使用瞳孔动力学增加假性调节的扩展焦深(edof)透镜的制作方法
专利名称：使用瞳孔动力学增加假性调节的扩展焦深(edof)透镜的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及眼用透镜(ophthalmic lenses)，尤其涉及通过控制在至少一 个透镜表面上设置的过渡区域的相移变化来提供增强的视力的人工晶体(intraocular lenses， I0L)。
背景技术：
在白内障手术期间通常将人工晶体(IOL)植入患者眼内以代替天然晶状体。天然 晶状体的屈光能力(optical power)可以在睫状肌的影响下改变以提供用来观察离眼睛不 同距离的物体的适应性调节。然而，许多IOL仅提供不具备适应性调节的单焦点能力。还 已知提供远距屈光能力以及近距屈光能力(例如，通过使用衍射结构)从而提供一定程度 假性调节的多焦点I0L。然而，仍然需要改进IOL令其能够在提供跨大范围瞳孔尺寸的清晰光学图像的同 时提供假性调节屈光能力。在设计IOL和透镜时，通常能够通过使用所谓的“模型眼”的测 量值或通过诸如预测光线追踪的计算值确定光学性能。通常，基于来自可见光谱的狭窄选 定区域的光来执行这种测量和计算以将色差减到最小。该狭窄区域被称为“设计波长”。
发明内容
一方面，本发明提供一种眼用透镜(例如，I0L)，包括具有围绕光轴布置的前表面 和后表面的光学部件。所述表面中的至少一个(例如，前表面)具有以基础轮廓和辅助轮 廓的叠加为特征的轮廓。辅助轮廓可以包括至少两个区域(例如，内部区域和外部区域) 以及一个或多个在上述区域之间的过渡区域，其中跨过渡区域的光程差(即，过渡区域的 内径边界和外径边界之间的光程差)对应于设计波长(例如，约550nm的波长)的非整数 分式(例如，1/2)。辅助轮廓的过渡区域能够从内径边界延伸到外径边界。在许多实施例中，辅助轮 廓的过渡区域的内径边界对应于内部区域的外径边界，而过渡区域的外径边界则对应于外 部区域的内径边界。在许多实施例中，过渡区域能够适于提供相对于其内径边界作为距光 轴增加的径向距离的函数的光程差的单调变化。光程差的单调变化能够以作为径向距离的 函数的连续增加或减少为特征，在某些情况下，这一单调变化内间插有无变化的区域(平 台区域)。举例而言，所述单调变化能够以线性变化为特征，或以由一个或多个平台分隔开 的连续线性变化为特征。在一些实施例中，表面的轮廓aMg(ZTB))被形成为能够由以下关系式限定的基 础轮廓(Zbase(Z基础))和辅助轮廓(Zaux(Zifa))的叠加
权利要求
1.一种眼用透镜，包括具有围绕光轴布置的前表面和后表面的光学部件， 其中，Γι表示过渡区域的内径边界，r2表示过渡区域的外径边界，并且其中，Δ由以下的关系来限定
2.如权利要求1所述的眼用透镜，其中所述过渡区域从内部区域的外径边界延伸到外 部区域的内径边界。
3.如权利要求2所述的眼用透镜，其中所述过渡区域适于相对于内部区域的所述外部 边界提供光程差的单调变化，所述光程差是距光轴的增加的径向距离的函数。
4.如权利要求3所述的眼用透镜，其中所述单调变化是以线性变化为特征的。
5.如权利要求3所述的眼用透镜，其中所述单调变化是以一连串由一个或多个平台分 隔的线性变化为特征的。
6.如权利要求1所述的眼用透镜，其中具有所述辅助轮廓的表面轮廓(Zsag)由以下关 系限定
7.如权利要求6所述的眼用透镜，其中所述基础曲率c在约0.0152mm 1到约0. 0659mm 1 的范围内。
8.如权利要求6所述的眼用透镜，其中所述二次曲面常数k在约-1162到约-19的范 围内，并且所述参数 在约-0. 00032mm 1到约0. Omm 1的范围内，且所述参数ει4在约0. Omm 3 到约-0. 000053mm 3的范围内，并且所述参数a6在约0. Omm 5到约0. 000153mm 5的范围内。
