CZ229591A3 - Method of designing aspherical lens - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu na optimálního systému korekční čočka - oko, s minimálními odchylkami obrazu, čočky podle vynálezu mají asferický povrch, zejména povrch s hyperbolickým nebo parabolickým zakřivením a mohou sloužit jako kontaktní čočky, intraokulární čočky nebo brýlové čočky.

Dosavadní stav techniky

Zakřivení čoček s konvenčním povrchem je možno popisovat pomocí kuželoseček. Skupina kuželoseček zahrnuje kružnici, parabolu, elipsu a hyperbolu. Všechny rotačně symetrické kuželosečky je možno definovat jedinou rovnicí:

r + /r² - (kappa + 1) Y²/ ^1/2 kde

X představuje bod asferického povrchu v poloze Y, r představuje hlavní poloměr a kappa představuje asferický koeficient.

Jiné konstanty kužele nebo asférickě koeficienty zahrnují excentricitu e, jejíž vztah k hodnotě kappa je možno vyjádřit rovnicí kappa = -e² a faktor ró, definovaný rovnicí i 2 ro = 1 - e

Hodnota asf/rického koeficientu určuje tvar kuželosečky.

Pro kružnici je e - 0 a kappa - 0. Elipsa má excentricitu v rozmezí od 0 do 1 a kappa v rozmezí od 0 do -1. Parabola je charak2 terizována hodnotou excentricity rovnou jedné, přičemž kappa má hodnotu -1. U hyperboly je excentricita vyšší než 1 a kappa nižší než -1.

Většina čoček má obvykle kulové nebo téměř kulové zakřivení povrchu. Kulové zakřivení je z teoretického hlediska, pro případ nekonečně tenké čočky, ideální pro přesné zaostření světla procházejícího čočkou. Zakřivení a tlouštka reálných čoček však vytvářejí dobře známé optické vady, jako je kulová vada, koma, zkreslení a astigmatismus; tj. světlo z bodového zdroje procházející různými oblastmi čočky se nespojuje v jednom bodě - ohnisku. To způsobuje určité rozostření obrazu. Kromě toho, čistě kulovité čočky nejsou vhodné pro korekci astigmatického vidění nebo pro překonání nedostatečné akomodační schopnosti oční čočky, tj. dalekozrakosti .

Za účelem minimalizace kulové vady (sférické odchylky), opravy očního astigmatismu nebo dosažení bifokálního efektu, umožňujícího neakomodovatelnému oku vidět předměty jak blízké tak vzdálené, byly proto navrhovány různé typy čoček. Naneštěstí však mají až dosud známé návrhy vážné nedostatky, poněvadž vytvářejí neostré nebo rozmazané obrazy nebo nejsou schopny přesného zaostře ní na každou vizuální vzdálenost.

Pro snížení optických vad se používalo asférických čoček s eliptickými povrchy. Jako některé dobře známé příklady je možno uvést používání parabolických zrcadel v objektivech astronomických dalekohledů a používání eliptických povrchů s nízkou excentricitou pro korekci odchylek kontaktních čoček.

Navrhování izolovaných asférických čoček je dobře známo. Existují různé obchodně dostupné balíky programů, v nichž se používání variací shora uvedené rovnice pro navrhování asférických čoček. Jako příklady je možno uvést programy: Super OSLO (Sinclair Optics, lne.), Code-V (Optical Research Associates) a GENII-PC (Genesee Optics, lne.). Uvedené programy jsou nejdostupnější balíky programů, kterých se nejčastěji používá při navrhování optických částí. Přestože se u těchto tří metod používá různých přístupů, všechny tyto balíky poskytují stejné výsledky při výpočtu tvaru asferických čoček. Jestliže se používá dobře navržených eliptických čoček pro korekci vidění samotných, skutečně poskytují přesnější ohnisko. Jestliže se jich však používá v systému, který zahrnuje také lidské oko, nejsou eliptické čočky podstatně lepší než čočky kulové. Je tomu tak proto, že lidské oko obsahuje větší počet vad než je eliptická čočka schopna odstranit, jakožto součást celého systému korekční čočka - oko.

