RU2782557C2

RU2782557C2 - Trifocal artificial ophthalmic lens and its manufacturing method

Info

Publication number: RU2782557C2
Application number: RU2020124930A
Authority: RU
Inventors: Ласло Ференц КОНТУР; Даниель БЕРЧЕНЬИ; Габор ЭРДЕИ; Бенце ПАПДИ
Original assignee: Медицонтур Орвоштечникаи Кфт.
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2022-10-31

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: trifocal artificial ophthalmic lens contains a front optical surface and a rear optical surface and has an optical axis, while the front or rear optical surface contains an optical system having three foci and having at least partially diffraction profile. At the same time, three foci correspond to two foci related to 0 and 1^st diffraction orders of the diffraction profile and a focus related to enhanced diffraction side maximums between foci related to 0 and 1^st diffraction orders.

EFFECT: use of this group of inventions will provide vision at an intermediate distance and a near distance in addition to distant vision (vision at a far distance).

12 cl, 9 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Изобретение относится к трифокальной искусственной офтальмологической линзе, которая может быть искусственной линзой, имплантируемой в капсульный мешок, цилиарную борозду или в переднюю камеру, это может быть контактная линза или искусственная линза, которая может быть имплантирована в роговицу с использованием техники вкладки или накладки. Изобретение также относится к способу изготовления такой трифокальной искусственной офтальмологической линзы.The invention relates to a trifocal artificial ophthalmic lens, which can be an artificial lens implantable in the capsular bag, ciliary sulcus or anterior chamber, it can be a contact lens or an artificial lens that can be implanted in the cornea using an inlay or onlay technique. The invention also relates to a method for manufacturing such a trifocal artificial ophthalmic lens.

Уровень техникиState of the art

Хрусталик человека передает большую часть видимого диапазона электромагнитного спектра, однако после достижения пожилого возраста, в результате травмы или воздействия экстремальных доз ультрафиолетового или рентгеновского излучения, человеческий глаз может постепенно стать мутным. Это состояние называется катарактой. Кроме того, существует врожденная катаракта, которая наследуется или является результатом инфекции во время беременности. В настоящее время единственным эффективным способом лечения катаракты является удаление мутного хрусталика и изменение оптической силы хрусталика с помощью имплантируемой искусственной офтальмологической линзы.The human lens transmits most of the visible range of the electromagnetic spectrum, but after reaching old age, as a result of injury or exposure to extreme doses of ultraviolet or x-ray radiation, the human eye can gradually become cloudy. This condition is called a cataract. In addition, there are congenital cataracts that are inherited or are the result of infection during pregnancy. Currently, the only effective way to treat cataracts is to remove the cloudy lens and change the optical power of the lens with an implantable artificial ophthalmic lens.

Дополнительным показанием для имплантации искусственной офтальмологической линзы может быть рефрактивный дефект такой степени, что его коррекция невозможна или возможна лишь частично с помощью очков, контактных линз или лазерной хирургии роговицы. Эта процедура называется простой рефракционной заменой хрусталика.An additional indication for the implantation of an artificial ophthalmic lens may be a refractive defect of such a degree that its correction is impossible or only partially possible with glasses, contact lenses or corneal laser surgery. This procedure is called simple refractive lens replacement.

Вплоть до второй половины восьмидесятых годов XX века имплантируемые искусственные офтальмологические линзы были только монофокальными, которые формировали на сетчатке четкое изображение объектов, расположенных на определенном расстоянии (обычно на расстоянии более 4 метров).Until the second half of the 1980s, implantable artificial ophthalmic lenses were only monofocal, which formed a clear image of objects located at a certain distance (usually more than 4 meters) on the retina.

Рефракционные мультифокальные искусственные офтальмологические линзы, доступные с девяностых годов XX века, содержат концентрические или асимметричные зоны с различной преломляющей силой. Их недостаток заключается в том, что оптические характеристики сильно зависят от размера зрачка, кроме того, измерение распределения интенсивности входящего света вблизи сетчатки не является плавным в функции зависимости от диаметра зрачка.Refractive multifocal artificial ophthalmic lenses, available since the nineties of the XX century, contain concentric or asymmetric zones with different refractive power. Their disadvantage is that the optical characteristics are highly dependent on the pupil size, in addition, the measurement of the intensity distribution of the incoming light near the retina is not smooth as a function of the pupil diameter.

Дифракционные бифокальные искусственные офтальмологические линзы, появившиеся в 2000-х годах, также создавали на сетчатке четкие изображения объектов, находящихся на дистанции чтения (приблизительно 35–40 см), однако эти искусственные офтальмологические линзы также не могли заменить естественной хрусталик глаза человека по возможности аккомодации.Diffractive bifocal artificial ophthalmic lenses, which appeared in the 2000s, also created clear images of objects at a reading distance (approximately 35–40 cm) on the retina, but these artificial ophthalmic lenses also could not replace the natural lens of the human eye in terms of accommodation.

В результате широкого распространения в настоящее время видов деятельности, выполняемых с использованием экранов, возросла важность качества изображений на промежуточной дистанции (приблизительно 60–80 см). Широко используемые c 2010-х годов дифракционные трифокальные искусственные офтальмологические линзы способны удовлетворить эту потребность.As a result of today's widespread activities performed using screens, the importance of image quality at an intermediate distance (approximately 60-80 cm) has increased. Widely used since the 2010s, diffractive trifocal artificial ophthalmic lenses can meet this need.