9.如权利要求1所述的眼用透镜，其中具有所述辅助轮廓的表面轮廓(Zsag)由以下关 系限定
10.如权利要求1所述的眼用透镜，其中所述眼用透镜包括I0L。
11.一种眼用透镜，包括具有围绕光轴布置的前表面和后表面的光学部件， 所述表面的至少一个表面包括 至少一个内部折射区域， 至少一个外部折射区域，以及布置在所述内部区域和外部区域之间的折射过渡区域，所述 过渡区域从其内径边界延伸到其外径边界，其中所述过渡区域适于使得入射到其上的辐射的相位从所述内部边界到所述外部边 界单调地变化，由此在所述外部边界和所述内部边界之间产生设计波长的非整数分式为特 征的相移。
12.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述非整数分式小于1。
13.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述非整数分式大于1。
14.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述过渡区域包括环形区域。
15.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述至少一个表面具有在约Imm到约5mm范 围内的径向直径。
16.如权利要求14所述的眼用透镜，其中所述环形区域具有在约Omm到约Imm范围内的径向宽度。
17.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述设计波长是约550nm。
18.如权利要求11所述的眼用透镜，其中对于在约1.5mm到约6mm范围内的孔径尺寸， 所述光学部件呈现出相对于所述光学部件的焦平面不对称的离焦调制传递函数。
19.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述前表面和后表面各自呈现出适于给予所 述透镜标称的单焦点折射屈光能力的基础轮廓。
20.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述折射能力是在约-15到约+50屈光度的范围内。
21.一种眼用透镜，包括具有围绕光轴布置的前表面和后表面的光学部件，所述表面各自具有基础表面轮廓，叠加到所述表面的至少一个表面的基础表面轮廓上的表面变化模式，用以产生在内部 和外部表面区域之间延伸的过渡表面区域，其中所述过渡区域使得光学部件对于以设计波长通过具有直径在约1. 5mm到约6mm范 围内的孔径入射在所述光学部件上的光呈现出不对称的离焦调制传递函数。
22.如权利要求21所述的眼用透镜，其中所述光学部件关于以所述设计波长通过具有 直径在约1. 5mm到约6mm范围内的孔径入射在其上的光呈现出在约0. 25屈光度到约1. 75 屈光度范围内的景深。
23.如权利要求21所述的眼用透镜，其中所述光学部件在光以设计波长通过具有直径 小于约2mm的孔径入射到所述光学部件上呈现出基本对称的离焦调制传递函数。
24.一种眼用透镜，包括具有前表面和后表面的光学部件，每个表面具有基础轮廓使得所述轮廓协同给予所述 光学部件标称的屈光能力，所述表面的至少一个表面具有通过添加辅助表面轮廓到它的标称表面轮廓而限定的 轮廓，所述辅助轮廓以中心区域、外部区域以及在所述内部和外部区域之间延伸的过渡区 域为特征，其中对于具有设计波长并通过具有在选定范围内的尺寸的孔径入射到光学部件上的 光，所述辅助轮廓适于引起光学部件的有效屈光能力和所述标称屈光能力之间的移位。
25.如权利要求M所述的眼用透镜，其中所述有效屈光能力以在所述设计波长和所述 孔径的尺寸下光学部件的离焦调制传递函数的波峰为特征。
26.如权利要求25所述的眼用透镜，其中所述辅助轮廓适于增强所述光学部件针对所 述设计波长和所述孔径尺寸的景深。
