IOL DIFRACTIVO EPODIZADO CON REGIÓN DIFRACTIVA FRUSTRADA Antecedentes La presente invención se relaciona generalmente con lentes oftálmicos, y más particularmente con lentes infraoculares (IOLs) que proporcionan visión intermedia mej orada . Los lentes infraoculares se implantan rutinariamente en ojos de pacientes durante cirugía de catarata para reemplazar el lente cristalino natural. Algunos IOLs emplean estructuras difrangentes para proporcionar a un paciente no solamente con una potencia de enfoque alejado sino también una potencia de enfoca cercano. Estos IOLs también pueden proporcionar un grado limitado de visión intermedia debido a las propiedades de desenfoque de las dos potencias de cristalino primario (es decir, las potencias alejada y cercana) . Sin embargo, todavía existe una necesidad de IOLs difrangentes que pueden proporcionar visión intermedia mejorada, y más particularmente, existe la necesidad de que dichos IOLs que proporcionen calidad de imagen intermedia mejorada sin ninguna degradación significativa de la visión alejada y cercana. Compendio
La presente invención se relaciona generalmente con lentes oftálmicos difrangentes (v.gr., IOLs difrangentes) que proporcionan enfoques cercano y alejado mientras que dirigen una porción de la luz incidente a una ubicación intermedia entre los enfoques alejado y cercano. Más particularmente, dichos lentes difrangentes pueden incluir una estructura difrangente que está adaptada para dirigir una porción de la luz incidente a la ubicación intermedia. En muchas modalidades, la diversión de una porción de la luz incidente a la ubicación intermedia se logra proporcionando una diferencia suficiente entre los retrasos de fase generados por dos o más limites de zona de la estructura difrangente. En un aspecto, la invención proporciona un lente oftálmico difrangente (v.gr., un IOL difrangente) que incluye una Ó9ptica que tiene una superficie anterior y una superficie posterior, en donde la óptica proporciona un enfoque alejado. Una estructura difrangente qué comprende una pluralidad de zonas difrangentes se dispone en cuando menos una de esas superficies de manera de proporcionar un enfoque cercano. Cada zona está separada de una zona adyacente por un limite de zona que imparte un retraso de fase óptica a la luz incidente. Además, cuando menos dos limites de zona consecutivos (dos limites de zona que separan una zona de
difracción común de dos zonas diferentes) están configurados de modo que una diferencia entre sus retrasos de fase asociados para cuando menos una longitud de onda de la luz incidente sea mayor de aproximadamente 1/20 de longitud de onda (1/20 ?) , y de preferencia mayor de alrededor de de longitud de onda (1/4 ?) , v.gr., en una escala de alrededor de 1/20 de longitud de onda (1/20 ?) a alrededor de 1 longitud de onda (1 ?), de manera de dirigir una porción de la luz incidente a una ubicación entre los enfoque3s cercano y alejado. En un aspecto relacionado, los limites de zona comprenden una pluralidad de pasos, en donde cuando menos dos pasos consecutivos exhiben una altura diferencial adaptada para proporcionar una diferencia mayor de alrededor de 1/20 de longitud de onda, y de preferencia mayor de alrededor de ¼ de longitud de onda, v.gr., en una escala de alrededor de 1/20 de longitud de onda a alrededor de 1 longitud de onda, en sus retrasos de fase asociados. En otro aspecto, en el IOL anterior que tiene una pluralidad de pasos como limites de zona de su estructura difrangente, una porción de los pasos exhibe alturas decrecientes como una función de distancia que aumenta desde el centro de la superficie en la que la estructura
difrangente se dispone, es decir, una porción de las alturas de paso se apodizan. En otro aspecto, la estructura difrangente del lente oftálmico comprende una estructura difrangente truncada que cubre una porción, más bien que la totalidad, de una superficie de cristalino en la que se dispone la estructura. En otro aspecto, en el IOL anterior, los dos limites de zona consecutivos exhiben los retrasos de fase diferencial antes mencionados para cuando menos una longitud de onda en una escala de alrededor de 400 nm a alrededor de 700 nm 8v.gr., 550 nm) . En otro aspecto, la óptica proporciona una potencia óptica de enfoque lejano en una escala de alrededor de 6 Dioptrías (D) a alrededor de 34 D. Además, la estructura difrangente proporciona una potencia añadida de enfoque cercano en una escala de alrededor de 2 D a alrededor de 4 D, v.gr., en una escala de alrededor de 2.5 D a alrededor de 4 D o en una escala de alrededor de 3 D a alrededor de 4 D. La potencia añadida efectiva de un IOL cuando se implanta en el ojo puede ser diferente a su potencia añadida nominal (real) . Por ejemplo, la combinación de la potencia córnea y la separación entre la córnea y el IOL puede debilitar la potencia añadida efectiva del IOL, v.gr., un potencia añadida
nominal de 4 D puede resultar en una potencia añadida efectiva de 3 D para el ojo completo. En las siguientes secciones, a menos que se indique de otra manera, los valores mencionados de potencia añadida se refieren a la potencia añadida de cristalino nominal (real), que puede ser diferente a la potencia añadida efectiva cuando el IOL se implanta en el ojo. En un aspecto relacionado, la óptica se forma de un material biocompatible . Algunos ejemplos de estos materiales incluyen, sin limitación, acrilico suave, silicona, hidrogel, y otros materiales poliméricos biocompatibles que tienen un índice requerido de refracción para una aplicación particular. Por ejemplo, en algunas modalidades, la óptica se forma de un copolímero reticulado de 2-feniletilacrilato y metacrilato de 2-feniletilo comúnmente conocido como Acrysof. En otro aspecto, en los lentes oftálmicos anteriores, cuando menos una de las superficies anterior o posterior incluye un perfil de base que exhibe un grado seleccionado de asfericidad (v.gr., uno caracterizado por una constante cónica en una escala de alrededor de -10 a alrededor de -1000, v.gr., en una escala de alrededor de -10 a alrededor de -100) o toricidad para proporcionar calidad de imagen mejorada.
