CZ20002406A3 - Holografická oftalmická čočka a způsob její výroby - Google Patents

Abstract

Při způsobu výroby korekční optické čočky se vnese polymerovatelný optický materiál nebo holografické záznamové médium do formy pro oftalmickou čočku. Vystaví se elektromagnetickým vlnám, přičemž elektromagnetické vlny vytvoří obrazec interferenčních proužků za současné polymerace polymerovatelného materiálu nebo expozice záznamového materiálu, čímž se obrazec zaznamená v čočce a vytvoří se objemová mřížková struktura. Tím vznikne objemový holograftcký element, přičemž obrazec ohýbá světlo vstupující do uvedeného předního zakřivení a koriguje ametropické stavy, když je umístěn na oku, v oku nebo před okem.

Description

Oblast techniky

«· · · · · · ♦ ýO- 1/06

177 947/KB

Vynález se týká oftalmické čočky obsahující holografický element a způsobu výroby oftalmické čočky.

Dosavadní stav techniky

Oftalmické čočky, např. kontaktní čočky a intraokulární čočky pro· korekci ametropie a jiných nepříznivých stavů vidění, využívající refrakční schopnosti opticky čistých polymerů, jsou široce dostupné. Ametropie je výraz, který označuje libovolný stav refrakčního vizuálního zhoršení oka, zahrnující krátkozrakost, dalekozrakost, presbyopi i a ast igmat i smus. Protože každý ametropický stav vyžaduje specifické opatření, tj. specifickou korekční schopnost, je zapotřebí velký počet různých typů oftalmických čoček pro akomodaci různých vizuálních vad oka. Například jen pro akomodaci různých stupňů stavů krátkozrakosti kontaktními čočkami se vyrábí řada různých kontaktních čoček, které mají 0 až 10 dioptrií nebo i méně s přírůstky po čtvrt diopriích. Obvyký přístup k tomuto akomodačnímu problému je masová výroba oftalmických čoček pro běžné ametropícké stavy a pak individuální výroba oftalmických čoček na zakázku pro neběžné ametropícké stavy. Běžný přístup však neodstraňuje potřebu navržení a výroby velkého poctu oftalmických čoček s rozdílnými korekčními schopnostmi. Kromě toho vyžaduje běžný přístup velkou zásobu oftalmických čoček, kterou by měli mít výrobci čoček a lékaři, aby se přizpůsobili širokému rozsahu různých ametropických stavů.

Mimo to omezení typu obvyklých refrakčních oftalmických čoček, které odvisí od změn tlouštky čoček, aby se dosáhlo různých korekčních schopností, nedovoluje, aby konstrukce of-Ί • · • · • ··· ···· · · · * talmických čoček byla optimalizována pouze pro komfort uživatele čoček.

Zbývá potřeba korekční oftalmické čočky, která postrádá nevýhody známých oftalmických čoček a může být vyrobena jednodušším výrobním postupem než jsou obvyklé postupy pro výrobu oftalmických čoček.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je flexibilní způsob výroby optických čoček, lépe oftalmických čoček, které mají široký rozsah různých schopností pro korekci různých ametropických stavů, a čočky vyrobené tímto způsobem. Způsob výroby optické čočky pro korekci ametropie oka zahrnuje operace vnesení polymerovatelného optického materiálu do formy pro oftalmickou čočku, vystavení polymerovatelného materiálu ve formě elektromagnetickým vlnám, přičemž elektromagnetické vlny vytvářejí obrazec modulace refrakčniho indexu v polymerovatelném materiálu, zatímco se tento polymeruje, přičemž obrazec modifikuje světlo vstupující do čočky a koriguje ametropické poměry. Výraz optické čočky tak, jak je zde používán, zahrnuje jak oftalmické čočky, tak brýlové čočky, pokud není uvedeno jinak.

Předmětem vynálezu je dále způsob výroby optických čoček pro. korekci ametropických stavů, kterýžto způsob zahrnuje operace vystavení holografického záznamového média elektromagnetickým vlnám, přičemž elektromagnetické vlny vytvoří trvalý obrazec modulace refrakčniho indexu a obrazec je určen k tomu, aby ohýbal světlo vstupující do čočky, aby se alespoň zčásti zkorigovala ametropie, načež se vyvolá ozářené holografické záznamové médium a vyvolané záznamové médium se enkapsuluje v biokompatibilním optickém materiálu, čímž se vytvoří optická čočka.

• · φφφφ φ φ • ΦΦΦ >·Φ φ ··

Čočky vyrobené způsoby podle vynálezu poskytují korekční schopnosti pro různé ametropní stavy včetně krátkozrakosti, dalekozrakosti, pres.byopie a jej'ich kombinací a čočky jsou určeny pro použití na oku, v oku nebo před okem savce, zejména lidským okem. Dále čočka může být naprogramována tak, aby poskytovala široké rozmezí korekčních Schopností, např. mezi +10 dioptriemi a -20 dioptriemi, beze změny rozměrů, např. tlouštky čočky.

Obr. 1 znázorňuje korekční oftalmickou čočku podle vynázu.

Obr. 2 znázorňuje způsob výroby objemového holografického optického elementu podle vynálezu.

Obr. 3 až 3B znázorňuje kombinační holografický optický element.

