RU2827085C2 - High-resolution intraocular lens with increased depth of field of view - Google Patents
High-resolution intraocular lens with increased depth of field of view Download PDFInfo
- Publication number
- RU2827085C2 RU2827085C2 RU2021132402A RU2021132402A RU2827085C2 RU 2827085 C2 RU2827085 C2 RU 2827085C2 RU 2021132402 A RU2021132402 A RU 2021132402A RU 2021132402 A RU2021132402 A RU 2021132402A RU 2827085 C2 RU2827085 C2 RU 2827085C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- intraocular lens
- effective aperture
- optical
- profiles
- lens according
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 53
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims abstract description 35
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 claims abstract description 30
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 claims abstract description 16
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 25
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 claims description 15
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 208000008516 Capsule Opacification Diseases 0.000 claims 2
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 claims 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000002513 implantation Methods 0.000 abstract description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000000695 crystalline len Anatomy 0.000 description 80
- 238000013461 design Methods 0.000 description 13
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 13
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 5
- 208000002177 Cataract Diseases 0.000 description 4
- 210000004087 cornea Anatomy 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 208000014733 refractive error Diseases 0.000 description 4
- 201000002287 Keratoconus Diseases 0.000 description 3
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 3
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 3
- 201000010041 presbyopia Diseases 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 206010002945 Aphakia Diseases 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 208000030533 eye disease Diseases 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 206010025421 Macule Diseases 0.000 description 1
- 206010036346 Posterior capsule opacification Diseases 0.000 description 1
- 208000004350 Strabismus Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 208000001491 myopia Diseases 0.000 description 1
- 230000005043 peripheral vision Effects 0.000 description 1
- 210000000184 posterior capsule of the len Anatomy 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Притязание на приоритетClaim of priority
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент США 16/380622 озаглавленной “HIGH DEFINITION AND EXTENDED DEPTH OF FIELD INTRAOCULAR LENS”, поданной 10 апреля 2019 года. Содержание упомянутой выше заявки включается в настоящий документ в качестве ссылки во всей своей полноте.[0001] This application claims priority to U.S. Patent Application No. 16/380,622, entitled “HIGH DEFINITION AND EXTENDED DEPTH OF FIELD INTRAOCULAR LENS,” filed April 10, 2019. The contents of the above-mentioned application are incorporated herein by reference in their entirety.
Уровень техникиState of the art
[0002] Глаз человека часто страдает от аберраций, таких как расфокусировка и астигматизм, которые необходимо корректировать для обеспечения приемлемого зрения, чтобы поддерживать высокое качество жизни. Коррекция этих аберраций расфокусировки и астигматизма может осуществляться с использованием линзы. Эти линзы могут располагаться в плоскости очков, в плоскости роговицы (контактная линза или роговичный имплант) или внутри глаза как факичная (интактный хрусталик глаза) или афакическая (удаляемый хрусталик глаза) интраокулярная линза (IOL).[0002] The human eye often suffers from aberrations such as defocus and astigmatism, which must be corrected to provide acceptable vision to maintain a high quality of life. Correction of these defocus and astigmatism aberrations can be accomplished using a lens. These lenses can be located in the plane of the glasses, in the plane of the cornea (contact lens or corneal implant), or inside the eye as a phakic (intact lens of the eye) or aphakic (removable lens of the eye) intraocular lens (IOL).
[0003] В дополнение к основным аберрациям расфокусировки и астигматизма, глаз часто имеет аберрации высших порядков, такие как сферическая аберрация и другие аберрации. Хроматические аберрации, аберрации, связанные с изменением фокуса в зависимости от длины волны в видимом спектре, также присутствуют в глазу. Эти аберрации высших порядков и хроматические аберрации рассеивающе влияют на качество зрения субъекта. Рассеивающие воздействия аберраций высших порядков и хроматических аберраций увеличиваются, когда увеличивается размер зрачка. Поэтому зрение, когда эти аберрации устраняются, часто упоминается как зрение высокой четкости (HD).[0003] In addition to the basic aberrations of defocus and astigmatism, the eye often has higher-order aberrations such as spherical aberration and other aberrations. Chromatic aberrations, aberrations associated with changes in focus depending on wavelength in the visible spectrum, are also present in the eye. These higher-order aberrations and chromatic aberrations have a scattering effect on the subject's quality of vision. The scattering effects of higher-order aberrations and chromatic aberrations increase as the pupil size increases. Therefore, vision when these aberrations are eliminated is often referred to as high-definition (HD) vision.
[0004] Старческая дальнозоркость представляет собой состояние, когда глаз теряет свою способность фокусироваться на объектах при различных расстояниях. Афакические глаза имеют старческую дальнозоркость. Стандартная однофокусная IOL, имплантированная в афакический глаз, будет восстанавливать зрение на одном фокусном расстоянии. Для обеспечения хорошего зрения в диапазоне расстояний, можно применить разнообразные возможности, среди них, использование однофокусной IOL, объединенной с бифокальными или прогрессивными дополнительными очками. Моновизуальная система IOL представляет собой другую возможность для восстановления ближнего и дальнего зрения - один глаз устанавливается на фокусное расстояние иное, чем парный ему глаз, обеспечивая таким образом бинокулярное суммирование двух фокусных точек и обеспечивая смешанное зрение. [0004] Presbyopia is a condition where the eye loses its ability to focus on objects at various distances. Aphakic eyes have presbyopia. A standard single-focus IOL implanted in an aphakic eye will restore vision at one focal distance. To provide good vision over a range of distances, a variety of options are available, including the use of a single-focus IOL combined with bifocal or progressive supplemental glasses. A monovision IOL system is another option for restoring near and far vision - one eye is set to a different focal distance than its counterpart, thus providing binocular summation of the two focal points and providing blended vision.
[0005] Монозрение в настоящее время является наиболее распространенным способом коррекции старческой дальнозоркости с использованием IOL для коррекции доминантного глаза для дальнего зрения, а недоминантного глаза для ближнего зрения в попытке достижения бинокулярного зрения без очков от дали до близи. В дополнение к этому IOL могут быть бифокальными или мультифокальными. Большинство IOL конструируются так, чтобы они имели одну или несколько фокальных областей, распределенных в дополняющем друг друга диапазоне. Однако, использование элементов с набором отдельных фокусов не является единственной возможной стратегией конструирования: использование элементов с увеличенной глубиной поля зрения (EDOF), то есть, элементов, дающих непрерывное распределение фокусных сегментов с требуемым дополнением друг друга, также можно рассматривать. Эти способы не являются полностью приемлемыми, поскольку они отклоняют свет от различных фокальных областей с деградацией зрения субъекта.[0005] Monovision is currently the most common method of correcting presbyopia, using an IOL to correct the dominant eye for distance vision and the non-dominant eye for near vision in an attempt to achieve spectacle-free binocular vision from distance to near. In addition, IOLs can be bifocal or multifocal. Most IOLs are designed to have one or more focal areas distributed in a complementary range. However, using elements with a set of individual foci is not the only possible design strategy: the use of extended depth of field (EDOF) elements, i.e. elements that provide a continuous distribution of focal segments with the required complementarity to each other, can also be considered. These methods are not entirely acceptable because they deflect light from the various focal areas, degrading the subject's vision.
