МУЛЬТИФОКАЛЬНАЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНЗА С КОРРЕКТИРОВКОЙ ХРОМАТИЧЕСКОЙ АБЕРРАЦИИ Российский патент 2022 года по МПК A61F2/16 G02C7/04 G02C7/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к офтальмологическим линзам и, более конкретно, к офтальмологическим линзам с корректировкой хроматической аберрации.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Интраокулярные линзы (ИОЛ) обычно имплантируют в глаза пациентов в ходе операции по удалению катаракты для замены естественного хрусталика. ИОЛ могут содержать монофокальные ИОЛ, обеспечивающие одну фокальную точку (например, зрение на дальнее расстояние), и мультифокальные ИОЛ, обеспечивающие две или более фокальных точек (например, трифокальные ИОЛ, обеспечивающие зрение на дальнее расстояние, зрение на среднее расстояние и зрение на близкое расстояние). Мультифокальные ИОЛ могут содержать профили дифракционных поверхностей, которые могут содержать несколько концентрических кольцеобразных эшелеттов, которые отклоняют свет одновременно в нескольких направлениях. Такие профили дифракционных поверхностей могут обеспечивать несколько порядков дифракции и фокусировать свет в различные изображения, соответствующие разным фокусным расстояниям линзы.

[0003] Из-за дисперсионных свойств линзы и глаза, все ИОЛ (включая мультифокальные ИОЛ) могут демонстрировать хроматические аберрации, где синий свет фокусируется перед сетчаткой и красный свет фокусируется за сетчаткой. Такой расфокусированный свет ухудшает общую эффективность линзы при концентрировании энергии широкого диапазона света на сетчатку пациента и может ухудшать функциональное зрение пациента (например, остроту малоконтрастного зрения в дневных и сумеречных условиях на расстоянии). Эта проблема может особенно беспокоить пациентов, имеющих мультифокальные ИОЛ, где свет делится между несколькими фокальными точками.

[0004] Соответственно, существует потребность в мультифокальной ИОЛ, имеющей оптическую конструкцию, обеспечивающую корректировку хроматической аберрации.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Настоящее изобретение в общем относится к мультифокальным офтальмологическим линзам (например, ИОЛ), обеспечивающим корректировку или уменьшение хроматических аберраций. Конкретнее, настоящее изобретение предоставляет ахроматизирующую структуру, которая при добавлении к профилю дифракционной поверхности мультифокальной ИОЛ улучшает характеристики в белом свете, в частности для зрения на дальнее расстояние в дневных и сумеречных условиях.

[0006] В определенных вариантах осуществления офтальмологическая линза содержит оптическую часть, имеющую переднюю поверхность, заднюю поверхность и оптическую ось. По меньшей мере одна из передней поверхности и задней поверхности имеет профиль поверхности, имеющий базовую кривизну, область рефракции, имеющую базовую кривизну, и область дифракции, содержащую дифракционный профиль, содержащий множество дифракционных ступеней. По меньшей мере часть дифракционного профиля составляет сочетание базового дифракционного профиля, образующего несколько фокальных точек для офтальмологической линзы, и ахроматизирующей структуры, которая уменьшает продольные хроматические аберрации.

[0007] В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение может предоставлять одно или несколько технических преимуществ. Например, мультифокальная ИОЛ может демонстрировать хроматические аберрации, где синий свет фокусируется перед сетчаткой и красный свет фокусируется за сетчаткой. Эти хроматические аберрации могут быть вызваны, по меньшей мере частично, дисперсионными свойствами самой ИОЛ и/или глаза, в который помещена ИОЛ. Расфокусированный свет, являющийся результатом хроматических аберраций, может ухудшать общую эффективность ИОЛ при концентрировании энергии широкого диапазона света на сетчатку и может ухудшать функциональное зрение (например, такое как острота малоконтрастного зрения в сумеречных условиях на расстоянии). Добавление ахроматизирующей структуры, описанной в данном документе, может сократить расстояние между фокальными точками синего света и фокальными точками красного света, что в свою очередь будет эффективно сжимать белый свет широкого диапазона, фокусируя его на сетчатке. Следовательно, добавленная ахроматизирующая структура улучшает качественные характеристики изображения в белом свете широкого диапазона.

