CN115243643A

CN115243643A - 高清晰度和扩展景深人工晶状体

Info

Publication number: CN115243643A
Application number: CN202080088568.7A
Authority: CN
Inventors: E·J·沙文; J·J·西蒙斯
Original assignee: Z Optics Inc
Current assignee: Z Optics Inc
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2022-10-25
Also published as: US20230010847A1; WO2021127148A1; EP4076281A4; EP4076281A1

Abstract

本发明公开了一种人工晶状体，用于提供扩展的景深。所述人工晶状体包括虚拟光圈，所述虚拟光圈包括多个六边形微结构。当人工晶状体植入眼睛时，入射在前光学表面上的第一多束光线穿过光学区以在视网膜上形成图像。入射在前部虚拟光圈表面上的第二多束光线从人工晶状体的下游朝向并穿过视网膜广泛分散，使得图像包括扩展的景深。

Description

高清晰度和扩展景深人工晶状体

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月20日提交的美国专利申请号62/951,832，标题为“具有六角形采样微晶状体的高清和扩展景深人工晶状体”，美国专利申请号为62/951,839，于2019年12月20日提交，标题为“具有多焦点光学区的高清和扩展景深人工晶状体”，以及美国专利申请63/056,110，2020年7月24日提交的题为“高清和扩展景深人工晶状体”的优先权，其内容在此通过引用全文并入本申请。

背景技术

人眼经常遭受诸如散焦和散光之类的畸变，必须对其进行校正以提供可接受的视力以保持高质量的生活。这些散焦和散光像差的校正可以使用人工晶状体完成。晶状体可以例如位于眼镜平面、角膜平面(隐形眼镜或角膜植入物)处，或作为phakic(晶状体完好无损)或aphakic(晶状体被移除)的人工晶状体(IOL)定位。

除了散焦和散光的基本像差外，眼睛通常具有高阶像差，例如球面像差和其他像差。色差，通常是由于可见光谱中波长的焦点变化而产生的像差，也存在于眼睛中。这些高阶像差和色差会对一个人的视觉质量产生负面影响。高阶和色差的负面影响随着瞳孔大小的增加而增加。去除这些像差的视觉通常被称为高清(HD)视觉。

老花眼是眼睛失去聚焦于不同距离物体的能力的情况。aphakic眼有老花眼。植入双眼的标准单焦点人工晶状体可在单焦点距离内恢复视力。各种设备和程序用于在一定距离范围内提供更好的视力，其中包括使用单焦点IOL与双焦点或渐进式加法眼镜相结合。单视IOL系统是恢复近视和远视的另一种选择-一只眼睛的焦距与另一只眼睛的焦距不同，从而提供两个焦点的双目总和并提供混合视觉。单视是目前矫正老花眼的最常用方法，通过使用IOL来矫正优势眼的远视视力和非显眼的近视力，以试图实现从远到近的无眼镜双眼视觉。

此外，IOL可以是多焦点的，例如双焦点(具有两个焦点区域-通常为远和近)或三焦点(具有三个焦点区域-远、中间和近)。大多数多焦点IOL被设计为在加成范围内分布一个或多个焦点区域。然而，使用具有一组离散焦点的元素并不是唯一可能的设计策略：也可以使用具有扩展景深(EDOF)的元素，即产生跨越所需添加的连续焦点段的元素。这些方法并不完全可以接受，因为来自各个焦点区域的杂散光会降低一个人的视力。

发明内容

本发明公开的是克服IOL局限性的系统、装置和方法，它们至少通过提供一种phakic或aphakic IOL来提供，其同时提供散焦和散光的校正，减少高阶和色差，并提供扩展的景深以改善视觉质量。此外，IOL的中央光学元件提供了一个小的“添加”扇区，以提高与“近视觉”区域中的物体相对应的视觉质量。