Předmětem vynálezu je způsob výroby oftalmických čoček a čočky vyrobené tímto způsobem. Způsob je vysoce flexibilní, takže umožňuje vyrobit široký rozsah čoček s mnoho různými korekčními schopnostmi a kombinacemi korekčních schopností, a čočky vyrobené tímto způsobem jsou vysoce vhodné pro korekci různých ametropických stavů. Jako příklady ametropických stavů, které mohou být korigovány čočkou podle vynálezu, je možno uvést krátkozrakost, dalekozrakost, presbyopii, regulérní a neregulérní astigmatismus a jejich kombinace. Podle vynálezu se korekční oftalmická čočka vyrábí naprogramováním korekční schopnosti do materiálu optické čočky-a ne změnou rozměrů čočky, i když se rozměry čočky mohou měnit, aby se docílila dodatečná nebo dodatková schopnost. Na rozdíl od obvyklých korekčních oftalmických čoček, oftalmická čočka podle vynálezu nezávisí nebo v podstatě nezávisí na změnách rozměrů, např. na tlouštce optické zóny, oftalmické čočky za účele m k o re k ce ametropických stavů. V důsledku toho konstrukce čočky, která maximalizuje komfort nositele čočky, může být použita pro korekci mnoha různých ametropických stavů bez omezení rozměrového provedení obvyklých refrakčních čoček.

4 44

4449 99

Oftalmická čočka podle vynálezu využívá difrakční schopnost holografického optického elementu (HOE = holographic optical element), zejména transmisního objemového HOE, aby se dosáhla korekční schopnost. Objemový HOE podle vynálezu obsahuje obrazce interferenčních proužků, které jésou naprocrramovány nebo zaznamenány jako periodická změna refrakčního indexu optického materiálu. Periodická změna refrakčního indexu vytváří plochy píkového refrakčního indexu, tj. objemovou mřížkovou strukturuj v optickém elementu. Objemová mřížková struktura způsobuje difrakci světla vstupujícího do HOE a tím se dráha světla modifikuje á mění směr na žádaný směr.

Obr. 1 ilustruje vynález na korekční oftalmické čočce 10 pro dalekozrakost. Čočka 10 je HOE, který obsahuje obrazec interferenčních proužků 12 . Obrazec interferenčních proužků 12 směruje světlo 14, které vstupuje do čočky 10 z jedné strany, aby bylo zaostřeno do ohniska 16 , které je umístěno na druhé straně čočky 10 . Podle vynálezu je přicházející světlo 14 s výhodou ohýbáno více než jedním interferenčním proužkem 12 a nasměrováno zpět do ohniska 16.

Příklad způsobu výroby HOE podle vynálezu je znázorněn na obr. 2. HOE vhodné pro provedení způsobu podle vynálezu mohou být připraveny například z optických materiálů, které je možno polymerovat nebo zesítit, a z fotografického hologramového záznamového média. Vhodné optické materiály jsou blíže popsány níže. Dále je pro ilustrační účely použit výraz polymerovatelné materiály pro označení jak materiálů, které mohou být zpolymerovány, tak materiálů, které mohou být zesítěny, pokud není uvedeno něco jiného. Bodový zdroj předmětového světla 20 je promítán na fotopolymerovatelný optický materiál (např. fotopolymerovatelný HOE) 22 a současně je promítáno zacloněné referenční světlo 24 na fotopolymerovatelný HOE 24, takže elektromagnetické vlny předmětového světla 20 a referenční světlo 24 tvoří obrazce interferenčních proužků, • · 9

9 9

99 které se zaznamenávají v polymerovatelném optickém materiálu při jeho polymeraci. Fotopolymerovatelný HOE 22 je fotopolymerovatelný materiál, který je polymerován jak předmětovým' světlem, tak referenčním světlem. Předmětové světlo a referenční světlo se s výhodou získává ze zacloněného světelného zdroje za použití děliče světla. Obě oddělené části světla se promítají směrem k HOE 2 2 , ve kterém se dráha části předmětového světla rozděleného světla mění tak, že vytvoří bodový světelný zdroj 24. Bodový zdroj předmětového světla 24 se získá například tím, že se obvyklá konvexní optická čočka umístí v určité vzdálenosti od fotopolymerovatelného HOE 2 2 tak, že jedna část rozděleného světla se zaostří na žádoucí vzdálenost od HOE 22 , tj. na polohu 20 bodového zdroje světla z obr. 2.

Výhodným zdrojem světla je laserový zdroj, výhodněji ultrafialový laserový zdroj. I když vhodná vlnová délka světelného zdroje závisí na použitém typu použitého HOE, výhodné rozmezí vlnových délek je mezi 300 nm a 600 nm. Když je fotopolymerovatelný HOE plně exponován a polymerován, obsahuje výsledný HOE zaznamenaný obrazec inteferenčních proužků (tj. objemovou mřížkovou strukturu 26) . Polymerovaný HOE 22 má ohnisko 20 , které odpovídá poloze ohniskového předmětového světla 20 , když světlo vstupuje do HOE z opačné strany ohniska. Podle vynálezu může být schopnost oftalmické čočky změněna, například změnou vzdálenosti a polohy předmětového světla 20 .

Obr. 2 znázorňuje příklad způsobu přípravy HOE s pozitivní korekční schopností. Jak je zřejmé, je možno podie shora uvedené přípravy HOE s některými modifikacemi připravit také HOE s negativní korekční schopností. Například může být k vytvoření HOE s negativní korekční schopností použit místo ohniskového předmětového světla zdroj konvergentního předmětového světla, který vytváří ohnisko na druhé straně HOE vzdálené od světelného zdroje. Podobně mohou být uspokojeny • « • · ·· • · · » · · · · · · · ······ «♦ 9 9 99 99 jiné korekční potřeby změnou konfigurace nebo obrazce zdrojů předmětového a referenčního světla, např. HOE může být naprogramován tak, aby měl korekční schopnosti pro nestejné a deformované zakřivení rohovky nepravidelného astigmatického stavu specifickým navržením konfigurací předmětového světla a referenčního světla.

