BR102016011774A2 - OPTICAL SYSTEM WITH EXTENDED FOCUS DEPTH - Google Patents

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Abstract

“sistema óptico perifocal com profundidade de foco estendida” a presente invenção descreve um sistema óptico que resulta em uma lente perifocal com profundidade de foco estendida, com capacidade de propiciar maior profundidade de foco e, portanto, maior profundidade de campo, que as lentes convencionais, sem a perda de contraste, nem a dependência do comprimento de onda, que são inerentes às lentes com mais de um foco. o sistema óptico proposto compreende uma lente composta por duas partes (anterior e posterior) e possui estruturas em seu interior, sob a forma de lentículas. pode ser utilizado em lentes intraoculares (lio), apresentando vantagens em relação ao estado da técnica, tais como a não dependência da ação dos músculos ciliares, por ser estática, e, também, a capacidade de fornecer aos pacientes uma visão com qualidade para longe e para perto. a aplicação do componente apresentado não está restrita apenas às lentes intraoculares, podendo ser estendida a dispositivos e sistemas ópticos como câmeras, endoscópios, telescópios, binóculos, microscópios e afins.The present invention describes an optical system that results in an extended focal depth lens capable of providing greater depth of focus and thus greater depth of field than conventional lenses. , without loss of contrast or wavelength dependence, which are inherent to lenses with more than one focus. The proposed optical system comprises a lens composed of two parts (anterior and posterior) and has structures inside, in the form of lenticles. It can be used in intraocular lenses (IOL), presenting advantages over the state of the art, such as the non-dependence of ciliary muscle action, as it is static, and also the ability to provide patients with quality vision at a distance. and close. The application of the presented component is not restricted to intraocular lenses, but can be extended to optical devices and systems such as cameras, endoscopes, telescopes, binoculars, microscopes and the like.

Description

“SISTEMA ÓPTICO PERIFOCAL COM PROFUNDIDADE DE FOCO ESTENDIDA” [001] A presente invenção descreve um sistema óptico que resulta em uma lente perifocal com profundidade de foco estendida, com capacidade de propiciar maior profundidade de foco e, portanto, maior profundidade de campo, que as lentes convencionais, sem a perda de contraste, nem a dependência do comprimento de onda, que são inerentes às lentes com mais de um foco. O sistema óptico proposto compreende uma lente composta por duas partes (anterior e posterior) e possui estruturas em seu interior, sob a forma de lentículas. Pode ser utilizado em lentes intraoculares (LIO), apresentando vantagens em relação ao estado da técnica, tais como a não dependência da ação dos músculos ciliares, por ser estática, e, também, a capacidade de fornecer aos pacientes uma visão com qualidade para longe e para perto. A aplicação do componente apresentado não está restrita apenas às lentes intraoculares, podendo ser estendida a dispositivos e sistemas ópticos como câmeras, endoscópios, telescópios, binóculos, microscópios e afins.[001] The present invention describes an optical system that results in an extended focal-depth peripocal lens capable of providing greater depth of focus and thus greater depth of field than conventional lenses, without the loss of contrast or wavelength dependence, which are inherent to lenses with more than one focus. The proposed optical system comprises a lens composed of two parts (anterior and posterior) and has structures inside it, in the form of lenticles. It can be used in intraocular lenses (IOLs), having advantages over the state of the art, such as the non-dependence of ciliary muscle action, because it is static, and also the ability to provide patients with quality distant vision. and close. The application of the presented component is not restricted to intraocular lenses, but can be extended to optical devices and systems such as cameras, endoscopes, telescopes, binoculars, microscopes and the like.

[002] Inúmeros componentes ópticos com topologias e mecanismos diferentes daqueles da tecnologia proposta (lente perifocal com profundidade de foco estendida) são utilizados para promover uma maior profundidade de foco sem perda de contraste e para evitar a dependência do desempenho do componente óptico em relação ao comprimento de onda.[002] Numerous optical components with different topologies and mechanisms than those of the proposed technology (extended focus depth perimeter) are used to promote greater depth of focus without loss of contrast and to avoid dependence of optical component performance on wave-length.