En otro aspecto, se describe un lente oftálmico difrangente que incluye una óptica que tiene una superficie anterior, una superficie posterior, y una estructura difrangente que comprende una pluralidad de zonas difrangentes dispuestas en cuando menos una de esas superficies, en donde cada zona está separada de una zona adyacente por un limite de zona. La óptica proporciona un enfoque alejado que corresponden al orden de difracción de cero de la estructura difrangente y un enfoque cercano que corresponde al primer orden de difracción de la estructura. Además, los limites de zona están caracterizados por una pluralidad de alturas de paso no uniformes que proporciona retrasos de fase no uniformes adaptados para dirigir una porción de luz incidente a una ubicación entre los enfoques cercano y lejano de manera de mejorar la visión intermedia. En un aspecto relacionado, las alturas de paso no uniformes comprenden las alturas de cuando menos dos pasos consecutivos cada uno impartiendo un retraso de fase a la luz incidente de modo que una diferencia entre esos retrasos de fase, para cuando menos una longitud de onda de la luz incidente, sea mayor a alrededor de 1/20 de longitud de onda (1/20 ?) (v.gr., en una escala de alrededor de 1/20 de longitud de onda a alrededor de 1 longitud de onda) .
En un aspecto relacionado, en los lentes difrangentes anteriores, la óptica provee una potencia óptica de enfoque alejado en una escala de alrededor de 6 D a alrededor de 34 D (v.gr., en una escala de alrededor de 16 D a alrededor de 28 D) y una potencia añadida de enfoque cercano en una escala de alrededor de 2 D a alrededor de 4 D. En otro aspecto, las zonas difrangentes están rodeadas por una porción de la superficie respectiva que carece de elementos difrangentes. En otros aspectos, se describe un lente oftálmico difrangente (v.gr., un IOL) que comprende una óptica que tiene una superficie anterior y una superficie posterior, cada una de las cuales se caracteriza por un perfil de base. La óptica proporciona una potencia óptica de enfoque alejado (v.gr., en la escala de alrededor de 6 D a alrededor de 34 D) , e incluye una estructura difrangente dispuesta en una de sus superficies que proporciona una potencia óptica de enfoque cercano (v.gr., en una escala de alrededor de 2 D a alrededor de 4 D) . La estructura difrangente comprende una pluralidad de zonas difrrangentes, cuando menos dos de las cuales exhiben curvaturas superficiales suficientemente diferentes (v.gr., una diferencia en una escala de alrededor de 105 a alrededor de 50%) para ocasionar que una porción de
la luz incidente en la óptica se dirija a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado para mejorar la visión intermedia. Por ejemplo, en algunas modalidades, las curvaturas superficiales de cuando menos dos zonas adyacentes son suficientemente diferentes para ocasionar que una porción de la luz incidente sea dirigida a la ubicación intermedia . En un aspecto relacionado, en el lente oftálmico anterior, la curvatura superficial de cuando menos una de las zonas difiere en más de alrededor de 20% (v.gr., en una escala de alrededor de 10% a alrededor de 50%) de la curvatura superficial de una o más zonas adyacentes. En otro aspecto, la invención proporciona un lente oftálmico difrangente (v.gr., un IOL) que provee una óptica que tiene una superficie anterior y una superficie posterior, en donde la óptica proporciona un enfoque alejado (v.gr., en una escala de alrededor de 6 D a alrededor de 34 D) . Una estructura difrangente qu3e comprende una pluralidad de zonas difrangentes se dispone en cuando menos una de esas superficies para proporcionar un enfoque cercano (v.gr., uno ahocicado con una potencia añadida en una escala de alrededor de 2 D a alrededor de 4 D) . Una superficie de cuando menos una dee las zonas difrangentes exhibe una asfericidad tal que
la estructura difrangente dirige cuando menos una porción de la luz incidente a una ubicación intermedia entre los enfoqu3es cercano y alejado. La asfericidad se puede caracterizar, por ejemplo, por una constante cónica en una escala de alrededor de -10 a alrededor de -1000, v.gr., en una escala de alrededor de -10 a alrededor de -100. En otro aspecto, las ubicaciones de uno o más limites de zona (v.gr., los radios de las zonas con relación al eje óptico) se pueden ajusfar de manera de dirigir una porción de la luz incidente a una ubicación entre los enfoques cercano y alejado. Por ejemplo, el lente oftálmico (v.gr., un IOL) puede incluir una óptica que tiene una superficie óptica anterior y una posterior, en donde la óptica proporciona un enfoque alejado. Una pluralidead de zonas difrangentes anulares se disponen en una de esas superficies alrededor de un eje óptico de la óptica de manera de proporcionar un enfoque cercano, en donde cada zona está separada de una zona adyacente por un limite de zona. Cuando menos una de las zonas (i) tiene un límite con una ubicación radial con relación al eje óptico que se define mediante la siguiente relación:
en donde i denota el número de zona (i=0 denota la zona
central); ? denota la longitud de onda de diseño (v.gr., en una escala de alrededor de 400 nm a alrededor de 700 nm) , f denota una longitud focal del enfoque cercano, y r0 denota el radio de la zona central. Además, cuando menos otra zona de difracción tiene un limite con una ubicación radial que difiere suficientemente de aquella definida por la relación anterior para una zona respectiva putativa de manera de ocasionar que cuando menos una porción de luz incidente sea dirigida a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado. Por vía de ejemplo, la ubicación radial de que otra zona puede diferir de aquella definida por la relación anterior por un factor en una escala de alrededor de 20% a alrededor de 50%. En otro aspecto, un lente oftálmico difrangente se describe que incluye una óptica que tiene una superficie óptica anterior y una superficie óptica posterior, en donde la óptica proporciona un enfoque alejado. Una pluralidad de zonas difrangentes se dispone en cuando menos una de esas superficies de manera de proporcionar un enfoqu3e cercano. Las zonas difrangentes comprenden una zona central que tiene un radio que es suficientemente diferente a
donde ? denota una longitud de onda de diseño y f denota
una longitud focal del enfoque cercano, de modo que cuando menos una porción de luz incidente se dirige a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado. En otro aspecto, en los lentes oftálmicos anteriores, una o más superficies ópticas pueden incluir un perfil de base que exhibe un grado seleccionado de asfericidad o toricidad para proporcdionar calidad de visión mej orada . Se puede obtener un entendimiento adicional de la invención haciendo referencia a la siguiente descripción detallada en conjunción con los dibujos, que se describen brevemente abajo. Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1A es una vist5a en sección transversal esquemática de un IOL de conformidad con una modalidad de ejemplo de la invención, La Figura IB es otra vista en sección transversal de un IOL de conformidad con una modalidad de la invención, que ilustra una estructura difrangente caracterizada por alturas de paso no uniformes para dirigir una porción de luz incidente a un enfoque intermedio. La Figura 2 es una vista frontal esquemática del IOL de la Figura IB que ilustra una pluralidad de zonas de
difracción anulares que forman la estructura difrangente, La Figura 3A es una vista lateral esquemática de un IOL difrangente de conformidad con otra modalidad de la invención que tiene una estructura difrangente apodizada, La Figura 3B es una vista frontal esquemática del IOL de la Figura 3A. La Figura 4A es una función de dispersión de linea teórica (LSF) calculada en un enfoque intermedio para un lente difrangente convencional que tiene una estructura difrangente apodizada, La Figura 4B es una función de dispersión de linea teórica (LSF) calculada en un enfoque intermedio para un lente de ejemplo de conformidad con las enseñanzas de la invención que tiene una estructura difrangente apodizada, La Figura 5A muestra la fase óptica teórica de la pupila de un IOL difrangente apodizado que carece de una estructura difrangente frustrada de conformidad con las enseñanzas de la invención, en donde la abscisa representa el cuadrado de la distancia desde el centro del lente, y la ordenada representa la fase óptica, La Figura 5B muestra la fase óptica teórica en la pupila de un IOL difrangente apodizado de conformidad con una modalidad de la invención, en donde la abscisa representa el