Jak shora uvedeno, vhodné HOE mohou být připraveny z optických polymerovatelných nebo zesí^ovatelných· materiálů, které mohou být poměrně rychle zpolymerovány světlem nebo zesítěny světlem. Rychle polymerovatelný optický materiál umožňuje vytvoření modulace indexu lomu v optickém materiálu, čímž se vytvoří objemová mřížková struktura, zatímco materiál je polymerován, čímž vytvoří pevný optický materiál. Příklady polymerovatelných optických materiálů vhodných pro tento vynález jsou uvedeny v US . patentu č.5,508.317 Beat Mullera a v mezinárodní patentové přihlášce č. PCT/EP 96/00246 Miihlebacha. Výhodná skupina polymerovatelných optických materiálů, popsaných v US patentu č. 5,503.317, jsou ty, které obsahují

1.3- diolovou bazickou strukturu, ve' které určité procento

1.3- diolových jednotek bylo modifikováno na 1,3-dioxan, který obsahuje v poloze 2 zbytek, který je polymerovatelný ale ne polymerován. Polymerovatelný optický, materiál je s výhodou derivát polyvinylalkoholu o průměrné molekulové hmotnosti M_w nejméně asi 2.000, který na bázi počtu hydroxylových skupin polyvinylalkoholu obsahuje asi 0,5 % až asi 80 % jednotek obecného vzorce I

N

Ί • · ·« · · 9 9 99 99

9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 99 9 9 999 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 · · « ♦ · · » 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 «··· · · « 9 9 9 9 9 9 9 kde

R je nižší alkylenová. skupina obsahující až do 8 atomů uhlíku,

R¹ je atom vodíku nebo nižší alkylová skupina a

R² je olefinicky nenasycený zbytek, který přitahuje elektrony, je kopolymerovatelný a obsahuje s výhodou až do 25 atomů uhlíku. R² je například olefinicky nenasycený acylový zbytek obecného vzorce R³-CO-, ve kterém

R³ je olefinicky nenasycený kopolymerovatelný zbytek, který obsahuje od 2 do 24 atomů uhlíku, s výhodou od 2 do 8 atomů uhlíku, zejména s výhodou od 2 do 4 atomů uhlíku.

Podle jiného provedení R² je zbytek obecného vzorce II —CO—NH—(R⁴—NH—CO—O)_q—R⁵—0—CO—R³ (11) , kde .

q je nula nebo číslo jedna,

R⁴ a R⁵ znamenají nezávisle na sobě niža alkylenovou skupinu, která obsahuje 2 až 8 atomů uhlíku, arylenovou skupinu, která obsahuje 6 až 12 atomů uhlíku, nasycenou dvojmocnou cykloalifatickou skupinu, která obsahuje 6 až 10 atomů uhlíku, arylenalkylenovou skupinu nebo alkylenarylenovou skupinu, která obsahuje 7 až 14 atomů uhlíku, nebo arylenalkylenarylenovou skupinu, která obsahuje od 13 do 16 atomů uhlíku, a

R³ má shora uvedený význam.

Nižší alkylenová . skupina R-obsahuje s výhodou až do 8

0 0 0 0« ·0

0 0 0 0 0

0000 0 0000

0 0 0 00 0 0 00 0 0000 00 00 00 00 ·· atomů uhlíku a může mít přímý něho rozvětvený řetězec. Vhodné příklady zahrnují oktylen, hexylen, pentylen, butylen, propylen, ethylen, methylen, 2-propylen, 2-butylen a 3-pentylen. Nižší alkylen R s výhodou obsahuje až 6 a zejména s výhodou až 4 atomy uhlíku. Methylen a butylen jsou zejména výhodné. R¹ je s výhodou atom vodíku nebo nižší alkylová skupina, která obsahuje až sedm, zejména až čtyři atomy uhlíku, zejména atom vodíku.

Pokud se týká R⁴ a R^s, nižší alkylenová skupina R⁴ nebo R⁵ obsahuje s výhodou 2. až 6 atomů uhlíku a má zejména rovný řetězec. Vhodné příklady zahrnují propylen, butylen, hexylen, dimethylethylen a zejména s výh-odou ethylen. Arylen R⁴ nebo R⁵ je s výhodou fenylen, který je nesubstituovaný nebo je substituovaný nižší alkylovou skupinou nebo nižší alkoxyskupinou, zejména 1,3-fenylen nebo 1,4-fenylen nebo methyl-1,4-fenylen. Nasycená dvojmocná cykloalifatická skupina R⁴ nebo R⁵ je s výhodou cyklohexylen nebo cyklohexylen-nižší alkylen, například cyklohexyienmethylen, který je nesubstituovaný nebo substituovaný jednou nebo více methylovými skupinami, jako například trimethylcyklohexyIenmethylen, například dvojmocný isoforonový zbytek. Arylenová jednotka alkylenarylenu nebo arylenalkylenu R⁴ nebo R⁵ je s výhodou fenylen, nesubstituovaný nebo substituovaný nižší alkylovou skupinou nebo nižší alkoxyskupinou a jeho alkylenová jednotka je s výhodou nižší alkylen, jako methylen nebo ethylen, zejména methylen. Takové zbytky R⁴ nebo R⁵ jsou proto s výhodou fenylenmethylen nebo methy1enfeny1en. Arylenalkyienarylen R⁴ nebo R^s je s výhodou fenyien-nižší alkylen-fenylen, který obsáhuje až 4 atomy uhlíku v alky lenové jednotce, například fenylenethylenfenylen, Substituenty R⁴ nebo R⁵ znamenají nezávisle na sobě s výhodou nižší alkylen obsahující 2 až 6 atomů uhlíku, fenylen, nesubstituovaný nebo substituovaný nižší alkylovou skupinou, cyklohexylen nebo cyklohexylen-nižší alkylen, nesubstituovaný nebo substituovaný nižší alkylovou skupinou, fenylen-nižší alkylen, nižší alkylen-fenylen nebo fenylen-nižší alkylen9 titi titi • ti · titititi ti ti ti • ti ti titititi titi • ti « ti • ti ti ti · ti·· • titi ti • ti ti ti • ti titi • titi ti ti ti ti ti • · ti ti • ti titi

