CN101742974A - 用于减少负性闪光幻视症的iol周边表面设计 - Google Patents

Abstract

公开了一种IOL(10)，该IOL包括围绕光轴(OA)布置的前表面(14)和后表面(16)，其中后表面包括延伸至周围区域(22)的中央区域(20)。在将IOL植入患者眼内之后，前表面就与后表面的中央区域在视网膜上协同形成视野的像，并且后表面的周边区域将至少部分入射其上的光(例如，经由所述前表面折射)引导到偏离所述像的至少一个视网膜位置，由此抑制闪光幻视症。

Description

用于减少负性闪光幻视症的IOL周边表面设计

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.§119，本申请要求于2007年5月24日提交的美国临时专利申请No.11/753,251的优先权，其全部内容通过引用结合在此。

相关申请

本申请是于2007年4月30日提交的当前待决的美国专利申请序列号No.11/741,841的继续部分申请。

技术领域

本发明一般涉及人工晶体(intraocular lenses，IOL)，尤其涉及向患者提供视场的像而不会感知周边视野中的视觉伪像的IOL。

背景技术

眼睛的屈光能力由角膜的屈光能力和自然晶状体的屈光能力决定，其中晶状体提供眼睛的总屈光能力的约三分之一。老化的过程以及诸如糖尿病的某些疾病可能导致自然晶状体的混浊，即为一般称为白内障的疾病，其会不利地影响患者的视力。

人工晶体通常被用来代替此类混浊的自然晶状体。虽然此类IOL能够基本上恢复患者的视力质量，但植入IOL的某些患者报告出现异常光学现象，诸如其视力上的光晕、眩光或暗区。这些异常通常称为“闪光幻视症(dysphotopsia)”。特别地，某些患者报告出现阴影感知，特别是在其太阳穴的周边视场中。这种现象通常称为“负性闪光幻视症(negativedysphotopsia)”。

因此，需要一种增强的IOL，尤其是一般能够减少闪光幻视症且特别地能够减少对阴影或负性闪光幻视症的感知的IOL。

发明内容

本发明一般地提供了其中镜片的一个或多个周边表面被设计为改善并优选地消除某些IOL患者报告的阴影感知的人工晶体(IOL)。

本发明部分地基于这样的发现，即IOL患者所感觉到的阴影可能是由光以非常大的视角进入眼睛时出现的双成像效应引起的。更具体地说，已经发现，在许多传统的IOL中进入眼部的大部分光被角膜和IOL两者聚焦到视网膜上，但某些周边的光错过IOL并因此仅由角膜来聚焦。这导致形成次周边像(second peripheral image)。虽然该像由于其扩展周边视场而有价值，但在某些IOL用户中，其可能导致能够使人分心的对类似阴影现象的感知。

为了减少白内障手术的潜在并发症，现代IOL的设计者已设法使光学组件(“镜片”)更小(并优选地可折叠)以便可以在去除患者的自然晶状体之后更容易地将其插入囊袋中。减小的透镜直径和可折叠的透镜材料是现代IOL手术成功的重要因素，因为它们减小了所需的角膜切口的尺寸。这继而又减小了来自手术切口的角膜像差，因为常常不需要缝合。自闭式切口的使用导致迅速的复原和引入像差的进一步减小。然而，镜片直径选择的后果是IOL镜片可能不总是足够大(或者可能偏离虹膜太远)以接收进入眼部的所有光。

此外，增强的聚合物材料的使用及其在IOL技术中的其它进展已使得由于例如细胞生长而引起的囊乳浊显著减少，在将IOL植入眼睛之后曾经发生过所述囊乳浊。手术技术也已随着透镜设计和曾经影响在IOL边缘附近的光而现在在IOL周围的区域中不再如此的生物材料而得到改进。这些改进已使IOL用户得到更好的周边视力和更好的视网膜中央凹视力。虽然周边像未被看得与中央(轴向)像一样清晰，但周边视力可能是非常有价值的。例如，周边视力可以警示IOL用户在其视场中存在对象，响应于此，用户可以转而获得该对象的更清晰的像。关于这一点，有趣的是注意到视网膜是高度弯曲的光学传感器，并因此能够潜在地提供比相当的平的光传感器更好的离轴检测能力。实际上，针对大于约60度视角的周边视网膜传感器位于眼睛的前节中，并且一般朝着眼睛的后部取向，尽管这未得到广泛认同。然而，在某些IOL用户中，增强的周边视力可能导致或加剧对例如阴影形式的周边视觉伪影的感知。