С увеличением возраста человека аккомодация глаза ухудшается в результате ухудшения гибкости естественного хрусталика человека и ослабления цилиарных мышц. Это состояние старения глаз называется пресбиопией. Благодаря наличию трифокальных искусственных офтальмологических линз, а также линз с увеличенной глубиной фокуса (EDOF), имплантаты искусственных офтальмологических линз, помимо хирургии катаракты, обеспечивают не только сугубо рефракционную замену хрусталика, но они также могут компенсировать аккомодацию. Для имплантатов, изготавливаемых для целей, отличных от хирургии катаракты, обычно для более молодой и активной возрастной группы (45–50 лет), требуется обеспечивать четкое изображение на рабочей дистанции (60–80 см) в дополнение к дальней дистанции и ближней дистанции.With increasing human age, the accommodation of the eye deteriorates as a result of the deterioration of the flexibility of the human natural lens and the weakening of the ciliary muscles. This aging eye condition is called presbyopia. Due to the presence of trifocal artificial ophthalmic lenses, as well as lenses with increased depth of focus (EDOF), artificial ophthalmic lens implants, in addition to cataract surgery, provide not only a purely refractive lens replacement, but they can also compensate for accommodation. For implants made for purposes other than cataract surgery, usually for the younger and more active age group (45–50 years), it is required to provide a clear image at the working distance (60–80 cm) in addition to far and near distance.

В описание изобретения к патенту US 5121980 (Cohen) содержатся сведения о том, что побочный максимум, попадающий между 0-ым порядком дифракции и 1-ым порядком дифракции, может быть минимизирован за счет смещения зон фазового сдвига в направлении, перпендикулярном оптической оси, таким образом, чтобы максимальный фазовый сдвиг для центральной зоны фазового сдвига составлял λ/4, где λ – длина волны света, для которой предназначен дифракционный оптический элемент.The description of the invention to patent US 5121980 (Cohen) contains information that the side maximum falling between the 0th diffraction order and the 1st diffraction order can be minimized by shifting the phase shift zones in the direction perpendicular to the optical axis, such so that the maximum phase shift for the central phase shift zone is λ/4, where λ is the wavelength of light for which the diffractive optical element is intended.

В описании изобретения к патенту ЕР 2045648 В1 (Simpson и др.) раскрывается дифракционно-рефракционная многофокальная линза с рефракционной центральной зоной. Центральная зона имеет фокусное расстояние, необходимое для дальнего видения (или ближнего, или промежуточного). Техническое решение характеризуется тем, что центральная зона может рассматриваться как оптический рефракционный элемент только в том случае, если диаметр зрачка равен или меньше диаметра центральной зоны.EP 2045648 B1 (Simpson et al.) discloses a diffractive-refractive multifocal lens with a refractive central zone. The central zone has the focal length required for far vision (either near or intermediate). The technical solution is characterized by the fact that the central zone can be considered as an optical refractive element only if the pupil diameter is equal to or less than the diameter of the central zone.

В описании изобретения к патенту US 2010/0131060 А1 (Simpson и др.) описывается дифракционно-рефракционная многофокальная линза, которая имеет рефракционную центральную зону, причем интенсивность в фокусе центральной зоны (дальнем, ближнем или промежуточном) увеличена, и качество создаваемого изображения (функция передачи модуляции, MTF) многофокальной линзы, содержащей такую рефракционную центральную зону, оптимизировано для дальнего фокуса. Техническое решение характеризуется тем, что центральная зона может рассматриваться как оптический рефракционный элемент только в том случае, если диаметр зрачка равен или меньше диаметра центральной зоны.In the description of the invention to patent US 2010/0131060 A1 (Simpson and others) describes a diffractive-refractive multifocal lens, which has a refractive central zone, and the intensity at the focus of the central zone (far, near or intermediate) is increased, and the quality of the created image (function modulation transfer, MTF) of a multifocal lens containing such a refractive central zone is optimized for far focus. The technical solution is characterized by the fact that the central zone can be considered as an optical refractive element only if the pupil diameter is equal to or less than the diameter of the central zone.

Описание изобретения к патенту US 5344447 А (Swanson) описывает бинарный дифракционный (Dammann) профиль поверхности, который создает три фокуса путем усиления -1-го, 0-го и +1-го порядков дифракции. Недостатком этого решения является то, что отношения интенсивностей в -1-м и +1-м порядках одинаковые, и они не могут изменяться независимо друг от друга.Description of the invention to patent US 5344447 A (Swanson) describes a binary diffractive (Dammann) surface profile, which creates three foci by enhancing the -1st, 0th and +1st diffraction orders. The disadvantage of this solution is that the intensity ratios in the -1st and +1st orders are the same, and they cannot be changed independently of each other.

Описание изобретения к патенту ЕР 2503962 (А1) (Houbrechts и др.) представляет способ проектирования, основой которого является объединение двух дифракционных бифокальных профилей поверхности, где первый порядок дифракции так называемого первого дифракционного профиля поверхности и второй порядок дифракции так называемого второго дифракционного профиля поверхности совпадают. Следовательно, три фокуса создаются 0-м, +1-м и +2-м порядками дифракции в пределах профиля наложенных дифракционных поверхностей.Description of the invention to patent EP 2503962 (A1) (Houbrechts et al.) represents a design method, the basis of which is the combination of two diffractive bifocal surface profiles, where the first order of diffraction of the so-called first diffractive surface profile and the second order of diffraction of the so-called second diffractive surface profile coincide . Therefore, three foci are created by the 0th, +1st, and +2nd diffraction orders within the profile of the superimposed diffractive surfaces.

Описание изобретения к патенту US 2011292335 (А1) (Schwiegerling) раскрывает дифракционный профиль поверхности, в котором изменяется высота ступеней четных и нечетных элементов сдвига фазы, отсчитываемых от оптической оси. Другим возможным вариантом решения является дифракционный профиль поверхности, в котором высота ступеней четных и нечетных элементов сдвига фазы, отсчитываемых от оптической оси, изменяется, при этом высота ступеней четных и нечетных элементов сдвига фазы изменяется независимо друг от друга с использованием отдельных функций аподизации. Такие дифракционные профили поверхности также обеспечивают трифокальную оптическую характеристику с усилением 0-го, +1-го и +2-го порядков дифракции.Description of the invention to patent US 2011292335 (A1) (Schwiegerling) discloses a diffraction profile of the surface, in which the height of the steps of even and odd phase shift elements measured from the optical axis changes. Another possible solution is a diffractive surface profile in which the step height of even and odd phase shift elements measured from the optical axis is changed, while the step height of even and odd phase shift elements is changed independently of each other using separate apodization functions. Such surface diffraction profiles also provide a trifocal optical response with 0, +1, and +2 diffraction order gains.