[0008] Помимо улучшения качественных характеристик изображения в белом свете широкого диапазона, ахроматизирующая структура согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения может, при добавлении к профилю дифракционной поверхности мультифокальной ИОЛ, уменьшать восприятие пациентами зрительных нарушений, таких как гало (т. е. субъективное восприятие яркого кольца вокруг источника света). В частности, добавление ахроматизирующей структуры к дифракционному профилю, как описано в настоящем документе, может уменьшить продольную хроматическую аберрацию (LCA) системы, состоящей из линзы и глаза, и это уменьшение может привести к уменьшению размеров расфокусированного размытия для красного и синего цветов. Так как гало были связаны с расфокусированными размытиями, это уменьшение расфокусированных размытий может привести к уменьшению гало и, потенциально, к лучшему контрасту изображения на сетчатке.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0009] Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ далее делается ссылка на последующее описание в сочетании с прилагаемыми графическими материалами, на которых подобные позиционные обозначения обозначают подобные признаки и на которых:

[0010] На фиг. 1A-1B показан иллюстративный вариант осуществления мультифокальной ИОЛ с корректировкой хроматической аберрации согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

[0011] На фиг. 2A-2B показан иллюстративный профиль поверхности мультифокальной ИОЛ, имеющей область дифракции, которая не содержит добавленной ахроматизирующей структуры;

[0012] На фиг. 3A-3C показан иллюстративный профиль поверхности мультифокальной ИОЛ с корректировкой хроматической аберрации согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения; и

[0013] На фиг. 4A-4D показаны графики MTF, изображающие характеристики как в белом свете, так и в зеленом свете иллюстративной ИОЛ, подобной изображенной на фиг. 1, (содержащей ахроматизирующую структуру, описанную в настоящем документе) по сравнению с мультифокальной ИОЛ, не содержащей ахроматизирующую структуру, описанную в настоящем документе, как для больших, так и для малых отверстий.

[0014] Специалисту в данной области техники будет понятно, что описанные ниже графические материалы приведены исключительно в иллюстративных целях. Графические материалы никоим образом не предназначены для ограничения объема изобретения заявителя.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0015] Настоящее изобретение в общем относится к мультифокальным офтальмологическим линзам (например, ИОЛ), обеспечивающим корректировку хроматических аберраций. Конкретнее, настоящее изобретение предоставляет ахроматизирующую структуру, которая при добавлении к профилю дифракционной поверхности мультифокальной ИОЛ улучшает характеристики в белом свете, в частности для зрения на дальнее расстояние в сумеречных и дневных условиях. В последующем описании элементы линзы, обеспечивающие мультифокальность и корректировку хроматической аберрации, описаны в связи с интраокулярными линзами (ИОЛ). Однако в настоящем изобретении предполагается, что эти элементы также могут применяться к другим офтальмологическим линзам, таким как контактные линзы. В контексте настоящего документа термин «интраокулярная линза» (и его аббревиатура ИОЛ) используется для описания линз, которые имплантируют внутрь глаза для замены естественного хрусталика глаза или иного улучшения зрения, независимо от того, удален естественный хрусталик или нет.

[0016] На фиг. 1A-1B показан иллюстративный вариант осуществления мультифокальной ИОЛ 100 с корректировкой хроматической аберрации, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. ИОЛ 100 содержит оптическую часть 102, имеющую переднюю поверхность 104 и заднюю поверхность 106, которые расположены вокруг оптической оси 108. ИОЛ 100 может дополнительно содержать множество гаптических частей 110, обычно выполненных с возможностью позиционирования и стабилизации ИОЛ 100 в капсулярном мешке глаза пациента. Хотя гаптические части 110, имеющие определенную структуру, показаны в качестве примеров, настоящее изобретение предполагает, что гаптические части 110 могут иметь любую подходящую структуру для стабилизации ИОЛ 100 в капсулярном мешке, ресничной борозде, или любом другом подходящем местоположении внутри глаза.

