專利名稱：帶有改良的中心距離區(qū)域的衍射多焦點眼內(nèi)透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及多焦點眼用透鏡(ophthalmic lens)，尤其涉及可以提供折射和衍射屈光聚焦能力的多焦點眼內(nèi)透鏡(intraocular lens) 0
背景技術(shù)：
眼內(nèi)透鏡(IOL)在白內(nèi)障手術(shù)期間常規(guī)地被植入患者眼內(nèi)以代替天然晶狀體。一些IOL利用衍射結(jié)構(gòu)來為患者不僅提供遠焦點能力而且提供近焦點能力。換句話說，這樣的IOL為患者提供某種程度的適應(yīng)性調(diào)節(jié)(有時被稱為“假性調(diào)節(jié)”)。遠焦點和近焦點透鏡能力之間的能量的分配可以通過修改衍射結(jié)構(gòu)的“梯級高度”和通過單獨將光引導(dǎo)到單個焦點的中心“折射”帶的使用來進行調(diào)節(jié)。到一個焦點的能量的增加通常導(dǎo)致到另一焦點的能量的減小，這使該焦點的圖像對比度減小。然而，圖像對比度也受到其他因素影響， 例如成像像差和衍射結(jié)構(gòu)的特性。因此，需要一種衍射多焦點透鏡設(shè)計，其將增強遠焦點和近焦點兩者的圖像對比度。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，本發(fā)明提供了一種眼內(nèi)透鏡(IOL)，其包括具有前表面和后表面的光學(xué)部件，其中所述光學(xué)部件包括用于提供折射聚焦能力的中心折射區(qū)域。衍射區(qū)域布置在所述透鏡表面的至少一個表面上以用于提供近和遠衍射聚焦能力。在一些情況下，所述折射和衍射遠聚焦能力基本相同。穿過所述中心帶的光的光學(xué)性質(zhì)可以被調(diào)節(jié)以優(yōu)化兩種能力的總圖像對比度。在一個相關(guān)方面，在上述IOL中，所述表面中的一個表面(例如，前表面)包括由衍射區(qū)域圍繞的中心折射區(qū)域，所述衍射區(qū)域又由外部折射區(qū)域圍繞。在一些情況下，所述中心折射區(qū)域可以具有范圍在大約0. 5mm到大約2mm內(nèi)的直徑。在另一個方面，所述衍射區(qū)域包括由多個梯級彼此分離的多個衍射帶(例如， 2-20個衍射帶)。中心梯級的高度和/或中心區(qū)域的曲率被調(diào)節(jié)以優(yōu)化圖像對比度。盡管在一些實施例中其他梯級呈現(xiàn)基本一致的高度，但是在其他情況下它們的高度可以不一致。例如，梯級可以被平滑(apodized)使得它們的高度隨著離光學(xué)部件中心的徑向距離的增加而減小。備選地，被平滑的梯級可以呈現(xiàn)隨著離光學(xué)部件的中心的徑向距離的增加而增加的高度，也就是說，梯級可以被“反平滑”。在另一種情況下，梯級高度可以從衍射區(qū)域的內(nèi)徑向邊界向該區(qū)域的中間位置增加，接著向該區(qū)域的外徑向邊界減小，并且反之亦然。在另一個方面，公開了一種多焦點眼用透鏡(例如，I0L)，其包括具有前表面和后表面的光學(xué)部件，所述光學(xué)部件被配置為使得所述光學(xué)部件包括中心折射區(qū)域和外部折射區(qū)域。另外，衍射區(qū)域被布置在所述表面的至少一個表面上以提供兩個衍射聚焦能力。在一些情況下，在上述眼用透鏡中，中心和外部折射區(qū)域提供不同的折射能力，例如中心區(qū)域可以提供遠聚焦能力并且外部折射區(qū)域可以提供近聚焦能力。衍射區(qū)域又可以提供對應(yīng)于由中心和外部區(qū)域提供的近和遠折射聚焦能力的近和遠衍射聚焦能力。在這些方面的每一個中，本發(fā)明的眼用透鏡的實施例的中心折射區(qū)域包括中心距離帶，并且衍射區(qū)域可以具有減小的梯級高度，兩者配合以增加用于IOL光學(xué)部件的遠距能力的能量的量，同時將近聚焦能力保持在可接受水平。通過參考結(jié)合附圖的以下詳細描述可以獲得的本發(fā)明各方面的進一步理解，在下面簡述了附圖。