患者通常只在其视场的一部分中观察到闪光幻视症(或负性闪光幻视症)，这是因为鼻子、脸颊和眉毛阻挡了大部分大角度周边光线——除了从太阳穴方向进入眼睛的那些光线。此外，由于IOL通常被设计为通过触件(haptics)来附着于囊袋的内部，所以固定方面的误差或囊袋本身的任何不对称都可能使该问题加剧——尤其是在不对准促使更多的周边太阳穴光绕过IOL镜片的情况下。

在根据本发明教示的IOL的许多实施例中，IOL后表面的周边区域被配置为将至少部分入射其上的光(经由所述前表面折射并通过透镜体)引导至由进入眼部且错过IOL的光线形成的次级周边像和由IOL形成的像之间的强度降低区域。这种将一部分光重新引导至阴影区域的措施有利地改善了并且优选地防止了IOL用户对周边视力伪像的感知。

在一个方面，公开的IOL包括围绕光轴布置的前表面和后表面，其中后表面包括延伸至周边区域的中央区域。在将IOL植入患者眼内之后，前表面就与后表面的中央区域在视网膜上协同形成视野的像，并且后表面的周边区域将至少部分入射其上的光(例如，经由所述前表面折射)引导到偏离所述像的至少一个视网膜位置，由此抑制闪光幻视症。

在一个相关方面，周边区域适于接收相对IOL光轴以在约50至约80度范围内的角度入射到前表面上的至少部分光线。在某些实施例中，前表面相对光轴呈现出在约2mm至约4.5mm范围内的半径，后表面的中央部分则呈现出在约1.5mm至约4mm范围内的相应半径。此外，周边区域可以具有在约0.5mm至约1mm范围内的宽度。镜片优选地由具有适当折射率(例如，在约1.4至约1.6范围内)的生物相容性材料制成。

在另一个方面，由IOL前表面与后表面的中央区域组合提供的聚焦能力大于由前表面与后表面的周边区域组合提供的对应聚焦能力。举例而言，这一聚焦能力差异可以在约25％至约75％范围内，并且优选地在约25％至约50％范围内。

在另一个方面，在上述IOL中，前表面或者后表面的中央区域中的至少一个呈现非球面性，例如由在约-10至约-100范围内的二次曲线常数表征的非球面性。

在另一个方面，边缘表面可以在前表面和后表面的边界间延伸。在许多实施例中，边缘表面是有纹路的(例如，该表面包括物理表面振幅在约0.5微米至约2微米范围内的波动表面)，以便散射入射其上的光，由此防止会恶化闪光幻视症的次像的形成。虽然在此实施例中边缘表面基本平坦，但是在其他实施例中，该表面优选地具有高度凸面以进一步降低由入射其上的光线的内部反射所导致的负性闪光幻视症的危险。

在又一个实施例中，布置在前表面或后表面中央区域的一部分上的衍射结构为IOL提供了多个焦点，例如近焦和远焦。

在另一个方面，公开了一种IOL，该IOL包括围绕光轴布置的前光学表面和后光学表面，其中这些表面协作提供主要聚焦能力，用以在植入IOL的患者眼内的视网膜上生成视野的像。环形周边表面围绕后表面。环形表面适于联合前表面，凭借小于主聚焦能力的次聚焦能力将入射到前表面上的部分光线引导至视网膜，由此改善闪光幻视症。在某些实施例中，次聚焦能力与主聚焦能力相差约25％至约75％范围内的因数，并且优选地相差约25％至约50％范围内的因数。

在某些实施例中，后表面和环形周边表面形成相接光学表面，而在其他实施例中，它们包括连接在一起的独立表面。此外，在某些实施例中，前表面和后表面都具有凸面形状，而在其他实施例中，它们具有不同的形状，诸如凹面或平坦形状。

在又一个实施例中，公开了一种IOL，该IOL包括围绕光轴布置的前光学表面和后光学表面。IOL还包括至少部分围绕后表面的环形聚焦表面，其中环形聚焦表面适于在IOL植入受试者眼内之后抑制闪光幻视症。

在一个相关方面，在上述IOL中，环形聚焦表面可以提供折射和/或衍射聚焦能力中的任一种。例如，环形聚焦表面可以包括衍射结构，用于将光引导至患者视网膜以改善并且优选地防止闪光幻视症。

在另一个方面，本发明提供具有前表面和后表面的IOL。IOL还可以包括至少部分围绕后表面的一个或多个聚焦元件，用以将入射在IOL上的部分光学引导至视网膜以抑制闪光幻视症。举例而言，聚焦元件包括多个小透镜。