在一个方面，本发明公开了一种被配置成提供扩展景深的人工晶状体，所述人工晶状体包括：包含至少一个前光学表面和至少一个后光学表面的光学区域；相对于光学区域外围定位的第一外围区域，该第一外围区域包括虚拟光圈，所述虚拟光圈包括前虚拟光圈面和后虚拟光圈面，其中至少一个为前虚光圈面和后虚光圈面，其中虚拟光圈包括多个六边形微结构；以及相对于第一外围区域定位的第二外围区域，所述第二外围区域包括用于在眼睛内定位人工晶状体的触觉件，其中触觉件包括人工晶状体的最外层区域；其中，当人工晶状体植入眼睛时，入射到前光学表面上的第一多束光线通过光学区域，在视网膜上形成图像；并且其中，入射到虚拟光圈前表面上的第二多束光线从人工晶状体向以下方向广泛分散并穿过视网膜，使得该图像包括扩展的景深，并且进一步地，其中所述虚拟光圈减少了图像中的单色和色差。

在相关方法中，IOL，例如本申请中描述的IOL的任何实施方案，被植入或以其他方式耦合到眼睛，例如人眼。IOL用于根据本申请所述的特征修改或调整光线在眼睛视网膜上的传输。

本发明所公开的IOL具有光学配置，该光学结构允许中心聚焦光到达视网膜的中心焦点区域，并将散焦和像差光扩散到视网膜的外围。在散焦和像差光广泛分布在视网膜上的一个或多个IOL区域中，采用高倍折射和/或全内反射。结果是光学配置增加了焦深并减少了单色和色差，从而在从远视到近视的宽范围物体距离上提供高清视觉。

本申请所描述的主题的一个或多个变体的细节在附图和下面的描述中阐述。本申请所描述的主题的其它特征和优点将从描述和附图以及权利要求中显而易见。

附图说明

图1A和1B示出了使用瞳孔大小为近视眼减少单色像差和增加或扩展景深的基本方法。

图2A和2B示出了利用瞳孔大小为远视眼睛减少单色像差和增加景深的基本方法。

图3A和3B示出了使用瞳孔大小减少单色像差和增加景深的基本方法。

图4A和4B示出了使用瞳孔大小减少色差的基本方法。

图5A和5B示出了虚拟光圈限制有效瞳孔大小的基本概念。

图6A、6B和6C示出了IOL示例的整体结构。

图6D示出了IOL示例的另一实施例。

图7示出了在虚拟光圈区内用六角形采样微晶状体的IOL示例。

图8示出了微型人工晶状体的六边形几何形状示例。

图9示出了微型人工晶状体的六边形二维阵列的中心部分。

图10A和10B示出了两个相邻的六边形、相邻的相应微晶状体球体、以及支持最小曲率的光滑表面轮廓。

图11示出了一个IOL的光学分区的示例分区，以提供近视和远距离视觉分区。

具体实施方式

本申请在进一步描述本主题之前，应当理解，此处描述的该主题不限于所描述的特定实施例，因为这样当然可以变化。还应当理解，此处使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不用于限制。除非另有定义，否则此处使用的所有技术术语都具有与本领域技术人员通常理解的相同含义，该主题所属。

本申请所公开的是系统、装置和方法，它们通过提供至少一种phakic或aphakicIOL来克服IOL的局限性，该IOL提供对散焦和散光的校正，减少高阶单色和色差，并提供扩展的景深以改善视觉质量。所公开的IOL在本申请中有时被称为Z+光学或Z+IOL。美国专利10,285,807和美国专利申请16/380,622描述了相关的系统和方法，并且都通过引用全文并入本申请。

本申请提供了用于减少单色和色差以及提供增加景深的基本原理的描述。图1A示意性地示出了以光轴2为中心的单个会聚人工晶状体1。来自远处物体的入射射线3平行于光轴，并与人工晶状体的焦点4相交(基于相应数字的后缀为b，c，d，e或f)。如果正确选择人工晶状体功率，则焦点与观察平面5重合，否则人工晶状体功率与观察平面的位置不匹配，使得焦点位于观察平面的前面或后面。

在图1A中，焦点位于观察平面的前面。如果所有入射光线都以与入射光线3相同的光线高度进行追踪，则模糊圈6位于观测平面5上。观察平面的方向与光轴正交，因此在图中显示为垂直线。为了便于可视化，模糊圈6和8显示在图的平面中，但是，模糊圈实际上包含在观察平面中。其它平行入射光线高度小于入射光线3的光线落在此模糊圈6内。一种这样的射线是平行入射射线7，它比入射射线3更接近光轴。入射射线7也与焦点4相交，然后与观测平面5相交。跟踪光线高度等于入射光线7的所有入射光线，跟踪出其直径小于模糊圈6的模糊圈8。

