CZ20002407A3 - Programovatelná korekční čočka - Google Patents

Abstract

Programovatelná korekční čočka je tvořena například kompaktní čočkou (50), obsahující holografický optický prvek (52) a první optický materiál (54), přičemž holografický optický prvek (52) je využit pro poskytnutí optické mohutnosti.

Description

i

177965/KB

Programovatelná korekční čočka.

Oblast techniky ' · ·_

Vynález ,se týká korekční optické čočky obsahující objemový ^:holografický prvek.. Konkrétněji se vynález týká korekční' optické čočky. mající . holografický' prvek poskytující optickou- mohutnost'. ' ' .

Dosavadní stav techniky

Optické. čočky pro korekci, nepříznivých . vizuálních.' stavů schopnost opticky -čirých polymerů ametropie a dalších využívající korekční jsou dostupné - v . široké míře. Ametropie,-. je výraz, který označuje refrakční vizuální zhoršení stavu ' oka, přičemž krátkozrakost, dalekozrakost, astigmatismus.' Obvykle používané brýlové čočky a oční čočky.

tento výraz zahrnuje stařecké vidění a optické čočky zahrnují

Oční. čočky pro korekci ametropie .-zahrnuj í .-kontakční čočky a- intraokulární . čočky. Vzhledem' k tomu,' že každý '•amet.’-ropn'-í=’^šfe-a-V‘-=^rfvy-žáduij-e’^t=-spee-‘i'f”i=e-k©,u·—kor-ěk-ění-=^FRohn-feRost-,=^-z-e·’ zapotřebí mít k dispozici, velké množství různých konstrukcí ' ' V ' očních čoček . pro napravení různých vizuálních očních vad. Ták -například pro nápravu různých úrovní, krátkozrakosti za použití -kontaktních čoček se vyrábějí sférické kontaktní, čočky s. různou optickou mohutností od 0 do -10 -dioptriínebo s optickou mohutností ještě nižší s obvykle 0,25 i

dioptrickými přírůstky. Obzvláště obtížná je . náprava astigmatických stavů,- poněvadž astigmatické 'stavy vyžadují nejen korekci optické mohutnosti, nýbrž také nastavení cylindrických os. Kromě toho musí mít korekční čočka pro nápravu astigmatismu stabilizační mechanismus, například prismatický předřadník, pro přesné vyrovnání osy čočky s osou - oka. V důsledku toho musí být při výrobě torické čočky, která přesně -napravuje uvedený ametropní stav a která se pohodlně, nosí, brány v úvahu různá kritéria. , '

Existuje tedy sále poptávka po korekční čočce, která by měla jednoduchou, konstrukci a která by byla vyrobit.elná jednodušěím výrobním postupem, než jsou zatím vyráběny konvenční oční čočky.

Podstata vynálezu

Vynález poskytuje oční čočku, která má transmisní objemový holografický prvek, přičemž. tento objemový holografický prvek má mřížkovoustrukturu, která poskytuje optickou mohutnost.· Vynález rovněž poskytuje .oční· čočku pro . korekci , astigmatismu. Tato .korekční čočka 'pro korekci astigmatismu má -objemový .holografický .. prvek, který poskytuje válcovou korekční optickou, mohutnost. Vhodné .oční

K,. čočky mající objemový, holografický prvek zahrnují kontaktní čočky a intrackulární čočky. ·; .

•U? Z 't · · Oční čočka, podle vynálezu^- se vyrábí., vysoce, pružným produkčním způsobem,. neboť . korekční mohutnost nebo. mohutnosti čočky j’e poskytnuta naprogramováním ' vhodných ' optických mohutností do čoček, aniž by při, tom' bylo nezbytné měnit rozměry čoček. V souladu s tím může být

poskytnout velký počet' korekčních optických mohutností, a’ oční čočky mohou takto zvyšovat pohodlí, nositele čoček'a to bez dodatečných požadavků na konstrukci dosud známých čoček. ' _: .Přehled obrázků na výkresech 'Na připojených výkresech.. . .

. . ’ obr.l znázorňuje korekční oční čočku-podle'vynálezu, .

obr . 2 . znázorňuje způsob' '. výroby objemového . · holograf-ického optického prvku podle - vynálezu, ¹ obr.3 znázorňuje Způsob výroby torické oční čočky s hologřaf ick.ým optickým prvkem, ' obr.4 znázorňuje.oční čočku· podle'vynálezu, . obr.5 znázorňuje oční čočku podle vynálezu, obr.6 znázorňuje oční čočku'podle vynálezu a obr. 7' až obr.,7B znázorňují kombinovaný, holografický' optický prvek.

» ^{* 1}

Oční čočka . podle vynálezu může být programována k poskytnutí velkého počtu -různých optických mohutností a je takto velmi, vhodná ;pro- korekci různých .ametropních stavů. Příklady ametropních stavů, . které / mohou, být ' kopigov.áňy -čočkou podle vynálezu, jsou krátkozrakost,.dalekozrakost stařecké_ vidění£_regu 1 ár n. í_ nebo neregu 1 árn 1 astogmatismus .a_ kombinace’ těchto, stavů. · ·'Oční '.čočka podle vynálezu využívá difrakční (lámavé) schopnosti hologřafického optického prvku (HOE) , zejména transmisního objemového hologřafického optického' prvku k dosažení optické, mohutnosti, Holografický' optický prvek

:.4 podle' ' vynálezu obsahuje interef.erenční. rozptylové struktury, t.j. objemovou mřížkovou strukturu, které jsou programovány nebo zaznamenány jako periodická změna indexu lomu optického materiálu. Uvedená objemová mřížková struktura ohýbá světlo, které vstupuje . do holografického optického prvku a dráha tohoto světla se modifikuje a' zaměřuje do požadovaného směru,

Obr.1 znázorňuje příklad, holografického optického prvku 10, který je vhodný pro použití v rámci .vynálezu a který má konvergentní nebo kladnou optickou ' mohutnost. - Tento < holografický optický prvek , 10 má objemovou mřížkovou strukturu. 12 a tato objemová.' 'mřížková struktura 12 vede světlo 14', které vstupuje do' holograf ického. optického členu 10 z jedné jeho . strany, a. zaostřuje ho do ohniska 16, které se nachází na druhé straně holografického optického prvku 10. Výhodně je >přicházející světlo. 14 ohýbáno více než jednou objemovou mřížkovou strukturou 12 a· . vedeno do ohniska 16, takže' se dosáhne vysoké difrakční účinnosti.

,Obr.2 znázorňuje způsob výroby nebo programování ..objemového holograf ického optického prvku,' který poskytuj e konvergentní optickou mohutnost. Holografi.cké optické prvky podle vynálezu mohou -' .být například vyrobeny, z polymerovatelných nebo zěsíťovatelných optických· materiálů a.fotografických, holografických záznamových médií.· Takové_{= í}vhodné.,,^ ,cptické materiály^ jsou popsány . - níže . . Výraz 'polymerovatelný materiál bude za účelem zjednodušení výkladu zahrnovat jak polymerovatelné, tak i zesíťovateiné materiály.· 'Světlo. 2 0 bodového- zdroje' (t.j. první světlo) a ,kolimované světlo 24. (t.j. druhé .světlo) jsou. současně promítány na světlem polymerovatelný optický materiál (t.j. světlem polymerovatelný hologografický optický prvek) 22 tak, že elektromagnetické vlny prvního světla 2 0 a druhého • ·

' · světla 24 vytváří interferenční rozptylové struktury, které se zaznamenají do polymerovatelného optického materiálu v průběhu jeho polymerace. Světlem- polymerovatelný holografický optický, prvek 22 je světlem· polymerovatelným materiálem, který je polymerován jak prvním světlem 20, tak druhým světlem. 24.. Výhodně jsou první i druhé světlo generovány z jednoho kolimova.ného - světla za použití .děliče.

• světelného ' .'svazku, takže: . první a druhé .světlo; jsoukoherentní . · Když'jsou obě rozdělené části světla promítány ve směru holografického optického, prvku 22, je' takto dráha první části rozdělého. světla modifikována·, za vzniku světla

0 bodového . zdroje. Toto světlo 20 bodového zdroje je například vytvořeno umístěním konvenční konvexní optické 'čočky do určité vzdálenosti od světlem polymerovatelného holograf ického optického prvku 22, takže první . část rozděleného světla je zaostřena do požadované. vzdálenosti od holograf ického optického prvku 22, . t.j. do místa fiktivního bodového zdroje . světla 20,. První světlo 20 ' a· druhé' světlo 2 4-· koherentně ··· vstupuj 1 .do holograf ického’ optického prvku 22 a zaznamenávají 'v něm interferenční •rozptylovou strukturu (t.t. .objemovou mřížkovou, strukturu 2 6) . Zcela zaznamenaný a zpolymerovaný holografický optický prvek- 22 má ohnisko, které odpovídá původní poloze fiktivního bodového zdroje prvního světla 2Ó a to' když světlo vstupuje do tohoto- holografického optického prvku ze. strany, ' která jeopačná· vzhledem ke straně, kde se nachází •uvedené ohnisko., .

V souladu s- vynálezem může být optická mohutnost čočky měněna například změnou 'vzdálenosti a polohy fiktivního, bodového..-zdroj e prvního světla. 20 . V rámci -vynálezu je výhodným zdrojem prvního světla 20 a druhého světla 24 laserový zdroj, výhodněji UV-laserový zdroj. I když.vhodná vlnová délka tohoto světelného zdroje bude' záviset na typu • ··· ,6 ' · použitého holografického optického prvku, pohybuje se výhodná vlnová'délka v rozmezí od 300 do 600 nm.