在其他方面，公开了一种矫正视力的方法，所述方法包括提供一种用于植入患者眼内的人工晶体(IOL)，其中该IOL包括围绕光轴布置的前光学表面和后光学表面，并且所述后表面包括适于抑制闪光幻视症的环形聚焦区域。IOL可被植入患者眼内，例如代替混浊的自然晶状体。

通过结合附图来参考以下详细说明，可以获得对本发明的进一步理解，下面将简要描述附图。

附图说明

图1A是根据本发明一个实施例的IOL的示例性侧视图。

图1B是图1A所示IOL的示例性透视图。

图2示例性地描绘了入射在图1A和1B所示IOL的前表面上的部分光线由该表面折射以到达该IOL后表面的周边区域。

图3是图1A和1B所示IOL的另一个示例性侧视图，其中标出了前表面的半径、后表面中央区域的半径、以及后表面环形周边区域的宽度。

图4是根据本发明一个实施例的IOL的示例性侧视图，其中该IOL包括纹理边缘。

图5示例性地描绘了根据本发明的IOL的后表面周边区域用以改善并且优选地防止闪光幻视症的聚焦功能。

图6A是对应于理想常规IOL的计算出的点扩散函数(PSF)。

图6B是对应于根据本发明一个实施例的理想IOL的计算出的点扩散函数(PSF)。

图7是描绘对于常规IOL以及根据本发明两个实施例的两个IOL而言，作为视角的函数的视网膜上辐照度的理论曲线图。

图8示例性地描绘了图1A所示IOL的后表面的横截面切片。

图9示例性地描绘了入射到根据本发明一个实施例的IOL的纹理边缘表面的光的散射。

图10A是根据本发明一个实施例的IOL的示例性横截面视图，其中该IOL具有前表面、后表面以及围绕后表面的环形衍射周边区域。

图10B是图10A所示IOL的后表面和环形衍射区域的示例性顶视图。

图10C是根据本发明一个实施例的IOL的示例性侧视图，其中该IOL在其后表面的周边区域上具有菲涅耳透镜。

图11A是根据本发明另一个实施例的IOL的示例性侧视图。

图11B示例性地描绘了植入患者眼内的图11A所示IOL，其中进一步例示了该IOL抑制闪光幻视症的情况。

图11C是根据本发明另一个实施例的IOL的部分示例侧视图，其中该IOL与图11A所描绘IOL相类似。

图12是根据本发明另一个实施例的多焦IOL的示例性侧视图。

具体实施方式

本发明一般提供人工晶体，该人工晶体包括周边光引导表面和/或光学元件用以将至少一部分入射光引导至偏离由IOL形成主像的一个或多个视网膜位置，从而抑制(改善并且优选地防止)用户IOL视野内的周边视力伪像。术语“人工晶体”及其缩写“IOL”在本文中可互换地用来描述植入到眼内以代替眼部自然晶状体或不管自然晶状体是否被摘除而以另外的方式增加视力的镜片。举例而言，有晶状体眼晶体(phakiclenses)是那些能够被植入眼内但不除去自然晶状体的示例。

例如，通过参考图1A和1B，根据本发明一个实施例的人工晶体(IOL)10包括围绕光轴OA布置的镜片12，该镜片12由前表面14、后表面16、以及在前表面和后表面之间延伸的边缘表面18组成。后表面16包括延伸至环形周边区域22的中央区域20。

前表面14与后表面16的中央区域20具有基本上凸面的形状——虽然在其他实施例中其他形状也是可行的——并且协同提供期望的聚焦能力，例如在约-20D至约40D范围内，且优选地在约-15D至约+10D范围内的聚焦能力。如下将进一步讨论的，在将IOL植入患者眼内之后，由前表面联合后表面的中央区域所提供的屈光能力促进在患者视网膜上生成视野的像。

然而在此实施例中，后表面16的周边表面22具有基本上凹面的形状，并且适于接收相对光轴OA以大角度入射到前表面上的周边光线，例如相对于光轴OA以大于50度(例如，在约50度至约80度范围内)的角度入射到前表面上的光线。更具体地，如图2中示例性所示，这些光线(例如，光线24a和24b)由前表面14折射通过透镜体进而入射到周边区域上。如下将进一步讨论的，周边聚焦区域22将这些光线引导至偏离由前表面与后表面的中央区域形成的像的一个或多个视网膜位置，由此抑制患者对周边视力伪像(例如，暗影)的感知。为此目的，在许多实施例中，由前表面联合后表面的周边区域提供的折射能力(在本文中也被称为IOL的次能力)小于IOL的主折射能力(即，由前表面与后表面的中央区域提供的折射能力)。举例而言，IOL的次聚焦能力与主聚焦能力相差约25％至约75％范围内的因数，并且优选地相差约25％至约50％范围内的因数。在此实施例中，IOL的次能力约为其主能力的一半。