В описании изобретения к патенту US 20070182921 А1 (Zhand и др.) описывается одновременное использование профиля традиционного пилообразного типа бифокальной оптической дифракционной поверхности (во внешней зоне интраокулярной линзы) и профиля бинарного (Dammann) типа трифокальной оптической дифракционной поверхности (во внутренней зоне интраокулярной линзы). Недостатком этого решения также является то, что в случае малых размеров зрачков отношения интенсивностей в -1-м и +1-м порядках дифракции являются одинаковыми и не могут изменяться независимо друг от друга.The description of the invention to patent US 20070182921 A1 (Zhand et al.) describes the simultaneous use of a traditional sawtooth profile of a bifocal optical diffractive surface (in the outer zone of the intraocular lens) and a binary (Dammann) profile of a trifocal optical diffractive surface (in the inner zone of the intraocular lens) . The disadvantage of this solution is also that in the case of small pupil sizes, the intensity ratios in the -1st and +1st diffraction orders are the same and cannot change independently of each other.

Общим недостатком решений, представленных в последних четырех патентных документах, является то, что создание второго дифракционного порядка влечет за собой неизбежные потери света и нежелательное рассеяние света.A common disadvantage of the solutions presented in the last four patent documents is that the creation of a second diffraction order entails inevitable loss of light and unwanted light scattering.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Задачей изобретения является преодоление недостатков известных решений, по меньшей мере частично, и создание многофокальной искусственной офтальмологической линзы, которая в качестве искусственной офтальмологической линзы обеспечивает видение на промежуточной дистанции и ближней дистанции в дополнение к дальнему видению (видению на дальней дистанции).The object of the invention is to overcome the shortcomings of the known solutions, at least in part, and to provide a multifocal artificial ophthalmic lens which, as an artificial ophthalmic lens, provides intermediate and near vision in addition to far vision (far vision).

Было установлено, что путем усиления дифракционного побочного максимума, возникающего между 0-м и 1-м порядками дифракции, можно спроектировать трифокальную линзу, которая выполняет вышеупомянутую задачу без создания дополнительных порядков дифракции, другими словами, 0-ой порядок дифракции искусственной офтальмологической линзы с дифракционным профилем создает на сетчатке четкие изображения дальних объектов (дистанция до объекта более 4 м), 1-й порядок дифракции искусственной офтальмологической линзы с дифракционным профилем создает на сетчатке четкие изображения близких объектов (дистанция до объектов 30–40 см), а усиленный побочный максимум искусственной офтальмологической линзы с дифракционным профилем создает на сетчатке четкие изображения промежуточных объектов (дистанция до объектов 60-80 см).It has been found that by enhancing the diffraction side peak occurring between the 0th and 1st diffraction orders, it is possible to design a trifocal lens that accomplishes the above task without creating additional diffraction orders, in other words, the 0th diffraction order of an artificial ophthalmic lens with a diffractive profile creates clear images of distant objects on the retina (the distance to the object is more than 4 m), the 1st order of diffraction of an artificial ophthalmic lens with a diffractive profile creates clear images of close objects on the retina (the distance to objects is 30–40 cm), and the enhanced side maximum of the artificial An ophthalmic lens with a diffractive profile creates clear images of intermediate objects on the retina (distance to objects 60-80 cm).

Другими словами, объектом изобретения является трифокальная (многофокальная) искусственная офтальмологическая линза, которая содержит переднюю оптическую поверхность, заднюю оптическую поверхность и имеет оптическую ось, при этом передняя и/или задняя оптическая поверхность содержит оптическую систему, имеющую три пригодных для формирования изображения фокуса и имеющую, по меньшей мере частично, дифракционный профиль. Изобретение характеризуется тем, что три пригодных для формирования изображения фокуса реализуются посредством фокусов, относящихся к 0-му и 1-му порядкам дифракции дифракционного профиля, и к фокусу, относящемуся к усиленным дифракционным побочным максимумам, попадающим между фокусами, относящимися к 0-му и 1-му порядкам дифракции.In other words, the object of the invention is a trifocal (multifocal) artificial ophthalmic lens that contains an anterior optical surface, a posterior optical surface and an optical axis, wherein the anterior and/or posterior optical surface comprises an optical system having three foci suitable for imaging and having , at least in part, the diffraction profile. The invention is characterized in that the three foci suitable for imaging are realized by means of foci related to the 0th and 1st diffraction orders of the diffraction profile, and to a focus related to enhanced diffraction side peaks falling between the foci related to the 0th and 1st diffraction profiles. 1st order of diffraction.

Объектом изобретения также является способ, с помощью которого может быть изготовлена вышеупомянутая искусственная офтальмологическая линза.The subject of the invention is also a method by which the aforementioned artificial ophthalmic lens can be produced.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 - схематический вид сбоку варианта осуществления настоящего изобретения.Fig. 1 is a schematic side view of an embodiment of the present invention.

На фиг. 2 показан сдвиг фазы, создаваемый неаподизированным дифракционным профилем пилообразного типа, в зависимости от расстояния, измеряемого от оптической оси, максимальный сдвиг фазы в центральной зоне составляет 5/8 λ.In FIG. 2 shows the phase shift produced by a non-apodized sawtooth diffraction profile as a function of the distance measured from the optical axis, the maximum phase shift in the central zone is 5/8 λ.

