MX2011008529A - Lentes trifocales difractivas. - Google Patents

Abstract

Se describe una lente multi-focal difractiva, que comprende un elemento óptico que tiene al menos una superficie difractiva, el perfil de superficie comprende una pluralidad de zonas concéntricas anulares; el grosor óptico del perfil de superficie cambia de forma monótona con el radio dentro de cada zona, mientras que un paso distinto en el grosor óptico de la unión entre zonas adyacentes define una altura de paso; las alturas del paso para zonas respectivas pueden diferir de una zona a otra periódicamente para adaptar las eficiencias del orden de difracción del elemento óptico; en un ejemplo de una lente trifocal, las alturas del paso alternan entre dos valores, las alturas de paso de numeración par son inferiores a las alturas de paso de numeración impar; al graficar una representación topográfica de las eficiencias de la difracción que son el resultado de dicho perfil de superficie, las alturas del paso se pueden optimizar para dirigir un nivel deseado de potencia de luz a los órdenes de difracción correspondientes a una visión cercana, intermedia y a distancia, optimizando así el rendimiento de la lente multi-foca.

Description

LENTES TRIFOCALES DIFRACTIVAS SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud de patente reivindica el beneficio de la solicitud de patente provisional U.S. No. 61/207,409, presentada el 12 de Febrero de 2009, la cual se incorpora a la presente, como referencia, en su totalidad.

CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona, de manera general, con el campo de la óptica refractiva y de la oftalmología y, más específicamente, con el diseño y la construcción de lentes infraoculares o de contacto multifocales correctoras, útiles en el tratamiento de la presbicia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Las lentes de contacto bifocales y trifocales son utilizadas comúnmente para el tratamiento de presbicia, una condición en la cual el ojo exhibe una capacidad progresivamente disminuida de enfocar objetos cercanos. Los seres humanos comienzan a padecer de presbicia debido al envejecimiento y su efecto, por lo general, se hace perceptible a una edad de 40 - 45 años, cuando ellos descubren que necesitan anteojos de lectura. Los individuos con presbicia que utilizan lentes correctoras pueden encontrar que necesitan dos prescripciones separadas, de preferencia dentro de la misma lente bifocal, una para leer (cerca) y otra para manejar (distancia) . Una lente trifocal además mejora la visión a distancias intermedias, por ejemplo, cuando se trabaja con una computadora. Una lente infraocular (IOL, por sus siglas en idioma inglés) es una lente artificial de reemplazo, que puede ser usada como una alternativa de los anteojos o de las lentes de contacto. A menudo, la IOL es implantada en el lugar de la lente natural del ojo, durante la operación de cataratas. Una lente intracorneal (ICL) es una lente artificial que se implanta en la córnea.

Los sistemas ópticos correctivos convencionales son, por lo general, lentes refractivas, lo que significa que desvian y enfocan a los rayos de luz reflejados desde un objeto, para formar una imagen enfocada del objeto en la retina. El desvio de los rayos de luz está dictado por la ley de Snell, la cual describe el grado de desvio que ocurre cuando los rayos de luz cruzan el limite entre dos materiales con índices de refracción diferentes.

Las lentes difractivas poseen una estructura repetitiva que puede ser formada en la superficie de un elemento óptico, mediante un método de fabricación tal como, por ejemplo, cortando la superficie utilizando un torno, el cual puede estar equipado con un cabezal de corte hecho de un mineral duro tal como el diamante o el zafiro; la formación de patrones por escritura directa utilizando un haz de alta energía tal como un haz láser, un haz de electrones o un método similar de ablación de superficies; el grabado de superficies utilizando un procedimiento fotolitográfico de formación de patrones; o mediante el moldeado de superficies. La estructura difractiva es, por lo general, una serie de zonas anulares concéntricas, la cual requiere que cada zona se estreche de manera progresiva desde el centro a los extremos de la lente. Puede haber, por ejemplo, 20 - 30 zonas entre el centro y el extremo de la lente. El perfil de superficie dentro de cada zona es, por lo general, una función de variación suave, tal como un arco, una parábola o una línea. En la periferia exterior de cada zona, hay una etapa o salto discreto (discret step, en idioma inglés) en el perfil de superficie vertical, midiendo la etapa o salto discreto, por lo general, una altura de entre alrededor de 0.5 - 3 micrones. La estructura de la superficie resultante actúa como una rejilla de difracción simétrica circular, la cual dispersa la luz en múltiples órdenes de difracción, teniendo cada orden de difracción un número consecutivo, cero, uno, dos y así sucesivamente.