-fenylen.
Polymerovatelné	optické mat	eriály	obecného vzorce I mo-
hou být připraveny	například	reakcí	polyv.i nylalkoholu se
sloučeninou obecného	vzorce III

\ /° CH I

R—N .R (III)

kde

R, R¹ a R² mají shora uvedený význam a

R1 a R^il znamenají nezávisle na sohě atom vodíku, nižší alkylovou skupinu něho nižší alkanoylovou skupinu, jako je acetyl nebo,propionyl. Účelně je 0,5 až asi 80 % hydroxylových skupin výsledného polymerovatelného optického materiálu nahrazeno sloučeninou obecného vzorce III.

Jiná skupina příkladných polymerovateIných optických materiálů vhodných pro provedení vynálezu je popsána v mezinárodní patentové přihlášce č. PCT/EP 96/00246 Miihlebacha. Vhodné optické materiály zde popsané zahrnují deriváty polyvinylalkoholu, polyethyleniminu nebo polyvinylaminu, který obsahuje asi 0,5 až asi 80 %, vztaženo na počet hydroxylových skupin v polyvinylalkoholu nebo počet iminových skupin nebo aminových skupin v polyethyleniminu nebo polyvinylaminu, jednotek obecných vzorců IV a V ίο ch₂-ch₂

Ra v° i

R—C— R

O R.

NH—C—C=CH

-ch-ch₂-n

C—o

I

R—C—R,

O R , II 1³

NH—C—C=CH • · fcfc ř · · « · fcfc • · * · fc fcfc • fcfcfcfc • fc fcfc • fcfc » fc fcfc fc • fcfc · • fc fcfc (IV), kde

Ri

R3

R4 a R2 znamenají nezávisle na sobě atom vodíku, alkylovou skupinu, která obsahuje 1 až 8 atomů uhlíku, arylovou skupinu nebo cyklohexylovou skupinu, přičemž tyto skupiny jsou nesubstituované nebo subtituované, je atom vodíku nebo 'alkylová skupina, která obsahuje 1 až 8 atomů uhlíku, s výhodou methylová skupina a je můstek -0- nebo -NH-, s výhodou -0- .

Polyv inyla1koholy, polyethyleniminy a polyvinylaminy vhodné pro provedení vynálezu mají číselně střední molární • · «· φφ φφ ·« ·· • Μ Φ Φ ♦ « t · 4 • ΦΦΦ * ΦΦΦΦ Φ ·· * • Φ · « Φ Φ Φ · · · > Φ · • β · Φ ΦΦ Φ « ΦΦ Φ «ΦΦΦ Φ· ΦΦ ΦΦ «Φ ΦΦ hmotnost asi mezi 2.000'a 1,000.000, s výhodou mezi 10.000 a 300.000, výhodněji mezi 10.000 a 100.000 a nejvýhodněji mezi 10,000 a 50.000. Zejména vhodný polymerovatelný optický materiál je vodou rozpustný derivát polyvinylalkoholu, který obsahuje asi mezi 0,5 až asi 30 %, s výhodou asi mezi 1 a asi 25 %, výhodněji asi mezi 1,5 a asi 12 %, vztaženo na počet hydroxy1ových skupin v po1yv inyia 1 koho1u, obecného vzorce III, ve kterém Ri a R2 znamenají methylové skupiny, Ra představuje· atom vodíku a R4 je -0- (tj. esterová vazna).

Polymerovatelné materiály obecného vzorce IV a V mohou být připraveny například reakcí azalaktonu obecného vzorce VI,

R.

I³ Z^_C“^R’CH==C— o—c=o (VI), kde R1, R2 a R3 mají shora uvedený význam, s polyvinylalkoholem, polyethyleniminem nebo polyvinylaminem při vyšší teplotě asi mezi 55 °C a 75 °C ve vhodném organickém rozpouštědle, popřípadě za přítomnosti vhodného katalyzátoru. Vhodná rozpouštědla jsou taková, která rozpouštějí hlavní řetězec polymeru a zahrnují aprotická _ polární rozpouštědla, např. formamid, dimethylformamid, triamid, hexamethyifosforečné kyseliny, dimethylsulfoxid, pyridin, nitromethan, acetonitril, nitrobenzen, chlorbenzen, trichlormethan a dioxan. Jako příklady vhodných katalyzátorů je možno jmenovat terciární aminy, např. triethylamin, a organocínové soli, např. dilaurát dibut y 1 c ί n u .

Jiná skupina HOE vhodných pro provádění vynálezu může být připravena ze záznamového média běžného transmisního ob12 • 9 * · 9 9 9 9 ·* 4 · « 9 · 9 4 9 9 · 9 ·

9 99 t «4 94 9 · 9 ·

9 · « · 4 4 9 » 9 9 4 4 • 4 9 4 44 4 9 44 · • ••9 99 4 9 ·· 4 9 44 jemového holografického optického elementu. Jako u shora popsaného polymerovatelného materiálu, se předmětové světlo z hodového zdroje a cloněné referenční světlo současně.promítají na záznamové médium HOE tak, že elektromagnetické vlny předmětového- a referenčního světla tvoři obrazce z interferenčních proužků. Obrazec z interferenčních proužků se zaznamenává v médiu HOE. Když je záznamové médium HOE plně exponováno, je toto médium vyvoláno podle známé vyvolávací metody pro HOE. Vyvolaný HOE má ohnisko, které odpovídá umístění předmětového světla z bodového zdroje. Vhodná záznamová média transmisního objemového holografického fotografického optického elementu zahrnují komerčně dostupné holograf-ické fotografické záznamové materiály nebo desky, jako di chromát ické želatiny. Média zaznamenávající holografickou fotografií jsou dostupná od různých výrobců, jako například od Polaroid Corp.