Je .samozřejmé, že -holografické optické, prvky mající divergentní korekční mohutnost mohou být rovněž vyrobeny, za použití výše popsané soustavy pro výrobu holografických optických '. prvků, která může . být určitými způsobem modifikována.'' Tak například namísto prvního světla bodového zdroje může byt s cílem produkovat holografický optický prvek mající' zápornou korekční optickou mohutnost použit konvergentní zdroj prvního světla, který tvoří ohnisko na druhé struně' holografického optického prvku.

Na obr.3. je 'znázorněn příkladný způsob programování válcové optické' mohutnosti, která je vhodná pro korekcí astigmatického vizuálního stavu. V tomto případě může být použřta soustava programu jící mřížkovou strukturu, která je' 'podobná soustavě, která byla popsána výše ' pro produkci - holografického optického prvku majícího konvergentní korekční optickou mohutnost, s výjimkou spočívající v tom, že první světlo bodového zdroje je zde nahrazeno prvním světlem z linkového zdroje. První světlo^: z.' linkového zdroje je poskytnuto modifikováním kolimovapého světla 32 válcovou optickou čočkou 34, která je umístěna vertikálně .v určité . vzdálenosti od polymerovatelného optického ·materiálu 38.

Válcovitý čočka 34 nemodifikuje dráhu světla 32 ve „rye.rt.ikálnřm směru (c. j . . .axiální __meridián)' _ vzhledem k válcové čočce 34, zatímco- významně modifikuje dráhu světla 32. v horizontálním směru (t.e. mohutnostní meridřán) s cílem zaostřit, světlo do ohniska-. Rovněž' v tomto případě jsou první' světlo 32 a druhé s.větlo 36. současně promítány na . polymerovatelný optický ' materiál 38 za .účelem zaznamenání objemové mřížkové struktury a tím vytvoření holografického optického prvku s válcovou nebo torickou • ·

9 99 ··· optickou mohutností. Poloha ohniska, které je poskytnuto válcovou optickou čočkou 34, může být měněno za účelem dosažení .různých konvergentních a divergentních optických mohutností. Tak například v případě, že je programovaný holografický optický prvek konstruován pro příjem viditelného světla z opačné strany vzhledem ke . straně na které se.nacházely programující svě“telné zdroje a je takto zamýšlen k poskytnují konvergující optické mohutnosti v mohutnostním meridiánu, měla by být 'dráha prvního světla modifikována s cílem zaostřit světlo do ohniska, které se nachází před polymerovatelným optickým materiálem 38. v průběhu -' programujícího procesu. . Kromě toho rotační, orientace' válcové čočky 34 vzhledem k polymerovatelnému optickému materiálu 38 může být měněna za účelem poskytnutí.velkého počtu válcových mohutnostních orientací. V souladu s tím je produkční proces pro výrobu, torických čoček . obsahujících holografický optický prvek vysoce pružným .produkčním procesem, ' který poskytuje pestrou paletu . torických čoček.

I. když obr.3 znázorňuje způsob .výroby torických čoček .obsahujících holografický optický .prvek, pro¹ korekci regulárního astigmatismu, -tento způsob může být', snadno modifikován i pro výrobu čoček .korigujících neregulérní . as.atigmatismus, Korekční čočka' pro neregulérní astigmatismus může být vyrobena náhradou'pravidelné válcové optické čočky 34 nepravidelnou ' válcovitou čočkou .modifikuj,ící . dráhu uvedeného ..'prvního svět ia.. Tak například ,.... válcová čočka, která ^; poskytuje ostrý ' nebo tupý '.uhel mezi . osou mohutnostnírio meridiánu a osou ‘ axiálního· meridiánu produkuje toriokou čočku obsahující holografický optický.

, prvek pro korekci neregulérního astigmatismu.

φ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 '····♦··♦· · · · · φ φ φ φ 0 0 0 000 0 0 0

0 0 ··-··'····'

0000·· '00 ··' ,··._··

ί. 8 .

Uvedená torická čočka s holografickým optickým prvkem je výrazně výhodnější ve srovnání s konvenčními torickými očními čočkami.. Na rozdíl od konvenčních torických kontaktních čoček nemusí čočka s holografickým optickým prvkem podle vynálezu podstupovat rozměrové změny k. . dosažení různých korekčních požadavků jednotlivých astigmatických stavů, mezi které například patří požadavek· cylindrická orientace·, požadavek optické mohutnosti a polohy stabilizačního mechanismu,· Torická čočka s holografickým optickým prvkem může být .koncipována k<

. dosažení optimálního pohodlí· .nositele čočky vzhledem k tomu,. že. korekční optická mohutnost čočky je ..pružně zaznamenána přímo do čočky a není poskytnuta -geometrickým . tvarem čočky. Je třeba uvést., že i' když 'není korekční . , optická, mohutnost 'čočky obsahující holografický ,optic,ký prvek založena ' na ^: geometrickém tvaru čočky,' 'může být •geometrický tvar čočky-využit k dosažení dodatečné optické · mohutnosti.nebo k doplnění programované optické mohutnosti.

Tak .například·.tvar čočky - může být·, proveden· tak, '.aby •poskytoval- dodatkovou refrakční optickou mophutnost, například kladnou - nebo zápornou sférickou , optickou mohutnost. '

Q-br.4 znázorňuje příkladnou konstrukci čočky obsahující holografický optický prvek podle vynálezu. V rámci tohoto . .provedení je ’ ..bifokální . aktivní ' čočka 40. obsahující holografický optický prvek vyrobena z optického - materiálu,

,..... . k r; e r ý tvoři ... hol ograf i c <ý _x opt ic ký p r ve k .....Programovaná,.., ·. *’ mřížková struktura v čočce obsahující holograf ický. optický prvkem poskytuje optickou -mohutnost a jak to již bylo, uvedeno výše, kombinace tvaru čočky obsahující,holografický optický prvek, a indexu lomu materiálu, ze kterého je· holografický - optický prvek vytvořen, může poskytnout komplementární nebo dodatkovou optickou mohutnost. Toto provedení čočky obsahující holografický optický prvek' je .

9 • ··· • « '· · 9 9 • β obzvláště vhodné v.’ případě, kdy je · materiálem holografického optického prvku biokompatibilní materiál, který takto' nepříznivé neinterferuje - s tělesnou tkání. Výraz biokompatibilní materiál zde označuje polymerní materiál, který výrazně nedegraduje a který nezpůsobuje významnou· imunitní odezvu, nebo nepříznivou reakci · 'tkáně, například toxickou reakci nebo. výrazné podráždění v průběhu doby, kdy^: byl tento materiál implantován do biologické tkáně pacienta nebo v průběhu doby, kdy byl uveden do styku, s biologickou tkání. Výhodně tento biokompatibilní materiál nedegraduje· a nezpůsobuje imunitní, odezvu nebo nevyvolává nežádoucí reakci tkáně po dobu alespoň 6' měsíců,· výhodnějji po dobu alespoň jednoho roku a 'nejvýhodněji po dobu alespoň 10 .let. Vhodnými biokompatibilními materiály jsou_: 'vysoce světlem zesíťovate.lné nebo světlem.polymerovatelné optické materiály. Vhodné biokompatibilní materiály zahrnují deriváty, a kopolymery ' polyvinylalkoholu, polyethyleniminu nebo polyvinylaminu·. Příklady- biokompatibilních materiálů, které jsou obzvláště vhodné pro výrobu holografického optického prvku podle vynálezu jsou popsané v patentu US 5,508,317 a v mezinárodní patentové přihlášce PCT/EP96/00246 . ·

Oční čočka 4 0 obsahující' holografičký prvek podle vynálezu může mí.t stabilizační mechanismus . '(není.··, znázorněn), a to zejména.' v případě, kdy je čočka. 40 obsahující·· holografičký optický prvek zamýšlena jako .

'^'kontaktní“' 'čočka' pro ' korekci ' ascimazismu . Tak například do · — spodní části. čočky- může být přidán prismat_;ický. předřadn.ík, ' .· zatímco v horní části čočky je provedeno .pl.oské zakrojení anebo-takové ploské zakrojení je provedeno v dolní i horní části čočky za účelem správného a stabilního orientování cylindrické osy torické čočky s cílem napravit astigmatický stav oka. Kromě toho ' jak již. to bylo uvedeno výše, mohou tvar čočky 40 obsahuj ící holografičký optický člen a vlastní .index lomu materiálu holografického optického prvku poskytnout dodatkovou optickou mohutnost..