La "eficiencia de difracción" se refiere al porcentaje de potencia de luz incidente transmitida, en el plano focal, por cada uno de los diversos órdenes de difracción comprendidos en el patrón de difracción. Si las zonas tienen áreas de superficie equivalentes y son radialmente simétricas, éstas enfocan luz de diferentes órdenes de difracción en el eje óptico de la lente, teniendo cada orden de difracción su propios focos distintos. Asi, la lente difractiva actúa como una lente multifocal, teniendo muchos focos discretos. Por ejemplo, una lente bifocal difractiva, proporciona simultáneamente imágenes nítidas en la retina de objetos a dos distancias diferentes, como así también las dos imágenes fuera de foco correspondientes . El sistema visual de los humanos posee la capacidad de seleccionar entre imágenes diferentes en la retina, permitiendo así la visión multifocal simultánea, utilizando una única lente difractiva.

Las lentes difractivas pueden ser utilizadas como lentes de contacto e IOLs para corregir la presbicia. En este tipo de aplicación, la lente comprende una superficie refractiva y una superficie difractiva. En la práctica, la energía lumínica que pasa a través de las lentes difractivas, por lo general, se concentra en uno, dos o tres órdenes de difracción y contribuye con una cantidad insignificante de energía lumínica al resto de los órdenes de difracción. Por ejemplo, con respecto a las lentes difractivas correctivas, una eficiencia de difracción alta para el orden cero connota una mejora aún mayor en la visibilidad de distancias lejanas.

La cantidad de energía óptica dirigida a cada orden de difracción se encuentra dictada por la altura de los pasos o etapas zonales. Un diseñador de lentes puede elegir, para las características de la superficie difractiva de una lente bifocal, las alturas de las pasos o etapas, de manera de introducir, por ejemplo, un cambio de fase de media longitud de onda entre zonas adyacentes, lo cual dirige alrededor del 40% de la luz incidente a un orden cero de difracción, correspondiente a la visión a distancia y un 40% al primer orden de difracción positivo, correspondiente a la visión cercana. El 20% restante de la luz incidente en la lente bifocal convencional está dirigida a otros órdenes de difracción que no son útiles para la visión.

Los diseños existentes para las lentes intraoculares y de contacto multifocales utilizan la óptica refractiva, una combinación de diseño refractivo /difractivo o lentes difractivas que dirigen la luz a un único orden de difracción. Por ejemplo, la Patente U.S. No. 5,344,447 de Swanson, revela un diseño de una IOL trifocal que mejora la visión a distancia utilizando una lente de combinación que tiene una superficie refractiva y una superficie difractiva. En este caso, cada zona difractiva, corresponde a un salto o etapa binario. Esta lente distribuye la luz de manera aproximadamente igual entre el primer orden positivo de difracción, el orden cero y el primer orden negativo de difracción. No obstante, una desventaja de esta configuración, es que el exceso de luz se dirige a órdenes de difracción más altos, reduciendo la calidad visual. Además, esta configuración hace que la potencia de la lente portadora subyacente sea más difícil de predecir, debido a que la visión a distancia está dictada por una combinación de la potencia refractiva y la potencia difractiva de la lente en orden de difracción menos uno. Ninguna de las alternativas existentes es exitosa respecto a dirigir suficiente luz al orden de difracción que corresponde a una distancia focal intermedia y, por lo tanto, las lentes de contacto y IOLs trifocales fracasan en poder actuar igualmente bien a través de todo el rango focal completo. Por ejemplo, la Patente U.S. No. 7,441,894 de Zhang y col. revela una lente infraocular trifocal que tiene zonas difractivas de áreas variables, capaces de dirigir alrededor del 25 - 28% de la luz incidente a focos cercanos y lejanos, pero que dirige solo alrededor del 10% de la luz incidente al foco intermedio.

