ИНТЕРОКУЛЯРНАЯ ЛИНЗА С ПЕРЕМЕННОЙ КОРРЕКЦИЕЙ ХРОМАТИЧЕСКОЙ АБЕРРАЦИИ Российский патент 2015 года по МПК G02C7/04 A61F2/14 

Приоритетная заявка

По этой заявке испрашивается приоритет предварительной заявки № 61/185510 на патент США, поданной 9 июня 2009 года, содержание которой включено в эту заявку путем ссылки.

Родственные заявки

Эта заявка связана с совместно рассматриваемой заявкой № 12/780244 под названием “Zonal diffractive multifocal intraocular lens with central monofocal diffractive region”, по которой испрашивается приоритет заявки № 61/185512, поданной в тот же день, что и заявка, относительно которой испрашивается приоритет настоящей заявки.

Уровень техники

В общем, настоящее изобретение относится к офтальмологическим линзам, а более конкретно к интраокулярным линзам (ИОЛ), которые обеспечивают компенсацию хроматических аберраций.

Интраокулярные линзы повсеместно используют для замены окклюдированного естественного хрусталика при операциях по удалению катаракты. В других случаях для улучшения зрения пациента интраокулярную линзу можно имплантировать в глаз пациента и в то же время сохранять естественный хрусталик. Известны монофокальные и мультифокальные интраокулярные линзы. В то время как монофокальные интраокулярные линзы создают единственную фокусирующую силу, мультифокальные интраокулярные линзы могут создавать несколько фокусирующих сил, обычно две, для получения степени аккомодации, обычно известной в качестве псевдоаккомодации.

Однако многие обычные интраокулярные линзы имеют хроматические аберрации, которые могут ухудшать их эффективность при концентрировании световой энергии, падающей после нее на сетчатку глаза пациента. Также не существует обычных интраокулярных линз, проектируемых в основном для устранения хроматических аберраций, присущих линзе, и/или присутствующих в оптической системе глаза пациента.

В соответствии с этим имеется необходимость в улучшенных офтальмологических линзах, в частности интраокулярных линзах с улучшенными характеристиками по сравнению с обычными интраокулярными линзами.

Краткое изложение

В конкретном осуществлении настоящего изобретения офтальмологическая линза включает в себя оптический фильтр, выполненный с возможностью фильтрации по меньшей мере видимого света, имеющего длину волны меньше чем 450 нм. Линза также включает в себя первую дифракционную структуру, выполненную с возможностью создания фокуса для видимого света в первом диапазоне длин волн выше 550 нм и снижения продольной хроматической аберрации до меньше чем одной диоптрии для входящего видимого света в первом диапазоне длин волн. Линза также включает в себя вторую дифракционную структуру с внешней стороны первой дифракционной структуры в радиальном направлении и выполненную с возможностью создания фокуса для видимого света во втором диапазоне длин волн между 450 нм и 550 нм. Вторая дифракционная структура также выполнена с возможностью снижения продольной хроматической аберрации для входящего видимого света во втором диапазоне длин волн до меньше чем одной диоптрии при допущении продольной хроматической аберрации в первом диапазоне длин волн в количестве, большем по сравнению с первой дифракционной структурой.

В другом осуществлении способ изготовления интраокулярной линзы включает в себя определение первого профиля первой дифракционной структуры, выполняемой с возможностью создания фокуса для видимого света в первом диапазоне длин волн выше 550 нм и снижения продольной хроматической аберрации до меньше, чем одной диоптрии, для входящего видимого света в первом диапазоне длин волн. Способ также включает в себя определение второго профиля второй дифракционной структуры, находящейся с внешней стороны первой дифракционной структуры в радиальном направлении и выполняемой с возможностью создания фокуса для видимого света во втором диапазоне волн между 450 нм и 550 нм. Вторая дифракционная структура также снижает продольную хроматическую аберрацию для входящего света во втором диапазоне волн до меньше чем одной диоптрии при допущении продольной хроматической аберрации в первом диапазоне длин волн в количестве, большем по сравнению с первой дифракционной структурой. Далее способ включает в себя формирование офтальмологической линзы с первым профилем и вторым профилем и включение оптического фильтра, выполняемого с возможностью фильтрации по меньшей мере видимого света, имеющего длину волны меньше чем 450 нм.

В еще одном осуществлении способ изготовления интраокулярной линзы включает в себя определение оптического фильтра, выполняемого с возможностью фильтрации по меньшей мере света, имеющего длину волны меньше 450 нм. Способ также включает в себя определение первого профиля по меньшей мере одной центральной структуры, имеющей радиус в пределах выбранного размера зрачка для фотопических условий. По меньшей мере одна дифракционная структура конфигурирована для коррекции продольной хроматической аберрации до меньше чем одной диоптрии в диапазоне длин волн, соответствующем пиковой зрительной чувствительности фотопического зрения. Способ также включает в себя определение второго профиля оптической области за пределами радиуса первой дифракционной структуры. Оптическая область конфигурирована для допущения продольной хроматической аберрации в количестве, большем по сравнению с продольной хроматической аберрацией, допускаемой по меньшей мере одной дифракционной структурой. Продольная хроматическая аберрация, допускаемая оптической областью, сдвигает световую энергию от пиковой зрительной восприимчивости фотопического зрения к пиковой зрительной восприимчивости скотопического зрения, а продольная хроматическая аберрация, допускаемая оптической областью, составляет менее одной диоптрии в диапазоне длин волн, соответствующем пиковой визуальной чувствительности скотопического зрения. Далее способ включает в себя изготовление офтальмологической линзы с оптическим фильтром и первым и вторым профилями по меньшей мере одной центральной дифракционной области и оптической области.