Další provedení konstrukce čočky je zobrazeno na.obr.5. Kompozitní čočka 50 má v - prvním optickém materiálu 54, výhodně v .biokompatibilním optickém materiálům zabudován

... ... . . . .. . , , . nebo zapouzdřen . .holograf ícKý; opurcKý prvex pu) - faro kompozitní čočka je obzvláště vhodná v případě,' kdy je holografický optický prvek' ' 52 vytvořen.' z .optického materiálu, který není - dostatečně, biokompatibilní, Ještě další, provedení.čočky.podle vynálezu je zobrazeno na obr.6. Zde zobrazená kompozitní čočka 60 má první optickou čočku 62. a čočku 64 tvořenou holografickým optickým materiálem, která přiléhá' k?první optické čočce 62 ; 'Alternativně' může mít čočka 64 velikost,, která p.ouzě kryje zornici oka a umístění první optické čočky 62 a čočky 64 z holograf ického optického materiálu může být vzájemně .! zaměněno. První optická čočka -62 z prvního optického materiálu a čočka '64 z holografického optického 'materiálu, mohou být .vyrobeny odděleny a .potom spojeny, například adhezně nebo tepelně·. Alternativně.' mohou být první optická čočka 62 a čočka 64 z holografického optického materiálu vyrobeny sekvenčně nebo simultánně, jedna na' druhé 'tak, že se' produkuje· kompozitní čočka.,Tento'sekvenční nebo simultánní přístup je obzvláště vhodný v případě, kdy se .pr.vní optická čočka a' čočka , z holografického optického materiálů vyrábí' ' z jednoho základního materiálu' nebo ze dvou ' chemicky·. kompatibilních macer.iálů .,—_m

Vrámci! vynálezu mohou být'vhodné holografičké optické prvky vyrobeny z polymerovatelných a zesíťovatelných optických materiálů,., které mohou být , relativně rychle polymerovány nebo zesítěný světlem, zejména tekuté optické materiály. Výraz polymerovatélný . materiál dále. bude pro ·· ·· > · · • 9 4·· » · · • · • ··· polymerovatelný, -. nebude .výslovně tak i uvedeno .tečení stejně jako polymerovatelné a netekutého, tvar a to zjednodušení označovat jak zesíťovatelný materiál, pokud jinak. Rychle polymerovatelný optický materiál umožňuje to, že v optickém materiálu může být vytvořena periodická změna indexu lomu, v důsledku čehož se vytvoří v průběhu polymerace tohoto optického materiálu s cílem jeho konverze na pevný, optický materiál objemová’ mřížková struktura. V případě, že je pro výrobu holografického optického prvku použit, tekutý polymerovatelný optický .materiál, potom světelný zdroj převede tekutý optický materiál na netekutý holografický optický prvek za současného, vytvoření objemové mřížkové struktury,v tomto materiálu. Výraz tekutý zde označuje' materiál, který je schopen kapalina.. Výhodně jsou vhodné z-esíťovatelné optické materiály zvoleny z' biokompatibilních optických materiálů, přičemž '.výhodně jsou .vhodné optické materiály zvoleny z tekutých biokompatibilních optických materiálů, které polymerují nebo ..zesíťují za vzniku ztuhlého optického prvku majícího definovaný v- průběhu 5 minut nebo méně než 5 minut, výhodněji v. ..průběhu 3 minut nebo méně než 3 minut a ješ.tě výhodněji v průběhu 1' minuty nebo méně než 1 minuty a nejvýhodněji v průběhu 30 .sekund nebo méně než 30 sekund, například v průběhu 5 až -30 sekund. Doba .trvání- zesítění nebo polymerace je stanovena uložením zesíťovatelného nebo •polymerovatelného optického materiálu mezi dvě. křemenná sklíčka, která '.máji rozměry mikroskopických'· podložních sklíček a jsou pomocí distančního členu vzájemně odsazeny ’*- ve vzdále nos z i 10 0 - ·Na prvni· křemenné sklí č kc se. uio ž idostatečné množství' optického.materiálu k vytvoření kruhové kapky mající průměr asi 14 ' mm a optický materiál se překryje druhým křemenným sklíčkem. Alternativně může být použit distanční čien k vytvořeni válcovitého prostoru mezi oběmi křemennými sklíčky pro optický materiál. Optický materiál mezi oběmi křemennými sklíčky se potom ozářuje 200 i

• · • ··· • · * · · · · « 494 4 9 4 4 • tt · · · 4 · 4

9 4 4 9 9 9 9

99 99 99 . 12

W středotlakou, rtuťovou výbojkou, která, je umístěna ve vzdálenosti.18· um nad uvedeným horním'křemenným sklíčkem.

Příkladná skupina biokompatibilních polymerovatelných optických materiálů vhodných pro použití v. rámci .vynálezu je popsána v patentu US 5,50.8,317. . Výhodnou skupinou polymerovatelných Optických materiálů popsaných v uvedeném patentu US 5,508,317 jsou'' materiály,. které mají

1.3- diolovou základní strukturu, ve které byl. určitý procentický podíl 1,3-diolových jednotek- modifikován na

1.3- dioxan mající v poloze 2 'radikál, který - je polymerovatelný avšak nepolymerován. Tímto po.lymérovatelnýmoptickým materiálem je výhodně derivát polyvinylalkoholu mající ,hmotnostní střední, . molekulovou hmotnost M_w rovnou alebpoň asi 2 000, který má asi 0,5 až asi' 80 %, vztaženo, na . počet hydroxy-skupin. polyvinylalkoholu, jednotek obecného vzorce I

ve' kterém . .

R· znamená nižší alkylenovou skupinu obsahující až 8 uhlíkových atomů, '

R' znamená, atom vodíku nebo nižší alkylovou skupinu a R* znamená blěfinicky nenasycenou, élektrony-přitahující.

• · • · ·· • · • · · ♦ · · · ·

4' kopolymerovatelnou skupinu mající výhodně až 25 uhlíkových atomů, přičemž R² například znamená olefinicky nenasycenou azylovou skupinu obecného vzorce R³-CO-, ve kterém . ' znamená olefinicky nenasycenou kopolymerovatelnou sku•v-v -J v, 1 i \ —ί -í . 4 O —\rt ' O /1 ·< i 1-\· 1 -í 1z- .—v τ -r τ'» z-» 1~> —, }— z-ντ-ο i°-i ' rt s—\ —i m ΧΊ —i T T T /4 r-> \ p_LHu hia jiLi. z. cizí z. *1 · uíí-lx bii a u-uliu _f t“ j iitcua .v až 4' uhlíkové atomy.

Příkladné · ‘ oleři.nicky 'nenasycené- · kopólymerovatelné skupiny zahrnují - ethenylovou-' skupinu, ' 2-propenylovou skupinu, · 3-propenyl,ovou skupinu, 2-butenylovou skupinu, hexeny.lovou skupinu, .-oktenylovou skupinu á dodekanylovou skupinu. ' ’ , .· ·.

_; ..V.' rámci žádoucího, provedení skupina . R“ .znamená, .skupinu obecného vzorce II ·' [ -CO-NH- (R'-NH-CO-C) .-R'-Cj _r-CO-R^! - · (lij-

ve	kterém ...
P '	znamená 0 nebo 1, výhodně Ό,
q	znamená.0 nebo 1, výhodně;0,

R⁴ a R⁵ každý nezávisle- znamená-nižší alkylovou' skupinu .

mající 2 až 8 uhlíkových .atomů, árylenovou -skupinu mající 6 -až' 12 uhlíkových atomů, · nasycenou dvouvalenční cykloalifátickou skupinu mající 6 až 10 uhlíkových atomů, arylenalkylenovou nebo alkylenI • · · · 9 4

4 44 · ·' · >

• · 4 4 4 4 4 9 • 9 9 9 9 9 9 • 9 44 49 94 aryíenovou skupinu mající 7 až 14 uhlíkových 'atomů ' ‘ nebo arylenalkylenarylenovou skupinu mající 13 až uhlíkových atomů, a EV má výše uvedený význam. ‘ .

Nižší alkylenová . skupina R výhodně obsahuje až 8 » uhlíkových atomů, přičemž tato skupina může být přímou nebo rozvětvenou skupinou. Vhodné příklady této skupiny zahrnují *' oktylenovou skupinu,- hexylenovou s-kupinu, .pentylenovou skupinú, butylenovou skupinu, propylenovou ^: skupinu, ethylenovou skupinu, .methylenovou skupinu, 2-propylenovou skupinu, 2-butylenovou skupinu, á 3-p.entylenovou skupinu. 'Výhodně nižší' alkylenová . .skupina R má- až 6 a zejména výhodně až 4:· uhlíkové atomy. Výhodnými'· nižšími · alkylenovými skupinami. R jsou z^zejména methylenová skupina a butylenová skupina. . - .

R¹ výhodně znamená atom vodíku nebo nižší, alkylovou skupinu mající až 7, zejména áž 4 uhlíkové atomy, přičemž R¹ zejména znamená , atom. vodíku . .·, ·

Pokud jde o R a R⁵, potom nižší alkylenová skupina R⁴ nebo R⁵' výhodně obsahuje 2 až 6 uhlíkových·, atomů, přičemž tato skupina je výhodně ' skupinou·' s přímým uhlíkatým · řecězcem. ..... Vhodné -'· příklady · céto skupiny · -- zahrnují propylenovou skupinu, butylenovou skupinu, hexylenovou • . . i. .

skupinu, '-.dimethylethylenovou skupinu, a obzvláště .výhodně ethylenovou skupinu. ,

Arylenová skupina R⁴ nebo R⁵ výhodně.znamená fenylenovou skupinu, která je nesubstituovaná nebo súbstituovaná nižší • 9 .»•944499···* * .»'4 4 ·'······

4444 4· 44 44 >·

-' ,.

alkylovou· skupinou, nebo nižší., alkoxy-skupinou a která zejména - znamená 1,3-fenylenovou . skupinu . nebo , 1,4-fenylenovou skupinu nebo. methyl-1,4-fenylenovou skupinu. ·, ' ·

Nasycenou dvouvalěnční cykloalifatickou skupinou . R⁴ nebo - R~ je výhodně : cyklohexylenová skupina nebo cyklohexylen (nižší 'alkyljenová skupina., · například cyklohexylenmethylenová skupina, která' je' nesubstituovaná nebo substituovaná jednou nebo, více methylovými skupinami, \ jako'· například ' trimethylcyklohexylenmethylenová skupinu, například dvouvalěnční isoforonová skupina.. ’. Arylénovou jednotkou, alkylarylenové' skupiny nebo arylenalkylenové skupiny R⁴ nebo R⁵ je výhodně fenylenová. skupina, která' je nesubstituovaná nebo·substituovaná nižší alkylovou skupinou : nebo' nižší álkoxy-skupinou, přičemž její- alkylenovou 'jednotkou je' výhodně' nižší alkylenová skupina, jako ' například methylenová skupina nebo, ethylenová skupina, .' zejména methylenová' skupina·. Takovými , skupinami R⁴.. nebo R⁵ ‘jsou proto výhodně fenylenmethylenová skupina . nebo methylenfenylenová skupina.