SUMARIO DE LA INVENCION Se revela una lente multifocal difractiva que comprende un elemento óptico que tiene, al menos, una superficie difractiva, cuyo perfil de superficie comprende una pluralidad de zonas anulares concéntricas. El espesor óptico del perfil de la superficie radial cambia, de manera monótona, dentro de cada zona. En la periferia externa de cada zona, tiene lugar un paso o etapa definido de espesor óptico, cuyo tamaño se refiere aquí como "altura del paso o etapa". De acuerdo con una realización preferida, en lugar de ser iguales, las alturas de los pasos o etapas para zonas adyacentes difieren periódicamente de una zona a otra, de manera de adaptarse a las eficiencias de difracción del orden del elemento óptico. Existe un interés particular en incrementar, al menos, la eficiencia de difracción del segundo orden del elemento óptico, para lograr asi la visión a una distancia intermedia mediante lentes trifocales.

En un ejemplo de una lente trifocal, las alturas de los pasos o etapas alternan entre dos valores, siendo las alturas de los pasos o etapas pares menores que las alturas de los pasos o etapas impares. En realizaciones alternativas, las alturas de los pasos o etapas pares pueden ser más grandes que las de las alturas de los pasos o etapas impares, o las alturas de los pasos o etapas sucesivos pueden alternar entre tres o más valores. En todavía otra realización, el patrón de las alturas de los pasos o etapas cambia gradualmente desde el centro al extremo de la lente. De acuerdo con una realización de esas características, el centro de la lente es trifocal, pero se transforma progresivamente en bifocal hacia el extremo de la lente. Modelando y graficando una representación topográfica de las eficiencias de difracción resultantes de dicho perfil de superficie, los parámetros de dimensión, tales como los valores de las alturas de los pasos o etapas pueden ser seleccionados, de manera de lograr dirigir una proporción deseada de potencia de luz a los órdenes de difracción designados, optimizando asi la performance a distancia, intermedia y cercana, de la lente multifocal .

Debe de ser entendido que este resumen se proporciona como un medio para determinar, de manera general, lo que sigue en las ilustraciones y en la descripción detallada, pero que no se pretende que limite el alcance de la invención. Los objetos, características y ventajas de la invención se comprenderán fácilmente de la siguiente descripción detallada, tomada en conjunto con las ilustraciones que se acompañan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS En la Fig. 1 se muestra un lente infraocular bifocal difractiva del arte previo, disponible en el comercio.

La Fig. 2 es una vista ampliada de la superficie de la zona central de la lente infraocular bifocal difractiva del arte previo mostrada en la Fig. 1, en la cual el centro de la lente está ubicado en la esquina inferior derecha de la imagen .

La Fig. 3 es un gráfico del cambio de fase óptico, introducido mediante una lente bifocal difractiva convencional del arte previo que muestra, de manera general, alturas de pasos o etapas iguales, en función del radio, a través de cinco zonas de la lente, .

La Fig. 4 es una vista de sección transversal de un perfil de la superficie radial para una estructura de difracción de acuerdo con una realización preferida de una lente trifocal difractiva novedosa, mostrando dos alturas de pasos o etapas alternantes.

La Fig. 5 es un gráfico del cambio de fase óptico introducido mediante la estructura de difracción mostrada en la Fig. 4, como una función del radio, mostrando las alturas de pasos o etapas alternantes para cinco zonas representativas .

La Fig. 6 es una serie de gráficos topográficos en dos dimensiones, generados mediante computadora, que muestran las eficiencias de difracción que resultan de distintas las elecciones de valores para las alturas de los pasos o etapas alternantes, en el perfil de fases ópticas de la Fig. 5.