[003] Dentre os documentos com maior proximidade à tecnologia proposta podemos apresentar o documento US20130003014, intitulado "REFRACTIVE-DIFFRACTIVE MULTIFOCAL LENS", de 07/03/2007, que difere da tecnologia proposta por ser uma lente híbrida que possui sua região difrativa (não necessariamente formada por regiões anelares completas) que ocupa uma pequena região que está deslocada em relação ao eixo óptico da lente e seu desempenho óptico é muito comprometido em condições em que a luz é policromática.Among the documents closer to the proposed technology we can present the document US20130003014, entitled "REFRACTIVE-DIFFRACTIVE MULTIFOCAL LENS", of 07/03/2007, which differs from the proposed technology because it is a hybrid lens that has its diffractive region ( not necessarily formed by complete annular regions) which occupies a small region that is offset from the lens' optical axis and its optical performance is greatly compromised under conditions where light is polychromatic.

[004] O documento US7144423, intitulado “INTRAOCULAR MULTIFOCAL LENS”, de 12/11/2003, difere-se da tecnologia proposta por possuir uma lente com região elíptica inferior e superior fornecendo poderes dióptricos diferentes em função da posição da incidência do feixe luminoso e não propicia foco estendido.[004] US7144423, entitled "INTRAOCULAR MULTIFOCAL LENS" of 12/11/2003, differs from the technology proposed by having a lens with lower and upper elliptical region providing different diopter powers depending on the position of the light beam incidence. and does not provide extended focus.

[005] O documento US20090030513, intitulado "MULTIFOCAL PHAKIC INTRAOCULAR LENS", de 27/07/2007, difere-se da tecnologia proposta por apresentar uma lente com três regiões concêntricas com diferentes curvaturas correspondentes a diferentes distâncias focais (perto, intermediário e longe). Ela possui um pequeno furo em seu centro para permitir a lubrificação do tecido epitelial sobre o qual se encontra a lente. A lente apresentada nesse documento possui como desvantagens a formação de auras que causarão ofuscamento, além de ter o desempenho comprometido nas zonas de transição, de uma região para outra.[005] US20090030513, entitled "PHAKIC INTRAOCULAR LENS MULTIFOCAL", 07/27/2007, differs from the technology proposed by presenting a lens with three concentric regions with different curvatures corresponding to different focal lengths (near, intermediate and far) ). It has a small hole in its center to allow lubrication of the epithelial tissue on which the lens is located. The disadvantages of the lens presented in this document are the formation of aura that will cause glare and performance in the transition zones from one region to another.

[006] Dentre as tecnologias existentes no estado da técnica, nenhuma utiliza o desenvolvimento inédito de um conceito óptico que resulta em uma lente com vários focos periféricos e um central, concentrados no eixo óptico principal. Tal configuração tem o objetivo de fornecer maior profundidade de foco que as lentes convencionais, sem a perda de contraste, nem a dependência do comprimento de onda que são inerentes às lentes com mais de um foco.Of the existing technologies in the art, none utilizes the unprecedented development of an optical concept that results in a lens with multiple peripheral and central foci concentrated on the main optical axis. Such a configuration is intended to provide greater depth of focus than conventional lenses, without the loss of contrast or wavelength dependence inherent in lenses with more than one focus.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[007] A Figura 1 exibe uma configuração possível da tecnologia proposta, de forma não limitante, que compreende uma lente formada pelas partes anterior (1) e posterior (2), além de lentículas (3) abrigadas internamente na estrutura formada pela justaposição de (1) e (2). As lentículas (3) se sobrepõem formando as regiões de sobreposição (4). Em 1 (a) temos uma vista lateral da parte anterior da lente (1), em 1 (b) temos uma vista superior do conjunto formado por (1), (2) e (3) e em 1(c) temos a parte posterior da lente (2).[007] Figure 1 shows a possible configuration of the proposed non-limiting technology, comprising a lens formed by the front (1) and rear (2) parts, and lenticles (3) internally housed in the structure formed by the juxtaposition of (1 and 2). The lenticles (3) overlap forming the overlapping regions (4). At 1 (a) we have a side view of the front of the lens (1), at 1 (b) we have a top view of the set formed by (1), (2) and (3) and at 1 (c) we have the rear of the lens (2).

[008] A Figura 2 apresenta imagens obtidas por sistemas ópticos com diferentes relações de poder dióptrico, entre a lente convencional e as quatro lentículas. As proporções do poder dióptrico da lente convencional e do poder dióptrico das quatro lentículas são 10:90, 4:96, 2:98, 1:99 e 0:100, respectivamente, para as cinco imagens presentes na figura 2, identificadas como 2(a), 2(b), 2(c), 2(d) e 2(e).[008] Figure 2 presents images obtained by optical systems with different diopter power ratios between the conventional lens and the four lenticles. The proportions of the diopter power of the conventional lens and the diopter power of the four lenticles are 10:90, 4:96, 2:98, 1:99 and 0: 100, respectively, for the five images in Figure 2, identified as 2. (a), 2 (b), 2 (c), 2 (d) and 2 (e).