Arylenalkylenarylěnovou skupinou R⁴ nebo R⁵ je výhodně . ' fenylen(nižší alkyl)énfenylenová skupina obsahující až 4 uhlíkové. atomy ' v alkylenové ‘jednotce, například fenylénethylenfenylenová skupina.' . Skupiny R⁴ . a R⁵ každá

_._n_e_závisle_ _j_výhodně__ znamená __ nižší alky 1 en_oyo_s_kup_inu ‘ obsahující 2 až .6 uhlíkových atomů/ fenylenovou skupinu, , kt-erá je' nesubstituovaná nebo substituovaná nižší alkylovou ' skupinou, cyklohexylenovbu skupinu nebo cyklohexylen (nižší ’alkyl)enovou· skupinu, která je nesubstituovaná nebo substituovaná nižší alkylovou skupinou, fenylen.(nižší • alkyl)enovou skupinu, (nižší alkyl)enfenylenovou skupinu nebo fenylen(nižší alkyl)enf.enylenovou skupinu. .

·» ·* • · φ • ··· • · · · • · ·

ΦΦΦΦ 1· ·· ·· • Φ · • · ··* • Φ Φ · • · β Φ • · ··

99 • 9 9 9

Φ Φ 9 Φ • 9 » 9 Φ φ Φ « Φ

99

Polymerovatelné optické materiály obecného vzorce I se například připraví reakcí polyvinylalkoholu se sloučeninou obecného vzorce III·

R’

I

O

R

I

O

CH

Ί

R—N.

i ,R^A (HD 'R ve- kterém R, R¹ a R² mají výše. uvedené, významy a R' a R každý nezávisle znamená atom .vodíku, nižší alkylovou skupinu nebo nižší alkanoylovou skupinu, jakou je acetylová skupina nebo propionylová skupina. Výhodně je asi 0,5 až ' asi 80 %, výhodněji asi 1 až asi 50 % a nejvýhodněji asi .2 až asi 1.5... %. hydroxyíových skupin . rezultujícího polymerovatelného.optického materiálu nahrazeno sloučeninou obecného vzorce III.

Vhodné polyyinylalkoholy, pro derivatizovaný polyvinylalkohol podle vynálezu mají střední hmotnostní molekulovou hmotnost asi. 2 000 až asi 1 000 000, výhodně 10 000 až 300 000, výhodněji 10 000 až 100' 000 a nejvýhodněji 10 000 až 50 000. Tyto polyvinylalkoholy obsahují méně než asi 50 %, výhodně .méně než asi 20 %, nehydrolyzovaných viriyTacet/átovych' jednotek. Navíc ........ mohou .....tyto polyvinylalkoholy obsahovat až asi 20 %, výhodně až asi 5 %, jedné nebo více kopolymerních jednotek, jakými jsou například ethylenové jednotky, propylenové jednotky, akrylamidové jednotky, methakrylamidové ' jednotky, dimethakrylamidové jednotky, . ' hydroxyethylmethakrylátové jednotky, methylmethakrylátové jednotky, methylakrylátové jednotky/. vinylpyrrolidonov.é jednotky, ·· • · · ·♦ 1 hydroxyethylakrylátové jednotky, allylalkoholové jednotky a styrenové jednotky.

Polyvinylalkoholové deriváty polymerují v rozpouštědle mechanismem zesítění působením světla, například za použití ultrafialového laseru, za' vzniku holografického optického prvku. Vhodným rozpouštědlem je- zde libovolné rozpouštědlo, které' rozpouští . ' polyvinylalkohol a vinylové' komonomery. Příkladnými .rozpouštědly . jsou . voda, ethanol, methanol, propanol, dimethylformamid,' dimethylsulfoxid.

vzájemné .. směsi.. Za ' účelem usnadnění světlem-zesíťu jícího- polymeračního procesu je a , jejicn 'průběhu žádoucí přidat fotoiniciátor,·který je schopen, iniciovat radikálově -zesítění. Příklady fotoinicíátorů, které mohou být' vhodně použity, v ' rámci ' vynálezu, , jsou ’ benzoinmethylether, 1-hydroxycyklohexylfenylketon, fotoiniciátor Durocure 1173 a fotoiniciátor Irgacure. Výhodně se použije asi'0,3 až asi

2,0 '% fotoíniciátoru, vztaženo polymerovatelné formulace.

na celkovou hmotnost

V .- rámci , vynálezu se' - vhodné' koncentrace polyvinylalkoholového· derivátu- v rozpouštědle,’ při výrobě holografického optického prvku- výhodně’ pohybují 'mezi asi 3 až- asi .'90 % hmotnosti, výhodněji’ mezi, asi 5 a 60 % hmotnosti .a nejvýhodnějí me-zi- asi 1-0' a 501%. hmotnosti, a to zejména v případě, kdy .se', předpokládá použití ₌hoío.g.r.afi.ck.ého.„„op.t-ického.._.prvku_j a.kQ.._oční—čočkv., . ... ;

Jiná s„kup i na příkladných’ - ' -biókompatibilních polymerovatelných optických materiálů vhodných pro použití v rámci vynálezu je popsána v patentové přihlášce US

08/875,340 PCT/EP96/00246) (mezinárodní patentová přihláška

Takové vhodné optické materiály zahrnují • · ·· • ··· »··,·· * · β · deriváty ' polyvinylalkoholu, polyethyleniminu nebo polyvinyiaminů obsahující azalaktonový zbytek, které obsahují, asi 0,5 až asi -80 %, . vztaženo na počet hydroxylových .skupin v polyvinylalkoholu nebo na počet iminových nebo aminových skupin v polyethyleniminu resp. polyvinyiaminů, jednotek obecného vzorce IV a V

-ch—ch₂

-Nc=o

I

R—C-R.

(V) ch₂-ch₂-—

O R

II |3

NH—C—C=CH

R4 v° (IV)

R—C—R_x

Q R.

NH—C—C=CH ve kterém R_x. a R₂ nezávisle jeden na druhém znamenají atom vodíku, alkylovou skupinu., obsahující 1 až 8 uhlíkových atomů, arylovou skupinu, nebo cyklohexylovou skupinu, přičemž tyto skupiny ' jsou nesubstituované nebo substituované; R, znamená atom vodíku nebo alkylovou skupinu;obsahující,.! až 8 uhlíkových _ atomů,..... výhodně methylovou s.kupinu;, a R, znamená můstek -0- nebo -NH-, výhodně můstek -0-. Polyviríylalkoholy, .polyethyleniminy a polyvinylaminyvhodné , pro . použití' v rámci .vynálezu mají střední číselnou molekulovou hmotnost, asi 2 000 až asi 1

000 000, výhodně asi 10 000 až 300 000,. výhodněji .10 000 až 100 000 a nejvýhodněji 10 000 až 50 000.

• · .

4 44

9 49

Obzvláště .vhodným polýmerovatělným optickým materiálem je ve. vodě rozpustný derivát polyvinylalkoholu mající asi .0,5 až asi .80 %, výhodně asi. 1 až asi 25 %, výhodněji asi 1,5 až asi 12 %, vztaženo na počet hydroxylových skupin v polyvinylalkoholu,. jednotek obecného vzorce IV, ve kterém R. a R.znamenají methylenové skupiny, R, znamená atom vodíku a R„ znamená můstek -O- (což je esterová vazba).

Polymerovatelné. optické materiály obecných vzorců IV a V mohou být- například připraveny·reakcí'azalaktonu -obecného vzorce VI , -

R.

'3 N—

I //

CH=C— o—c=o (VI) .· ¹ ve kterém ' R., R„ a R. mají .'výše uvedené významy,/, s polývinylálkoholem, polyethyleniminem nebo' polyvinylamirtem. při zvýšené teplotě' pohybující se od asi - 55 do· 7'5 ^cC, ve vhodném organickém rozpouštědle a . případně' v' přítomnosti vhodného katalyzátoru. Vhodnými rozpouštědly jsou ..zde ta' , ,

\. rozpouštědla, která. rozpouštěj i 'základní- polymerní. řetězec, přičemž ·' tato' rozpouštědla . zahrnují' aprotická .polární rozpouštědla, například formamid, dimethylformamid,, triamid .. kyše 1 i ny -hexame thy 1 f o.s f or ečné ,· dimethylsulf oxid, - -pyridiη, . nitromethah,' acetonitril,. nitrcbenzen, ·chlorbenzený trichlormethan a dioxan. Vhodné katalyzátory zahrnují terciární aminy, například \triethylamin, ' a organocínové soli, například dibutylcíndilaurát. '' ...