如图3中示例性地示出，在许多实施例中，前表面14可以具有相对于光轴OA在约2mm至约4.5mm范围内的半径R，而后表面16的中央区域20可以具有相对于光轴OA在约1.5mm至约4mm范围内的半径R′。后表面16的环形周边区域20则可以具有在约0.5mm至约1mm范围内的宽度w。此外，形成IOL的材料的折射率可以在约1.4至约1.6的范围内。

参见图4，在某些实施例中，在前表面14和后表面16的边界之间延伸的边缘表面18是有纹理的，从而引起入射其上的光线散射。例如，边缘表面18可以包括物理表面振幅在可见光波长量级的表面波动26(例如，表面波动振幅可以在约0.5微米至约2微米的范围内)。

镜片12优选地由生物相容材料形成，例如软丙烯酸(soft acrylic)、硅树脂、水凝胶或具有特定应用所需的折射率的其它生物相容聚合物材料。例如，在某些实施例中，镜片可以由一般称为

的2-苯乙基丙烯酸酯和2-苯乙基甲基丙烯酸酯的交联共聚物制成。

再次此参考图1A，IOL 10还包括便于IOL在眼中放置的多个固定构件(触件)28。类似于镜片10，触件28也可由合适的生物相容性材料制成，诸如聚甲基丙烯酸甲酯。在某些实施例中，触件可与镜片整体形成，而在其他实施例中，(多片IOL)触件可被分别形成并以本领域内已知的方式附至镜片。在后一种情况下，形成触件的材料可以与形成镜片的材料相同或不同。应该理解的是，本领域内已知各种用于维持透镜稳定和置中的触件设计，例如包括C环、J环、和板状触件设计。本发明很容易采用这些触件设计中的任何一种。

此外，在此实施例中，镜片10是可折叠的，以便其插入患者眼内，例如用以替换混浊的自然晶状体。

使用时，可在白内障手术期间将IOL植入患者眼内，以代替混浊的自然晶状体。在白内障手术期间，可以例如经由金刚石刀片在角膜内做出切口，以允许其他仪器进入眼内。随后，可以经由该切口来接近前晶状体囊以便以圆形方式进行切割或将其从眼睛中去除。然后可以通过角膜切口插入探针以便经由超声波来打碎自然晶状体，并可以吸出晶状体碎片。可以采用注射器来将此时处于折叠状态的IOL放置在原晶状体囊中。在插入时，IOL可以展开且其触件可以将其锚定在囊袋内。

在某些情况下，通过利用注射器系统而不是采用钳子插入来将IOL植入眼睛中。例如，可以使用具有适于通过小切口插入眼睛中的喷嘴的注射机头(handpiece)。可以推动IOL通过喷嘴孔以便将其以折叠、拧扭、或其它压缩状态传送到囊袋。此类注射器系统的使用可能是有利的，因为其允许通过小切口将IOL植入眼睛中，并进一步使医疗人员对IOL的处置最小化。举例来说，通过引用结合到本文中的题为“Lens DeliverySystem”的美国专利No.7,156,854公开了一种IOL注射器系统。诸如IOL10的根据本发明各种实施例的IOL优选地被设计为，在保证其形状和尺寸允许其经由注射器系统通过小切口被插入眼睛中的同时抑制闪光幻视症。

在植入患者眼内之后，IOL 10可以形成视野的像。举例而言，参考图5，源于视野的多个光线(诸如示例性光线30)由IOL前表面的屈光能力和该IOL后表面中央区域的屈光能力联合聚焦，以在视网膜上形成像I1(在此也被称为主像)。在示例性的IOL 10中，后表面16的中央区域20具有小于前表面的径向延伸，以便适应对IOL内周边区域22的容纳。然而，后表面中央区域的尺寸较小并不会导致在轴光学像质量的实质劣化。更具体地，角膜提供光线到达IOL前表面之前的部分聚焦，而前表面则在光线到达IOL后表面之前进一步聚焦光线。结果，以给定直径(例如，6mm)入射到角膜上的大部分在轴光束在后表面上具有减小的直径。由此，周边区域不会干扰这类光束的聚焦，因此能够获得具有良好光学质量的视野的像。