[0017] В приведенном ниже описании указано, что передняя поверхность 104 оптической части 102 описана как имеющая определенный профиль поверхности, обеспечивающий мультифокальность и корректировку хроматической аберрации. Тем не менее, настоящее изобретение предполагает, что такие элементы, в качестве дополнения или альтернативы, могут располагаться на задней поверхности 106 оптической части 102.

[0018] Передняя поверхность 104 оптической части 102 может иметь базовую кривизну, соответствующую базовой оптической силе ИОЛ 100. В мультифокальной ИОЛ, такой как ИОЛ 100, базовая оптическая сила ИОЛ 100 обычно соответствует зрению пациента на дальнее расстояние. Тем не менее, это не всегда так. Например, не доминирующий глаз может иметь ИОЛ с базовой оптической силой, которая чуть меньше соответствующей силы зрения пациента на дальнее расстояние для того, чтобы улучшить общее бинокулярное зрение обоих глаз. В некоторых вариантах осуществления базовая кривизна может быть асферической (как подробнее описано ниже).

[0019] Помимо базовой кривизны, передняя поверхность 104 оптической части 102 может содержать множество областей. Например, передняя поверхность 104 может содержать область 112 дифракции, которая может проходить от оптической оси 108 до первой радиальной границы, и область 114 рефракции, которая может проходить от первой радиальной границы до второй радиальной границы (например, до края оптической части 102). В некоторых вариантах осуществления кривизна области 112 дифракции может быть модифицирована относительно базовой кривизны. Хотя изображено и описано, что передняя поверхность 104 оптической части 102 имеет только две области (область 112 дифракции и область 114 рефракции), настоящее изобретение предполагает, что передняя поверхность 104 оптической части 102 может содержать профиль поверхности, имеющий любое подходящее количество областей. В качестве всего лишь одного примера, передняя поверхность 104 в качестве альтернативы может содержать профиль поверхности, имеющий две области рефракции, разделенные областью дифракции.

[0020] В некоторых вариантах осуществления область 112 дифракции содержит дифракционную структуру 116, имеющую множество дифракционных ступеней 118 (также известных как зоны). Дифракционные ступени 118 могут иметь характерное радиальное разделение для создания усиливающей интерференции с характерными фокальными точками. В принципе, любая дифракционная структура 116, создающая усиливающую интерференцию посредством фазового сдвига в зонах интерференции, может быть приспособлена для использования в области 112 дифракции для создания мультифокальной дифракционной офтальмологической линзы. Хотя дифракционная структура 116 области 112 дифракции изображена с кольцевыми зонами, зоны предположительно могут быть частичными, такими как полукруглые или разбитые на сектора зоны. Хотя следующее описание будет относиться к дифракционной структуре 116, содержащей кольцевые дифракционные ступени 118, специалистам в данной области должно быть понятно, что подходящие замены могут быть внесены в любой вариант осуществления, описанный в данном документе.

[0021] По меньшей мере часть дифракционной структуры 116 области 112 дифракции может быть характеризована, по меньшей мере частично, как сочетание базового дифракционного профиля (например, F_{дифракционная}(r, T) из уравнения (4), уравнения (9) и уравнения (11), показанных ниже) и ахроматизирующей структуры (например, g(r) из уравнения (5) и уравнения (11), показанных ниже). Как подробно описано ниже, добавление ахроматизирующей структуры может предоставить мультифокальную ИОЛ с лучшими характеристиками в белом свете и/или уменьшенным гало по сравнению с мультифокальной ИОЛ, не содержащей добавленную ахроматизирующую структуру. Чтобы показать разницу, в следующем описании вначале описан иллюстративный профиль поверхности, не содержащий добавленную ахроматизирующую структуру.