cuadrado de la distancia desde el centro de lente, y la ordenada representa la fase óptica, La Figura 6 es una vista lateral esquemática de un IOL difrangente de conformidad con una modalidad de la invención que comprende una estructura difrangente que tiene una región difrangente central con una curvatura superficial que es diferente a aquella de una zona adyacente de modo que la estructura difrangente dirigiría una porción de la luz incidente a un enfoque intermedio. La Figura 7 es una vista lateral esquemática de un IOL difrangente de conformidad con otra modalidad de la invención, que comprende una estructura difrangente que tiene una zona central que exhibe un perfil de superficie asférico, y La Figura 8 es una vista lateral esquemática de un IOL difrangente de conformidad con otra modalidad de la invención que tiene una superficie anterior en la que una estructura difrangente de conformidad con las enseñanzas de la invención está dispuesta y una superficie posterior que puede exhibir un asférico, o en algunos casos un perfil de base tórico. Descripción Detallada de Modalidades Preferidas Con referencia a las Figuras 1A y IB, un IOL 10 de
conformidad con una modalidad de la invención incluye una óptica 12 que tiene una superficie 14 óptica anterior y una superficie 16 óptica posterior dispuestas alrededor de un eje 18 óptico. Mientras que en esta modalidad las superficies 14 y 16 ópticas son generalmente convexas de manera de proporcionar al IOL con una forma bi-convexa, en otras modalidades, el IOL puede tener otras formas, tales como plano-convexo, plano-cóncavo, o convexo-cóncavo. Las curvaturas de las superficies anterior y posterior, junto con el índice de refracción del material que forma el lente, se seleccionan de manera que la óptica 10 proporcionar una potencia óptica de enfoque alejado, v.gr., en una escala de alrededor de 6 Dioptrías (D) a alrededor de 34 D (v.gr., en una escala de alrededor de 16 D a alrededor de 28 D) . En algunos casos, la potencia óptica de enfoque alejado del lente puede estar en una escala de alrededor de -5 D a alrededor de 5.5 D. Una estructura 20 difrangente, que está dispuesta en una porción de la superficie 14 anterior, proporciona un enfoque cercano con una potencia añadida, v.gr., en la escala de alrededor de 2 D a alrededor de 4 D (v.gr., en una escala de alrededor de 2.5 D a alrededor de 4 D o en una escala de alrededor de 3 D a alrededor de 4 D) . La potencia añadida
efectiva del IOL cuando se implanta en el ojo puede ser diferente a su potencia añadida nominal (real) . Por ejemplo, la combinación de la potencia córnea y la separación entre la córnea y el IOL puede debilitar la potencia añadida efectiva del IOL, v.gr., una potencia añadida de 4 D nominal puede resultar en una potencia añadida efectiva de 3 D para el ojo completo. En las siguientes secciones, a menos que se indique de otra manera, los valores mencionados de potencia añadida se refieren a la potencia añadida nominal (real) del lente, que puede ser diferente de la potencia añadida efectiva cuando el IOL se implanta en el ojo. El IOL 10 puede incluir además una pluralidad de miembros de fijación o háptica 22 que facilitan colocarlo en el ojo de un paciente. La óptica de preferencia se forma de un material biocompatible, tal como acrilico suave, silicona, hidrogel u otros materiales poliméricos biocompatibles que tienen un índice requerido de refracción para una aplicación particular. La háptica 22 también se puede formar de materiales poliméricos apropiados, tales como polimetacrilato, polipropileno y lo semejante. En algunas modalidades, la háptica 22 se puede formar integralmente con la óptica 12, mientras que en otras modalidades se pueden formar separadamente y luego acoplarse a la óptica. En una
modalidad, la óptica 12 se forma de un copolimero reticulado de acrilato de 2-feniletilo y metacrilato de 2-feniletilo, que es comúnmente conocido como Acrysof. Haciendo referencia a las Figuras 1A, IB y 2, la estructura 20 difrangente está compuesta de una pluralidad de zonas 24 difrangentes separadas una de la otra por una pluralidad de pasos o escalones 26 (las alturas de escalón están exageradas por claridad) . Más particularmente, cada zona está separada de una zona adyacente por un escalón (v.gr., escalón 26a que separa la primera zona 24a de la segunda zona 24b) que imparte un retraso de fase a la luz incidente. Como se discute adicionalmente abajo, en esta modalidad de ejemplo, el retraso de fase generado por el escalón 26a que separa la zona central (la primera zona) de la segunda zona es diferente a un retraso de fase ocasionado por los otros escalones de modo que una porción de la luz incidente en el lente se dirija a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado. En esta modalidad de ejemplo, las zonas difrangentes comprenden una pluralidad de zonas anulares cuyos limites están radialmente colocados con relación al eje 18 óptico de conformidad con la siguiente relación: Ri2 = r02 +1??? Ec. (1)
