BRPI1008369B1

BRPI1008369B1 - lente multifocal de difração e método de produzir a mesma

Info

Publication number: BRPI1008369B1
Application number: BRPI1008369-3A
Authority: BR
Inventors: T Schwiegerling James
Original assignee: Univ Arizona
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2019-10-29
Also published as: US20110292335A1; AU2010213535A1; KR101727760B1; BRPI1008369A2; US11693260B2; CA2752164A1; MX2011008529A; SG10201402266XA; US20190339545A1; SG173630A1; NZ594697A; US20210003863A1; US11199725B2; US10725320B2; US20160341978A1; EP2396683A2; RU2011137403A; EP3719544A1; US20220197055A1; AU2010213535B2

Abstract

lente multifocal de difração e método de produzir a mesma a presente invenção se refere a uma lente multifocal de difração, compreendendo um elemento ótico dotado de pelo menos uma superfície de difração, um perfil da superfície compreendendo uma pluralidade de zonas concêntricas anulares. a espessura 5 ótica de um perfil da superfície muda monotonicamente com o raio dentro de cada zona, enquanto um degrau distinto em espessura ótica na junção entre zonas adjacentes define a altura do degrau. as alturas dos degraus para zonas respectivas podem diferir a partir de uma zona para outra periodicamente de modo a produzir uma ordem de eficiências de difração do elemento 10 ótico. em um exemplo da lente trifocal, as alturas dos degraus alternam entre dois valores, as alturas de degraus de números pares sendo mais baixas do que as alturas de degraus de números ímpares. ao traçar a representação topográfica das eficiências de difração resultantes a partir do referido perfil da superfície, as alturas dos degraus podem ser otimizadas para direcionar um nível desejado de potência de luz nas ordens de difração corresponden15 do à visão de perto, intermediária, e de longe, deste modo otimizando o desempenho da lente multifocal.

Description

“LENTE MULTIFOCAL DE DIFRAÇÃO E MÉTODO DE PRODUZIR A MESMA” Pedidos Relacionados

O presente pedido reivindica os benefícios do pedido de patente provisória U.S. No. 61/207,409, depositado em 12 de Fevereiro de 2009, o qual se encontra aqui incorporada por referência em sua totalidade.

Campo Técnico

A presente invenção se refere em geral ao campo de elementos óticos de difração e oftalmologia, e mais especificamente, ao desenho e construção de lentes intraoculares multifocais corretivas ou lentes de contato úteis para tratar presbiopia.

Antecedentes

Lentes de contato bifocais e trifocais são comumente usadas para tratar presbiopia, uma condição na qual o olho exibe uma habilidade progressivamente reduzida de focalizar em objetos próximos. Seres humanos se tornam presbiópicos em virtude de envelhecimento, e o efeito tipicamente se torna notável aproximadamente na idade de 40 - 45 anos, quando se descobre que se precisa de óculos de leitura. Indivíduos presbiópicos que usam lentes corretivas podem então achar que precisam de duas prescrições separadas, preferivelmente dentro da mesma lente bifocal, uma para leitura (próximo) e outra pra dirigir (longe). Uma lente trifocal adicionalmente aprimora a visão em distâncias intermediárias, por exemplo, quando se trabalha em um computador. Uma lente intraocular (IOL) é uma lente de substituição artificial que pode ser usada como uma alternativa para uma lente de contato ou óculos. Uma IOL é com freqüência implantada no lugar de uma lente ocular natural durante cirurgia de catarata. Uma lente intracorneal (ICL) é uma lente artificial que é implantada dentro da córnea.

Elementos óticos de correção convencionais são tipicamente lentes de refração, significando que as mesmas fletem e focalizam os raios luminosos refletidos a partir de um objeto para formar uma imagem focada do objeto na retina. A flexão dos raios de luz é ditada pela lei de Snell que descreve o grau de flexão que ocorre na medida em que os raios de luz cruzam o limite de dois materiais com distintos índices de refração.

