ES2944911T3 - Filtrado selectivo de longitudes de onda de luz de alto rendimiento que proporciona una mayor sensibilidad al contraste - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a sistemas oftálmicos que comprenden un filtro de longitud de onda de luz selectivo, en el que dicho filtro selectivo proporciona una sensibilidad de contraste mejorada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Filtrado selectivo de longitudes de onda de luz de alto rendimiento que proporciona una mayor sensibilidad al contraste

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La radiación electromagnética procedente del sol bombardea continuamente la atmósfera terrestre. La luz es una radiación electromagnética que viaja en ondas. El espectro electromagnético incluye ondas de radio, ondas milimétricas, microondas, infrarrojos, luz visible, ultravioleta (UVA y UVB), rayos X y rayos gamma. El espectro de luz visible incluye la longitud de onda de luz visible más larga, de aproximadamente 700 nm, y la más corta, de aproximadamente 400 nm (nanómetros o 10-9 metros). Las longitudes de onda de la luz azul caen en el intervalo aproximado de 400 nm a 500 nm. En cuanto a las bandas ultravioletas, las longitudes de onda UVB van de 290 nm a 320 nm, y las UVA, de 320 nm a 400 nm. Los rayos gamma y X constituyen las frecuencias más altas de este espectro y son absorbidos por la atmósfera. El espectro de longitudes de onda de la radiación ultravioleta (UVR) es de 100-400 nm. La mayoría de las longitudes de onda de los rayos UVR son absorbidas por la atmósfera, excepto en las zonas de destrucción del ozono estratosférico. En los últimos 20 años, se ha documentado un agotamiento de la capa de ozono debido principalmente a la contaminación industrial. El aumento de la exposición a la UVR tiene amplias implicaciones para la salud pública, ya que cabe esperar un aumento de la carga de enfermedades oculares y cutáneas causadas por la UVR.

La capa de ozono absorbe longitudes de onda de hasta 286 nm, protegiendo así a los seres vivos de la exposición a las radiaciones de mayor energía. Sin embargo, estamos expuestos a longitudes de onda superiores a 286 nm, la mayor parte de las cuales entran dentro del espectro visual humano (400-700 nm). La retina humana sólo responde a la porción de luz visible del espectro electromagnético. Las longitudes de onda más cortas suponen el mayor peligro porque contienen inversamente más energía. Se ha demostrado que la luz azul es la porción del espectro visible que produce más daños fotoquímicos en las células animales del epitelio pigmentario de la retina (EPR). La exposición a estas longitudes de onda se ha denominado peligro de la luz azul porque el ojo humano las percibe como azules.

En general, se cree que las cataratas y la degeneración macular son el resultado de daños fotoquímicos en el cristalino intraocular y la retina, respectivamente. También se ha demostrado que la exposición a la luz azul acelera la proliferación de las células del melanoma uveal. Los fotones más energéticos del espectro visible tienen longitudes de onda entre 380 y 500 nm y se perciben como violetas o azules. La dependencia de la longitud de onda de la fototoxicidad sumada a todos los mecanismos se representa a menudo como un espectro de acción, tal como se describe en Mainster y Sparrow, "How Much Blue Light Should an IOL Transmit?" Br. J. Ophthalmol, 2003, v. 87, pp.

1523-29 y Fig. 6. En los ojos sin lente intraocular (ojos afáquicos), la luz con longitudes de onda inferiores a 400 nm puede causar daños. En los ojos fáquicos, esta luz es absorbida por la lente intraocular y, por tanto, no contribuye a la fototoxicidad retiniana; sin embargo, puede provocar la degradación óptica de la lente o cataratas.

La pupila del ojo responde a la iluminancia retiniana fotópica, en trolandias, que es el producto del flujo incidente con la sensibilidad de la retina en función de la longitud de onda y la zona proyectada de la pupila. Esta sensibilidad se describe en Wyszecki and Stiles, Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae (Wiley: Nueva York) 1982, esp. páginas 102-107.

La investigación actual apoya firmemente la premisa de que la luz visible de longitud de onda corta (luz azul) con una longitud de onda de aproximadamente 400 nm - 500 nm podría ser una causa contribuyente de la DMAE (degeneración macular relacionada con la edad). Se cree que el mayor nivel de absorción de luz azul se produce en una región en torno a los 430 nm, tal como 400 nm -460 nm. Las investigaciones sugieren además que la luz azul empeora otros factores causantes de la DMAE, tal como la herencia, el humo del tabaco y el consumo excesivo de alcohol.

Artigas et al., IVOS, junio de 2012, Vol. 53, No. 7 (Spectral Transmission of the Human Crystalline Lens in Adult and Elderly Persons: Color and Total Transmission of Visible Light) informan sobre una medición experimental de las transmisiones espectrales de los cristalinos humanos de personas adultas y ancianas.

La retina humana incluye múltiples capas. Estas capas enumeradas en orden desde la primera expuesta a cualquier luz que entre en el ojo hasta la más profunda incluyen:

1) Capa de fibras nerviosas

2) Células ganglionares

3) Capa plexiforme interna

4) Células bipolares y horizontales

5) Capa plexiforme externa

6) Fotorreceptores (bastones y conos)

7) Epitelio pigmentario de la retina (EPR)

8) Membrana de Bruch

9) Coroides

Cuando la luz es absorbida por las células fotorreceptoras del ojo (bastones y conos), las células se blanquean y dejan de ser receptivas hasta que se recuperan. Este procedimiento de recuperación de un procedimiento metabólico y se denomina "ciclo visual" Se ha demostrado que la absorción de luz azul invierte este procedimiento prematuramente. Esta inversión prematura aumenta el riesgo de daño oxidativo y se cree que conduce a la acumulación del pigmento lipofuscina en la retina. Esta acumulación se produce en la capa del epitelio pigmentario de la retina (EPR). Se cree que los agregados de materiales extracelulares denominados drusas se forman debido a las cantidades excesivas de lipofuscina.

Las investigaciones actuales indican que, a lo largo de la vida, empezando por la de un lactante, los subproductos metabólicos de desecho se acumulan dentro de la capa de epitelio pigmentario de la retina, debido a las interacciones de la luz con la retina. Este producto de desecho metabólico se caracteriza por ciertos fluoróforos, siendo uno de los más destacados el componente A2E de la lipofuscina. Los estudios in vitro de Sparrow indican que el cromóforo de lipofuscina A2E que se encuentra en el EPR se excita al máximo con luz de 430 nm. Se teoriza que se alcanza un punto de inflexión cuando una combinación de una acumulación de estos residuos metabólicos (específicamente el fluoróforo lipofuscina) ha alcanzado un cierto nivel de acumulación, la capacidad fisiológica del cuerpo humano para metabolizar dentro de la retina algunos de estos residuos han disminuido al alcanzar un cierto umbral de edad, y un estímulo de luz azul de la longitud de onda adecuada provoca la formación de drusas en la capa del EPR. Se cree que las drusas interfieren aún más con la actividad fisiológica/metabólica normal que permite que los nutrientes adecuados lleguen a los fotorreceptores, contribuyendo así a la degeneración macular asociada a la edad (DMAE). La DMAE es la principal causa de pérdida grave e irreversible de agudeza visual en Estados Unidos y el mundo occidental. Se prevé que la carga de DMAE aumente drásticamente en los próximos 20 años debido al cambio previsto en la población y al aumento general del número de personas que envejecen.

Las drusas impiden o bloquean que la capa del EPR proporcione los nutrientes adecuados a los fotorreceptores, lo que provoca daños o incluso la muerte de estas células. Para complicar aún más este procedimiento, parece que cuando la lipofuscina absorbe luz azul en grandes cantidades se vuelve tóxica, causando más daños y/o la muerte de las células del EPR. Se cree que el componente de lipofuscina A2E es responsable, al menos en parte, de la sensibilidad a la longitud de onda corta de las células del EPR. Se ha demostrado que la A2E es excitada al máximo por la luz azul; los eventos fotoquímicos resultantes de dicha excitación pueden conducir a la muerte celular. Véase, por ejemplo, Janet R. Sparrow et al., "Blue light-absorbing intraocular lens and retinal pigment epithelium protection in vitro," J. Cataract Refract. Surg. 2004, vol. 30, pp. 873-78.

Desde una perspectiva teórica, parece que ocurre lo siguiente:

1) La acumulación de residuos se produce en el epitelio pigmentario desde la infancia hasta el final de la vida.

2) La actividad metabólica de la retina y su capacidad para tratar estos residuos suelen disminuir con la edad.

3) El pigmento de la mácula suele disminuir con la edad, por lo que filtra menos luz azul.

4) La luz azul hace que la lipofuscina se vuelva tóxica. La toxicidad resultante daña las células epiteliales pigmentarias.

Las industrias de la iluminación y del cuidado de la visión disponen de normas relativas a la exposición de la visión humana a la radiación UVA y u Vb . Sorprendentemente, no existe ninguna norma de este tipo con respecto a la luz azul. Por ejemplo, en los tubos fluorescentes comunes disponibles hoy en día, la envoltura de vidrio bloquea en su mayor parte la luz ultravioleta, pero la luz azul se transmite con poca atenuación. En algunos casos, la envoltura está diseñada para mejorar la transmisión en la región azul del espectro. Estas fuentes artificiales de peligro luminoso también pueden causar lesiones oculares.

Las pruebas de laboratorio realizadas por Sparrow en Columbia University han demostrado que si se bloquea aproximadamente el 50% de la luz azul dentro del intervalo de longitud de onda de 430±30 nm, la muerte de las células del EPR causada por la luz azul puede reducirse hasta en 80%. Las gafas externas, tal como gafas de sol, gafas, gafas protectoras y lentes de contacto que bloquean la luz azul en un intento de mejorar la salud ocular se describen, por ejemplo, en la Patente de EE.UU. No. 6,955,430 a Pratt. Otros dispositivos oftálmicos cuyo objeto es proteger la retina de esta luz fototóxica son las lentes intraoculares y de contacto. Estos dispositivos oftálmicos se colocan en el camino óptico entre la luz ambiental y la retina y generalmente contienen o están recubiertos con colorantes que absorben selectivamente la luz azul y violeta.

Se conocen otras lentes que intentan disminuir la aberración cromática bloqueando la luz azul. La aberración cromática está causada por la dispersión óptica de los medios oculares, incluyendo la córnea, la lente intraocular, el humor acuoso y el humor vítreo. Esta dispersión enfoca la luz azul en un plano de imagen distinto al de la luz de longitudes de onda más largas, lo que provoca el desenfoque de la imagen a todo color. Las lentes convencionales de bloqueo azul se describen en la Patente de EE.UU. No. 6,158,862 a Patel et al., Patente de EE.UU. No. 5,662,707 de Jinkerson, Patente de EE.UU. No. 5,400,175 de Johansen y Patente de EE.UU. No. 4,878,748 de Johansen. El documento US 2005/0243272 se refiere a dispositivos oftálmicos que tienen un filtro transmisor de luz violeta altamente selectivo.

Los procedimientos convencionales para reducir la exposición a la luz azul de los medios oculares suelen ocluir completamente la luz por debajo de una longitud de onda umbral, al tiempo que reducen la exposición a la luz en longitudes de onda más largas. Por ejemplo, las lentes descritas en la Patente de EE.UU. No. 6,955,430 de Pratt transmiten menos del 40% de la luz incidente a longitudes de onda de hasta 650 nm, como se muestra en la Fig. 6 de Pratt '430. La lente de bloqueo de la luz azul divulgada por Johansen y Diffendaffer en Patente de EE.UU. No.

5,400,175 atenúa de forma similar la luz en más de un 60% en todo el espectro visible, como se ilustra en la Fig. 3 de la patente '175.

Equilibrar el intervalo y la cantidad de luz azul bloqueada puede ser difícil, ya que bloquear y/o inhibir la luz azul afecta al equilibrio del color, a la visión del color si se mira a través del dispositivo óptico y al color en el que se percibe el dispositivo óptico. Por ejemplo, las gafas de tiro son de color amarillo brillante y bloquean la luz azul. Las gafas de tiro a menudo hacen que ciertos colores sean más evidentes cuando se mira a un cielo azul, lo que permite al tirador ver antes y con mayor precisión el objeto al que apunta. Aunque esto funciona bien para las gafas de tiro, sería inaceptable para muchas aplicaciones oftalmológicas. En particular, estos sistemas oftálmicos pueden ser poco atractivos cosméticamente debido al colorante amarillo o ámbar que se produce en las lentes por el bloqueo del azul. Más concretamente, una técnica habitual para bloquear el azul consiste en tintar o teñir las lentes con un colorante bloqueador del azul, tal como BPI Filter Vision 450 o BPI Diamond Dye 500. El tintado puede realizarse, por ejemplo, sumergiendo la lente en un recipiente de tintado calentado que contenga una solución de colorante de bloqueo azul durante un periodo de tiempo predeterminado. Típicamente, la solución colorante tiene un color amarillo o ámbar y por lo tanto imparte un colorante amarillo o ámbar a la lente. Para muchas personas, la aparición de este colorante amarillo o ámbar puede resultar indeseable desde el punto de vista estético. Además, el colorante puede interferir con la percepción normal del color de un usuario de lentes, dificultando, por ejemplo, la percepción correcta del color de un semáforo o de una señal.

