CZ267993A3 - Couple of multifocal eye lenses - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předmětem vynálezu jsou oční čočky, zejména kontaktní čočky zahrnující více než jednu optickou mohutnost nebo ohniskovou délku.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že stárnoucí oko ztrácí mnoho ze své schopnosti přenášet na sítnici obrazy blízkých objektů změnou tvaru čočky, čili schopnost akomodace. Tato vada je označována jako presbyopie, a lidé trpící touto vadou byly v minulosti odkázány na brýle nebo jiné čočky mající množství různých oblastí s rozdílnou optickou mohutností, přičemž si jejich nositel může zvolit oblasti s vhodnou optickou mohutností a zaměřením z raku skrze tyto oblasti zaostřit předmět nebo předměty, které si pozorovatel přeje zaměřit.

U brýlí tento způsob zahrnuje posouvání zorného pole jejich nositele z horní části, což je obvykle oblast pro daleké vidění, dolů k oblasti pro vidění na blízko. Avšak u kontaktních čoček se tento způsob ukazuje jako nedostatečný. Kontaktní čočka, která pracuje ve spojení s přirozenou oční čočkou, tvoří obraz na sítnici oka zaostřením světla dopadajícího na jednotlivé části rohovky pod různým zorným úhlem na jednotlivé části sítnice za účelem vytvoření obrazu. To je demonstrováno skutečností, že když panenka kontrahuje v důsledku jasnějšího světla, nedochází ke zúžení obrazu na sítnici, nýbrž světlo procházející skrze menší plochu čočky vytváří i za této situace celý obraz.

Podobně u osob, kterým byla v důsledku šedého zákalu vyjmuta přirozená oční čočka a nahrazena vsunutou interoční čočkou, zcela schází schopnost nastavení čočky (akomodace) na vzdálenost od předmětu, při které je tento předmět ostře viděn. V tomto případě, má zavedená čočka jedinou ohniskovou délku odpovídající zaostřenému vidění na dálku, přičemž brýle poskytují dodatečnou kladnou optickou mohutnost pro zaostření blízkého vidění. Funkční multifokální čočka by proto mohla být v obvzláště vhodná pro pacienty s výše popsanou vadou.

Je známo, že za určitých okolností může mozek od sebe rozlišit jednotlivé konkurující obrazy přijímáním zaostřeného obrazu a vyřazováním rozostřeného obrazu.

Jedním z příkladů tohoto typu čočky používaných ke korekci presbyopie, která umožňuje současně blízké a daleké vidění je popsána v patentovém spisu US 4 923

296 (Erickson). Tento patent popisuje systém, který zahrnunje pár kontaktních čoček, přičemž obě čočky mají stejné oblasti optické mohutnosti pro vidění na blízko a na dálku (dále jen blízké a daleké optické mohutnosti), přičemž čočka pro jedno oko má horní polovinu pro blízké vidění a spodní polovinu pro vzdálené vidění, zatímco čočka pro druhé oko má horní polovinu pro daleké vidění a spodní pro blízké vidění. Takže uvedené čočky společně poskytují alespoň částečně jasné obrazy v obou očích, přičemž v důsledku toho, že mozek potlačí rozmazané obrazy, je umožněno vyrovnání jasného obrazu a tím i získání obrazu ostrého.

Patent US 4 890 913 (de Carle) popisuje bifokální kontaktní čočku zahrnující množství prstencových zón majících různou optickou mohutnost. Uvedená čočka je navržena tak, že udržuje v jakomkoliv okamžiku, bez ohledu na průměr zornice, přibližně stejné rozdělení čočky mezi blízké a daleké optické mohutnosti, což vyžaduje rozdělení čočky do 6 až 12 zón.

Další pokus poskytnout bifokální kontaktní čočku je popsán v patentu US 4 704 016 (de Carle). Účelem této čočky je udržet v kterémkoliv okamžiku a bez ohledu na průměr zornice přibližně stejné dělení mezi blízkými a dalekými optickými mohutnostmi.

Další řešení výroby multifokálních korekčních očních čoček zahrnuje použiti difrakční optiky. Jedním z nedostatků tohoto řešení je nedostatečné vidění při nízké viditelnosti. U difrakčního provedení je pouze asi 40 % světla dopadajícího na čočku použito pro blízké vidění a dalších 40 % je použito pro daleké vidění. Zbývajících % není využito ani pro blízké, ani pro daleké vidění, ale ztrácí se ve vyšších řádech difrakčního jevu. To však platí pouze čistě teoreticky. Ve výrobní praxi jsou ztráty světla vzhledem k náročnosti výroby i vyšší. Náročnost výroby, která spočívá v tom, že difrakční povrch má řádově tolerance vlnových délek viditelné části světla, představuje další nedostatek uvedených difrakčních čoček.