[009] A Figura 3 apresenta imagens resultantes de simulação realizada com o diâmetro da pupila fixada em 3 mm (condição de muita iluminação) que avaliaram quatro tipos de lentes intraoculares (LI01, LI02, LI03 e LI04) e a lente perifocal proposta na presente invenção, identificada na figura 3 como “Perifocal”. Cada conjunto de imagens horizontalmente dispostas foi gerado por uma lente avaliada (correspondendo, na figura 3, às lentes: Perifocal, LI01, LI02, LI03 e LI04, nesta ordem, de cima para baixo). As imagens foram obtidas para o objeto (figura da Monalisa adaptada) em diferentes distâncias em relação ao observador (100 m, 6 m, 1 m e 0,8 m). Cada conjunto de imagens verticalmente dispostas foi obtido a uma distância diferente em relação ao observador (correspondendo, na figura 3, às distâncias: 100 m, 6 m, 1 m e 0,8 m, nesta ordem, da esquerda para direita).[009] Figure 3 presents images resulting from simulation performed with the pupil diameter set at 3 mm (very light condition) that evaluated four types of intraocular lenses (LI01, LI02, LI03 and LI04) and the proposed perocalocal lens. invention, identified in figure 3 as “Perifocal”. Each set of horizontally arranged images was generated by an assessed lens (corresponding in figure 3 to the lenses: Perifocal, L01, L02, L03, and L04, in this order, from top to bottom). Images were obtained for the object (adapted Monalisa figure) at different distances from the observer (100 m, 6 m, 1 m and 0.8 m). Each set of vertically arranged images was obtained at a different distance from the observer (corresponding, in Figure 3, to distances: 100 m, 6 m, 1 m and 0.8 m, in this order, from left to right).

[010] A Figura 4 apresenta imagens resultantes de simulação realizada com a pupila fixada em 5 mm (condição de pouca iluminação) que avaliaram quatro tipos de lentes intraoculares (LI01, LI02, LI03 e LI04) e a lente perifocal proposta na presente invenção, identificada na figura 3 como “Perifocal”. Cada conjunto de imagens horizontal mente dispostas foi gerado por uma lente avaliada (correspondendo, na figura 3, às lentes: Perifocal, LI01, LI02, LI03 e LI04, nesta ordem, de cima para baixo). As imagens foram obtidas em diferentes distâncias em relação ao observador (100 m, 6 m, 1 m e 0,8 m). Cada conjunto de imagens verticalmente dispostas foi obtido a uma distância diferente em relação ao observador (correspondendo, na figura 3, às distâncias: 100 m, 6 m, 1 m e 0,8 m, nesta ordem, da esquerda para direita).[010] Figure 4 shows images resulting from simulation performed with the 5mm fixed pupil (low light condition) that evaluated four types of intraocular lenses (LI01, LI02, LI03 and LI04) and the peripocal lens proposed in the present invention. identified in figure 3 as “Perifocal”. Each set of horizontally disposed images was generated by an assessed lens (corresponding in figure 3 to the lenses: Perifocal, L01, L02, L03, and L04, in this order, from top to bottom). Images were obtained at different distances from the observer (100 m, 6 m, 1 m and 0.8 m). Each set of vertically arranged images was obtained at a different distance from the observer (corresponding, in Figure 3, to distances: 100 m, 6 m, 1 m and 0.8 m, in this order, from left to right).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA TECNOLOGIADETAILED DESCRIPTION OF TECHNOLOGY

[011] A presente invenção descreve um sistema óptico que resulta em uma lente perifocal com profundidade de foco estendida, com capacidade de propiciar maior profundidade de foco e, portanto, maior profundidade de campo, que as lentes convencionais, sem a perda de contraste, nem a dependência do comprimento de onda, que são inerentes às lentes com mais de um foco. O sistema óptico proposto compreende uma lente composta por duas partes (anterior e posterior) e possui estruturas em seu interior, sob a forma de lentículas. Pode ser utilizado em lentes intraoculares (LIO), apresentando vantagens em relação ao estado da técnica, tais como a não dependência da ação dos músculos ciliares, por ser estática, e, também, a capacidade de fornecer aos pacientes uma visão com qualidade para longe e para perto. A aplicação do componente apresentado não está restrita apenas às lentes intraoculares, podendo ser estendida a dispositivos e sistemas ópticos como câmeras, endoscópios, telescópios, binóculos, microscópios e afins.[011] The present invention describes an optical system that results in an extended focal-depth, perocalocal lens capable of providing greater depth of focus and thus greater depth of field than conventional lenses without loss of contrast, nor wavelength dependence, which is inherent in lenses with more than one focus. The proposed optical system comprises a lens composed of two parts (anterior and posterior) and has structures inside it, in the form of lenticles. It can be used in intraocular lenses (IOLs), having advantages over the state of the art, such as the non-dependence of ciliary muscle action, because it is static, and also the ability to provide patients with quality distant vision. and close. The application of the presented component is not restricted to intraocular lenses, but can be extended to optical devices and systems such as cameras, endoscopes, telescopes, binoculars, microscopes and the like.