图1B示出了与图1A相同的光学系统，但是现在入射射线是针对更靠近光学系统的物体，如入射射线3b和7b上的斜率所示。效果是较近的物体的焦点4(根据相应的图具有足够的a、b、c、d或f)现在更靠近观察平面，并且模糊圈6b和8b都比他们在图1A中的对应部分更小，但原理是相同的：与晶状体1相交的更接近光轴的光线在观察平面上的模糊较小。为了将图1的这种简单的光学结构与人眼联系起来，会聚晶状体1表示眼睛光学元件的主平面，包括角膜和晶状体或人工晶状体。观察平面5代表视网膜。如图所示，焦点4位于观察平面(视网膜)的前面，因此此图适用于近视或近视的眼睛。模糊圈6和8(或6b和8b)的大小表示视网膜上的散焦量，其中较小的模糊圈直径比较大的模糊圈直径提供更清晰的视觉。

请注意，关于入射光线高度和模糊圈大小的相同关系也适用于远视或远视眼睛。这在图2A和2B中示意性地说明了这一点，它们显示了与远视眼睛相对应的光线。在图2A中，对于来自远处物体的射线3和7，在图2B中，对于射线3b和7b，较小的射线高度导致视网膜(观察平面)上的模糊圈较小。

类似地，图3A和图3B(统称为图3)表明，对于模斜眼，相同的平行光线高度到模糊圈的直径特性保持不变。对于远处的物体，焦点4e现在位于视网膜上(因为眼睛是向外向的)，模糊圈6e和8e的半径为零。对于较近的物体，焦点4f位于视网膜后面，而模糊圈8f对应于更靠近光轴的射线7b，其直径小于对应于距离光轴更远的射线3b的模糊圈6f。

一般来说，眼睛有像差，这意味着随着入射光线位置的变化，眼睛中的焦点也会发生变化。但是，无论焦点位于何处(视网膜前方、视网膜上或后方)，随着入射光线高度的降低，视网膜上的模糊圈直径也会降低。换句话说，对于眼睛中给定量的散焦(屈光误差)，随着入射射线高度的降低，视力得到改善。当有人眯起眼睛导致眼睑阻挡离眼睛视轴更远的入射光线，试图更清楚地看到失焦的远处或附近的物体时，就会使用这一原理。

图1A-3B所示的光线追踪是针对单波长入射光。对于多色光，存在多个波长。这通常由三条不同波长的射线来说明，如图4A和4B所示(统称为图4)。众所周知，对于眼睛的成分和典型的光学材料，随着光的波长增加，折射率降低。

在图4A中，会聚晶状体21具有光轴22。入射色光23由蓝色(450nm)，绿色(550nm)和红色(650nm)光的三个波长组成，它们大约跨越可见光的范围。由于三种波长的折射率不同，蓝光24比绿光射线25折射得更多，绿光射线比红光射线26折射得更多。如果绿光在焦点中，那么它在光轴处穿过观察平面27。这三条射线的色散在观测平面上导致色度模糊28。

在图4B中，入射色光29在4A中具有比色光23更低的射线高度。这导致在观察平面33处的色度模糊较小。因此，与图1A-3B的单色模糊一样，随着色光高度的降低，色度模糊也会降低。图4中的情况可以通过考虑会聚晶状体21是眼睛的主平面，观察平面27是视网膜来与眼睛相关。人眼通常有大量的色差(在中央视觉范围内约1.0至1.2屈光度)，因此色差的减少可以显着导致眼睛视觉质量的显着改善，特别是通过其对比度灵敏度来衡量。

综上所述，图1A-4B说明，射线高度的降低会降低视网膜上的单色和色差，从而提高视觉质量。这可以通过通过减小瞳孔直径来阻挡距光轴较远的光线，或者通过将来自这些光线的光均匀和/或广泛地分布在视网膜上，以便更多的异常射线对中央视网膜模糊圈的贡献要少得多来实现。这种效应的另一个特征是，随着光线高度的降低，景深会增加，如图1B、2B和3B所示。

图5A示出了具有光轴2和光圈35的会聚人工晶状体34。入射平行射线36只是清除光圈，从而穿过晶状体焦点37并与观察平面38相交。所有与射线36高度相同的平行射线在观测平面上跟踪一个小的模糊圈39。入射平行射线40被光圈阻挡，因此它不能继续向观察平面41造成更大的模糊圈。通过这种方式，降低入射光线高度的光圈减小了观察平面上的模糊直径。