• · • · ·.·

Kromě . azalaktonového zbytku, mohou optické materiály obsahující ' azalaktonový zbytek - obsahovat také další hydrofobní a hydrofilní vinylové. komonomery a to v. závislosti na požadovaných fyzikálních . vlastnostech polymerovaného holograf.ického optického' prvku. Příklady vhodných, hydrofobních ,komono_;merů zahrnují alkylakryláty a alkylmethakryláty obsahující v alkylovém -zbytku 1 až 8 uhlíkových atomů, alkylakrylamidy a alkylmethakrylamidy obsahující v alkylovém zbytku 3 až 18 uhlíkových atomů, .akrylonitril,- z methakrylonitril, vinyl-C^-C^alkanoáty, alkeny, obsahující 2' až 18 ' uhlíkových atomů,' 'styren, vinylalkylethery, . C₂-C₁₀-perfluoralkylakryláty a· methakryláty, C₃-C₁₂-perfluo.ralkylethylthio.karbonylaminoethylakryláty - a - methakryláty,· akryloxy- a methakryloxy-alkylsiloxany, N-vinylkarbazol, ' alkylestery kyseliny malonové, fumarové, itakonové a 'dalších obsahující y alkylovém zbytku l-.až 12 uhlíkových atomů.

-·-. - -Příklady -vhodných; hydrofiloních · komonomerů zahrnují .hydroxyalkylakryláty a , methakryláty, > akrylamid·, me.thakrylamid, - methoxylované akryláty ,a methakryláty, hydroxyalkylamidy a methakrylamidy, N-vinylpyrrol,

N—vinylšukcinimid, N-vinylpyrrolidon, . vinylpyridin, kyselinu akrylovou, kyselinu methakryicvou a podobně.

, V _r .-.Λ.. ‘ '

Optické materiály obsahující azalaktonový zbytek - se polymerují·, v- rozpouštědle mechanismem, zesítění- působením

- svezla ,-.c„napří_klad za. ..použit í u 1 z r a f i a 1 o v é h o la seru,; z čl vzniku · - holograf ického ¹ - optického- prvku'.·' Vhodným rozpouštědlem je zde - každé rozpouštědlo, které rozpouští .

po.lymerní. skelet Optických'- materiálů. - Příkladná--rozpouštědla zahrnuji ' aprozická rozpouštědla, která byla popsána, výše v souvislosti s azalaktonoVou modifikací, například voda, ethanol, methanol, propanol, . glykoly, «·.·« «· ·· glyceroly, dimethylformamid, dimethylsulfoxid a jejich vzájemné směsi. Za 'účelem usnadnění .průběhu ,světlem-zesíťujícího. pblymerního procesu může být žádoucí přidat ^:fotoinici-átor, který, je schopen' iniciovat .radikálové zesíťování. Příkladnými fotoiniciátorý vhodnými pro použití v rámci . vynálezu jsou benzoinmethylether,

1-hydroxycyklohexylfénylketon, fotoiniciátor Durocure 1173 á 'fotoiniciátor. Irgacure. Výhodně, může být použito asi 0,3 až asi. 2,0 %, vztaženo na celkovou hmotnost polymerovatelné formulace,· iniciátoru. V rámci’ 'vynálezu se vhodné koncentrace optického- materiálu obsahujícího azalaktonový zbytek v rozpouštědle výho'dně pohybují při výrobě ' holograf ického optického prvku mezi asi 3 a asi' 90. %. hmotnosti, výhodněji mezi asi.' 10 % a asi 50 %, a to zejména v případě, kdy se zamýšlí použití holografického optického prvku jako.oční čočky.

·. Ještě další. skupinu biokompatibilních polymerovatelných optických materiálů vhodných pro použití v rámci vynálezu, představuje funkcionalizovaný - kopolymer vinyllaktamu a alespoň jednoho dalšího vinylového monomeru, ..kterým je druhý vinylový monomer. Tento kopolymer je-funkcionalizován reaktivním vinylovým monomerem. Vinyllaktamem. pod-le vynálezu jě 5- -až.7-členný laktam- obecného vzorce VII

(VII) ve kterém'

R_a znamená alkýlenový můstek obsahující 2 až 8 uhlíkových . atomů, ' ·.·,·

R_d Znamená atom vodíku, alkylovou skupinu, arylovou skupinu, aralkylovou skupinu nebo alkarylovou skupinu, výhodně atom vodíku, nižší alkylovou skupinu obsahující až 7 uhlíkových atomů, arylovou skupinu .obsahující až.10 uhlíkových atomů', nebo aralkylovou nebo alkarylo.vou skupinu,obsahující až 14 uhlíkových atomů, a

R_r znamená atom vodíku nebo nižší alkylovou₍ skupinu obsa- <1 hující až 7 uhlíkových atomů, výhodně methylovou skupinu, ethylovou skupinu nebo.propylovou skupinu'.

Příkladné vinyllakatámy, které' jsou vhodné' pro použití . v rámci vynáléz-u, ' zahrnují N-vinyl-2-pyrrolidon,

N-viriyl-2-kaprolaktam,. ' N-vinyl-3-methyl-2-pyrrolidon, ,N-v.inyl-3-methyl-2-piper idon, - -

N-vinyi-3-methyi-2-kaproiaktam, . '

N-vinyl-4-methyl-2-pyrrolidon, / _;

N-vinyl-4—methyl-2-kaprolakt am, . N-vinyl-5-méthyl-2-pyrrolidon, ,

N-vinyl-5-methyl-2-piperidon, ,

N-vinyl-5,5-dimethyl-2-pyrrolidon, ·.

N-vinyl-3,3,5-trimethyl-2-pyrrolidon, ' .· 'N-vinyl-5-methyl-5-ethyl-2-pyrrolidon, ’ _; N-vinyl-3,4,5-trimethyl-3-ethyl-2-pyrrolidon, _ N-vinyí-'6-methyl_-27PÍperidon,. N-vinYl-6re'thyl-2-pip_eridon.,_ N-vinyl-3,5-dimethyl-2-piperidon,.

N-vinyl-4,4'-dimethyl-2-piperidon,· . . ,

N-vinyl-7-méthyl-2-kaprolaktam,

N-viny1-7-ethyl-2-kaprolaktam,

N-vinyl-3,5-dimethyl-2-kaprolaktam,

N-vinyl-4,6-dimethyl-2-kaprolaktam, ' .

N-vinyl-3,5,7-trimethyl-2-kaprolak'tam ' a jejich směsi.· « · · · · • · · · · · ♦ »

Výhodnými ' vinyllaktamy jsou heterocyklické monomery obecného vzorce VII obsahující 4 až 6 uhlíkových atomů v heterocyklickém kruhu. Výhodnější·, vinyllaktamy mají heterocyklický. monomer obecného vzorce. VII, ve .kterém heterocyklický kruh obsahuje 4. uhlíkové atomy a E^ a R_c nezávisle:jeden na druhém znamenají atom vodíku nebo nižší alkylové zbytky. Obzvláště vhodným vinyllaktamem je N-vinyl-2-pyrrolidin.

Vhodné druhé vinylové 'monomery zahrnují funkční vinylóvé monomery, které mají kromě 'vinylové skupiny ještě funkční skupinu, například hydroxy-skup i nu,' amino-skupinju, amino-skupinu- substituovanou nižší ' alkylovou skupinou,· karboxylovou skupinu,·esterifikovanou karboxylovou skupinu, alkoxykarbonylovou skupinu, epoxy-skupinu nebo sulfo-skupinu . (-SOjH) . Tato funkční skupina v molekule zůstává, když je vinylová skupina druhého vinylového monomeru·· · -uvedena .--v reakci s '.vinyllaktamem -z -čilém produkovat polymerní; řetězec a může být, použita k modifikování nebo funkcionalizování .uvedeného polymeru·.' akrylaty .a . . methákryláty, epoxy(nizsi. .a , methákryláty,' epoxycykloalkyl(nižší a methákryláty, hydroxylovou skupinou

Vhodné funkční vinylové monomery zahrnují hydroxylovou skupinou. substituované alkylakryláty a 'methákryláty, ethoxylované, ' alkyl)akryláty • alkyl)akryláty —subs tl .fu.ováné ndžš-í. alkyl akry! amidy, a ....„..methakrylamidy.,.·..,..^.^ ·· hydroxylovou ’ skupinou substituované,, (nižší alkyl)vinylethery, ' amino-skupinou, nebohydroxy-skupinou substituované . styreny, .. natriumeťhylen-sulfonát, >-'·.natriumstyrensulfonát,. i. · kyselinu

2-akrylamido-2-methýlpropansulfonovou, kyselin, akrylovou, kyselinu - methakrylovou, ' amino-(nižší alkyl)- a alkylamino(nižší alkyl)akryláty a methákryláty,' akryloxy- á ·· ».· ·« » · · · • · · · · • · · « ♦ • · · · «·«· ·· · · methakryloxy(nižší alkyl) maleinimidy a ally-lalkohol. Zde použitý.výraz nižší alkyl·' se vztahuje k alkylové skupině obsahující až. 7 uhlíkových atomů, výhodně až 4 uhlíkové atomy. Obzvláště vhodné funkční vinylové monomery . zahrnují

2- hydroxyethylmethakrylát,'· 3-hydroxypropylmethakrylát, kyselinu . akrylovou, 4-aminostyren,

3- methakryldxymethyl-7-oxabičyklo[. 4.1.0] heptan,·

N-methakryloxyethylmaleinimid, 'glycidylmethakrylát, ethylmethakrylátamonium-hydrochlorid : , ^a propylmethakrylátamonium-hydrochlorid.