[0022] В мультифокальной ИОЛ, содержащей область 112 дифракции, которая не содержит добавленную ахроматизирующую структуру, описанную в данном документе, профиль передней поверхности 104 (содержащей как область 112 дифракции, так и область 114 рефракции) может быть определен следующим образом:

Уравнение (1),

где:

r обозначает радиальное расстояние от оптической оси;

Z_{базовая}(r) обозначает базовую кривизну поверхности;

F_{дифракционная}(r, T) обозначает профиль дифракционной структуры 116, обеспечивающий мультифокальность конструкции;

T обозначает период дифракционной структуры 116 в пространстве r²;

r₁, r₂ и r₃ обозначают различные места радиальных сопряжений; и

Δ1 и Δ2 являются константами для обеспечения подходящего фазового сдвига между разными секциями ИОЛ.

[0023] В варианте осуществления, в котором область 112 дифракции проходит от оптической оси 108 до первой радиальной границы и область 114 рефракции проходит от первой радиальной границы до края оптической части 102, r₁ может равняться нулю, r₂ может определять первую радиальную границу, и r₃ может определять край оптической части 102.

[0024] В вариантах осуществления, в которых базовая кривизна передней поверхности 104 оптической части 102 является асферической, Z_{базовая}(r) из уравнения (1) может быть определена следующим образом:

Уравнение (2),

где

r обозначает радиальное расстояние от оптической оси;

c обозначает базовую кривизну поверхности;

k обозначает коническую константу;

a₂ - константа деформации второго порядка;

a₄ - константа деформации четвертого порядка;

a₆ - константа деформации шестого порядка; и

a_n - константа деформации n-ного порядка, где n может равняться любому подходящему четному числу (например, 20).

[0025] Хотя выше изображено, что уравнение (2) содержит константы деформации вплоть до n-ного порядка, настоящее изобретение предполагает, что уравнение (2) может быть ограничено любым подходящим числом констант деформации (например, только константами деформации второго, четвертого и шестого порядков).

[0026] Применительно к дифракционной структуре F_{дифракционная}(r, T), которая разделяет свет на разные порядки, соответствующие разным расстояниям зрения (т. е. области 112 дифракции), интервал между соседними порядками может быть определен периодом решетки T (в пространстве r², единица измерений: мм²) в следующем виде:

Уравнение (3),

где

λ обозначает длину волны в конструкции; и

D_ДОБ. обозначает интервал между соседними порядками в пространстве значений оптической силы.

[0027] Настоящее изобретение предполагает, что дифракционная структура F_{дифракционная}(r, T) может определять любой подходящий дифракционный профиль, такой как, например, бифокальный дифракционный профиль, трифокальный дифракционный профиль или аподизированный дифракционный профиль. В качестве одного примера, дифракционная структура F_{дифракционная}(r, T) может быть выражена следующим образом:

Уравнение (4),

где

r обозначает радиальное расстояние от оптической оси,

r₁, r₁₂ и r₂ обозначают различные места радиальных сопряжений (где r1 и r2 те же, что и в уравнении (1), представленном выше);

T обозначает период дифракционной структуры 116 в пространстве r²;

обозначает функцию округления до ближайшего целого в меньшую сторону, где представляет собой группу целых чисел; и

обозначает высоту ступени мультифокальной дифракционной линзы.

[0028] В качестве другого примера, мультифокальная дифракционная структура F_{дифракционная}(r, T) может образовывать аподизированную бифокальную дифракционную структуру, такую как описанная в патенте США № 5699142, содержание которого включено в настоящую заявку посредством ссылки.

[0029] В качестве еще одного примера, мультифокальная дифракционная структура F_{дифракционная}(r, T) может образовывать трифокальную дифракционную структуру, такую как описанная в патенте США № 9335564, содержание которого включено в настоящую заявку посредством ссылки.