Když se pro HOE oftalmických čoček používají fotografická záznamová média, musí být .vzaty v úvahu toxikologi.cké účinky média na okolí očí. Použije-li se tedy běžné fotografické HOE médium, je výhodné, aby HOE byl enkapsulován v biokompatibilním optickém materiálu. Vhodné biokompatibilní optické materiály zahrnují polymerní a nepolymerní optické materiály, které jsou užitečné pro výrobu kontaktních čoček např. tvrdých čoček, tuhých čoček p.ermeabi lni ch pro plyny a hydrogelových čoček. Vhodné hydrogelové materiály pro hyd.rogelové kontaktní čočky mají typicky zesítěnou hydrofilní mřížku a váží asi mezi 35 % a asi 75 vody, vztaženo na celkovou hmotnost hydrogelového materiálu.

Příklady vhodných hydrogelových materiálů zahrnují kopolymery, které obsahují 2-hydroxyethylmethakrylát a jeden nebo více komonomerú jako 2-hydroxyakrylát, ethylakrylát, methyimethakrylát, vinylpyrro1idon, N-vinylakrylamid, hydroxypropylmethakrylát, isobutylmethakrylát, styren, ethóxyethylmethykrylát, methoxytriethylenglykolmethakrylát, glycidylmethakrylát, diacetonakrylamid, vinylacetát, akrylamid,

99 • 9 9

9 99 9 9 9 9 «99

9999 99

9 «9 • 9 9 « 9 « 99

9 9 9

9 9 *

99 *9

9 9 9 • · · 9 «« 9 9 9

9 9 9

99 hydroxy tr i aie thy 1 enakry lát, methoxymethylmethakrylát, akrylovou kyselinu, methakrylovou kyselinu, glycerylethakrylát a dimethylaminoethylakrylát.

Jiné vhodné hydrogelové materiály zahrnují kopolymery, které obsahují methylvinylkarbazoi nebo dimethylam inoethy1methakrylát. Jiná skupina vhodných hydrogelových materiálů zahrnuje zesíťovatelné materiály, které jsou popsány v US patentu č. 5,508.317, který byl vydán Beat Můilerovi. Ještě jiná skupina vysoce vhodných hydrogelových materiálů zahrnuje silikonové kopolymery popsané v mezinárodní patentové přihlášce č. PCT/EP96/01265. Tuhé materiály, permeabilní pro plyny, vhodné pro provedení vynálezu, zahrnují zesítěné siloxanové polymery. Mřížka takových polymerů inkorporuje 'vhodná síťovadla jako Ν,N '-dimethylbisakrylamid, ethylengiykoldiakrylát, trihydroxypropantriakrylát, pentaerythritoltetraakrylát a jiné podobné polyfunkční akryláty nebo methakrylaty, nebo vinylové sloučeniny, např. N-methylaminodivinylkarbazol. Vhodné tuhé materiály zahrnují akryláty, např. methakryláty, diakryláty a dimethakrylaty, pyrrolidony, styreny, amidy, akrylamidy, uhličitany, vinyly, akrylonitrily, nitrily, sulfony a podobně. Z vhodných materiálů jsou hydrogelové materiály zvláště vhodné pro tento vynález.

Enkapsulovaná oftalmická čočka podle vynálezu, která obsahuje fotografický HOE, může být připravena tak, že se vyrobí HOE, který obsahuje objemovou mřížkovou strukturu podle vynálezu, přičemž tento HOE má s výhodou tvar fólie nebo tenkého kotouče nebo skořepiny, HOE se umístí do biokompatibi1ního optického materiálu a pak se polymerací biokompatibilního materiálu vytvoří enkapsulovaná kompozitní čočka. Enkapsuiační a polymerační operace mohou být provedeny v čočkové formě tak, že se vytvoří plně tvarovaná kompozitní čočka. Podle jiného provedení se vytvoří polotovar půlkruhového tvaru nebo blok z kompozitního materiálu, který obsahuje HOE, a pak se vytvaruje na oftalmickou čočku za použití soustruhu.

• 0 • 0 •

«000

0

000

0 0

0

0« 0 0 • 0 0

0 000

0 0 0

0 0 0

00 • 0 0 0

0 0 0 0

Ještě podle jiného provedení se dvě vrstvy polymerovaného biokompatibi 1ního optického materiálu mohou nalaminovat po obou stranách objemové· mřížkové struktury obsahující HOE, čímž se vytvoří kompozitní oftalmická čočka podle vynálezu.

Podle vynálezu mají vhodné HOE s výhodou difrakční účinnost nejméně asi 75 %, výhodněji nejméně asi 80 %, nejvýhodněji nejméně asi 95 % přes všechny nebo v podstatě všechny vlnové délky' v rámci viditelného spektra světla. Zejména vhodné HOE pro provedení vynálezu mají difrakční účinnost 100 % pro všechny vlnové délky viditelného světla, ' když je splněna Braggova podmínka. Braggova podmínka je dobře známá v optice a je například definována v Coupled Wave Theory for Thick Hologram Gratings od H. Kogelnika, The Bell System Technical Journal, s.v. 48, č. 9, str. 2909-2947. (listopad 1969). Pro tento vynález může být rovněž použita nižší difrakční účinnost, než jaká je uvedena shora.