[0006] То, что необходимо в данной области, представляет собой улучшенные IOL с эффективной апертурой для преодоления этих ограничений.[0006] What is needed in this area are improved IOLs with efficient apertures to overcome these limitations.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
[0007] Описывается эффективная апертура, встроенная в интраокулярную линзу (IOL). Конструкция и размещение дают возможность для эффективного предотвращения достижения оптическими лучами, которые пересекают эффективную апертуру и широко рассеиваются на сетчатке, детектируемых уровней на сетчатке. Эффективная апертура помогает устранять монохроматические и хроматические аберрации, давая на сетчатке изображения высокой четкости. Для данной четкости приемлемого зрения, глубина поля зрения увеличивается в оптической зоне IOL большего диаметра. Глаза с катарактой могут иметь вторичные проблемы из-за повреждения, предыдущей хирургической операции на глазах или расстройства глаз, которое не корректировалось бы как следует с помощью нормальных конструкций IOL. Примеры глаз с осложнения включают: асимметричный астигматизм, кератоконус, послеоперационный трансплантат роговицы, асимметричные зрачки, очень сильный астигматизм, и тому подобное. Благодаря своей способности устранять нежелательные аберрации, авторская конструкция IOL с эффективной апертурой была бы очень эффективной при обеспечении улучшенного зрения по сравнению с нормальными большими оптическими IOL. [0007] An effective aperture incorporated into an intraocular lens (IOL) is described. The design and placement enable optical rays that cross the effective aperture and are widely dispersed on the retina to be effectively prevented from reaching detectable levels on the retina. The effective aperture helps eliminate monochromatic and chromatic aberrations, producing high-definition images on the retina. For a given clarity of acceptable vision, the depth of field of view is increased in the optical zone of a larger diameter IOL. Eyes with cataracts may have secondary problems due to injury, previous eye surgery, or eye disorders that would not be properly corrected with normal IOL designs. Examples of eyes with complications include: asymmetric astigmatism, keratoconus, postoperative corneal transplant, asymmetric pupils, very strong astigmatism, and the like. Due to its ability to eliminate unwanted aberrations, the author's efficient aperture IOL design would be very effective in providing improved vision compared to normal large optical IOLs.
[0008] Целью настоящего изобретения является изложение концепции способа изготовления более тонких IOL, поскольку оптическая зона может иметь меньший диаметр, что делает возможным уменьшение роговичных разрезов и упрощение хирургической операции имплантирования. Глаза с катарактой могут иметь вторичные проблемы из-за повреждения, предыдущей хирургической операции на глазах или расстройства глаз, которое не корректировалось бы как следует с помощью с нормальных конструкций IOL. Примеры глаз с осложнениями включают: асимметричный астигматизм, кератоконус, послеоперационный трансплантат роговицы, асимметричные зрачки, очень сильный астигматизм, и тому подобное. Благодаря своей способности устранять нежелательные аберрации, описанная конструкция IOL с эффективной апертурой является очень эффективной при обеспечении улучшенного зрения по сравнению с нормальными большими оптическими IOL. [0008] The present invention aims to provide a concept for a method for producing thinner IOLs because the optic zone can have a smaller diameter, making it possible to reduce corneal incisions and simplify the implantation surgery. Eyes with cataracts may have secondary problems due to injury, previous eye surgery, or an eye disorder that would not be properly corrected with normal IOL designs. Examples of eyes with complications include: asymmetric astigmatism, keratoconus, postoperative corneal transplant, asymmetric pupils, very strong astigmatism, and the like. Due to its ability to eliminate unwanted aberrations, the described IOL design with an effective aperture is very effective in providing improved vision compared to normal large optical IOLs.
[0009] Другой целью настоящего изобретения является изложение концепции IOL с эффективной апертурой, которая демонстрирует уменьшение монохроматических и хроматических аберраций, а также увеличение глубины поля зрения, обеспечивая при этом достаточный контраст для разрешения изображения в выбранном диапазоне расстояний.[0009] Another object of the present invention is to provide a concept of an IOL with an effective aperture that exhibits a reduction in monochromatic and chromatic aberrations, as well as an increase in the depth of field of view, while providing sufficient contrast to resolve an image over a selected range of distances.
[0010] Еще одной целью настоящего изобретения является изложение концепции IOL с эффективной апертурой, которая обеспечивает уменьшение толщины в центре по сравнению с другими IOL с такой же оптической силой.[0010] Another object of the present invention is to provide a concept of an IOL with an effective aperture that provides a reduction in central thickness compared to other IOLs of the same optical power.
[0011] Другой целью настоящего изобретения является изложение концепции эффективной апертуры, которую можно реализовать как переменные профили полодительной и отрицательной (собирательной и рассеивающей) линзы с сильным увеличением.[0011] Another object of the present invention is to provide a concept of an effective aperture that can be realized as variable profiles of a positive and negative (converging and diverging) lens with high magnification.
[0012] Еще одной целью настоящего изобретения является изложение концепции эффективной апертуры, которую можно реализовать как поверхности рассеивающих линз с сильным увеличением.[0012] Another object of the present invention is to provide a concept of an effective aperture that can be realized as a surface of highly magnified diverging lenses.
[0013] Другой целью настоящего изобретения является изложение концепции эффективной апертуры, которую можно реализовать как поверхности рассеивающих линз с сильным увеличением в сочетании с чередующимися профилями положительных и отрицательных линз с сильным увеличением.[0013] Another object of the present invention is to provide a concept of an effective aperture that can be realized as a surface of high-magnification diverging lenses in combination with alternating profiles of high-magnification positive and negative lenses.
[0014] Еще одной целью настоящего изобретения является изложение концепции эффективной апертуры, которую можно реализовать как призматические профили в сочетании с чередующимися профилями положительных и отрицательных линз с сильным увеличением.[0014] Another object of the present invention is to provide a concept of an effective aperture that can be realized as prismatic profiles in combination with alternating profiles of positive and negative lenses with high magnification.
[0015] Еще одной целью настоящего изобретения является преодоление этих ограничений посредством создания факичных или афакических IOL, которые одновременно: обеспечивают коррекцию расфокусировки и астигматизма, уменьшение аберраций высших порядков и хроматических аберраций и обеспечивают увеличение глубины поля зрения для улучшения качества зрения.[0015] Another object of the present invention is to overcome these limitations by providing phakic or aphakic IOLs that simultaneously: provide correction of defocus and astigmatism, reduce higher order and chromatic aberrations, and provide an increase in depth of field for improved vision quality.
[0016] Другой целью настоящего изобретения является изложение концепции эффективной апертуры, которую можно использовать в факичных или афакических IOL, роговичном импланте, контактной линзе или использовать при процедуре лазерной хирургии роговицы (LASIK, PRK, и тому подобное) для обеспечения увеличения глубины поля зрения и/или для обеспечения зрения высокой четкости. [0016] Another object of the present invention is to provide a concept of an effective aperture that can be used in a phakic or aphakic IOL, corneal implant, contact lens, or used in a laser corneal surgery procedure (LASIK, PRK, etc.) to provide an increase in depth of field of vision and/or to provide high definition vision.
[0017] Еще одной целью является создание IOL для глаз с осложнениями, такими как асимметричный астигматизм, кератоконус, послеоперационный трансплантат роговицы, асимметричные зрачки, очень сильный астигматизм, и тому подобное. [0017] Another goal is to create an IOL for eyes with complications such as asymmetric astigmatism, keratoconus, postoperative corneal transplant, asymmetric pupils, very strong astigmatism, and the like.
[0018] Еще одной целью является создание IOL способной устранять нежелательные аберрации для обеспечения улучшения зрения по сравнению с нормальными большими оптическими IOL. [0018] Another goal is to create an IOL capable of eliminating unwanted aberrations to provide improved vision compared to normal large optical IOLs.
[0019] Другой целью настоящего изобретения является изложение концепции замены эффективной апертуры с помощью реальной мутной апертуры и реализации таких же оптических преимуществ как для эффективной апертуры.[0019] Another object of the present invention is to provide a concept of replacing the effective aperture with a real cloudy aperture and realizing the same optical advantages as for the effective aperture.