Дополнительное понимание различных аспектов изобретения можно получить при обращении к нижеследующему подробному описанию в сочетании с чертежами, которые кратко рассматриваются ниже.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

Фиг.1А - схематичный вид сбоку интраокулярной линзы согласно осуществлению изобретения;

фиг.1В - профиль передней поверхности интраокулярной линзы, изображенной на фиг.1А, от которой отделен базовый профиль передней поверхности;

фиг.2 - схематичный вид сбоку интраокулярной линзы, имеющей многочисленные дифракционные структуры, продолжающиеся до периферии интраокулярной линзы, согласно другому осуществлению изобретения;

фиг.3 - схематичный вид сбоку интраокулярной линзы, имеющей кольцевую рефракционную область, разделяющую первую и вторую дифракционные структуры, согласно еще одному осуществлению изобретения; и

фиг.4 - схематичный вид сбоку интраокулярной линзы согласно еще одному осуществлению изобретения, в которой задняя поверхность линзы имеет асферический базовый профиль для регулирования эффекта сферических аберраций;

фиг.5 - блок-схема последовательности действий, иллюстрирующая способ изготовления интраокулярной линзы согласно конкретному осуществлению настоящего изобретения; и

фиг.6 - блок-схема последовательности действий, иллюстрирующая еще один пример изготовления интраокулярной линзы согласно конкретному осуществлению изобретения.

Подробное описание

В общем, настоящим изобретением предоставляется интраокулярная линза с двумя дифракционными структурами с общим фокусом, создающая хроматическую аберрацию в двух различных диапазонах длин волн, используемая в сочетании с оптическим фильтром для ограничения спектра цветов, коррекция которых требуется. Первая дифракционная структура обеспечивает коррекцию хроматической аберрации при относительно больших длинах волн, больше 550 нм, тогда как вторая дифракционная структура, окружающая первую дифракционную структуру, обеспечивает коррекцию хроматической аберрации в диапазоне меньших длин волн, при этом допускается хроматическая аберрация в диапазоне больших длин волн. При работе комбинацией дифракционных структур обеспечивается хорошая коррекция хроматической аберрации в условиях небольшого зрачка. Внешний дифракционный элемент действует в условиях большого зрачка для создания ясных изображений, свободных от хроматической аберрации при меньших длинах волн, соответствующих пиковой чувствительности глаза в условиях слабого освещения. При ограниченном спектре света комбинацией дифракционных элементов удается эффективно осуществлять коррекцию хроматической аберрации в различных диапазонах длин волн для обеспечения хорошего зрения при различных условиях освещения.

В осуществлениях, которые следуют ниже, характерные признаки различных аспектов изобретения рассматриваются применительно к интраокулярным линзам (ИОЛ). Кроме того, идеи изобретения можно применять для других офтальмологических линз, таких как контактные линзы. Термин «интраокулярная линза» и ее сокращенное наименование «ИОЛ» используются в этой заявке на равных основаниях для описания линзы, которую имплантируют во внутреннюю часть глаза для замены естественного хрусталика глаза или же для улучшения зрения независимо от того, удаляют или не удаляют естественный хрусталик. Интраокулярные линзы и факичные интраокулярные линзы являются примерами линз, которые можно имплантировать в глаз без удаления естественного хрусталика.

На фиг.1А и 1В схематично изображена интраокулярная линза (ИОЛ) 10 согласно одному осуществлению изобретения, которая включает в себя оптический элемент 12, имеющий переднюю поверхность 14 и заднюю поверхность 16, расположенные вокруг оптической оси ОА. Первая дифракционная структура 18 расположена на центральном участке передней поверхности и окружена второй дифракционной структурой 20, которая продолжается от внешней границы (А) монофокальной структуры 18 до внутренней границы (В) внешней рефракционной области 19 передней поверхности.

Как показано на фиг.1А, в этом осуществлении передняя поверхность 14 и задняя поверхность 16 интраокулярной линзы 10 в целом имеют выгнутые базовые профили. В этом примере кривизны базовых профилей передней и задней поверхностей являются такими, что тело линзы благодаря рефракции вносит вклад в связанную с дальним фокусом оптическую силу интраокулярной линзы. Кроме того, как отмечалось выше, внешняя рефракционная область 19 передней поверхности продолжается от внешней границы второй дифракционной структуры до периферии линзы, которая благодаря рефракции может вносить вклад в связанную с дальним фокусом оптическую силу при больших размерах зрачка, например, в условиях слабого освещения.