Vhodné HOE pro tento vynález jsou s výhodou vícevrstvé kombinační HOE, které obsahují nejméně dvě vrstvy HOE, protože vrstvení tenkých HOE zlepšuje difrakční účinnost a optickou kvalitu HOE a umožňuje zmenšení tlouštky HOE. Jak je známo v optice, měla by oftalmická čočka mít malou rozměrovou tlouštku, aby zvyšovala komfort .toho, kdo nosí čočku. Je tedy rozměrově tenký HOE výhodný pro tento vynález. Aby se však získal HOE s vysokou difrakční účinností, musí HOE být opticky tlustý, tj. světlo je ohýbáno více než jednou rovinou obrazce ' i nterf erenčn í ch proužků. Jednou cestou k získání opticky tlustého a rozměrově tenkého HOE je naprogramovat obrazec interferenčních proužků v takovém směru, aby se nakláněl k délce HOE. Taková nakloněná objemová mřížková struktura způsobuje, že HOE má velkou úhlovou odchylku mezi dopadajícím úhlem přicházejícího světla a výstupním úhlem vystupujícího světla. Avšak HóE s velkou odchylkou úhlu nemusí být zvláště vhodný pro oftalmickou čočku. Například když je takový HOE umístěn na oku, je záměrná čára významně vyhnuta ven od nor15 ·· ·· ·· ·· ·· ·· i e · · · · · · · · • ··· · · ··· · · · · ·· · · · ·· ··« · · · • · · · · · · » · · · ···· ·« ·« ·· ·« ·· mální záměrné čáry oka. Jako výhodné provedení vynálezu toto úhlové omezení v konstrukci HOE je splněno použitím vícevrstvého kombinačního HOE, zejména dvojvrstvého HOE.

Obr. 3 ukazuje příkladný kombinační HOE 40 podle vynálezu. Dva rozměrově tenké HOE s velkou úhlovou odchylkou jsou zpracovány do kombinačního HOE, aby se získal rozměrově tenký HOE, který má malou úhlovou odchylku. Vícevrstvý HOE 40 obsahuje rozměrově tenký první HOE 42 a tenký druhý HOE 44. První HOE.42/ je naprogramován tak, aby ohýbal přicházející světlo tak, že když světlo vstupuje do HOE v úhlu a, tvoří světlo vystupující z HOE 42 výstupní ostrý úhel β, který je větší než vstupní úhel a, jak je znázorněno na obr.3A. S výho,dou má první HOE tloušťku mezi asi 10 pm a asi 100 pm, výhodněji asi mezi 20 pm a asi 90 pm, nejvýhoďněji asi mezi 30 pm a asi 50 pm. Druhý HOE 44 (obr. 3B) je naprogramován tak, aby měl aktivační vstupní úhel β takový, aby byl v souladu s výstupním úhlem β prvního HOE 42. Kromě toho je druhý HOE 44 naprogramován tak, aby soustředil vstupující světlo do ohniska 46, když světlo vstupuje do aktivačního úhlu β. Obr. 3B ilustruje druhý HOE 44. Druhý HOE má s výhodou tloušťku asi mezi 10 pm a asi 100 pm, výhodněji asi mezi 20 pm a asi 90 pm, nejvýhodněji asi mezi 30 pm a asi 50 pm.

Když je první HOE 42 umístěn vedle druhého HOE 44 a přicházející světlo vstupuje do prvního HOE 42 v úhlu, který odpovídá úhlu a, dráha světla vystupujícího z kombinačního· HOE 40 je modifikována a světlo je soustředěno do ohniska 46. Použitím HOE kombinovaného z více vrstev může vzniknout rozměrově tenký HOE, který má vysokou dífrakční účinnost a malou úhlovou odchylku. Kromě výhod vyplývajících z vysoké dífrakční účinnosti a malé úhlové odchylky poskytuje použití vícevrstvého HOE další výhody, které zahrnují korekci disperzní odchylky a chromatické odchylky. Jednotlivý HOE může vytvářet obrazy, které, mají disperzní a chromatické odchylky, protože vizuální světlo sestává ze spektra elektromagnetic9 ·

99 « · *

999 • · 9 • 9 9

9999 99 • 9 • · • 9 • 9 99

9

999 • * • 9 • ·

9 ·· • 9 • « • 9 • · 99 kých vln, které mají různé vlnové délky a rozdíly ve vlnových délkách mohou způsobovat, že elektromagnetické vlny. budou různě ohýbaný HOEm. Bylo zjištěno, že vícevrstvý, zejména dvojvrstvý HOE může působit tak, že bude korigovat ty odchylky, které mohou být způsobeny jednovrstvým HOE. Je tedy vícevrstvý, kombinační HOE výhodnější.

Způsob výroby oftaimických čoček podle vynálezu je vysoce flexibilní způsob, který může být použit pro výrobu oftaimických čoček, které mají široký rozsah korekčních schopností, a .který poskytuje oftalmické čočky, které jsou určeny ke zvýšení komfortu nositele čoček. Na rozdíl od obvyklých oftaimických čoček je korekční schopnost nebo schopnosti oftaimických čoček podle.vynálezu dosažena naprogramováním vhodných schopností do čočky i bez potřeby změny rozměrů čočky. Kromě toho nemusí být celkové uspořádání výroby podstatně směněno, když je celkové uspořádání změněno pro výrobu čoček s rozdílnými korekčními schopnostmi. Jak shora uvedeno, mohou být různé korekční schopnosti naprogramovány do oftaimických čoček například pomocí změny vzdálenosti, obrazce nebo/a konfigurace předmětového světla a referenčního světla. Způsob výroby čoček je proto vysoce zjednodušen. Další výhody zahrnují skutečnost, že výrobci oftaimických čoček nepotřebují mít různá výrobní zařízení a způsoby pro čočky, aby mohl být vyroben široký sortiment různých čoček s různými korekčními schopnostmi. Výrobci oftaimických čoček proto nemusí vyrábět a mít na skladě velký počet různých oftaimických čoček, které mají různé konfigurace nebo/a rozměry.