图5B示出了“虚拟光圈”。也就是说，它并不是一个阻挡光线的光圈，但中心视觉上的光学效果几乎相同。在该图中，入射到虚拟光圈上的射线束40b通过虚拟光圈42传播，并通过折射，衍射，散射和/或反射产生广泛分布的射线43，因此在观察平面上的任何一个点对杂散光(模糊光)的贡献很小。这是所公开的IOL的主要操作机制。

IOL的示例性光学布局

图6A-6C示出了示例IOL的布局，该布局采用光学原理来实现降低单色和色差以及增加景深的益处。图6A示出了IOL的前视图，其中前视图可以是前面的视图。图6B示出了IOL的后视图，其中后视图可以是后后面的视图。图6C显示了IOL的侧视图。IOL包括一个中央光学区域46(背面46b)，用于校正散焦，散光以及晶状体所需的任何其他校正，例如球面像差。通常，对于使用虚拟光圈的IOL，中心光学区域直径小于传统IOL的直径。这导致较小的中心厚度，这反过来又使IOL更容易植入，并允许在手术过程中使用较小的角膜切口，例如大约2.2mm的切口。

IOL包括虚拟光圈48，其相对于中心光学区域46的中心位置进一步向外放置。从虚拟光圈48向外移动，至少有一个IOL触觉件50(背面50b)位于IOL上。触觉件50可以由一个或多个臂组成，这些臂向外向外延伸以定义IOL最边缘的外周。在一个例子中，光学区域的直径为1.5mm。触觉件50可以定义IOL的最外周区域。当IOL位于眼睛中时，入射到光学区前光学表面上的第一多束光线可以穿过光学区域在视网膜上形成图像，而入射到虚拟光圈前表面上的第二多束光线则从IOL向下游广泛分散并穿过视网膜，使得图像包括扩展的景深，并且进一步在其中虚拟光圈减少了图像中的单色和色差。光学区可以包括至少一种双焦点光学元件、三焦点光学元件和多焦点光学元件。

虚拟光圈通过第一过渡区47连接到光学区46，其位于光学区46的外围边缘，使得虚拟光圈是包围或部分包围光学区的第一外围区域。触觉件可以包括用于在眼睛内定位人工晶状体的第二外围区域。第一过渡区位于光学区46的外围外向。第二过渡区49将触觉件50连接到虚拟光圈48。第一过渡区47和第二过渡区49被配置成确保各自过渡区两侧IOL外表面的零阶和一阶连续性。实现这些过渡区域的常用方法是多项式函数，例如三次方贝塞尔函数。诸如此类的过渡方法是本领域技术人员所公知的。在IOL的背面是一个中央光学区46b，一个触觉件50b，以及它们之间的过渡47b。图6A-6C不一定要按比例缩放，触觉件形状仅用于说明目的。本领域技术人员已知的其他触觉件形状和大小也同样合适。第一和第二过渡区域本身不一定存在于人工晶状体中。

所述IOL具有前表面和后表面，所述IOL的组成包括光学区46、第一过渡区47、第二过渡区49、虚拟光圈48、触觉件50，各个可具有各自的前表面和后表面。光学区域46具有前光学表面，其可以包括至少一个多焦点区域和/或复曲面区域。前表面和/或后表面的至少一部分或区域，例如在虚拟光圈或IOL的其他部分的区域中，可以具有表面轮廓或形状，从而达到通过该区域的光的期望或预定效果。在非限制性示例中，前表面和/或后表面的表面轮廓包括具有波纹类型轮廓的区域，例如波浪形状或起伏形状，形成一系列凸起和降低的表面。表面轮廓可以实现与通过IOL的光相关的各种效果。例如，表面轮廓可以实现宽或更宽的杂散光扩散，具体取决于所使用的表面轮廓的类型。表面轮廓可用于实现杂散光的扩散，该散光被引导远离视网膜的焦点。

图6D示出了另一个IOL实施例的前视图，其包括一个中心光学区域、多个外围触觉件605，以及至少一个具有表面轮廓的区域，例如波纹或波，如下所述。在一个例子中，光学区域的直径为1.5毫米，并用作将远处物体聚焦在中央视网膜上的晶状体。