Další pokus poskytnout způsob kompenzace presbyopie je znám jako monovize. U tohoto systému monovize je na jedno oko pacienta aplikována kontaktní čočka pro vidění na dálku a do druhého oka kontaktní čočka pro vidění na blízko. Bylo zjištěno, že tato monovize může sice pacientovi poskytnout přijatelnou rozlišovací schopnost, jak vzdálených, tak blízkých předmětů, ale má za následek podstatné omezení binokularity (hloubkového vidění).

Zatímco tyto jednoduché systémy, jakými je monovize, jsou do značné míry zvládnuty, jsou složitější schémata multifokálních refrakčních čoček zpracovány převážně v teoretické rovině.

Patenty US 5 002 382 a 5 024 517 (Seidner) popisují komlementární páry kontaktních čoček majících dvě nebo více korekčních optických mohutnosti v opačném uspořádání.

Oba popsané páry čoček blízce souvisí s koncepcí monovize: jednotlivé čočky páru mají rozdílnou středovou mohutnost a chybí zde schopnost nastavení poměru mohutností v závislosti na intenzitě světla.

Evropská patentová přihláška 0 201 231 A2 (Ho a kol.) popisuje binokulární pár kontaktních čoček, jehož každá čočka má množinu optických zón, ktéré jsou komplementární vzhledem k optickým zónám druhé čočky, t.j. opačně střídavé zóny blízkých a dalekých mohutností.

Praktičtější a vylepšené řešení poskytuje multifokální oční čočka popsaná v související patentové přihlášce 7/827 199 podané 28. 1. 1992. Předmětem této přihlášky je multifokální optická čočka charakterizována tím, že má středovou zónu, přičemž jeden z multifokálních segmentů zahrnuje centrální zónu čočky. Hranice mezi jednotlivými segmenty je definována přesnou trasou, jakou je například půlkruh mající oba konce trasy na na sousedícím parametru blízkého a vzdáleného segmentu za účelem eliminace hranic segmentů v četně centrálního spojovacího bodu od centrální optické osy.

I když čočky podle výše popsaných patentových přihlášek jsou funkční a výrobní techniky v těchto přihláškách popsané jsou při tváření očních čoček prakticky realizovatelné, nebylo zatím dosaženo pomocí těchto čoček správného multifokálního vidění při různých světelných podmínkách.

Za reálných podmínek je výrazně zlepšena schopnost mozku rozlišit mezi dvěma nebo více obrazy ten obraz, který je zaostřen, v případě, že středová část obrazu je tvořena pouze jedinou ohniskovou délkou. Rovněž bylo zjištěno, že vysoké intenzity osvětlení jsou typicky doprovázeny situacemi, ve kterých je žádoucí vidění na dálku.

Předmětem vynálezu by proto měl být pár kontaktních čoček pro presbyopii, které umožňují dosáhnout obecně vyšší zrakové ostrosti, a to zejména při vyšší světelné intenzitě.

Dále by se měl vynález zabývat metodou stanovující způsob, jakým budou uvedené čočky u pacienta aplikovány, aby se dosáhlo požadovaného zrakového zlepšení, zejména přizpůsobením požadované optické mohutnosti vysoké intenzitě světla.

Podstata vynálezu

Vynález se týká páru očních čoček zahrnujících alespoň dvě optické mohutnosti, jednu pro vidění na blízko a jednu pro vidění na dálku. Obě čočky však mají ve středové části čočky zónu s optickou mohutností pro vidění na dálku. U výhodného provedení je zbývající část čočky tvořena mezikružími, přičemž každé mezikruží je tvořeno jednou optickou zónou nebo více optickými zónami, čímž je dosaženo požadovaného kombinovaného, kumulativního poměru oblastí s ohniskovými délkami pro blízké a daleké vidění při všech průměrech zornice.

Vzhledem k tomu, že střed zorného pole je tvořen pouze jednou oblastí s pouze jednou optickou mohutností, je tímto způsobem dosaženo vyšší ostrosti zraku. Zejména při skutečně nastalé situací, která vyžaduje vidění na dálku za zvýšené světelné intenzity, je velmi vhodné provedení čočky jejíž středová část je určena pro daleké vidění.

Stručný popis obrázků

Obr.1 znázorňuje optickou zónu páru očních čoček sestavených podle vynálezu, obr. 2 znázorňuje sloupkový diagram srovnávající frakce dostupného světla, zužujícího zornici, pro blízké a vzdálené ohniskové délky, v případě páru očních čoček podle obr.1 v závislosti na průměru zornice.