На фиг. 3 показан также сдвиг фазы, создаваемый неаподизированным дифракционным профилем пилообразного типа в зависимости от расстояния, измеряемого от оптической оси, максимальный сдвиг фазы в центральной зоне составляет 3/4 λ.In FIG. 3 also shows the phase shift created by a non-apodized sawtooth diffraction profile as a function of the distance measured from the optical axis, the maximum phase shift in the central zone is 3/4 λ.

На фиг. 4–9 представлена функция передачи модуляции (MTF) искусственной офтальмологической линзы, содержащей дифракционный профиль, представленный на фиг. 2 и 3, в зависимости от расстояния от фокуса, при пространственной частоте 50 линий/мм, но в случае апертур различного диаметра, т.е. размера зрачка. In FIG. 4-9 show the modulation transfer function (MTF) of an artificial ophthalmic lens containing the diffraction profile shown in FIG. 2 and 3, depending on the distance from the focus, at a spatial frequency of 50 lines/mm, but in the case of apertures of different diameters, i.e. pupil size.

Поскольку искусственная офтальмологическая линза, описанная в настоящем изобретении, может представлять собой искусственную линзу, имплантируемую в капсульный мешок, цилиарную борозду или в переднюю камеру, или может быть контактной линзой, или искусственной линзой, которая может имплантироваться в роговицу с использованием техники вкладки или накладки, то раскрытые варианты осуществления изобретения могут использоваться для любого из вышеупомянутых местоположений.Since the artificial ophthalmic lens described in the present invention may be an artificial lens implantable in the capsular bag, ciliary sulcus, or anterior chamber, or may be a contact lens, or an artificial lens that may be implanted in the cornea using an inlay or onlay technique, then the disclosed embodiments of the invention may be used for any of the aforementioned locations.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения Detailed description of embodiments of the invention

Фиг. 1 иллюстрирует схематический вид сбоку варианта осуществления настоящего изобретения, в котором искусственная офтальмологическая линза 20 содержит переднюю оптическую поверхность 21 и заднюю оптическую поверхность 22. Передняя оптическая поверхность 21 и задняя оптическая поверхность 22 имеют общую оптическую ось 23, а задняя оптическая поверхность 22 образована в виде многофокальной оптической системы 24 с дифракционным профилем 25. В настоящем варианте осуществления изобретения имплантируемая искусственная линза также содержит гаптики 26.Fig. 1 illustrates a schematic side view of an embodiment of the present invention in which the artificial ophthalmic lens 20 comprises an anterior optic surface 21 and a posterior optic surface 22. The anterior optic surface 21 and the posterior optic surface 22 have a common optic axis 23, and the posterior optic surface 22 is formed as multifocal optical system 24 with a diffractive profile 25. In the present embodiment, the implantable artificial lens also contains haptics 26.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения максимальный сдвиг фазы в центральной зоне 27 дифракционного профиля 25 составляет больше чем λ/2, но меньше чем 3/4λ, где λ – длина волны света, для которого рассчитан дифракционный оптический элемент. На фиг. 2 показан дифракционный профиль 25 пилообразного типа в виде зависимости от расстояния, измеряемого от оптической оси 23, где максимальный сдвиг фазы в центральной зоне 27 составляет 5/8λ, при этом указанный сдвиг фазы означает сдвиг фазы относительно основания, определяемого базовыми точками 30а дифракционного профиля. Представленный дифракционный профиль 25 является неаподизированным, иными словами, высота зон 28 сдвига фазы за пределами центральной зоны 27 является одинаковой. Пунктирная линия на фигуре показывает исходный профиль, а сплошная линия иллюстрирует модификацию, соответствующую изобретению. Исходный профиль показывает дифракционную структуру традиционной бифокальной линзы, известной как такой, в случае, когда бифокальность обеспечивается тем, что максимальный сдвиг фазы в отдельных зонах составляет λ/2, а области 29′ между границами этих отдельных зон имеют одинаковый размер, иными словами, области 29' зон 28' сдвига фазы за пределами центральной зоны 27' исходного профиля являются такими же, как области 29', ограниченные центральной зоной 27', как это известно специалистам в данной области техники. Дуга, соединяющая базовые точки 30а центральной зоны 27 в дифракционном профиле, соответствующем изобретению (из базовых точек 30а показана только одна), параллельна дуге, соединяющей базовые точки 30а' центральной зоны 27' исходного профиля, а области 29 между границами зон 28 сдвига фазы имеют такой же размер, как область 29', ограниченная центральной зоной 27' исходного профиля.In a preferred embodiment of the invention, the maximum phase shift in the central zone 27 of the diffractive profile 25 is greater than λ/2 but less than 3/4λ, where λ is the wavelength of light for which the diffractive optical element is designed. In FIG. 2 shows the sawtooth type diffraction profile 25 as a function of the distance measured from the optical axis 23, where the maximum phase shift in the central zone 27 is 5/8λ, said phase shift being the phase shift relative to the base defined by the base points 30a of the diffraction profile. The presented diffraction profile 25 is non-apodized, in other words, the height of the phase shift zones 28 outside the central zone 27 is the same. The dotted line in the figure shows the original profile, and the solid line illustrates the modification according to the invention. The initial profile shows the diffractive structure of a traditional bifocal lens, known as such, in the case where the bifocality is ensured by the fact that the maximum phase shift in the individual zones is λ/2, and the regions 29' between the boundaries of these individual zones are of the same size, in other words, the regions The 29' zones 28' of the phase shift outside the central zone 27' of the original profile are the same as the areas 29' bounded by the central zone 27', as is known to those skilled in the art. The arc connecting the base points 30a of the central zone 27 in the diffraction profile corresponding to the invention (only one of the base points 30a is shown) is parallel to the arc connecting the base points 30a' of the central zone 27' of the original profile, and the regions 29 between the boundaries of the phase shift zones 28 have the same size as the region 29' bounded by the central zone 27' of the original profile.