IOL包括一个或多个定向结构610，例如一个或多个突起或核。在图示的实施例中，定向结构610被定位在IOL的一部分的外围边缘上，而在IOL的垂直经线的第一侧至少有一个定向结构610和在垂直经线的第二侧的第二定向结构610。垂直经线如图6D所示为虚线。定向结构610被配置为允许临床医生(如外科医生)轻松检测IOL具有面向眼睛前方的正确一面。请注意，如果IOL的方向是背面朝向眼睛的前部，则定向结构610将相对于晶状体的垂直方向逆时针方向。

所讨论的，触觉件605提供与眼睛的机械界面，并将IOL的各个区域保持在相对于眼睛的适当位置。

光学区细节示例-六角形微晶状体虚拟光圈

图7示出了包括具有一个或多个六边形结构的虚拟光圈的IOL的前视图。IOL具有中心光学区709，第一过渡区710，六角形微晶状体虚拟光圈711，第二过渡区712和触觉件713。第一过渡区710将中心光学区709连接到六角形微晶状体虚拟光圈711，而第二过渡区712将六角形微晶状体虚拟光圈711连接到触觉件713。

虚拟光圈采用二维六边形采样阵列的微晶状体，其模仿视网膜的光传感器采样。这种布置是一种有益的布局，当人工晶状体植入眼睛时，将光广泛传播到视网膜上。

六角形微晶状体虚拟光圈711包括位于IOL正面和/或背面的多个六角形微结构。六边形形状相对于每个六边形微观结构的外部边界，当从IOL的前部或后部观察时，具有由六边形微观结构定义的外部边界。也就是说，六边形微观结构可以具有由六边形定义的外部边界。一个小晶状体被放置在每个六角形微结构的边界内。晶状体可以是位于微观结构上或微观结构中的结构。晶状体也可以在制造过程中作为微观结构的一部分整体形成。为了帮助防止视网膜上不必要的光图案化，每个六边形内部的微晶状体中心随机移动或定位在IOL上，并且微晶状体的半径也被调整。为了便于制造六角形微晶状体虚拟光圈，在微晶状体的六边形边界之间，放置一个混合区域或圆角，其曲率半径大于形成微晶状体的车床刀具的半径。在非限制性示例中，此半径约为0.05mm。

六边形可以具有多种尺寸。在实施例中，微观结构的六边形比宽度更高。在另一个实施方案中，微结构的六边形比高大更宽。在另一个实施方案中，微结构的外部边界是任意形状的多边形。

参考图7，第一过渡区710被配置成在光学区709的边缘和中心六角形微晶状体区711之间提供平滑的结构混合。第二过渡区712负责在外围六角形微晶状体区711和触觉件713之间提供平滑的结构混合。这些过渡区域可以使用贝塞尔曲线或贝塞尔曲面的一部分来定义相应区域的曲面，从而有效地完成。其它转换功能也可以是合适的，并且是本领域技术人员所熟知的。应当理解，这里描述的IOL的任何实施例可以被配置成不包括任何过渡区。

微晶状体被实现为至少部分由球体、圆锥体或其他类似外表面定义的一个或多个外表面，这些外表面可以实现高光功率以将入射光线广泛传播到视网膜上。例如，微晶状体被实现为至少部分由棱柱形或金字塔形定义的一个或多个外表面。作为示例，在下面的讨论中有示出的带有球面微晶状体的实施例。

标称六方取样

一个示例六边形示出了图8，其示出了虚拟光圈的微结构示例，其中微结构由六边形1014定义。在图8中，六边形1014显示在定义六边形的形状或大小的边界圆1015内。六边形的宽度为1016，高度为1017。如图所示，六边形的高度等于边界圆1015的直径。就边界圆的半径而言，六边形的宽度使用毕达哥拉斯规则由等式(1)给出，高度由等式(2)给出：

高度＝2×r (2)

其中，r等于边界圆的直径。

同样，(a)六边形的每个内角为120度，(b)每边和中心点形成一个内角为60度的等边三角形，并且(c)六边形的边长等于边界圆的半径。

二维六边形阵列的中心部分示于图9中。二维六边形数组的尺寸由等式(3)定义。

M x M＝(2N+1)x(2N+1) (3)