[0020] Другие цели и дополнительные преимущества, и выгоды, связанные с настоящим изобретением, будут очевидны специалистам в данной области из описания, примеров и формулы изобретения, которые следуют далее. [0020] Other objects and additional advantages and benefits associated with the present invention will be apparent to those skilled in the art from the description, examples and claims that follow.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
[0021] Фиг.1 иллюстрирует основной способ уменьшения монохроматических аберраций с использованием размера зрачка;[0021] Fig. 1 illustrates a basic method for reducing monochromatic aberrations using pupil size;
[0022] Фиг.2 (A и B) иллюстрирует основной способ уменьшения хроматических аберраций с использованием размера зрачка;[0022] Fig. 2 (A and B) illustrates a basic method for reducing chromatic aberrations using pupil size;
[0023] Фиг.3 (A и B) иллюстрирует основную концепцию эффективной апертуры для ограничения эффективного размера зрачка;[0023] Fig. 3 (A and B) illustrates the basic concept of an effective aperture for limiting the effective pupil size;
[0024] Фиг.4 иллюстрирует эффективную апертуру как секцию линзы с сильным увеличением, встроенную в IOL;[0024] Fig. 4 illustrates an effective aperture as a high magnification lens section incorporated into an IOL;
[0025] Фиг.5 иллюстрирует эффективную апертуру как секцию рассеивающей линзы;[0025] Fig. 5 illustrates the effective aperture as a section of a diverging lens;
[0026] Фиг.6 (A и B) иллюстрирует эффективную апертуру как секцию рассеивающей линзы (или призмы) в сочетании с секцией линзы с сильным увеличением; [0026] Fig. 6 (A and B) illustrates an effective aperture as a diverging lens (or prism) section in combination with a high magnification lens section;
[0027] Фиг.7 (A и B) иллюстрирует использование эффективной апертуры для предотвращения рассеивающего воздействия малой оптической зоны;[0027] Fig. 7 (A and B) illustrates the use of an effective aperture to prevent the scattering effect of a small optical zone;
[0028] Фиг.8 иллюстрирует пример линзы A с оптической зоной продолговатой формы и пример линзы B с оптической зоной круговой формы; [0028] Fig. 8 illustrates an example of a lens A with an oblong-shaped optical zone and an example of a lens B with a circular-shaped optical zone;
[0029] Фиг.9 иллюстрирует азимутально симметричные радиальные профили;[0029] Fig. 9 illustrates azimuthally symmetric radial profiles;
[0030] Фиг.10 иллюстрирует симметричные радиальные профили, сравнивая элементы A, B, C, D и E;[0030] Fig. 10 illustrates symmetrical radial profiles by comparing elements A, B, C, D and E;
[0031] Фиг.11 иллюстрирует двухмерные области линзы и [0031] Fig. 11 illustrates two-dimensional regions of the lens and
[0032] Фиг.12 иллюстрирует геометрию одной из двухмерных линз с сильным увеличением.[0032] Fig. 12 illustrates the geometry of one of the two-dimensional high-magnification lenses.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществленияDetailed Description of the Preferred Embodiment
[0033] В настоящем описании подробно описываются варианты осуществления настоящего изобретения; однако необходимо понять, что описанные варианты осуществления представляют собой всего лишь иллюстрацию настоящего изобретения, которое может воплощаться в различных формах. Следовательно, конкретные функциональные и структурные детали, описанные в настоящем документе, не должны интерпретироваться как ограничивающие, но всего лишь как основа для формулы изобретения и как основа для представления концепции для специалиста в данной области с целью разнообразного использования настоящего изобретения, по существу, в любой структуре с соответствующими деталями.[0033] The present description describes in detail embodiments of the present invention; however, it should be understood that the described embodiments are merely illustrative of the present invention, which can be embodied in various forms. Therefore, the specific functional and structural details described herein should not be interpreted as limiting, but merely as a basis for the claims and as a basis for presenting a concept to a person skilled in the art for the purpose of variously using the present invention, essentially in any structure with corresponding details.
[0034] Фигура 1 иллюстрирует отдельную положительную (собирательную) линзу 1 с центром на оптической оси 2. Падающий луч 3 является параллельным оптической оси и будет пересекать фокусную точку 4 линзы. Если плоскость наблюдения 5 располагается на большом расстоянии от фокусной точки, падающий луч будет продолжаться до пересечения с плоскостью наблюдения. Если отслеживать все падающие лучи при такой же высоте луча как у падающего луча 3, мы разместим круг 6 нерезкости на плоскости наблюдения. Другие падающие лучи с высотой луча меньше, чем у падающего луча 3 будут падать внутри этого круга 6 нерезкости. Один из таких лучей представляет собой падающий луч 7, который ближе к оптической оси, чем падающий луч 3. Падающий луч 7 также пересекает фокусную точку 4, а затем плоскость 5 наблюдения. Если отслеживать все падающие лучи с такой же высотой луча как у падающего луча 7, отслеживается круг 8 нерезкости, который меньше, чем круг 6 нерезкости. [0034] Figure 1 illustrates a single positive (converging) lens 1 centered on an optical axis 2. An incident ray 3 is parallel to the optical axis and will intersect the focal point 4 of the lens. If the viewing plane 5 is located at a large distance from the focal point, the incident ray will continue until it intersects the viewing plane. If we track all incident rays at the same ray height as incident ray 3, we will place a circle of confusion 6 on the viewing plane. Other incident rays with a ray height less than incident ray 3 will fall inside this circle of confusion 6. One of such rays is incident ray 7, which is closer to the optical axis than incident ray 3. Incident ray 7 also intersects the focal point 4 and then the viewing plane 5. If we track all incident rays with the same ray height as incident ray 7, we track circle of confusion 8, which is smaller than circle of confusion 6.
[0035] Оптический принцип, представленный здесь, заключается в том, что, когда высота параллельных падающих лучей уменьшается, соответствующий круг нерезкости также уменьшаются. Это простое соотношение применимо к глазу человека. Говоря другими словами, для данной величины расфокусирования (диоптрической ошибки) в глазу, зрение улучшается, когда уменьшается высота падающих лучей. Этот принцип используется, когда кто-то щурится в попытке увидеть объект вне фокуса более четко.[0035] The optical principle presented here is that as the height of parallel incident rays decreases, the corresponding circle of confusion also decreases. This simple relationship applies to the human eye. In other words, for a given amount of defocus (dioptric error) in the eye, vision improves as the height of the incident rays decreases. This principle is used when someone squints in an attempt to see an out-of-focus object more clearly.