Lentes de difração têm uma estrutura de repetição que pode ser formada na superfície de um elemento ótico por um método de fabricação tal como, por exemplo, cortar a superfície usando um torno mecânico que pode ser equipado com uma cabeça de cortar produzida de um mineral duro tal como diamante ou safira; padronização de escrita direta usando um feixe de alta energia tal como um raio laser ou feixe de elétron ou um método similar de ablação de uma superfície; gravar a superfície usando um processo de padronização fotolitográfico; ou moldagem da superfície. A estrutura de difração é tipicamente uma série de zonas anulares concêntricas, que necessitam que cada zona se torne progressivamente mais estreita a partir do centro para a borda da lente. Pode haver, por exemplo, 20

Petição 870190072491, de 29/07/2019, pág. 29/41 zonas entre o centro e a borda da lente. O perfil da superfície dentro de cada zona é tipicamente uma função suavemente variável tal como um arco, uma parábola, ou uma linha. Na periferia externa de cada zona há um degrau distinto no perfil vertical da superfície, a altura do degrau tipicamente medindo cerca de 0.5 - 3 mícrons. A estrutura de superfície resultante atua como um retículo de difração simétrico circular que dispersa luz em múltiplas ordens de difração, cada ordem de difração dotada de um número consecutivo, zero, um, dois, e assim por diante.

Eficiência de difração se refere ao o percentual de potência de luz incidente transmitida para dentro de cada uma das diversas ordens de difração compreendendo o padrão de difração no plano focal. Se as zonas são dotadas de áreas de superfície iguais e são radialmente simétricas, as mesmas focalizam luz de diferentes ordens de difração sobre o eixo ótico da lente, cada ordem de difração dotada de seu próprio foco distinto. Assim, a lente de difração atua como uma lente multifocal dotada de muitos focos distintos. Por exemplo, uma lente de difração bifocal simultaneamente proporciona imagens retinais definidas de objetos em duas diferentes distâncias, assim como duas imagens fora de foco correspondentes. O sistema visual do ser humano tem a habilidade de selecionar dentre imagens retinais diferentes, deste modo permitindo simultânea visão multifocal usando uma única lente de difração.

Lentes de difração podem ser usadas como lentes de contato e lOLs para corrigir presbiopia. Em tal aplicação, a lente compreende uma superfície de refração e uma superfície de difração. Na prática, a energia luminosa que passa através da lente de difração é tipicamente concentrada em uma, duas, ou três ordens de difração, e ainda contribuindo com uma quantidade insignificante de energia luminosa para outras ordens de difração. Com relação às lentes difrativas corretivas, por exemplo, uma alta eficiência de difração para a ordem zero conota um maior aprimoramento na visibilidade para distâncias. A quantidade de energia ótica direcionada para dentro de cada ordem de difração é ditada pelas alturas dos degraus zonal. Um projetista de lente pode escolher, para as características da superfície de difração da lente bifocal, alturas dos degraus de modo a introduzir, por exemplo, uma meia mudança de fase de comprimento de onda entre zonas adjacentes, o que direciona aproximadamente 40% da luz incidente na ordem de difração zero correspondendo a visão de longe, e 40% na primeira ordem de difração positiva, correspondendo a visão de perto. O restante 20% da luz incidente em uma lente bifocal convencional é direcionado a outras ordens de difração que não são úteis para a visão.

As configurações existentes para lentes multifocais intraoculares e lentes de contato usam ou elementos óticos de refração, uma combinação de configuração de refração/difração, ou lentes de difração que direcionam a luz em uma única ordem de difração. Por exemplo, patente US No. 5,344,447 para Swanson, descreve uma configuração de IOL

Petição 870190072491, de 29/07/2019, pág. 30/41 trifocal que aumenta a visão de longe usando a combinação lente dotada de uma superfície de refração e uma superfície de difração. Cada zona de difração neste caso corresponde a uma etapa binária. A referida lente distribui luz aproximadamente igualmente entre a primeira positiva, zero, e a primeira negativa ordem de difração. Entretanto, um inconveniente para a referida configuração é que o excesso de luz é direcionado para outras ordens de difração mais elevadas, reduzindo a qualidade visual. Ademais, a referida configuração torna a potência da lente veículo subjacente mais difícil de prever pelo fato de que a visão de longe é ditada pela combinação da potência da lente de refração com a potência de difração da ordem de difração menos um. Nenhuma das alternativas existentes obteve sucesso em direcionar luz suficiente para uma ordem de difração que corresponde a uma distância focal intermediária, e portanto, lentes de contato e lOLs trifocais falham em realizar igualmente bem através de toda a faixa focal. Por exemplo, Patente US No. 7,441,894 para Zhang et al. descreve uma lente intraocular trifocal dotada de zonas de difração de áreas variáveis capazes de direcionar cerca de 25 - 28% de luz incidente para os focos para perto e para longe, mas apenas cerca de 10% da luz incidente é direcionada para o foco intermediário.

