用于假性调节的切趾混合式衍射-折射IOL

摘要

在某些实施方案中，眼镜片包括光学器件。所述光学器件具有光轴和包括前表面与后表面的表面。所述表面中的至少一个具有内部折射区和在远离所述光轴的方向上从所述内部折射区向外安置的折射-衍射结构。所述内部折射区适于在折射方面促进远焦点屈光力。所述折射-衍射结构包括一个或多个衍射区和一个或多个折射区。衍射区适于在衍射方面促进多区屈光力，且折射区适于在折射方面促进所述远焦点屈光力。

说明书

技术领域

本公开大体来说涉及眼镜片，且更明确地说涉及用于假性调节的 切趾混合式衍射-折射人工晶状体(intraocular lens，IOL)。

背景技术

IOL可在白内障手术期间植入到眼中以替换自然晶状体。睫状肌 改变自然晶状体的屈光力以提供调节，从而观看到离眼镜不同距离处 的物体。然而，许多IOL在不提供调节的情况下提供单焦点能力。 某些多焦点IOL提供远屈光力以及近屈光力(例如，通过使用衍射结 构)以产生一定程度的假性调节。

发明内容

在某些实施方案中，眼镜片包括光学器件。所述光学器件具有光 轴和包括前表面和后表面的表面。所述表面中的至少一个具有内部折 射区，和在远离所述光轴的方向上从所述内部折射区向外安置的折射 -衍射结构。所述内部折射区适于在折射方面促进远焦点屈光力。所 述折射-衍射结构包括一个或多个衍射区和一个或多个折射区。衍射 区适于在衍射方面促进多区屈光力，且折射区适于在折射方面促进所 述远焦点屈光力。

附图说明

现将参看附加图式以举例方式更详细地描述本公开的例示性实 施方案，其中：

图1A到图1C示意地说明根据某些实施方案的混合式衍射-折射 人工晶状体(IOL)：图1A说明朝向IOL的前表面的视图，图1B说明 IOL的截面，且图1C说明IOL的截面的更详细视图；

图2说明内部折射区和折射-衍射结构的剖面的实例；

图3说明内部折射区和折射-衍射结构的剖面的另一实例；

图4说明制造混合式衍射-折射IOL的光学器件的方法的实例。

具体实施方式

现参考描述和图式，详细地示出了公开的设备、系统和方法的示 例实施方案。所述描述和图式不欲为详尽的，也不欲将权利要求书限 制或约束为图式中所示以及描述中所公开的特定实施方案。虽然图式 表示可能的实施方案，但所述图式未必按比例绘制，且为了更好地说 明所述实施方案，可夸示、去除或部分截去某些特征。

图1A到图1C示意地说明根据某些实施方案的混合式衍射-折射 人工晶状体(IOL)10。图1A说明朝着IOL10的前表面14的视图， 图1B说明IOL10的截面，且图1C说明IOL10的截面的更详细视图。

混合式衍射-折射IOL10包括衍射区与折射区的混合，从而允许 多区视力。“多区视力”指代以下任一视力距离中的两者或三者：近、 中间和远(或远距)视力。近视力指代用于离眼睛约2英尺或2英尺以 下的近物体的视力。中间视力指代用于离眼睛约2英尺到20英尺(例 如，2英尺到3英尺)的中间物体的视力。远距视力指代用于离眼睛约 20英尺或20英尺以上的远距物体的视力。“较近视力”可包括近视 力和中间视力。

IOL10的区域可通过将来自一区的物体的光线聚焦到视网膜的 焦点上而促进所述区的屈光力以提供用于所述区的视力。举例来说， 区域可通过将来自近物体的光线聚焦到近焦点上而促进近焦点屈光 力以提供近视力，可通过将来自中间物体的光线聚焦到中间焦点上而 促进中间焦点屈光力以提供中间视力，及/或可通过将来自远距物体 的光线聚焦到远距焦点上而促进远距焦点屈光力以提供远距视力。