[0036] отслеживание на Фигуре 1 относится к одной длине волны падающего света. Для полихроматического света, для трех длин волны, в данном случае, получается ситуация на Фигуре 2. Хорошо известно, что для компонентов глаза и для типичных оптических материалов, при увеличении длины волны, коэффициент преломления уменьшается. На Фигуре 2A, собирательная линза 21 имеют оптическую ось 22. Падающий луч 23 содержит три волны разной длины, синего (450 нм), зеленого (550 нм) и красного (650 нм) света. Из-за различия коэффициентов преломления для трех длин волн, луч 24 синего света преломляется сильнее, чем луч 25 зеленого света, а луч зеленого света преломляется сильнее, чем луч 26 красного света. Если луч зеленого света находится в фокусе, он будет пересекать плоскость 27 наблюдения на оптической оси. Хроматическое размытие этих трех лучей приводит к хроматическому кругу 28 нерезкости на плоскости наблюдения. На Фигуре 2B, падающий хроматический луч 29 имеет меньшую высоту луча, чем хроматический луч 23 на 2A. Это приводит к уменьшению хроматического круга 33 нерезкости на плоскости наблюдения. Таким образом, как и для монохроматических лучей на Фигуре 1, хроматическая нерезкость уменьшается, когда высота хроматического луча уменьшается.[0036] The tracking in Figure 1 refers to one wavelength of the incident light. For polychromatic light, for three wavelengths, in this case, the situation in Figure 2 is obtained. It is well known that for the components of the eye and for typical optical materials, as the wavelength increases, the refractive index decreases. In Figure 2A, the collecting lens 21 has an optical axis 22. The incident beam 23 contains three waves of different lengths, blue (450 nm), green (550 nm) and red (650 nm) light. Due to the difference in refractive indices for the three wavelengths, the beam 24 of blue light is refracted more strongly than the beam 25 of green light, and the beam of green light is refracted more strongly than the beam 26 of red light. If the beam of green light is in focus, it will intersect the observation plane 27 on the optical axis. The chromatic blur of these three beams results in a chromatic circle 28 of confusion on the observation plane. In Figure 2B, the incident chromatic beam 29 has a lower beam height than the chromatic beam 23 in 2A. This results in a reduction of the chromatic circle of confusion 33 at the viewing plane. Thus, as for the monochromatic beams in Figure 1, the chromatic confusion is reduced as the height of the chromatic beam is reduced.
[0037] Фигуры 1 и 2 иллюстрируют, что уменьшение высоты луча (уменьшение диаметра зрачка) уменьшает как монохроматические, так и хроматические аберрации на сетчатке, повышая таким образом качество зрения. Другой способ описания этого заключается в том, что глубина поля зрения увеличивается, когда уменьшается высота луча. [0037] Figures 1 and 2 illustrate that decreasing the beam height (decreasing the pupil diameter) reduces both monochromatic and chromatic aberrations on the retina, thus improving the quality of vision. Another way of describing this is that the depth of field increases as the beam height decreases.
[0038] Фигура 3A иллюстрирует собирательную линзу 34 с оптической осью 2 и апертурой 35. Падающий луч 36 минует апертуру и таким образом проходит через фокусную точку 37 линзы и пересекает плоскость 38 наблюдения, где он образует малый круг 39 нерезкости. Падающий луч 40 блокируется апертурой, и таким образом он не может быть продлен до плоскости наблюдения, чтобы образовать больший круг 41 нерезкости. Апертура, которая ограничивает высоту падающего луча, уменьшает нерезкость на плоскости наблюдения. На Фигуре 3B авторы иллюстрируют то, что авторы описывают как “эффективная апертура”. То есть, это не реальная апертура, которая блокирует лучи, но оптический эффект является примерно таким же. Лучи 43, которые распространяются через эффективную апертуру 42, широко распределяются, так что имеется очень малый вклад в рассеянный свет (нерезкий свет) только в одном пятне на плоскости наблюдения. Это представляет собой главный механизм работы IOL по настоящему изобретению. Иногда, в течение нескольких месяцев - несколько лет после хирургия катаракты и имплантации IOL, развивается состояние, называемое помутнением задней капсулы хрусталика (PCO) на прозрачной задней капсуле хрусталика, и это может отрицательно влиять на качество зрения. Возникновение PCO, как сообщается, происходит для 5% - 50% глаз, подвергающихся хирургии катаракты и имплантации IOL. Лечение для удаления PCO часто включает вмешательство с помощью Nd:YAG лазера для осуществления задней капсулотомии. В этом случае, лазер фокусируют сквозь IOL для осуществления капсулотомии. Если вместо этого мутнеет эффективная апертура, например, как истинная апертура, тогда это лечение отодвинулось бы во времени. Описанная эффективная апертура конструируется намерено для обеспечения выгод от малой апертуры, при этом, в то же время делая возможной YAG капсулотомию для лечения PCO. [0038] Figure 3A illustrates a collecting lens 34 with an optical axis 2 and an aperture 35. An incident ray 36 bypasses the aperture and thus passes through the focal point 37 of the lens and intersects the observation plane 38 where it forms a small circle of confusion 39. An incident ray 40 is blocked by the aperture and thus cannot be extended to the observation plane to form a larger circle of confusion 41. An aperture that limits the height of the incident ray reduces the blur on the observation plane. In Figure 3B, the authors illustrate what the authors describe as an “effective aperture.” That is, it is not the actual aperture that blocks the rays, but the optical effect is approximately the same. The rays 43 that propagate through the effective aperture 42 are widely distributed so that there is very little contribution to scattered light (soft light) in only one spot on the viewing plane. This is the main mechanism of operation of the IOL of the present invention. Sometimes, within a few months to a few years after cataract surgery and IOL implantation, a condition called posterior capsular opacification (PCO) develops on the clear posterior capsule of the lens, and this can adversely affect the quality of vision. The occurrence of PCO is reported to occur in 5% to 50% of eyes undergoing cataract surgery and IOL implantation. Treatment to remove PCO often involves intervention with an Nd:YAG laser to perform a posterior capsulotomy. In this case, the laser is focused through the IOL to perform the capsulotomy. If instead the effective aperture becomes opacified, such as the true aperture, then this treatment would be delayed in time. The described effective aperture is intentionally designed to provide the benefits of a small aperture while still allowing YAG capsulotomy for the treatment of PCO.
[0039] Фигура 4 иллюстрирует общий вид IOL, которая использует эффективную апертуру. На этой фигуре, центральная оптическая зона 46 обеспечивает коррекцию расфокусировки, астигматизма и любую другую коррекцию, требуемую от линзы. Как правило, для IOL с использованием эффективной апертуры, диаметр центральной оптической зоны меньше, чем у традиционной IOL. Это приводит к уменьшению толщины в центре, что упрощает имплантацию IOL и делает возможным уменьшение роговичного разреза в ходе хирургической операции. Эффективная апертура 48 расположена дальше на периферии и гаптический элемент 50 IOL располагается на самой дальней периферии. Эффективная апертура соединена с оптической зоной с помощью переходной области 47 и гаптический элемент соединен с эффективной апертурой с помощью переходной области 49. Переходные области 47 и 49 конструируются для обеспечения непрерывности нулевого порядка и первого порядка поверхности на одной из сторон переходной области. Обычный способ осуществления этого представляет собой использование полиномиальной функции, такой как кубическая функция Безье. Способы формирования переходных областей, такие как эти, известны специалистам в данной области. [0039] Figure 4 illustrates a general view of an IOL that utilizes an effective aperture. In this figure, the central optic zone 46 provides correction for defocus, astigmatism, and any other correction required of the lens. Typically, for an IOL that utilizes an effective aperture, the diameter of the central optic zone is smaller than that of a traditional IOL. This results in a decrease in thickness in the center, which simplifies implantation of the IOL and makes it possible to reduce the corneal incision during surgery. The effective aperture 48 is located further outward and the haptic element 50 of the IOL is located at the outermost periphery. The effective aperture is connected to the optic zone by a transition region 47 and the haptic element is connected to the effective aperture by a transition region 49. The transition regions 47 and 49 are designed to provide zero-order and first-order continuity of the surface on one side of the transition region. A common way to do this is to use a polynomial function such as a cubic Bezier function. Methods for forming transition regions such as these are known to those skilled in the art.