V minulosti používané způsoby výroby korekčních čoček pro oči vedly ke vzniku čoček s nesferickým povrchem. V US patentu č. 4^170.193 (Volk) je popsána čočka, která koriguje akomodační nedostatečnost zvýšením dioptrické mohutnosti ve směru k obvodu. Tato čočka a jiné čočky podle dosavadního stavu techniky sice nejsou přísně kulové, ale nejedná se o čisté asféry, poněvadž zahrnují deformační koeficienty vyššího řádu.

To má za následek vznik povrchů, které se radikálně odlišují od povrchů navrhovaných v tomto popisu. Zploštělá křivka, jako hyperbola, by vykazovala mírný dioptrický pokles ve směru k obvodu. Až dosud známé návrhy čoček se sice snažily vyřešit různé optické problémy změnami přísně kulového tvaru čoček, ale cílem jejich snažení nebylo zlepšit vidění tím, že by se snížily odchylky obrazu, který dopadá na oční sítnici.

Důležitým důvodem obvyklého používání čoček navrhovaných se shora uvedenými omezeními, je neschopnost brát v úvahu účinky celého systému čočka - oko. Čočky jsou obvykle navrhovány tak, jako kdyby čočka byla jediným elementem přispívajícím k odchylkám obrazu. Ve skutečnosti tomu tak není, poněvadž oko obsahuje mnoho prvků, které ovlivňují ohnisko obrazu, jako jsou povrchy rohovky a přírodní oční čočky. Eliptický tvar byl sice užitečný pro snížení odchylek samotné čočky, jestliže se však čočka umístí do systému zahrnujícího všechny tyto refrakční povrchy lidského oka, je zapotřebí dodatečné asferické korekce.

Podstata vynálezu

V souvislosti s vynálezem se zjistilo, že požadované korekce je možno dosáhnout hyperbolickým nebo parabolickým povrchem čočky. Předmětem vynálezu je čočka, účinně zaostřující světlo na oční sítnici a způsob výroby takové čočky. Čočka podle vynálezu má rotačně symetrický asferický povrch ve formě hyperboly nebo paraboly, definované rovnicí γ² r + /r² - (kappa + 1) Y²/ ^1/2 kde

X představuje bod asferického povrchu v poloze Y, r představuje hlavní poloměr a kappa představuje asférickou konstantu, jejíž hodnota je rovna

-1 nebo nižší.

Předmětem vynálezu je.systematický přístup k navrhování asférických čoček, při němž je.čočka považována za součást celého systému korekční čočka - oko a jako taková je také optimalizována.

Předmětem vynálezu je také použití modulační přenosové funkce (modulační stupnice od černé a bílé do šedé) a prostorové frekvence (ukazující stupeň, do něhož lze rozlišit předměty se vzrůstající frekvencí) za účelem optimalizace navrhování korekčních čoček považovaných za integrální součást systému korekční čočka - oko.

Způsobem podle vynálezu je možno vyrábět čočky, které optimalizují zaostření obrazu na oční sítnici a minimalizují odchylky obrazu a jeho rozostření.

Čočky podle vynálezu asférického typu jsou vhodné pro použití jako kontaktní čočky, intraokulární čočky nebo brýlové čočky.

Předmětem vynálezu jsou i čočky používané na povrchu lidského oka nebo v jeho blízkosti, jejichž zakřivení povrchu má tvar hyperboly.

Předmětem vynálezu jsou dále i čočky používané na povrchu lidského oka nebo v jeho blízkosti, jejichž zakřivení povrchu má tvar paraboly.

Dalším předmětem vynálezu jsou asferické čočky vhodné pro použití pacienty, kteří trpí presbyopií (dalekozrakostí), myopií (krátkozrakostí), hyperopií, astigmatismem nebo jinými nedostatky vizuálního zaostřování.

Přehled obrázků na výkrese

Na obr. 1 je znázorněn nárys kontaktní čočky podle tohoto vynálezu.

Na obr. 2 je uveden průřez čočkou, znázorněnou na obr. 1, podél roviny označené čarou 2-2.

Na obr. 3 je znázorněn nárys intraokulární čočky podle tohoto vynálezu.

Na obr. 4 je znázorněn průřez čočkou, znázorněnou na obr. 3 podél roviny označené čarou 4-4.