[0030] На фиг. 2A-2B показан профиль поверхности мультифокальной ИОЛ, имеющей область 112 дифракции, которая не содержит добавленную ахроматизирующую структуру, описанную в данном документе (спроектированную согласно уравнениям (1)- (3)). В частности, на фиг. 2A показан график зависимости сагиттального подъема (в мм) от радиуса (в мм), включительно с дифракционными ступенями 118 в области 112 дифракции. Чтобы лучше изобразить дифракционные ступени 118, на фиг. 2B показан график того же профиля поверхности, изображенного на фиг. 2A, но показывающий только эффект добавленной F_{дифракционная}(r, T). В изображенном примере F_{дифракционная}(r, T) образует аподизированную бифокальную дифракционную структуру, в которой высота ступени дифракционной решетки уменьшается с увеличением радиального расстояния от оптической оси 108.

[0031] По меньшей мере частично из-за дисперсионных свойств самой ИОЛ и/или глаза, в котором может быть размещена ИОЛ, мультифокальная ИОЛ, спроектированная согласно вышеуказанным уравнениям (1)- (3) (пример которой изображен на фиг. 2A-2B), может демонстрировать хроматические аберрации, где синий свет фокусируется перед сетчаткой и красный свет фокусируется за сетчаткой. Такой расфокусированный свет может ухудшать общую эффективность ИОЛ при концентрировании энергии широкого диапазона света на сетчатку и может ухудшать функциональное зрение (например, такое как острота малоконтрастного зрения в сумеречных условиях на расстоянии).

[0032] Соответственно, в некоторых вариантах осуществления вышеописанная мультифокальная ИОЛ может быть модифицирована таким образом, чтобы дополнительно содержать ахроматизирующую структуру, добавленную к профилю поверхности для создания мультифокальной ИОЛ 100 с корректировкой хроматической аберрации. Другими словами, по меньшей мере часть дифракционной структуры 116 области 112 дифракции может характеризоваться, по меньшей мере частично, как сочетание базового дифракционного профиля и ахроматизирующей структуры, так что оптическая часть 102 (включительно с областью 112 дифракции и областью 114 рефракции) создает несколько фокальных точек и демонстрирует уменьшенные хроматические аберрации. Ахроматизирующая структура может содержать любую подходящую дифракционную структуру, которая, будучи добавленной к базовой дифракционной структуре области дифракции мультифокальной ИОЛ, уменьшает величину продольных хроматических аберраций по сравнению с мультифокальной ИОЛ, имеющей область дифракции, содержащую только базовую дифракционную структуру.

[0033] Иллюстративная ахроматизирующая структура может быть выражена следующим образом:

Уравнение (5),

где

r обозначает радиальное расстояние от оптической оси,

r₁', r₂' и r₃ обозначают различные места радиальных сопряжений (где r₃ - тот же, что и в уравнении (1), показанном выше);

T_g обозначает период добавленной ахроматизирующей структуры в пространстве r²;

обозначает функцию округления до ближайшего целого в меньшую сторону, где представляет собой группу целых чисел; и

h обозначает высоту ступени.

[0034] В некоторых вариантах осуществления r₁' из уравнения (5) может равняться r₁ из уравнения (1) (который может равняться нулю, как было описано выше) и r₂' из уравнения (5) может равняться r₂ из уравнения (1) (который может определять местоположение первой радиальной границы, разделяющей область 112 дифракции и область 114 рефракции, как описано выше). В некоторых других вариантах осуществления r₁' из уравнения (5) может не быть равным r₁ из уравнения (1) и r₂' из уравнения (5) может не быть равным r₂ из уравнения (1). В таких вариантах осуществления r₁' из уравнения (5) может быть больше, чем r₁ из уравнения (1) и r₂' из уравнения (5) может быть меньше, чем r₂ из уравнения (1).

[0035] Высота h ступени в уравнении (5) может соответствовать целому числу длин волны следующим образом:

Уравнение (6),

где

N_h представляет собой целое число (в некоторых вариантах осуществления N_h может равняться 1/2 для 1-й области дифракции);

λ обозначает длину волны в конструкции;

n_ИОЛ обозначает показатель преломления ИОЛ; и

n_{глазная_среда} обозначает показатель преломления окружающей глазной среды, такой как водная или стекловидная среда.