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的平滑衍射多焦點IOL的示意性側(cè)視圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多焦點IOL的示意性頂視圖；圖2B是具有中心距離帶的圖2A所示多焦點IOL的示意性側(cè)視圖，所述中心距離帶具有經(jīng)調(diào)節(jié)的中心帶相位以及與基本曲線近似相同的曲率；圖2C示出了圖2A和2B中所示IOL的前表面的徑向輪廓，從所述徑向輪廓減去了前表面的基本輪廓；圖3是具有中心距離帶的根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多焦點IOL的示意性側(cè)視圖， 所述中心距離帶具有經(jīng)調(diào)節(jié)的中心帶相位以及中心帶斜度；圖4是一系列圖形，其例示了具有不同中心帶相位和中心帶曲率組合的本發(fā)明各實施例的光學(xué)性質(zhì)與離軸距離平方的關(guān)系；圖5是一系列圖形，其例示了具有不同中心相位值的本發(fā)明的IOL的各實施例的調(diào)制傳遞函數(shù)的變化；圖6A是具有反平滑衍射區(qū)域的根據(jù)一個實施例的多焦點IOL的示意性側(cè)視圖；圖6B是圖6A所示IOL的前表面的徑向輪廓(減去該表面的基本輪廓)；圖6C是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多焦點IOL的示意性側(cè)視圖；圖6D是圖6C的IOL的前表面的徑向輪廓(減去表面基本輪廓)，指示了將布置在該表面上的衍射區(qū)域的不同衍射帶分開的梯級呈現(xiàn)出隨著離透鏡中心的徑向距離的增加而增加接著又減小的高度；圖6E是根據(jù)一個實施例的IOL的表面的徑向輪廓(減去表面基本輪廓)，其中將布置在該表面上的衍射區(qū)域的不同衍射帶分開的梯級呈現(xiàn)出隨著離透鏡中心的徑向距離的增加而減小接著又增加的高度；圖7是根據(jù)一個實施例的IOL的表面的徑向輪廓(減去表面基本輪廓)，其中將布置在該表面上的衍射區(qū)域的不同衍射帶分開的梯級呈現(xiàn)出基本一致的高度；圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的IOL的示意性側(cè)視圖，其中布置在透鏡的前表面上的衍射區(qū)域延伸到透鏡的外圍；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的IOL的示意性側(cè)視圖，所述IOL具有提供不同的折射聚焦能力的中心折射區(qū)域和外部折射區(qū)域。
具體實施例方式本發(fā)明一般地提供多焦點眼用透鏡，例如多焦點眼內(nèi)透鏡，其利用用于提供折射聚焦能力的折射區(qū)域和用于提供一種或多種衍射聚焦能力的衍射區(qū)域。在一些情況下由透
5鏡提供的折射聚焦能力對應(yīng)于基本等于衍射聚焦能力中的一種的遠焦點屈光能力，而另一個衍射聚焦能力對應(yīng)于近焦點屈光能力。因而，在一些情況下，透鏡的聚焦性質(zhì)由它們的遠焦點能力支配，對于小瞳孔尺寸尤其如此。在以下實施例中，本發(fā)明各方面的突出特征結(jié)合眼內(nèi)透鏡(IOLs)進行論述。本發(fā)明的教導(dǎo)也可以適用于其他眼用透鏡，例如接觸透鏡。術(shù)語“眼內(nèi)透鏡”和它的縮寫“I0L”在本文中可互換使用以描述這樣的透鏡所述透鏡被植入眼內(nèi)以代替眼睛的天然晶狀體或以其他方式增加視力，而與是否摘除天然晶狀體無關(guān)。角膜內(nèi)透鏡和有晶狀體眼眼內(nèi)透鏡是可以被植入眼內(nèi)而不摘除天然晶狀體的透鏡的例子。圖1示意性地描繪了現(xiàn)有技術(shù)的平滑衍射多焦點IOL透鏡表面，其中中心帶的曲率大致類似于相鄰環(huán)形帶的曲率。圖2A、2B和2C示意性地描繪了包括光學(xué)部件12的根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多焦點眼內(nèi)透鏡(IOL) 10，所述光學(xué)部件12具有圍繞光軸OA布置的前表面14和后表面16。