Na obr. 5 je graficky porovnána velikost obrazu bodového světelného zdroje na sítnici, v závislosti na průměru pupily u systému krátkozraké oko/hyperbolická kontaktní čočka, krátkozraké oko/kulovitá kontaktní čočka a emmetropické oko, přičemž ve všech případech má čočka optimální optickou mohutnost pro korekci oční krátkozrakosti.

Obr. 6 ukazuje nej lepší umístění ohniska vzhledem k sítnici, ve vztahu k obrazům podle obr. 5.

Obr. 7 graficky porovnává zakřivení kulového povrchu a nekulového povrchu, majícího stejný hlavní nebo vrcholový poloměr .

Obr. 8 představuje typický graf modulační přenosové funkce, ukazující rozlišovací mohutnost oka s konvenční korekční čočkou a inherentní omezující hranici této rozlišovací mohutnosti, danou difrakčními limity.

Obr. 9 A až 9F porovnávají modulační přenosovou·frekvenci s difrakčním limitem u systému čočka - krátkozraké oko. Každý obr. představuje porovnání pro konkrétní faktor kappa v rozmezí od kappa = 0 na obr. 9A do kappa = -2,5 na obr. 9F.

je podiubný·^opis -přednos Inich. provedení vynálezu.'

Vynález využívá analýzy dráhy optického paprsku v optickém diagramu lidského oka, za účelem získání až dosud nedosažitelné výkonnosti systému korekční čočka - oko. Model lidského oka byl vyvinut po rozsáhlém studiu literatury zabývající se fyziologií lidského oka, fyziologickou optikou a anatomií. Výchozím bodem pro pořízení tohoto modelu byly zejména Gullstrandovy schematické oči (1862 až 1930) . Gullstrand vytvořil tyto modely na základě dostupných údajů o anatomii lidského oka, které získal on sám i jiní výzkumníci. Gullstrandovy oči obsahují vystředěné kulovité povrchy a používalo se jich po celé XX. století pro vyhodnocování tvorby obrazu prvního řádu v lidském oku (tj. umístění, ale nikoliv úrovně odchylky).

Je známo, že existují individuální odchylky od průměrných hodnot, které Gullstrand uvádí a kromě toho, pokrok v metrologii umožnil podrobnější analýzu rozdělení indexu lomu, jakož i variací asferického zakřivení různých prvků. Za použití Gullstrandova schematického oka, jako výchozího bodu, byl s přispěním modernějších poznatků o anatomii lidského oka zkonstruován komplexní model liského oka.

Při prvním pohledu je na model možno nazírat jako na tříčočkový kombinovaný systém, který jako čočky obsahuje korekční čočku, rohovku a oční čočku. Pro účely analýzy dráhy optického paprsku se tento systém rozpadá na 13 povrchů. Těmito povrchy jsou:

1Φ lfe předmět, přední povrch korekční čočky, zadní povrch korekční čočky, slzová vrstva, epithel rohovky, fázové rozhraní endothelu rohovky a vody, pupila ve vodném prostředí, přední povrchová vrstva čočky, přední část jádra čočky, zadní část jádra čočky, zadní povrchová vrstva čočky, sklivec^saL· sítnice.

Není obvyklé, aby obraz dopadal na sítnici. Ve skutečnosti je právě toto definicí refraktometrické chyby. Za použití analýzy dráhy optického paprsku je možno stanovit skutečnou polohu obrazu vzhledem k sítnici a kvalitu obrazu.

Obr. 1 a. 2 ilustrují jedno provedení čočky JL podle tohoto vynálezu, která je vhodná pro použiti jako kontaktní čočka. Čočka 1_ obsahuje rotačně symetrický hyperbolický povrch 2. a konkávní sférický povrch _3. Sférický povrch 3_ má takový poloměr zakřivení, aby odpovídal poloměru zakřivení vnějšího povrchu lidského oka. To umožňuje čočku 1 pohodlně umístit na povrch oka. Velikost kontaktní čočky _1 musí být vhodná pro zamýšlené použití, například má mít průměr asi 12 až 15 mm a nemá být tlustší než asi 0,050 až 0,400 mm.

Obr. 3 a 4 ilustrují intraokulární čočku £ podle tohoto vynálezu. Čočka 4 má rotačně symetrický hyperbolický povrch 5 a konvexní sférický povrch 6. Intraokulární čočka 4. by měla mít průměr přibližně 4 až 7 mm a maximální tlouštku 0,7 až 1,0 mm čočky podle tohoto vynálezu nejsou omezeny shora uvedenými fyzikálními rozměry; tyto rozměry poskytují pouze hrubé vodítko. Čočka může mít jakoukoliv velikost, která je vhodná pro zamýšlené použití.