在该等式中，N为正数，偶数为整数，例如，50。每个六边形中心的(x，y)位置由方程(4a)和(4b)给出。

y＝(j-N)×高度 (4b)

二维六边形阵列元素的索引以及六边形中心的(x，y)坐标在图9中每个六边形中心上方和下方的值对中示出。

跨微晶状体的平滑轮廓

图10A示出了两个在二维阵列的中心相邻或相邻的六边形。该阵列的中心可以与IOL的光轴重合。六边形1018的中心位于IOL光轴的中心。微晶状体球面1020的中心位于距六边形1018中心的随机(x，y)距离。六边形1019与六边形1018直接相邻，微型晶状体球面1021的中心位于距六边形1019中心的随机(x，y)距离。微晶状体球面1020的半径大于微晶状体球面1021的半径。在图10A中，坐标可以称为(x，y)，其中z从页面中出来，x指向右侧，y指向上方。因此，这表示向下看人工晶状体表面的视图，并且每个微晶状体球面都是凸的，从而产生局部正高功率表面。图10A还显示了通过微晶状体球面1020和1021的中心延伸的剖面AA'。

图10B示出了图10A所示几何体的侧视图。图10A中所示的球体1020和1021对应于相同的球体。球体的中心表示为点1022和1023，分别对应于球体1020和1021。此图中的坐标可以称为(x，z)，其中y进入页面，x指向右侧，z指向上方。在这里可以看出，轮廓AA'是微晶状体阵列表面上的曲线，由于球体1020和1021以及球形圆角1024。

根据IOL的制造工艺，选择球形圆角的半径大于车床切削刀具的半径，以便可以用给定的切削刀具生成表面。为了找到光滑轮廓AA'的曲面点，球面圆角1024的中心1025被定义为已知半径。为简单起见，微型晶状体的中心被限制为在垂直于光轴的平面上具有z值。图10B所示的点P具有与圆角球1024的中心1025相同的(x，y)坐标，并且位于连接微晶状体中心1022和1023的线上。点P的坐标在等式(5a)中给出。

其中，

a＝x₂-x₁

b＝y₂-y₁ (5b)

c＝z₂-z₁

在这些方程中，

x₁，y₁，z₁＝第一球体的中心(1022项)

x₂，y₂，z₂＝第一球体的中心(1023项)

然后可以从等式(6a)中找到用于整个微晶状体球体的圆角球心的中心点集。

其中,

u＝v×w

角度θ是在含有P的平面上垂直于与两个微晶状体球中心相交的线。使用此几何图形，可以沿曲线段AB、BB'和B'A'追踪出曲面点。这些点共同形成虚拟光圈中每个微晶状体之间的连续混合，以便可以使用半径小于圆角球半径的工具在车床上切割它们。

要使用上述概念来定义IOL的表面，请完成以下操作。首先，IOL的中心光学器件被指定，如PCT专利申请序列号PCT/US20/37014和美国专利申请序列号16/380,622中所述，它们全部通过引用并入。光学区的直径可以在1.5毫米左右，在非限制性实例中优选在(1.4和1.6毫米)之间。该光学区的光功率从-10到40D不等，步长为0.25或0.5D。复曲面IOL的圆柱体功率从0.5到6.0D不等，步长为0.25到0.5D。

然后使用上述概念生成微晶状体阵列虚拟光圈，其中与六边形接壤的圆的半径约为0.125毫米。单个微晶状体球体的中心在x和y中随机变化约0.05毫米。微晶状体球体的半径从约0.2毫米的平均半径随机变化0.05毫米。虚拟光圈区域的宽度约为2.0毫米。

所述微晶状体阵列圆角球半径设置为比车床刀具半径大约25％。这可以是0.05毫米左右。

每个前表面过渡区域的宽度设置为0.15毫米左右，背面过渡区域的宽度设置为2.3毫米左右。

触觉件的配置是根据本领域技术人员的常规程序配置的。

一旦指定了正面和背面，就从IOL的中心到外围取出单独的轮廓样品，以指定车床切削文件的点。

多区域光区

图11示意性地示出了多区域，例如双区域，光学区域1101，其可以包括在此描述的任何IOL中。区域指示为1109和1110。它们代表两个不同功率的光学区域中的两个不同区域。例如，第一离散区域是中心区域1109，通常用于提供远距离视觉。第二离散区域是外围区域1110，通常用于提供近距离视觉。近视觉区域的“添加”约为3.0D，在2.0至3.5D的范围内。