IOL10包括光学器件。光学器件12可具有任何合适的直径D_opt， 例如，在5mm到7mm的范围中，例如5.5mm到6.5mm，例如约 6mm。光学器件12可包括任何合适的生物相容性材料，例如生物相 容性聚合材料。实例包括但不限于软丙烯酸材料(例如ACRYSOF、2- 苯基乙基丙烯酸酯与2-苯基乙基甲基丙烯酸酯的交联共聚物)、硅酮 以及水凝胶。所述材料可包括可改善视敏度及/或防止视网膜组织遭 受可能有害的波长影响的光学滤光片。尽管未示出，但IOL10还可 包括可便于将IOL10放到患者眼睛中的一个或多个固定构件(例如， 触觉)。

光学器件12具有关于光轴OA基本上居中的前表面14和后表面 16。前表面14和后表面16可具有任何合适的基本剖面。在所说明的 实例中，每一表面14、16具有凸的基本剖面。在其他实施方案中， 一个或两个表面可具有凹的或平的基本剖面。可根据基本剖面并结合 形成光学器件12的材料的折射率来确定光学器件12的标称屈光力。 在某些实施方案中，标称屈光力可为用于直径小于内部折射区20(下 文描述)的直径D_ir的瞳孔的光学器件12的多焦点折光力。

在某些实施方案中，前表面14除了基本剖面之外还具有辅助剖 面。在所述实例中，前表面14的辅助剖面包括内部折射区20、折射 -衍射结构22以及外部折射区24。内部折射区20围绕光轴OA而安 置，且内部折射区20的直径D_ir可具有任何合适的值，例如在以下任 一范围中的值：0.8mm到1mm、0.90mm到1.0mm，例如，约0.938 mm。

内部折射区20可适于在折射方面促进远焦点屈光力。内部折射 区20可通过使来自远距物体的光线弯曲以将光线聚焦到视网膜上的 远焦点上以提供远距视力而在折射方面促进远焦点屈光力。

在某些实施方案中，内部折射区20可提供某些优点。举例来说， 通常，折射区可以透射比衍射区多的能量。因此，具有内部折射区 20的IOL可以透射比具有中央衍射区的IOL多的能量。作为另一实 例，相较于衍射区，折射区对光束进入区的位置以及小的折射误差具 有更高的容忍度。因此，相较于具有中央衍射区的IOL，具有内部折 射区20的IOL对IOL在眼睛中的偏心性具有更高的容忍度。

折射-衍射结构22沿远离光轴OA的方向从内部折射区20向外 安置。折射-衍射结构22的直径D_r-d可具有任何合适的值，例如3mm 到4mm、3.2mm到3.8mm或3.3mm到3.5mm，例如约3.4mm。 在某些实施方案中，直径D_r-d可不大于普通瞳孔的直径。对于较大的 瞳孔，可将更多能量引导向外部折射区24，以便进行远聚焦以最小 化晕轮效应。

在某些实施方案中，折射-衍射结构22包括一个或多个衍射区30 (30a-c)以及一个或多个折射区32(32a-b)。衍射区30可适于通过借助 衍射光栅使光线衍射以提供多区视力而在衍射方面有贡献。衍射区 30可如上所述地促进多区屈光力。折射区32可适于以与内部折射区 20类似的方式而在折射方面促进远焦点屈光力。

在某些实施方案中，衍射区30具有形成衍射光栅的一系列同心 环。所述衍射光栅使光线弯曲以将光同时聚焦在两个位置处，从而得 到两个单独的焦点，例如以下任两个：远焦点、中间焦点和近焦点。 衍射区30具有具特定台阶高度40的台阶(或红外光栅)36，所述台阶 使光衍射成一个或多个阶。台阶36的位置确定增加度数，且每一台 阶36的台阶高度40控制被引导到焦点的光的比例。通常，较高台阶 36将较多光引导到近焦点，且较低台阶36将较多光引导到远焦点。