Čočka podle vynálezu může zahrnovat dva symetrické asfeórické povrchy místo jednoho takového povrchu. Přinejmenším však jeden povrch musí být tvořen symetrickou asférou definovanou následující rovnicí r + /r^ - (kappa + 1) Y^/ kde

X představuje bod asférického povrchu v poloze Y, r představuje hlavní poloměr a kappa představuje asferickou konstantu, jejíž hodnota je rovna

-1 nebo nižší.

Zakřivení je přednostně hyperbolické, tj. kappa má přednost ně hodnotu nižší než -1, přestože parabolické zakřivení (kappa = = -1) také spadá do rozsahu tohoto vynálezu. Asférické povrchy mohou být konvexní nebo konkávní. Pokud jsou přítomny dva asféric ké povrchy, může být každý z nich nezávisle bud konvexní nebo konkávní.

čočka podle tohoto vynálezu minimalizuje optické odchylky systému čočka/oko. V důsledku toho se získává ostřejší ohnisko na sítnici, jak je to ilustrována na obr. 5. Obr. 5 byl získán analýzou dráhy optického paprsku za použití počítače a ukazuje, že velikost neostré skvrny na sítnici je u krákozrakého oka korigovaného čočkou s hyperbolickým frontálním zakřivením podstatně menší než jak u emmetropického (tj. normálního) oka, tak u myopického oka korigovaného kulovitou čočkou.

Kromě toho má světlo tendenci k přesnějšímu zaostření na sítnici, což dokumentuje obr. 6. Obr. 6 byl pořízen pomocí analýzy dráhy optického paprsku současně s obr. 5 a ukazuje, že poloha zaostřeného obrazu je u systému hyperbolická čočka/oko nejbližší sítnici.

Přímým důsledkem těchto výhod je, že čočka podle tohoto vynálezu může umožňovat přijatelné vidění těm, kteří trpí astigmatismem nebo presbyopií. Obvyklý přístup ke korekci astigmatismu spočívá v navržení korekční čočky, která je radiálně asymetrie ká takovým způsobem, aby umožňovala komplementární kompenzaci radiální asymetrie jak přírodní oční čočky, tak sítnice. Tento přístup vyžaduje výrobu a skladování velkého počtu čoček, které by vyhovovaly nejen základnímu předpisu, ale které by rovněž komplementárně vyrovnávaly radiální asymetrii oka. Kromě toho musí také čočka mít prostředek pro udržení své radiální polohy vůči oku, aby radiální variace čočky právě vyhovovala radiálním požadavkům oka. Prostředky až dosud vyvinuté k tomuto účelu nejsou plně uspokojivé.

Kompenzace pro neakomodující přírodní oční čočku sg tradičním způsobem dosahuje pomocí dělené čočky, obsahující ď nebo více částí s různými ohniskovými vzdálenostmi, které zajišťují vidění blízkých i vzdálených předmětů nebo podle pozdějších návrhů pomocí difrakční nebo refrakční čočky se (yftíefio více ohniskovými vzdálenostmi, které umožňují vidění blízkých i vzdálených předmětů. Systém tohoto typu však rozděluje přicházející světlo mezi různá ohniska a každé z těchto ohnisek zobrazuje na všech místech sítnice. Přirozeným důsledkem tohoto jevu je, že se snižuje množství světla, které je k dispozici pro každé jednotlivé ohnisko a že na všech bodech sítnice vznikají konkurenční obrazy.

Asferická čočka neposkytuje vizuální kompenzaci astigmatismu nebo presbyopii odstupňovanou mohutností nebo několika ohniskovými délkami, nýbrž zlepšuje systém korekční čočka/oko tak, že přes variace způsobené astigmatismem nebo presbyopii celková výkonnost spadá do rozsahu ostrosti vidění normálního jednotlivce nebo blízko tohoto rozsahu.