La Fig. 7 es un gráfico del cambio de fase óptico introducido mediante una estructura de difracción trifocal/bifocal graduada en función del radio, mostrando las alturas de los pasos o etapas alternantes correspondientes. Descripción Detallada de las Realizaciones de la invención La presente invención se comprenderá fácilmente mediante la siguiente descripción detallada en conjunto con las ilustraciones que se acompañan a la presente. Para facilitar esta descripción, números de referencia iguales designan elementos estructurales iguales. En la siguiente descripción, muchos detalles se establecen para proporcionar un entendimiento de las realizaciones de la invención reveladas. No obstante, revisando la revelación, resultará evidente para el experto en la técnica, que no todos los detalles revelados pueden necesarios para poner en la práctica la invención reivindicada, y que realizaciones alternativas pueden ser llevadas a cabo sin alejarse de los principios de la presente invención.

Con referencia a la Fig. 1, se muestra una lente intraocular bifocal existente 100. La lente 100 es conocida comercialmente como un implante de lente ReSTOR® y se encuentra disponible de Alcon Laboratories, Inc. de Fort orth, Texas. El implante de lente comprende un par de extensiones 101 conectadas a un elemento óptico central que tiene, al menos, una superficie óptica 102 en la cual se forma un patrón de perfil de difracción dentro de las zonas radiales. La Fig. 2 muestra una vista ampliada de la superficie óptica 102, en la cual un patrón de perfil de superficies, por lo general, radialmente simétrico, para una serie de zonas anulares concéntricas 104 presenta, en la periferia exterior de cada zona, un paso o etapa discreto 106, que tiene una altura de paso o etapa 108. Los anchos de las zonas 104, por lo general, disminuyen desde el centro hacia el borde de la lente 100, de manera que la anchura de la zona central 110 puede ser significativamente más ancha que la de la zona del borde 112. Las zonas de anchuras diferentes, de preferencia, representan áreas de igual superficie. En general, si la altura del paso o etapa 108 introduce un retraso de fase de 2n, resulta una lente de potencia única, es decir, la lente tendrá un único foco; si la altura del paso o etapa 108 introduce un retraso de fase que no es igual a un múltiplo de 2n, resulta una lente bifocal .

La Fig. 3 muestra un perfil radial 120 del cambio de fase óptico que experimenta una onda de luz incidente cuando pasa a través de la lente difractiva 100. El perfil radial 120 puede ser alcanzado mediante estructuras de difracción que tengan, de manera general, elementos con forma de dientes de sierra, o mediante la variación del índice de refracción del material de la lente. La dependencia radial del cambio de fase F(G) está dada por <£(r) = 2pa? [j- r2/(2pAoFo)] (1) = ?/?? [?(?) - n' (?) ] /[?(??) - ?' (??)] , para el radio r dentro de la zona jesima (2) en la cual ?? es la longitud de onda designada, es decir, la longitud de onda en la cual ocurre un cambio de fase de 2n en cada limite de la zona; n es el índice de refracción del material de la lente; Fo es la distancia focal cuando la longitud de onda de la iluminación ? = ??; n' es el índice de refracción del material que rodea la lente; y p es un entero que representa la modulación de fase máxima como un múltiplo de 2n. La sección transversal de la superficie óptica real, correspondiente a las regiones concéntricas 104 mostradas en la Fig. 2, está relacionada con el perfil de cambio de fase radial. La altura máxima correspondiente al relieve de la superficie de la superficie óptica 102 está dado por hmax(r) = p ?? / [?(??) - n' (??) ] (3) y es típicamente de alrededor de 5 micrones.

Con referencia a la Fig. 3, elementos de perfil de fase radial 120 tienen una forma de dientes de sierra 122, caracterizados por picos agudos que tienen una punta 124 que se eleva gradualmente desde un primer valor 125, normalizado a cero, hasta un valor máximo 126 y un borde de fuga 128, el cual cae abruptamente desde el valor máximo 126 de vuelta a la altura inicial 125. El ancho del anillo central 110 corresponde al radio del primer pico y el ancho del anillo del borde 112 corresponde a la distancia entre el cuarto y el quinto pico en este ejemplo, en el cual los valores máximos 126 están asociados con alturas de pasos o etapas sustancialmente iguales. El perfil de fase radial de la Fig. 3 está producido por un perfil de superficie, cuyos elementos tienen una forma similar a dientes de sierra 122 y que tienen un perfil de espesores ópticos asociados que tienen, además, una forma similar a los dientes de sierra 122. Las lentes intraoculares bifocales existentes 100 en esta configuración, típicamente tienen eficiencias de difracción del 40% en cada uno de los órdenes de difracción cero y primero (distancias lejanas y cercanas respectivamente) , y eficiencias de difracción sustancialmente menores para órdenes de difracción más altos. Como resultado, la visión a distancia y cercana son mejoradas, pero la visión intermedia se ve limitada.