en donde i denota el número de zona (i=0 denota la zona central ) , ? denota la longitud de onda de diseño, f denota una longitud focal del enfoque cercano, y r0 denota el radio de la zona central. En algunas modalidades, la longitud de onda ? de diseño se selecciona para ser luz verde de 550 nm en el centro de la respuesta visual. Además, en algunos casos, el radio de la zona central (r0) se puede ajustar para ser
Como se discute con mayor detalle abajo, en algunas otras modalidades, la ubicación de limite de una o más zonas se puede desviar de aquella definida por la relación anterior de manera de facilitar adicionalmente dirigir una porción de la radiación incidente a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado. Como se anota arriba, en esta modalidad de ejemplo, la altura del escalón que separa la primera y la segunda zonas difrangentes es diferente de las alturas de otros escalones (que en esta modalidad son substancialmente uniformes) de modo que la estructura difrangente dirija una porción de la luz incidente a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y lejano. Por ejemplo, la diferencia
entre el retraso de fase generado por el paso 26a y aquel generado por cada uno de los otros escalones (es decir, escalones 26b - 26d) puede ser mayor a alrededor de 1/20 longitud de onda (1/20 ?) , y dee preferencia mayor de3 de longitud de onda (1/4 ?) , para cuando menos una longitud de onda de la luz incidente, v.gr., para cuando menos una longitud de onda en una escala de alrededor de 400 nm a alrededor de 700 nm. Por via de ejemplo, en una modalidad, las alturas de escalón se pueden definir de conformidad con la siguiente relación: Altura de escalón = b Ec. (2) {m2 - nx) en donde, b denota la altura de fase, ? denota la longitud de onda de diseño, v.gr., 550 nm, n2 denota el índice de refracción de la óptica, y ni denota el índice de refraccdión del medio que rodea a la óptica en donde, para el escalón 26a, b queda en una escala de alrededor de -0.2 a alrededor de 0.2, y
para los otros escalones, b queda en una escala de alrededor de 0.45 a alrededor de 0.55, y es de preferencia alrededor de 0.5. La Ecuación (2) anterior indica que la altura de escalón que separa la zona central de su zona vecina es diferente a las alturas de escalón restantes. Más específicamente, las alturas de escalón distintas a la que separa la zona central de su zona vecina son substancialmente uniformes y producen un retraso de fase óptica que resulta en que la zona difrangente que divide la luz incidente de manera aproximadamente igual entre el enfoque cercano, que corresponde al primer orden de la estructura difrangente, y el enfoque de distancia, que corresponde al orden de difracción de cero. En contraste, la altura de escalón que separa la zona central de su zona vecina genera un retraso de fase diferente, que ocasiona que alguna de la luz incidente sea dirigida a la ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado. En otras palabras, el retraso de fase diferente generado por la altura de escalón entre la zona central y su zona vecina altera la contribución de la zona central a la luz difractada por la estructura difrangente de modo que mientras que la zona central continúa contribuyendo luz a los enfoques cercano y alejado, dirija parte de la luz
a una ubicación intermedia entre esos enfoques - la zona central no es un contribuyente perfecto a la estructura difrangente regular. Dicha estructura difrangente en la presente también se refiere como una "estructura difrangente frustrada" y la difracción que produce también se refiere en la presente como una "difracción frustrada" para indicar que modifica un patrón de difracción regular de manera de desviar parte de la luz incidente a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado. Además, la ubicación intermedia también se refiere en la presente como el enfoque intermedio, aún cuando en muchas modalidades, la convergencia de luz en la ubicación intermedia no resulta en un enfoque tan agudo como aquellos presentes en los enfoques cercano y alej ado . En algunas modalidades, el paso de separar la zona central de su zona vecina se elimina (es decir, la altura de escalón entre la primera y segunda zonas de difracción se ajusta a cero) de manera de dirigir una porción de la luz incidente a la ubicación intermedia. En otras palabras, la primera y segunda zonas de difracción se hacen hacia una sola zona central para generar un enfoque intermedio. En algu8nas modalidades, además de tener cuando menos dos alturas de escalón consecutivas generando retrasos