Je známo, že člověk má jedno oko dominantní. Toto oko lze určit postupem, při kterém pacient zaměřuje určitý předmět tak, že se dívá skrze neprůhlednou desku opatřenou otvorem. Pacient je požádán, aby zaměřil vzdálený předmět při pohledu skrze uvedený otvor. Při správném uspořádání, umožňuje otvor v desce, velikost otvoru a vzdálenost pacientova oka od otvoru zaměřit vzdálený předmět skrze uvedený otvor v daném okamžiku pouze jedním okem.

Potom co pacient zaměřil předmět při pohledu skrze otvor, si střídavě zakryje oči za účelem zjištění, které oko pacient použil pro zaměření předmětu a toto oko je dominantní.

Bylo zjištěno, že rozhodujícím parametrem při konstrukci multifokální oční čočky potřebným pro dosaření ostrého vidění je zachování jediné středové ohniskové délky a vyloučení rozdílů v uvedeném středovém zorném poli. Přestože důležitost tohoto opatření u jediné čočky již byla zdůrazněna v již výše zmíněné patentové přihlášce ( kde středová zóna jediné čočky má jednu optickou mohutnost bez hranice nebo spojovacího bodu mezi různými optickými mohutnostmi multifokální čočky), bylo nyní zjištěno, že je důle- žité, aby byla stejná optická mohutnost aplikována u obou čoček určených pro oči pacienta. t

Jak popisuje související patentová přihláška PupilTuned Multifocal Ophthalmic Lens, podaná současně s touto přihláškou, a jak lze odvodit z výhodného provedení vynálezu, bylo zjištěno, že při reálných životních podmínkách, dochází k okamžikům, doprovázeným vysokou intenzitou světla, kdy obvykle vzniká potřeba zaosřit na dálku.

Z tohoto důvodu je středová část obou čoček jednoho páru podle vynálezu tvořena plochou s optickou mohutností pro vidění na dálku, jakou vyžaduje zrak pacienta.

Obrázek 1 znázorňuje optickou zónu páru očních čoček vytvořených podle vynálezu. Typická kontaktní čočka je obvykle vytvořena tak , že okrajové části jejího optického povrchu jsou až do celkového průměru 14 mm tvořeny neoptickou čočkovitou oblastí (není znázorněna).

Srovnání kruhových zón obou čoček charakterizuje důležité znaky vynálezu. Obě čočky mají předně ve středové části optickou mohutnost, která byla stanovena jako potřebná pro daleké vidění uvedeného pacienta. Zbývající zóny obou sdružených čoček dále zahrnují kumulativní optické mohutnosti pro vidění na dálku a na blízko v požadovaném poměru.

Následující tabulka ukazuje skutečný přesný výčet rozdělení optické mohutnosti pro vidění na dálku a pro vidění na blízko jeko funkci průměru vedeného středem optické osy.

TABULKA I

Binokulární sestava čoček

Průměr Dominantní oko Nedominantní oko zornice Dálka Blízko Dálka Blízko

5	0.00	100	0	100	0
	0.50	100	0	100	0
	1.00	100	0	100	0
	1.50	100	0	100	0
	2.00	100	0	0	100
10	2.35	0	100	0	100
	2.50	0	100	0	100
	3.00	0	100	0	100
	3.05	0	100	100	0
	3.50	0	100	100	0
15	4.00	100	0	0	100
	4.50	100	0	0	100
	4.65	100	0	100	0
	4.70	0	100	100	0
	5.00	0	100	100	0
20	5.15	100	0	100	0
	5.25	100	0	0	100
	5.50	100	0	0	100
	6.00	100	0	0	100
	6.50	100	0	100	0
25	7.00	100	0	100	0
	7.50	100	0	100	0
	8.00	100	100	100	0

k

Výhoda oční čočky sestavené podle výše uvedených parametrů je snadno patrná z obrázku 2.

Pokud mají obě čočky uvedeného páru středovou část v optické zóně, která je vymezena pouze pro vidění na dálku, znázorňuje obr. 2 jak se zvyšuje průměr zornice, světlo .procházející skrze zornici je stejnoměrně rozděleno mezi zóny s blízkou a dalekou ohniskovou délkou. To umožňuje adekvátní vidění jak na krátké vzdálenosti, tak na dálku v případě, kdy klesá intenzita dostupného světla.

Následující tabulka II numericky znázorňuje poměr mezi oblastmi vymezenými vzdálené ohniskové délce a blízké ohniskové délce při jednotlivých průměrech povrchu zornice pro dominantní a nedominantní oko.

Kromě toho třetí část této tabulky ukazuje součet povrchových ploch s blízkou a vzdálenou ohniskovou délkou obou čoček, vyjádřený v procentech.