Je tomu tak proto, poněvadž shora uvedená velikost skvrny každého bodu dopadajícího na sítnici se snižuje na hodnotu nižší, než je hodnota, které je možno dosáhnout u nekorigovaného emmetric kého oka samotného, které obsahuje přírodní kulovou čočku. Díky zlepšeným optickým vlastnostem systému asferická korekční čočka/ oko se rozostření bodu na sítnici způsobené presbyopii nebo astigmatismem, vyrovnává asferickým zlepšením a je tedy nižší než (nebo srovnatelné) s rozostřením u normálního oka.

Při vhodném předpisu je takovou čočkou v podstatě možno korigovat jakýkoliv nedostatek zaostřování. Čočka podle vynálezu bude mít obvykle optickou mohutnost v rozmezí od asi +20,00 do asi -20,00 dioptrií.

Na obr. 7 je ilustrován rozdíl mezi asferickým zakřivením 10, definovaným pomocí shora uvedené rovnice a sférickým zakřivením 11, přičemž obě zakřivení mají stejný vrcholový poloměr r. Při dané vzdálenosti od vrcholu 12, X, nebo X , existuje bod

Y na asferické křivce 10 a bod Y na sférické křivce 11. čím a — s — dále je X nebo X od vrcholu 12/ tím větší rozdíl Y - Y .

Čočka se shora uvedenými vlastnosti se navrhuje způsobem, zahrnujícím techniku sledování světelného paprsku, za účelem výpočtu dráhy světelného paprsku systémem korekční čočka/oko, za použití komplikovaného matematického modelu lidského oka a korekční čočky. Tlouštka, zakřivení a index lomu (který je závislý na materiálu čočky) se matematicky mění a provádějí se výpočty dráhy paprsku při každé z použitých variací, za účelem nalezení optimální čočky pro dané oko. Za optimální čočku se považuje taková čočka, pomocí níž se dosáhne ostrého ohniska s minimálními vadami obrazu. Zjistilo se, že ve většině případů bude mít optimální čočka faktor kappa v rozmezí od asi -1 do asi

-2.

Analýza obrazu zahrnuje sledování velkého počtu paprsků procházejících optickým systémem. Základní rovnicí pro sledování paprsku, tj. pro stanovení úhlu paprsku a jeho polohy při přechodu z jednoho optického prostředí do jiného přes rozhraní mezi těmito prostředími, je klasická rovnice Snellova zákona n^· sin theta^ = n2*sin thetaz ι v ymstiV případě systému s TÍ/povrchy může být taková analýza velice časově náročná i pro jeden jediný paprsek. Analýza více paprsků, prováděná s několika sty paprsky vyžaduje značný počet operací i u pouze jedné jednoduché elementární čočky.

Obrazy je možno analyzovat řadou různých způsobů. Klasické Seidelovy odchylky nebo redukce kvality obrazu je možno vypočítat sledováním byt jen malého počtu paprsků. Široce akceptovanou metodou kvantifikace kvality obrazu je metoda MTF (Modulation Transfer Funktion) či modulační přenosové funkce. Tuto metodu je možno považovat za rozvedení dřívějších rozlišovacích metod, které jsou zatíženy různými omezeními. Na obr. 8 je znázorněna modulační přenosová funkce formou závislosti modulační stupnice, tj. stupnice kontrastu (od 0 do 1) proti prostorové frekvenci (vyjadřující velikost jemných podrobností předmětu). Typický graf modulační přenosové funkce, znázorněný na obr. 8 uvádí porovnání rozlišovací schopnosti optického systému, který se skládá ze série čoček, například lidského oka a korekční čočky, s teoreticky dosažitelnou rozlišovací schopností.

Objekty uvedené pod osou X od 0 až do odříznuté frekvence (frekvence, při jejímž překročení již předmět na obraze není nikdy rozlišitelný), představují proužky se vzrůstající prostorovou frekvencí. Stupnice od 0 do 1 na ose Y představuje měřítko rozlišitelnosti proužků optickým systémem a teoreticky dosažitelnou hodnotu na mezi difrakce. Při hodnotě Y = 1 jsou proužky ostře rozlišeny na černé a bílé obrazce. S postupným snižováním hodnoty Y dochází k šednutí bílých obrazců. Nakonec pro hodnotě Y = 0 nelze již proužky vůbec rozlišit.