Как вариант кривизны передней и задней поверхностей можно выбирать так, чтобы тело линзы благодаря дифракции вносило вклад в связанную с ближним фокусом оптическую силу линзы. В других случаях передняя и задняя поверхности могут иметь по существу плоские профили, чтобы связанные с ближним и дальним фокусами оптические силы линзы были обусловлены дифракционными вкладами от первой и второй дифракционных структур при незначительном рефракционном вкладе (или совсем без него) от тела линзы.

Оптический элемент можно формировать из любого подходящего биологически совместимого материала, в том числе из множества биологически совместимых полимерных материалов. Некоторые примеры таких материалов включают в себя, не ограничиваясь ими, мягкий акриловый материал, используемый для формирования промышленных линз, известных как Acrysof (сшитый сополимер 2-фенилэтилакрилата и 2-фенилэтилметакрилата), силикон и гидрогель. В частности, способы согласно настоящему изобретению могут быть пригодными для материалов с высоким показателем преломления, свыше 1,5, при использовании которых получается значительная хроматическая дисперсия. Как и для естественного хрусталика, подходящие оптические фильтры могут включать в себя материалы, которые могут вводиться в состав материала, предлагаемого для интраокулярной линзы 10, и могут соответствовать ряду материалов, признанных пригодными для повышения остроты зрения и/или для защиты ткани сетчатки от потенциально опасных длин волн. Например, подходящим материалом должен быть хромофор Acrysof Natural, описанный в патентах США №№ 5470932 и 5543504, которые оба включены в эту заявку путем ссылки. Хотя это и не показано, интраокулярная линза 10 может также включать в себя множество фиксирующих элементов (например, гаптических элементов), которые могут облегчать размещение ее в глазу пациента.

Преимущество некоторых осуществлений настоящего изобретения заключается в том, что вследствие повышенной остроты зрения в результате коррекции хроматической аберрации монофокальную интраокулярную линзу можно делать тоньше, чем аналогичную монофокальную интраокулярную линзу, которая является исключительно преломляющей. Для получения аналогичной характеристики исключительно преломляющая интраокулярная линза должна иметь лучшие характеристики преломления, такие как лучшая коррекция в случае внеосевых и периферийных лучей, для которых обычно требуется более преломляющий материал. Коррекцией хроматической аберрации можно повышать остроту зрения без необходимости значительных изменений преломляющих свойств интраокулярной линзы, при этом, в свою очередь, требуется менее преломляющий материал. Это можно выгодно использовать для уменьшения толщины интраокулярной линзы, чтобы делать меньший разрез. Кроме того, это обеспечивает преимущество по сравнению со способами коррекции хроматической аберрации с использованием многочисленных материалов, некоторые из которых имеют низкий показатель преломления, и в этих способах к тому же возрастает количество материала, требуемого для линзы.

Еще одним преимуществом интраокулярных линз из различных осуществлений настоящего изобретения может быть относительно небольшая дифракционная сила. В существовавших ранее линзах, в которых делалась попытка равномерной коррекции хроматической аберрации по всей линзе для длин волн в видимой области спектра, дифракционная сила должна была быть достаточно высокой для коррекции аберраций вплоть до периферии линзы, для чего, в свою очередь, требовалась высокая оптическая сила дифракционного элемента. Кроме того, по мере повышения номинальной рефракционной силы линзы хроматическая аберрация становилась соответственно более высокой, поэтому требовалась дополнительная дифракционная сила. В соответствии с патентом США № 4655565 (Freeman) для относительно слабой линзы с номинальной оптической силой 12 дптр требуется дифракционная сила (отрицательная) 3,4 дптр, чтобы получать результирующую коррекцию продольной хроматической аберрации, составляющую 1 дптр. По мере повышения необходимой дифракционной силы также возрастает количество требуемых эшелеттов, что приводит к большей вероятности возникновения зрительных нарушений, таких как слепимость, создаваемая дифракционной структурой.

В отличие от предшествующих линз различные осуществления настоящего изобретения позволяют иметь дифракционную силу первой дифракционной структуры и второй дифракционной структуры меньшей, чем ожидаемая из идеи патента США № 4655565, и поэтому получается улучшенная зрительная характеристика вследствие коррекции хроматической аберрации без отрицательных эффектов, которые в других случаях могут создаваться при коррекции. Например, продольную хроматическую аберрацию можно снижать до меньше чем одной диоптрии в пределах центральной зоны при дифракционной силе 2,39 первой дифракционной структуры в линзе в случае номинальной оптической силы 6 дптр, дифракционной силе 3,58 в случае номинальной оптической силы линзы 21 дптр и дифракционной силе 4,56 в случае номинальной оптической силы линзы 34 дптр. Точно так же дифракционная сила второй дифракционной структуры, которая корректирует хроматическую аберрацию в пределах нижнего диапазона длин волн, может быть относительно небольшой. Например, продольную хроматическую аберрацию в пределах заданного диапазона ниже 550 нм можно уменьшать до меньше чем одной диоптрии при дифракционной силе 2,85 дптр в случае номинальной оптической силы линзы 6 дптр, при дифракционной силе 3,58 в случае номинальной оптической силы линзы 4,22 дптр и дифракционной силе 8,00 в случае номинальной оптической силы линзы 34 дптр.

