад до 25 срад.

Тогда для исправления зрения при паралитическом косоглазии и устранения диплопии /двоения/ подбирается и закрепляется на очковое стекло такой участок призмы Френеля прогрессивного действия, который обеспечивает наибольшее поле одиночного видения.

На чертеже схематично изображен общий вид призмы Френеля, полученной нанесением на поверхность плоской полимерной пластины /1/ толщиной /H/ набора n призматических элементов /2/ с отклоняющими углами / α_i /, где i - порядковый номер элемента /i=1-n/. При этом каждый последующий призматический элемент с номером /i+1/ отличается от предыдущего i-го элемента более большей величиной отклоняющего угла / α_i+1 > α_i /.

На очковое стекло закрепляется такой участок призмы Френеля, который обеспечивает наибольшее поле одиночного видения.

Предлагаемая призма Френеля прогрессивного действия работает следующим образом.

На поверхность пластины 1, не содержащей призменные элементы, падают лучи света, при прохождении лучей света через призменные элементы 2, каждый из которых имеет свой отклоняющий угол α_i они отклоняются от осей своего падения на свой угол δ_i который определяется по формуле: δ = sin^-1(n • sinα) - n Ввиду плавного нарастания отклоняющего угла призменных элементов происходит прямо пропорциональное отклонение лучей света при выходе из призменных элементов. Например, пластина френелевской призмы изготавливается с плавным нарастанием отклоняющего угла призмы от 1 срад у левого края до 25 срад у правого края. При диаметре пластины 50 мм и шаге растра 1 мм и показателем преломления призмы ≈1,5 угол при вершине призмы будет плавно нарастать от 1^o в первой полосе до 25^o в последней, увеличиваясь на 0,5^o в каждой последующей полосе.

Как показали испытания образцов предлагаемого изобретения, последние позволяют исключить двоение у пациентов, страдающих паралитическим косоглазием, существующее при использовании призм Френеля с постоянной величиной призматических диоптрий либо при использовании наборных призм, состоящих из отдельных призматических элементов, набранных из призм с постоянными диоптриями, т. е. в этом случае может быть использована при паралитическом и паретическом косоглазии. Очки с предлагаемым устройством устраняют диплопию и вынужденный поворот головы /торриколис/ и способствуют в большей мере восстановлению бинокулярного зрения, являясь одним из способов комплексного лечения косоглазия.

Использование: медицина /офтальмология/. Сущность изобретения: призма Френеля состоит из набора призменных элементов с различной величиной призменных диоптрий, а отклоняющий угол каждого последующего призменного элемента из набора определяется соотношением: α_n= α_n-1+const , где α_n - отклоняющий угол оптического призменного элемента; const - постоянная, наперед заданная величина. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Призма Френеля, состоящая из набора оптических призменных элементов с различной величиной призменных диоптрий, отличающаяся тем, что отклоняющий угол каждого последующего оптического призменного элемента определяется из соотношения
α_n = α_n-1+const,
где α - отклоняющий угол оптического призменного элемента;
const постоянная наперед заданная величина. 2. Призма по п.1, отличающаяся тем, что минимальную и максимальную величины отклоняющих углов оптических призменных элементов набора выбирают из диапазона 1 25 срад.