Modulaci je možno určit výpočtem zešednutí černých a bílých proužků při každé prostorové frekvenci na maximální a minimální hodnotu. Modulace MTF představuje kontrast (max - min)/(max - min) Hodnoty MTF jsou omezeny na určitou úroveň difrakčním limitem (mezí ohybu), což je hodnota modulačního kontrastu dosažitelná dokonalým optickým systémem.

Rozlišovací schopnost optického přístoje jakéhokoliv typu je definována jako měřítko ostrosti, se kterou je možno rozlišit malé obrazce umístěné velmi blízko u sebe. Rozlišovací schopnost je přímo úměrná průměru otvoru objektivu a nepřímo úměrná vlnové délce světla. Interferenční obrazec je projevem ohybu paprsků, k němuž dochází tak, že paprsky procházejí různými částmi otvoru nebo přicházejí z různých míst okolo neprůhledného předmětu a potom se v jednom místě spojují. Ohyb a interferenční efekty jsou charakteristické pro všechny druhy vln. Ohyb tedy omezuje rozlišovací schopnost všech optických přístrojů.

Pokud jsou černé a bílé proužky hrubé a vzdálenost mezi nimi je velká, nemá čočka obtíže při jejich přesném zobrazování. Když se však proužky dostanou blízko k sobě, ohyb a vady čočky způsobují, že určité množství světla se ze světlých proužků rozptýlí do tmavých prostor mezi nimi, což má za následek, že světlé proužky ztmavnou a tmavé prostory zesvětlí, až nakonec není možno odlišit světlo od tmy a rozlišovací schopnost se ztrácí.

MTF se vypočítá sledováním velkého počtu paprsků procházejících systémem a vyhodnocováním rozdělení hustoty těchto paprsků v poloze obrazu. Paprsky v poloze obrazu jsou umístěny v tzv.

obrazové skvrně. Čím je skvrna menší, tím je obraz lepší. Skvrnový diagram se převede na MTF takto: obraz bodového objektu se nazývá funkcí rozšíření bodu, jelikož při průchodu systémem došlo k jeho rozostření. Tím se obraz rozšířil. Aplikací Fourierovy transformační funkce na bod nebo funkci rozšíření skvrny se získá graf MTF. Frekvence MTF nabývá hodnot od 0 (což v elektrické terminologii odpovídá stejnosměrnému proudu) do maximální hodnoty, tj. do odříznuté frekvence, za níž již objekt nelze na obraze rozlišit.

Optické systémy je možno optimalizovat měněním tlouštky, zakřivení, asféricity povrchu, volbou materiálu atd. jednoho nebo několika povrchů. Známými numerickými metodami za použití počítačové techniky je možno rychle vyhodnotit výsledek změny těchto parametrů, projevující se v odchylce (aberaci), velikosti skvrny nebo MTF.

Tato metoda navrhování čoček vyžaduje analýzu hustoty paprsků v poloze obrazu. Tato analýza se provádí za použití Fourierovy transformační funkce, pomocí níž se generují modulační přenosové frekvence. Počítače umožňují provést potřebný velký počet výpočtů za rozumnou dobu. Příklad výsledku těchto výpočtů je uveden na obr. 9 A až 9F. Na těchto obr. je porovnána modulační přenosová frekvence až k difrakčnímu limitu u systému myopické oko/čočka, přičemž každý obr. uvádí výsledky dosažené s různým zakřivením čočky. Z výsledků je zřejmé, že nej lepší čočky jsou ty, které mají hyperbolický povrch, kde kappa leží v rozmění od -1 do -2.

V případě modelu lidské oko/korekční čočka mohou být změny prováděny jen u korekční čočky.

Kontaktní čočky podle vynálezu přednostně zahrnují konvexní asférický přední povrch a konkávní sférický zadní povrch, který je přizpůsobem zakřivení oka, za účelem pohodlného nošení.

Pokud má čočka podle vynálezu podobu intraokulární čočky, bude přednostně obsahovat jeden konvexní asférický povrch. Protilehlý povrch bude přednostně rovinný, konkávní sférický, konvexní asférický, konkávní asférický nebo konvexní sférický, avšak i jiná provedení jsou možná.

Pokud se čočky podle vynálezu používá v brýlích, může být její přední a zadní povrch konkávní nebo konvexní, nezávisle na sobě a jeden nebo oba z těchto povrchů.mohou být asférické. Obvykle je přední povrch konvexní a zadní povrch konkávní .