de fase que difieren uno del otro por un valor mayor a un umbral (v.gr., mayor de alrededor de 1/20 de longitud de onda) , una pluralidad de alturas de escalón que separan las zonas difrangentes de la estructura difrangente del IOL se apodizan de manera de desviar la distribución de la energía de luz entre los enfoques cercano y alejado a medida que cambia el tamaño de pupila, v.gr., para reducir el brillo. Por fía de ejemplos, las Figuras 3A y 3B ilustran esquemáticamente un IOL 28 de ejemplo de conformidad con dicha modalidad de la invención que incluye una óptica 30 que tiene una superficie 32 óptica anterior y una superficie 34 óptica posterior dispuestas alrededor de un eje óptico OA, y una estructura 36 difrangente dispuesta en la superficie óptica anterior. Similar a la modalidad anterior, la óptica 30 proporciona una potencia de enfoque alejado, v.gr., en una escala de alrededor de 6 D a alrededor de 34 D (v.gr., en una escala de alrededor de 16 D a alrededor de 28 D) . Además, la óptica 30 incluye háptica 38 que facilita su implantación en el ojo de un paciente. La estructura 36 difrangente se forma mediante una pluralidad de zonas 40 difrangentes separadas una de la otra por una plucalidad de escalones 42a - 42e. Similar a la modalidad anterior, la estructura difrangente genera un
enfoque cercano correspondiente a su primer orden de difracción y un enfoque alejado que corresponde al orden de cero de la estructura difrangente. Además, una diferencia entre los retrasos de fase generados por los escalones 42a y 42b consecutivos está configurada, vf.gr., de una manera arriba discutida en conexión con la modalidad anterior, de modo que la estructura difrangente dirija una porción de la luz incidente a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado. Además, en esta modealidad, las alturas de los escalones 42b, 42c, 42d y 42e están apodizadas, es decir, varían como una función de su distancia radial desde el eje óptico OA. Por ejemplo, en esta modalidad de ejemplo, las alturas de esos escalones disminuyen a medida que sis distancias desde el eje óptico aumentan. Esta apodización ocasiona un desplazamiento en la distribución de la energía de luz entre los enfoques cercano y alejado a medida que varía el tamaño de pupila, es decir, a medida que el número de zonas que contribuyen a la difracción de luz cambia Con referencia continuada a las Figuras 3A y 3B, en esta modalidad de ejemplo, las alturas de escalón de los límites de zona de la estructura 36 difrangente se pueden definir de conformidad con las siguientes relaciones: para el escalón que separa la zona central de la
segunda zona (es decir, escalón 42a) : Altura de escalón = ?? Ec (4a) (n2 - nx) en donde b es la altura de fase con un valor en una escala de alrededor de -0.2 a alrededor de 0.2 y los otros parámetros se definen abajo, y para los otros escalones: Altura de escalón = b -fapodiza Ec. (4b) (n2 - n en donde, b denota la altura de fase con un valor entre alrededor de 0.45 a alrededor de 0.55 (de preferencia alrededor de 0.5), ? denota la longitud de onda de diseño, v.gr., 500 nm, n2 denota el índice de refracción de la óptica, ni denota el índice de refracción del medio que rodea a la óptica, y -fapodi?a denota una función de apodización. Una variedad de funciones de apodización se puede emplear. Por ejemplo, en algunas modalidades, la función de apodización (f~apocüza) se puede definir de conformidad con la
siguiente relación: ¦fapodiza = 1 - { ri - rin } exp, rin < rx < rfuera Ec. (5) ( Afuera — ^dentro) en donde ri denota la distancia de cada limite de zona radial desde la intersección del eje óptico con la superficie, ^dentro denota el limite interno de la zona de apodización, que en la modalidad de ejemplo anterior corresponde al limite interno de la segunda zona de difracción, rfuera denota el limite externo de la zona de apodización, y exp denota un exponente para obtener una reducción deseada en alturas de escalón. Detalles adicionales respecto a la apodización de las alturas de escalón se pueden encontrar, v.gr . , en la Patente de EUA No. 5,600,142, que se incorpora en la presente por referencia. Otras funciones de apodización también se pueden emplear. Por vía de ejemplo, las funciones de apodización alternativas descritas en una solicitud de patente copendiente titulada "Lentes infraoculares Difrangentes Truncados" que está cedida al cesionario de la presente solicitud, se pueden utilizar.