Sumário

Uma lente multifocal de difração é descrita, compreendendo um elemento ótico dotado de pelo menos uma superfície de difração, um perfil da superfície do qual compreende uma pluralidade de zonas anulares concêntricas. A espessura ótica do perfil radial da superfície muda monotonicamente dentro de cada zona. Um degrau distinto na espessura ótica ocorre na periferia externa de cada zona, o tamanho da qual é referido como a altura do degrau. De acordo com uma modalidade preferida, em vez de ser igual, as alturas dos degraus para zonas adjacentes difere a partir de uma zona para a outra periodicamente de modo a confeccionar as eficiências da ordem de difração do elemento ótico. Há particular interesse em aumentar pelo menos a primeira ordem de eficiência de difração do elemento ótico para ir de encontro à visão de longe intermediária para lentes trifocais.

Em um exemplo da lente trifocal, as alturas dos degraus alternam entre dois valores, as alturas de degraus de números pares sendo mais baixas do que as alturas de degraus de números ímpares. Em modalidades alternativas, as alturas de degraus de números pares podem ser mais altas do que as alturas de degraus de números ímpares, ou as alturas sucessivas dos degraus podem alternar entre três ou mais valores. Em ainda outra modalidade, o padrão de alturas dos degraus gradualmente muda a partir do centro para a borda da lente. De acordo com uma referida modalidade, o centro da lente é trifocal, mas o mesmo se torna progressivamente bifocal em direção da borda da lente. Ao modelar e plotar uma representação topográfica das eficiências de difração resultantes a partir do referido perfil da superfície, os parâmetros de dimensão tais como os valores de altura do degrau podem ser selecionados de modo a alcançar direcionar uma proporção desejada de potên

Petição 870190072491, de 29/07/2019, pág. 31/41 cia de luz nas ordens de difração designadas, deste modo otimizando a distância, intermediária, e desempenho para perto da lente multifocal.

Deve ser entendido que este resumo é proporcionado como um meio para determinar em geral o que segue nos desenhos e na descrição detalhada, e não se pretende limitar o âmbito da presente invenção. Objetivos, características e vantagens da presente invenção serão prontamente entendidos ao se considerar a descrição detalhada a seguir tomada em conjunto com os desenhos anexos.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 mostra uma lente intraocular bifocal de difração da técnica anterior comercialmente oferecida lente intraocular.

A figura 2 é uma vista ampliada da superfície da zona central da lente intraocular bifocal de difração da técnica anterior mostrada na figura 1, na qual o centro da lente é localizado no canto inferior direito da imagem.

A figura 3 é um gráfico da mudança de fase ótica introduzida pela lente bifocal de difração convencional da técnica anterior como uma função do raio através de cinco zonas da lente, mostrando a altura em geral igual dos degraus.

A figura 4 é uma vista em seção transversal do perfil radial da superfície para uma estrutura de difração de acordo com uma modalidade preferida de uma nova lente trifocal de difração, mostrando duas alturas alternadas dos degraus.

A figura 5 é um gráfico da mudança de fase ótica introduzida pela estrutura de difração mostrada na figura 4, como uma função do raio, mostrando alturas dos degraus alternadas correspondentes para cinco zonas representativas.

A figura 6 é uma série de gráficos topográficos bidimensionais gerados por computador mostrando eficiências de difração que resultam a partir de diferentes escolhas de valores para as alturas dos degraus alternadas no perfil de fase ótica da figura 5.

A figura 7 é um gráfico da mudança de fase ótica introduzida pela estrutura de difração graduada trifocal/bifocal como uma função do raio, mostrando a altura dos degraus alternados correspondentes.