.Kopolymer .'vinyllaktamu a druhý vinylový .monomer se připraví o sobě známým .. způsobem v přítomnosti ptebo 'nepřítomnosti rozpouštědla. · Tento. kopolymer . může být statistickým polymerem. Způsob přípravy statistického polymeru je popsán- ' například- . v · patentovém dokumentu 5,712,356. Vhodné rozpouštědlo rozpouští uvedené monomery a 'polymer připravený- 'z'· těchto monomerů - a je v· podstatě inertní vůči těmto monomerům a tomuto polymeru. Příklady vhodných rozpouštědel zahrnují vodu,' ' alkoholy, například methanol, ethanol a propanol, amidy karboxylových kyselin, například , dimethylf ormamiď a dimethylsulfoxid, . .ethery, například diethylether,.tetrahydrofuran- a diglymy, a jejich vzájemné- směsi.

Vhodné 'kopolymery mají střední 'hmotnostní- molekulovou ·= ..hmotnost -asi 2- '0 0-0—až as i 1 0 0 0 00 0, výhodně 10 - C 0 0 . a ž 3.0.0 •000, výhodněji 10'· 000 až 100 000 a nejvýhodněji '10 0,00 až

000. ý · ' ,

Uvedený kopolymer je. dále .modifikován reaktivním vinylóvým. monomerem k‘ získání rychle zesíťovatelného polymeru. Vhodné· reáktivní .vinylové monomery mají kromě zbytek, který reaguje- s kopolymerů za vzniku

2-5 vinylové -skupiny- ještě reaktivní funkční skupinou přítomnou v kovalentní' vazby při 'zachování' vinylové skupiny v monomeru. Příklady vhodných reaktivních vinylových-.monomerů zahrnují hydroxy-skupinou substituované alkylakryláty a methakryláty., hydroxy-skupinou substituované (nižší alkyl)akrylamidy a methakrylamidy, hydroxy-skupinou substituovaný (nižší alkyl)vinylether, kyselinu

2-akrylamido-2-methylpropans.ulf onovou, amino-(nižší alkyl)a mono(nižší alkyl)amino(nižší - alkyl)akryláty a methakryláty, allylalkohol, epoxy-(nižší alkyl)akryláty - a methakryláty, isokyanato-(nižší /alkyl)akryláty a methakryláty,. vinylicky nenasycené ¹ karboxylové kyseliny, obsahující 3 až 7 uhlíkových .-atomů, jakož i chloridy a .anhydridy- těchto kyselin, ' amino-, - . hydroxy-. nebo isokyanáto-substituované styreny a epóxycykloalkyl(nižší alkyl)akryláty a methakryláty. Výhodné reaktivní vinylové monomery zahrnují hydroxyethylakrylát a : methakrylát, hydroxypropylakrylát 'a methakrylát, isokyanatoethylakrylát a methakrylát, chlorid - kyseliny' akrylové- ,-a methakrylové, ethylmethakrylát amonium-hydrochlorid a propylmethakrylát-. amonium-hydrochlorid.

Funkcionalizovaný kopolymer. se . typicky - zesíťuje nebo polymeruje v 'rozpouštědle- mechanismem . zesítění ' působením' -světla,-- například za použití' .ultrafialového laseru, zavzniku·' holografického optického prvku, i když uvedeny zesíťcván nebo- polymerován · v -nepřítomnosti ' rozpouštědla . Vhodným. ' rozpouštědlem je v daném případě každé rozpouštědlo, které rozpouští základní strukturu . uvedeného polymeru. Příkladná'' rozpouštědla zahrnují vodu, alkoholy, například methanol nebo ethanol, amidy, karboxylových kyselin) .například .dimethylformamid a.

-e-± mze dimethylsulfoxid, a jejich proces může .být podpořen vzájemné směsi. Zesíťující fotoiniciátorem, , který -může • ··· • · · 4 » · «

I·· ·· iniciovat radikálové zesítění. - Příkladné fotoiniciátory, které' jsou..vhodné pro použití v rámci vynálezu, zahrnují benzoinmethylether, 1-hydroxycýklohexylfenylketon, produkt Durocure 1173 a produkt Irgacure 2959. Výhodně se použije asi 0,3 až asi 2,0' %, vztaženo 'na celkovou hmotnost polymerovatelné formulace, fotoiniciátoru. V rámci vynálezu se vhodné koncentrace, funkcionalizovaného vinyllaktamového, polymeru v. rozpouštědle' výhodně pohybují při . přípravě & ' holografického. optického prvku od asi 3 do asi 90 % hmotnosti, výhodněji od asi 5 do 60 % hmotnosti a .> nějvýhodněji od . asi, 10 do' asi 50 % hmotnosti, zejména v případě, kdy se předpokládá použití holografického optického- prvku jako oční Čočky. , ' Další skupina .holografických' optických prvků pro-.

· použití v- rámci vynálezu může být vyrobena, z. konvenčního nebo jiného záznamového média pro objemové transmisní

- holografické ·optické.·prvky. -Stejně·, jak to již bylo uvedeno v - souvislosti . s polymerovatelnými materiály pro holografíčké. optické prvky, se světlo bodového zdroje a kolimované referenční.světlo promítají na záznamové médium pro' holografické optické prvky tak, že- elektromagnetické- . / 'vlny světla bodového zdroje -a kolimovaného referenčního:

. světla, vytvoří v. uvedeném .médiu- interferenční mřížkové struktury. Tyto.interferenční rozptylové struktury, tvořící . objemovou mřížkovou; ' strukturu, jsou takto zaznamenány v v ' médiu pro holografické- optické prvky. .Když je záznamové ; ’“ř^médluínV=p-r-o==ⁱ’hól-og-ra-f-i-e-ké-=^ο-ρ-υίε^έ^-ρ-η-ν^-^ρΐ-η-έ—e-xponov-á-noy-’ * - záznamové médium pro holografické optické prvky se vyvolá v .

- souladu . s o sobě . známou vyvíjecí metodou; holografických.

- optických 'prvků. Vhodná . záznamová média .'pro transmisní holografické optické prvky zahrnují, komerčně dostupné záznamové materiály nebo . desky pro holografickou fotografii, jakými jsou například bichromatické želatiny.

Tyto záznamové materiály pro holografickou fotografii jsou ♦i ·« «·· ·: · » · • » · ·

999 · ·'· komerčně dostupné u různých výrobců, mezi které například patří Polaroid Corporation. Další holografická média vhodná pro použití v rámci vynálezu jsou například popsána v mezinárodni pátentové přihlášce PCT/US96/15600 a v patentovém, dokumentu US 5,453,340. V případě, že jsou pro holografické' optické prvky použity fotografické záznamové materiály, je třeba zvážit případný toxický účinek těchto materiálů na prostředí oka. Když je tedy pro holografický optický prvek použit konvenční holografický fotografický materiál, je' výhodné, aby takto získaný holografický optický prvek byl zapouzdřen do biokompatibilního,optického materiálu. .1 _Pokud jde o první optický materiál aktivníčočky, může být použit optický materiál vhodný pro tvrdé čočky.,, pro čočky prostupné pro plyn nebo pro' hydrogelové čočky. Vhodné polymerní materiály pro první optický prvek aktivních očních čoček zahrnují hydrogelové materiály, tuhé pro plyn propustné' materiály a tuhé. materiály, o , kterých je známo, že jsou použitelné .pro výrobu očních . čoček, například kontaktních čoček. Vhodné' hydrogelové materiály mají typicky zesíťovanou hydrofilní síť a obsahují asi 35 až asi 75' % .hmotnosti ' vody, vztaženo na' - celkovou hmotnost hydrogelového materiálu. Příklady vhodných hydrogelových kopolymery materiálů jsou 2-hydroxyethylmethakrylátový a .alespoň komonomer, jako například 2-hydroxyakrylát, methyimeťnakrylát, - vinyipyrro 1 i-don, ....... N-vinylakryiamid, · hydroxypropylmethakrylát, isob.Utylmethakrylát,' styren,, ethoxyethylmethaktrylát, .

• methoxytriethylenglykolméthakrylát, glycidylmethakrylát,. diacetonakrylamid, - vinylacetát, akrylamid, hydřoxytriměthylenakrylát, methoxymethylmethakrylát, kyselina akrylová, kyselina methakrylová, glycerylethakrylát a dimethylaminoethylakrylát. Další

- - obsahuj ící jeden další ethylakrylát, vhodné hydrogelové materiály zahrnují kopolymery· obsahující methylvinylkarbazol nebo dimethylaminoethylmethakr.ylát.

/

Další skupina vhodných hydrogelových materiálů' zahrnuje .polymerovatelné materiály, jakýnji jsou modifikované polyvinylalkoholy, polyethýleniminy,a polyvinylaminy, které jsou například popsané v patentovém dokumentu US 5,508,.317 a v mezinárodní patentové přihlášce PCT/EP9.6/01265 . Ještě další skupina velmi vhodných hydrogelových materiálů zahrnuje silikonové kopolymery popsané v mezinárodní patentové přihlášce PCT/EP96/01265. Tuhé pro plyn propustné materiály, které j sou vhodné pro použití v rámcivynálezu, zahrnují zesíťované siloxanové polymery. Síť takových polymerů má v sobě zabudovaná vhodná zesíťující činidla,, jakými jsou . zejména ěthylenglykoldiakrylát, pentaerythriťoltetraakrylát ' a akrylát.y nebo methakryláty nebo vinylové sloučeniny, jako například N-methylaminodivinylkarbazol. ·

N>N'-dimethylbisakrylamid, trihydroxypr.opantriakrylát, další obdobné polyfunkční

Vhodné' tuhé -materiály ' zahrnují akryláty, například methakryláty, diakryláty a dimethákryláty, pyrólidony, styreny,. . amidy, akrylamidy, karbonáty, vinily, ákrylonitrily, sulfony a .podobné sloučeniny. Z uvedených vhodných materiálů jsou hydrogelové materiály obzvláště vhodné pro použití .v rámci vynálezu.