Por vía de ejemplo, la Figura 4A ilustra un perfil de función de dispersión de linea calculada (LSF) , que corresponde a la intensidad a través de la imagen de un objeto de linea, para un lente difrangente apodizado que tiene una estructura difrangente apodizada convencional en la que todas las alturas dee escalón se definen dee conformidad con la Ecuación (4b) anterior con un solo valor de b (sin una diferencia significativa entre los retrasos de fase ocasionados por los primeros dos escalones) . La Figura 4A muestra una fase teóricamente calculada para dicho lente a través de la pupila de lente como una función de la distancia cuadrada desde el centro de lente. Por vía de comparación, la Figura 5B ilustra el perfil LSFR de un lente difrangente apodizado de conformidad con una modalidad de la invención que tiene una estructura difrangente cuyas alturas de escalón se definen de conformidad con las Ecuaciones (4a) y (4b) (es decir, un lente que exhibe "difracción frustrada") que tiene un diámetro de zona central mayor, y un retraso de fase menor en el primer escalón, que aquellos de los lentes convencionales. Y la Figura 5B muestra la fase óptica teóricamente calculada para dicho lente a través de la pupila de lente como una función del cuadrado de la distancia desde el centro de lente. Haciendo referencia nuevamente a las
Figuras 4A y 4B, ambas de los perfiles LSF se calcularon para un diámetro de pupila de tamaño de 3 mm. El perfil de LSF correspondiente al lente difrangente fr4ustrado exhibe un enfoque de linea central distinto que no está presente en el LSF correspondiente al lente difrangente apodizado convencional, indicando que el lente difrangente frustrado dirige una porción de la energía de luz a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado y por lo tanto mejora la visión intermedia. En algunas modalidades , k las ubicaciones de una o más límites de zona se alteran con relación a aquellas definidas por la Ecuación (1) anterior de manera de proporcionar una difracción frustrada, dirigiendo de esta manera una porción de la luz incidente a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado. Por ejemplo, la ubicación de uno o más límites de zona puede diferir de aquellos dictados por la Ecuación (1) anterior por un facftor en una escala de alrededor de 20% a alrededor de 50%. En algunas modalidades, esta configuración de las ubicaciones de límite de zona se emplea en lugar de ajusfar los retrasos de fase ocasionados por los límites de zona a fin de lograr la difracción frustrada - aún cuando en otras modalidades las ubicaciones de los límites de zona así como sus retrasos de
fase asociados se pueden configurar para obtener una difracción frustrada. Por vía de ejemplo, el diámetro de la zona central puede ser diferente, v.gr., mayor, que aquel definido por la Ecuación (1) anterior de modo que la estructura difrangente dirigiría parte de la luz incidente a una ubicación entre los enfoques cercano y alejado. Por ejemplo, el radio de la zona central puede ser mayor de s f, v.gr., por un factor en una escala de alrededor de 20 a alrededor de 50 por ciento. Algunas modalidades, las alturas de escalón asociadas con más de un límite de zona se pueden ajustar, v.gr., de una manera arriba discutida, para ocasionar que la estructura difrangente dirija una porción de la luz incidente a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado. Además, en algunas otras modalidades, en lugar de ajustar la altura del escalón que separa la zona central de su zona vecina, una o más alturas de escalón asociadas con otros límites de zona están configurados, v.gr., de una manera discutida arriba, de modo que la estructura difrangente dirigiría una porción de la luz incidente a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado. Por ejemplo, la difracción puede ser "frustrada" en una o más zonas periféricas.
En algunas otras modalidades, la curvatura superficdial de cuando menos una zona de difracción es diferente de aquella de cuando menos una zona de difracción adyacente de modo que la estructura difrangente dirigiría una porción de la luz incidente a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado. Por vía de ejemplo, la Figura 6 ilustra esquemáticamente un IOL 44 de ejemplo de conformidad con dicha modalidad que incluye una óptica 46 que tiene una superficie 48 óptica anterior y una superficie 50 óptica posterior. El IOL incluye además una estructura 52 difrangente dispuesta en una porción de la superficie anterior. La óptica 46 proporciona una potencia óptica de enfoque alejado, v.gr., en una escala de alrededor de 6 D a alrededor de 34 D, y una potencia añadida de enfoque cercano, v.gr., en una escala de alrededor de 2 D a alrededor de 4 D. La estructura 52 difrangente incluye una pluralidad ded zonas 54 de difracción que están separadas una de la otra por una pluralidad de escalones, que pueden ser uniformes, apodizados (ya sea en una manera convencional o de una manera de conformidad con las enseñanzas de la invención) . En esta modalidad de ejemplo, la estructura difrangente se caracteriza por una pluralidad de alturas de escalón substancialmente uniforme.