Что касается фиг.1В, то первая дифракционная структура 18 включает в себя множество дифракционных эшелеттов 22, отделенных друг от друга множеством высот 24 ступенек, так что дифракционная структура 18 дифрагирует свет в один или несколько порядков. В этом примере высоты 24 ступенек представляют собой высоты, снижающиеся в зависимости от возрастания расстояния от центра передней поверхности (то есть пересечения оптической оси с передней поверхностью). Надлежащие граничные условия можно выбирать для получения гладкого перехода между первой дифракционной структурой 18 и первым эшелеттом 24с второй дифракционной структуры. Дальнейшие подробности, касающиеся выбора высот ступенек в общем случае, можно найти в патенте США № 5699142 (Lee et al.), который полностью включен в эту заявку путем ссылки и в котором, в частности, описана аподизация дифракционной картины способом, которым можно уменьшать слепимость и/или другие отрицательные эффекты, связанные со светом на периферии линзы. Дальнейшие подробности, касающиеся дифракционной коррекции хроматической аберрации, можно найти в патенте США № 4655565 (Freeman) и патенте США № 5117306 (Cohen), которые оба включены в эту заявку путем ссылки.

Первая дифракционная структура 18 интраокулярной линзы 10 имеет отрицательную продольную хроматическую аберрацию. То есть, ее оптическая сила возрастает с увеличением длины волны (ее фокусное расстояние уменьшается при больших длинах волн). В отличие от этого рефракционная сила, создаваемая интраокулярной линзой 10, а также глазом человека, имеет положительную хроматическую аберрацию, характеризующуюся снижением оптической силы (увеличением фокусного расстояния) в зависимости от возрастания длины волны. Следовательно, первая дифракционная структура может быть выполнена с возможностью компенсации положительной хроматической аберрации глаза человека и положительной хроматической аберрации самой линзы для зрения на большое и/или малое расстояние. Первую дифракционную структуру 18 выполняют с возможностью обеспечения коррекции хроматической аберрации для диапазона длин волн, включая длины волн больше 550 нм, с тем чтобы обеспечивалась минимальная хроматическая аберрация в пределах относительно широкого диапазона видимых цветов. Первая дифракционная структура 18 соответствует небольшому размеру зрачка, типичному для условий яркого света. В условиях яркого света существует значительный сенсорный отклик зрительных рецепторов, известных в качестве колбочковидных зрительных клеток, которые являются чувствительными к изменениям цветов. Зрительную восприимчивость глаза в этих условиях называют фотопическим зрением. В частности, центральная ямка глаза человека, которая является ответственной за высокую остроту зрения, содержит колбочковидные зрительные клетки двух типов с пиковой чувствительностью больше 550 нм. Поэтому в том, что касается остроты зрения, можно иметь более значительную выгоду при более точной коррекции хроматической аберрации, которая, например, обеспечит коррекцию хроматической аберрации в более широком диапазоне длин волн. Снижение продольной хроматической аберрации до меньше чем одной диоптрии в пределах диапазонов длин волн, описанных в этой заявке, обычно соответствует получению хорошей остроты зрения, поэтому это значение будет использоваться в этой заявке в качестве показателя достаточной коррекции.

Вторая дифракционная структура 20 также обладает свойством коррекции положительной хроматической аберрации. Однако дифракционные структуры 18 и 20 различаются тем, что коррекция хроматической аберрации второй дифракционной структурой 20 позволяет удерживать хроматическую аберрацию на верхнем конце диапазона длин волн в большей степени, чем первой дифракционной структурой 18. Поэтому, например, вторая дифракционная структура 20 может корректировать хроматическую аберрацию в диапазоне отфильтрованного света от 450 нм до 550 нм. Поскольку вторая дифракционная структура 20 находится с внешней стороны первой дифракционной структуры 18 в радиальном направлении, коррекция в этом диапазоне более близко соответствует условиям большего зрачка, связанным со слабым светом. При этих условиях обычно недостаточно света для возбуждения колбочковидных зрительных клеток, и это означает, что на зрение оказывают преобладающее влияние рецепторы зрения, известные как палочковидные зрительные клетки, имеющие ограниченную чувствительность к цвету. Зрительная восприимчивость глаза в этих условиях освещения известна как скотопическое зрение. Это означает, что зрительное возмущение в результате хроматической аберрации является менее значительным, особенно в случае цветов, находящихся вдали от пиковой чувствительности палочковидных зрительных клеток (около 498 нм). Поэтому коррекция хроматической аберрации второй дифракционной структурой 20 обеспечивает более эффективное пропускание света в области пиковой чувствительности в условиях слабого света, что требуется для хорошей остроты зрения, при допущении хроматической аберрации на длинах волн, которые являются менее важными в этих условиях.