Se han realizado esfuerzos para compensar el efecto amarillento de los filtros de bloqueo azul convencionales. Por ejemplo, las lentes de bloqueo azul se han tratado con colorantes adicionales, tal como colorantes azules, rojos o verdes, para compensar el efecto amarillento. El tratamiento hace que los colorantes adicionales se entremezclen con los colorantes azules de bloqueo originales. Sin embargo, aunque esta técnica puede reducir el amarillo en una lente con bloqueo azul, la mezcla de los colorantes puede reducir la eficacia del bloqueo azul al permitir el paso de una mayor parte del espectro de luz azul. Además, estas técnicas convencionales reducen de forma indeseable la transmisión global de longitudes de onda de luz distintas a las de la luz azul. Esta reducción no deseada puede, a su vez, provocar una disminución de la agudeza visual del usuario de las lentes.

Se ha descubierto que el bloqueo azul convencional reduce la transmisión visible, lo que a su vez estimula la dilatación de la pupila. La dilatación de la pupila aumenta el flujo de luz hacia las estructuras internas del ojo, inlcuyendo la lente intraocular y la retina. Dado que el flujo radiante que llega a estas estructuras aumenta como el cuadrado del diámetro de la pupila, una lente que bloquee la mitad de la luz azul pero que, con una transmisión visible reducida, relaje la pupila de 2 mm a 3 mm de diámetro, aumentará en realidad la dosis de fotones azules a la retina en 12,5%. La protección de la retina frente a la luz fototóxica depende de la cantidad de esta luz que incide en la retina, que depende de las propiedades de transmisión de los medios oculares y también de la apertura dinámica de la pupila. Los trabajos realizados hasta la fecha no se han pronunciado sobre la contribución de la pupila a la profilaxis de la luz azul fototóxica.

Otro problema del bloqueo azul convencional es que puede degradar la visión nocturna. La luz azul es más importante para el nivel de poca luz o visión escotópica que para la luz brillante o visión fotópica, un resultado que se expresa cuantitativamente en los espectros de sensibilidad luminosa para la visión escotópica y fotópica. Las reacciones fotoquímicas y oxidativas hacen que la absorción de luz de 400 a 450 nm por el tejido de la lente intraocular aumente de forma natural con la edad. Aunque el número de fotorreceptores de bastón de la retina responsables de la visión con poca luz también disminuye con la edad, el aumento de la absorción por la lente intraocular es importante para degradar la visión nocturna. Por ejemplo, la sensibilidad visual escotópica se reduce en 33% en una lente intraocular de 53 años y en 75% en una de 75 años. La tensión entre la protección de la retina y la sensibilidad escotópica se describe con más detalle en Mainster y Sparrow, "How Much Light Should and IOL Transmit?" Br. J. Ophthalmol, 2003, v. 87, pp. 1523-29.

Los enfoques convencionales para el bloqueo azul también pueden incluir filtros de corte o de paso alto para reducir a cero la transmisión por debajo de una longitud de onda azul o violeta especificada. Por ejemplo, toda la luz por debajo de una longitud de onda umbral puede bloquearse por completo o casi por completo. Por ejemplo, Solicitud de Patente de Publicación de EE.UU. No. 2005/0243272 a Mainster y Mainster, "Intraocular Lenses Should Block UV Radiation and Violet but not Blue Light," Arch. Ophthal. v. 123, p. 550 (2005) describe el bloqueo de toda la luz por debajo de una longitud de onda umbral comprendida entre 400 y 450 nm. Este bloqueo puede ser indeseable, ya que al desplazarse el borde del filtro de paso largo hacia longitudes de onda más largas, la dilatación de la pupila actúa aumentando el flujo total. Como se ha descrito anteriormente, esto puede degradar la sensibilidad escotópica y aumentar la distorsión cromática.

El documento US 2005/0018131 A1 describe una lente para gafas de protección que comprende un filtro rugoso formado como un recubrimiento transparente con un perfil de índice de refracción que varía incrementalmente a lo largo de su anchura, dispuesto para proporcionar un perfil de transmisión de luz equilibrado en el que se absorbe sustancialmente el 100% de la luz UV-A&B hasta al menos 400 nm. El documento US 6.145.984 describe una lente polarizada que mejora el color. El documento US 2006/0252844 A1 describe polímeros filtrantes de luz ultravioleta, violeta y azul para aplicaciones oftálmicas. El documento US 2003/0193643 A1 describe una lente de bloqueo azul para gafas de protección. "Optical Coating Technology" por Ph. W. Baumeister analiza, entre otras cosas, los recubrimientos antirreflectantes para gafas.

Recientemente se ha producido un debate en el campo de las lentes intraoculares (LIO) en relación con el bloqueo adecuado de la luz UV y azul, manteniendo al mismo tiempo una visión fotópica, escotópica, del color y los ritmos circadianos aceptables.

En vista de lo anterior, existe la necesidad de un sistema oftálmico que pueda proporcionar uno o más de los siguientes:

1) Bloqueo azul con un nivel aceptable de protección contra la luz azul

2) Cosméticos de color aceptable, es decir, que es percibido como mayoritariamente de color neutro por alguien que observa el sistema oftálmico cuando lo lleva puesto un usuario.

3) Percepción del color aceptable para un usuario. En particular, existe la necesidad de un sistema oftálmico que no perjudique la visión cromática del usuario y, además, que los reflejos de la superficie posterior del sistema en el ojo del usuario estén a un nivel que no sea molesto para el usuario.

4) Nivel aceptable de transmisión de luz para longitudes de onda distintas de la luz azul. En particular, existe la necesidad de un sistema oftálmico que permita el bloqueo selectivo de las longitudes de onda de la luz azul y, al mismo tiempo, transmita más del 80% de la luz visible.

5) Visión fotópica, visión escotópica, visión cromática y/o ritmos circadianos aceptables.

Esta necesidad existe porque cada vez hay más datos que apuntan a la luz azul como uno de los posibles factores que contribuyen a la degeneración de la mácula (la principal causa de ceguera en el mundo industrializado) y también a otras enfermedades de la retina.

BREVE SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema oftálmico de acuerdo con la reivindicación 1. A continuación se exponen diversos ejemplos y sistemas ejemplares, que no entran dentro del texto de las reivindicaciones, para mejorar la comprensión de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las FIGS. 1A y 1B muestran ejemplos de un sistema oftálmico que incluye un componente posterior de bloqueo del azul y un componente anterior de equilibrado del color.

La FIG. 2 muestra un ejemplo de utilización de un colorante resistente para formar un sistema oftálmico. La FIG. 3 ilustra un sistema ejemplar con un componente de bloqueo del azul y un componente de equilibrado del color integrados en una lente oftálmica transparente o mayoritariamente transparente.

La FIG. 4 ilustra un sistema oftálmico ejemplar formado utilizando un recubrimiento en molde.

La FIG. 5 ilustra la unión de dos componentes oftálmicos.

La FIG. 6 ilustra sistemas oftálmicos ejemplares que utilizan recubrimiento antirreflectantes.

Las FIGS. 7A-7C ilustran diversas combinaciones ejemplares de un componente bloqueador del azul, un componente equilibrante del color y un componente oftálmico.

Las FIGS. 8A y 8B muestran ejemplos de un sistema oftálmico que incluye un componente multifuncional de bloqueo del azul y equilibrado del color.

La FIG. 9 muestra una referencia de colores observados que corresponden a diversas coordenadas CIE. La FIG. 10 muestra la transmisión del colorante absorbente GENTEX E465.

La FIG. 11 muestra la absorbancia del colorante absorbente GENTEX E465.

La FIG. 12 muestra la transmitancia de un sustrato de policarbonato con una concentración de colorante adecuada para absorber en el intervalo de 430 nm.

La FIG. 13 muestra la transmitancia en función de la longitud de onda de un sustrato de policarbonato con recubrimiento antirreflectante.

La FIG. 14 muestra el diagrama de color de un sustrato de policarbonato con un recubrimiento antirreflectante. La FIG. 15 muestra la transmitancia en función de la longitud de onda de un sustrato de policarbonato sin recubrimiento y de un sustrato de policarbonato con un recubrimiento antirreflectante en ambas superficies. La FIG. 16 muestra la transmitancia espectral de una capa de 106 nm de TiO₂ sobre un sustrato de policarbonato.

La FIG. 17 muestra el diagrama de color de una capa de 106 nm de TiO₂ sobre un sustrato de policarbonato. La FIG. 18 muestra la transmitancia espectral de una capa de 134 nm de TiO₂ sobre un sustrato de policarbonato.

La FIG. 19 muestra el diagrama de color de una capa de 134 nm de TiO₂ sobre un sustrato de policarbonato. La FIG. 20 muestra la transmitancia espectral de un recubrimiento AR modificado adecuado para equilibrar el color de un sustrato que tiene un colorante absorbente azul.

La FIG. 21 muestra el diagrama de color de un recubrimiento AR modificado adecuado para equilibrar el color de un sustrato que tiene un colorante absorbente azul.

La FIG. 22 muestra la transmitancia espectral de un sustrato que tiene un colorante absorbente azul.

La FIG. 23 muestra el diagrama de color de un sustrato que tiene un colorante absorbente azul.

La FIG. 24 muestra la transmitancia espectral de un sustrato que tiene un colorante absorbente azul y un recubrimiento posterior AR.

La FIG. 25 muestra el trazado de color de un sustrato que tiene un colorante absorbente azul y un recubrimiento AR posterior.

La FIG. 26 muestra la transmitancia espectral de un sustrato con un colorante absorbente azul y recubrimientos AR en las superficies anterior y posterior.

La FIG. 27 muestra el diagrama de color de un sustrato con un colorante absorbente azul y recubrimientos AR en las superficies frontal y posterior.

La FIG. 28 muestra la transmitancia espectral de un sustrato que tiene un colorante absorbente azul y un recubrimiento AR que equilibra el color.

La FIG. 29 muestra el diagrama de color de un sustrato que tiene un colorante absorbente azul y un recubrimiento AR que equilibra el color.

La FIG. 30 muestra un dispositivo oftálmico ejemplar que comprende una película.

La FIG. 31 muestra la característica de transmisión óptica de una película ejemplar.

La FIG. 32 muestra un sistema oftálmico ejemplar que comprende una película.

La FIG. 33 muestra un sistema ejemplar que comprende una película.

La FIG. 34A y B muestran el diámetro y el área pupilares, respectivamente, en función de la iluminancia del campo.

La FIG. 35 muestra el espectro de transmisión de una película dopada con colorante de perileno, donde el producto de la concentración y la longitud del trayecto da una transmisión del 33% aproximadamente a 437 nm.

La FIG. 36 muestra el espectro de transmisión de una película de acuerdo con la presente invención con una concentración de perileno aproximadamente 2,27 veces superior a la ilustrada en la figura anterior.

La FIG. 37 muestra un espectro de transmisión ejemplar para una pila de seis capas de SiO² y ZrO².

La FIG. 38 muestra las coordenadas de color de referencia correspondientes a los mosaicos Munsell iluminadas por una fuente de iluminación prescrita en el espacio de color (L*, a*, b*).

La FIG. 39A muestra un histograma de los cambios de color para los mosaicos de color Munsell para un filtro relacionado. La FIG. 39B muestra un cambio de color inducido por un filtro de bloqueo azul relacionado. La FIG. 40 muestra un histograma de cambios de color para un sustrato teñido con perileno de acuerdo con la presente invención.

La FIG. 41 muestra el espectro de transmisión de un sistema de acuerdo con la presente invención.

La FIG. 42 muestra un histograma que resume la distorsión del color de un dispositivo de acuerdo con la presente invención para mosaicos Munsell a la luz del día.

Las FIGS. 43A-14B muestran series representativas de espectros de reflectancia de la piel de sujetos de diferentes razas.

La FIG. 44 muestra un espectro de reflectancia de la piel ejemplar para un sujeto caucásico.

La FIG. 45 muestra los espectros de transmisión de diversas lentes.

La FIG. 46 muestra colorantes ejemplares.

La FIG. 47 muestra un sistema oftálmico con una capa dura.

La FIG. 48 muestra la transmitancia en función de la longitud de onda para un filtro selectivo con una fuerte banda de absorción alrededor de 430 nm.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Las realizaciones de la presente invención se refieren a un sistema oftálmico que bloquea eficazmente el azul y, al mismo tiempo, proporciona un producto cosméticamente atractivo, una percepción del color normal o aceptable para el usuario y un alto nivel de luz transmitida para una buena agudeza visual. Se proporciona un sistema oftálmico que puede proporcionar una transmisión media del 80% o mejor transmisión de luz visible, inhibir longitudes de onda selectivas de luz azul ("bloqueo azul"), permitir el rendimiento adecuado de la visión del color del usuario y proporcionar un aspecto de color neutro en su mayor parte a un observador que mire al usuario que lleva dicha lente o sistema de lentes. Tal y como se utiliza en el presente documento, la "transmisión promedio" de un sistema se refiere a la transmisión promedio a longitudes de onda en un intervalo, como el espectro visible. Un sistema también puede caracterizarse por la "transmisión luminosa" del sistema, que se refiere a un promedio en una gama de longitudes de onda, que se pondera de acuerdo con la sensibilidad del ojo en cada longitud de onda. Los sistemas descritos en el presente documento pueden utilizar diversos recubrimientos ópticos, películas, materiales y colorantes absorbentes para producir el efecto deseado.

Más específicamente, las realizaciones de la invención proporcionan un bloqueo azul eficaz en combinación con el equilibrio de color. "Equilibrio del color" o "color equilibrado" como se usa en el presente documento significa que el color amarillo o ámbar, u otro efecto no deseado del bloqueo azul, se reduce, contrarresta, neutraliza o compensa de otro modo para producir un resultado cosméticamente aceptable, sin reducir al mismo tiempo la eficacia del bloqueo azul. Las longitudes de onda entre 400 nm-460 nm, o cercanas, se bloquean o reducen en intensidad. Además, la transmisión de las longitudes de onda no bloqueadas se mantiene en un alto nivel de al menos 80%. Además, para un observador externo, el sistema oftálmico puede parecer claro o casi claro. Para un usuario del sistema, la percepción del color puede ser normal o aceptable.