[0036] В некоторых вариантах осуществления период T_g в уравнении (5) может быть равен периоду мультифокальной решетки T из уравнения (1). В некоторых других вариантах осуществления период T_g может быть ограничен следующим отношением:

или уравнением (7),

где

N является целым числом;

T обозначает период исходной структуры мультифокальной решетки в пространстве r² в уравнении (1);

T_g обозначает период добавленной ахроматизирующей структуры в пространстве r².

[0037] Добавленная ахроматизирующая структура, определенная уравнением (5), может сдвигать свет в другие порядки относительно стандартной дифракционной решетки, включенной в уравнение (1). Это будет изменять фокусное расстояние мультифокальной конструкции на:

Уравнение (8),

где

λ обозначает длину волны в конструкции;

обозначает интервал между смещенным дифракционным порядком и исходным порядком;

N_h представляет собой целое число, связанное с высотой ступени в уравнении (6);

[0038] Чтобы компенсировать такое расфокусирующее смещение, соответствующий сегмент базовой кривой может быть отрегулирован следующим образом:

Уравнение (9),

где:

r обозначает радиальное расстояние от оптической оси,

обозначает базовую кривизну, корректирующую зрение пациента на дальнее расстояние, как показано в уравнении (2);

обозначает базовую кривизну, корректирующую зрение пациента на дальнее расстояние и учитывающую сдвиг фокусной точки, вызванный добавлением ахроматизирующей структуры в уравнении (5);

F_{дифракционная} (r, T) обозначает базовый дифракционный профиль, обеспечивающий мультифокальность конструкции;

T обозначает период базового дифракционного профиля в пространстве r²;

r1, r2 и r3 обозначают места сопряжений на поверхности, как показано в уравнении (1);

r₁' и r₂' обозначают места сопряжений на поверхности, как показано в уравнении (5),

Δ₁', Δ₁'', Δ₁''' и Δ₂' являются константами для обеспечения подходящего фазового сдвига между разными секциями ИОЛ.

[0039] в уравнении (9) может быть дополнительно выражено как асферическая поверхность следующим образом:

Уравнение (10),

где

r обозначает радиальное расстояние от оптической оси;

c' обозначает базовую кривизну поверхности;

k' обозначает коническую константу;

a₂' - константа деформации второго порядка;

a₄' - константа деформации четвертого порядка;

a₆' - константа деформации шестого порядка; и

a_n' - константа деформации n-ного порядка, где n может равняться любому подходящему четному числу (например, 20).

[0040] Хотя уравнение (10) содержит константу деформации вплоть до n-ного порядка, настоящее изобретение предполагает, что уравнение (10) может быть ограничено константами деформации максимум 20-го порядка.

[0041] В некоторых вариантах осуществления один или несколько параметров из уравнения (10) (c', k', a₂', a₄', a₆', …, a_n') отрегулированы относительно параметров из уравнения (2) (c, k, a₂, a₄, a₆, …, a_n) для того, чтобы компенсировать расфокусирующий сдвиг Δf, как показано в уравнении (8).

[0042] Профиль передней поверхности 104 ИОЛ 100 с корректировкой хроматической аберрации (благодаря добавленной ахроматизирующей структуре), который улучшает характеристики в белом свете широкого диапазона, может быть получен путем сочетания уравнения (5) и уравнения (9) (или, в качестве альтернативы, уравнения (1)) следующим образом:

Уравнение (11).

[0043] На фиг. 3A-3C изображен профиль поверхности мультифокальной ИОЛ 100 с корректировкой хроматической аберрации (спроектированной согласно уравнению (11)), согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения. В частности, на фиг. 3A показан график зависимости сагиттального подъема (в мм) от радиуса (в мм) иллюстративной ахроматизированной мультифокальной ИОЛ 100, содержащей модифицированные дифракционные ступени 118, полученные в результате добавления вышеописанной ахроматизирующей структуры. Также на графике представлен профиль поверхности, не содержащий ахроматизирующую структуру (то же профиль, что изображен на фиг. 2A). Путем сравнения друг графиков, можно увидеть, что добавление ахроматизирующей структуры приводит к более выраженным дифракционным ступеням 118. Также, результат компенсации расфокусирующего сдвига (см. фиг (9) и соответствующее описание, приведенное выше) можно увидеть как уменьшение сагиттального подъема в области 112 дифракции профиля ахроматизированной мультифокальной поверхности. На фиг. 3B показан график, демонстрирующий только добавленную ахроматизирующую структуру g(r), определенную в уравнении (5), в то время как на фиг. 3C показан график того же профиля ахроматизированной мультифокальной поверхности, что изображен на фиг. 3A, но демонстрирующий только эффект суммарной F_{дифракционная}(r, T) и g(r).