[012] O sistema óptico proposto compreende uma lente formada pelas partes anterior (1) e posterior (2), pelo menos duas lentículas (3), abrigadas internamente na estrutura formada pela justaposição de (1) e (2), que se sobrepõem, formando as regiões de sobreposição (4). A figura 1 apresenta a configuração preferencial da invenção, mas não limitante, em que se utilizam quatro lentículas (3).The proposed optical system comprises a lens formed by the anterior (1) and posterior (2) portions, at least two lenticles (3) internally housed in the overlapping structure of (1) and (2), which overlap. forming the overlapping regions (4). Figure 1 shows the preferred but non-limiting embodiment of the invention in which four lenticles (3) are used.

[013] Na configuração preferencial da invenção, mas não limitante, as lentículas (3) estão contidas na parte anterior da lente (1).In the preferred but not limiting embodiment of the invention, the lenticles (3) are contained in the anterior part of the lens (1).

[014] A parte anterior da lente (1), a parte posterior da lente (2) e as lentículas (3) podem ser lentes do tipo convexa em forma de uma função polinomial, tórica, esférica ou asférica, multifocal e de funções polinomiais sobrepostas.The front of the lens (1), the rear of the lens (2) and the lenticles (3) may be convex lenses in the form of a polynomial, toric, spherical or aspheric, multifocal and polynomial function lenses. overlapping.

[015] As lentes formadas por (1), (2) e (3) podem ser fabricadas em diversos materiais, sendo compostas por sólidos, semissólidos, gel, gás ou líquidos com diferentes índices de refração, mas preferencialmente materiais como, por exemplo, óleo, água, solução salina, PMMA (polimetilmetacrilato), glicerina, silicone e/ou ar.[015] The lenses formed by (1), (2) and (3) may be made of various materials, being composed of solids, semi-solids, gel, gas or liquids with different refractive indices, but preferably materials such as , oil, water, saline, PMMA (polymethyl methacrylate), glycerine, silicone and / or air.

[016] A presente invenção pode ser aplicada como lente intraocular, mas sua aplicação pode ser estendida para configurações da tecnologia em que se utilize uma pluralidade de lentículas (3) e para atender outras aplicações sem que haja perda de generalidade.[016] The present invention may be applied as an intraocular lens, but its application may be extended to technology configurations using a plurality of lenticles (3) and to meet other applications without loss of generality.

[017] Para aumentar a profundidade de foco, a lente perifocal com profundidade de foco estendida conta com duas ou mais estruturas em forma de lentículas (3), que são responsáveis por criar focos adicionais deslocados em relação ao eixo óptico principal da lente. O termo perifocal se refere ao deslocamento dos focos para o entorno do eixo óptico central da lente. As estruturas convexas são lentículas que se sobrepõem no centro da superfície anterior formando as regiões identificadas na figura 1 como (4). Essa sobreposição tem o objetivo de evitar a presença de intersecções e orifícios entre as bordas das lentículas, que poderiam aumentar o efeito prejudicial de difração.[017] To increase the depth of focus, the extended focal depth lens has two or more lenticular-shaped structures (3), which are responsible for creating additional foci shifted relative to the main optical axis of the lens. Peripheral refers to the shift of foci around the central optical axis of the lens. Convex structures are lenticles that overlap in the center of the anterior surface forming the regions identified in figure 1 as (4). This overlap is intended to avoid the presence of intersections and holes between the edges of the lenticles, which could increase the detrimental effect of diffraction.

[018] O eixo óptico de cada lentícula pode ser paralelo ao eixo óptico principal da lente composta, convergente ou divergente em relação ao mesmo.[018] The optical axis of each lenticle may be parallel to the main optical axis of the composite lens, converging or diverging from it.