En esta modalidad, la curvatura superficial de la zona de difracción central (es decir, la zona 54a) es diferentes (es más inclinada en este caso) de aquella de la zona adyacentes 8es decir, la zona 54b) de modo que la estructura difrangente dirige una porción de la radiación incidente a una ubicación intermedia entre los enfoques cercano y alejado. Por vía de ejemplo, la diferencia entre las curvaturas superficiales de las dos zonas difrangentes puede ser, v.gr., de una escala de alrededor de 10% a alrededor de 50%, por ejemplo, alrededor de 10%. Aún cuando en esta modalidad, las curvaturas superficiales de la zona de difracción central y aquella de su zona adyacente están configuradas para dirigir una porción de la energía de luz incidente a la ubicación intermedia, en modalidades alternativas, otras zonas de difracción se pueden configurar de esta manera para proporcionar un enfoque intermedio. Además, en algunas modalidades, las curvaturas superficiales de más de dos zonas de difracción se pueden adaptar, v.gr., de una manera arriba discutida, para dirigir luz a la ubicación intermedia. En algunas modalidades, la superficie de cuando menos una zona de difracción exhibe una asfericidad diseñada para ocasionar que la estructura difrangente envíe una
porción de la energía de luz incidente a la ubicación intermedia. Por vía de ejemplo, la Figura 7 ilustra esquemáticamente un IOL 56 que comprende una óptica 58 que tiene una superficie 60 óptica posterior y una superficie 62 óptica anterior en la que una estructura 64 difrangente se dispone. Similar a las modalidades anteriores, la estructura 64 difrangente se forma de una pluralidad de zonas de difracción separadas una de la otra por una pluralidad de escalones. Mientras que en algunos casos (v.gr., en esta modalidad de ejemplo), los escalones están configurados para ocasionar difracción frustrada, en otras modalidades los escalones pueden ser substancialmente uniformes o ser apodizados de una manera convencional. La superficie 62 anterior se caracteriza por un perfil de base substancialmente esférico. El perfil superficial de la zona de difracción cdentral (zona A) , 1 sin embargo, exhibe una asfericidad caracterizada, por ejemplo, por una constante cónica en una escala de alrededor de -10 a alrededor de -1000 (v.gr., en una escala de alrededor de -10 a alrededor de -100) , de manera de ocasionar que la estructura difrangente desvíe una porción de la energía de luz incidente a la ubicación intermedia. En algunas modalidades, los perfiles superficfiales
de una pluralidad de zonas de difracción (los perfiles superficiales entre los limites de zona) exhiben asfericidades seleccionadas, es decir, similares a aquellas arriba discutidas, de manera de dirigir luz a la ubicación intermedia. Esto corresponde a crear desviaciones de las lineas rectas para los perfiles semejantes a dientes de sierra mostrados en la Figura 5B. En algunas modalidades, el perfil de base de cuando menos una de las superficies ópticas del IOL exhibe un grado seleccionado de asfericidad o toricidad de manera de proporcionar calidad de visión mejorada. Por ejemplo, la Figura 8 ilustra esquemáticamente un IOL 66 de conformidad con otra modalidad de la invención que incluye una óptica 68 que tiene una superficie 70 óptica anterior y una superficie 72 óptica posterior dispuestas alrededor de un eje 74 óptico. Una estructura 76 difrangente frustrada de conformidad con las enseñanzas de la invención se dispone en la superficie anterior. Además, la superficie posterior incluye un perfil que es substancialmente coincidente con un perfil esférico (mostrado por lineas de guiones) a distancias pequeñas desde el eje óptico y exhibe una desviación que aumenta desde ese perfil esférico como una función de distancia radial incrementante desde el eje óptico. En algunas modalidades,
esta desviación puede impartir un grado seleccionado de asfericidad a la superficie posterior, v.gr., uno caracterizado por una constante cónica en una escala de alrededor de -10 a alrededor4 de -1000 8v.gr., en una escala de alrededor de -10 a alrededor de -100) , de manera de proporcionar calidad de visión mejorada. En algunas otras modalidades, el perfil de base de la superficie en la que la estructura difrangente frustrada se dispone (v.gr., la superficie 20 óptica anterior en este caso) puede exhibir un grado seleccionado de asfericidad de manera de mejorar la calidad de visión. Además, en otras modalidades, una o más superficies de un IOL que tiene una estructura difrangente frustrada, tal como el IOL 66 anterior, puede exhibir un grado seleccionado de toricidad para calidad de visión mejorada. Por ejemplo, las superficies 70 o 72 anterior y/o la posterior del IOL 66 pueden tener un perfil de base tórico . En algunas modalidades, el IOL difrangente frustrado se puede formar de un material que puede proporcionar alguna filtración de la luz azul. Por vía de ejemplo, el IOL se puede formar de material Acrysof Natural. Por vía de ejemplo adicional, la Patente de EUA No .1 5,470,932, incorporada en la presente por referencia,
describe tintes amarillos polimerizables que se pueden utilizar para bloquear o reducir la intensidad de luz azul transmitida a través del IOL. En las modalidades anteriores, se discuten diversas formas de proporcionar un lente difrangente frustrado. Se debe ente3nder que cada una de las particularidades estructurales utilizadas en las modalidades anteriores para generar un enfoque intermedio se pueden emplear individualmente, o en combinación con una o más particularidades distintas. Por ejemplo, en algunas modalidades, además de configurar la altura de escalón que3 separa la zona central de su zona adyacente para generar un enfoque intermedio, la curvatura de la zona central también se puede ajustar de una manera arriba discutida de manera de dirigir una porción de luz incidente al enfoque intermedio. Los diversos lentes arr4iba discutidos se pueden fabricar empleando técnicas de fabricación conocidas en el ramo . Aquellos que tengan experiencia ordinaria en el ramo apreciarán que se pueden hacer varios cambios a las modalidades anteriores sin abandonar el alcance de la invención .