[0044] Как описано выше, мультифокальная ИОЛ, спроектированная согласно уравнениям (1)-(3) (иллюстративный профиль поверхности которой изображен на фиг. 2A-2B), может демонстрировать продольную хроматическую аберрацию (LCA) из-за дисперсии в глазу и материале ИОЛ. Другими словами, синий свет может фокусироваться перед сетчаткой и красный свет может фокусироваться за сетчаткой. LCA такой мультифокальной ИОЛ может характеризоваться следующим образом:

Уравнение (12),

где

f _синий обозначает фокусное расстояние псевдофакичного глаза при воздействии длины волны синего света (например 400 нм); и

f _{красный} обозначает фокусное расстояние псевдофакичного глаза при воздействии длины волны красного света (например 700 нм).

[0045] При модифицировании мультифокальной конструкции посредством уравнения (11) таким образом, чтобы содержать ахроматизирующую структуру, описанную в настоящем документе, добавленная ахроматизирующая структура будет уменьшать LCA следующим образом:

Уравнение (13).

[0046] В частности, поскольку длина волны синего света меньше длины волны красного света, добавленная структура g(r) всегда дает отрицательную ΔLCA. Другими словами, добавленная структура сократит расстояние между фокальными точками синего света и фокальными точками красного света. В свою очередь, это будет эффективно сжимать белый свет широкого диапазона в фокальную точку на сетчатке. Следовательно, добавленная ахроматизирующая структура улучшает качественные характеристики изображения в белом свете широкого диапазона.

[0047] Уравнение (13) также может быть представлено следующим образом:

Уравнение (14).

Это означает, что при заданной корректировке LCA (ΔLCA), уравнение (14) может указывать, как необходимо выбирать N_hT_g.

[0048] На фиг. 4A-4D показаны графики модуляционной передаточной функции (MTF), изображающие характеристики как в белом свете, так и в зеленом свете иллюстративной ИОЛ 100 (содержащей ахроматизирующую структуру, описанную в данном документе) по сравнению с мультифокальной ИОЛ, не содержащей ахроматизирующую структуру, как для больших, так и для малых отверстий. Как изображено, ИОЛ 100 обеспечивает улучшенные характеристики в белом свете как для больших, так и для малых отверстий, одновременно по существу сохраняя характеристики в зеленом свете как для больших, так и для малых отверстий.

Следует понимать, что различные вышеописанные и другие признаки и функции или их альтернативы могут быть предпочтительным образом скомбинированы с получением множества других отличающихся систем или приложений. Также следует понимать, что различные альтернативы, модификации, вариации или улучшения, не предусмотренные или не предложенные в настоящем документе, могут быть впоследствии выполнены специалистами в данной области техники, при этом указанные альтернативы, вариации и улучшения также находятся в пределах объема следующей формулы изобретения.

Изобретение относится к области офтальмологии и касается офтальмологической линзы. Офтальмологическая линза содержит оптическую часть, имеющую переднюю поверхность, заднюю поверхность и оптическую ось. По меньшей мере одна из передней поверхности и задней поверхности имеет профиль поверхности, имеющий базовую кривизну, область рефракции, имеющую базовую кривизну, и область дифракции, содержащую дифракционный профиль, содержащий множество дифракционных ступеней. По меньшей мере часть дифракционного профиля составляет сочетание базового дифракционного профиля, образующего несколько фокальных точек для офтальмологической линзы, и ахроматизирующей структуры, которая уменьшает продольные хроматические аберрации. Технический результат заключается в улучшении изображения в белом свете широкого диапазона и получении более контрастного изображения на сетчатке. 11 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Офтальмологическая линза, содержащая