由于IOL的光学作用机制的特殊性，提供双焦点光学区域不像正常尺寸的光学区域那样有问题，为5.0毫米或更大。这是因为入射光线引起的额外像差，这些光线位于中心光学区域直径(通常为1.5毫米)之外，广泛分布在视网膜上，以免对眼睛的中心视力产生负面影响。

光区区域分布

在一个示例配置中，中心光学器件的距离功率区域占光学区面积的75％，中心光学元件的近功率区域占光学区面积的25％。由于中心光学区的直径通常为1.5毫米，因此光学区的中心区域1109的直径为1.3毫米，光学区的其余部分为近视觉区域1110提供25％。

对于某些眼睛，可以优选将距离区域面积和近区域区域的分布分成50％，或者25％用于距离，75％用于近视力。为近视力提供一只眼睛的大部分视区面积，如75～100％，而另一只眼睛具有更多光学区面积用于近视，可用于扩展的聚焦深度/单视区的患者。在这种情况下，两只眼睛都有扩展的焦深，但一只眼睛(通常是主眼)的远视力表现稍好，另一只眼睛的近视视觉表现稍好。

光学区域的光学表面

为了为光学区区域提供所需的光功率，可以使用圆锥折射图，或者可以使用衍射图。

在简单圆锥折射轮廓的情况下，每个光学区通过圆锥曲线提供其光功率，使得圆锥度的顶端曲率半径提供所需的光功率并且圆锥度(K)值被设置为减少该区域的球面像差。使用市售光学设计程序(如Zemax)或使用闭合形式分析方程，可以数值方式进行优化以找到顶端半径和圆锥度。这两种方法都是本领域技术人员已知的。

当使用简单的圆锥折射轮廓、光学区域的中心区域9提供远距离视觉、并且外围区域10提供近视时，区域之间的过渡可以忽略不计。这是首选的排列方式，因为过渡区域通常会导致杂散光，否则这些杂散光将被两个光功率区域之一正确聚焦。

当使用简单的圆锥折射轮廓并且光学区域的中心区域9提供近距离视觉并且外围区域10提供远距离视觉时，区域之间的过渡需要平滑地连接区域。这种过渡曲线通常由贝塞尔曲线或圆形圆角实现，这两者都是本领域技术人员已知的。

外设加区

在另一个实施例中，添加区域可以放置在虚拟光圈区域内。在又一个实施例中，添加区可以放置在过渡区域的后侧内侧。外围添加区可以与中心光学器件中的添加区一起存在。

气缸功率校正散光

为了校正散光，可以将圆柱体组件添加到IOL光学区的一个或两个表面上。用于此目的的气缸功率在0.5至6.0屈光度范围内，步长为0.25或0.5D。

要使用上述概念来定义IOL的表面，请完成以下操作。首先，如上所述指定了IOL的中心光学元件。光学区的直径约为1.5毫米，最好介于(1.4和1.6毫米)之间。该光学区的光功率从-10到40D不等，步长为0.25或0.5D。复曲面IOL的圆柱体功率从0.5到6.0D不等，步长为0.25到0.5D。

然后使用前面公开中描述的概念生成虚拟光圈。虚拟光圈区域的宽度约为2.0mm。

每个前表面过渡区域的宽度设置为0.15毫米左右，所述背面过渡区域的宽度设置为2.3毫米左右。

触觉件的设计被认为是一个单独的问题，并且是本领域技术人员的常规选择。

一旦指定了正面和背面，就从IOL的中心到外围取出单独的轮廓样品，以指定用于车床切削文件的点。

虽然本说明书包含许多细节，但这些细节不应被解释为对所要求保护的发明的范围或可能被要求保护的内容的限制，而应被解释为对特定实施例的特征的描述。本说明书中描述的某些特征在单独实施例的上下文中也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中单独实现或在任何合适的子组合中实现。此外，尽管上述特征可以被描述为作用于某些组合，甚至最初作为权利要求，但在某些情况下，从所要求保护的组合中除去一个或多个特征可以从该组合中除去，并且要求保护的组合可以被定向到子组合的子组合或变体。类似地，虽然操作在附图中以特定顺序描述，但这不应理解为要求以所示的特定顺序或顺序执行此类操作，或者要求执行所有所示操作以达到期望的结果。仅公开了几个示例和实现。所描述的示例和实现以及其他实现的变体、修改和增强可以基于所公开的内容进行。