[019] A ação das lentículas (3) isoladamente tem o efeito de formar imagens sobrepostas e independentes, cada uma delas alinhada com o seu respectivo eixo óptico. A lente convencional formada pelas partes (1) e (2) tem efeito de sobrepor tais imagens, deslocando-as para o centro.The action of lenticles (3) alone has the effect of forming independent and overlapping images, each aligned with its respective optical axis. The conventional lens formed by parts (1) and (2) has the effect of overlapping such images by shifting them to the center.

[020] Para reduzir o efeito de sobreposição, a relação de poder entre os poderes dióptricos das lentículas (3) e da lente convencional formada por (1) e (2) pode ser alterada, aumentando a parcela do poder dióptrico fornecida pela lente convencional formada por (1) e (2). Essa relação é definida como o grau de perifocalidade da lente. Quanto maior o poder dióptrico da lente convencional formada por (1) e (2) em comparação com as lentículas (3), menor será o deslocamento das imagens.[020] To reduce the overlapping effect, the power relationship between the diopter powers of lenticles (3) and the conventional lens formed by (1) and (2) can be changed by increasing the portion of diopter power provided by the conventional lens. formed by (1) and (2). This relationship is defined as the degree of lens peripherality. The higher the dioptric power of the conventional lens formed by (1) and (2) compared to the lenticles (3), the smaller the image shift.

[021] As lentículas possuem maior profundidade de foco, pois apresentam menor abertura, definida pelo seu diâmetro, produzindo imagens menos sensíveis à desfocaiização. Esse tipo de lente tem a vantagem de ter profundidade de foco estendida, permitindo que objetos próximos possam ser identificados nitidamente. No caso de LIOs, os indivíduos teriam a visão próxima restaurada com menor perda de contraste, auras e ofuscamento, pois não há sobreposição de focos no mesmo eixo, como ocorre com as lentes bifocais e trifocais.[021] Lenticles have greater depth of focus because they have a smaller aperture, defined by their diameter, producing images less sensitive to blur. This type of lens has the advantage of having extended depth of focus, allowing close objects to be clearly identified. In the case of IOLs, subjects would have their near vision restored with less contrast loss, auras, and glare because there is no overlap of foci on the same axis as with bifocal and trifocal lenses.

[022] O número de lentículas deve ser preferencial mente quatro, porque esse é o menor número de elementos que fornece simetria bidirecional com o mínimo de difração na interface de bordas. Porém este número pode variar, dependendo do objetivo da aplicação e do grau de perifocalidade que se deseja obter com a lente. Usando apenas uma lentícula, haverá simetria axial apenas se ela estiver centrada no eixo óptico da lente principal, que corresponde ao caso de lentes bifocais refrativas convencionais. Duas lentículas podem favorecer apenas o eixo em que elas têm simetria. Três lentículas têm simetria afetada pela rotação da LIO dentro do olho, favorecendo um eixo específico, dependendo a amplitude de rotação. Quatro lentículas fornecem simetria e, independente da rotação da LIO, toda a energia da luz é uniformemente distribuída ao longo dos eixos X e Y. Números maiores do que quatro lentículas também permitem simetria axial e podem ser utilizados, dependendo do objetivo para que a lente seja empregada.[022] The number of lenticles should preferably be four, because this is the smallest number of elements that provides bidirectional symmetry with minimal diffraction at the edge interface. However, this number may vary depending on the purpose of the application and the degree of peripherality desired with the lens. Using only one lenticle, there is axial symmetry only if it is centered on the optical axis of the main lens, which is the case with conventional refractive bifocal lenses. Two lenticles may favor only the axis on which they have symmetry. Three lenticles have symmetry affected by IOL rotation within the eye, favoring a specific axis, depending on the range of rotation. Four lenticles provide symmetry, and regardless of IOL rotation, all light energy is evenly distributed along the X and Y axes. Numbers larger than four lenticles also allow axial symmetry and can be used depending on the purpose of the lens. be employed.

[023] A posição das lentículas também pode ser variada, de modo a deslocar o feixe incidente para uma região específica, com um ângulo conhecido. Essa aplicação pode ser empregada para o tratamento de degeneração macular relacionada com a idade, onde a luz podería ser desviada para uma região não acometida da retina.The position of the lenticles may also be varied so as to shift the incident beam to a specific region with a known angle. This application may be employed for the treatment of age-related macular degeneration, where light could be diverted to an unaffected region of the retina.