[0040] В предпочтительном варианте осуществления, зона 48 эффективной апертуры представляет собой последовательность профилей положительных и отрицательных линз с сильным увеличением. Таким образом, лучи света, которые пересекают эту область, широко диспергируются за IOL. Эти профили могут реализовываться как последовательные конусы, профили, аппроксимируемые полиномами (такие как функции Безье), рациональные сплайны, дифракционные профили или другие сходные профили постольку, поскольку область в целом правильно перенаправляет и/или диспергирует преломленные лучи. Предпочтительное применение представляет собой гладкие профили с сильным увеличением по сравнению с дифракционными профилями, поскольку это упрощает изготовление IOL на станке высокой точности или с помощью форм для формования. Как известно специалистам в данной области, задняя сторона гаптического элемента должна содержать квадратный край для замедления роста клеток, приводящего к помутнению задней капсулы хрусталика.[0040] In a preferred embodiment, the effective aperture zone 48 is a sequence of positive and negative high-magnification lens profiles. Thus, the light rays that cross this region are widely dispersed behind the IOL. These profiles can be implemented as successive cones, profiles approximated by polynomials (such as Bezier functions), rational splines, diffractive profiles, or other similar profiles, as long as the region as a whole correctly redirects and/or disperses the refracted rays. A preferred application is smooth high-magnification profiles compared to diffractive profiles, since this simplifies the manufacture of the IOL on a high-precision machine or with molds for molding. As is known to those skilled in the art, the back side of the haptic element should contain a square edge to slow down the growth of cells that lead to opacification of the posterior lens capsule.
[0041] Фигура 5 иллюстрирует другой профиль для зоны 51 эффективной апертуры, а именно профиль рассеивающей линзы. Отметим, что это требует более толстого профиля края, чем подход на Фигуре 4. На Фигуре 6A авторы показывают увеличенный вид предпочтительных переменных профилей положительных и отрицательных линз с сильным увеличением с падающими и проходящими лучами. Фигура 6B иллюстрирует эффект объединения профиля на Фигуре 6A либо с лежащей под ним призмой, либо с рассеивающей линзой. В этом случае возникающие лучи не только широко рассеиваются, они направляются вдаль от желтого пятна глаза, или от центральной зрительной секции сетчатки, опять же, за счет более широкого края линзы.[0041] Figure 5 illustrates another profile for the effective aperture zone 51, namely a diverging lens profile. Note that this requires a thicker edge profile than the approach in Figure 4. In Figure 6A, the authors show an enlarged view of preferred alternating profiles of positive and negative high-power lenses with incident and transmitted rays. Figure 6B illustrates the effect of combining the profile in Figure 6A with either an underlying prism or a diverging lens. In this case, the resulting rays are not only widely diverged, they are directed away from the macula of the eye, or the central visual section of the retina, again due to the wider edge of the lens.
[0042] Фигура 7A иллюстрирует IOL 60 с сильным увеличением, обычно с относительно малым оптическим диаметром и большой толщиной в центре. Когда зрачок глаза больше, чем оптическая зона, падающие лучи 64 могут вообще миновать оптическую зону и пересекать только гаптический элемент 61 на своем пути к сетчатке 63. Эта ситуация вызывала бы заметные артефакты в глазу при периферийном зрении. Падающие лучи 62, которые пересекают оптическую зону, как ожидается, правильно преломляются в центральную зрительную зону сетчатки. На Фигуре 7B авторы иллюстрируют такую же оптику, но теперь с эффективной апертурой 65 между оптической зоной и гаптическим элементом. В это случае, падающие лучи 64, которые пересекают линзу вне оптической зоны, диспергируются по сетчатке, не вызывая видимых артефактов.[0042] Figure 7A illustrates a high power IOL 60, typically with a relatively small optic diameter and a large central thickness. When the pupil of the eye is larger than the optic zone, incident rays 64 may bypass the optic zone altogether and only intersect the haptic element 61 on their way to the retina 63. This situation would cause noticeable artifacts in the eye during peripheral vision. Incident rays 62 that intersect the optic zone are expected to be correctly refracted into the central visual zone of the retina. In Figure 7B, the authors illustrate the same optics, but now with an effective aperture 65 between the optic zone and the haptic element. In this case, incident rays 64 that intersect the lens outside the optic zone are dispersed across the retina without causing visible artifacts.
[0043] Взятые вместе, эти характеристики IOL, которая содержит эффективную апертуру, можно точно описать как высокую четкость (HD) и увеличенную глубину поля зрения (EDOF). [0043] Taken together, these characteristics of an IOL that contains an effective aperture can be accurately described as high definition (HD) and increased depth of field (EDOF).
[0044] Общий вид эффективной апертуры IOL иллюстрируется на Фигуре 4. В предпочтительном варианте осуществления, диаметр центральной оптической зоны 46 составляет 3,0 мм, и ширина эффективной апертуры 48 составляет 1,5 мм. Таким образом, сочетание центральной оптической зоны и эффективной апертуры представляет собой оптику диаметром 6,0 мм, которая сходна с обычными коммерчески доступными IOL. [0044] A general view of the effective aperture of the IOL is illustrated in Figure 4. In a preferred embodiment, the diameter of the central optic zone 46 is 3.0 mm, and the width of the effective aperture 48 is 1.5 mm. Thus, the combination of the central optic zone and the effective aperture is an optic with a diameter of 6.0 mm, which is similar to conventional commercially available IOLs.
[0045] Сферическая, торическая и имеющая нулевые аберрации оптическая зона. Значительная часть пациентов с катарактой имеет астигматизм в своей роговице. После удаления хрусталика, оставшаяся оптическая система глаза с астигматической роговицей идеально корректируется с помощью торической или астигматической линзы. Для этих пациентов, центральная оптическая часть линзы авторов делается торической для обеспечения улучшения коррекции зрения. В дополнение к этому, даже если оптическая часть является малой, по-прежнему имеется некоторое количество сферических аберраций, которые можно корректировать. Таким образом, оптимально скорректированная оптическая зона обеспечивала бы коррекцию сферических аберраций для всех линз и торическую коррекцию для пациентов, имеющих роговичный астигматизм. [0045] Spherical, Toric, and Zero-Aberration Optical Zones. A significant proportion of cataract patients have astigmatism in their corneas. After removal of the crystalline lens, the remaining optics of the eye with an astigmatic cornea are ideally corrected with a toric or astigmatic lens. For these patients, the central optic of the authors' lens is made toric to provide improved vision correction. In addition, even if the optic is small, there is still some spherical aberration that can be corrected. Thus, an optimally corrected optic zone would provide spherical aberration correction for all lenses and toric correction for patients with corneal astigmatism.
[0046] Торическая коррекция легко осуществляется специалистами в данной области посредством обеспечения двух главных видов увеличения в двух главных направлениях, которые совмещались бы с астигматическими увеличениями роговицы глаза. [0046] Toric correction is easily accomplished by those skilled in the art by providing two major types of magnification in two major directions that would be compatible with the astigmatic magnifications of the cornea of the eye.
[0047] Сферические аберрации, либо для сферической, либо для торической линзы, корректируются с использованием конического профиля на одной или нескольких поверхностях линзы. Такая линза, как говорят, имеет нулевые аберрации, поскольку имеются нулевые монохроматические аберрации в линзе для расположенного на оси удаленного объекта. Апикальный радиус Ra конического профиля вычисляется как обычно для желаемого параксиального увеличения линзы. Коническая константа K выбирается затем на основе коэффициента преломления материала линзы, толщины линзы в центре и формы передней и задней поверхности линзы. [0047] Spherical aberrations, for either a spherical or a toric lens, are corrected using a conical profile on one or more surfaces of the lens. Such a lens is said to have zero aberrations since there are zero monochromatic aberrations in the lens for an on-axis distant object. The apical radius Ra of the conical profile is calculated as usual for the desired paraxial magnification of the lens. The conical constant K is then selected based on the refractive index of the lens material, the thickness of the lens at the center, and the shape of the anterior and posterior surfaces of the lens.