继续参考图5以及图1A，IOL后表面的周边区域22进而接收相对于IOL光轴OA以相对较大角度入射在IOL前表面上的光线(诸如，示例性光线34)，并将这些光线引导至视网膜上偏离像I1的(一个或多个)位置(诸如，视网膜位置I2)上，从而抑制闪光幻视症。通过考虑以大视角(例如，相对于眼视轴以大于约50度的角度，例如在约50度至约80度范围内的角度)进入眼内的部分周边光线(诸如，光线38)可能错过IOL，能够更好地理解用以改善并且优选地防止闪光幻视症的所述周边区域的所述聚焦功能。由此，这些光线仅由角膜折射，并因此入射到视网膜的周边部分以形成次像(诸如图示描绘的像I3)。这类二次成像效应能够引起部分患者对阴影状现象的感知。为了减轻这类效应，后表面周边区域将入射到IOL的部分光线引导至两像之间的阴影区。更具体地，如上所述，外围入射到IOL前表面上的部分光线由前表面折射，通过透镜体、周边区域，周边区域进而又折射这些光线以将其引导至视网膜强度降低(阴影)区。

作为进一步的例示，图6A示出了针对其中植入了常规IOL的人工晶状体眼的周边视网膜所计算出的点扩散函数(PSF)。PSF对应于由来自遥远点光源且以大视角入射的光形成的像。示例性的PSF包括两个分量：对应于由角膜和IOL的联合聚焦能力(例如，约60D的总能力)聚焦的光的中央分量A，以及对应于错过IOL且仅由角膜聚焦能力(例如，约44D的能力)聚焦的光的周边分量B。在此例中，仅示出了对应于从太阳穴方向进入眼睛的光线的一个周边分量，因为鼻子、脸颊和眉毛通常阻挡了以其他方向行进的光形成的这类阴影。这两个分量的存在创建了一个中间阴影区，在周边视力中看见大对象时会将该阴影区感知为阴影。该阴影是周边的(例如在以约70度视角入射的情况下)并且典型地被感知为位于其中视网膜与进入光相对垂直的眼球赤道区域内。感知的阴影通常是由于大对象(例如，典型地伴随着强光下较小的瞳孔)而非点光源。换句话说，阴影通过添加对应于对象不同点的PSF而被创建。此外，该PSF的细长月牙形状趋向于增强垂直阴影的可视性，其被部分IOL用户描述为月牙形。

相比之下，图6B示出了针对其中植入了根据本发明一个实施例的IOL(诸如上述IOL 10)的有人工晶状体眼的视网膜所计算出的PSF。类似于图6A中针对常规IOL示出的PSF，该PSF同样包括中央分量A和周边分量B。然而，该PSF还包括位于中央分量和周边分量的间隔内的中间分量C。中间PSF分量由IOL的前表面以及其后表面的周边区域的联合聚焦功能生成。虽然这一中间PSF分量对轴向成像没有实质影响，但是它改善并且优选地消除了对阴影的感知。

通过进一步例示本发明IOL的周边区域改善暗影感知的聚焦功能，图7提供了理想常规IOL和根据本发明两个实施例的两个示例性理想IOL之间的视网膜辐照度与视角关系的理论对照。对应于常规IOL的曲线(由实心三角形示出)在约75度视角处示出会导致阴影感知的凹陷(dip)。相比之下，对应于本发明的IOL(由实心球体示出的曲线对应于具有基本呈球形的周边环形区域的IOL，由空心方块示出的曲线则对应于具有复曲面周边环形区域的IOL)示出了减小约50％的阴影深度(即，在约75度视角处的凹陷深度)。这一减小能够改善并且在许多情况下消除患者对阴影的感知。实际上，即便是创建暗影条件的有限减小都有希望消除对暗影的感知。

IOL 10的环形周边区域可以具有各种不同的表面轮廓。例如，图8示例性地示出了在包含光轴OA的平面内所述IOL后表面的横截面切片A。在某些实施例中，表征周边区域横截面轮廓的曲线B可以具有半圆形的形式。作为替换，在某些情况下，曲线B可以呈现随着与光轴OA距离的增加而增加的圆形偏差。在其他实施例中，曲线A可以基本上呈抛物线，或者采用任何其他合适的形状。