Je třeba poznamenat, že i když je vynález popsán ve spojitosti s oftalmickými čočkami, mohou být podle vynálezu vyrobeny korekční brýlové čočky s objemovým HOE. Například může rozměrově tenký film HOE, který je naprogramován, aby posky tl. korekční schopnost, být laminován'na planbrýlové čočky. Takové brýlové čočky mohou být navrženy tak, aby zvýšily komfort nositele beze ztráty korekční účinnosti čoček, proto• 9

4 • · 4 9 • 9 •

• '9 9 9 9

9

9 »· 99- 99 99

9 9 4 9 9 9

4494 9 44 4

49 499 44 9

49 4 4 49 4

44 44 94 že korekční HOE čočka nezávisí na tloušťce čočyk pro docílení korekční schopnosti, jak shora uvedeno.

Příklady provedeni vynálezu

Vynález je dále objasněn na následujícím příkladu. Avšak tento příklad nemá za účel jakkoliv omezovat vynález.

Příklad

Asi 0,06 ml čočkového monomerního prostředku Nelfilcon A se vloží do střední části matricové poloviny formy a odpovídající patricová polovina formy se umístí nad matricovou polovinu formy, čímž se vytvoří souprava formy pro čočku. Forma pro čočku je určena pro přípravu plančočky. Patricová polovina formy se nedotýká matricové .poloviny formy. Obě jsou od sebe odděleny asi o 0,1 mm. Poloviny čočkové formy jsou vyrobeny z křemene a jsou překryty chromém kromě střední okrouhlé čočkové části o průměru asi 15 mm. Nelfilcon A je produkt zesíťovatelného modifikovaného pólyvinylalkoholu, který obsahuje asi 0,48 mmol/g akrylamidového sítovadla. Polyvinylalkohol obsahuje asi 7,5 mol% acetátu. Nelfilcon A obsahuje asi 31 % sušiny a asi 0,1 % fotoiniciátoru Durocure” 1173. Zavřená souprava čočkové formy se umístí pod laserovou sestavu. Laserová sestava poskytuje dva koherentní zastíněné ultrafialové laserové paprsky o vlnové délce 351 nm, kde jeden paprsek prochází optickou konvexní čočkou tak, že se ohnisko vytvoří ve vzdálenosti 500 mm od soupravy čočkové formy. Ohniskové světlo slouží jako bodový zdroj předmětového světla. Úhel vytvořený mezi dráhami předmětového světla a referenčního světla je asi 7 °. Sestava poskytuje HOE, který je naprogramován, aby měl korekční schopnost 2 dioprií. Čočkový monomerní prostředek se vystaví laserovým paprskům, které mají asi 0,2 watty, asi na 2 minuty pro úplnou polymeraci prostředku a vytvoření obrazců interferenčních proužků. Protože čočková forma je zakryta až na střední část, je čočkový monomer vys99 • ·

9 9 ·· ·· • · · • 9 « · 9 · • · 9999 99

99

9 9

9 9 99

9 9 · • · 9 · ·· taven předmětovému světlu a referenčnímu světlu a polymerován .

Souprava formy se otevře, přičemž se ponechá čočka lpět na patricové polovině formy. Asi 0,06 ml čočkového monomerního prostředku Nelfilcon A se znovu vloží do střední části matricové poloviny formy a 'patricová polovina formy s přilepenou čočkou se umístí nad matricovou polovinu formy. Matricová a patricová polovina formy se oddělí asi o 0,2 mm. Uzavřená souprava formy se znovu vystaví laserové sestavě až na to,· že se optická konvexní čočka odstraní z uspořádání předmětového světla. Monomerní prostředek se znovu vystaví asi ná 2 minuty laserovým paprskům, aby se prostředek zcela zpoiymeroval a vytvořila se druhá vrstva obrazců interferenčních proužků. Výsledná kompozitní čočka má optickou mohutnost +2 dioptrie.

Claims (16)

1. PATENTOVÉ NÁROK Y

   1. Způsob výroby optické čočky pro korekci ametropických stavů, přičemž tato čočka má přední zakřivení a spodní zakřivení, vyznačující se tím, že tento způsob sestává z těchto operací:

   a) vnesení polymerovatelného optického materiálu do formy pro optickou čočku a

   b) vystavení tohoto polymerovatelného materiálu působení elektromagnetických vln, přičemž uvedené elektromagnetické vlny vytvářejí obrazec interferenčních proužků, zatím co polymerují uvedený polymerovatelný materiál, čímž je uvedený obrazec zaznamenán v uvedené čočce a vytvoří objemovou mřížkovou strukturu, čímž se vytvoří objemový holografický element , přičemž uvedený obrazec ohýbá světlo vstupující do uvedeného předního zakřivení, čímž koriguje uvedené ametropické stavy, když je umístěn, na oko nebo do oka nebo před oko.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím , že tento způsob sestává dále z operace zajištující další vrstvu polymerovatelného optického materiálu a vystavení uvedeného polymerovatelného materiálu elektromagnetickým vlnám, takže uvedená čočka vytvoří kombinační objemový holografický element.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím. , že uvedené elektromagnetické vlny jsou laserové paprsky.
4. 4.. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím , že uvedené laserové prostředky jsou ultrafialové la-