[0048] В случае, где коррекция должна быть астигматической, форма, по меньшей мере, одной из поверхностей линзы является двухконусной, имеющей конический профиль в двух ортогональных главных направлениях. В предпочтительном варианте осуществления, торическая оптика имеет конструкцию одинаковых двояковыпуклых поверхностей, где каждая поверхность является двухконусной. Не-торическая оптика имеет конструкцию одинаковых двояковыпуклых поверхностей, где каждая поверхность является конической. В случае как двухконусной, так и конической поверхности, оптимальная коническая константа K для поверхности определяется с использованием отслеживания оптических лучей известного специалистам в данной области.[0048] In the case where the correction is to be astigmatic, the shape of at least one of the surfaces of the lens is biconical, having a conical profile in two orthogonal principal directions. In a preferred embodiment, the toric optic has a design of identical biconvex surfaces, where each surface is biconical. The non-toric optic has a design of identical biconvex surfaces, where each surface is conical. In the case of both a biconical and a conical surface, the optimal conical constant K for the surface is determined using optical ray tracing known to those skilled in the art.
[0049] Множественные фокусные точки. Некоторые пациенты могут предпочитать оптику с множественными фокусными точками, обеспечивающую коррекцию зрения для конкретного расстояния. Один из примеров представляет собой двухфокусную оптику, которая, как правило, обеспечивает оптическую силу фокусирования как для ближнего, так и для дальнего зрения. Другой пример представляет собой трехфокусную оптику, которая обеспечивает оптическую силу фокусирования для ближнего, промежуточного и дальнего зрения. В любом случае, для осуществления IOL с множественными фокусными точками, оптическая зона модифицируется для получения этих фокусных зон, используя преломляющие или дифракционные оптические области, и эффективная апертура остается вне последней фокусной зоны. [0049] Multiple Focal Points. Some patients may prefer optics with multiple focal points that provide vision correction for a specific distance. One example is a bifocal optic, which typically provides focusing power for both near and far vision. Another example is a trifocal optic, which provides focusing power for near, intermediate, and far vision. In either case, to produce an IOL with multiple focal points, the optic zone is modified to produce these focal zones using refractive or diffractive optics, and the effective aperture remains outside the last focal zone.
[0050] В некоторых применениях, эффективная апертура может выглядеть как кольцевая область с оптическими зонами на каждой стороне кольцевой области. Форма кольцевой эффективной апертуры может также представлять собой произвольную форму, например, для аккомодации к астигматической оптической зоне или к несимметричной гаптической области. Это иллюстрируется на Фигуре 8. На этой Фигуре, линза A обозначает оптическую зону продолговатой формы и таким образом внутренний контур эффективной апертуры должен адаптироваться к этой форме. Внутренний контур гаптической зоны является круговым, так что внешний контур эффективной апертуры является круговым. На этой Фигуре, линза B изображает оптическую зону как круговую, так что внутренний контур эффективной апертуры является круговым. Внутренний гаптический контур является продолговатым так, что внешний контур эффективной апертуры является продолговатым. В каждом случае имеются переходные зоны между каждой парой зон для плавного соединений областей, так что визуальные артефакты не вводятся в глаз. Альтернативно, переходные области могут иметь переменную ширину, так что внутренний и внешний контуры эффективной апертуры могут иметь любую желаемую форму.[0050] In some applications, the effective aperture may appear as an annular region with optical zones on each side of the annular region. The shape of the annular effective aperture may also be an arbitrary shape, for example, to accommodate an astigmatic optical zone or an asymmetric haptic region. This is illustrated in Figure 8. In this Figure, lens A denotes an optical zone of an oblong shape and thus the inner contour of the effective aperture must adapt to this shape. The inner contour of the haptic zone is circular, so that the outer contour of the effective aperture is circular. In this Figure, lens B depicts the optical zone as circular, so that the inner contour of the effective aperture is circular. The inner haptic contour is oblong so that the outer contour of the effective aperture is oblong. In each case, there are transition zones between each pair of zones to smoothly connect the regions so that visual artifacts are not introduced into the eye. Alternatively, the transition regions may have variable widths so that the inner and outer contours of the effective aperture may have any desired shape.
[0051] Конструкции IOL, рассматриваемые здесь, могут изготавливаться из любого биологически совместимого оптического материала, обычно используемого для IOL, включая твердые и мягкие материалы. Их также можно изготавливать, используя устройства с CNC или формы для формования, или другие способы, используемые для изготовления IOL. Эффективную апертуру можно осуществлять как одномерный профиль, который является симметричным в азимутальном направлении, или двухмерный профиль, который использует тонкие области линзы.[0051] The IOL designs discussed herein may be made from any biocompatible optical material commonly used for IOLs, including hard and soft materials. They may also be manufactured using CNC machines or molds, or other methods used to manufacture IOLs. The effective aperture may be implemented as a one-dimensional profile that is symmetrical in the azimuthal direction, or a two-dimensional profile that utilizes thin areas of the lens.
[0052] На Фигуре 9, иллюстрируется азимутально симметричные радиальные профили. Профили могут быть полностью одинаковыми или регулироваться в азимутальном направлении. Эти профили могут быть преломляющими или дифракционными по природе. Хотя, иллюстрируются восемь различных радиальных профилей, радиальные профили являются непрерывными в азимутальном направлении. Радиальные профили могут иметь чередующееся положительное и отрицательное увеличение, могут все иметь положительное увеличение, или все иметь секции с отрицательным увеличением. Соединения между всеми областями с увеличением являются гладкими для предотвращения визуальных артефактов. [0052] In Figure 9, azimuthally symmetric radial profiles are illustrated. The profiles may be completely identical or adjustable in the azimuthal direction. These profiles may be refractive or diffractive in nature. Although eight different radial profiles are illustrated, the radial profiles are continuous in the azimuthal direction. The radial profiles may have alternating positive and negative magnification, may all have positive magnification, or may all have sections with negative magnification. The junctions between all areas with magnification are smooth to prevent visual artifacts.
[0053] На Фигуре 10, иллюстрируются другие симметричные радиальные профили, которые содержат сочетания планарных, имеющих отрицательное увеличение форм, и основных клиновидных форм с в дополнение к кривым с сильным увеличением, показанным на Фигуре 8, или вместо них. Обращаясь к Фигуре 10, здесь элемент A изображает простую основную форму плоскости. На Фигуре 10, элемент B изображает основную форму с отрицательным увеличением. Этот искривленный профиль с отрицательным увеличением в целом может быть представлен как часть сферы, конуса или кривой более высокого порядка, такой как полиномиальная кривая. На Фигуре 10, элемент C изображает сегментированный профиль с отрицательным увеличением элемента B, где кривая сегментирована подобно линзе Френеля, чтобы сохранить общую толщину линзы малой. На Фигуре 10, элемент D изображает профиль с основной клиновидной формой, а элемент E на Фигуре 10 изображает сегментированную версию формы с клиновидным основанием, где клин сегментирован подобно линзе Френеля, чтобы сохранить общую толщину линзы малой. Хотя сегментированные профили элементов C и E иллюстрируются с острыми изломами, на практике, границы сегментов осуществляют с использованием гладких функций, таких как сопряжения или кривые Безье, для предотвращения появления наблюдаемых артефактов, вызываемых резкими изломами. В дополнение к этому, размещается гладкая переходная область между оптической зоной и эффективной апертурой, как описано в другом месте в настоящем документе. Эти основные формы можно использовать в сочетании с особенностями с сильным увеличением или вместо них, для улучшения эффективности эффективной апертуры.[0053] In Figure 10, other symmetrical radial profiles are illustrated that contain combinations of planar, negative magnification shapes and basic wedge shapes in addition to or instead of the high magnification curves shown in Figure 8. Referring to Figure 10, here, element A depicts a simple basic plane shape. In Figure 10, element B depicts a basic shape with negative magnification. This curved profile with negative magnification can generally be represented as part of a sphere, a cone, or a higher order curve, such as a polynomial curve. In Figure 10, element C depicts a segmented profile with negative magnification of element B, where the curve is segmented like a Fresnel lens to keep the overall thickness of the lens small. In Figure 10, element D depicts a profile with a basic wedge shape, and element E in Figure 10 depicts a segmented version of the wedge-based shape, where the wedge is segmented like a Fresnel lens to keep the overall thickness of the lens small. Although the segmented profiles of elements C and E are illustrated with sharp kinks, in practice, the segment boundaries are implemented using smooth features such as fillets or Bezier curves to prevent the observed artifacts caused by sharp kinks. In addition, a smooth transition region is placed between the optical zone and the effective aperture, as described elsewhere herein. These basic shapes can be used in combination with or instead of high-magnification features to improve the effectiveness of the effective aperture.