如下面更詳細地所述，IOL 10提供遠聚焦能力和近聚焦能力。盡管在該實施例中，IOL具有雙凸輪廓(前和后表面各自具有凸輪廓)，但是在其他實施例中， IOL可以具有任何其他合適的輪廓，例如凸-凹、平-凸等。在一些實現(xiàn)方式中，光學(xué)部件 12可以具有離光軸OA范圍在大約2mm到大約4mm內(nèi)的最大半徑(R)，而在其他實施例中它可以更大。為了將更多的光引導(dǎo)到遠距焦點，例如，與圖1中現(xiàn)有技術(shù)的例子相比衍射梯級的所有梯級高度被減小。這具有將更多的光引導(dǎo)到遠距焦點和將更少的光引導(dǎo)到近距焦點的效果。除了衍射梯級高度的變化以外，前表面14包括由環(huán)形衍射區(qū)域20圍繞的中心“折射”區(qū)域18、以及外部折射區(qū)域22。如果中心區(qū)域具有對應(yīng)于透鏡的遠能力的“折射”焦點，則可將額外的光引導(dǎo)用于該透鏡能力。在許多實現(xiàn)中，中心折射區(qū)域18可以具有范圍在大約0. 25mm到大約Imm內(nèi)的相對于光軸OA的半徑(R。)，盡管也可以利用其他半徑。在該典型實施例中，后表面16并不包括任何衍射結(jié)構(gòu)，盡管在其他實施例中它可以包括這樣的結(jié)構(gòu)。如下面進一步所述，前表面的中心折射區(qū)域18貢獻光學(xué)部件的聚焦能力，其在該實施例中對應(yīng)于IOL的遠焦點屈光能力。作為例子，在一些情況下，光學(xué)部件的遠距能力可以在大約-5到大約+55屈光度的范圍內(nèi)，并且更典型地在大約6到大約34屈光度的范圍內(nèi)，或者在大約18到大約沈屈光度的范圍內(nèi)。在圖2A-2C的例子中，在沒有衍射結(jié)構(gòu)的情況下，前表面14和后表面16兩者的基本輪廓為大體球面，所述球面的曲率以及形成光學(xué)部件的材料的折射率被選擇以提供僅僅帶有遠距能力的透鏡。然而，中心帶區(qū)域的軸向位置被調(diào)節(jié)使得它并不匹配基本曲線。這也由圖2C的中心和外部區(qū)域之間的高度分離所指示。與透鏡的剩余區(qū)域相比，中心帶的相對光學(xué)相位的調(diào)節(jié)可用于多少獨立于到兩個焦點的能量分配來調(diào)節(jié)兩種透鏡能力的圖像對比度。類似地，中心帶的表面的曲率也可以單獨地或與衍射梯級處的相位延遲相結(jié)合地被調(diào)節(jié)以優(yōu)化圖像對比度。在一些其他實現(xiàn)中，透鏡表面之一或兩者可以呈現(xiàn)出適于控制像差和增加圖像對比度的非球面基本輪廓。作為例子，根據(jù)這樣的實施例的IOL可以包括具有前表面和后表面的光學(xué)部件。前表面可以包括與后表面配合生成折射屈光能力的折射中心區(qū)域。類似于先前的實施例，一衍射區(qū)域可以圍繞該折射中心區(qū)域。該衍射區(qū)域又可以由折射外部區(qū)域圍繞。在這樣的實施例中，前表面具有非球面基本輪廓。換句話說，前表面的基本輪廓不同于推定的球面輪廓。例如，前表面的非球面基本輪廓可以由負圓錐常數(shù)表征，所述負圓錐常數(shù)可以基于控制像差效應(yīng)的透鏡的折射能力而被選擇。作為例子，圓錐常數(shù)可以在大約-10 到大約-1000的范圍內(nèi)(例如，-27)。盡管在該實施例中后表面的基本輪廓是大體球面，但是在其他實施例中，后表面的基本輪廓也可以呈現(xiàn)出選定程度的非球面性以使得兩個表面的組合的非球面輪廓將便于由透鏡的中心部分生成單一折射焦點。在其他實現(xiàn)中，該中心折射帶可以具有球面輪廓以便于生成單一折射焦點，即使該表面具有另外的非球面基本輪廓。再次參考圖2A、2B和2C，光學(xué)部件12可以由任何合適的生物相容材料形成。這樣的材料的一些例子包括但不限于軟丙烯酸樹脂、硅酮、水凝膠或具有特定透鏡應(yīng)用所需的折射率的其他生物相容聚合材料。