[024] Parâmetros das lentículas como posição, diâmetro e poder dióptrico podem ser otimizados para atender a diferentes necessidades: visão distante, visão próxima ou visão intermediária. Desse modo, pode ser conferido à lente um maior grau de controle de aberração esférica, compensação de astigmatismo ou até mesmo maior profundidade de foco através de técnicas multifocais conhecidas. As lentículas também podem ser utilizadas para compensar aberrações de alta ordem, ou desviar o feixe do eixo óptico principal, para serem utilizadas no tratamento de degeneração macular.[024] Lenticle parameters such as position, diameter, and dioptric power can be optimized to meet different needs: distant vision, near vision, or intermediate vision. In this way, the lens can be given a greater degree of spherical aberration control, astigmatism compensation, or even greater depth of focus through known multifocal techniques. Lenticles can also be used to compensate for high order aberrations, or to offset the beam from the main optical axis, for use in treating macular degeneration.

[025] A invenção proposta pode ser mais bem compreendida através dos exemplos abaixo, não limitantes da tecnologia.[025] The proposed invention can be better understood through the non-limiting examples below of the technology.

Exemplo 1 - Imagens obtidas pelo sistema óptico proposto [026] As descrições realizadas nesse exemplo são baseados na configuração preferencial da tecnologia apresentada na figura 1 e aplicadas preferencialmente como lente intraocular.Example 1 - Images obtained by the proposed optical system The descriptions made in this example are based on the preferred embodiment of the technology shown in Figure 1 and applied preferably as an intraocular lens.

[027] Para aumentar a profundidade de foco, a lente perifocal com profundidade de foco estendida conta com quatro estruturas em forma de lentículas (3), que são responsáveis por criar quatro focos adicionais deslocados em relação ao eixo óptico principal da lente. O termo perifocal se refere ao deslocamento dos quatro focos para o entorno do eixo óptico central da lente. As quatro estruturas convexas são lentículas que se sobrepõem no centro da superfície anterior formando as regiões identificadas na figura 1 como (4).[027] To increase depth of focus, the extended focal depth lens has four lenticular-shaped structures (3), which are responsible for creating four additional foci offset from the lens' main optical axis. The term peripherocal refers to the displacement of the four foci around the central optical axis of the lens. The four convex structures are lenticles that overlap in the center of the anterior surface forming the regions identified in figure 1 as (4).

[028] A ação das lentículas (3) isoladamente tem o efeito de formar quatro imagens sobrepostas e independentes, cada uma delas alinhada com o seu respectivo eixo óptico. A lente convencional formada pelas partes (1) e (2) tem efeito de sobrepor as quatro imagens, deslocando-as para o centro. O centro da lente convencional, nesse caso, é coincidente com a intersecção das quatro lentículas, para garantir que o seu eixo óptico atravesse aquele ponto, conforme a região (4) da figura 1.[028] The action of lenticles (3) alone has the effect of forming four independent and overlapping images, each aligned with its respective optical axis. The conventional lens formed by parts (1) and (2) has the effect of overlapping the four images by shifting them to the center. The center of the conventional lens, in this case, is coincident with the intersection of the four lenticles, to ensure that its optical axis crosses that point, according to the region (4) of figure 1.

[029] Na figura 2, temos em cada subdivisão da figura 2(a), 2(b), 2(c), 2(d) e 2(e) uma imagem de uma única letra "F" obtida por um sistema óptico composto por quatro lentículas (3) e pela lente convencional formada por (1) e (2). Em cada imagem apresentada na figura 2, a relação de poder entre os poderes dióptricos das lentículas (3) e da lente convencional formada por (1) e (2) foram alterados, aumentando a parcela do poder dióptrico fornecida pela lente convencional formada por (1) e (2). Na figura 2, sobretudo na imagem 2(a), é possível identificar partes mais luminosas da imagem, que indicam pontos sobrepostos. As intensidades são mais elevadas porque mais luz é focada nessas regiões. Considerando lentes intraoculares, essa sobreposição pode dificultar o reconhecimento de objetos. Para reduzir o efeito de sobreposição, a relação de poder entre os poderes dióptricos das lentículas (3) e da lente convencional formada por (1) e (2) pode ser alterada, aumentando a parcela do poder dióptrico fornecida pela lente convencional formada por (1) e (2). Essa relação é definida como o grau de perifocalidade da lente. A Figura 2 mostra imagens obtidas por sistemas ópticos com diferentes relações de poder entre a lente convencional formada por (1) e (2) e as quatro lentículas (3).[029] In Figure 2, we have in each subdivision of Figure 2 (a), 2 (b), 2 (c), 2 (d) and 2 (e) a single letter image "F" obtained by a system optical lens composed of four lenticles (3) and the conventional lens formed by (1) and (2). In each image shown in Figure 2, the power relationship between the diopter powers of lenticles (3) and the conventional lens formed by (1) and (2) were changed, increasing the portion of the diopter power provided by the conventional lens formed by ( 1 and 2). In figure 2, especially image 2 (a), it is possible to identify brighter parts of the image, which indicate overlapping points. The intensities are higher because more light is focused on these regions. Considering intraocular lenses, this overlap can make object recognition difficult. To reduce the overlapping effect, the power relationship between the diopter powers of lenticles (3) and the conventional lens formed by (1) and (2) can be changed by increasing the portion of the diopter power provided by the conventional lens formed by ( 1 and 2). This relationship is defined as the degree of lens peripherality. Figure 2 shows images obtained by optical systems with different power ratios between the conventional lens formed by (1) and (2) and the four lenticles (3).