Un "sistema oftálmico", tal como se utiliza en el presente documento, incluye lentes oftálmicas graduadas o no graduadas utilizadas, por ejemplo, para gafas claras o tintadas, gafas de sol, lentes de contacto con y sin visibilidad y/o tintado cosmético, lentes intraoculares (LIO), injertos corneales, incrustaciones corneales, incrustaciones corneales y dispositivos oftálmicos electroactivos, y puede tratarse o procesarse o combinarse con otros componentes para proporcionar las funcionalidades deseadas descritas con más detalle en el presente documento. La invención puede formularse de forma que pueda aplicarse directamente en el tejido corneal.

Tal como se utiliza en el presente documento, un "material oftálmico" es el que se utiliza habitualmente para fabricar un sistema oftálmico, tal como una lente correctora. Los materiales oftálmicos ejemplares incluyen vidrio, plásticos tal como CR-39, Trivex y materiales de policarbonato, aunque pueden utilizarse otros materiales y son conocidos para diversos sistemas oftálmicos.

Un sistema oftálmico puede incluir un componente de bloqueo azul posterior a un componente de equilibrio de color. Tanto el componente de bloqueo del azul como el componente de equilibrio del color pueden ser o formar parte de un componente oftálmico, tal como una lente. El componente posterior de bloqueo del azul y el componente anterior de equilibrado del color pueden ser capas distintas sobre o adyacentes a o cerca de una superficie o superficies de una lente oftálmica. El componente que equilibra el color puede reducir o neutralizar un colorante amarillo o ámbar del componente que bloquea el azul posterior, para producir un aspecto cosméticamente aceptable. Por ejemplo, para un observador externo, el sistema oftálmico puede parecer claro o casi claro. Para un usuario del sistema, la percepción del color puede ser normal o aceptable. Además, como los colorantes que bloquean el azul y los que equilibran el color no se entremezclan, las longitudes de onda del espectro de luz azul se bloquean o reducen en intensidad y la intensidad transmitida de la luz incidente en el sistema oftálmico es de al menos 80% para las longitudes de onda no bloqueadas.

Como se ha comentado anteriormente, se conocen técnicas para el bloqueo azul. Las técnicas conocidas para bloquear las longitudes de onda de la luz azul incluyen la absorción, la reflexión, la interferencia o cualquier combinación de las mismas. Como se ha comentado anteriormente, de acuerdo con una técnica, una lente puede teñirse/tintarse con un colorante de bloqueo azul, tal como BPI Filter Vision 450 o BPI Diamond Dye 500, en una proporción o concentración adecuadas. El tintado puede realizarse, por ejemplo, sumergiendo la lente en un recipiente de tintado calentado que contenga una solución de colorante de bloqueo azul durante un periodo de tiempo predeterminado. De acuerdo con otra técnica, se utiliza un filtro para bloquear azul. El filtro podría incluir, por ejemplo, compuestos orgánicos o inorgánicos que presenten absorción y/o reflexión de y/o interferencia con las longitudes de onda de la luz azul. El filtro podría comprender múltiples capas finas o recubrimientos de sustancias orgánicas y/o inorgánicas. Cada capa puede tener propiedades que, individualmente o en combinación con otras capas, absorben, reflejan o interfieren con la luz que tiene longitudes de onda de luz azul. Los filtros de muesca rugosos son un ejemplo de filtros de bloqueo azul. Los filtros rugosos son películas finas individuales de dieléctricos inorgánicos en los que el índice de refracción oscila continuamente entre valores altos y bajos. Fabricados mediante la codeposición de dos materiales de diferente índice de refracción (por ejemplo, SiO² y TO ² ), los filtros de rugato son conocidos por tener bandas de parada muy bien definidas para el bloqueo de longitudes de onda, con muy poca atenuación fuera de la banda. Los parámetros de construcción del filtro (periodo de oscilación, modulación del índice de refracción, número de oscilaciones del índice de refracción) determinan los parámetros de rendimiento del filtro (centro de la banda de parada, anchura de la banda de parada, transmisión dentro de la banda). Los filtros de rugato se describen con más detalle en, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. Nos. 6,984,038 y 7,066,596. Otra técnica para el bloqueo azul es el uso de pilas dieléctricas multicapa. Las pilas dieléctricas multicapa se fabrican depositando capas discretas de materiales de índice de refracción alto y bajo alternativamente. Al igual que en los filtros rugosos, los parámetros de diseño, tal como el grosor de cada capa, el índice de refracción de cada capa y el número de repeticiones de las capas, determinan los parámetros de rendimiento de las pilas dieléctricas multicapa.

El balanceo del color puede comprender impartir, por ejemplo, una proporción o concentración adecuada de tinte/colorante azul, o una combinación adecuada de tinte/colorante rojo y verde al componente de equilibrado del color, de tal manera que cuando sea visto por un observador externo, el sistema oftálmico en su conjunto tenga una apariencia cosméticamente aceptable. Por ejemplo, el sistema oftálmico en su conjunto puede parecer transparente o casi transparente.

La FIG. 1A muestra un sistema oftálmico que incluye un componente 101 de bloqueo de azul posterior y un componente 102 de balanceo de color anterior. Cada componente tiene una cara o superficie 110, 115 posterior cóncava y una cara o superficie 120, 125 anterior convexa . En el sistema 100, el componente 101 de bloqueo azul posterior puede ser o incluir un componente oftálmico, tal como una lente monofocal, una oblea o una preforma óptica. La lente monofocal, la oblea o la preforma óptica pueden estar tintadas o teñidas para bloquear el azul. El componente 102 de balanceo de color anterior puede comprender una capa colada superficial, aplicada a la lente monofocal, a la oblea o a la preforma óptica de acuerdo con técnicas conocidas. Por ejemplo, la capa de colada superficial puede fijarse o adherirse a la lente monofocal, a la oblea o a la preforma óptica utilizando luz visible o UV, o una combinación de ambas.

La capa fundida superficial puede formarse en el lado convexo de la lente monofocal, oblea o preforma óptica. Dado que la lente monofocal, la oblea o la preforma óptica se han tintado o teñidas para realizar el bloqueo azul, pueden tener un color amarillo o ámbar indeseable desde el punto de vista cosmético. En consecuencia, la capa fundida superficial puede, por ejemplo, teñirse con una proporción adecuada de tinte/colorante azul, o una combinación adecuada de tinte/colorante rojo y verde.

La capa colada superficial puede tratarse con aditivos que equilibran el color después de aplicarse a la lente monofocal, oblea o preforma óptica que ya se ha procesado para que bloquee el azul. Por ejemplo, la lente monofocal de bloqueo azul, la oblea o la preforma óptica con la capa colada superficial en su superficie convexa puede sumergirse en un bote de colorante calentado que tenga las proporciones y concentraciones adecuadas de colorantes de balanceo del color en una solución. La capa colada superficial absorberá los colorantes equilibrantes de la solución. Para evitar que la lente monofocal de bloqueo azul, la oblea o la preforma óptica absorban alguno de los colorantes de equilibrio del color, su superficie cóncava puede enmascararse o sellarse con un colorante resistente, por ejemplo, cinta adhesiva o cera u otro recubrimiento. Esto se ilustra en la FIG. 2, que muestra un sistema 100 oftálmico con un colorante 201 resistente en la superficie cóncava de la lente monofocal, oblea o preforma 101 óptica. Los bordes de la lente monofocal, la oblea o la preforma óptica pueden dejarse sin recubrir para permitir que se ajusten cosméticamente al color. Esto puede ser importante para lentes focales negativas con bordes gruesos.

La FIG. 1B muestra otro sistema 150 oftálmico en el que el componente 104 de balanceo de color anterior puede ser o incluir un componente oftálmico, tal como una lente monofocal o multifocal, una oblea o una preforma óptica. El componente 103 de bloqueo de azul posterior puede ser una capa colada superficial. Para realizar esta combinación, la superficie convexa de la lente monofocal, oblea o preforma óptica de equilibrado del color puede enmascararse con un colorante resistente, como se ha descrito anteriormente, para evitar que absorba colorantes de bloqueo azul cuando la combinación se sumerja en un bote de colorante calentado que contenga una solución de colorante de bloqueo azul. Mientras tanto, la capa colada de la superficie expuesta absorberá los colorantes de bloqueo azul.

Debe entenderse que la capa de colada superficial podría utilizarse en combinación con una lente, oblea o preforma óptica multifocal, en lugar de monofocal. Además, la capa de colada superficial podría utilizarse para añadir potencia a una lente monofocal, oblea o preforma óptica, incluyendo la potencia multifocal, convirtiendo así la lente monofocal, oblea o preforma óptica en una lente multifocal, con una adición de tipo rayado o progresivo. Por supuesto, la capa colada superficial también podría diseñarse para añadir poca o ninguna potencia a la lente de visión única, oblea o preforma óptica.

La FIG. 3 muestra la funcionalidad de bloqueo azul y equilibrio de color integrada en un componente oftálmico. Más concretamente, en la lente 300 oftálmica , una porción 303 correspondiente a una profundidad de penetración del colorante en un componente 301 oftálmico por lo demás transparente o mayoritariamente transparente en una región posterior del mismo puede ser de bloqueo azul. Además, una porción 302, correspondiente a una profundidad de penetración del tinte en el componente 301 oftálmico, por lo demás transparente o mayoritariamente transparente, en una región frontal o anterior del mismo, puede ser de color balanceado. El sistema ilustrado en la FIG. 3 puede producirse de la siguiente manera. El componente 301 oftálmico puede, por ejemplo, ser inicialmente una lente monofocal o multifocal clara o mayoritariamente clara, una oblea o una preforma óptica. Las lentes monofocales o multifocales, obleas o preformas ópticas transparentes o casi transparentes pueden teñirse con un tinte de bloqueo azul mientras que su superficie convexa frontal se hace no absorbente, por ejemplo, enmascarándola o recubriéndola con un colorante resistente como se ha descrito anteriormente. Como resultado, una porción 303, que comienza en la superficie cóncava posterior de la lente monofocal o multifocal transparente o mayoritariamente transparente, oblea o preforma 301 óptica y se extiende hacia el interior, y que tiene funcionalidad de bloqueo del azul, puede crearse por penetración de tinte. A continuación, puede retirarse el recubrimiento antiabsorbente de la superficie convexa frontal. A continuación, puede aplicarse un recubrimiento antiabsorbente a la superficie cóncava, y la superficie convexa frontal y los bordes periféricos de la lente monofocal o multifocal, la oblea o la preforma óptica pueden teñirse (por ejemplo, por inmersión en un recipiente de colorante calentado) para balancear el color. Los colorantes que equilibran el color serán absorbidos por los bordes periféricos y una porción 302 que comienza en la superficie convexa frontal y se extiende hacia el interior, que quedó sin teñir debido al recubrimiento anterior. El orden del procedimiento anterior podría invertirse, es decir, la superficie cóncava podría enmascararse primero mientras que la porción restante se tintaría para equilibrar el color. A continuación, se podría retirar el recubrimiento y tintar para el bloqueo azul una profundidad o grosor en la región cóncava dejada sin tintar por el enmascaramiento.

Refiriéndonos ahora a la FIG. 4, puede formarse un sistema 400 oftálmico utilizando un recubrimiento en molde. Más concretamente, un componente 401 oftálmico, como una lente monofocal o multifocal, una oblea o una preforma óptica que se ha teñido/tintado con un tinte de bloqueo azul adecuado, un colorante u otro aditivo, puede balancearse en color mediante la colada de la superficie utilizando un recubrimiento 403 tintado en el molde. El recubrimiento 403 en molde, que comprende un nivel adecuado y/o mezclas de colorantes de balanceo del color, puede aplicarse al molde de superficie convexa (es decir, un molde, no mostrado, para aplicar el recubrimiento 403 a la superficie convexa del componente 401 oftálmico). Un monómero 402 incoloro puede rellenarse y curarse entre el recubrimiento 403 y el componente 401 oftálmico. El procedimiento de curado del monómero 402 hará que el recubrimiento en molde que balancea el color se transfiera a la superficie convexa del componente 401 oftálmico. El resultado es un sistema oftálmico de bloqueo azul con un recubrimiento superficial que balancea el color. El recubrimiento en molde puede ser, por ejemplo, un recubrimiento antirreflectante o un recubrimiento duro convencional.

Refiriéndose ahora a la FIG. 5, un sistema 500 oftálmico puede comprender dos componentes oftálmicos, uno que bloqueé el azul y otro que balanceé el color. Por ejemplo, un primer componente 501 oftálmico podría ser una lente multifocal de visión sencilla o de superficie cóncava, una oblea o una preforma óptica, teñida/tintada con el colorante de bloqueo azul adecuado para lograr el nivel deseado de bloqueo azul. Un segundo componente 503 oftálmico podría ser una lente multifocal frontal de visión única o de superficie convexa, oblea o preforma óptica, unida o fijada a la lente multifocal posterior de visión única o de superficie cóncava, oblea o preforma óptica, por ejemplo utilizando un adhesivo 502 curable UV o visible. La lente monofocal o multifocal de superficie convexa, la oblea o la preforma óptica delantera pueden balancearse cromáticamente antes o después de su unión con la lente monofocal o multifocal de superficie cóncava, la oblea o la preforma óptica trasera. Si se desea, la lente multifocal de superficie convexa o monofocal, la oblea o la preforma óptica pueden balancearse en color, por ejemplo, mediante las técnicas descritas anteriormente. Por ejemplo, la lente multifocal de una sola visión o de superficie cóncava, la oblea o la preforma óptica puede enmascararse o recubrirse con un colorante resistente para evitar que absorba los colorantes que balancean el color. A continuación, las porciones trasera y delantera unidas pueden colocarse juntas en un bote de colorante calentado que contenga una solución adecuada de colorantes de balanceo, permitiendo que la porción delantera absorba los colorantes de balanceo.