在許多實現(xiàn)方式中，形成光學(xué)部件的材料的折射率可以在大約1.4到大約1.6的范圍內(nèi)(例如，光學(xué)部件可以由具有1.55的折射率的公知的 Acrysof (2-苯乙基丙烯酸酯和2-苯乙基異丁烯酸酯的交聯(lián)共聚物)透鏡材料形成)。典型的IOL 10還包括便于將IOL放置在患者眼內(nèi)的多個固定件(例如，觸件)11。 固定件11也可以由合適的聚合材料形成，例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯等。如上所述，光學(xué)部件12還包括布置在它的前表面14上的衍射區(qū)域20，盡管在其他實施例中該衍射區(qū)域可以布置在后表面上或兩個表面上。衍射區(qū)域20形成圍繞光學(xué)部件的前表面的中心折射區(qū)域18的環(huán)形區(qū)域。在該典型實施例中，衍射區(qū)域20提供遠焦點屈光能力以及近焦點能力。在該例中，由衍射結(jié)構(gòu)提供的遠焦點屈光能力基本類似于由IOL 的中心折射區(qū)域提供的折射聚焦能力。由衍射區(qū)域提供的近焦點屈光能力例如可以在大約 ID到大約4D的范圍內(nèi)，盡管也可以使用其他值。在一些實現(xiàn)中，衍射區(qū)域20可以具有范圍在大約0.5mm到大約2mm內(nèi)的寬度(w)，盡管也可以利用其他值。在其他實現(xiàn)中，衍射區(qū)域 20可以提供遠焦點屈光能力而不提供近焦點能力。盡管在一些實施例中衍射區(qū)域可以延伸到光學(xué)部件12的外邊界，但是在該實施例中，衍射區(qū)域被截短。更具體地，衍射區(qū)域被布置在透鏡的中心折射區(qū)域18和它的外部折射區(qū)域22之間。類似于折射中心區(qū)域，外部折射區(qū)域提供單一折射聚焦能力，在該情況下所述單一折射聚焦能力基本等于由中心區(qū)域提供的折射能力。換句話說，IOL的中心和外部折射區(qū)域僅僅貢獻透鏡的遠焦點能力，而衍射區(qū)域(在本文中也被稱為帶狀衍射區(qū)域) 將入射在其上的光能量引導(dǎo)到透鏡的遠和近焦點兩者。如本文中將要描述的，可以通過減小衍射區(qū)域梯級高度和/或通過調(diào)節(jié)中心折射距離帶的曲率來增加引導(dǎo)至遠焦點能力的能量°如其中示出不帶有前表面的基本輪廓的前表面的表面輪廓的圖2C示意性所示， 在該典型實施例中，衍射區(qū)域20由布置在前表面14的底層基本曲線上的多個衍射帶M形成。衍射帶的數(shù)量可以在大約2到大約20的范圍內(nèi)，盡管也可以利用其他數(shù)量。衍射帶M 由多個梯級26彼此分離。在該典型實現(xiàn)方式中，梯級沈的高度是非一致的。更具體地，在該例子中，梯級高度隨著離前表面的中心(光軸OA與前表面的交點)的距離的增加而減小。換句話說，梯級被平滑以具有呈現(xiàn)出隨著離透鏡的光軸的徑向距離的增加而減小的高度。如下面更詳細地所述，在其他實施例中，梯級高度可以具有其他類型的非一致性，或者備選地，它們可以是一致的。圖2C中所示的示意性徑向輪廓也顯示了 IOL的中心和外部折射區(qū)域的曲率對應(yīng)于前表面的基本曲率(因此這些區(qū)域在圖中被顯示為平坦)，盡管相移被提供給中心帶。如下面所述的其他配置也可以用于將更多的能量轉(zhuǎn)移到本發(fā)明各實施例的遠焦點能力。各梯級被定位在衍射帶的徑向邊界處。在該典型實施例中，帶邊界的徑向位置可以根據(jù)以下關(guān)系式被確定
權(quán)利要求
1.一種眼內(nèi)透鏡(IOL)，包括:具有前表面和后表面的光學(xué)部件，所述光學(xué)部件具有用于提供一種折射聚焦能力的中心折射區(qū)域，以及衍射區(qū)域，其被布置在所述表面的一個表面上用以提供近衍射聚焦能力和遠衍射聚焦能力，其中衍射區(qū)域包括由多個梯級彼此分開的多個衍射帶，并且其中第一梯級在高度上不同于第二梯級用以改變中心折射區(qū)域的相位，從而提供增加的光用于折射聚焦能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的I0L，其中所述前表面和后表面的每一表面包括中心折射區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的I0L，其中所述前表面和后表面中的任一表面的所述中心折射區(qū)域具有范圍在大約0. 