参见图4和图9，如上所述，在某些实施例中边缘表面18是有纹理的，例如包括多个表面波动26。纹理表面可以引起入射到前表面14并由前表面14折射的光线(诸如光线11)散射。由纹理表面引起的这类光散射改善并优选地消除入射到边缘表面上的部分光经历全内反射并在随后被后表面16折射以在视网膜上形成次像的可能性。这类次像可以引起患者对暗影的感知，该现象典型地被称为正性闪光幻视症。因此，边缘表面的纹理能够优选地防止这类正性闪光幻视症。此外，在某些实现中，边缘表面呈高度凸面。

本发明的某些实施例提供将入射到IOL上的部分光送入阴影区以改善并且优选地防止闪光幻视症的衍射后周边区域。举例而言，图10A和10B示例性地描绘了包括协同提供期望屈光能力的前表面56和后表面58的这类IOL 54，其中所述期望屈光能力例如在约-15D至约40D范围内，并且在本文中被称为IOL的主能力。衍射结构60形成围绕后表面59的环形周边区域。进一步地，优选地有纹理的边缘表面61将前表面与周边区域的外边界相连。虽然未示出，但IOL 54还可以包括便于其在患者眼睛中放置的多个固定构件(触件)。

在此实施例中，衍射结构60由多个衍射区62形成，每个衍射区71与相邻区隔开一个步阶(step)。在本实施例中，步阶高度是均匀的——虽然在其它实施例中还可以有不均匀高度——且可以由以下关系式来表示：

式(1)

其中，

λ表示设计波长(例如，550nm)；

a表示可被调整以控制与各个阶次相关的衍射效率的参数，例如可以将a选择为1，

n₂表示镜片的折射率，以及

n₁表示其中放置有透镜的介质的折射率。

虽然在此实施例中，衍射周边区域具有基本平坦的基础轮廓；但是在其他实施例中，该基础轮廓可以是曲线的。使用中，衍射结构60接收入射到前表面上的部分周边光线，例如相对光轴OA以约50度至约80度范围内的角度入射到前表面上的光线。该衍射结构将这些光线中的至少部分引导至相对于由IOL主能力形成的像有偏移的视网膜区域(例如，引导至由进入眼部但错过IOL的周边光线形成的次像和由IOL形成的像之间的阴影区)，从而抑制闪光幻视症。为此目的，在某些情况下，衍射结构和前表面一起提供小于IOL主能力在约25％至约75％范围内，优选地在约25％至约50％范围内的因数的屈光能力。

参考图10C，根据另一个实施例的IOL 11包括前表面13以及从中央部分17延伸到周边部分19的后表面15。在后表面的周边区域上设置有菲涅耳透镜21。菲涅耳透镜适于将入射其上的光引导至由前表面和后表面的中间部分形成的像与可由进入眼部且错过IOL的周边光线形成的次周边像之间的视网膜阴影区。在某些实现中，由前表面和菲涅耳透镜联合提供的屈光能力小于由前表面和后表面的中央部分提供的屈光能力，例如小在约25％至约75％范围内的因数。

在某些情况下，主像(由IOL的前表面和其后表面的中央区域形成的像)的图像质量能够影响对阴影的感知。因此，在某些实施例中，前表面和/或后表面的中央部分可以呈现出一定程度的非球面性和/或复曲面性。诸如本文所讨论的各种实施例的关于非球面和/或复曲面在IOL中的使用的其它教示可以在于2004年12月1日提交的题为“Contrast-Enhancing Aspheric Intraocular Lens”的美国专利申请No.11/000,728中找到，该美国专利申请被公开为公报No.2006/0116763，其全部内容通过引用结合到本文中。

在某些实施例中，IOL后表面的周边区域包括多个小透镜，例如以彼此相邻放置的聚焦表面的形式，其中每个小透镜都能够将入射其上的光引导至阴影区的一部分。举例而言，图11A示例性地描绘了根据这类实施例的包括镜片65的IOL 63，其中镜片65包括前光学表面67和后光学表面69。围绕后表面的环形区域71包括具有曲线表面形式的多个小透镜73。前表面、后表面的径向尺寸以及环形区域的宽度可以与以上结合在前实施例提供的那些相类似。如图11B示例性地示出，在植入眼内之后，前表面和后表面的组合可以通过聚焦源于视野的多个光线(诸如示例性光线75)在眼视网膜上形成像I1。部分周边光线(诸如示例性光线77)可能错过IOL而形成次像I2。然而，小透镜73可以将经由前表面折射而入射其上的光线(诸如示例性光线79)重新引导至像I1和I2之间的视网膜位置，从而抑制对由患者周边视野内的对象所引起的阴影的感知。为此目的，IOL前表面和每个小透镜的组合屈光能力优选地小于前表面和后表面的组合屈光能力，例如小在约25％至约75％范围内的因数。