Фиг. 3 иллюстрирует сдвиг фазы неаподизированного пилообразного дифракционного профиля 25 в зависимости от расстояния, измеряемого от оптической оси 23, где максимальный сдвиг фазы в центральной зоне 27 составляет 3/4λ, при этом указанный сдвиг фазы означает сдвиг фазы по отношению к основанию, определяемому базовыми точками 30а дифракционного профиля. Пунктирная линия на фигуре показывает исходный (традиционный бифокальный) профиль, а сплошная линия иллюстрирует модификацию, соответствующую изобретению.Fig. 3 illustrates the phase shift of the non-apodized sawtooth diffraction profile 25 as a function of the distance measured from the optical axis 23, where the maximum phase shift in the central zone 27 is 3/4λ, this phase shift means the phase shift with respect to the base defined by the reference points 30a diffraction profile. The dotted line in the figure shows the original (traditional bifocal) profile, and the solid line illustrates the modification according to the invention.

Остальные фигуры показывают изменение оптической характеристики (функции передачи модуляции, MTF), относящейся к вариантам осуществления изобретения в соответствии с фиг. 2 и 3, по сравнению с оптической характеристикой традиционного бифокального профиля. Кривая MTF, относящаяся к дифракционному профилю 25 в соответствии с изобретением, показана сплошной линией, а кривая MTF, относящаяся к традиционному бифокальному профилю, показана пунктирной линией. Кривые MTF иллюстрируют, как меняется качество изображения при изменении расстояния до объекта. Кривые MTF, полученные при различных размерах апертуры, определяются глубиной фокуса, зависящей от диаметра апертуры и от распределения интенсивности.The remaining figures show the change in the optical characteristic (modulation transfer function, MTF) related to the embodiments of the invention in accordance with FIG. 2 and 3 compared to the optical performance of a traditional bifocal profile. The MTF curve related to the diffraction profile 25 according to the invention is shown as a solid line and the MTF curve related to the traditional bifocal profile is shown as a dotted line. The MTF curves illustrate how the image quality changes as the distance to the object changes. The MTF curves obtained at various aperture sizes are determined by the depth of focus, which depends on the aperture diameter and on the intensity distribution.

Фиг. 4 показывает изменение оптической характеристики искусственной офтальмологической линзы, содержащей дифракционный профиль 25, представленный на фиг. 2, которая описывается функцией передачи модуляции (MTF) в зависимости от расстояния от фокуса, в случае апертуры 3,0 мм и пространственной частоты 50 линий/мм.Fig. 4 shows the change in the optical characteristic of an artificial ophthalmic lens containing the diffraction profile 25 shown in FIG. 2, which is described by the modulation transfer function (MTF) as a function of the distance from the focus, in the case of an aperture of 3.0 mm and a spatial frequency of 50 lines/mm.

На фиг. 5 показано изменение оптической характеристики (MTF) искусственной офтальмологической линзы, содержащей дифракционный профиль 25, представленный на фиг. 3, в зависимости от расстояния от фокуса, в случае апертуры 3,0 мм и пространственной частоты 50 линий/мм.In FIG. 5 shows the change in optical performance (MTF) of an artificial ophthalmic lens containing the diffraction profile 25 shown in FIG. 3, depending on the distance from the focus, in the case of an aperture of 3.0 mm and a spatial frequency of 50 lines/mm.

На фиг. 6 показано изменение оптической характеристики (MTF) искусственной офтальмологической линзы, содержащей дифракционный профиль 25, представленный на фиг. 2, в зависимости от расстояния от фокуса, в случае апертуры 2,5 мм и пространственной частоты 50 линий/мм.In FIG. 6 shows the change in optical performance (MTF) of an artificial ophthalmic lens containing the diffraction profile 25 shown in FIG. 2, depending on the distance from the focus, in the case of an aperture of 2.5 mm and a spatial frequency of 50 lines/mm.

На фиг. 7 показано изменение оптической характеристики (MTF) искусственной офтальмологической линзы, содержащей дифракционный профиль 25, представленный на фиг. 3, в зависимости от расстояния от фокуса, в случае апертуры 2,5 мм и пространственной частоты 50 линий/мм.In FIG. 7 shows the change in optical performance (MTF) of an artificial ophthalmic lens containing the diffraction profile 25 shown in FIG. 3, depending on the distance from the focus, in the case of an aperture of 2.5 mm and a spatial frequency of 50 lines/mm.

На фиг. 8 показано изменение оптической характеристики (MTF) искусственной офтальмологической линзы, содержащей дифракционный профиль 25, представленный на фиг. 2, в зависимости от расстояния от фокуса, в случае апертуры 2,0 мм и пространственной частоты 50 линий/мм.In FIG. 8 shows the change in optical performance (MTF) of an artificial ophthalmic lens containing the diffraction profile 25 shown in FIG. 2, depending on the distance from the focus, in the case of an aperture of 2.0 mm and a spatial frequency of 50 lines/mm.

На фиг. 9 показано изменение оптической характеристики (MTF) искусственной офтальмологической линзы, содержащей дифракционный профиль 25, представленный на фиг. 3, в зависимости от расстояния от фокуса, в случае апертуры 2,0 мм и пространственной частоты 50 линий/мм.In FIG. 9 shows the change in optical performance (MTF) of an artificial ophthalmic lens containing the diffraction profile 25 shown in FIG. 3, depending on the distance from the focus, in the case of an aperture of 2.0 mm and a spatial frequency of 50 lines/mm.

На вышеуказанных фигурах 4 - 9 видно, что кривые оптической характеристики имеют между двумя главными максимумами также локальный побочный максимум, который может быть усилен для того, чтобы создать фокус 33 промежуточного видения (на промежуточной дистанции), тем самым, делая возможным получение трифокального оптического элемента.In the above figures 4 to 9, it can be seen that the optical characteristic curves have between the two main maxima also a local secondary maximum, which can be enhanced in order to create an intermediate vision focus 33 (at an intermediate distance), thereby making it possible to obtain a trifocal optical element .