5mm到大約2mm內(nèi)的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的I0L，其中所述前表面和后表面的每一表面的所述中心折射區(qū)域具有大體球面輪廓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的I0L，其中在所述中心折射區(qū)域外部的所述衍射區(qū)域具有大體非球面基本輪廓。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的I0L，其中所述衍射區(qū)域至少部分圍繞該衍射區(qū)域被布置在其上的表面的中心折射區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的I0L，其中衍射區(qū)域的所述遠聚焦能力基本對應(yīng)于由光學(xué)部件的中心折射區(qū)域提供的所述折射聚焦能力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的I0L，其中所述光學(xué)部件包括外部折射區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的I0L，其中所述外部折射區(qū)域提供基本等于由中心區(qū)域提供的折射聚焦能力的聚焦能力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的I0L，其中所述表面中的至少一個表面呈現(xiàn)適于控制透鏡的像差的非球面基本輪廓。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的I0L，其中所述中心折射區(qū)域具有大體球面輪廓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的I0L，其中在所述中心折射區(qū)域外部的所述衍射區(qū)域具有大體非球面基本輪廓。
13.—種矯正視力的方法，包括提供具有前表面和后表面的光學(xué)部件，所述光學(xué)部件具有用于提供一種折射聚焦能力的中心折射區(qū)域，以及衍射區(qū)域，其布置在所述表面的一個表面上用以提供近衍射聚焦能力和遠衍射聚焦能力，其中所述衍射區(qū)域包括由多個梯級彼此分開的多個衍射帶，并且其中第一梯級在高度上不同于第二梯級，用以改變中心折射區(qū)域的相位，由此提供增加的光用于折射聚焦能力； 以及將所述光學(xué)部件植入患者眼中。
14.一種制造眼用透鏡的方法，包括形成具有前表面和后表面的光學(xué)部件，所述前表面和后表面具有適于生成遠焦點的基本輪廓；以及在所述表面的至少一個表面上生成衍射結(jié)構(gòu)使得所述表面包括中心折射區(qū)域和外部折射區(qū)域，所述衍射結(jié)構(gòu)在貢獻所述遠焦點屈光能力的同時也提供近焦點屈光能力，其中所述衍射結(jié)構(gòu)包括由多個梯級彼此分開的多個衍射帶，并且其中第一梯級在高度上不同于第二梯級用以改變中心折射區(qū)域的相位以提供增加的光用于遠焦點屈光能力。
全文摘要
本發(fā)明一般地提供多焦點眼用透鏡，例如多焦點眼內(nèi)透鏡，其利用折射區(qū)域提供折射聚焦能力并利用衍射區(qū)域提供一種或多種衍射聚焦能力。由透鏡的中心區(qū)域提供的折射聚焦能力對應(yīng)于基本等于衍射聚焦能力之一的遠聚焦能力，而另一衍射能力則對應(yīng)于近聚焦能力?？梢酝ㄟ^改變中心折射區(qū)域的相位和/或改變中心折射區(qū)域的曲率來增強遠聚焦能力。
文檔編號A61F2/16GK102223856SQ200980146214
公開日2011年10月19日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者K·文卡特斯瓦蘭, M·辛普森 申請人:愛爾康公司