TABULKA II

Poměry ohniskových délek

Dominantní oko

Nedominantní oko

Binokulární součet kumulativní oblast (min ) % celkové plochy

Průměr Dálka Blízko Dálka Blízko Dálka Blízko

1	0.8	0.0	0.8	0.0	100	0
2	3.1	0.0	3.0	0.2	97.5	2.5
3	4.2	2.9	3.0	4.1	50.5	49.5
4	4.5	8.1	8.2	4.4	50.3	49.7
5	8.9	10.8	11.2	8.4	51.1	48.9
6	16.7	11.5	12.8	15.5	52.2	47.8
7	26.9	11.5	18.6	19.9	59.2	40.8
8	38.7	11.5	30.4	19.9	68.7	31.3

Srovnání dostupného světla, které projde skrze optické zóny s blízkou a dalekou ohniskovou délkou čočky a které skutečně vstoupí zornicí oka, ukazuje, že při vysoké intenzitě osvětlení (kdy je zornice oka zúžena a propouští pouze malý procentický podíl (méně než 10 %) dostupného světla skrze zornici do oka) prochází téměř všechno toto světlo skrze optické zóny s dalekou optickou mohutností obsažené v páru čoček.

Při snížení světelné intenzity, kdy se zornice rozšíří, počínaje přibližně při průměru zornice 3 mm, je patrné, že poměr na kumulativních bázích oblasti s dalekou ohniskovou délkou a oblasti s blízkou ohniskovou délkou se potom stává mezi povrchovou plochou s blízkou a dalekou ohniskovou délkou přibližně stejný pro světlo skutečně prostupující zornicí do oka.

Kromě již popsaného provedení čoček , lze použít alternativní řešení používající souosé kruhové optické zóny, které mohou mít poměry povrchových oblastí s dalekou a blízkou ohniskovou délkou předepsané v souvisejících patentových přihláškách 7/827 199 podaných 1/28/92. Způsob tohoto provedení využívá kontinuální radiální segmenty mající podél prstencových částí různé optické mohutnosti.

Další zlepšení specifického provedení tohoto designu čočky může podle patentu US 5 505 981 zahrnovat výhodnější provedení okrajové zóny povrchu čočky určené pro nedominantní oko. Toto zlepšení spočívá v začlenění designu asferické čočky na část pro blízké vidění čočky zahrnující okrajovou optickou zónu pro vidění na blízko.

Výše popsaná řešení mohou lze dále obměňovat, ale nesmí být touto obměnou překročen rozsah vynálezu, který je jednoznačně určen patentovými nároky, zatímco uvedené příklady mají pouze ilustrativní charakter.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob multifokální korekce vidění u pacienta, který takovou korekci potřebuje, vyznačený tím, že se u pacienta stanoví závislost průměru zornice na intenzitě osvětlení, optická mohutnost pro vidění na blízko nezbytná pro pacienta a optická mohutnost pro vidění na dálku nezbytná pro pacienta, a pacientovi se poskytne pár čoček majících optické povrchy, přičemž obě čočky jsou tvořeny jak oblastmi s optickou mohutností pro vidění na dálku, tak oblastmi s optickou mohutností pro vidění na blízko a to tak, že středová část u obou čoček má optickou mohutnost pro vidění na dálku, přičemž více než 50 % optického povrchu čočky určené pro dominantní oko má optickou mohutnost určenou pro vidění na dálku a více než 50 % optického povrchu čočky určené pro nedominantní oko má optickou mohutnost určenou pro vidění na blízko.
2. 2. Pár optických čoček majících optické povrchy, v yznačený tím, že obě čočky zahrnují jak optickou mohutnost pro vidění na blízko, tak optickou mohutnost pro vidění na dálku a to tak, že středové části obou čoček mají optickou mohutnost pro vidění na dálku, přičemž více než 50 % optického povrchu jedné čočky uvedeného páru má uvedenou optickou mohutnost pro dálkové vidění a více než 50 % optického povrchu druhé čočky z uvedeného páru má optickou mohutnost pro vidění na blízko.
3. 3.

   Pár optických čoček podle nároku 2, vyznačený

   II t í m , že čočky uvedeného páru mají prstencovou, soustřednou strukturu.
4. 4. Pár optických čoček podle nároku 2, vyznačený tím, že zóny obou čoček mají s výjimkou středové zóny komplementární rozmístění optické mohutnosti pro vidění na blízko a na dálku.
5. 5. Pár čoček podle nároku 2,vyznačený tím, že dále zahrnuje prstencovou část uspořádanou vně uvedené středové části a zahrnující oblast s optickou mohutností pro blízké vidění větší než oblast s optickou mohutností pro vidění na dálku, přičemž celková plocha s optickou mohutností pro blízké vidění a celková plocha s optickou mohutností pro vidění na dálku středové a prstencové části jsou v podstatě stejné.