En la Fig. 4 se muestra una vista de sección transversal de un perfil de superficie física 130, de una estructura de difracción fabricada en una superficie óptica superior 102, de una lente de acuerdo con una realización preferida de la presente invención. Una superficie inferior de una lente 134, es una superficie refractiva. El ancho radial of de cada zona difractiva anular 104 disminuye desde el centro de la lente al borde de la lente, para mantener áreas iguales de las zonas difractivas. Las alturas de los pasos o etapas entre cada zona alternan entre dos valores, comenzando con la altura de paso o etapa más grandel36, para la transición entre la zona central y la primer zona anular. Una altura de paso o etapa más pequeña 138, caracteriza la transición entre la primera y la segunda zona. Este patrón alternante de alturas de pasos o etapas se repite hasta el borde de la lente.

En la Fig. 5 se muestra el perfil radiall40 del cambio de fase óptico F(G) experimentado por los rayos de luz incidentes, cuando pasan a través de una lente trifocal de difracción aumentada que tiene el perfil de superficie mostrado en la Fig. 4. Elementos de perfil radial 140 tienen una forma de dientes de sierra 141, similar a la forma de dientes de sierra 122, en la cual las zonas concéntricas están ubicadas en el mismo radio, pero donde las alturas de los pasos o etapas no son todas sustancialmente iguales. En cambio, un primer conjunto de picos 142, que tienen alturas de pasos o etapas más grandes 144, alternan con un segundo conjunto de picos 146, que tienen alturas de pasos o etapas más pequeñas 148. Estas características del perfil de fase corresponden a las alturas de los pasos o etapas del perfil de superficie 135 y 138, respectivamente. Alternando las alturas de los pasos o etapas, la potencia de la luz incidente se puede dirigir a los órdenes de difracción correspondientes a la visión a distancia, intermedia y cercana. De acuerdo con una realización preferida e emplificada más abajo, las alturas de los pasos o etapas impares son más grandes que las alturas de los pasos o etapas pares, aunque en realizaciones alternativas, utilizando la misma metodología para optimizar el diseño, lo contrario también puede ser estipulado.

En la Fig. 6 se muestran nueve gráficos topográficos generados por computadora A - I con eficiencias de difracción para la potencia de luz dirigida a los órdenes de difracción cero, primero positivo y segundo positivo. Estos órdenes de difracción representan la visión a distancia 152, visión intermedia 154 y visión cercana 156, respectivamente, para una lente multifocal difractiva que tiene un perfil de fase con dientes en forma de sierra generalizados, consistente con ambas Figs. 3 y 5, para la cual las alturas de los pasos o etapas impares y las alturas de pasos o etapas pares pueden tomar valores diferentes.

Una expresión para calcular las eficiencias de difracción para el perfil de fases de la Fig. 5 se deriva generalizando el esquema revelado en el articulo de Faklis y Morris (Dean Faklis y G. Michael Morris, "Spectral Properties of Multiorder Diffractive Lenses, " Applied Optics, Vol. 34, No. 14, 10 de mayo de 1995), cuyas secciones 1 y 2 del mismo se incorporan aquí como referencia. Faklis y Morris presentan eficiencias de difracción relevantes al perfil de fases de la Fig. 3, derivando una expresión nm para la eficiencia de difracción del orden de difracción mesimo, , mediante la expansión de la función de amplitud de transmisión de la lente difractiva como una serie de Fourier y extrayendo el coeficiente de Fourier cm. La eficiencia de difracción nm, estará dada entonces por | cm | 2. Para un perfil de fases que tiene alturas de pasos o etapas sustancialmente iguales, Faklis y Morris muestran que la eficiencia de difracción puede ser expresada como nm = [sen[n(ap - m) ] / p ( p - m) ]2. (4) Generalizado esta derivación, se puede mostrar que la eficiencia de difracción para el orden de difracción mesimo para el perfil de fases de la Fig. 5, el cual tiene dos parámetros de dimensión (por ejemplo, las alturas alternadas de los pasos o etapas) Al y A2, está dada por: ?p? (??,?,a,??, A2 ) = raíz cuadrada) ¼{sinc [n/2 (m-2Alpa) ] 2 (5) + 2(-l)m cos[n (Al - ?2)?a] sinc [p/2 (m-2Alpa) ] sinc [n/2 (m-2A2p ) ] + sinc [n/2 (m-2A2pa) ] 2}}.