27.如权利要求沈所述的眼用透镜，其中所述景深被表征为在所述离焦调制传递函数 中15%对比度级别处的全宽。
28.如权利要求27所述的眼用透镜，其中光学部件的有效屈光能力相对于它的标称屈 光能力的移位在约0. 25D到约1. 75D的范围内。
29.一种眼用透镜，包括具有围绕光轴布置的前表面和后表面的光学部件，所述表面的至少一个表面包括至少内部折射区域和至少外部折射区域，其中所述至少一个表面的轮廓被配置成给予从内部区域的外部边界到外部区域的内 部边界的入射辐射单调变化的相移以提供在两个边界之间设计波长的非整数分式的相移。
30.如权利要求四所述的眼用透镜，其中所述设计波长为约550nm。
31.如权利要求四所述的眼用透镜，其中所述至少一个表面的轮廓的径向导数在内部 区域的所述外部边界处呈现出不连续性。
32.如权利要求四所述的眼用透镜，其中所述至少一个表面的轮廓被配置成使得所述 相移在径向距离约0. 75mm到约2. 5mm的范围内发生。
33.如权利要求四所述的眼用透镜，其中所述至少一个表面的轮廓被配置成使得所述 相移实现值在约0. 25D到约1. 75D范围内的由所述光学部件呈现出的景深的延伸。
全文摘要
一方面，本发明提供一种眼用透镜(例如，IOL)，其包括具有围绕光轴布置的前表面和后表面的光学部件。至少一个表面(例如前表面)具有以基础轮廓和辅助轮廓的叠加为特征的轮廓。辅助轮廓能够包括内部区域和外部区域以及在内部区域和外部区域之间的过渡区域，其中跨过渡区域的光程差(即，过渡区域的内径边界和外径边界之间的光程差)相当于设计波长(例如，约550nm的波长)的非整数分式(例如，1/2)。
文档编号A61F2/16GK102099729SQ200980127357
公开日2011年6月15日 申请日期2009年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者M·卡拉克雷, M·辛普森, 崔明, 张晓啸, 张艳, 洪昕 申请人:爱尔康公司
技术领域：
本发明通常涉及眼用透镜(ophthalmic lenses)，尤其涉及通过控制在至少一 个透镜表面上设置的过渡区域的相移变化来提供增强的视力的人工晶体(intraocular lenses， I0L)。
背景技术：
在白内障手术期间通常将人工晶体(IOL)植入患者眼内以代替天然晶状体。天然 晶状体的屈光能力(optical power)可以在睫状肌的影响下改变以提供用来观察离眼睛不 同距离的物体的适应性调节。然而，许多IOL仅提供不具备适应性调节的单焦点能力。还 已知提供远距屈光能力以及近距屈光能力(例如，通过使用衍射结构)从而提供一定程度 假性调节的多焦点I0L。然而，仍然需要改进IOL令其能够在提供跨大范围瞳孔尺寸的清晰光学图像的同 时提供假性调节屈光能力。在设计IOL和透镜时，通常能够通过使用所谓的“模型眼”的测 量值或通过诸如预测光线追踪的计算值确定光学性能。通常，基于来自可见光谱的狭窄选 定区域的光来执行这种测量和计算以将色差减到最小。该狭窄区域被称为“设计波长”。
发明内容
一方面，本发明提供一种眼用透镜(例如，I0L)，包括具有围绕光轴布置的前表面 和后表面的光学部件。所述表面中的至少一个(例如，前表面)具有以基础轮廓和辅助轮 廓的叠加为特征的轮廓。辅助轮廓可以包括至少两个区域(例如，内部区域和外部区域) 以及一个或多个在上述区域之间的过渡区域，其中跨过渡区域的光程差(即，过渡区域的 内径边界和外径边界之间的光程差)对应于设计波长(例如，约550nm的波长)的非整数 分式(例如，1/2)。辅助轮廓的过渡区域能够从内径边界延伸到外径边界。在许多实施例中，辅助轮 廓的过渡区域的内径边界对应于内部区域的外径边界，而过渡区域的外径边界则对应于外 部区域的内径边界。在许多实施例中，过渡区域能够适于提供相对于其内径边界作为距光 轴增加的径向距离的函数的光程差的单调变化。光程差的单调变化能够以作为径向距离的 函数的连续增加或减少为特征，在某些情况下，这一单调变化内间插有无变化的区域(平 台区域)。举例而言，所述单调变化能够以线性变化为特征，或以由一个或多个平台分隔开 的连续线性变化为特征。在一些实施例中，表面的轮廓aMg(ZTB))被形成为能够由以下关系式限定的基 础轮廓(Zbase(Z基础))和辅助轮廓(Zaux(Zifa))的叠加