[030] Quanto maior o poder dióptrico da lente convencional formada por (1) e (2) em comparação com as lentículas (3), menor será o deslocamento das imagens, como é mostrado na Figura 2. Se a maior parte do poder dióptrico do sistema óptico for fornecida pela lente convencional, então, o deslocamento entre as imagens será reduzido, caso contrário, será aumentado. Embora o tamanho da pupila seja o mesmo, a intensidade de luz das imagens aumenta quando a dominância do poder dióptrico da lente convencional é maior, porque maior parte da luz incidente é focalizada em pontos coincidentes.[030] The greater the diopter power of the conventional lens formed by (1) and (2) compared to the lenticles (3), the smaller the image shift, as shown in Figure 2. If most of the diopter power optical system is provided by the conventional lens, then the displacement between images will be reduced, otherwise it will be increased. Although the size of the pupil is the same, the light intensity of images increases when the dominance of the dioptric power of the conventional lens is larger because most of the incident light is focused at coincident points.

[031] A desfocalização da imagem se deve ao pequeno deslocamento entre as quatro imagens. Considerando lentes com estas características, os deslocamentos das imagens devem ser mínimos para não serem percebidos no plano da imagem. Os indivíduos não notariam mudanças na imagem se o deslocamento fosse inferior ou próximo do limite de resolução da retina humana.[031] Image blur is due to the small offset between the four images. Considering lenses with these characteristics, the displacements of the images must be minimal to not be perceived in the image plane. Subjects would not notice changes in the image if the displacement was below or near the human retinal resolution limit.

Exemplo 2 - Simulação computacional da visão humana para avaliar a qualidade das imagens obtidas pela lente perifocal proposta em comparação a outras LIOs convencionais [032] Considerando a aplicação da lente Perifocal em uma LIO, e uma possível configuração, como a apresentada na Figura 1, foi realizada uma simulação para comparar a qualidade das imagens obtidas pela Lente Perifocal com quatro LIOs monofocais comerciais que compreendem os tipos de lentes mais implantados atualmente. As LIOs monofocais estão com o seu foco no objeto a 100 m. As imagens foram obtidas a 100 m, 6 m, 1 m e 0,8 m de um observador. As simulações foram realizadas com as lentes inseridas em um modelo computacional do olho humano e luz policromática (azul, verde e vermelha) (LIOU, H. L.; BRENNAN, N. A. Anatomically accurate, finite model eye for optical modeling. Journal of the Optical Society of America A, v. 14, n. 8, p. 1684-1695, August 1997.). A imagem utilizada como objeto foi a Mona Lisa.Example 2 - Computer simulation of human vision to evaluate the quality of the images obtained by the proposed peripherocal lens compared to other conventional IOLs [032] Considering the application of the Perifocal lens to an IOL, and a possible configuration, as shown in Figure 1, A simulation was performed to compare the quality of images obtained by the Perifocal Lens with four commercial monofocal IOLs that comprise the most commonly deployed lens types today. Monofocal IOLs are focused on the object at 100 m. Images were taken at 100 m, 6 m, 1 m and 0.8 m from an observer. The simulations were performed with the lenses inserted in a computational model of the human eye and polychromatic light (blue, green and red) (LIOU, HL; BRENNAN, NA. Anatomically accurate, finite model eye for optical modeling. Journal of the Optical Society of America A, v. 14, no. 8, pp. 1684-1695, August 1997.). The image used as object was the Mona Lisa.