Возможным способом усиления фокуса 33 промежуточного видения, находящегося между фокусами 31, 32, относящимися к 0-му и 1-му порядкам дифракции искусственной офтальмологической линзы, содержащей дифракционный профиль, является усиление побочных максимумов, относящихся к 0-му и 1-му порядкам дифракции, и одновременное обеспечение их аддитивной интерференции. Сущность настоящего изобретения заключается в создании дифракционного профиля 25, который усиливает побочный максимум фокуса 31, относящегося к 0-му порядку дифракции, и побочный максимум фокуса 32, относящегося к 1-му порядку дифракции, и одновременно обеспечивает их аддитивную интерференцию за счет увеличения максимального сдвига фазы в центральной зоне 27 до величины свыше λ/2.A possible way to enhance the focus 33 of intermediate vision, located between the foci 31, 32, related to the 0th and 1st diffraction orders of an artificial ophthalmic lens containing a diffractive profile, is to enhance the side maxima related to the 0th and 1st diffraction orders , and the simultaneous provision of their additive interference. The essence of the present invention is to create a diffraction profile 25, which enhances the side maximum of the focus 31, related to the 0th diffraction order, and the side maximum of the focus 32, related to the 1st diffraction order, and at the same time provides their additive interference by increasing the maximum shift phases in the central zone 27 to values above λ/2.

Возможный способ увеличения сдвига фазы в центральной зоне 27 дифракционного профиля 25 до величины выше λ/2 заключается в увеличении центральной зоны 27 дифракционного профиля 25 таким образом, чтобы характер дуги, соединяющей границы центральной зоны 27, оставался без изменения, а зоны 28 сдвига фазы за пределами центральной зоны 27 сдвигались, но при этом вид областей 29 между границами зон 28 сдвига фазы (то есть кольцевых областей, определяемых базовыми точками 30b отдельных зон 28 сдвига фазы) за пределами центральной зоны 27 оставался без изменения, иными словами, характеристика дополнительной преломляющий силы зон 28 сдвига фазы сохранялась неизменной. Другими словами, увеличивается область центральной зоны 27, в то время как области 29 зон 28 сдвига фазы за пределами центральной области остаются неизменными и остаются такими же по виду, как и в случае традиционных бифокальных профилей. Другими словами, относительная площадь центральной зоны 27 по сравнению с отдельными зонами 28 сдвига фазы увеличивается, однако характер дуги центральной зоны 27 такой же, как у дуги теоретической центральной зоны 27', обеспечивающей сдвиг фазы λ/2 и ограничивающей область 29', которая имеет такой же размер, как и область 29 отдельных зон 28 сдвига фазы. Под дугами центральной зоны 27 и теоретической центральной зоны 27' понимаются средние дуги, которые проходят вдоль поверхности центральной зоны 27 и вдоль поверхности теоретической центральной зоны 27' соответственно и пересекают оптическую ось и две базовые точки 30а и 30а' соответственно (расположенные на противоположных сторонах центральной зоны 27 и теоретической центральной зоны 27' соответственно), находящиеся на прямой линии, проходящей через оптическую ось по кратчайшему пути.A possible way to increase the phase shift in the central zone 27 of the diffraction profile 25 to a value above λ/2 is to increase the central zone 27 of the diffraction profile 25 so that the nature of the arc connecting the boundaries of the central zone 27 remains unchanged, and the phase shift zone 28 is beyond outside the central zone 27 were shifted, but the appearance of the regions 29 between the boundaries of the phase shift zones 28 (that is, the annular regions defined by the base points 30b of the individual phase shift zones 28) outside the central zone 27 remained unchanged, in other words, the characteristic of the additional refractive power phase shift zones 28 remained unchanged. In other words, the region of the central zone 27 increases, while the regions 29 of the phase shift zones 28 outside the central region remain unchanged and remain the same in appearance as in the case of traditional bifocal profiles. In other words, the relative area of the central zone 27 increases in comparison with the individual zones 28 of the phase shift, however, the nature of the arc of the central zone 27 is the same as that of the theoretical central zone 27', providing a phase shift λ/2 and limiting the region 29', which has the same size as the region 29 of the individual phase shift zones 28 . The arcs of the central zone 27 and the theoretical central zone 27' mean the middle arcs that run along the surface of the central zone 27 and along the surface of the theoretical central zone 27', respectively, and intersect the optical axis and two reference points 30a and 30a', respectively (located on opposite sides of the central zone 27 and the theoretical central zone 27' respectively) located on a straight line passing through the optical axis along the shortest path.