作为替换，如图11C中最佳地可见，可以在后光学表面69′上的环形区域71′内形成设计为负性屈光能力或发散折射透镜的多个光槽73′。发散透镜为通过其的光在视网膜上创建减淡的光分布，这柔化了光强分布的对比度并由此减少了负性闪光幻视症的发生。光槽73′可以如图11C所示添加到后光学表面69′的标准单一基础曲线。

在某些实施例中，衍射结构设置在IOL的前表面或其后表面的中央部分上，由此提供多焦IOL，例如具有远焦和近焦屈光能力的IOL。例如，图12示例性地描绘了根据这类实施例的IOL 42，IOL 42包括具有前表面46和后表面48的镜片44，其中后表面48由中央区域48a和周边区域48b所表征。周边区域适于以上述讨论的方式改善并且优选地防止闪光幻视症。衍射结构50被设置在前表面44上。衍射结构50包括相互分开多个步阶的多个衍射带52，所述多个步阶表现出随着与光轴OA距离的增加而相关地减小的高度——虽然在其它实施例中所述步阶高度可以是均匀的。换言之，在本实施例中，衍射带的边界处的步阶高度被“平滑(apodized)”以便修改与孔径尺寸相关的被衍射到近焦点和远焦点的光能的百分率(例如，随着孔径尺寸的增大，更多的光能被衍射到远焦点)。举例而言，每个带边界处的梯级高度可以根据以下关系式来定义：

式(3)

其中

λ表示设计波长(例如，550nm)，

a表示可被调整以控制与各个阶次相关的衍射效率的参数，例如可以将a选择为1.9；

n₂表示镜片的折射率，

n₁表示其中放置有透镜的介质的折射率，以及

f_apodize表示标度函数，该标度函数的值随着到光轴和透镜前表面的交叉点的径向距离的增大而减小。举例来说，可以由以下关系式来定义标度函数f_apodize：

$f_{\mathrm{apodize}}=1-{\left(\frac{r_i}{r_{\mathrm{out}}}\right)}^3$ 式(4)

其中

r_i表示第i带的径向距离，

r_out表示最后一个双焦点衍射区的外半径。还可以采用其它平滑标度函数，诸如于2004年12月1日提交且序号为11/000770的题为“ApodizedAspheric Diffractive Lenses”的共同待决专利申请中所公开的那些，上述专利申请通过引用结合到本文中。

在本示例性实施例中，所述衍射带采取环形区域的形式，其中依照以下关系式来定义带边界的径向位置(r_i)：

$r_i^2=(2i+1)\mathrm{\λf}$ 式(5)

其中

i表示带号(i＝0表示中心带)，

r_i表示第i带的径向位置，

λ表示设计波长，以及

f表示增加能力。

在许多实施例中，IOL 42提供在约-15D至约40D范围内的远焦屈光能力，以及在约1D至约4D范围内优选地在约2D至约3D范围内的近焦屈光能力。有关平滑衍射透镜的进一步的教示可以在题为“Diffractive Multifocal Ophthalmic Lens”的美国专利No.5,688,142中找出，该专利的内容通过引用结合在此。

本领域普通技术人员将理解在不脱离本发明的范围的情况下可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (32)

1.一种人工晶体(IOL)，包括：

围绕光轴放置的前光学表面和后光学表面，所述后表面具有延伸至周边区域的中央区域，

其中前表面和所述中央区域适于在视网膜上协同形成视野的像，并且所述周边区域适于将入射到前表面的部分光线引导到偏离所述像的至少一个视网膜位置，由此抑制对周边视场内视觉伪影的感知。