........ .V rámci vynálezu mají holograf ické . optické prvky . p.cdie . . .

vynálezu výhodně difrakční účinnost alespoň rovnou asi 7 0 %, výhodněji alespoň rovnou 80 % a nejvýhodněji alespoň rovnoupro. všechny nebo v podstatě všechny vlnové délky ve viditelné oblaszi světla. Obzvláště vhodné, holografické optické prvky . pro použití v rámci vynálezu mají difrakční účinnost 100 %. pro všechny vlnové délky vidit,elné oblasti světla v případě,, kdy je splněnu Braggova podmínka. V

		• · · · - .· · ·*·	• · « * * • · ··· · *	• · é . ·
•	. . 2 9	• · « ««·« ··	• · · · · . · ·« ·· *·	• e
souladu	s tím .jsou v rámci	vynálezu	obzvláště ·	vhodné
obj emové	holografické optické	: prvky.	Nicméně v	rámci
vynálezu	mohou být použity i	holografické optické	prvky,.
které mají nižší difrakční	.účinnost,	než jaká	byla

specifikována výše. -Braggova podmínka je v daném oboru velmi 'dobře známa a je například definována v /Čoupled Wa.ve Theory for Thic-h Hologram Gratings , -H.Kogelnik, The Bell systém Technical Journal, sv. 4.8, č . 9, str. 2 90 9-2947 (prosinec ,1969) . Tato Braggova podmínka může být vyjádřena jako, ' cos (φ-θ) , = K/2B kde K - 2π/λ, , kde. λ je mřížková perioda interferenční rozptylové struktury, Θ znamená úhel. dopadu přicházejícího světla,, φ znamená úhel sklonu . mřížky a B je' střední propagační konstanta,' která může být vyjádřena jako B' = 2πη/λ, kde 'n je střední index lomu a λ znamená, vlnovou délku světla. Když je. splněna Braggova podmínka, může být koherentně ohnuto až Ί00· % přicházejícího světla,.

Vhodnými holografickými optickými . prvky pro použití v ' rámci vynálezu jsou' vícevrstvé kombinované holografické optické prvky mající alespoň dvě. vrstvy holografických optických prvků, neboť vrstvení tenkých ' holografických optických prvků zlepšuje difrakční .účinnost/ a optickou kvalitu -holografického optického, prvku.a umožňuje zmenšení, tloušťky holografického optického prvku. Jak je známo v oblasti' očních čoček, ' měla by· oční ' čočka mít -malou tíouštku, která by takto zvyšovala úroveň- pohodlí nositele této čočky. V souladu s tím je v rámci vynálezu výhodný rozměrově tenký holografický optický prvek. Avšak za účelem poskytnutí holograffckého optického prvku majícího vysokou difrakční účinnost musí být holografický optický prvek opticky silný, což znamená,. že světic je ohýbáno, více než jedhou rovinou interferenční rozptylové struktury._ Jedním ·· 99 · ·9 ·· ♦* • 9 9 * ·· 9· · * · ♦'·

999 · · ··* * · * *

9 9 9. 9 9 9 9 9 9 · · 9

9· 9 9 9 9 9 · 9 9 9 9

999 99 99 ·'· -·♦ »'* ze způsobů, , jak získat opticky -silný a současně rozměrově tenký holografický optický -prvek je programování interferenční rozptylové struktury ve směru, který je skloněn vzhledem k délce holografického optického prvku. Taková skloněná objemová mřížková struktura způsobí, že holografický optický prvek má velkou úhlovou odchylku mezi úhlem dopadu vystupuj ícího přicházej ícího světla. Avšak světla a výstupním úhlem holografický optický prvekmající velkou úhlovou deviaci nemusí být .obzvláště vhodný pro optickou čočku. Tak například, když je takový holografický' optický prvek použit v oční. čočce a když je holografickž optický prvek aktivován, je aktivní linie pohledu významně- odkloněna, od .normální přímé linie .pohledu.

V rámci výhodného provedení vynálezu, je. toto úhlové .omezení při konstrukci 'holografického optického prvku vyřešeno ..použitím vícevrstvého holografického optického ' 'prvku, ze jména dvouvrstvého hoiograf ického optického prvku.

Obr. 7 znázorňuje příklad kombinovaného, holografického .optického, prvku'70 podle vynálezu. V tomto případě, jsou dva rozměrově tenké holografické optické prvky- mající velkou úhlovou deviaci vzájemně spojeny k získání rozměrově tenkého holografického optického' prvku, který má malou úhlovou .· deviaci.. Vícevrstvý kombinovaný .holografický optický- prvek 70' obsahuje 'rozměrově 'tenký ' první ‘ho iogr a-f i cký· prvek 72 a ze n ký - druhý- · ho i og r a í-i c ký- - op z i c ký prvek ' '7 4., První holografický optický prvek 72 jě programován,, aby lomil ..přicházející .světlo tak, , že 'když toto přicházející světlo vstupuje do tohdto holograf ického.· optického členu pod úhlem g, vystupuje světlo, které opouští holografický optický .prvek 72,. pod ostrým výstupním úhlem β, který je větší než úhel dopadu g, jak je to patrné z obr.7A. Výhodně, -má - první holografický optický prvek 72 ** · *

4« · 4 4 4* * * J ♦ J • 4 44 · · * ♦ * • 9' 99. ·9 9 9 99 tloušťku mezi asi 1Ó a asi 100 pm, výhodněji .mezi asi 20 a asi 90 pm, nejvýhodněji mezi asi 30 a asi 50 pm. .Druhý holografický optický, prvek 7 4, zobrazený na obr.B je programován tak, aby měl aktivující úhel dopadu β, . který odpovídá výstupnímu úhlu {3 prvního holografíckého optického prvku 72 . Navíc je druhý holografický optický prvek 7 4 . programován . tak, aby zaostřil přicházející .. světlo do . ohniska 76 v případě , . kdy světlo vstupuje'pod aktivujícím úhlem β..

Obr.7B zobrazuje druhý holografický .optický prvek 7 4 .

Výhodně.má’tento druhý holografický optický prvek tloušťku mezi asi 10 a asi 100 pm, výhodněji mezi asi 20 a asi .90 pm, a nejvýhodněji mezi asi. 30 a asi 50 pm.

, V případě,, že se první holografický - optický prvek '72 • umí‘stí vedle druhého . holografického optického prvku 74 /' a' přicházející světlo vstupuje do prvního holografického optického prvku 72 pod úhlem, který odpovídá úhlu dopadu ay ' potom je dráha světla opouštějící kombinovaný holografický.

optický prvek 7 0 modifikována a světlo je . zaostřeno do ohniska 7 6 . . Použitím vícevrstvého kombinovaného · . ' holografického' optického prvku může být získán rozměrově' tenký holografický optický .prvek mající vysokou difrakční účinnost a malou úhlovou deviaci. Kromě ,' výhod vysoké ' ' difrakční účinnosti a malé úhlové deviace poskytuje použití / . ' vícevrstvého -holografického optického . prvku ještě „další výhody, které- zahrnují kore.kci' d-isperzní aberace a chromatické aberace.- Jediný holografický optický prvek může produkovat Obrazy mající disperzní a .chromatickou aberaci, poněvadž viditelně světlo je tvořeno/ spektrem elektromagnetických vln majících různé vlnové délky a rozdíly ve vlnových délkách mohou způsobit, že se jednotlivé elektromagnetické vlny v uvedeném holografickém fc · · 9, fc. fc fc fc · « fcfcfc · fcfcfcfc · ·· fc »·-··· fcfc fcfcfc '·' · · fcfc fc · ·' fc- fc fc '-fc fc fc fcfcfcfc fcfc¹ ' fcfc' . fcfc fcfc' ·'· optickém prvku lámou různým způsobem. Bylo zjištěno, že vícevrstvý, zejména dvo.uvrstvý holograf ický optický prvek je' schopen korigovat uvedené aberace, ke kterým obvykle dochází u jednovrstvého holografického optického prvku.

. Způsob výroby ' očních čoček 'podle, vynálezu je vysoce pružným způsobem, . který může být použit pro výrobu očních, čoček majících široké rozmezí Optických mohutností a pro výrobu očních' čoček, které jsou. konstruovány tak, že zvyšují pohodlí : nositele očních čoček. Na rozdíl od j konvenčních optických, čoček poskytuje oční čočka podle . . vynálezu korekční optickou mohutnost 'nebo . mohutnosti programováním- požadovaných optických .mohutností přímo do

-•„.čočky, aniž by při tom bylo třeba'· měnit, rozměry . čočky,. Jak již bylo' uvedeno výše, různé korekční optické -mohutnosti- / . mohou, . být programovány do oční čóčky například změnou vzdálenosti, struktury nebo/a konfigurace světla bodového '.