[033] Nas imagens apresentadas na figura 3, o diâmetro da pupila está fixado em 3 mm, simulando a visão durante o dia ou em ambiente bem iluminados. Nas imagens apresentadas na figura 4 o diâmetro da pupila está fixado em 5 mm, representando condições de mais baixa luminosidade (noite).[033] In the images shown in figure 3, the pupil diameter is fixed at 3 mm, simulating vision during the day or in well-lit surroundings. In the images shown in figure 4 the pupil diameter is fixed at 5 mm, representing lower light conditions (night).

[034] As Figuras 3 e 4 apresentam os resultados desta simulação.[034] Figures 3 and 4 present the results of this simulation.

[035] Analisando a Figura 3, a Lente Perifocal foi a única lente que obteve imagens nítidas a 1 m e a 0,8 m, indicando que a profundidade de foco dessa lente é maior que a dos outros modelos. Também pode ser observado que a perda de contraste com o objeto distante, não é significativa em relação aos outros modelos. As LIOs 1 a 4 são mais influenciadas pela desfocalização introduzida pela aproximação do objeto.[035] Looking at Figure 3, the Perifocal Lens was the only lens that obtained sharp images at 1m and 0.8m, indicating that the lens' depth of focus is greater than that of other models. It can also be observed that the loss of contrast with the distant object is not significant in relation to the other models. IOLs 1 through 4 are most influenced by the defocus introduced by the approximation of the object.

[036] Analisando a Figura 4, a Lente Perifocal foi a única lente que obteve imagem nítida a 1 m, e teve bom desempenho a 100 m e a 6 m, em que obteve imagens com pouca perda de contraste.[036] Looking at Figure 4, the Perifocal Lens was the only lens that obtained clear images at 1 m, and performed well at 100 m and 6 m, where it obtained images with little loss of contrast.

REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. Sistema óptico perifocal com profundidade de foco estendida caracterizado por compreender uma lente formada pelas partes anterior (1) e posterior (2), pelo menos duas lentículas (3), abrigadas internamente na estrutura formada pela justaposição de (1) e (2), que se sobrepõem formando as regiões de sobreposição de forma análoga à região identificada como (4).1. Extended focal depth perpendicular optics comprising a lens formed by the front (1) and rear (2), at least two lenticles (3) internally housed in the structure formed by the juxtaposition of (1) and (2). ), which overlap forming the overlapping regions analogously to the region identified as (4). 2. Sistema óptico perifocal com profundidade de foco estendida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo número de lentículas (3) ser preferencialmente quatro.Peripheral optical system with extended depth of focus according to claim 1, characterized in that the number of lenticles (3) is preferably four. 3. Sistema óptico perifocal com profundidade de foco estendida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela configuração em que as lentículas (3) estão contidas ser preferencialmente na parte anterior da lente (1).Peripheral optical system with extended depth of focus according to claim 1, characterized in that the configuration in which the lenticles (3) are contained are preferably in the anterior part of the lens (1). 4. Sistema óptico perifocal com profundidade de foco estendida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela lente formada pela parte anterior (1) e a parte posterior (2) e as lentículas (3) serem lentes do tipo convexa em forma de uma função polinomial, tórica, esférica ou asférica, multifocal e de funções polinomiais sobrepostas.Depth-of-focus focal length optical system according to Claim 1, characterized in that the lens formed by the front portion (1) and the rear portion (2) and the lenticles (3) are convex lens-shaped lenses. polynomial, toric, spherical or aspheric, multifocal function and overlapping polynomial functions. 5. Sistema óptico perifocal com profundidade de foco estendida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos materiais de fabricação das lentes formadas por (1), (2) e (3) serem compostos sólidos, semissólidos, gel, gás ou líquidos com diferentes índices de refração, sendo preferencialmente materiais como óleo, água, solução salina, PMMA (polimetilmetacrilato), glicerina, silicone e/ou ar.Depth-of-focus focal length optical system according to Claim 1, characterized in that the lens-making materials of (1), (2) and (3) are solid, semi-solid, gel, gas or liquid compounds with different refractive indices, preferably materials such as oil, water, saline, PMMA (polymethyl methacrylate), glycerine, silicone and / or air. 6. Sistema óptico perifocal com profundidade de foco estendida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser aplicado em lentes intraoculares, dispositivos e sistemas ópticos como câmeras, endoscópios, telescópios, binóculos, microscópios e afins.Peripheral optical system with extended depth of focus according to claim 1, characterized in that it is applied to intraocular lenses, optical devices and systems such as cameras, endoscopes, telescopes, binoculars, microscopes and the like.
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