Cualquiera de los sistemas descritos anteriormente puede combinarse con uno o más componentes antirreflectantes (AR). Esto se muestra en la FIG. 6, a modo de ejemplo, para las lentes 100 y 150 oftálmicas mostradas en las FIGs.

1A y 1B. En la FIG. 6, se aplica un primer componente 601 AR, por ejemplo un recubrimiento, a la superficie cóncava del elemento 101 de bloqueo azul posterior , y un segundo componente 602 AR a la superficie convexa del componente 102 de balanceo de color . Del mismo modo, un primer componente 601 AR se aplica a la superficie cóncava del componente 103 de bloqueo azul posterior , y un segundo componente 602 AR se aplica a la superficie convexa del componente 104 de balanceo de color .

Las FIGS. 7A-7C muestran otros sistemas ejemplares que incluyen un componente de bloqueo del azul y un componente de balanceo del color. En FIG. 7A, un sistema 700 oftálmico incluye un componente 703 de bloqueo azul y un componente 704 de balanceo de color que se forman como recubrimientos o capas adyacentes, pero distintos, sobre o adyacentes a la superficie anterior de una lente 702 oftálmica transparente o mayoritariamente transparente. El componente 703 de bloqueo azul es posterior al componente 704 de balanceo de color . Sobre o adyacente a la superficie posterior de la lente oftálmica transparente o mayoritariamente transparente, puede formarse un recubrimiento AR u otra capa 701. Otro recubrimiento o capa 705 AR puede formarse sobre o adyacente a la superficie anterior de la capa 704 de balanceo de color.

En la FIG. 7B, el componente 703 de bloqueo azul y el componente 704 de balanceo de color están dispuestos en la superficie posterior de la lente 702 oftálmica transparente o mayoritariamente transparente, o adyacentes a la superficie posterior. De nuevo, el componente 703 de bloqueo azul es posterior al componente 704 de balanceo de color. Un componente 701 AR puede estar formado sobre o adyacente a la superficie posterior del componente 703 de bloqueo azul. Otro componente 705 AR puede estar formado sobre o adyacente a la superficie anterior de la lente 702 oftálmica transparente o mayoritariamente transparente.

En la FIG. 7C, el componente 703 de bloqueo azul y el componente 704 de balanceo de color están dispuestos en o adyacentes a las superficies posterior y anterior, respectivamente, de la lente 702 oftálmica transparente . De nuevo, el componente 703 de bloqueo azul es posterior al componente 704 de balanceo de color. Un componente 701 AR puede estar formado en o adyacente a la superficie posterior del componente 703 de bloqueo azul, y otro componente 705 AR puede estar formado en o adyacente a la superficie anterior del componente 704 de balanceo de color.

Las FIGs. 8A y 8B muestran un sistema 800 oftálmico en el que la funcionalidad tanto para bloquear las longitudes de onda de la luz azul como para realizar el balanceo de color puede combinarse en un único componente 803. Por ejemplo, el componente de funcionalidad combinada puede bloquear las longitudes de onda de la luz azul y reflejar también algunas longitudes de onda verdes y rojas, neutralizando así el azul y eliminando la aparición de un color dominante en la lente. El componente 803 de funcionalidad combinada puede disponerse sobre o adyacente a la superficie anterior o posterior de una lente 802 oftálmica transparente. La lente 800 oftálmica puede incluir además un componente 801 AR en la superficie anterior o posterior de la lente 802 oftálmica transparente o adyacente a ella.

Para cuantificar la eficacia de un componente de balanceo del color, puede ser útil observar la luz reflejada y/o transmitida por un sustrato de un material oftálmico. La luz observada puede caracterizarse por sus coordenadas CIE para indicar el color de la luz observada; comparando estas coordenadas con las coordenadas CIE de la luz incidente, es posible determinar cuánto se ha desplazado el color de la luz debido a la reflexión/transmisión. La luz blanca tiene unas coordenadas CIE de (0,33, 0,33). Por lo tanto, cuanto más se acerquen las coordenadas CIE de una luz observada a (0,33, 0,33), más "blanca" le parecerá a un observador. Para caracterizar el desplazamiento o el balanceo del color realizado por una lente, se puede dirigir luz blanca (0,33, 0,33) a la lente y observar la CIE de la luz reflejada y transmitida. Si la luz transmitida tiene un CIE de aproximadamente (0,33, 0,33), no habrá cambio de color y los objetos observados a través de la lente tendrán un aspecto natural, es decir, el color no cambiará en relación con los objetos observados sin la lente. Del mismo modo, si la luz reflejada tiene un CIE de aproximadamente (0,33, 0,33), la lente tendrá un aspecto cosmético natural, es decir, no parecerá tintada para un observador que vea a un usuario de la lente o del sistema oftálmico. Por lo tanto, es deseable que la luz transmitida y reflejada tengan un CIE lo más cercano posible a (0,33, 0,33).

La FIG. 9 muestra un gráfico CIE que indica los colores observados correspondientes a diversas coordenadas CIE. Un punto de referencia 900 indica las coordenadas (0,33, 0,33). Aunque la región central del gráfico suele designarse como "blanca", algunas luces con coordenadas CIE en esta región pueden parecer ligeramente tintadas al observador. Por ejemplo, la luz con coordenadas CIE de (0,4, 0,4) parecerá amarilla a un observador. Por lo tanto, para conseguir un aspecto de color neutro en un sistema oftálmico, es deseable que la luz (0,33, 0,33) (es decir, la luz blanca) transmitida y/o reflejada por el sistema tenga unas coordenadas CIE lo más próximas posible a (0,33, 0,33) después de la transmisión/reflexión. El gráfico CIE de la FIG. 9 se utilizará aquí como referencia para mostrar los cambios de color observados con diversos sistemas, aunque las regiones etiquetadas se omitirán para mayor claridad.

Los colorantes absorbentes pueden incluirse en el material de sustrato de una lente oftálmica moldeando por inyección el colorante en el material de sustrato para producir lentes con propiedades específicas de transmisión y absorción de la luz. Estos materiales colorantes pueden absorber a la longitud de onda de pico fundamental del colorante o a longitudes de onda de resonancia más cortas debido a la presencia de una banda Soret típica de los materiales de porfirina. Los materiales oftálmicos ejemplares incluyen diversos vidrios y polímeros tales comoCR-39®, TRIVEX®, policarbonato, polimetilmetacrilato, silicona y fluoropolímeros, aunque pueden utilizarse otros materiales conocidos para diversos sistemas oftálmicos.

Sólo a modo de ejemplo, la transmitancia y absorbancia del material diurno E465 de GENTEX se muestra en las FIGS.

10-11. La absorbancia (A) se relaciona con la transmitancia (T) mediante la ecuación, A =log1ü(1/T). En este caso, la transmitancia está comprendida entre 0 y 1 (0 < T < 1). A menudo, la transmitancia se expresa en porcentaje, es decir, 0% < T < 100%. El colorante E465 bloquea las longitudes de onda inferiores a 465 y normalmente se suministra para bloquear estas longitudes de onda con alta densidad óptica (DO > 4). Existen productos similares para bloquear otras longitudes de onda. Por ejemplo, el E420 de GENTEX bloquea las longitudes de onda inferiores a 420 nm. Otros colorantes ejemplares incluyen porfirinas reivindicadas, perileno y colorantes similares que pueden absorber a longitudes de onda azules.

La absorbancia a longitudes de onda más cortas puede reducirse disminuyendo la concentración de colorante. Este y otros materiales colorantes pueden alcanzar una transmitancia de ~50% en la región de 430nm. La FIG. 12 muestra la transmitancia de un sustrato de policarbonato con una concentración de colorante adecuada para absorber en el intervalo de 430nm, y con cierta absorción en el intervalo de 420nm - 440nm. Esto se consiguió reduciendo la concentración del colorante e incluyendo los efectos de un sustrato de policarbonato. En este punto, la superficie trasera no tiene recubrimiento antirreflectante.

La concentración de colorante también puede afectar a la apariencia y al cambio de color de un sistema oftálmico. Reduciendo la concentración, pueden obtenerse sistemas con diversos grados de cambio de color. Un "cambio de color", tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a la cantidad en la que cambian las coordenadas CIE de una luz de referencia tras la transmisión y/o reflexión del sistema oftálmico. También puede ser útil caracterizar un sistema por el cambio de color que provoca el sistema debido a las diferencias en los distintos tipos de luz que se perciben típicamente como blancos (por ejemplo, luz solar, luz incandescente y luz fluorescente). Por lo tanto, puede ser útil caracterizar un sistema basándose en la cantidad en que las coordenadas CIE de la luz incidente se desplazan cuando la luz es transmitida y/o reflejada por el sistema. Por ejemplo, un sistema en el que la luz con coordenadas CIE de (0,33, 0,33) se convierte en luz con CIE de (0,30, 0,30) tras la transmisión puede describirse como causante de un desplazamiento de color de (-,03, -,03) o, más generalmente, de (±0,03, ±0,03). Así, el cambio de color causado por un sistema indica cómo la luz "natural" y los objetos vistos aparecen a un usuario del sistema. Como se describe más adelante, se han conseguido sistemas que provocan cambios de color de menos de (±0,05, ±0,05) a (±0,02, ±0,02).

Una reducción de la transmisión de longitud de onda corta en un sistema oftálmico puede ser útil para reducir la muerte celular debida a efectos fotoeléctricos en el ojo, tal como la excitación de A2E. Se ha demostrado que la reducción de la luz incidente a 430±30 nm en aproximadamente 50% puede reducir la muerte celular en aproximadamente 80%. Véase, por ejemplo, Janet R. Sparrow et al., "Blue light-absorbing intraocular lens and retinal pigment epithelium protection in vitro," J. Cataract Refract. Surg. 2004, vol. 30, pp. 873-78 .

Se cree además que la reducción de la cantidad de luz azul, tal como la luz en el intervalo de 430-460 nm, en tan sólo 5% puede reducir de manera similar la muerte celular y/o la degeneración, y por lo tanto prevenir o reducir los efectos adversos de condiciones tales como la degeneración macular atrófica relacionada con la edad.

Aunque se puede utilizar un colorante absorbente para bloquear longitudes de onda de luz no deseadas, el colorante puede producir un tinte de color en la lente como efecto secundario. Por ejemplo, muchas lentes oftálmicas que bloquean el azul tienen una coloración amarilla que suele ser indeseable y/o estéticamente desagradable. Para compensar esta coloración, puede aplicarse un recubrimiento equilibrante del color a una o ambas superficies de un sustrato que contenga el colorante absorbente.

Los recubrimientos antirreflectantes (AR) (que son filtros de interferencia) están bien establecidos dentro de la industria comercial de recubrimientos oftálmicos. Los recubrimientos suelen ser de pocas capas, a menudo menos de 10, y típicamente se utilizan para reducir la reflexión de la superficie de policarbonato a menos del 1%. Un ejemplo de tal recubrimiento sobre una superficie de policarbonato se muestra en la FIG. 13. El diagrama de color de este recubrimiento se muestra en la FIG. 14 y se observa que el color es bastante neutro. Se observó que la reflectancia total era del 0,21%. Se observó que la luz reflejada tenía unas coordenadas CIE de (0,234, 0,075); la luz transmitida tenía unas coordenadas CIE de (0,334, 0,336).

Los recubrimientos AR pueden aplicarse a ambas superficies de una lente u otro dispositivo oftálmico para lograr una mayor transmitancia. Dicha configuración se muestra en la FIG. 15 donde la línea 1510 más oscura es el policarbonato con recubrimiento AR y la línea 1520 más fina es un sustrato de policarbonato sin recubrimiento. Este recubrimiento AR proporciona un aumento del 10% en la luz total transmitida. Existe cierta pérdida natural de luz debido a la absorción en el sustrato de policarbonato. El sustrato de policarbonato utilizado para este ejemplo tiene una pérdida de transmitancia de aproximadamente el 3%. En la industria oftálmica, los recubrimientos AR suelen aplicarse a ambas superficies para aumentar la transmitancia de la lente.

En los sistemas de acuerdo con la presente invención, los recubrimientos AR u otras películas de equilibrio de color pueden combinarse con un colorante absorbente para permitir la absorción simultánea de luz de longitud de onda azul, típicamente en la región de 430 nm, y el aumento de la transmitancia. Como se ha descrito anteriormente, la eliminación de la luz en la región de 430 nm por sí sola suele dar como resultado una lente que tiene cierta colada de color residual. Para adaptar espectralmente la luz a fin de lograr una transmitancia de color neutro, al menos uno de los recubrimientos AR puede modificarse para ajustar el color general transmitido de la luz. En los sistemas oftálmicos de acuerdo con la invención, este ajuste puede realizarse en la superficie frontal de la lente para crear la siguiente estructura de lente:

Aire (más alejado del ojo del usuario) / Recubrimiento convexo anterior de la lente / Sustrato absorbente de la lente oftálmica / Recubrimiento antirreflejos cóncavo posterior /Aire (más cercano al ojo del usuario).