Descrição Detalhada das Modalidades da Presente Invenção

A presente invenção será prontamente entendida pela descrição detalhada a seguir em conjunto com os desenhos anexos. Para facilitar a referida descrição, números de referência similares designam elementos estruturais similares. Na descrição a seguir muitos detalhes são determinados para proporcionar um entendimento das modalidades descritas da presente invenção. Entretanto, com a revisão da presente descrição, se tornará aparente para aqueles versados na técnica que nem todos os detalhes descritos podem ser necessários para a prática da invenção reivindicada e que as modalidades alternativas devem ser construídas sem se desviar a partir dos princípios da presente invenção.

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Com referência à figura 1, uma lente intraocular bifocal de difração existente 100 é mostrada. A lente 100 é comercialmente conhecida como um implante de lente ReSTOR®, e é oferecido pela Alcon Laboratories, Inc. de Fort Worth, Texas. O implante de lente compreende um par de extensões 101 conectado a um elemento ótico central dotado de pelo menos uma superfície ótica 102 na qual um padrão de perfil de difração é formado dentro de zonas radiais. A figura 2 mostra uma vista ampliada de superfície ótica 102, na qual um perfil em geral radialmente simétrico do padrão de superfície para uma série de características de zonas anulares concêntricas 104, na periferia externa de cada zona, um degrau distinto106, dotado de altura do degrau 108. As larguras das zonas 104 em geral diminuem a partir do centro em direção da borda da lente 100 de modo que a largura da zona central 110 pode ser significantemente maior do que a largura da zona de borda 112. Zonas de diferentes larguras preferivelmente representam áreas de superfície iguais. Em geral, se a altura do degrau 108 introduz um retardo de fase de 2tt, uma única potência de lente resulta isto é, a lente será dotada de um único foco; se a altura do degrau 108 introduz um retardo de fase não igual a múltiplos de 2tt, resulta em uma lente bifocal result.

A figura 3 mostra um perfil radial 120 da mudança de fase ótica experimentado por uma onda de luz incidente na media em que a mesma passa através da lente de difração 100. O perfil radial 120 pode ser alcançado por estruturas de difração em geral dotadas de elementos em forma de dentes de serra, ou ao variar o índice de refração do material da lente. A dependência radial da mudança de fase Φ(γ) é dada por

Φ(γ) = 2παρ 0- r²/(2pÀ₀F₀)] (1) α = λ/λ₀ [η(λ) - η'(λ)] /[η(Λο) - η'(λ₀)], para raios r dentro da zona j^th (2) na qual λο é o comprimento de onda projetado, isto é, o comprimento de onda no qual a mudança de fase de 2π ocorre em cada limite de zona; n é o índice de refração do material de lente; Fo é o comprimento focal quando o comprimento de onda de iluminação λ = λο; n' é o índice de refração do material circundando a lente; e p é um número inteiro que representa a modulação de fase máxima como múltiplos de 2ττ. A seção transversal da superfície ótica atual, correspondendo às regiões concêntricas 104 mostradas na figura 2 é relacionada ao perfil de mudança de fase radial. A altura máxima correspondente do alivio de superfície da superfície ótica 102 é dada por h_max(r) = p λο/ [η(λο) - η'(λο)] (3) e é tipicamente cerca de 5 mícrons.

Com referência à figura 3, elementos de perfil de fase radial 120 são dotados de um formato de dentes de serra 122, caracterizados por picos agudos dotados de uma borda dianteira 124 que surge a partir de um primeiro valor 125 normalizado a zero, gradualmente a um valor de pico 126, e uma borda traseira 128 que cai abruptamente a partir do valor de pico 126 de volta para a altura inicial 125. A largura de anel central 110 corresponde ao raio

Petição 870190072491, de 29/07/2019, pág. 33/41 do primeiro pico, e a largura do anel de borda 112 corresponde à distância entre os quarto e quinto picos no presente exemplo, no qual os valores de pico 126 estão associados com alturas substancialmente iguais dos degraus. O perfil de fase radial da figura 3 é produzido pelo perfil da superfície, os elementos dos quais são dotados de um formato similar como dentes de serra 122, e que são dotados de um perfil de espessura ótica associado que também tem um formato similar como dentes de serra 122. Lentes intraoculares bifocais existentes 100 nesta configuração tipicamente apresentam eficiências de difração de 40% em cada uma de zero e primeira ordens de difração (distâncias de longe e de perto, respectivamente), e eficiências de difração substancialmente menores para ordens de difração mais elevadas. Como resultado, a visão de longe e de perto são aumentadas, mas a visão intermediária é limitada.