权利要求
1.一种眼用透镜，包括具有围绕光轴布置的前表面和后表面的光学部件， 其中，Γι表示过渡区域的内径边界，r2表示过渡区域的外径边界，并且其中，Δ由以下的关系来限定
2.如权利要求1所述的眼用透镜，其中所述过渡区域从内部区域的外径边界延伸到外 部区域的内径边界。
3.如权利要求2所述的眼用透镜，其中所述过渡区域适于相对于内部区域的所述外部 边界提供光程差的单调变化，所述光程差是距光轴的增加的径向距离的函数。
4.如权利要求3所述的眼用透镜，其中所述单调变化是以线性变化为特征的。
5.如权利要求3所述的眼用透镜，其中所述单调变化是以一连串由一个或多个平台分 隔的线性变化为特征的。
6.如权利要求1所述的眼用透镜，其中具有所述辅助轮廓的表面轮廓(Zsag)由以下关 系限定
7.如权利要求6所述的眼用透镜，其中所述基础曲率c在约0.0152mm 1到约0. 0659mm 1 的范围内。
8.如权利要求6所述的眼用透镜，其中所述二次曲面常数k在约-1162到约-19的范 围内，并且所述参数 在约-0. 00032mm 1到约0. Omm 1的范围内，且所述参数ει4在约0. Omm 3 到约-0. 000053mm 3的范围内，并且所述参数a6在约0. Omm 5到约0. 000153mm 5的范围内。
9.如权利要求1所述的眼用透镜，其中具有所述辅助轮廓的表面轮廓(Zsag)由以下关 系限定
10.如权利要求1所述的眼用透镜，其中所述眼用透镜包括I0L。
11.一种眼用透镜，包括具有围绕光轴布置的前表面和后表面的光学部件， 所述表面的至少一个表面包括 至少一个内部折射区域， 至少一个外部折射区域，以及布置在所述内部区域和外部区域之间的折射过渡区域，所述 过渡区域从其内径边界延伸到其外径边界，其中所述过渡区域适于使得入射到其上的辐射的相位从所述内部边界到所述外部边 界单调地变化，由此在所述外部边界和所述内部边界之间产生设计波长的非整数分式为特 征的相移。
12.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述非整数分式小于1。
13.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述非整数分式大于1。
14.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述过渡区域包括环形区域。
15.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述至少一个表面具有在约Imm到约5mm范 围内的径向直径。
16.如权利要求14所述的眼用透镜，其中所述环形区域具有在约Omm到约Imm范围内的径向宽度。
17.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述设计波长是约550nm。
18.如权利要求11所述的眼用透镜，其中对于在约1.5mm到约6mm范围内的孔径尺寸， 所述光学部件呈现出相对于所述光学部件的焦平面不对称的离焦调制传递函数。
19.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述前表面和后表面各自呈现出适于给予所 述透镜标称的单焦点折射屈光能力的基础轮廓。