台阶36可具有任何合适台阶高度40。在某些实施方案中，台阶 36是切趾的，使得台阶高度40大体上随着与光轴OA的距离增加而 减小。举例来说，台阶高度40朝着中心可为1.3微米且朝着边界减 小到0.2微米。台阶36可以任何合适方式切趾化。在某些实施方案 中，跨不同衍射区30的台阶36可为严格切趾的，使得台阶高度40 随着与光轴OA的距离增加而减小(或至少不增加)。在其它实施方案 中，跨不同衍射区30的台阶36可为大体上切趾的，使得大部分台阶 高度40随着与光轴OA的距离增加而减小(或至少不增加)，但离光轴 OA较远的“非切趾台阶”的至少一个台阶高度大于较接近光轴OA 的台阶的台阶高度。在另外其它实施方案中，衍射区30内的台阶36 可为切趾的，使得跨不同衍射区30的台阶36不必为(但可为)切趾的。 举例来说，衍射区30a的台阶高度40可随着与光轴OA的距离增加 而减小，且衍射区30b的台阶高度40可类似地减小，但衍射区30b 的非切趾台阶36的高度可大于衍射区30a的台阶36的高度。

在某些实施方案中，切趾产生光在远、中间以及近焦点之间的逐 渐转变。在所述实施方案中，较高台阶36将较多光引导到近焦点， 且较低台阶36将较多光引导到远焦点。度数之间的逐渐能量混合导 致越来越小的散焦点。简言之，当光穿过衍射区30时，台阶36产生 在不同焦点相交的波，从而形成不同影像。

光能可以任何合适方式分配。举例来说，X％可引导到远焦点， 且Y％可引导到近焦点，其中X为50或大于50，例如55到65，例 如约60，例如58.9，且Y为50或小于50，例如20到30，例如，约 26，例如25.5。

台阶高度40可以任何合适方式计算。举例来说，台阶高度H可 根据方程式(1)来计算：

$H=\frac{\mathrm{P\lambda }}{(n_{\mathrm{IOL}}-n_{\mathrm{med}})}---\left(1\right)$

其中P为相高度，λ为设计波长，n_IOL为IOL的折射率，且n_med为IOL置放所在的介质的折射率。设计波长可为可见光谱的窄区， 其用以确定IOL的光学性能以将色差减到最小。P可一般化为P_m， 其中m＝0,1,2,3,…。参数m可根据增加度数和/或外部切趾区边界 进行选择。如果波长λ、IOL折射率n_IOL和介质折射率n_med是常数， 那么P_m可用来表示台阶高度。

所述前表面的外部折射区19从折射-衍射结构22的外部边界延 伸到光学器件12的周边。外部折射区19可在折射方面促进大瞳孔大 小的远焦点屈光力，例如，在低光条件下。

在某些实施方案中，相比于已知的IOL，光学器件12可提供较 高的调制传递函数(MTF)值。光学器件12可实现20/40或在普通瞳孔 的近距离处更好的功能读数。

图2说明内部折射区20和折射-衍射结构22的剖面的实例。在 所述实例中，折射-衍射结构22包括衍射区30(30a-c)和折射区32 (32a-b)。衍射区30具有台阶高度为P₁到P₄的台阶1到4。台阶4是 非切趾台阶。台阶4距离光轴OA比台阶1远，但台阶高度P₄大于 台阶高度P₁。在某些实施方案中，台阶高度P₀和P₃可相同。

图3说明内部折射区20和折射-衍射结构22的剖面的另一实例。 在所述实例中，折射-衍射结构22包括衍射区30(30a-b)和折射区32 (32a)。衍射区30具有台阶高度为P₁到P₁₁的台阶1到11。台阶6是 非切趾台阶。台阶6距离光轴OA比台阶1到4远，但台阶高度P₆大于台阶高度P₁到P₄。

图4说明制造混合式衍射-折射IOL10的光学器件12的方法的 实例。光学器件12可根据任何合适方法来制造。在某些实施方案中， 在步骤110设计所述表面的剖面，且接着使用任何合适手段来制造具 有所述剖面的光学器件12。在某些实施方案中，在步骤112将镜片 毛胚置放在镜片保持器中。接着在步骤114对所述镜片毛胚塑形以产 生所述剖面。合适塑形技术可包括适合所述材料的任何形成方法，包 括(但不限于)模制、切除和/或车削加工。