   • · · · - 20 - · • · · • · · ft · » ·· ·· ·« v · · · · · · • · ·«« · · · · • · · · · · · · *· ·· ·· sérové paprsky. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačují c i se tím , že uve děný způsob je uzpůsoben pro výrobu oftaimic-

   ké čočky. .
5. 6. Čočka vyrobená způsobem podle nároku 1.
6. 7. Flexibilní způsob výroby optické čočky, která má korekční schopnost, vyznačující se tím , že tento způsob, sestává z těchto operací:

   a) vnesení polymerovatelného optického materiálu do formy pro optickou čočku a

   b) vystavení tohoto polymerovatelného materiálu v uvedené formě obrazci elektromagnetických vln, přičemž uvedené elektromagnetické vlny polymerují uvedený optický materiál a uvedený obrazec vytvoří v uvedené oftalmické čočce při její polymeraci objemovou mřížkovou strukturu, čímž se vytvoří objemový holografický element, přičemž· uvedená objemová mřížková struktura je uzpůsobena k tomu, aby poskytla uvedenou korekční schopnost uvedené optické čočce, když je tato optická čočka umístěna na oku, v oku nebo.před okem savce.
7. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím , že způsob sestává dále z operací poskytujících další vrstvu polymerovatelného optického materiálu a vystavení uvedeného polymerovatelného materiálu elektromagnetickým vlnám, takže uvedená čočka vytvoří kombinační objemový holografie ký element.
8. 9. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím , že uvedené elektromagnetické vlny jsou laserové pafcfc fcfc fc· • fcfc • fcfcfc • · ' .

   fc- fc •fcfcfc ·« fcfc fcfc « fcfc • fc fcfcfc • fcfc fc fc fcfc · • fc fcfc • fc • · fcfc · fc* · • · fcfc fc · fc · • · • · fcfc

   prsky.. 10 . Způsob podle nároku 9 , v y z načující se tím , že uvedené laserové prostředky jsou-ultrafialové la- sérové paprsky. 11 . Způsob podle nároku 7, v y z naču.jící se tím , že uvedený způsob je uzpůsoben pro výrobu oftalmic-

   ké čočky.

   12 . Čočka vyrobená způsobem podle nároku 7. 13 . Způsob výroby optické čočky pro korekci amet ropických stavů, přičemž tato čočka má přední zakřivení a spodní zakřivení.vyznačující se tím že tento

   způsob sestává z těchto operací:

   a) vystavení holografického záznamového média elektromagnetickým vlnám, přičemž tyto elektromagnetické vlny vytvoří obrazec interferenčních proužků o objemové mřížkové struktuře a uvedený obrazec je určen k difrakci světla vstupujícího do uvedeného předního zakřivení, aby se alespoň částečně zkorigoval uvedený ametřopický stav,

   b) vyvolání exponovaného holografického záznamového .médi a a

   c) enkapsulace vyvolaného záznamového média v biokompatibilním optickém materiálu, čímž se vytvoří uvedená optická čočka.
9. 14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím , že tento způsob sestává dále z operace poskytující další vrstvu exponovaného holografického záznamového média, takže toto záznamové médium tvoří kombinační objemový holografický element.

   , - 9 0 _ ·· ·· ·· 99 9 9 9 9 9 9 9 999 9 9 999 · · * 9 9 · • ·' · · · · 9999 99 99 99 «« ··> « · · · • « 9 9 9 9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9 9 9 15 , . Způsob podle nároku 13, v y z bačující s e tím , že uvedené elektromagnetické vlny jsou laserové pa- prsky. 16 . Způsob podle nároku 15,. v y z načuj ící s e tím , že uvedené laserové prostředky jsou ultrafialové la- sérové paprsky. 17. . Způsob podle nároku 13, v y z načuj ící s e

   tím , že uvedený způsob je uzpůsoben pro výrobu oftaimické čočky.
10. 18. Čočka vyrobená způsobem podle nároku 13.
11. 19. Způsob výroby optické čočky pro korekci ametropických stavů oka, přičemž tato čočka má přední zakřivení a spodní zakřivení, vyznačující se tím , že tento způsob sestává z těchto operací:

    a) vnesení polymerovatelného optického materiálu do formy pro optickou čočku a

    b) vystavení tohoto polymerovatelného materiálu v uvedené formě působení elektromagnetických vln, přičemž uvedené elektromagnetické vlny vytvoří obrazec interferenčních proužků za současné polymerace uvedeného polymerovatelného materiálu, čímž se v uvedené čočce vytvoří objemová mřížková struktura, přičemž uvedený obrazec mění světlo vstupující do uvedené čočky, čímž koriguje uvedené ametropické stavy.
12. 20. Způsob podle nároku 19, vyznačující se t í m , že uvedená objemová mřížková struktura tvoří objemový holografický element a uvedený způsob sestává dále z operací poskytnutí další vrstvy polymerovatelného optického • · · · • · · · materiálu a vystavení uvedeného polymerovatelného materiálu elektromagnetickým vlnám, takže uvedená čočka vytvoří kombinační objemový holografický element.
13. 21. Způsob podle nároku 19, vyznačující se t í m , že uvedené elektromagnetické vlny jsou laserové paprsky.
14. 22. Způsob podle nároku 21, vyznačující se tím , že uvedené laserové prostředky jsou ultrafialové Laserové paprsky.
15. 23. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím , že uvedený způsob je uzpůsoben pro výrobu oftalmické čočky.
16. 24. Čočka vyrobená způsobem podle nároku 19'.