Claims

1.一种被配置成提供扩展景深的人工晶状体，所述人工晶状体包括：

一个光学区域，包括至少一个前光学表面和至少一个后光学表面；

相对于光学区域外围定位的第一外围区域，所述第一外围区域包括虚拟光圈，所述虚拟光圈包括虚拟光圈前表面和虚拟光圈后表面，其中，至少一个虚拟光圈前表面和虚拟光圈后表面，其中虚拟光圈包括多个六边形微结构；和

相对于第一外围区域定位的第二外围区域，所述第二外围区域包括用于在眼睛内定位人工晶状体的触觉件，其中所述触觉件包括人工晶状体的最外层区域；

其中，当人工晶状体植入眼睛时，入射到前光学表面上的第一多束光线通过光学区域，在视网膜上形成图像；和

其中，入射到虚拟光圈前表面上的第二多束光线从人工晶状体向下方广泛分散并穿过视网膜，使得该图像包括扩展的景深，进一步的，所述虚拟光圈减少了图像中的单色和色差。

2.根据权利要求1所述的人工晶状体，其特征在于，每个六边形微结构具有由六边形定义的外部边界。

3.根据权利要求1所述的人工晶状体，其特征在于，每个六角形微结构包括一个微晶状体。

4.如权利要求3所述的人工晶状体，其特征在于，至少一个微晶状体包括球体。

5.根据权利要求3所述的人工晶状体，其特征在于，至少一个微晶状体包括圆锥体。

6.根据权利要求1所述的人工晶状体，其特征在于，所述第一外围区域通过第一过渡区域连接到所述中心光学区域。

7.根据权利要求6所述的人工晶状体，其特征在于，所述第二外围区域通过第二过渡区域与所述第一外围区域相连。

8.根据权利要求1所述的人工晶状体，其特征在于，所述光学区域包括至少两个离散区域，包括第一离散区域和第二离散区域。

9.根据权利要求8所述的人工晶状体，其特征在于，所述第一离散区域为中心区域，所述第二离散区域为围绕中心区域外周定位的外围区域。

10.根据权利要求8所述的人工晶状体，其特征在于，所述第一离散区域包括第一距离功率，第二离散区域包括第二距离功率。

11.一种治疗眼睛的方法，包括：

将眼部植入物植入眼睛，该眼部植入物包括：

相对于光学区域外围定位的第一外围区域，所述第一外围区域包括虚拟光圈，所述虚拟光圈包括虚拟光圈前表面和虚拟光圈后表面，其中至少一个虚拟光圈前表面和虚拟光圈后表面，其中虚拟光圈包括多个六边形微结构；和

相对于第一外围区域定位的第二外围区域，所述第二外围区域包括用于在眼睛内定位人工晶状体的触觉件，其中触觉件包括人工晶状体的最外层区域；

其中，入射到虚拟光圈前表面上的第二多束光线从人工晶状体向下方广泛分散并穿过视网膜，使得该图像包括扩展的景深，并且所述虚拟光圈减少了图像中的单色和色差。

12.根据权利要求11的方法，其中每个六边形微观结构具有由六边形定义的外部边界。

13.根据权利要求11的方法，其中每个六角形微结构包括一个微晶状体。

14.根据权利要求13的方法，其中至少一个微晶状体包括一个球体。

15.根据权利要求13的方法，其中至少一个微晶状体包括圆锥体。

16.根据权利要求11的方法，其特征在于，所述第一外围区域通过第一过渡区域连接到所述中心光学区域。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第二外围区域通过第二过渡区域与所述第一外围区域相连。

18.根据权利要求11的方法，其中光学区域包括至少两个离散区域，包括第一离散区域和第二离散区域。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一离散区域为中心区域，所述第二离散区域为围绕中心区域外围放置的外围区域。

20.根据权利要求18的方法，其特征在于，所述第一离散区域包括第一距离功率，第二离散区域包括第二距离功率。