(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Átírás

1 !HU T2! (19) HU (11) Lajstromszám: E (13) T2 MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E (22) A bejelentés napja: (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP A (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP B (1) Int. Cl.: A61F 2/16 ( ) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO PCT/US 0/ (30) Elsõbbségi adatok: US (72) Feltaláló: SIMPSON, Michael, J., Arlington, Texas (US) (73) Jogosult: Alcon, Inc., 6331 Hünenberg (CH) (74) Képviselõ: Szabó Zsolt, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest (4) Apodizált diffraktív optikájú mûlencse HU T2 A leírás terjedelme 18 oldal (ezen belül 7 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 199. évi XXXIII. törvény 84/H. -a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.

2 A jelen találmány általánosságban tekintve multifokális diffraktív optikájú mûlencsékhez, speciálisan pedig jobb képkontrasztot biztosítani képes apodizált diffraktív optikájú intraokuláris mûlencsékhez kapcsolódik. Az ismétlõdõ diffrakciós struktúrák képesek a fényt egyidejûleg több, jellemzõen diffrakciós rendekként is ismert irányba diffraktálni. A multifokális intraokuláris mûlencséknél két diffrakciós rendet használnak annak céljából, hogy a páciens számára kétféle optikai törõerõt biztosítsanak, egyet a távollátás, egyet a közellátás érdekében. Az ilyen diffraktív optikájú intraokuláris mûlencséket jellemzõen úgy tervezik meg, hogy azok a távol- és a közelfókusz egymástól való eltávolítását biztosító, plusz optikai törõerõvel rendelkezzenek. Ily módon a diffraktív optikájú intraokuláris mûlencse tárgytávolságok egész tartományán biztosítja a látást egy olyan páciens számára, akinek a szemébe a lencse beültetésre kerül. Diffraktív optikájú IOL helyettesítheti például a páciens természetes szemlencséjét nemcsak azért, hogy a páciens számára szükséges optikai törõerõt, hanem bizonyos szintû pszeudoakkomodációt is biztosítson. Egy másik alkalmazásban egy diffraktív optikájú IOL vagy más mûlencse pszeudoakkomodációs képességet biztosíthat presbyopiában a természetes szemlencse alkalmazkodóképességének hiányában szenvedõ páciens szeme számára. Az US 2004/16014 A1 számú (Piers és társai) USA-beli közzétételi irat azonos görbületû bikonvex, elülsõ és hátulsó felületén hasonló alapprofilokkal rendelkezõ apodizált multifokális diffraktív optikájú lencsét tár fel. Az US A,824,074 számú (Koch és társai) USAbeli szabadalom az optikai minõség javítását ismerteti olyan kettõs intraokuláris mûlencsénél, ahol az egyik lencse a másikhoz képest optikai tengely mentén elforgatható és az asztigmiának a lencsék egymáshoz képest elforgatott helyzetében való korrigálása céljából a lencsék mindegyike korrekciós tartománnyal rendelkezik, ami tórikus lehet. A hagyományos multifokális diffraktív optikájú lencséket azonban nem azzal a céllal tervezték, hogy azok a természetes szem aberrációit oly módon szabályozzák vagy módosítsák, hogy a lencse és a páciens szeme együttesen jobb képkontrasztot biztosítson. Továbbmenve, a jobb képkontraszt biztosítását célzó apodizált diffraktív optikájú lencsék tervezése során nehézségek merülhetnek fel abban a tekintetben, hogy az ilyen lencsék változó diffrakciós hatást mutatnak a lencse különbözõ sugárirányú területein. Találmány rövid összegzése A jelen találmány általánosságban tekintve olyan multifokális mûlencséket, például intraokuláris és kontaktlencséket biztosít, amelyek a képkontrasztnak speciálisan a lencse távolfókuszában való javítása céljából aszferikus felületi profilokat alkalmaznak. A találmány több kiviteli alakjában a képkontraszt javítása céljából legalább egy aszferikus felülettel rendelkezõ pszeudoakkomodatív lencséket biztosít A jelen találmány egyik aspektusát tekintve olyan diffraktív optikájú lencsét, például pszeudoakkomodatív intraokuláris mûlencsét (IOL) biztosít, amely aszferikus alapgörbével, továbbá a távolfókusz és a közelfókusz létrehozása céljából az alapgörbe egy részére ráhelyezett több gyûrûs diffrakciós tartománnyal rendelkezõ optikát foglal magában. Az aszferikus alapgörbe az optika távolfókuszában javítja a képkontrasztot egy olyan, vele alapjában véve azonos IOL esetén kapott képkontraszthoz képest, amelynél a megfelelõ alapgörbe szferikus. A kép aszferikus alapgörbe által biztosított javulása olyan modulációs átviteli függvénnyel (MTF) jellemezhetõ, amely az IOL és azon páciens szeme együtteséhez tartozik, amelybe az IOL beültetésre került. Egy ilyen MTF a távolfókuszban modell szemben körülbelül 0 vonalpár/milliméter (lp/mm) térbeli frekvencián számítva például nagyobb lehet, mint körülbelül 0,2 (például a körülbelül 0,2 és körülbelül 0, közötti tartományba eshet) vagy körülbelül 0 lp/mm térbeli frekvencián, megközelítõleg 0 nm hullámhosszon és körülbelül 4 mm és körülbelül mm közé esõ méretû pupillánál nagyobb lehet, mint körülbelül 0,1 (például a körülbelül 0,1 és körülbelül 0,4 közötti tartományba eshet). Az MTF elõnyösebben nagyobb lehet, mint 0,3 vagy 0,4. Az MTF például a körülbelül 0,2 és körülbelül 0, közötti tartományba eshet. A számított MTF például körülbelül 0 lp/mm térbeli frekvencián, körülbelül 0 nm hullámhosszon és körülbelül 4, mm¹es pupillaméretnél nagyobb lehet, mint körülbelül 0,2. A találmány egy másik aspektusa értelmében, az aszferikus profilt azért választjuk, hogy a képkontraszt javítása és a hasznos mélységélesség-tartomány biztosítása egyensúlyban legyen. Az összes aberráció korrigálása helyett a lencse kialakítható oly módon, hogy az IOL és azon páciens szemének együttese, amelybe az IOL beültetésre kerül, hasznos mélységélesség-tartománnyal rendelkezhessen, speciálisan a távolfókuszban. A jelen esetben azonos értelemben használt mélységélesség-tartomány és mélységélesség megjelölések lencse vonatkozásában jól ismertek és a területen járatos szakember számára azonnal nyilvánvalók. Amennyiben kvantitatív mérõszám lenne szükséges, a mélységélesség-tartomány vagy mélységélesség megjelölés a jelen esetben használt értelemben azon optikai rendszerhez tartozó defókuszálás mértékével határozható meg, amelynél a rendszer körülbelül 4 mm és körülbelül mm közé esõ apertúrával, például pupillamérettel (például körülbelül 4, mm méretû pupillával) és monokromatikus zöld fénnyel, például 0 nm hullámhosszal rendelkezõ fényre számított vagy mért fókuszpontbeli modulációs átviteli függvénye (MTF) körülbelül 0 lp/mm térbeli frekvencián legalább mintegy 0,3 értékû kontraszttal jellemezhetõ vagy körülbelül 0 lp/mm térbeli frekvencián körülbelül 0,2 értékû kontraszttal jellemezhetõ. Nyilvánvaló, hogy a távolfókuszban a mélységélesség a távolfókusz és a közelfókusz távolságánál kisebb defókuszálási távolságra, vagyis olyan mélységélességre vonatkozik, amikor a páciens egy távoli tárgyat néz. 2