2.根据权利要求1所述的IOL，其中所述周边区域适于接收相对光轴以在约50至约80度的范围内的角度入射到前表面上的至少部分光线。

3.根据权利要求1所述的IOL，其中由所述前表面与后表面的所述中央区域组合提供的聚焦能力大于由所述前表面与后表面的所述周边区域组合提供的对应聚焦能力。

4.根据权利要求3所述的IOL，其中，所述聚焦能力的差异在约25％至约75％的范围内。

5.根据权利要求1所述的IOL，其中所述前表面相对所述光轴呈现出在约2mm至约4.5mm范围内的半径。

6.根据权利要求5所述的IOL，其中后表面的所述中央区域相对所述光轴呈现在约1.5mm至约4mm范围内的半径。

7.根据权利要求6所述的IOL，其中所述周边区域具有在约0.5mm至约1mm范围内的宽度。

8.根据权利要求6所述的IOL，其中所述前表面和后表面的所述中央区域中的至少一个呈现由在约-10至约-100范围内的复曲面常数所表征的非球面性。

9.根据权利要求1所述的IOL，还包括在所述前表面和所述后表面的边界之间延伸的边缘表面。

10.根据权利要求1所述的IOL，所述边缘表面是有纹理的，从而散射入射其上的光。

11.根据权利要求10所述的IOL，其中所述纹理边缘表面包括具有在约0.5微米至约2微米范围内的物理表面振幅的多个表面起伏。

12.根据权利要求1所述的IOL，还包括设置在后表面的所述周边区域上的菲涅耳透镜。

13.根据权利要求1所述的IOL，还包括设置在后表面的所述周边区域上的衍射结构。

14.一种人工晶体(IOL)，包括：

前表面和后表面，所述后表面具有延伸至周边区域的中央区域，

其中所述前表面和后表面的所述中央区域协同提供多聚焦能力，并且后表面的所述周边区域适于将入射其上的至少部分光线引导至由前表面和后表面中央区域形成的像与由进入眼部但错过IOL的光线形成的次周边像之间的视网膜位置，从而抑制对周边视觉伪像的感知。

15.一种人工晶体(IOL)，包括：

a)围绕光轴设置的前光学表面和后光学表面；以及

b)至少部分围绕所述后表面的环形周边表面，

所述前表面和所述后表面协同提供主聚焦能力，用以在植入IOL的患者眼内的视网膜上生成视野的像，

其中所述周边环形表面适于联合所述前表面，凭借小于所述主聚焦能力的次聚焦能力将入射到前表面上的部分光线引导到视网膜上，从而抑制对周边视野内视觉伪像的感知。

16.根据权利要求15所述的IOL，其中所述环形周边表面适于接收相对光轴以在约50至约80度范围内的角度入射到前表面上的至少部分光线。

17.根据权利要求15所述的IOL，其中所述前表面和所述后表面具有基本凸面的形状。

18.根据权利要求17所述的IOL，其中所述环形周边表面具有基本凹面的形状。

19.根据权利要求15所述的IOL，其中所述次聚焦能力与所述主聚焦能力相差在约25％至约75％范围内的因数。

20.根据权利要求15所述的IOL，其中所述次聚焦能力包括衍射聚焦能力。

21.根据权利要求15所述的IOL，其中所述环形周边表面和所述后表面形成相连光学表面。

22.一种人工晶体(IOL)，包括：

a)围绕光轴设置的前光学表面和后光学表面；以及

b)围绕所述后表面的环形聚焦表面，

其中所述环形聚焦表面适于在IOL植入患者眼内之后抑制对周边视觉伪像的感知。

23.根据权利要求22所述的IOL，其中所述环形聚焦表面将入射其上的光引导至偏离由所述前表面和后表面协同形成的视野像的一个或多个视网膜位置。

24.根据权利要求22所述的IOL，其中所述环形聚焦表面提供折射聚焦能力。

25.根据权利要求22所述的IOL，其中所述环形聚焦表面提供衍射聚焦能力。

26.根据权利要求25所述的IOL，其中所述环形聚焦表面包括用于提供所述衍射聚焦能力的衍射结构。

27.根据权利要求22所述的IOL，其中所述环形聚焦表面包括菲涅耳透镜。

28.一种人工晶体(IOL)，包括：

a)具有前表面和后表面的镜片；以及

b)至少部分围绕后表面的一个或多个聚焦元件，用以将光引导至视网膜从而抑制对周边视野内视觉伪像的感知。

29.根据权利要求28所述的IOL，其中所述聚焦元件包括小透镜。

30.根据权利要求28所述的IOL，其中所述聚焦元件包括光槽。

31.一种矫正视力的方法，包括以下步骤：

a)提供用于植入患者眼内的人工晶体(IOL)，所述IOL包括围绕光轴放置的前光学表面和后光学表面，所述后光学表面包括适于抑制闪光幻视症的周边环形聚焦区域；以及

b)将所述IOL植入患者眼内。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述IOL包括放置在所述前光学表面和所述后光学表面的至少一个表面上的衍射结构。

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