Další přístup použitelný pro korekci poruch vidění, spojených se zaostřováním, je chirurgická intervence, při níž se oko mechanicky rozřízne nebo přetvařuje laserem. Pro provádění tohoto vynálezu při tomto přístupu je obzvláště vhodná metodologie excimer laser sculpting methodology. V tomto případě se stanoví vhodný hyperbolický tvar rohovky zajištující optimální vidění a právě toto stanovení se provádí způsobem podle vynálezu. Vlastní tvarování se potom provádí o sobě známými způsoby. Po provedení úpravy nejsou již zapotřebí žádné přídavné korekční čočky (a to i ve většině případů astigmatismu nebo presbyopie) a dosahuje se lepší ostrosti vidění než u přírodní dokonalé sférické čočky.

Výhod tohoto vynálezu je sice'možno dosáhnout i u systému obsahujícího pouze jeden asférický povrch, do rozsahu vynálezu však spadá i použití několika asférických povrchů, bud v jedné jediné čočce nebo jejich kombinaci.

Čočka podle předloženého vynálezu může být vytvořena z jakéhokoliv vysoce kvalitního optického materiálu, jako například optického skla nebo plastu. Přednostně je čočka vyrobena z průhledného tvářeného plastu s optickými vlastnostmi. Vhodné materiály zahrnují také polymery (včetně fluorovaných polymerů), pryskyřičné materiály, pevné nebo polopevné gelovité materiá ly, tuhé materiály propustné pro plyny apod.

Kontaktní čočky navržené způsobem podle vynálezu se přednostně vyrábějí z hydrofilního polymeru, který se získává polymeraci monomeru na bázi esterů kyseliny methakrylové. čočku podle vynálezu je možné upevnit do brýlí, ale v přednostním provedení se čočky podle vynálezu vyrábějí jako čočky kontaktní nebo intraokulární .

Odborníkům v tomto oboru je zřejmé, že vynález je možno různým způsobem obměňovat a modifikovat. Vynález se neomezuje na provedení, která jsou pro ilustraci uvedena v tomto popisu, ale zahrnuje všechna provedení vycházející se shora uvedeného popisu a připojených výkresů. rozsah ochrany-jo-rozhodující pon^p. zněnú-nánl ι-.i-lujíu ί'υΐι pHt.tínLuvýcli

Claims (8)

1. Způsob navrhování/čočky účinně zaostřující světlo na oční sítnici, která obsahuje alespoň jeden rotačně symetrický povrch definovaný rovnicí r + ld - (kappa + 1) dl kde

X představuje bod asferického povrchu v poloze Y, r představuje hlavní poloměr a kappa představuje asférickou konstantu, jejíž hodnota je rovna -1 nebo nižší, vyznačující se tím, že se . zkonstruuje matematický model 'systému skládajícího se z lidského oka a předběžné čočky, ^za použití takto zkonstruovaného modelu se provede analýza drah optických paprsků procházejících tímto systémem čočka - oko,

ČL^z|/m.ění^seyhodnota asferické konstanty kappa předběžné čočky za účelem získání systému čočka - oko s drahami světelných paprsků optimalizovanými tak, aby se získalo co nej ostřejší ohnisko a minimální odchylka obrazu.

2. Způsob podle nároku 1,. vyznačující se tím, že takto navrženou čočkou, je kontaktní čočka.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující tím, že se při optimalizaci.,výkonnosti?’systému korekční - oko mění hodnota kappa v rozmezí od asi -1 do asi -2.

s e čočka -

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako matematického modelu používá Fourierovy transformační funkce, kterou se generují modulační přenosové frekvence

5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že se modulační přenosová frekvence srovnává s difrakčním limitem, za účelem optimalizace systému korekční čočka - oko.

6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že oko v systému korekční čočka - oko je emmetropické a optimalizačním postupem se dosahuje vidění, které přesahuje vidění normálního oka.

7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že systém korekční čočka - oko se optimalizuje min jma 1. jzací velikosti skvrny na sítnici, která odpovídá bodovým zdrojům světla, procházejícího systémem a dopadajícího na sítnici.

8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že se systém korekční čočka - oko optimalizuje umístěním zaostřeného obrazu co nejblíže k sítnici.