Кроме того, описанные модификации можно выгодно использовать совместно с другими модификациями, относящимися к улучшенному зрению на большое расстояние. Например, дифракционные структуры 18 и 20 можно видоизменять так, чтобы одна фокусировала свет в фокус зрения на малое расстояние или зрения на большое расстояние для получения улучшенной характеристики зрения для этой области. В условиях слабого света, когда чтение или другая зрительная активность вблизи является маловероятной, больше световой энергии может быть направлено второй дифракционной структурой 20 в дальний фокус для повышения остроты зрения в этой области. При использовании в сочетании с коррекцией хроматической аберрации описанная выше интраокулярная линза 10 также может выгодно обеспечивать улучшенное зрение на большое расстояние.

В описанных выше осуществлениях вторая дифракционная структура 20 является усеченной, то есть она не продолжается до периферии линзы. В вариантах осуществлений первая усеченная дифракционная структура 18 может сочетаться с внешней рефракционной структурой, обеспечивающей хроматическую аберрацию для выполнения коррекции хроматической аберрации в центральной зоне интраокулярной линзы 10, при допущении хроматической аберрации во внешней области линзы. В других вариантах осуществлений вторая дифракционная структура 20 может продолжаться до периферии линзы. Например, на фиг.2 схематично изображена такая линза 46, которая включает в себя оптический элемент 48, имеющий переднюю поверхность 49А и заднюю поверхность 49В. Аналогично предшествующим осуществлениям первая дифракционная структура 50 расположена в центральной области задней поверхности 49А и окружена второй дифракционной структурой 52, которая продолжается от внешней границы первой дифракционной структуры до периферии линзы. Вторая дифракционная структура 52 может включать в себя множество дифракционных эшелеттов, отделенных друг от друга множеством ступенек, которые могут иметь по существу одинаковые высоты или аподизированные высоты, например, способом, рассмотренным выше. В этом случае ступеньки, относящиеся ко второй дифракционной структуре 52, имеют понижающиеся высоты в зависимости от возрастания расстояния от центра передней поверхности.

На фиг.3 схематично изображена интраокулярная линза 54 согласно еще одному осуществлению, имеющая оптический элемент 56 с передней поверхностью 58 и задней поверхностью 60. Первая дифракционная структура 62 расположена в центральной области передней поверхности. Передняя поверхность также включает в себя вторую дифракционную структуру 64, которая отделена от первой дифракционной структуры 62 кольцевой рефракционной областью 66. Внешняя рефракционная область 68 окружает бифокальную структуру.

В некоторых осуществлениях степень асферичности можно придавать базовому профилю передней и/или задней поверхности интраокулярной линзы с тем, чтобы ослаблять эффекты сферических аберраций. Например, на фиг.4 схематично изображена такая интраокулярная линза 70, которая включает в себя оптический элемент 72, имеющий переднюю поверхность 74 и заднюю поверхность 76, расположенные вокруг оптической оси ОА. Аналогично предшествующим осуществлениям первая дифракционная структура 78 расположена в центральной области передней поверхности 74, тогда как вторая дифракционная структура 80 в виде кольцевой области окружает первую дифракционную структуру. Базовый профиль задней поверхности отклоняется от предполагаемого сферического профиля (показанного пунктирными линиями), при этом отклонение постепенно увеличивается в зависимости от возрастания расстояния от центра задней поверхности, задаваемого в этом случае пересечением оптической оси с задней поверхностью. В некоторых осуществлениях асферичность базового профиля задней поверхности можно характеризовать конической постоянной. Асферичность может изменять сферические аберрации, вносимые интраокулярной линзой, и/или в некоторой степени корректировать прогнозируемую сферическую аберрацию роговицы. Хотя в этом осуществлении базовый профиль задней поверхности выполнен с возможностью внесения степени асферичности, в других осуществлениях такая асферичность может быть придана передней поверхности или обеим поверхностям, а дифракционные структуры 18 и 20 могут быть наложены на одну или обе поверхности. Кроме того, можно иметь изменяющуюся асферическую кривизну асферической поверхности, при этом асферический профиль можно задавать многочленом первой степени в пределах определенного радиуса первого дифракционного элемента 18 и квадратным многочленом за пределами этого радиуса, который при желании может также совпадать с радиусом первой дифракционной структуры 18 и/или второй дифракционной структуры 20. Базовая кривая может также включать в себя асферичность первого порядка.

На фиг.5 представлена блок-схема 100 последовательности действий, показывающая пример способа изготовления интраокулярной линзы согласно конкретным осуществлениям настоящего изобретения. На этапе 102 определяют границу фильтрации коротковолнового света. В типичном примере эта граница может соответствовать известному оптическому фильтру, который может быть включен в материал, предложенный для интраокулярной линзы, и может соответствовать известному диапазону, в котором повышается острота зрения, и аналогичному диапазону естественного хрусталика, например, такому, при котором фильтруется свет с длиной волны короче 450 нм. На этапе 104 определяют профиль первой дифракционной структуры, обеспечивающий коррекцию хроматической аберрации выше 550 нм, согласно любому из различных осуществлений, описанных в этой заявке, наряду с любыми подходящими вариациями, которые должны быть очевидными для специалиста в данной области техники. В частности, при определении первого дифракционного профиля могут учитываться заданная оптическая сила, надлежащие базовые кривые для передней и/или задней поверхностей, асферичность или иная коррекция аберрации, придаваемая одной или обеим поверхностям и т.п.