' zdroje a referenčního svema. V -souladu s vím je zpusóo výroby čoček velmi zjednodušen. Dodatečné výhody zahrnují skutečnost,., že výrobce nemusí používat různé způsoby, a různá zařízení pro výrobu velkého počtu čoček lišících se ' ' .odlišnými korekčními optickými, mohutnostmi.. Je třeba uvést, ' že i když je vynález popsán v souvislosti s očními čočkami, mohou být způsobem podle vynálezu, vyrobeny, i korekční

- brýlové čočky obsahující- objemový, holografický opt.igký .prvek. Tak například, .na ploskou brýlovou čočku může'být'

Á nalaminován. 'rozměrově tenký film holograf ického , optického

-“--=^^p_r-vkŮ7^fe!--^kh_erý^=“j'e’'=^'rogr-am.ov-án-=.s---=edd'em^=p.o.s.kytnout.™u-_rčib.ou.-=_s===_i==.™-.^_=!, korekční - mohutnost. Takové brýlové čočky, například brýlová skla, mohou' zvyšovat pohodlí nositele -nikoliv na , úkor korekční účinnosti čoček vzhledem, k tomu., že . korekční . .

mohutnost uvedených čoček není odvozena od tloušťky čočky, jak “o již bylo uvedeno výše.

Vynález bude' v následující části popisu blíže objasněn pomočí příkladů jeho konkrétního provedení, přičemž tyto «, ' · r · · ·· « · • ·· · · ··· · 4 9 ♦ příklady mají pouze ilustrační neometují rozsah vynálezu, který definicí patentových nároků.

charakter a 'nikterak je jednoznačně vymezen

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Do střední části spodní poloviny formy se zavede asi 0,06 ml monomerní kompozice pro výrobu/čoček Nelfilcon A, načež se horní polovina formy uloží na spodní polovinu, čímž se vytvoří sestava formy pro výrobu, čoček. Horní část formy se nedotýká spodní části formy, přičemž obě části formy jsou od sebe odsazeny ve 'vzdálenosti asi 0,1 mm. Obě poloviny formy jsou zhotoveny z křemene a jsou maskovány chromém s výjimkou střední kruhové kove

Λ-Ο ma j id fy průměr asi- 15 mm. Monomerní kompozice Nelficon -je produkt tvořený zesíťovatelným modifikovaným polyvinylalkoholem, který· obsahuje asi 0,48 mmol/g zesíťovacího činidla tvořeného akrylamidem. Polyvinylalkóhol obsahuje asi 7,5 mol.% acetátu. Nelfilcon A má. obsah .pevného podílu asi 31 % a obsahuje asi 0,1 %'fotoiriiciátoru Durocure·' 117 3 . Uzavřená sestava formy se. potom uloží pod laserovou soupravu. Tato laserová 'souprava poskytuje dva koherentní .kolimované UV-laserové svazky mající' vlnovou .délku 351 nm, přičemž 23 eden- z . . oěchoo svazků procház i .skrze optickou» konvexní čočku tak, že se vytvoří ohnisko ve vzdálenosti 500 mm od uzavřené .sestavy čočkové formy. Uvedené zaostřené světlo slouží jako; světlo bodového' zdroje.' Úhel sevřený mezi dráhami světlá bodového zdroje a referenčního světla je asi 7°. Uvedená laserová'sestava poskytne holografický optický prvek mající . přidanou . korekční mohutnost 2 dioptrií. Uvedená monomerní kompozice ,se exponuje 0,2. W laserovými • 4 • ··· • 4 • ···

99·· 44 svazky, po dobu asi 2 minut k dosažení úplné polymerace uvedené kompozice, a přitom k dosažení interfereních' rozptylových struktur. Vzhledem k tomu., že celá forma je kromě, střední čočkové části maskována, je monomerní kompozice ve střední kruhové.části·formy exponována světlem bodového zdroje a referenčním světlem a takto zpolymeruje.

Sestava formy se potom otevře,' přičemž vyrobená čočka ulpívá, na horní polovině formy. Do středové části spodní poloviny formy se znovu zavede kompozice Nelfilcon . A, načež se asi 0,06 .ml monomerní horní polovina formy s vytvořenou čočkou uloží na spodní polovinu.formy.

dolní polovina formy seoe odděleny

Horní a 0,2 mm optická opětovně jsou od odsazením. Uzavřená sestava formy se opět exponuje uvedenou laserovou soupravou s výjmkou. spočívající,-v tom, že se z výše popsané osvětlovací soupravy odstraní konvenční čočka. .Takto je monomerní kompozice exponována laserovými, svazky po dobu asi 2 minut ,k dosažení úplné polymerace' monomerní kompozice a vytvoření druhé vrstvy' interferenčních struktur. '-Rezultující kompozitní čočka má optickou mohutnost odvozenou od tvaru čočky a indexu .'.lomu· materiálu, ze kterého je čočka vyrobena, a aktivovatelnou dodatkovou korekční mohutnost +2 dioptrií.Příklad 2

5·: , \

Opakuje se. postup -podle příkladu 1 s výjimkou spočívající Vtom, že konvexní optická čočka pro generování prvního, světla se nahradí· 'válcovitou -čočkou. Válcovitá čočka poskytuje linkový zdroj světla, který je vertikálně , orientován.· Rezultující kompozitní čočka má optickou mohutnost založenou na tvaru čočky, a indexu lomu materiálu

- čočky a- dodatkovou cylindrickou mohutnost .+2 dioptrií s ·· 99 .9 9 • 9 99 9 9 9

9 9

9999 99

9 <9 '99·'

9 9 9 9

9 9 9 »9 9

9 99

99

9 9 9

9 9 9

99' 9 9' '9

9 φ 9 . 99 cylindrickou osou 9.0°Tato kompozitní čočka je vhodná pro. korekci astigmatického stavu.

Claims (2)

PATENT. Ο V Ξ Ν Á ROKY

1. Oční čočka pro korekci ástigmatismu, vyznačená tím, že obsahuje objemový holografický prvek, který má objemovou mřížkovou strukturu poskytující jednu nebo několik korekčních optických mohutností obsahujících cylindrickou optickou mohutnost.

2. Oční čočka podle nároku 1, v y z n a č e' n á ti m, že, uvedená čočka dále ' poskytuje ' sférickou optickou mohutnost.

3. Oční čočka podle nároku 2,. vy z n a č.e n á t í m, že uvedená sférická optická mohutnost je poskytuta uvedenou objemovou mřížkovou strukturou.'

4 . Oční čočka podle nároku, 2, v y z n', a c. e n á t í m, že uvedená sférická optická mohutnost je refrakční optickou mohutností poskytnutou obrysem uvedené oční čočky. _?

5. Oční čočka podle, nároku 1, v y z na č. e n á, tím, £ . že čočka má stabilizační mechanismus.

,

6. Oční čočka podle nároku 1, ₍ v y z n a cen á t í m, že uvedená čočka . je'· kontaktní -čočkou.

7. Oční čočka .podle nároku 1, vy z n a č e n' á t 1'm, že'uvedená čočka je intraokulární čočkou. .

99 Μ » R 9 • 999

9« 99 99 9·

9 9 9 9 9 9 9

9 9 99· · · 9 · • · · 9 9 .9 9 9 9

9 9 9 9 < 9# 9

99 99 99 99

8. Oční čočka podle nároku 1, vyznačená tím, že uvedený holografický' prvek , je tvořen biokompatibilním optickým materiálem.

9. Oční čočka podle nároku 8, vyznačená tím, že uvedená čočka je kompozitní čočkou.

10. Oční čočka, vyznačená tím, že obsahuje transmisní objemový holografický prvek . mající objemovou mřížkovou strukturu, . která' poskytuje .optickou mohutnost..

11. Oční.čočka podle nároku 10, vyznačená, tím, že uvedený holografický prvek je biokompatibilním optickým prvkem..

12. Oční čočka podle nároku 10,.v y z n a.č e n á tím, že uvedenou čočkou je kompozitní čočka. .13. Oční čočka .podle nároku 10, v y z n a č e n á tím, žeje kontaktní čočkou.

™ 11. Oční čočka podle nároku 10, -v y zrna č e n á - · t ·:·ί— m, že je intraokulární čočkou.

15. Kontaktní čočka. pro. korekci astigmatismu, vyzná. č e n á t i m, že obsahuje objemový holografický prvek mající objemovou mřížkovou strukturu, která je programovaná pro^- poskytnutí cylindrické optické mohutnosti.

• 9 99 ** ·« ·* *·

9 9 9 · · 9 · ·· ·

4 ♦*· · ·»·· · · · J «* © © · « · ® © © © © ι©©© · ··' ·· ·· 9 * ··

16. Kontaktní' čočka podle nároku 15,. ' vyznačená t í m, že má .stabilizační mechanismus.

vyzná c e n a

17 . Kontaktní čočka podle.nároku 15, t .i m, že' uvedený holografický prvek je tvořen biokompatibilním optickým materiálem.

18 ./Kontaktní čočka.podle, nároku /15, ..v.y z n a c e n á tím,.že dále poskytuje sférickou.optickou mohutnost.

T3 . Kontaktní ' čočka podle' nároku 18, v y · znač e^; n a t í m, - že uvedená sférická, optická' mohutnost je zápornou optickou.mohutností.

2 0.. Kontaktní čočka podle nároku 18, vyznačena t i m, že uvedená . sférická' optická' mohutnost je kladnou optickou mohutností.