Соответственно, также возможно проектирование дифракционного профиля 25, соответствующего изобретению. Отправной точкой является теоретический традиционный бифокальный дифракционный профиль, который имеет теоретическую центральную зону 27' и теоретические зоны 28' сдвига фазы за ее пределами. Размер областей 29' между границами теоретических зон 28' сдвига фазы является таким же, как размер области 29', ограниченной теоретической центральной зоной 27'. В случае теоретического дифракционного профиля сдвиг фазы по меньшей мере в теоретической центральной зоне 27' составляет λ/2, но в данном случае сдвиг фазы в каждой зоне 28' сдвига фазы исходного теоретического дифракционного профиля также составляет λ/2. Два полезных (пригодных для формирования изображения) фокуса теоретического бифокального дифракционного профиля выбираются таким образом, чтобы эти два полезных фокуса, относящихся к 0-му и 1-му порядкам дифракции, по существу совпадали с фокусами 31, 32, принадлежащими к 0-му и 1-му порядкам дифракции дифракционного профиля 25 искусственной офтальмологической линзы, которая должна быть изготовлена (фокусы 31, 32 в данном случае представляют собой дальний фокус, фиксированный на бесконечность, и ближний фокус, фиксированный на приблизительно 30 см). Такой традиционный бифокальный дифракционный профиль можно легко спроектировать на основе расчетных значений, взятых из предшествующего уровня техники. По сравнению с теоретическим бифокальным дифракционным профилем сдвиг фазы центральной зоны 27 увеличивается до величины свыше λ/2, при этом дуга, соединяющая базовые точки 30а центральной зоны 27, остается неизменной, другими словами, центральная зона 27 увеличивается в направлении, перпендикулярном оптической оси, таким образом, чтобы дуга (проходящая через оптическую ось), определяющая границу центральной зоны 27 и соединяющая ее базовые точки 30а, оставалась параллельной дуге, соединяющей базовые точки 30а' (и проходящей через оптическую ось) теоретической центральной зоны 27'. В то же время зоны 28 сдвига фазы за пределами центральной зоны 27 сдвигаются в направлении, перпендикулярном оптической оси 23, таким образом, чтобы области 29 между границами зон 28 сдвига фазы оставались неизменными.Accordingly, it is also possible to design the diffraction profile 25 according to the invention. The starting point is a theoretical conventional bifocal diffraction profile which has a theoretical central zone 27' and theoretical phase shift zones 28' beyond it. The size of the regions 29' between the boundaries of the theoretical phase shift zones 28' is the same as the size of the region 29' delimited by the theoretical center zone 27'. In the case of the theoretical diffraction profile, the phase shift in at least the theoretical center zone 27' is λ/2, but in this case, the phase shift in each phase shift zone 28' of the original theoretical diffraction profile is also λ/2. The two usable (imageable) foci of the theoretical bifocal diffraction profile are chosen such that the two useful foci belonging to the 0th and 1st diffraction orders substantially coincide with the foci 31, 32 belonging to the 0th and 1st diffraction orders. 1st order diffraction of the diffractive profile 25 of the artificial ophthalmic lens to be fabricated (foci 31, 32 in this case are the far focus fixed at infinity and the near focus fixed at approximately 30 cm). Such a conventional bifocal diffractive profile can be easily designed based on prior art calculated values. Compared to the theoretical bifocal diffraction profile, the phase shift of the central zone 27 increases to over λ/2, while the arc connecting the base points 30a of the central zone 27 remains unchanged, in other words, the central zone 27 increases in the direction perpendicular to the optical axis, such so that the arc (passing through the optical axis) defining the boundary of the central zone 27 and connecting its base points 30a remains parallel to the arc connecting the base points 30a' (and passing through the optical axis) of the theoretical central zone 27'. At the same time, the phase shift zones 28 outside the central zone 27 are shifted in the direction perpendicular to the optical axis 23, so that the areas 29 between the boundaries of the phase shift zones 28 remain unchanged.

Сравнивая фигуры 5, 7 и 9 с фигурами 4, 6 и 8, можно определить, что большее увеличение фазового сдвига приводит к более значительному промежуточному фокусу в случае апертуры 3,0 и 2,5 мм и приводит к значительному увеличению глубины фокуса в случае малого диаметра зрачка. Этот эффект вообще не проявлялся в случае традиционных бифокальных линз. Обнаружено, что фокус промежуточной дистанции и увеличенная глубина фокуса, возникающие в случае малого диаметра зрачка, особенно выражены в том случае, если максимальный сдвиг фазы в центральной зоне 27 составляет около 3/4 λ. Однако улучшение, по сравнению с традиционным бифокальным профилем, наблюдается во всех случаях, когда максимальный сдвиг фазы в центральной зоне 27 больше, чем λ/2 и меньше, чем λ. Уже при максимальном сдвиге фазы, равном 0,52 λ, эффект проявляется в такой степени, что обеспечивается улучшение оптической характеристики линзы, воспринимаемое пользователями. Предпочтительно, максимальный сдвиг фазы в центральной зоне 27 в дифракционном профиле 25 находится в диапазоне 0,52 λ – 0,8 λ, особенно предпочтительно – в диапазоне 5/8 λ – 3/4λ.Comparing figures 5, 7 and 9 with figures 4, 6 and 8, it can be determined that a larger increase in phase shift leads to a larger intermediate focus in the case of apertures of 3.0 and 2.5 mm and leads to a significant increase in the depth of focus in the case of small apertures. pupil diameter. This effect did not appear at all in the case of traditional bifocal lenses. It has been found that the intermediate distance focus and increased depth of focus that occurs in the case of a small pupil diameter are especially pronounced if the maximum phase shift in the central zone 27 is about 3/4 λ. However, an improvement over the traditional bifocal profile is observed in all cases where the maximum phase shift in the central zone 27 is greater than λ/2 and less than λ. Already at a maximum phase shift of 0.52 λ, the effect is shown to such an extent that an improvement in the optical performance of the lens, perceived by users, is achieved. Preferably, the maximum phase shift in the central zone 27 in the diffraction profile 25 is in the range 0.52 λ - 0.8 λ, particularly preferably in the range 5/8 λ - 3/4λ.

Эффективность настоящего изобретения не ограничивается характеристиками дифракционного профиля 25 вне центральной зоны 27. Дифракционный профиль 25 вне центральной зоны 27 может быть аподизирован или не подизирован. Кроме того, к дифракционному профилю 25 также может быть прикреплена внешняя, исключительно преломляющая область. Если дифракционный профиль 25 за пределами центральной зоны 27 должен быть аподизирован, то на этапе проектирования предпочтительно начинать с теоретического бифокального дифракционного профиля, в котором максимальный сдвиг фазы в центральной зоне 27' остается равным λ/2, а теоретические зоны 28' сдвига фазы за пределами центральной зоны 27’ аподизированы, иными словами, их максимальный фазовый сдвиг варьируется (увеличивается или уменьшается).The effectiveness of the present invention is not limited by the characteristics of the diffraction profile 25 outside the central zone 27. The diffraction profile 25 outside the central zone 27 may or may not be apodized. In addition, an outer, exclusively refractive region can also be attached to the diffraction profile 25. If the diffraction profile 25 outside the central zone 27 is to be apodized, it is preferable at the design stage to start with a theoretical bifocal diffraction profile in which the maximum phase shift in the central zone 27' remains λ/2 and the theoretical phase shift zones 28' outside the central zone 27' are apodized, in other words, their maximum phase shift varies (increases or decreases).