En una configuración de este tipo, el recubrimiento frontal puede proporcionar una adaptación espectral para compensar la dominante de color resultante de la absorción en el sustrato, además de la función antirreflectante típicamente realizada en las lentes convencionales. Por lo tanto, la lente puede proporcionar un equilibrio de color adecuado tanto para la luz transmitida como para la reflejada. En el caso de la luz transmitida, el balanceo cromático permite una visión adecuada de los colores; en el caso de la luz reflejada, el equilibrio cromático puede proporcionar la estética de lente adecuada.

En algunos casos, una película de balanceo de color puede disponerse entre dos capas de otro material oftálmico. Por ejemplo, un filtro, una película AR u otra película puede disponerse dentro de un material oftálmico. Por ejemplo, puede utilizarse la siguiente configuración:

Aire (más alejado del ojo del usuario) / material oftálmico / película / material oftálmico / aire (más cercano al ojo del usuario).

La película de balanceo del color también puede ser un recubrimiento, tal como un recubrimiento duro, aplicado a la superficie exterior y/o interior de una lente. Son posibles otras configuraciones. Por ejemplo, en referencia a la FIG. 3, un sistema oftálmico puede incluir un material 301 oftálmico dopado con un colorante que absorbe el azul y una o más capas 302, 303 de balanceo de color. En otra configuración, una capa 301 interna puede ser una capa de balanceo de color rodeada de material 302, 303 oftálmico dopado con un colorante absorbente de azul. En una o más superficies del sistema pueden disponerse capas y/o recubrimientos adicionales, como recubrimientos AR. Se entenderá cómo pueden utilizarse materiales y configuraciones similares, por ejemplo en los sistemas descritos con respecto a las FIGS. 4-8B.

Por lo tanto, las películas ópticas y/o los recubrimientos tales como los recubrimientos AR pueden utilizarse para afinar la respuesta espectral global de una lente que tenga un colorante absorbente. La variación de la transmisión en el espectro visible es bien conocida y varía en función del grosor y el número de capas del recubrimiento óptico. En la invención se pueden utilizar una o más capas para proporcionar el ajuste necesario de las propiedades espectrales.

En un sistema ejemplar, la variación de color es producida por una sola capa de ² (un material de recubrimiento AR común). La FIG. 16 muestra la transmitancia espectral de una capa única de TiO² de 106 nm de espesor. El gráfico de color de esta misma capa se muestra en la FIG. 17. Las coordenadas de color CIE (x, y) 1710 mostradas para la luz transmitida son (0,331,0,345). La luz reflejada tenía unas coordenadas CIE de (0,353, 0,251) 1720, lo que resultaba en un color rosa violáceo.

Cambiando el grosor de la capa de TO ² cambia el color de la luz transmitida como se muestra en el espectro transmitido y el gráfico de color para una capa de 134 nm, mostrado en las FIGS. 18 y 19 respectivamente. En este sistema, la luz transmitida presentaba unas coordenadas CIE de (0,362, 0,368) 1910, y la luz reflejada tenía unas coordenadas CIE de (0,209, 0,229) 1920. Las propiedades de transmisión de diversos recubrimientos AR y la predicción o estimación de las mismas son conocidas en la técnica. Por ejemplo, los efectos de transmisión de un recubrimiento AR formado por un espesor conocido de un material AR pueden calcularse y predecirse utilizando diversos programas informáticos. Algunos programas ejemplares, no limitativos, son Essential Macleod Thin Films Software disponible en Thin Film Center, Inc., TFCalc disponible en Software Spectra, Inc. y FilmStar Optical Thin Film Software disponible en FTG Software Associates. Pueden utilizarse otros procedimientos para predecir el comportamiento de un recubrimiento AR u otro recubrimiento o película similar.

En los sistemas de acuerdo con la presente invención, un colorante que absorbe el azul puede combinarse con un recubrimiento u otra película para proporcionar un sistema de bloqueo del azul y de color balanceado. El recubrimiento puede ser un recubrimiento AR en la superficie frontal que se modifica para corregir el color de la luz transmitida y/o reflejada. La transmitancia y el diagrama de color de un recubrimiento AR ejemplar se muestran en las FIGS. 20 y 21, respectivamente. Las FIGS. 22 y 23 muestran la transmitancia y el diagrama de color, respectivamente, para un sustrato de policarbonato con un colorante absorbente azul sin recubrimiento AR. El sustrato teñido absorbe con mayor intensidad en la región de 430 nm, incluyendo cierta absorción en la región de 420 - 440 nm. El sustrato teñido puede combinarse con un recubrimiento AR apropiado, como se ilustra en las FIGS. 20-21 para aumentar la transmitancia global del sistema. Se muestran la transmitancia y el diagrama de color de un sustrato teñido que tiene un recubrimiento AR posterior en las FIGS. 24 y 25, respectivamente.

También se puede aplicar un recubrimiento AR a la parte frontal de un sistema oftálmico (es decir, la superficie más alejada del ojo de un usuario del sistema), lo que da como resultado la transmitancia y el gráfico de color que se muestran en las FIGS. 26 y 27, respectivamente. Aunque el sistema presenta una alta transmisión y la luz transmitida es relativamente neutra, la luz reflejada tiene un CIE de (0,249, 0,090). Por lo tanto, para equilibrar más completamente los efectos del colorante absorbente azul, el recubrimiento frontal AR puede modificarse para lograr el equilibrio de color necesario para producir una configuración de color neutro. La transmitancia y el diagrama de colores de esta configuración se muestran en las FIGS. 28 y 29 respectivamente. En esta configuración, tanto la luz transmitida como la reflejada pueden optimizarse para lograr la neutralidad cromática. Es preferible que la luz interior reflejada sea de aproximadamente 6%. En caso de que el nivel de reflectividad resulte molesto para el usuario del sistema, el reflejo puede reducirse aún más añadiendo al sustrato de la lente un colorante absorbente diferente que absorba una longitud de onda distinta de la luz visible. Sin embargo, el diseño de esta configuración consigue un rendimiento notable y satisface la necesidad de un sistema oftálmico de bloqueo azul y color balanceado, tal como se describe en el presente documento. La transmitancia total es superior al 90% y tanto los colores transmitidos como los reflejados se aproximan bastante al punto blanco de color neutro. Como se muestra en la FIG. 27, la luz reflejada tiene un CIE de (0,334, 0,334), y la luz transmitida tiene un CIE de (0,341, 0,345), lo que indica poco o ningún cambio de color.

En algunas configuraciones, el recubrimiento antirreflectante modificado frontalmente puede diseñarse para bloquear 100% de la longitud de onda de luz azul que se desea inhibir. Sin embargo, esto puede dar lugar a un reflejo en la espalda de aproximadamente 9% a 10% para el usuario. Este nivel de reflectividad puede resultar molesto para el usuario. Así, combinando un colorante absorbente en el sustrato de la lente esta reflexión con el recubrimiento antirreflejante modificado frontalmente se puede conseguir el efecto deseado junto con una reducción de la reflectividad a un nivel bien aceptado por el usuario. La luz reflejada observada por un usuario de un sistema que incluye uno o más recubrimientos AR puede reducirse a 8% o menos, o más preferentemente 3% o menos.

La combinación de un recubrimiento AR frontal y posterior puede denominarse pila dieléctrica, y pueden utilizarse diversos materiales y grosores para alterar aún más las características transmisivas y reflectantes de un sistema oftálmico. Por ejemplo, el recubrimiento AR delantero y/o el recubrimiento AR trasero pueden estar hechos de diferentes grosores y/o materiales para conseguir un efecto de equilibrio de color concreto. En algunos casos, los materiales utilizados para crear la pila dieléctrica pueden no ser materiales utilizados tradicionalmente para crear recubrimientos antirreflectantes. Es decir, los recubrimientos que equilibran el color pueden corregir el cambio de color causado por un colorante absorbente de azul en el sustrato sin realizar una función antirreflectante.

Como se ha comentado anteriormente, los filtros que no contienen ningún colorante son otra técnica para el bloqueo azul. Por consiguiente, cualquiera de los componentes de bloqueo azul que contienen un colorante podría incluir o combinarse con filtros de bloqueo azul. Dichos filtros pueden incluir filtros rugosos, filtros de interferencia, filtros pasabanda, filtros de bloqueo de banda, filtros de muesca o filtros dicroicos.

Cualquiera de las estructuras y técnicas divulgadas anteriormente que comprenden un colorante con porfirina o derivados de porfirina puede emplearse en un sistema oftálmico de acuerdo con la presente invención para realizar el bloqueo de longitudes de onda de luz azul a 400-460 nm o cerca de 400-460 nm. En algunas realizaciones, el sistema oftálmico puede limitar la transmisión de longitudes de onda azules dentro de la gama definida anteriormente a sustancialmente 90% de las longitudes de onda incidentes. En otras realizaciones, el sistema oftálmico puede limitar la transmisión de las longitudes de onda azules dentro de la gama definida anteriormente a sustancialmente 80% de las longitudes de onda incidentes. En otras realizaciones, el sistema oftálmico puede limitar la transmisión de las longitudes de onda azules dentro de la gama definida anteriormente a sustancialmente 70% de las longitudes de onda incidentes. En otras realizaciones, el sistema oftálmico puede limitar la transmisión de las longitudes de onda azules dentro de la gama definida anteriormente a sustancialmente 60% de las longitudes de onda incidentes. En otras realizaciones, el sistema oftálmico puede limitar la transmisión de las longitudes de onda azules dentro de la gama definida anteriormente a sustancialmente 50% de las longitudes de onda incidentes. Dicho de otro modo, la atenuación por el sistema oftálmico del espectro electromagnético en las longitudes de onda de la gama especificada anteriormente será 10%; o 20%; o 30%; o 40%; o 50%;

En algunos casos puede ser particularmente deseable filtrar una porción relativamente pequeña del espectro azul, tal como la región de 400 nm - 460 nm. Por ejemplo, se ha descubierto que bloquear demasiado el espectro azul puede interferir con la visión escotópica y los ritmos circadianos. Las lentes oftálmicas convencionales de bloqueo azul suelen bloquear una cantidad mucho mayor de una amplia gama del espectro azul, lo que puede afectar negativamente al "reloj biológico" del usuario y tener otros efectos adversos. Por lo tanto, puede ser deseable bloquear una gama relativamente estrecha del espectro azul como se describe en el presente documento. Los sistemas ejemplares que filtran una cantidad relativamente pequeña de luz en un intervalo relativamente pequeño incluyen sistemas que bloquean o absorben 5-50%, 5-20% y 5-10% de la luz que tiene una longitud de onda de 400 nm - 460 nm, 410 nm 450 nm y 420 nm - 440 nm. De acuerdo con la invención, el filtro bloquea selectivamente 5 a 50% de la luz que tiene una longitud de onda de 400 nm a 460 nm.

Al mismo tiempo que las longitudes de onda de la luz azul se bloquean selectivamente como se ha descrito anteriormente, al menos 80%, al menos 85%, al menos 90% o al menos 95% de otras porciones del espectro electromagnético visual son transmitidas por el sistema oftálmico. Dicho de otro modo, la atenuación por el sistema oftálmico del espectro electromagnético en longitudes de onda fuera del espectro de la luz azul, por ejemplo, longitudes de onda distintas de las comprendidas en un intervalo en torno a 430 nm, es 20% o menos, 15% o menos, 10% o menos y, en otras realizaciones, 5% o menos. De acuerdo con la invención, el sistema oftálmico transmite al menos 80% de la intensidad luminosa de la luz que tiene una longitud de onda de 460 nm a 700 nm.

Además, las realizaciones de la presente invención pueden bloquear aún más la radiación ultravioleta de las bandas espectrales UVA y UVB, así como la radiación infrarroja con longitudes de onda superiores a 700 nm.

Cualquiera de los sistemas oftálmicos descritos anteriormente puede incorporarse a un artículo de óptica, incluyendo gafas de uso externo tales como anteojos, gafas de sol, gafas o lentes de contacto. En este tipo de gafas, como el componente bloqueador del azul de los sistemas es posterior al componente que equilibra el color, el componente bloqueador del azul estará siempre más cerca del ojo que el componente que equilibra el color cuando se lleven puestas las gafas. El sistema oftálmico también puede utilizarse en artículos de fabricación como lentes intraoculares implantables quirúrgicamente.

Varias realizaciones utilizan una película para bloquear la luz azul. La película en un sistema oftálmico o de otro tipo puede inhibir selectivamente al menos 5%, al menos 10%, al menos 20%, al menos 30%, al menos 40%, y no más de 50% de la luz azul dentro del intervalo de 400 nm - 460 nm. Tal como se utiliza en el presente documento, una película "inhibe selectivamente" una gama de longitudes de onda si inhibe al menos parte de la transmisión dentro de la gama, mientras que tiene poco o ningún efecto sobre la transmisión de longitudes de onda visibles fuera de la gama. La película y/o un sistema que incorpore la película pueden estar balanceados en color para permitir ser percibidos por un observador y/o usuario como incoloros. Los sistemas que incorporan una película de acuerdo con la presente invención pueden tener una transmisión luminosa escotópica del 85% o mejor de la luz visible, y además permiten que alguien que mire a través de la película o el sistema tenga una visión del color mayoritariamente normal.

La FIG. 30 muestra una realización ejemplar de la presente invención. Una película 3002 puede estar dispuesta entre dos capas o regiones de uno o más materiales 3001, 3003 base. Como se describe más adelante, la película puede contener un colorante que inhiba selectivamente determinadas longitudes de onda de la luz. El material o materiales de base pueden ser cualquier material adecuado para una lente, sistema oftálmico, ventana u otro sistema en el que pueda disponerse la película.