A figura 4 mostra uma vista em seção transversal de um perfil físico da superfície 130 da estrutura de difração fabricada em uma superfície ótica superior 102 da lente de acordo com uma modalidade preferida. A superfície inferior da lente, 134, é a superfície de refração. A largura radial de cada zona anular de difração 104 diminui a partir do centro da lente para a borda da lente para manter áreas iguais de zonas de difração. As alturas dos degraus entre cada zona alterna entre dois valores, iniciando com a maior altura do degrau 136 para a transição entre a zona central e a primeira zona anular. Uma menor altura de degrau 138 caracteriza a transição entre as primeira e segunda zonas. A referida alternância do padrão de altura do degrau é repetida para a borda da lente.

A figura 5 mostra um gráfico do perfil radial 140 da mudança de fase ótica Φ(γ) experimentada por uma onda de luz incidente na media em que a mesma passa através de uma lente trifocal de difração aumentada dotada de um perfil da superfície mostrada na figura 4. Elementos do perfil radial 140 apresentam um formato de dentes de serra 141 similar ao formato de dentes de serra 122, na qual cada uma das zonas concêntricas é localizada no mesmo raio, mas as alturas dos degraus não são todas substancial mente iguais. Em vez disso, o primeiro conjunto de picos 142, dotado de maiores alturas dos degraus 144, alternam com o segundo conjunto de picos 146 dotados de menores alturas dos degraus 148. As referidas características de perfil de fase correspondem ao perfil da superfície alturas dos degraus 136 e 138, respectivamente. Ao alternar as alturas dos degraus a potência de luz incidente pode ser direcionada nas ordens de difração correspondendo à visão de longe, intermediária e de perto. De acordo com uma modalidade preferida exemplificada abaixo, alturas de degraus de números ímpares são maiores do que alturas de degraus de números pares, embora em modalidades alternativas, o reverso pode ser estipulado, e ainda se aplicar a mesma metodologia para otimizar o desenho.

A figura 6 mostra nove gráficos topográficos gerados por computador A -1 de eficiências de difração para potência de luz direcionada para ordens de difração zero, +primeiro,

Petição 870190072491, de 29/07/2019, pág. 34/41 e +segundo. As referidas ordens de difração representam visão de longe 152, visão intermediária 154, e visão de perto 156, respectivamente para uma lente multifocal de difração dotada de um perfil de fase generalizado de dentes de serra consistente com ambas as figuras 3 e 5, para as quais as alturas de degraus de números ímpares e alturas de degraus de números pares podem ter diferentes valores.

Uma expressão para calcular as eficiências de difração para o perfil de fase da figura 5 é derivada ao se generalizar um esquema descrito em um artigo de Faklis e Morris (Dean Faklis e G. Michael Morris, Spectral Properties of Multiorder Diffractive Lenses, Applied Optics, Vol. 34, No. 14, 10 de Maio de 1995), do qual as seções 1 e 2 estão aqui incorporadas por referência. Faklis e Morris apresentam eficiências de difração relevantes ao perfil de fase da figura 3 ao derivar uma expressão para a eficiência de difração da ordem m^th difratada, q_mi ao expandir a função de amplitude de transmissão da lente de difração como a série Fourier, e extrair o coeficiente de Fourier, c_m. A eficiência de difração, q_mi é então dada por |c_m|². Para um perfil de fase dotado de altura substancialmente igual dos degraus, Faklis e Morris mostram que a eficiência de difração pode ser expressa como q_m = [sin[TT(ap - m)] / π (αρ - m) ]². (4) ao se generalizar a presente derivação, pode ser mostrado que a eficiência de difração para a m^th ordem difratada para o perfil de fase da figura 5, dotada de dois parâmetros de dimensão (por exemplo, alternar a altura do degraus) A1 e A2, é dada por:

q_m (m,p,a,A1, A2) = sqrt{ ¹/4{sinc [n/2(m-2A1 pa)]² (5) + 2(-1 )^m cos[n (A1 - A2)pa] sine [n/2(m-2A1 pa)] sine [n/2(m-2A2pa)] + sinc[n/2(m-2A2pa)]²}}.