На основе настоящего изобретения также может быть реализован дифракционный профиль, который создает линзу с трифокальной оптической характеристикой за счет усиления побочного максимума, возникающего между любыми двумя последовательными порядками дифракции (такими как +1-ым и +2-ым порядками).Based on the present invention, a diffractive profile can also be implemented that creates a lens with a trifocal optical characteristic by enhancing the side peak that occurs between any two successive diffraction orders (such as +1st and +2nd orders).

Дополнительным преимуществом настоящего изобретения является то, что в дополнение к трифокальной оптической характеристике искусственная офтальмологическая линза, содержащая дифракционный профиль 25, представленный на фигурах, также обеспечивает оптическую характеристику с увеличенной глубиной фокуса в случае малого диаметра зрачка, что наблюдается в условиях дневного освещения (кривые расфокусирования измерялись в случае апертуры 2,0 мм), как показано на фигурах 8 и 9.An additional advantage of the present invention is that, in addition to the trifocal optical performance, the artificial ophthalmic lens containing the diffractive profile 25 shown in the figures also provides an optical performance with an increased depth of focus in the case of a small pupil diameter, which is observed in daylight conditions (defocus curves measured in the case of an aperture of 2.0 mm), as shown in figures 8 and 9.

Claims

1. Trifocal artificial ophthalmic lens (20) containing the front optical surface (21) and the rear optical surface (22) and having an optical axis (23), while the front (21) or rear (22) optical surface contains an optical system having three foci and having at least partially a diffractive profile, characterized in that the three foci correspond to two foci (31, 32) related to the 0th and 1st orders of diffraction of the diffraction profile, and a focus (33) related to enhanced diffraction side maxima between foci (31, 32) related to the 0th and 1st diffraction orders.

2. An artificial ophthalmic lens according to claim 1, characterized in that said side maximum is enhanced in such a way that the maximum phase shift in the central zone (27) of the diffraction profile (25) exceeds λ/2, while said phase shift means a phase shift relative to the base determined by the base points (30a) of the central zone of the diffraction profile (25).

3. An artificial ophthalmic lens according to claim 2, characterized in that the areas (29) between the boundaries of the phase shift zones (28) are the same in size, while the first arc connecting the base points (30a) of the central zone (27) of the diffraction profile, is chosen so that the region (29') bounded by the theoretical central zone (27') having a second arc parallel to said first arc and having a maximum phase shift of λ/2 is the same as said regions (29) occupied by said individual zones (28) of the phase shift.

4. An artificial ophthalmic lens according to claim 2 or 3, characterized in that the maximum phase shift in the central zone (27) is greater than λ/2 but less than λ.

5. An artificial ophthalmic lens according to claim 2 or 3, characterized in that the maximum phase shift in the central zone (27) is greater than λ/2 but less than or equal to 3/4λ.

6. Artificial ophthalmic lens according to any one of paragraphs. 2-5, characterized in that the diffraction profile outside the central zone (27) is apodized.

7. Artificial ophthalmic lens according to any one of paragraphs. 2-5, characterized in that a peripheral part is attached to the diffraction profile (25), which is exclusively refractive.

8. A method for manufacturing a trifocal artificial ophthalmic lens (20) containing a front optical surface (21) and a rear optical surface (22) and having an optical axis (23), while the front (21) or rear (22) optical surface contains an optical system , having three foci - for far, intermediate and near vision - and having at least partially a diffractive profile, characterized in that the diffractive profile is formed in such a way that the far vision focus and the near vision focus correspond to the foci (31, 32) related to 0th and 1st diffraction orders of the specified diffraction profile, and the focus of intermediate vision corresponded to the focus (33) related to enhanced diffraction side maxima between foci (31, 32) related to the 0th and 1st diffraction orders.

9. The method according to claim 8, characterized in that in order to enhance the diffraction side maxima, a central zone (27) of the diffraction profile is created with a maximum phase shift exceeding λ / 2, while the specified phase shift means a phase shift relative to the base determined by the base points ( 30a) diffraction profile.

10. The method according to claim 9, characterized in that the design of the specified diffraction profile starts with a bifocal theoretical diffraction profile, which has a theoretical central zone and theoretical phase shift zones outside the central zone, while the size of the areas between the boundaries of the zones for the theoretical phase shift zones the same as the size of the area bounded by the specified theoretical central zone, and the maximum phase shift in the theoretical central zone is equal to λ/2, and two foci suitable for imaging, related to the 0th and 1st diffraction orders of the theoretical diffraction profile, are essentially coincide with the foci (31, 32) related to the 0th and 1st diffraction orders of the diffractive profile (25) of the manufactured artificial ophthalmic lens, while the method includes increasing the central zone (27) of the diffractive profile (25) compared to theoretical central zone so that the specified phase shift in the central th zone was more than λ/2, while the first arc connecting the boundaries of the central zone (27) remains parallel to the second arc of the theoretical central zone, and the phase shift zones (28) outside the central zone are shifted in the direction perpendicular to the optical axis (23) , compared with the theoretical phase shift zones, so that the area between the boundaries of the phase shift zones (28) remains unchanged.

11. Method according to claim 9 or 10, characterized in that the maximum phase shift in the central zone (27) is greater than λ/2 but less than λ.

12. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the maximum phase shift is provided in the central zone (27) in the range of 0.52λ–0.8λ.