La característica de transmisión óptica de una película ejemplar se muestra en la FIG. 31 en el que se bloquea aproximadamente 50% de la luz azul en el intervalo de 430 nm ± 10 nm, al tiempo que se producen pérdidas mínimas en otras longitudes de onda del espectro visible. La transmisión mostrada en la FIG. 31 es ejemplar, y se entenderá que para muchas aplicaciones puede ser deseable inhibir selectivamente menos del 50% de la luz azul, y/o las longitudes de onda específicas inhibidas pueden variar. Se cree que en muchas aplicaciones la muerte celular puede reducirse o evitarse bloqueando menos del 50% de la luz azul. Por ejemplo, puede preferirse inhibir selectivamente aproximadamente 40%, más preferentemente aproximadamente 30%, más preferentemente aproximadamente 20%, más preferentemente aproximadamente 10%, y más preferentemente aproximadamente 5% de la luz en el intervalo de 400-460 nm. La inhibición selectiva de una menor cantidad de luz puede permitir la prevención de daños debidos a la luz de alta energía, siendo al mismo tiempo lo suficientemente mínima como para que la inhibición no afecte negativamente a la visión escotópica y/o a los ciclos circadianos en un usuario del sistema.

La FIG. 32 muestra una película 3201 incorporada a una lente 3200 oftálmica de acuerdo con la presente invención, donde está intercalada entre capas de material 3202, 3203 oftálmico . El grosor de la capa frontal de material oftálmico es, a modo de ejemplo únicamente, del orden de 200 micrómetros a 1.000 micrómetros.

Del mismo modo, FIG. 33 muestra un sistema 3300 ejemplar , como un parabrisas de automóvil, de acuerdo con la presente invención. Una película 3301 puede incorporarse al sistema 3300, donde se intercala entre capas de material 3302, 3303 base . Por ejemplo, cuando el sistema 3300 es un parabrisas de automóvil, el material 3302, 3303 base puede ser vidrio de parabrisas como se utiliza comúnmente. Se entenderá que en diversos otros sistemas, incluyendo sistemas visuales, de visualización, oftálmicos y otros, se pueden utilizar diferentes materiales de base sin apartarse del alcance de la presente invención.

En una realización, un sistema de acuerdo con la invención puede funcionar en un entorno en el que la luz visible emitida pertinente tiene un espectro muy específico. En tal régimen, puede ser deseable adaptar el efecto filtrante de una película para optimizar la luz transmitida, reflejada o emitida por el elemento. Este puede ser el caso, por ejemplo, cuando el color de la luz transmitida, reflejada o emitida es de interés primordial. Por ejemplo, cuando una película de acuerdo con la presente invención se utiliza en o con un flash de cámara o filtro de flash, puede ser deseable que el color percibido de la imagen o impresión sea lo más cercano posible al color verdadero. Como otro ejemplo, una película de acuerdo con la presente invención puede utilizarse en instrumentación para observar la parte posterior del ojo de un paciente en busca de enfermedades. En un sistema de este tipo, puede ser importante que la película no interfiera con el color verdadero y observado de la retina. Como otro ejemplo, ciertas formas de iluminación artificial pueden beneficiarse de un filtro de longitud de onda personalizada utilizando la película inventiva.

En una realización, la película inventiva puede utilizarse dentro de una lente oftálmica fotocromática, electrocrómica, o de colorante cambiable, ventana o parabrisas de automóvil. Dicho sistema puede permitir la protección contra las longitudes de onda de la luz ultravioleta, la intensidad de la luz solar directa y las longitudes de onda de la luz azul en un entorno en el que el tintado no esté activo. En esta realización, los atributos protectores de longitudes de onda de luz azul de la película pueden ser efectivos independientemente de si el tintado está activo.

En una realización, una película puede permitir la inhibición selectiva de la luz azul a la vez que se equilibra el color y tendrá 85% o más de transmisión luminosa escotópica de luz visible. Una película de este tipo puede ser útil para usos de menor transmisión luminosa, tal como gafas de conducción o deportivas, y puede proporcionar un mayor rendimiento visual debido a una mayor sensibilidad al contraste.

Para algunas aplicaciones, puede ser deseable que un sistema de acuerdo con la presente invención inhiba selectivamente la luz azul como se describe en el presente documento, y tenga una transmisión luminosa inferior a aproximadamente 85%, típicamente aproximadamente 80-85%, en todo el espectro visible. Este puede ser el caso cuando, por ejemplo, un material base utilizado en el sistema inhibe más luz en todas las longitudes de onda visibles debido a su mayor índice de refracción. Como ejemplo específico, las lentes de índice alto (por ejemplo, 1,7) pueden reflejar más luz a través de las longitudes de onda, lo que conduce a una transmisión luminosa inferior al 85%.

Para evitar, reducir o eliminar los problemas presentes en los sistemas convencionales de bloqueo azul, puede ser deseable reducir, pero no eliminar, la transmisión de luz azul fototóxica. La pupila del ojo responde a la iluminancia retiniana fotópica, en trolandias, que es el producto del flujo incidente con la sensibilidad de la retina en función de la longitud de onda y el área proyectada de la pupila. Un filtro colocado delante de la retina ya sea dentro del ojo, como en una lente intraocular, adherido al ojo, como en una lente de contacto o de sustitución de la córnea, o de otro modo en la trayectoria óptica del ojo, como en una lente de gafas, puede reducir el flujo total de luz que llega a la retina y estimular la dilatación de la pupila, y compensar así la reducción de la iluminancia del campo. Cuando se expone a una luminancia constante en el campo, el diámetro de la pupila fluctúa generalmente en torno a un valor que aumenta a medida que disminuye la luminancia.

Una relación funcional entre el área pupilar y la iluminancia de campo descrita por Moon y Spencer, J. Opt. Soc. Am. v. 33, p. 260 (1944) utilizando la siguiente ecuación para el diámetro de la pupila:

donde d está en milímetros y L es la iluminancia en cd/m2. La FIG. 34A muestra el diámetro pupilar (mm) en función de la iluminancia de campo (cd/m2). La FIG. 34B muestra el área pupilar (mm2) en función de la iluminancia del campo.

La iluminancia está definida por las normas internacionales CIE como una integración ponderada espectralmente de la sensibilidad visual sobre la longitud de onda:

donde Km' es igual a 1700,06 lm/W para la visión escotópica (nocturna), Km = 683,2 lm/W para la visión fotópica (diurna) y las funciones de eficiencia luminosa espectral V^a y V^a ' definen los observadores fotópicos y escotópicos estándar. Las funciones de eficacia luminosa V^a y V^a ' se ilustran, por ejemplo, en la Figura 9 de Michael Kalloniatis y Charles Luu, "Psychophysics of Vision", disponible en http://webvision.med.utah.edulPhych1.html, visitado por última vez el 8 de agosto de 2007 .

La interposición de un elemento oftálmico absorbente en forma de lente intraocular, de contacto o de gafas reduce la iluminancia de acuerdo con la fórmula:

donde Ta es la transmisión dependiente de la longitud de onda del elemento óptico. En la Tabla I se muestran los valores de las integrales de la ecuación 1.3 normalizados con respecto a los valores de iluminancia sin filtrar calculados a partir de la ecuación 1.2 para cada una de las lentes de bloqueo del azul de la técnica anterior.

Tabla I

Refiriéndose a la Tabla I, el filtro oftálmico según Pratt reduce la sensibilidad escotópica en 83,6% de su valor sin filtrar, una atenuación que degradará la visión nocturna y estimulará la dilatación pupilar de acuerdo con la ecuación 1.1. El dispositivo descrito por Mainster reduce el flujo escotópico en 22,5%, lo que es menos grave que el dispositivo de Pratt, pero sigue siendo significativo.

Por el contrario, una película de acuerdo con la presente invención atenúa parcialmente la luz violeta y azul utilizando elementos oftálmicos absorbentes o reflectantes, reduciendo al mismo tiempo la iluminancia escotópica en no más del 15% de su valor no filtrado. Sorprendentemente, los sistemas de acuerdo con la presente invención inhiben selectivamente una región deseada de luz azul, mientras que tienen poco o ningún efecto sobre la visión fotópica y escotópica.

En un ejemplo, perileno (C20H12, CAS # 198-55-0) se incorpora a un dispositivo oftálmico en una concentración y espesor suficientes para absorber aproximadamente dos tercios de la luz en su máximo de absorción de 437 nm. El espectro de transmisión de este dispositivo se muestra en la FIG. 35. El cambio en la iluminancia que resulta de este filtro es de sólo 3,2% en condiciones de visión escotópica y aproximadamente 0,4% en condiciones de visión fotópica, como se muestra en la Tabla I. El aumento de la concentración o del grosor del perileno en el dispositivo disminuye la transmisión en cada longitud de onda de acuerdo con la ley de Beer. La FIG. 36 muestra el espectro de transmisión de un dispositivo con una concentración de perileno 2,27 veces superior a la de FIG. 6. Aunque este dispositivo bloquea selectivamente más luz azul fototóxica que el dispositivo de la FIG. 6, reduce la iluminancia escotópica en menos de 6% y la iluminancia fotópica en menos de 0,7%. Obsérvese que la reflexión se ha eliminado de los espectros de las FIGS. 35 y 36 para mostrar sólo el efecto de la absorción por el colorante.

Los colorantes distintos del perileno pueden tener una fuerte absorción en intervalos de longitud de onda azules o aproximadamente azules y poca o ninguna absorbancia en otras regiones del espectro visible. Ejemplos de tales colorantes, ilustrados en la FIG. 46, incluyen moléculas con base en porfirina, cumarina y acridina que pueden utilizarse solas o en combinación para dar una transmisión que se reduce, pero no se elimina, a 400 nm - 460 nm. Por lo tanto, los sistemas de la presente invención utilizan colorantes basados en porfirina o derivados de porfirina. A título ilustrativo, la siguiente divulgación se refiere al perileno como colorante, que no está cubierto por el texto de las reivindicaciones.

La inserción de colorante en el camino óptico de acuerdo con las realizaciones de la presente invención puede llevarse a cabo por diversos procedimientos familiares para aquellos practicados en la técnica de la fabricación óptica. El colorante o colorantes pueden incorporarse directamente al sustrato, añadirse a un recubrimiento polimérico, impregnarse en la lente, incorporarse en una estructura laminada que incluya una capa impregnada de colorante, o como material compuesto con micropartículas impregnadas de colorante.

De acuerdo con otra realización de la invención, puede aplicarse un recubrimiento dieléctrico que sea parcialmente reflectante en las regiones espectrales violeta y azul y antirreflectante en longitudes de onda más largas. Los procedimientos para diseñar filtros ópticos dieléctricos adecuados se resumen en libros de texto tales como Angus McLeod, Thin Film Optical Filters (McGraw-Hill:NY) 1989. Un espectro de transmisión ejemplar para una pila de seis capas de SiO² y ZrO² de acuerdo con la presente invención se muestra en la FIG. 37. Remitiéndonos de nuevo a la Tabla I, se observa que este filtro óptico bloquea la luz azul y violeta fototóxica al tiempo que reduce la iluminancia escotópica en menos de 5% y la iluminancia fotópica en menos de 3%.

Aunque muchas tecnologías convencionales de bloqueo azul intentan inhibir tanta luz azul como sea posible, la investigación actual sugiere que en muchas aplicaciones puede ser deseable inhibir una cantidad relativamente pequeña de luz azul. Por ejemplo, para evitar efectos indeseables en la visión escotópica, puede ser deseable que un sistema oftálmico inhiba sólo aproximadamente 30% de la luz de longitud de onda azul (es decir, 380-500 nm), o más preferentemente sólo aproximadamente 20% de la luz azul, más preferentemente aproximadamente 10%, y más preferentemente aproximadamente 5%. Se cree que la muerte celular puede reducirse inhibiendo tan sólo 5% de la luz azul, mientras que este grado de reducción de la luz azul tiene poco o ningún efecto sobre la visión escotópica y/o el comportamiento circadiano de quienes utilizan el sistema.

Tal como se utiliza en el presente documento, una película de acuerdo con la invención que inhibe selectivamente la luz azul se describe como la inhibición de una cantidad de luz medida en relación con el sistema base que incorpora la película. Por ejemplo, un sistema oftálmico puede utilizar una base de policarbonato u otra similar para una lente. Los materiales típicamente utilizados para dicha base pueden inhibir una cantidad diversa de luz en longitudes de onda visibles. Si se añade al sistema una película bloqueadora del azul de acuerdo con la presente invención, ésta inhibe selectivamente 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, y/o 50% de las longitudes de onda azules, en el intervalo 400-460nm medido en relación con la cantidad de luz que se transmitiría a las mismas longitudes de onda en ausencia de la película.

Los sistemas y dispositivos divulgados en el presente documento pueden minimizar, y preferentemente eliminar, el cambio en la percepción del color que resulta del bloqueo azul. El color percibido por el sistema visual humano es el resultado del procesamiento neuronal de señales luminosas que inciden sobre pigmentos retinianos con diferentes características de respuesta espectral. Para describir matemáticamente la percepción del color, se construye un espacio de color integrando el producto de tres funciones de correspondencia de colores dependientes de la longitud de onda con la irradiancia espectral. El resultado son tres números que caracterizan el color percibido. Para caracterizar los colores percibidos puede utilizarse un espacio de color uniforme (L*, a*, b*), establecido por la Commission Internationale de L'eclairage (CIE), aunque también pueden emplearse cálculos similares basados en estándares de color alternativos que resulten familiares a los expertos en la técnica de la ciencia del color. El espacio de color (L*, a*, b*) define el brillo en el eje L* y el color dentro del plano definido por los ejes a* y b*. Un espacio de color uniforme tal como el definido por esta norma CIE puede ser preferible para aplicaciones computacionales y comparativas, ya que las distancias cartesianas del espacio son proporcionales a la magnitud de la diferencia de color percibida entre dos objetos. El uso de espacios de color uniformes está generalmente reconocido en la técnica, tal como se describe en Wyszecki y Stiles, Ciencia del color: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae (Wiley: Nueva York) 1982.