На этапе 106 определяют профиль второй дифракционной структуры, обеспечивающий коррекцию в диапазоне ниже 550 нм при допущении хроматической аберрации для длин волн больше 550 нм, и это может быть сделано в соответствии с любым из различных осуществлений, описанных в этой заявке, наряду с любыми подходящими вариациями, которые должны быть очевидными для специалиста в данной области техники. В частности, при определении второго дифракционного профиля могут учитываться заданная оптическая сила, надлежащие базовые кривые для передней и/или задней поверхностей, асферичность или иная коррекция аберрации, придаваемая одной или обеим поверхностям и т.п. На этапе 108 изготавливают интраокулярную линзу с первой и второй дифракционными структурами, имеющими соответствующие профили, определенные на этапах 104 и 106, вместе с оптическим фильтром со свойствами, выбранными на этапе 102. Удовлетворяющие требованиям способы изготовления могут включать в себя любой способ формирования, подходящий для материалов, включая, но не ограничиваясь ими, формование, абляцию и/или вытачивание, наряду с любым способом создания оптического фильтра в интраокулярной линзе, таким как включение в материал интраокулярной линзы.

На фиг.6 представлена еще одна блок-схема 200 последовательности действий, иллюстрирующая пример способа изготовления интраокулярной линзы согласно конкретному осуществлению настоящего изобретения. На этапе 202 определяют коротковолновый предел для оптического фильтра интраокулярной линзы. На этапе 204 определяют профиль первой дифракционной структуры. Профилем корректируют хроматическую аберрацию, чтобы максимизировать интенсивность света вокруг пиковой зрительной восприимчивости фотопического зрения. На этапе 206 определяют профиль второй дифракционной структуры, находящейся с внешней стороны первой дифракционной структуры. Профилем корректируют хроматическую аберрацию, чтобы максимизировать интенсивность света вблизи пиковой зрительной восприимчивости скотопического зрения при допущении хроматической аберрации на длинах волн, далеких от пиковой чувствительности. На этапе 208 изготавливают интраокулярную линзу вместе с оптическим фильтром и первой и второй дифракционными структурами. Удовлетворяющие требованиям способы изготовления могут включать в себя любой способ формирования, подходящий для материалов, включая, но не ограничиваясь ими, формование, абляцию и/или вытачивание, наряду с любым способом создания оптического фильтра в интраокулярной линзе, таким как включение в материал интраокулярной линзы.

В варианте способа, показанного на фиг.6, относительную площадь, покрываемую первой и второй дифракционными структурами, можно регулировать, чтобы сдвигать энергию видимого света между соответствующими хроматическими пиками дифракционных структур. Такие регулировки могут обеспечивать более эффективную передачу световой энергии в соответствующие фотопический и скотопический диапазоны. Регулировки могут быть аналогичны используемым в способах сдвига световой энергии между фокусами, описанных в патентах США №№ 7441894 и 7481532 (Hong et al.), которые оба включены в эту заявку путем ссылки, но в этом случае сдвиг энергии основан на относительной интенсивности света в зависимости от длины волны.

В еще одном осуществлении аналогичный эффект может быть получен лишь изменением границы первой дифракционной структуры 18, при этом оставляют внешнюю область только преломляющей, заменяя определения профиля второй дифракционной структуры определением рефракционного профиля с внешней стороны первой дифракционной структуры. При таком осуществлении первая дифракционная структура 18 по-прежнему корректирует хроматическую аберрацию в центральной области интраокулярной линзы для размера зрачка, соответствующего фотопическим условиям, но первая дифракционная структура 18 является усеченной на определенном радиусе, так что в сочетании с рефракционной силой хроматическая аберрация в результате вхождения света в остальную часть оптики сдвигает световую энергию от пиковой зрительной восприимчивости фотопического зрения к пиковой визуальной восприимчивости скотопического зрения. Реакция глаза человека при длине волны пиковой чувствительности скотопического зрения обычно является несколько миопической, поэтому небольшой сдвиг оптической силы может способствовать фокусировке света с повышением интенсивности света в диапазоне длин волн скотопического зрения. Таким образом, нет необходимости корректировать хроматическую аберрацию по всей линзе. Вместо этого необходимо, чтобы коррекцией хроматической аберрации обеспечивалась достаточная коррекция для фотопического зрения при сохранении хорошего скотопического зрения в условиях большого зрачка с учетом хроматической аберрации всего оптического элемента. Для целей этого описания диапазон пиковой зрительной чувствительности фотопического зрения находится в пределах 580 нм плюс или минус 30 нм, а диапазон пиковой зрительной чувствительности находится в пределах 505 нм плюс или минус 30 нм.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что различные изменения могут быть сделаны в описанных выше осуществлениях без отступления от объема изобретения. Например, вместо расположения первой и второй дифракционных структур на одной поверхности линзы одну структуру можно располагать на передней поверхности линзы и другую на ее задней поверхности. Кроме того, на расстоянии от первой и второй дифракционных структур можно включать дополнительные дифракционные структуры. Кроме того, базовым профилям передней и задней поверхностей можно придавать определенные конфигурации, при которых тело линзы благодаря преломлению будет вносить вклад в связанную с ближним фокусом оптическую силу. Должно быть понятно, что эти и другие изменения, очевидные для специалиста в данной области техники, попадают в объем заявляемого изобретения.