Una derivación similar puede ser llevada a cabo para el diseño de lentes que tienen tres o más alturas de pasos o etapas diferentes, obteniéndose una expresión diferente análoga a (5) para el ejemplo especifico aquí descrito.

Con referencia a la Fig. 6, un gráfico de nm para m = 0 se muestra en los gráficos A, D y G; un gráfico de nm para m = +1 se muestra en los gráficos B, E y H; y un gráfico de nm para m = +2 se muestra en los gráficos C, F e I. En cada uno de los nueve gráficos, los ejes horizontales 158 representan las alturas de los pasos o etapas de los perfiles de picos con números pares, normalizados a 2n, y los ejes verticales 160 representan las alturas de los pasos o etapas de los perfiles de picos con números impares, también normalizados a 2n. Asi, cada uno de los nueve gráficos proporciona un "mapa" topográfico en el cual se pueden localizar puntos de interés marcados con una "X" correspondientes a los ejemplos de los diferentes diseños de lentes difractivas, dictados por la selección de las alturas de los pasos o etapas Al y A2. Asi, los mapas indican, mediante el sombreado en relación al punto de interés, la cantidad de potencia dirigida a cada región focal para dar como resultado proporciones diferentes de visión a distancia, intermedia y cercana. Por ejemplo, las alturas de los pasos o etapas Al y A2 pueden ser elegidas de manera que se aumenten las eficiencias de difracción de los tres focos por igual, o pueden ser elegidas de manera que la eficiencia de difracción de orden cero sea el doble que la de los órdenes primero positivo y segundo positivo, lo cual dará como resultado una mejor visión a distancia, a expensas de la visión intermedia . Las regiones sombreadas más claras en cada gráfico corresponden a un 100% de eficiencia de difracción y las regiones sombreadas más oscuras corresponden a un 0% de eficiencia de difracción. (Un conjunto de gráficos similar puede ser generado para el diseño de lentes que tienen tres o más alturas diferentes de los pasos o etapas Al, A2 y A3, de acuerdo con la expresión derivada correspondiente, de manera similar a como se hizo más arriba en (5)) Los gráficos topográficos A, B y C en la Fig. 6 ilustran un caso limitante, en el cual ambas alturas de los pasos o etapas de las fases impares y de las fases paresl26, representadas mediante las variables Al y A2, están establecidas a cero. En otras palabras, este caso representa la ausencia de un patrón de difracción de superficie, lo cual indica una lente esencialmente refractiva. Graficando el punto (0,0) en cada uno de los gráficos topográficos A, B y C se obtiene como resultado una "X" en la esquina inferior izquierda del campo topográfico. En el gráfico A, la X coincide con un punto luminoso, indicando que alrededor de un 100% de la luz es dirigida al "orden de difracción" cero (distancia) ; en los gráficos B y C, la X coincide con una región oscura indicando que, de manera sustancial, no hay luz dirigida al primer y segundo orden de difracción (intermedio y cercano) , consistente con la ausencia de patrón de difracción multifocal en este ejemplo.

En los gráficos topográficos D, E y F de la Fig. 6 se ilustra el caso limitante correspondiente a una lente de difracción bifocal convencional, que presenta el perfil que se muestra en la Fig. 3, en el cual ambas alturas de los pasos o etapas, pares e impares, 126, representadas mediante las variables Al y A2, son iguales a 0.5 * 2n. Las coordenadas del gráfico (0.5, 0.5) resultan en una "X" cercana al centro de cada gráfico. En los gráficos D y F, la X coincide con una región gris, indicando que porciones sustancialmente iguales de potencia de luz son direccionadas a los órdenes de difracción cero y segundo, correspondientes a la visión a distancia y cercana. En el gráfico E, la X coincide con una región oscura, indicando que, de manera sustancial, un 0% de la potencia de luz es direccionada al primer orden de difracción, correspondiente a la visión intermedia.