Uma derivação similar pode ser realizada para uma configuração de lente dotada de três ou mais diferentes alturas de degraus, produzindo uma expressão diferente análoga (5) para o exemplo específico aqui descrito.

Com referência à figura 6, um gráfico de q_m para m = 0 é mostrado em gráficos A, D, e G; um gráfico de q_m para m = +1 é mostrado em gráficos B, E, e H; e um gráfico de q_m para m = +2 é mostrado em gráficos C, F, e I. Em cada um dos nove gráficos, os eixos horizontais 158 representam alturas dos degraus dos picos de perfil de número par, normalizado a 2tt, e os eixos verticais 160 representam as alturas dos degraus de picos de perfil de número ímpar, normalizado a 2tt. Cada um dos nove gráficos assim proporciona um “mapa” topográfico no qual pode ser localizado pontos de interesse marcados com um X correspondendo a exemplos de diferentes configurações de lentes de difração, ditado pela escolha das alturas dos degraus A1 e A2. Os mapas assim indicam, por seu sombreamento relativo no ponto de interesse, a quantidade de potência direcionada em cada região focal para produzir diferentes proporções de visão de longe, intermediária e de perto. Por exemplo, as alturas dos degraus A1 e A2 podem ser escolhidas de modo a aumentar as eficiências de

Petição 870190072491, de 29/07/2019, pág. 35/41 difração para todos os três focos igualmente, ou as mesmas podem ser escolhidas de modo que a eficiência de difração de ordem zero é duas vezes aquela das +primeira e +segunda, o que produzirá melhor visão de longe, por conta da visão intermediária. As regiões com sombreamento mais leve em cada gráfico correspondem a 100% de eficiência de difração, e as regiões de sombreamento mais escuro em cada gráfico correspondem a 0% eficiência de difração. (um conjunto similar de gráficos pode ser gerado para uma configuração de lente dotada de três ou mais diferentes alturas de degraus, Α1, A2, e A3, de acordo com uma expressão correspondente derivada de modo similar que (5) acima).

Os gráficos topográficos A, B, e C na figura 6 ilustram um caso limitante no qual ambas as alturas de degraus de fase ímpar e par 126, representadas por variáveis A1 e A2, são ajustadas a zero isto é, este caso representa a ausência de um padrão de superfície de difração, que é essencialmente uma lente de difração. Traçar o ponto (0,0) em cada um dos gráficos topográficos A, B e C produz um X no canto inferior esquerdo do campo topográfico. No gráfico A, ο X coincide com um ponto brilhante, indicando que cerca de 100% da luz é direcionada na ordem de difração zero (longe); em gráficos B e C, ο X coincide com uma região escura indicando que substancialmente nenhuma luz é direcionada para as primeira e segunda ordens de difração (intermediária e perto), consistente com a ausência de um padrão de difração multifocal no presente exemplo.

Os gráficos topográficos D, E, e F na figura 6 ilustram o caso limitante correspondendo uma lente de difração bifocal convencional, dotada do perfil mostrado na figura 3, no qual não só as alturas dos degraus ímpares e pares 126, representadas pelas variáveis A1 e A2, são iguais a 0.5 * 2tt. Traçar as coordenadas (0.5, 0.5) produz um X próximo ao centro de cada traçado. Nos gráficos D e F, ο X coincide com uma região cinza, indicando que substancial mente porções de potência de luz igual são direcionadas para as zero e segunda ordens de difração correspondendo à visão de longe e de perto. No gráfico E, ο X coincide com a região escura, indicando que substancialmente 0% da potência de luz é direcionada à primeira ordem de difração, correspondendo a visão intermediária.