Линза содержит оптический фильтр, выполненный с возможностью фильтрации света с длиной волны меньше чем 450 нм, первую дифракционную структуру, выполненную с возможностью создания фокуса для видимого света в первом диапазоне длин волн выше 550 нм и снижения продольной хроматической аберрации до меньше чем одной диоптрии, для входящего видимого света в первом диапазоне длин волн; вторую дифракционную структуру, находящуюся с внешней стороны первой дифракционной структуры в радиальном направлении и выполненную с возможностью создания фокуса для видимого света во втором диапазоне длин волн между 450 нм и 550 нм и снижения продольной хроматической аберрации для входящего видимого света во втором диапазоне длин волн до меньше чем одной диоптрии при допущении продольной хроматической аберрации в первом диапазоне длин волн в количестве, большем по сравнению с первой дифракционной структурой. Технический результат - уменьшение хроматических аберраций. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Офтальмологическая линза, содержащая
оптический фильтр, выполненный с возможностью фильтрации по меньшей мере видимого света, имеющего длину волны меньше чем 450 нм;
первую дифракционную структуру, выполненную с возможностью создания фокуса для видимого света в первом диапазоне длин волн выше 550 нм и снижения продольной хроматической аберрации до меньше чем одной диоптрии для входящего видимого света в первом диапазоне длин волн;
вторую дифракционную структуру, находящуюся с внешней стороны первой дифракционной структуры в радиальном направлении и выполненную с возможностью создания фокуса для видимого света во втором диапазоне длин волн между 450 нм и 550 нм и снижения продольной хроматической аберрации для входящего видимого света во втором диапазоне длин волн до меньше чем одной диоптрии при допущении продольной хроматической аберрации в первом диапазоне длин волн в количестве, большем по сравнению с первой дифракционной структурой.

2. Офтальмологическая линза по п.1, в которой дифракционная эффективность первой дифракционной структуры составляет 100% при расчетной длине волны 580 нм.

3. Офтальмологическая линза по п.1, в которой дифракционная эффективность второй дифракционной структуры составляет 100% при расчетной длине волны 505 нм.

4. Офтальмологическая линза по п.1, где линза имеет общую оптическую силу до 6 дптр и каждая из первой дифракционной структуры и второй дифракционной структуры имеет соответствующую дифракционную силу меньше чем 3 дптр.

5. Офтальмологическая линза по п.1, где линза имеет общую оптическую силу до 21 дптр и каждая из первой дифракционной структуры и второй дифракционной структуры имеет соответствующую дифракционную силу меньше чем 4,25 дптр.

6. Офтальмологическая линза по п.1, в которой оптический фильтр содержит поглощающий ультрафиолетовое излучение материал.

7. Офтальмологическая линза по п.1, где офтальмологическая линза сформирована из сшитого сополимера 2-фенилэтилакрилата и 2-фенилэтилметакрилата.

8. Офтальмологическая линза по п.1, в которой фокус первой дифракционной структуры совпадает с фокусом второй дифракционной структуры.

9. Офтальмологическая линза по п.1, в которой фокус второй дифракционной структуры является фокусом зрения на большое расстояние.

10. Офтальмологическая линза по п.1, в которой первая дифракционная структура продолжается по радиусу по меньшей мере 2 мм, а вторая дифракционная структура продолжается по радиусу по меньшей мере 3 мм.

11. Способ изготовления офтальмологической линзы, содержащий этапы, на которых:
определяют первый профиль первой дифракционной структуры, выполняемой с возможностью создания фокуса для видимого света в первом диапазоне длин волн выше 550 нм и снижения продольной хроматической аберрации до меньше чем одной диоптрии для входящего видимого света в первом диапазоне длин волн;
определяют второй профиль второй дифракционной структуры, находящейся с внешней стороны первой дифракционной структуры в радиальном направлении и выполняемой с возможностью создания фокуса для видимого света во втором диапазоне длин волн между 450 нм и 550 нм и снижения продольной хроматической аберрации для входящего видимого света во втором диапазоне длин волн до меньше чем одной диоптрии при допущении продольной хроматической аберрации в первом диапазоне длин волн в количестве, большем по сравнению с первой дифракционной структурой;
формируют офтальмологическую линзу с первым профилем и вторым профилем и включают оптический фильтр, выполняемый с возможностью фильтрации по меньшей мере видимого света, имеющего длину волны меньше чем 450 нм.

12. Способ по п.11, в котором дифракционная эффективность первой дифракционной структуры составляет 100% при расчетной длине волны 580 нм.

13. Способ по п.11, в котором дифракционная эффективность второй дифракционной структуры составляет 100% при расчетной длине волны 505 нм.