Los gráficos topográficos G, H e I en la Fig. 6 ilustran una realización preferida de la lente difractiva multipaso mostrada en la Fig. 5. En este ejemplo, a las alturas de los pasos o etapas impares 136 se les asigna un valor 0.7 * 2n y a las alturas de los pasos o etapas pares 138 se les asigna un valor 0.3 * 2n, para alcanzar resultados óptimos. La razón para asignar estos valores pueden ser apreciados graficando el punto (0.3, 0.7) en cada uno de los gráficos topográficos G, H e I, lo cual da como resultado una "X" en el cuadrante superior izquierdo de cada gráfico. En cada uno de los gráficos, la X coincide con una región sombreada gris claro, indicando por el valor de la escala de grises que la potencia de luz está dirigida igualmente en cada uno de los órdenes de difracción cero, primero y segundo. Asi, la visión a distancia, intermedia y cercana se encuentren todas igualmente mejoradas.

Un ejemplo de diseño más complejo, para el cual un perfil de fase gradualmente decreciente se muestra en la Fig. 7, provee una porción trifocal en el centro de la lente, progresando a una lente bifocal en el borde de la lente. De acuerdo con esta realización, un par de alturas de pasos o etapas alternantes disminuyen de manera monótona desde los primeros valores prescriptos 166 y 168 en el centro de la lente a unos segundos valores prescriptos 170 y 172 en el borde de la lente. Por ejemplo, los valores de altura de los pasos o etapas Al y A2 pueden ser seleccionados para ser, respectivamente, 0.3? y 0.7 ? en el centro de la lente y 0.1 ? y 0.45 ? en el borde de la lente. Una lente trifocal fabricada de acuerdo con dicho diseño podría proveer una visión a distancia, intermedia y cercana mejorada, a una persona que tenga pupilas pequeñas y favorecería la visión a distancia e intermedia a una persona con pupilas grandes, reduciendo de manera gradual la visión cercana para pupilas grandes. Visualmente, esto permitiría a una persona manejar, ver un monitor de computación y leer en condiciones de iluminación brillante, mientras que bajo condiciones de oscuridad, cuando no se necesita leer, permitiría a la persona manejar y ver el tablero de instrumentos más claramente.

Aunque algunas realizaciones han sido ilustradas y descritas en la presente, será apreciado por aquellos expertos en la materia que una gran variedad de realizaciones o implementaciones , alternativas o equivalentes, calculadas para alcanzar los mismos objetivos, podrían sustituir a las realizaciones ilustradas y descritas, sin apartarse del alcance de la presente invención. Aquellos expertos en la materia apreciarán fácilmente que las realizaciones de acuerdo con la presente invención pueden ser implementadas en una gran variedad de maneras. Asi, se pretende que esta solicitud cubra cualquier adaptación o variación de las realizaciones discutidas en la presente.

Los términos y expresiones que han sido empleados en las especificaciones anteriores son usadas en la presente como términos de la descripción y no como limitación, y no se pretende, en el uso de dichos términos y expresiones, excluir equivalentes de las características mostradas y descritas o las porciones de las mismas, reconociendo que el alcance de la invención se encuentra definido y limitado solamente por las reivindicaciones que se adjuntan a continuación.

Claims (24)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Una lente difractiva multifocal que comprende un elemento óptico que tiene una primera superficie óptica que tiene un perfil de superficie que comprende una pluralidad de zonas anulares concéntricas, en donde el espesor óptico de la lente cambia de manera monótona dentro de cada zona, donde un paso o etapa de espesor óptico definido tiene lugar en la unión entre las zonas, donde la altura de los pasos o etapas difiere entre, por lo menos, algunas zonas adyacentes, y en donde el patrón de diferencias de las alturas de las etapas o pasos entre dos o más zonas adyacentes se repite periódicamente desde el centro al borde de la lente, de manera de adaptar las eficiencias de difracción del elemento óptico .