Un diseño óptico de acuerdo con los sistemas descritos en el presente documento puede utilizar una paleta de espectros que describen el entorno visual. Un ejemplo no exhaustivo es la paleta de colores mate Munsell, que se compone de 1.269 mosaicos de colores que se han establecido mediante experimentos psicofísicos para que sean notablemente diferentes entre sí. La irradiancia espectral de estos mosaicos se mide en condiciones de iluminación estándar. La matriz de coordenadas de color correspondiente a cada uno de estos mosaicos iluminados por una fuente de iluminación de luz diurna D65 en el espacio de color (L*, a*, b*) es la referencia para la distorsión del color y se muestra en la FIG. 38. A continuación, la irradiancia espectral de los mosaicos de color se modula mediante un filtro de bloqueo azul y se calcula un nuevo conjunto de coordenadas de color. Cada mosaico tiene un color percibido que se desplaza una cantidad correspondiente al desplazamiento geométrico de las coordenadas (L*, a*, b*). Este cálculo se ha aplicado al filtro de bloqueo azul de Pratt, en el que la distorsión media del color es de 41 unidades de diferencia apenas perceptible (JND) en el espacio (L*, a*, b*). La distorsión mínima causada por el filtro Pratt es de 19 JND, la máxima de 66 y la desviación estándar de 7 JND. En la FIG. se muestra un histograma de los cambios de color de los 1.269 mosaicos de color. 39A (arriba).

Refiriéndonos ahora a la FIG. 39B, el cambio de color inducido por el filtro de bloqueo azul Mainster tiene un valor mínimo de 6, un promedio de 19, un máximo de 34 y una desviación estándar de 6 JND.

Los ejemplos que utilizan colorante de perileno en dos concentraciones o el filtro reflectante descrito anteriormente pueden tener desplazamientos de color sustancialmente menores que los dispositivos convencionales, tanto si se miden como distorsión media, mínima o máxima, como se ilustra en la Tabla II. La FIG. 40 muestra un histograma de cambios de color para un sustrato teñido con perileno cuyo espectro de transmisión se muestra en la FIG. 35. En particular, se observó que el desplazamiento en todos los mosaicos de color era sustancialmente menor y más estrecho que el de los dispositivos convencionales descritos por Mainster, Pratt y similares. Los resultados de simulación correspondientes para los sistemas de perileno mencionados mostraron desplazamientos (L*, a*, b*) tan bajos como 12 y 20 JND, con desplazamientos medios en todos los mosaicos tan bajos como 7-12 JND.

Tabla II

Una combinación de elementos reflectantes y absorbentes puede filtrar los fotones azules dañinos manteniendo una transmisión luminosa relativamente alta. Esto puede permitir que un sistema de acuerdo con la invención evite o reduzca la dilatación de la pupila, preserve o prevenga el daño a la visión nocturna y reduzca la distorsión del color. Un ejemplo de este enfoque combina las pilas dieléctricas mostradas en la FIG. 37 con el colorante de perileno de la FIG. 35, dando como resultado el espectro de transmisión mostrado en la FIG. 41. Se observó que el dispositivo tenía una transmisión fotópica del 97,5%, una transmisión escotópica del 93,2% y un cambio de color medio de 11 JND. El histograma que resume la distorsión del color de este dispositivo para los mosaicos Munsell a la luz del día se muestra en la FIG. 42.

Un filtro oftálmico descrito en el presente documento puede ser externo al ojo, por ejemplo una lente de gafas, gafa, visor o similares. Cuando se utiliza un filtro tradicional, el color de la cara del usuario cuando es visto por un observador externo puede estar teñido por la lente, es decir, la coloración facial o el tono de la piel suelen verse alterados por una lente de bloqueo azul cuando son vistos por otra persona. Esta decoloración amarilla que acompaña a la absorción de la luz azul no suele ser deseable desde el punto de vista cosmético. El procedimiento para minimizar este cambio de color es idéntico al descrito anteriormente para los mosaicos Munsell, sustituyendo la reflectancia de la piel del usuario por la de los mosaicos de color Munsell. El color de la piel es función de la pigmentación, el flujo sanguíneo y las condiciones de iluminación. Se muestra una serie representativa de espectros de reflectancia de la piel de sujetos de diferentes razas en la FIG. 43A-B. Un espectro de reflectancia de la piel ejemplar para un sujeto caucásico se muestra en la FIG. 44. Las coordenadas de color (L*, a*, b*) de esta piel con iluminación diurna (D65) son (67,1, 18,9, 13,7). La interposición del filtro Pratt de bloqueo azul cambia estas coordenadas de color a (38,9, 17,2, 44,0), un desplazamiento de 69 unidades JND. El filtro de bloqueo azul Mainster desplaza las coordenadas de color 17 unidades JND a (62,9,13,1,29,3). Por el contrario, un filtro de perileno como el descrito en el presente documento provoca un cambio de color de sólo 6 JND, o un tercio del del filtro Mainster. En la Tabla III se muestra un resumen del cambio de color cosmético de un ejemplo de piel caucásica bajo iluminación diurna utilizando diversos filtros bloqueadores del azul. Los datos mostrados en la Tabla III están normalizados para eliminar cualquier efecto causado por un material base.

Tabla III

Una fuente de iluminación puede filtrarse para reducir pero no eliminar el flujo de luz azul a la retina. Esto puede lograrse con elementos absorbentes o reflectantes entre el campo de visión y la fuente de iluminación utilizando los principios descritos en el presente documento. Por ejemplo, una ventana arquitectónica puede cubrirse con una película que contenga perileno, de modo que el espectro de transmisión de la ventana coincida con el mostrado en la FIG. 35. Normalmente, un filtro de este tipo no provocaría la dilatación de la pupila en comparación con una ventana sin recubrimiento, ni causaría cambios de color apreciables cuando la luz diurna externa pasa a través de él. Los filtros azules de acuerdo con la presente invención pueden utilizarse en fuentes de iluminación artificiales tales como lámparas fluorescentes, incandescentes, de arco, de destello y de diodo, pantallas y similares.

Pueden utilizarse diversos materiales para fabricar las películas de acuerdo con la invención. Dos de estos materiales ejemplares son el alcohol polivinílico (PVA) y el butiral polivinílico (PVB). En el caso de la película de PVA, puede prepararse por hidrólisis parcial o completa del acetato de polivinilo para eliminar los grupos acetato. La película de PVA puede ser deseable debido a sus propiedades beneficiosas de formación de película, emulsionantes y adhesivas. Además, la película de PVA tiene una gran resistencia a la tracción, flexibilidad, estabilidad a altas temperaturas y proporciona una excelente barrera al oxígeno.

La película de PVB puede prepararse a partir de una reacción de alcohol polivinílico en butanal. El PVB puede ser adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia, claridad óptica, flexibilidad y tenacidad. El PVB también tiene excelentes propiedades adhesivas y de formación de película.

El PVA, el PVB y otras películas adecuadas pueden extrudirse, moldearse a partir de una solución, recubrirse por rotación y luego curarse, o recubrirse por inmersión y luego curarse. También pueden utilizarse otros procedimientos de fabricación conocidos en la técnica. Hay varias formas de integrar los colorantes necesarios para crear el perfil espectral deseado de la película. Entre los procedimientos de integración de colorantes se incluyen la deposición por vapor, el entrecruzamiento químico dentro de la película, la disolución dentro de pequeñas microesferas de polímero y la posterior integración dentro de la película. Las empresas Keystone, BPI y Phantom ofrecen colorantes adecuados.

La mayor parte del teñido de lentes de gafas se realiza después de que la lente haya sido enviada por el fabricante. Por lo tanto, puede ser conveniente incorporar un colorante que absorba el azul durante la fabricación de la propia lente. Para ello, los colorantes filtrantes y de equilibrado del color pueden incorporarse a un recubrimiento duro y/o a un recubrimiento de imprimación asociado que favorezca la adhesión del recubrimiento duro al material de la lente. Por ejemplo, un recubrimiento de imprimación y un recubrimiento duro asociado se añaden a menudo a la parte superior de una lente de gafas u otro sistema oftálmico al final del procedimiento de fabricación para proporcionar durabilidad adicional y resistencia a los arañazos para el producto final. El recubrimiento duro suele ser la capa más externa del sistema y puede colocarse en la parte delantera, trasera o en ambas superficies del sistema.

La FIG. 47 muestra un sistema ejemplar que tiene un recubrimiento 4703 duro y su correspondiente recubrimiento 4702 de imprimación que promueve la adherencia. Fabricantes tales como Tokuyama, UltraOptics, SDC, PPG y LTI ofrecen recubrimientos duros ejemplares y recubrimientos de imprimación que favorecen la adherencia.

En los sistemas de acuerdo con la invención, pueden incluirse en el recubrimiento 4702 de imprimación tanto un colorante azul de bloqueo como un colorante de balanceo del color. Tanto los colorantes de bloqueo azul como los de balanceo de color también pueden incluirse en el recubrimiento 4703 duro. No es necesario que los colorantes estén incluidos en la misma capa de recubrimiento. Por ejemplo, se puede incluir un colorante azul de bloqueo en el recubrimiento 4703 duro, y un colorante de balanceo de color incluido en el recubrimiento 4702 de imprimación. El colorante de balanceo de color puede incluirse en el recubrimiento 4703 duro y el colorante de bloqueo azul en el recubrimiento 4702 de imprimación .

Los recubrimientos de imprimación y los recubrimientos duros de acuerdo con la invención pueden depositarse utilizando procedimientos conocidos en la técnica, incluyendo el recubrimiento por rotación, el recubrimiento por inmersión, el recubrimiento por pulverización, la evaporación, el chisporroteo y la deposición química en fase vapor. Los colorantes de bloqueo azul y/o de balanceo del color que se incluirán en cada capa pueden depositarse al mismo tiempo que la capa, tal como cuando se disuelve un colorante en un material de recubrimiento líquido y la mezcla resultante se aplica al sistema. Los colorantes también pueden depositarse en un procedimiento o subprocedimiento separado, tal como cuando se pulveriza un colorante sobre una superficie antes de que la capa se cure, se seque o se aplique.

Un recubrimiento duro y/o un recubrimiento de imprimación pueden realizar las funciones y conseguir los beneficios descritos en el presente documento con respecto a una película. Específicamente, el recubrimiento o recubrimientos pueden inhibir selectivamente la luz azul, manteniendo al mismo tiempo la visión fotópica deseable, la visión escotópica, los ritmos circadianos y los niveles de fototoxicidad. Los recubrimientos duros y/o los recubrimientos de imprimación descritos en el presente documento también pueden utilizarse en un sistema oftálmico que incorpore una película como la descrita en el presente documento, en cualquiera y diversas combinaciones. Como ejemplo específico, un sistema oftálmico puede incluir una película que inhiba selectivamente la luz azul y un recubrimiento duro que proporcione corrección cromática.

El filtro selectivo de la presente invención también puede proporcionar una mayor sensibilidad al contraste. Dicho sistema funciona para filtrar selectivamente la luz invisible y visible nociva, con un efecto mínimo sobre la visión fotópica, la visión escotópica, la visión de los colores y/o los ritmos circadianos, manteniendo una sensibilidad al contraste aceptable o incluso mejorada. La invención puede formularse de tal manera que en ciertas realizaciones el color residual final del dispositivo al que se aplica el filtro selectivo sea mayoritariamente incoloro, y en otras realizaciones en las que no se requiere un color residual mayoritariamente claro el color residual puede ser amarillento. Preferentemente, la amarillez del filtro selectivo es inobjetable para el usuario individual subjetivo. La amarillez puede medirse cuantitativamente utilizando un índice de amarillez tal como el ASTM E313-05. El filtro selectivo tiene un índice de amarillez no superior a 15, preferentemente no superior a 10, 9, 7 o 5.

La invención podría incluir realizaciones de filtrado selectivo de la longitud de onda de la luz como: ventanas, parabrisas de automóviles, bombillas, bombillas de flash, iluminación fluorescente, iluminación LED, televisión, monitores de ordenador, etc. Cualquier luz que incida en la retina puede ser filtrada selectivamente por la invención. Esto puede lograrse mediante una película que comprenda un colorante filtrante selectivo, un componente de colorante añadido después de la fabricación de un sustrato, un componente de colorante que forme parte integrante de la fabricación o formulación del material del sustrato, un colorante filtrante selectivo proporcionado como colorante de visibilidad (con uno o más colores) como en una lente de contacto, un colorante filtrante selectivo proporcionado en un recubrimiento oftálmico resistente a los arañazos (recubrimiento duro), colorante filtrante selectivo proporcionado en un recubrimiento oftálmico antirreflectante, colorante filtrante selectivo de la longitud de onda de la luz proporcionado en un recubrimiento hidrófobo, un filtro de interferencia, un filtro de longitud de onda de luz selectivo, un colorante de filtrado de longitud de onda de luz selectivo provisto en una lente fotocromática, o un colorante de filtrado de longitud de onda de luz selectivo provisto en una matriz de una bombilla o tubo de luz.