[0054] Фигура 11 иллюстрирует двухмерные области линзы, ориентированные в полярном направлении. Линзы с сильным увеличением, с положительным и отрицательным увеличением, располагаются поочередно, как в радиальном, так и азимутальном направлении. На Фигуре иллюстрируются две линзы с положительным увеличением и две линзы с отрицательным увеличением. Реальная геометрия этих двухмерных полярных линз того же порядка, что и радиальные профили. [0054] Figure 11 illustrates two-dimensional regions of a lens oriented in the polar direction. High-magnification lenses, with positive and negative magnification, are arranged alternately in both the radial and azimuthal directions. The Figure illustrates two lenses with positive magnification and two lenses with negative magnification. The actual geometry of these two-dimensional polar lenses is of the same order as the radial profiles.
[0055] Альтернативно, все двухмерные линзы с сильным увеличением могут представлять собой собирательные или рассеивающие линзы. В этом случае, линзы с сильным увеличением разделяются малыми гладкими переходными областями (например, с непрерывной полиномиальной интерполяцией, такой как кривая Безье) для предотвращения появления визуальных артефактов. Это представляет собой предпочтительную двухмерную структуру линзы с сильным увеличением, когда имеется несколько линз в азимутальном направлении. В этом случае, отдельные линзы выглядят подобно маленьким подушкам, когда подушки находятся над основной поверхностью для линз с положительным увеличением и под поверхностью для линз с отрицательным увеличением.[0055] Alternatively, all two-dimensional high-power lenses may be converging or diverging lenses. In this case, the high-power lenses are separated by small smooth transition regions (e.g., with a continuous polynomial interpolation, such as a Bezier curve) to prevent the appearance of visual artifacts. This is the preferred two-dimensional structure of a high-power lens when there are several lenses in the azimuthal direction. In this case, the individual lenses appear like small pillows, where the pillows are above the main surface for positive-power lenses and below the surface for negative-power lenses.
[0056] Фигура 12 иллюстрирует геометрию для двухмерных линз с сильным увеличением. В верхней правой части фигуры авторы показывают вид спереди линзы с сильным увеличением. Имеется центральная оптическая область с сильным увеличением и окружающая переходная область. Радиальное протяжение этой области обозначено r, ширина переходной области обозначена t, и противолежащая азимутальная сторона обозначена тэта. В нижней левой части фигуры авторы показывают вид сбоку одного из профилей линзы. Центральная часть представляет собой оптическую зону с сильным увеличением и две боковых кривых представляют собой переходные зоны. Граница раздела между оптической зоной и переходными зонами имеет непрерывность нулевого и первого порядка. На краю границы линзы, переход совпадает с формой основы эффективной апертуры (которая, как правило, представляет собой вертикальную линию на IOL). На краю линзы также имеется непрерывность нулевого и первого порядка между переходной кривой (как правило, полиномиальной кривой) и краем. Форма этой малой области линзы с сильным увеличением подбирается так, что радиальная протяженность r приблизительно равна длине дуги центральной части области.[0056] Figure 12 illustrates the geometry for a two-dimensional high power lens. In the upper right portion of the figure, the authors show a front view of a high power lens. There is a central high power optic region and a surrounding transition region. The radial extent of this region is denoted r , the width of the transition region is denoted t , and the opposite azimuthal side is denoted theta . In the lower left portion of the figure, the authors show a side view of one of the lens profiles. The central portion represents the high power optic zone and the two lateral curves represent transition zones. The interface between the optic zone and the transition zones has zero- and first-order continuity. At the edge of the lens boundary, the transition coincides with the shape of the effective aperture base (which is typically a vertical line on the IOL). At the edge of the lens, there is also zero- and first-order continuity between the transition curve (typically a polynomial curve) and the edge. The shape of this small region of the high-magnification lens is chosen so that the radial extent r is approximately equal to the arc length of the central part of the region.
[0057] Центральную оптическую зону можно конструировать, используя стандартные концепции конструирования IOL для получения коррекции сферы, цилиндра и оси, а также коррекции более высоких порядков, такой как контроль сферической аберрации. Эти концепции конструирования известны специалистам в данной области.[0057] The central optical zone can be designed using standard IOL design concepts to achieve sphere, cylinder, and axis corrections, as well as higher order corrections such as spherical aberration control. These design concepts are known to those skilled in the art.
[0058] Предпочтительные профили эффективной апертуры, иллюстрируемые на Фигуре 4, имеют переменные профили положительных и отрицательных линз с фокусными расстояниями порядка +/-1,5 мм. Эти профили поверхности линз можно генерировать, используя конусы, профили, аппроксимируемые полиномами (такие как кубические сплайны Безье), рациональные сплайны, и сочетания этих и других кривых. Геометрия профилей линз выбирается для адекватного диспергирования проходящих оптических лучей по сетчатке, и чтобы их в то же время было относительно легко изготавливать на станке высокой точности или с помощью процесса формования. Можно также размещать гладкую поверхность на одном профиле (например, на передней поверхности) и малые профили линз с сильным увеличением на другом профиле поверхности (например, на задней поверхности).[0058] The preferred effective aperture profiles illustrated in Figure 4 have variable positive and negative lens profiles with focal lengths on the order of +/- 1.5 mm. These lens surface profiles can be generated using cones, polynomial-approximated profiles (such as cubic Bezier splines), rational splines, and combinations of these and other curves. The geometry of the lens profiles is selected to adequately disperse the transmitted optical rays across the retina, while still being relatively easy to manufacture using a high-precision machine or molding process. It is also possible to place a smooth surface on one profile (e.g., on the front surface) and low-power lens profiles with high magnification on another surface profile (e.g., on the back surface).
[0059] При использовании предпочтительных профилей эффективной апертуры, иллюстрируемой на Фигуре 4, толщина края IOL и толщина центральной оптической зоны в центре может быть очень маленькой, даже для IOL с сильным увеличением. Материал линзы может быть таким же, как используется для других конструкций мягких или твердых IOL.[0059] Using the preferred effective aperture profiles illustrated in Figure 4, the edge thickness of the IOL and the central optic zone thickness at the center can be very small, even for a high magnification IOL. The lens material can be the same as that used for other soft or hard IOL designs.
[0060] Конструкция IOL обеспечивает очень хорошее, имеющее высокую четкость, дальнее зрение и диапазон “острота зрения” может контролироваться посредством определения того, что подразумевается под “остротой зрения” (например, острота 20/40) и относительного размера центральной оптической зоны и ширины эффективной апертуры. Простое уравнение [Smith G, Relation between spherical refractive error and visual acuity, Optometry Vis. Sci. 68, 591-8, 1991] для оценки остроты при данном диаметре зрачка и сферической ошибки преломления дано в уравнении (1a и 1b).[0060] The IOL design provides very good, high-definition, distance vision and the range of "visual acuity" can be controlled by defining what is meant by "visual acuity" (e.g., 20/40 acuity) and the relative size of the central optic zone and the width of the effective aperture. A simple equation [Smith G, Relation between spherical refractive error and visual acuity, Optometry Vis. Sci. 68, 591-8, 1991] for estimating acuity for a given pupil diameter and spherical refractive error is given in equation (1a and 1b).