在一个实例中，方法包括将镜片毛胚置放于镜片保持器中。对所 述镜片毛胚塑形以产生具有光轴和包括前表面和后表面的多个表面 的光学器件。所述塑形包括塑形所述表面中的至少一个以产生内部折 射区和在远离所述光轴的方向上从所述内部折射区向外安置的折射- 衍射结构。所述内部折射区适于在折射方面促进远焦点屈光力。所述 折射-衍射结构包括一个或多个衍射区和一个或多个折射区。衍射区 适于在衍射方面促进多区屈光力，且折射区适于在折射方面促进所述 远焦点屈光力。

IOL10的剖面可通过组件来计算，所述组件可包括接口、逻辑、 存储器和/或其它合适元件，其中之任一者可包括硬件和/或软件。接 口可接收输入、发送输出、处理输入和/或输出，及/或执行其它合适 操作。逻辑可执行组件的操作，例如，执行指令以从输入产生输出。 逻辑可编码在存储器中且在由计算机执行时可执行操作。逻辑可为处 理器，例如一个或多个计算机、一个或多个微处理器、一个或多个应 用程序和/或其它逻辑。存储器可存储信息且可包括一个或多个有形 的计算机可读及/或计算机可执行存储介质。存储器的实例包括计算 机存储器(例如，随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM))、大容 量存储介质(例如，硬盘)、抽取式存储介质(例如，压缩光盘(CD)或数 字视频光盘(DVD))、数据库和/或网络存储器(例如，服务器)和/或其 它计算机可读介质。

在特定实施方案中，IOL10的剖面的计算可由经编码具有计算机 程序、软件、计算机可执行指令和/或能够由计算机执行的指令的一 个或多个计算机可读介质来执行。在特定实施方案中，所述操作可由 存储计算机程序、用计算机程序具体化及/或用计算机程序编码及/或 具有存储的及/或编码的计算机程序的一个或多个计算机可读介质来 执行。

虽然已经关于某些实施方案描述了本公开，但所述实施方案的修 改(例如，变化、取代、添加、省略和/或其它修改)将是本领域的技术 人员显而易见的。因此，可在不脱离本发明的范畴的情况下对所述实 施方案做出修改。举例来说，可对本文中公开的系统和设备做出修改。 所述系统和设备的组件可为集成的或单独的，且所述系统和设备的操 作可由更多、更少或其它组件来执行。作为另一实例，可对本文中公 开的方法做出修改。所述方法可包括更多、更少或其它步骤，且所述 步骤可以任何合适次序来执行。

在不脱离本发明的范畴的情况下，其它修改是可能的。举例来说， 本描述说明特定实际应用中的实施方案，另外其它应用将是本领域的 技术人员显而易见的。另外，未来发展将出现在本文中讨论的领域中， 且所述公开的系统、设备和方法将供这些未来发展使用。

本发明的范畴不应参考本描述来确定。根据专利法规，本描述使 用例示性实施方案来解释并说明本发明的原理和操作模式。本描述使 本领域的其它技术人员能够利用各种实施方案中且具有各种修改的 系统、设备和方法，但不应用以确定本发明的范畴。

本发明的范畴应参考权利要求书和权利要求书所享有的等效物 的完整范畴来确定。所有权利要求项应被给予其最广合理构造和本领 域的技术人员所理解的所述权利要求项的一般意义，除非本文中明确 指示相反。举例来说，例如“一”、“所述”等的单数冠词应理解为列 举所指示元件中的一个或多个，除非权利要求列举明显相反限制。作 为另一实例，“每一”指代集合的每一部件或集合的子集的每一部件， 其中集合可包括零、一个或多个元件。总之，本发明能够修改，且本 发明的范畴不应参考本描述来确定，而应参考权利要求书及其等效物 的完全范畴来确定。