2. La lente de la reivindicación 1, en donde las alturas de los pasos o etapas de las zonas numeradas pares son mayores que las alturas de los pasos o etapas de las zonas numeradas como impares.

3. La lente de la reivindicación 2, en donde la diferencia en alturas de los pasos o etapas entre dos zonas adyacentes, cambia de manera gradual desde el centro hasta el borde de la lente.

4. La lente de la reivindicación 1, en donde las alturas de los pasos o etapas de las zonas numeradas pares son menos que las alturas de los pasos o etapas de las zonas numeradas impares.

5. La lente de la reivindicación 4, en donde la diferencia en las alturas de los pasos o etapas entre dos zonas adyacentes cambia de manera gradual desde el centro hasta el borde de la lente.

6. La lente de la reivindicación 1, en donde las alturas de los pasos o etapas de, por lo menos, tres zonas radiales sucesivas, difieren una de la otra.

7. La lente de la reivindicación 6, en donde las tres o más alturas de los pasos o etapas cambian de manera gradual desde el centro hasta el borde de la lente.

8. La lente de la reivindicación 1, en donde las alturas de los pasos o etapas son elegidos de manera que las eficiencias de difracción de, por lo menos, los órdenes de difracción cero, primero positivo y segundo positivo, sean sustancialmente iguales.

9. La lente de la reivindicación 1, en donde las eficiencias de difracción de, por lo menos, los órdenes de difracción cero, primero positivo y segundo positivo tienen, una con la otra, una proporción seleccionada.

10. La lente de la reivindicación 1, en donde el área proyectada de cada zona consecutiva es sustancialmente constante .

11. La lente de la reivindicación 1, en donde la altura del perfil de la superficie radial de cada zona forma un arco .

12. La lente de la reivindicación 1, en donde la altura del perfil de la superficie radial de cada zona aumenta de manera sustancialmente lineal.

13. La lente de la reivindicación 1, que además comprende una segunda superficie óptica que se encuentra separada de la primera superficie óptica.

14. La lente de la reivindicación 1, en donde la diferencia de alturas de los pasos o etapas entre dos zonas adyacentes cambia, de manera gradual, desde el centro hasta el borde de la lente.

15. La lente de la reivindicación 1, adaptada para ser utilizada como una lente de contacto.

16. La lente de la reivindicación 1, adaptada para ser implantada quirúrgicamente como una lente intraocular.

17. La lente de la reivindicación 1, en donde la lente comprende un implante intracorneal .

18. Un método para hacer una lente multifocal difractiva, que comprende: modelar un elemento óptico que tiene un patrón de perfil de superficie periódico; calcular a partir del modelo una distribución de eficiencias de difracción para la luz propagada a través del elemento óptico modelado; seleccionar los parámetros de dimensión de acuerdo con la distribución de eficiencias de difracción, de manera de alcanzar las eficiencias de difracción deseadas para, al menos, tres órdenes de difracción correspondientes de la lente; y formar en la superficie de un sustrato óptico el patrón del perfil de superficie periódico, incluyendo los parámetros de dimensión seleccionados.

19. El método de la reivindicación 18, en donde los parámetros de dimensión son seleccionados de manera de producir una pluralidad de alturas diferentes de pasos o etapas en el perfil de superficie.

20. El método de la reivindicación 18, en donde formar el patrón de perfil de superficie comprende dar forma a una superficie del elemento óptico, utilizando un torno.

21. El método de la reivindicación 18, en donde formar el patrón de perfil de superficie comprende dar forma a una superficie del elemento óptico, utilizando un molde.

22. El método de la reivindicación 18, en donde formar el patrón de perfil de superficie comprende dar forma a una superficie del elemento óptico, utilizando un haz de energía.

23. El método de la reivindicación 18, en donde formar el patrón de perfil de superficie comprende dar forma a una superficie del elemento óptico, mediante grabado.

24. El método de la reivindicación 18, en donde formar el patrón del perfil de superficie, comprende dar forma a una superficie del elemento óptico mediante ablación de la superficie .