Os gráficos topográficos G, H e I na figura 6 ilustram uma modalidade preferida de uma lente de difração de múltiplos degraus mostrada na figura 5. No presente exemplo, alturas ímpares dos degraus 136 são designadas com um valor 0.7 *2π e alturas pares dos degraus 138 são designadas com um valor 0.3 * 2tt, para produzir resultados ótimos. A razão para determinar os referidos valores pode ser observada ao se traçar o ponto (0.3, 0.7) em cada um dos gráficos topográficos G, H e I, o que produz um X no quadrante superior esquerdo de cada gráfico. Em cada um dos gráficos, ο X coincide com uma região de sombreamento de luz cinza, o valor de escala de cinza indicando que a potência de luz é direcionada igualmente em cada uma das de zero, primeira, e segunda ordens de difração, de modo que visão de longe, intermediária e de perto são todas substancialmente igualmente

Petição 870190072491, de 29/07/2019, pág. 36/41 aumentadas.

Um exemplo de configuração mais complexa, para a qual um perfil de fase que reduz gradual mente é mostrado na figura 7, proporciona uma porção trifocal no centro da lente, progredindo para uma lente bifocal na borda da lente. De acordo com a referida modalidade, um par de alturas dos degraus alternados diminui monotonicamente a partir dos primeiros valores prescritos 166 e 168 no centro da lente para os segundos valores prescritos 170 e 172 na borda da lente. Por exemplo, os valores de altura do degrau A1 e A2 podem ser escolhidos ser 0.3 λ e 0.7 λ no centro da lente, e 0.1 λ e 0.45 λ na borda da lente respectivamente. A lente trifocal fabricada de acordo com a referida configuração proporciona maior visão de longe, intermediária e de perto para uma pessoa dotada de pupilas pequenas, e favorece a visão de longe e intermediária para uma pessoa adotada de pupilas grandes, gradualmente reduzindo a visão de perto para pupilas grandes. Visualmente, isto permitiría que uma pessoa em condições de luz brilhante dirija, veja um monitor de computador, e leia, enquanto em condições de escuro quando não há necessidade de ler, permite que a pessoa dirija e veja um painel mais claramente.

Embora determinadas modalidades tenham sido ilustradas e descritas aqui, será observado por aqueles versados na técnica que uma grande variedade de modalidades ou implementações alternativas ou equivalentes calculadas para alcançar os mesmos objetivos podem ser substituídas pelas modalidades ilustradas e descritas sem se desviar do âmbito da presente invenção. Aqueles versados na técnica prontamente observarão que as modalidades de acordo com a presente invenção podem ser implementadas em uma grande variedade de modos. Esta aplicação é pretendida para cobrir quaisquer adaptações ou variações das modalidades discutidas aqui. Os termos e expressões que foram empregados na especificação anterior são usados na mesma como termos de descrição e não de limitação, e não há intenção, no uso dos referidos termos e expressões, para excluir os equivalentes das características mostradas e descritas ou porções das mesmas, sendo reconhecido que o âmbito da presente invenção é definido e limitado apenas pelas reivindicações que seguem.

Claims

1. Lente multifocal de difração CARACTERIZADA por compreender um elemento ótico dotado de uma primeira superfície ótica de difração dotada de um perfil da superfície compreendendo uma pluralidade de zonas anulares concêntricas, cada zona tendo uma área de superfície projetada, em que a espessura ótica da lente muda monotonicamente dentro de cada zona, um degrau distinto em espessura ótica ocorre na junção entre as zonas, a altura dos degraus difere entre pelo menos algumas zonas adjacentes, e um padrão das diferenças de altura do degrau entre duas ou mais zonas adjacentes se repete periodicamente a partir do centro para a borda da lente em um formato de dentes de serra, em que cada altura de degrau é determinada pela diferença entre as alturas inicial e de pico respectivas, e em que as alturas iniciais respectivas dos dentes de serra para as duas ou mais zonas adjacentes possuem o mesmo primeiro valor de fase a partir do centro para a borda da lente, de modo a se produzir eficiências de ordem de difração de pelo menos três ordens de difração consecutivas do perfil de superfície do elemento ótico.

2. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a diferença nas alturas dos degraus entre duas zonas adjacentes gradualmente muda a partir do centro para a borda da lente.

3. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as alturas dos degraus de pelo menos três zonas radialmente sucessivas diferem uma da outra.

4. Lente, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que as três ou mais alturas dos degraus mudam gradualmente a partir do centro para a borda da lente.

5. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as alturas dos degraus são escolhidas de modo que as eficiências de difração de pelo menos as ordens zero, primeira positiva, e segunda positiva são substancialmente iguais.

6. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as eficiências de difração pelo menos das ordens zero, primeira positiva, e segunda positiva são dotadas de uma proporção selecionada uma com relação à outra.

7. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a área de superfície projetada de cada zona consecutiva é substancialmente constante.

8. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a altura de perfil de superfície radial de cada zona forma um arco.

9. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a altura de perfil de superfície radial de cada zona aumenta substancial mente de forma linear.

10. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende adicionalmente uma segunda superfície ótica que é uma superfície ótica refra-

Petição 870190072491, de 29/07/2019, pág. 38/41 tiva separada da primeira superfície ótica.

11. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a diferença nas alturas dos degraus entre duas zonas adjacentes muda gradualmente a partir do centro para a borda da lente.

12. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que é adaptada para ser usada como uma lente de contato.

13. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que é adaptada para ser cirurgicamente implantada como uma lente intraocular.

14. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a lente compreende um implante intracorneal.

15. Lente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a eficiência de difração pelo menos na primeira ordem positiva de difração é aumentada para aumentar a visão à distância intermediária.

16. Método de produzir uma lente multifocal de difração, CARACTERIZADO por compreender:

modelar um elemento ótico dotado de um padrão de perfil de superfície periódico difrativo que compreende uma pluralidade de zonas anulares concêntricas;

calcular, a partir do modelo, uma distribuição de eficiência de difração para a luz que se propaga através do elemento ótico padronizado;

selecionar os parâmetros de dimensão de acordo com a distribuição de eficiência de difração, de modo a alcançar as eficiências de difração desejadas para pelo menos três ordens de difração correspondentes do padrão de perfil de superfície da lente; e formar, na superfície de um substrato ótico, o padrão de perfil de superfície periódico incluindo os parâmetros de dimensão selecionados, em que o padrão de perfil de superfície compreende uma pluralidade de zonas anulares concêntricas, cada zona tendo uma área de superfície projetada, em que a espessura ótica das lentes muda mo noto nica mente dentro de cada zona, um degrau distinto na espessura ótica ocorre na junção entre as zonas, a altura dos degraus é diferente entre pelo menos algumas zonas adjacentes, e um padrão das diferenças de altura do degrau entre duas ou mais zonas adjacentes se repete periodicamente a partir do centro para a borda das lentes em um formato de dentes de serra, em que cada altura do degrau é determinada pela diferença entre alturas inicial e de pico, e em que as alturas iniciais respectivas dos dentes de serra de duas ou mais zonas adjacentes possui o mesmo primeiro valor de fase a partir do centro para a borda das lentes, de modo a produzir eficiências de ordem de difração de pelo menos três ordens de difração do perfil de superfície do elemento ótico.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que os parâmetros de dimensão são selecionados de modo a produzir uma pluralidade de altu-

Petição 870190072491, de 29/07/2019, pág. 39/41 ras dos degraus diferentes no perfil da superfície.

18. Método de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que formar o padrão de perfil de superfície compreende conformar uma superfície do elemento ótico usando um torno mecânico.

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19. Método de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que formar o padrão de perfil de superfície compreende conformar uma superfície do elemento ótico usando um molde.

20. Método de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que formar o padrão de perfil de superfície compreende conformar uma superfície do elemento

10 ótico usando um feixe de energia.

21. Método de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que formar o padrão de perfil de superfície compreende conformar uma superfície do elemento ótico por gravação.

22. Método de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que 15 formar o padrão de perfil de superfície compreende conformar uma superfície do elemento ótico por ablação da superfície.

23. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que a eficiência de difração pelo menos na primeira ordem positiva de difração é aumentada para aumentar a visão à distância intermediária.