оптическую часть, имеющую переднюю поверхность, заднюю поверхность и оптическую ось, причем по меньшей мере одна из передней поверхности и задней поверхности имеет профиль поверхности, содержащий:

базовую кривизну;

область рефракции, имеющую базовую кривизну;

область дифракции, содержащую дифракционный профиль, содержащий множество дифракционных ступеней, причем по меньшей мере часть дифракционного профиля представляет собой сочетание:

базового дифракционного профиля, определяющего множество фокальных точек для офтальмологической линзы; и

ахроматизирующей структуры, уменьшающей продольные хроматические аберрации,

при этом профиль поверхности определен следующим образом:

,

причем Sag(r) определяет профиль поверхности офтальмологической линзы, не содержащей ахроматизирующей структуры, и g(r) определяет ахроматизирующую структуру,

при этом

;

;

;

;

;

r обозначает радиальное расстояние от оптической оси;

обозначает базовую кривизну;

обозначает модифицированную базовую кривизну, учитывающую сдвиг фокусной точки, вызванный ахроматизирующей структурой;

F_{дифракционная} определяет базовую дифракционную структуру;

T обозначает период базовой дифракционной структуры в пространстве r²;

r1, r2, r3, r1' и r2' обозначают места сопряжений на профиле поверхности; и

Δ₁', Δ₁'', Δ₁''' и Δ₂' являются константами,

причем

;

;

;

r обозначает радиальное расстояние от оптической оси;

T_g обозначает период ахроматизирующей структуры в пространстве r²;

r1', r2' и r3 обозначают места сопряжения на профиле поверхности;

обозначает функцию округления до ближайшего целого в меньшую сторону, где представляет собой группу целых чисел; и

h обозначает высоту ступени.

2. Офтальмологическая линза по п. 1, в которой базовая кривизна соответствует базовой оптической силе офтальмологической линзы.

3. Офтальмологическая линза по п. 1, в которой базовый дифракционный профиль содержит аподизированный дифракционный профиль.

4. Офтальмологическая линза по п. 1, в которой r1 равен нулю и r3 определяет внешний край оптической части.

5. Офтальмологическая линза по п. 1, в которой:

,

где r - радиальное расстояние от оптической оси;

c - базовая кривизна поверхности;

k - коническая константа; и

a₂, a₄, a₆ и a_n - коэффициенты второго, четвертого, шестого и n-го порядка соответственно.

6. Офтальмологическая линза по п. 5, в которой n=20.

7. Офтальмологическая линза по п. 5, в которой:

,

r обозначает радиальное расстояние от оптической оси;

c' обозначает базовую кривизну поверхности;

k' обозначает коническую константу;

a₂', a₄', a₆' и a_n' - коэффициенты второго, четвертого, шестого и n-го порядка соответственно; и

по меньшей мере одно из c ≠ c', k ≠ k', a₂ ≠ a₂', a₄ ≠ a₄', a₆ ≠ a₆', a_n ≠ a_n'.

8. Офтальмологическая линза по п. 7, в которой n=20.

9. Офтальмологическая линза по п. 1, в которой:

;

;

;

r обозначает радиальное расстояние от оптической оси;

T_g обозначает период ахроматизирующей структуры в пространстве r²;

r1', r2' и r3 обозначают места сопряжения на профиле поверхности;

обозначает функцию округления до ближайшего целого в меньшую сторону, где представляет собой группу целых чисел; и

h обозначает высоту ступени.

10. Офтальмологическая линза по п. 9, в которой:

.

11. Офтальмологическая линза по п. 9, в которой:

; или

,

причем N является целым числом.

12. Офтальмологическая линза по п. 9, в которой:

;

N_h является целым числом;

λ обозначает длину волны в конструкции;

n_ИОЛ обозначает показатель преломления офтальмологической линзы; и

n_{глазная_среда} обозначает показатель преломления глазной среды пациента.