20.如权利要求11所述的眼用透镜，其中所述折射能力是在约-15到约+50屈光度的范围内。
21.一种眼用透镜，包括具有围绕光轴布置的前表面和后表面的光学部件，所述表面各自具有基础表面轮廓，叠加到所述表面的至少一个表面的基础表面轮廓上的表面变化模式，用以产生在内部 和外部表面区域之间延伸的过渡表面区域，其中所述过渡区域使得光学部件对于以设计波长通过具有直径在约1. 5mm到约6mm范 围内的孔径入射在所述光学部件上的光呈现出不对称的离焦调制传递函数。
22.如权利要求21所述的眼用透镜，其中所述光学部件关于以所述设计波长通过具有 直径在约1. 5mm到约6mm范围内的孔径入射在其上的光呈现出在约0. 25屈光度到约1. 75 屈光度范围内的景深。
23.如权利要求21所述的眼用透镜，其中所述光学部件在光以设计波长通过具有直径 小于约2mm的孔径入射到所述光学部件上呈现出基本对称的离焦调制传递函数。
24.一种眼用透镜，包括具有前表面和后表面的光学部件，每个表面具有基础轮廓使得所述轮廓协同给予所述 光学部件标称的屈光能力，所述表面的至少一个表面具有通过添加辅助表面轮廓到它的标称表面轮廓而限定的 轮廓，所述辅助轮廓以中心区域、外部区域以及在所述内部和外部区域之间延伸的过渡区 域为特征，其中对于具有设计波长并通过具有在选定范围内的尺寸的孔径入射到光学部件上的 光，所述辅助轮廓适于引起光学部件的有效屈光能力和所述标称屈光能力之间的移位。
25.如权利要求M所述的眼用透镜，其中所述有效屈光能力以在所述设计波长和所述 孔径的尺寸下光学部件的离焦调制传递函数的波峰为特征。
26.如权利要求25所述的眼用透镜，其中所述辅助轮廓适于增强所述光学部件针对所 述设计波长和所述孔径尺寸的景深。
27.如权利要求沈所述的眼用透镜，其中所述景深被表征为在所述离焦调制传递函数 中15%对比度级别处的全宽。
28.如权利要求27所述的眼用透镜，其中光学部件的有效屈光能力相对于它的标称屈 光能力的移位在约0. 25D到约1. 75D的范围内。
29.一种眼用透镜，包括具有围绕光轴布置的前表面和后表面的光学部件，所述表面的至少一个表面包括至少内部折射区域和至少外部折射区域，其中所述至少一个表面的轮廓被配置成给予从内部区域的外部边界到外部区域的内 部边界的入射辐射单调变化的相移以提供在两个边界之间设计波长的非整数分式的相移。
30.如权利要求四所述的眼用透镜，其中所述设计波长为约550nm。
31.如权利要求四所述的眼用透镜，其中所述至少一个表面的轮廓的径向导数在内部 区域的所述外部边界处呈现出不连续性。
32.如权利要求四所述的眼用透镜，其中所述至少一个表面的轮廓被配置成使得所述 相移在径向距离约0. 75mm到约2. 5mm的范围内发生。
33.如权利要求四所述的眼用透镜，其中所述至少一个表面的轮廓被配置成使得所述 相移实现值在约0. 25D到约1. 75D范围内的由所述光学部件呈现出的景深的延伸。
全文摘要
一方面，本发明提供一种眼用透镜(例如，IOL)，其包括具有围绕光轴布置的前表面和后表面的光学部件。至少一个表面(例如前表面)具有以基础轮廓和辅助轮廓的叠加为特征的轮廓。辅助轮廓能够包括内部区域和外部区域以及在内部区域和外部区域之间的过渡区域，其中跨过渡区域的光程差(即，过渡区域的内径边界和外径边界之间的光程差)相当于设计波长(例如，约550nm的波长)的非整数分式(例如，1/2)。
文档编号A61F2/16GK102099729SQ200980127357
公开日2011年6月15日 申请日期2009年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者M·卡拉克雷, M·辛普森, 崔明, 张晓啸, 张艳, 洪昕 申请人:爱尔康公司
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