Los expertos en la técnica sabrán fácilmente cómo proporcionar el filtro de longitud de onda de luz selectiva al material de sustrato. A modo de ejemplo únicamente, el filtro selectivo puede ser: imbuido, inyectado, impregnado, añadido a las materias primas del sustrato, añadido a la resina antes de la polimerización, estratificado en el interior de la lente óptica mediante una película que comprenda el colorante del filtro selectivo.

La variación de la concentración de colorante puede utilizarse para ajustar el nivel de bloqueo. Véase la Figura 48 para observar el efecto de la variación de la concentración de perileno en su capacidad funcional para bloquear las longitudes de onda de la luz en torno a 430 nm. El nivel de transmisión puede controlarse mediante la concentración de colorante. Otras químicas de colorantes permiten ajustar las posiciones de los picos de absorción.

El perileno con niveles de concentración adecuados proporciona un equilibrio en las relaciones fotópica, escotópica, circadiana y de fototoxicidad, manteniendo al mismo tiempo un aspecto mayoritariamente incoloro:

Tabla V

Se observan aumentos de la sensibilidad al contraste con una concentración adecuada de perileno. Véase el Ejemplo 2, Tabla VI. Cabe señalar que la familia de colorantes o pigmentos con base en perileno se utilizan, a modo de ejemplo solamente cuando se utiliza un colorante de este tipo, dependiendo de la realización o aplicación, el colorante puede formularse de tal manera que se une molecular o químicamente al sustrato o un recubrimiento que se aplica al sustrato de tal manera que el colorante no se lixivia. A modo de ejemplo, las aplicaciones de esto serían para su uso con lentes de contacto, lentes intraoculares, inlays corneales, onlays corneales, etc.

Los filtros selectivos pueden combinarse para obstaculizar otras longitudes de onda objetivo a medida que la ciencia descubre otros peligros de longitud de onda de luz visible.

En un ejemplo de la invención, una lente de contacto se compone de un colorante de perileno formulado de tal manera que no se filtre fuera del material de la lente de contacto. El colorante se formula además de tal manera que proporciona un colorante que tiene un colorante amarillo. Este colorante amarillo permite que la lente de contacto tenga lo que se conoce como un colorante de manipulación para el usuario. El colorante de perileno proporciona además el filtrado selectivo, como muestra la Figura 48. Este filtrado proporciona protección a la retina y mejora la sensibilidad al contraste sin comprometer de forma significativa la visión fotópica, la visión escotópica, la visión del color o los ritmos circadianos.

En el ejemplo de una lente de contacto, el colorante puede impartirse en la lente de contacto sólo a modo de ejemplo, por imbibición, de modo que se localice dentro de un círculo central de 10 mm de diámetro o menos de la lente de contacto, preferentemente dentro de 6 - 8 mm de diámetro del centro de la lente de contacto coincidente con la pupila del usuario. En este ejemplo, la concentración de colorante que proporciona un filtrado selectivo de la longitud de onda de la luz se incrementa hasta un nivel que proporciona al usuario un aumento de la sensibilidad al contraste (en comparación con la situación sin llevar la lente de contacto) y sin comprometer de manera significativa (una o más, o todas) la visión fotópica, la visión escotópica, la visión cromática o los ritmos circadianos del usuario.

Preferentemente, un aumento en la sensibilidad de contraste se demuestra por un aumento en la puntuación de la Functional Acuity Contrast Test (FACT) del usuario de al menos aproximadamente 0,1, 0,25, 0,3, 0,5, 0,7, 1, 1,25, 1,4, o 1,5. Con respecto a la visión fotópica, la visión escotópica, la visión del color y/o los ritmos circadianos del usuario, el sistema oftálmico mantiene preferentemente una o todas estas características dentro del 15%, 10%, 5% o 1% de los niveles característicos sin el sistema oftálmico.

En otro ejemplo que utiliza una lente de contacto, el colorante se proporciona de tal manera que causa un colorante amarillento que se localiza sobre el diámetro central de 5 - 7 mm de la lente de contacto y en el que un segundo colorante de color se añade periféricamente al del colorante central. En esta realización, la concentración de colorante que proporciona el filtrado selectivo de la longitud de onda de la luz se aumenta hasta un nivel que proporciona al usuario una muy buena sensibilidad al contraste y, una vez más, sin comprometer de manera significativa (una o más, o todas) la visión fotópica, la visión escotópica, la visión cromática o los ritmos circadianos del usuario.

En otro ejemplo que utiliza una lente de contacto, el colorante o se proporciona de tal manera que se localiza sobre el diámetro completo de la lente de contacto de aproximadamente un borde al otro borde. En este ejemplo, la concentración de colorante que proporciona un filtrado selectivo de la longitud de onda de la luz se aumenta hasta un nivel que proporciona al usuario una muy buena sensibilidad al contraste y, una vez más, sin comprometer de manera significativa (una o más, o todas) la visión fotópica, la visión escotópica, la visión cromática o los ritmos circadianos del usuario.

Cuando diversas realizaciones inventivas se utilizan en o sobre tejido humano o animal, el colorante se formula de tal manera que se adhiera químicamente al material del sustrato de la inlay, asegurando así que no se filtre al tejido corneal circundante. Los procedimientos para proporcionar un gancho químico que permita esta unión son bien conocidos dentro de las industrias química y de polímeros.

En otro ejemplo, una lente intraocular incluye un filtro de longitud de onda de luz selectiva que tiene un colorante amarillento, y que además proporciona al usuario una sensibilidad de contraste mejorada sin comprometer de manera significativa (una o más, o todas) la visión fotópica, la visión escotópica, la visión cromática o los ritmos circadianos del usuario. Cuando el filtro selectivo se utiliza sobre o dentro de una lente intraocular, es posible aumentar el nivel del colorante más allá del de una lente oftálmica, ya que la cosmética de la lente intraocular es invisible para quien mira al usuario. Esto permite aumentar la concentración del colorante y proporciona niveles aún más altos de sensibilidad al contraste mejorada sin comprometer de manera significativa (una o más, o todas) la visión fotópica, la visión escotópica, la visión cromática o los ritmos circadianos del usuario.

En otro ejemplo, una lente de gafas incluye un filtro selectivo de longitud de onda de luz que comprende un colorante con perileno en el que la formulación del colorante proporciona una lente de gafas que tiene un aspecto mayoritariamente incoloro. Y, además, que proporcione al usuario una sensibilidad al contraste mejorada sin comprometer de manera significativa (una o más, o todas) la visión fotópica, la visión escotópica, la visión cromática o los ritmos circadianos del usuario. En este ejemplo particular, el colorante se imparte dentro de una película que se encuentra dentro o en la superficie de la lente de gafas.

Ejemplos

Ejemplo 1: Se fabricó una lente de policarbonato con una película integral con concentraciones variables de colorante de bloqueo azul y se midió el espectro de transmisión de cada lente, como se muestra en la FIG. 45. Se utilizaron concentraciones de perileno de 35, 15, 7,6 y 3,8 ppm (base ponderal) con un espesor de lente de 2,2 mm. En la Tabla IV se muestran diversas métricas calculadas para cada lente, cuyas referencias corresponden a los números de referencia de la FIG. 45. Dado que la absorbancia selectiva de la luz depende principalmente del producto de la concentración de colorante y el espesor del recubrimiento de acuerdo con la ley de Beer, se cree que se pueden obtener resultados comparables utilizando una capa dura y/o una capa de imprimación junto con una película o en lugar de ella.

Tabla IV

Con excepción de la lente teñida de 35 ppm, todas las lentes descritas en la Tabla IV y en la FIG. 45 incluyen un colorante UV utilizado habitualmente en los sistemas de lentes oftálmicas para inhibir las longitudes de onda UV inferiores a 380 nm. La relación fotópica describe la visión normal, y se calcula como la integral del espectro de transmisión del filtro y VA (sensibilidad visual fotópica) dividida por la integral de la luz no filtrada y esta misma curva de sensibilidad. La relación escotópica describe la visión en condiciones de luz tenue, y se calcula como la integral del espectro de transmisión del filtro y V'A (sensibilidad visual escotópica) dividida por la integral de la luz no filtrada y esta misma curva de sensibilidad. La relación circadiana describe el efecto de la luz sobre los ritmos circadianos, y se calcula como la integral del espectro de transmisión del filtro y M'A (sensibilidad a la supresión de melatonina) dividida por la integral de la luz sin filtrar y esta misma curva de sensibilidad. El índice de fototoxicidad describe el daño ocular causado por la exposición a la luz de alta energía, y se calcula como la integral de la transmisión del filtro y la BA (fototoxicidad fáquica UV-azul) dividida por la integral de la luz no filtrada y esta misma curva de sensibilidad. Las funciones de respuesta utilizadas para calcular estos valores corresponden a las divulgadas en Mainster y Sparrow, "How Much Blue Light Should an IOL Transmit?" Br. J. Ophthalmol, 2003, v. 87, pp. 1523-29, Mainster, "Intraocular Lenses Should Block UV Radiation and Violet but not Blue Light," Arch. Ophthal. v. 123, p. 550 (2005), y Mainster, "Violet and Blue Light Blocking Intraocular Lenses: Photoprotection vs. Photoreception", Br. J. Ophthalmol, 2006, v.

90, pp. 784 -92. Para algunas aplicaciones, conviene utilizar una curva de fototoxicidad diferente, pero la metodología de cálculo es la misma. Por ejemplo, para aplicaciones de lentes intraoculares (LIO), debe utilizarse la curva de fototoxicidad afáquica. Además, podrán aplicarse nuevas curvas de fototoxicidad a medida que mejore la comprensión de los mecanismos fototóxicos de la luz.

Como se muestra por los datos ejemplares descritos anteriormente, un sistema de acuerdo con la presente invención puede inhibir selectivamente la luz azul, específicamente la luz en la región de 400 nm - 460 nm, mientras que todavía proporciona una transmisión luminosa fotópica de al menos aproximadamente 80% y una relación de fototoxicidad de menos de aproximadamente 80%, más preferentemente menos de aproximadamente 70%, más preferentemente menos de aproximadamente 60%, y más preferentemente menos de aproximadamente 50%. Como se ha descrito anteriormente, también puede conseguirse una transmisión luminosa fotópica de hasta 95% o más utilizando las técnicas descritas en el presente documento.

Los principios descritos en el presente documento pueden aplicarse a fuentes de iluminación, filtros y tonos de piel variados, con el objetivo de filtrar una porción de la luz azul fototóxica y reducir al mismo tiempo la dilatación pupilar, la sensibilidad escotópica, la distorsión del color a través del dispositivo oftálmico y el color cosmético de un dispositivo oftálmico externo desde la perspectiva de un observador que ve a la persona que lleva el dispositivo en la cara.

Varias realizaciones de la invención se ilustran y/o describen específicamente en el presente documento. Sin embargo, se apreciará que las modificaciones y variaciones de la invención están cubiertas por las enseñanzas anteriores y dentro del ámbito de las reivindicaciones anexas sin apartarse del alcance de la invención. A modo de ejemplo, aunque los procedimientos y sistemas descritos en el presente documento se han descrito utilizando ejemplos de colorantes, filtros ópticos dieléctricos, tonos de piel y fuentes de iluminación específicos, se entenderá que pueden utilizarse colorantes, filtros, tonos de piel y fuentes de iluminación alternativos.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (100; 150; 300; 400; 500; 700; 800; 3200; 3300) oftálmico que comprende:

una lente (100, 101; 104, 150; 300, 301; 401; 501, 503; 702; 800, 802; 3001, 3003; 3200; 3302, 3303; 4510, 4520, 4530, 4540, 4550; 4701) oftálmica, comprendiendo la lente oftálmica:

un sustrato (101; 104; 301; 401; 501, 503; 702; 802; 3001, 3003; 3202, 3203; 3302, 3303; 4510, 4520, 4530, 4540, 4550; 4701); y

un filtro (101; 103; 303; 401; 501; 703; 803; 3002; 3201; 3301; 4520, 4530, 4540, 4550; 4702, 4703) de longitud de onda de luz selectiva que comprende un colorante con porfirina o derivados de porfirina; caracterizado porque:

el filtro selectivo de longitud de onda de la luz bloquea selectivamente del 5 al 50% de la luz con una longitud de onda de 400 nm a 460 nm debido a la presencia de una banda de Soret y tiene un índice de amarillez que no es superior a 15, y

el sistema oftálmico transmite al menos 80% de la intensidad luminosa de la luz que tiene una longitud de onda de 460 nm a 700 nm.

2. El sistema oftálmico de la reivindicación 1, en el que el filtro de longitud de onda de luz selectiva es una película.

3. El sistema oftálmico de la reivindicación 1, en el que el filtro selectivo de longitud de onda de la luz es un colorante o pigmento incorporado a un recubrimiento.

4. El sistema oftálmico de la reivindicación 3, en el que el recubrimiento es un recubrimiento de imprimación.

5. El sistema oftálmico de la reivindicación 3, en el que el recubrimiento es un recubrimiento duro.

6. El sistema oftálmico de la reivindicación 1, en el que el sistema oftálmico comprende un recubrimiento resistente a los arañazos.

7. El sistema oftálmico de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el sistema oftálmico comprende un recubrimiento antirreflectante.

8. El sistema oftálmico de la reivindicación 1, en el que el sistema oftálmico comprende un recubrimiento hidrófobo.

9. El sistema oftálmico de la reivindicación 1, en el que el filtro selectivo de longitud de onda de la luz es un colorante o pigmento incorporado al sustrato.

10. El sistema oftálmico de la reivindicación 1, en el que el sistema es un parabrisas de automóvil, una ventanilla de automóvil o una ventana.