14. Способ по п.11, в котором линза имеет общую оптическую силу до 6 дптр и каждая из первой дифракционной структуры и второй дифракционной структуры имеет соответствующую дифракционную силу меньше чем 3 дптр.

15. Способ по п.11, в котором линза имеет общую оптическую силу до 21 дптр и каждая из первой дифракционной структуры и второй дифракционной структуры имеет соответствующую дифракционную силу меньше чем 4,25 дптр.

16. Способ по п.11, в котором оптический фильтр содержит поглощающий ультрафиолетовое излучение материал.

17. Способ по п.11, в котором офтальмологическую линзу формируют из сшитого сополимера 2-фенилэтилакрилата и 2-фенилэтилметакрилата.

18. Способ по п.11, в котором фокус первой дифракционной структуры совпадает с фокусом второй дифракционной структуры.

19. Способ по п.11, в котором фокус второй дифракционной структуры является фокусом зрения на большое расстояние.

20. Офтальмологическая линза, содержащая
оптический фильтр, выполненный с возможностью фильтрации по меньшей мере света, имеющего длину волны меньше 450 нм;
по меньшей мере одну центральную дифракционную структуру, имеющую радиус в пределах выбранного размера зрачка для фотопических условий, при этом по меньшей мере одна дифракционная структура конфигурирована для коррекции продольной хроматической аберрации до меньше чем одной диоптрии в диапазоне длин волн, соответствующем пиковой зрительной восприимчивости для фотопического зрения; и
оптическую область за пределами радиуса первой дифракционной структуры, при этом оптическая область конфигурирована для допущения продольной хроматической аберрации в количестве, большем по сравнению с продольной хроматической аберрацией, допускаемой по меньшей мере одной дифракционной структурой, при этом продольная хроматическая аберрация, допускаемая оптической областью, сдвигает световую энергию от пиковой зрительной восприимчивости для фотопического зрения к пиковой зрительной восприимчивости для скотопического зрения и продольная хроматическая аберрация, допускаемая оптической областью, составляет меньше одной диоптрии в диапазоне длин волн, соответствующем пиковой зрительной восприимчивости для скотопического зрения.

21. Офтальмологическая линза по п.20, в которой оптическая область является рефракционной областью офтальмологической линзы.

22. Офтальмологическая линза по п.20, в которой оптическая область содержит вторую дифракционную структуру, допускающую хроматическую аберрацию в большей степени, чем по меньшей мере одна центральная дифракционная структура, в диапазоне длин волн, соответствующем пиковой зрительной восприимчивости для фотопического зрения.

23. Офтальмологическая линза по п. 22, в которой относительная площадь, покрытая по меньшей мере одной центральной дифракционной структурой и второй дифракционной структурой, по меньшей мере частично создает сдвиг световой энергии к пиковой зрительной восприимчивости для скотопического зрения.

24. Офтальмологическая линза по п.22, в которой рефракционная сила оптической области регулируется, чтобы фокусировать свет для компенсации миопического сдвига для скотопического зрения.

25. Способ изготовления офтальмологической линзы, содержащий этапы, на которых:
определяют оптический фильтр, выполняемый с возможностью фильтрации по меньшей мере света, имеющего длину волны меньше 450 нм;
определяют первый профиль по меньшей мере одной центральной дифракционной структуры, имеющей радиус в пределах выбранного размера зрачка для фотопических условий, при этом по меньшей мере одна дифракционная структура конфигурирована для коррекции продольной хроматической аберрации до меньше чем одной диоптрии в диапазоне длин волн, соответствующем пиковой зрительной восприимчивости для фотопического зрения; и
определяют второй профиль оптической области за пределами радиуса первой дифракционной структуры, при этом оптическая область конфигурирована для допущения продольной хроматической аберрации в количестве, большем по сравнению с продольной хроматической аберрацией, допускаемой по меньшей мере одной дифракционной структурой, при этом продольная хроматическая аберрация, допускаемая оптической областью, сдвигает световую энергию от пиковой зрительной восприимчивости для фотопического зрения к пиковой зрительной восприимчивости для скотопического зрения, и продольная хроматическая аберрация, допускаемая оптической областью, составляет меньше одной диоптрии в диапазоне длин волн, соответствующем пиковой зрительной восприимчивости для скотопического зрения; и
изготавливают офтальмологическую линзу с оптическим фильтром и первым и вторым профилями по меньшей мере одной центральной дифракционной области и оптической области.

26. Способ по п.25, в котором этап определения первого профиля содержит определение радиуса для центральной дифракционной структуры одновременно с определением второго профиля.

27. Способ по п.26, дополнительно содержащий определение относительной площади, покрываемой по меньшей мере одной центральной дифракционной структурой и второй дифракционной структурой, для создания по меньшей мере частичного сдвига световой энергии к пиковой зрительной чувствительности для скотопического зрения.

28. Способ по п.25, дополнительно содержащий определение рефракционной силы оптической области, подлежащей регулированию, чтобы фокусировать свет для компенсации миопического сдвига для скотопического зрения.