A=острота в минутах дуги (A=Sd/20), то есть, минимальный угол разрешенияA=sharpness in minutes of arc (A=Sd/20), i.e., the minimum angle of resolution
k=константа, определяемая из клинических исследований, среднее значение 0,65k=constant determined from clinical studies, mean value 0.65
D=диаметр зрачка в ммD=pupil diameter in mm
E=сферическая ошибка преломления, в диоптрияхE=spherical refractive error, in diopters
Sd=знаменатель Snellen Sd=Snellen denominator
[0061] Второе уравнение постулируется как более точное для низких уровней ошибки преломления и дает разумный результат.[0061] The second equation is postulated to be more accurate for low levels of refractive error and gives a reasonable result.
Для E=0, A=1 мин дуги или 20/20.For E=0, A=1 arc min or 20/20.
Решение (1b) относительно E дает уравнение (2).Solving (1b) for E gives equation (2).
Уравнение (1b) говорит нам остроту A для данного диапазона глубины поля зрения (E × 2) в диоптриях и диаметра зрачка D. Equation (1b) tells us the visual acuity A for a given range of visual field depth (E × 2) in diopters and pupil diameter D.
Уравнение (2) говорит диапазон глубины поля зрения в диоптриях для данной остроты A и диаметра зрачка D. Например, для:Equation (2) tells the range of visual field depth in diopters for a given visual acuity A and pupil diameter D. For example, for:
Остроты 20/40, A=40/20=2 мин дугиSharpness 20/40, A=40/20=2 min arc
D=3,0 ммD=3.0 mm
k=0,65k=0.65
Глубина поля зрения=2E=1,8 D. Используя (1b),Depth of field = 2E = 1.8 D. Using (1b),
[0062] Концепция эффективной апертуры может использоваться в факичных или афакических IOL, в роговичном импланте, контактной линзе или использоваться при процедуре лазерной хирургии роговицы (LASIK, PRK, и тому подобное) для обеспечения увеличения глубины поля зрения и/или для обеспечения зрения высокой четкости. Также, было бы возможным заменить эффективную апертуру реальной мутной апертурой и реализовать такие же оптические выгоды как для эффективной апертуры.[0062] The concept of an effective aperture may be used in a phakic or aphakic IOL, in a corneal implant, a contact lens, or used in a laser corneal surgery procedure (LASIK, PRK, etc.) to provide an increase in the depth of field of view and/or to provide high definition vision. It would also be possible to replace the effective aperture with a real opaque aperture and realize the same optical benefits as for the effective aperture.
[0063] Необходимо понять, что, хотя иллюстрируется определенная форма настоящего изобретения, оно не должно ограничиваться конкретной формой или системой, описанной и показанной в настоящем документе. Специалистам в данной области будет очевидно, что различные изменения можно осуществить без отклонения от рамок настоящего изобретения и настоящее изобретение не должно считаться ограниченным ими, что показано и описано в описании и на любых чертежах/фигурах, включенных в настоящий документ.[0063] It should be understood that although a particular form of the present invention is illustrated, it should not be limited to the particular form or system described and shown herein. It will be apparent to those skilled in the art that various changes can be made without departing from the scope of the present invention, and the present invention should not be considered limited thereto, as shown and described in the description and in any drawings/figures included herein.
[0064] Специалист в данной области легко заметит, что настоящее изобретение хорошо адаптировано для достижения рассмотренных целей и для получения этих результатов и преимуществ, а также тех, которые ему присущи. Варианты осуществления, способы, процедуры и технологии, описанные в настоящем документе, в настоящее время являются репрезентативными для предпочтительных вариантов осуществления, как предполагается, являются иллюстративными и не рассматриваются как ограничение рамок. Изменения в нем и другие применения будут осуществляться специалистами в данной области, они соответствуют духу настоящего изобретения и определяются рамками прилагаемой формулой изобретения. Хотя настоящее изобретение описано в связи с конкретными предпочтительными вариантами осуществления, необходимо понять, что настоящее изобретение, как оно заявляется, не должно обязательно ограничиваться такими конкретными вариантами осуществления. Фактически, различные модификации описанных режимов осуществления настоящего изобретения, которые являются очевидными для специалистов в данной области, как предполагается, находятся в рамках следующей далее формулы изобретения.[0064] One skilled in the art will readily recognize that the present invention is well adapted to achieve the ends contemplated and to obtain these results and advantages, as well as those inherent therein. The embodiments, methods, procedures and techniques described herein are currently representative of preferred embodiments, are intended to be illustrative and are not considered to be limiting in scope. Changes thereto and other applications will be made by those skilled in the art, they are within the spirit of the present invention and are defined by the scope of the appended claims. Although the present invention has been described in connection with specific preferred embodiments, it is to be understood that the present invention, as claimed, should not necessarily be limited to such specific embodiments. In fact, various modifications of the described modes of carrying out the present invention, which are obvious to those skilled in the art, are intended to be within the scope of the following claims.
Claims (29)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16/380,622 | 2019-04-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021132402A RU2021132402A (en) | 2023-05-10 |
| RU2827085C2 true RU2827085C2 (en) | 2024-09-23 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120330415A1 (en) * | 2011-06-23 | 2012-12-27 | Anew Optics, Inc. | Haptic devices for intraocular lens |
| US20130289668A1 (en) * | 2010-02-26 | 2013-10-31 | Cornell University | Retina prosthesis |
| US20160193037A1 (en) * | 2014-09-09 | 2016-07-07 | Staar Surgical Company | Ophthalmic implants with extended depth of field and enhanced distance visual acuity |
| US20160302916A1 (en) * | 2015-04-14 | 2016-10-20 | Z Optics LLC | High Definition and Extended Depth of Field Intraocular Lens |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130289668A1 (en) * | 2010-02-26 | 2013-10-31 | Cornell University | Retina prosthesis |
| US20120330415A1 (en) * | 2011-06-23 | 2012-12-27 | Anew Optics, Inc. | Haptic devices for intraocular lens |
| US20160193037A1 (en) * | 2014-09-09 | 2016-07-07 | Staar Surgical Company | Ophthalmic implants with extended depth of field and enhanced distance visual acuity |
| US20160302916A1 (en) * | 2015-04-14 | 2016-10-20 | Z Optics LLC | High Definition and Extended Depth of Field Intraocular Lens |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12158638B2 (en) | Multi-ring lens, systems and methods for extended depth of focus | |
| AU2022259820B2 (en) | High definition and extended depth of field intraocular lens | |
| US10765510B2 (en) | High definition and extended depth of field intraocular lens | |
| US11751990B2 (en) | Full depth of focus intraocular lens | |
| CN105659152B (en) | Spectacle lenses for correcting astigmatism | |
| JP2013515284A (en) | Single microstructure lens, system and method | |
| US20230010847A1 (en) | High definition and extended depth of field intraocular lens | |
| US20120033177A1 (en) | Aspheric, astigmatic, multi-focal contact lens with asymmetric point spread function | |
| US11547554B2 (en) | High definition and extended depth of field intraocular lens | |
| JP7392006B2 (en) | Ophthalmic lens with extended depth of field | |
| JP7682806B2 (en) | High-definition and extended depth of focus intraocular lenses | |
| RU2827085C2 (en) | High-resolution intraocular lens with increased depth of field of view | |
| US20250085569A1 (en) | Aspheric phase-ring structured lens designs, manufacture, and uses thereof |