3 A találmány egyik kapcsolódó aspektusában a diffrakciós tartományok a lencse felületének egy olyan, itt és a továbbiakban apodizációs tartományként hivatkozott részében helyezhetõk el, amit a felület diffrakciós struktúráktól alapjában véve mentes periferiális része vesz körül. A diffrakciós tartományokat a tartományhatárokon elhelyezkedõ, több, alapjában véve egyforma magasságú lépcsõ választhatja el egymástól. Másik megoldásként a lépcsõmagasságok lehetnek egymástól eltérõek is. A lépcsõmagasságok például a lencse optikai tengelyétõl mért távolság növekedése függvényében fokozatosan csökkenhetnek. Néhány kiviteli alaknál a lencse aszferikus profillal rendelkezõ elülsõ felületet és szferikus hátulsó felületet foglal magában. Másik megoldásként lehet a hátulsó felület aszferikus és az elülsõ felület szferikus. Más kiviteli alakoknál mind az elülsõ felület, mind a hátulsó felület lehet aszferikus, vagyis a kívánt mértékû teljes aszfericitás az elülsõ és a hátulsó felületek között megosztható. A találmány egyik kapcsolódó aspektusában az IOL egy vagy több felületének aszfericitása a 2 cr z ( cc) c R +adr 4 +aer 6 +magasabb rendû tagok összefüggéssel jellemezhetõ, ahol z egy, a felületre merõleges (z) tengellyel, például az optikai tengellyel párhuzamosan elterülõ felület behajlása, c a felület csúcspontjában mért görbület, cc a kúpegyüttható, R a felület egy sugárirányú pontja, ad a negyedrendû deformációs együttható, és ae a hatodrendû deformációs együttható. A távolságok jelen esetben milliméter egységekben vannak megadva. A görbületi állandó például 1/mm egységekben, az ad együttható 1 3 mm egységekben, míg és az ae együttható 1 mm egységekben van megadva. A fenti összefüggésben szereplõ paraméterek megválaszthatók például a lencse kívánt optikai törõereje, a lencse kialakítására szolgáló anyag és a képnek a profil aszfericitásától elvárt javulásának a mértéke alapján. Például, néhány olyan kiviteli alaknál, ahol a lencseoptika átlagos optikai törõerõvel (például 21 dioptria törõerõvel) rendelkezõ akrilpolimer-anyagból készült bikonvex lencseként van kialakítva, az elülsõ felület kúpállandója (cc) körülbelül 0 (zérus) és körülbelül 0 (mínusz ötven) közötti tartományba vagy körülbelül (mínusz ) és körülbelül 30 (mínusz 30) közötti tartományba vagy körülbelül 1 (mínusz 1) és körülbelül 2 (mínusz 2) közötti tartományba eshet, az (ad) és (ae) deformációs együtthatók pedig rendre körülbelül 0 és körülbelül 1 3 (mínusz 0,001) közötti tartományba és körülbelül 0 és körülbelül 1 4 (mínusz 0,0001) közötti tartományba eshetnek A jelen találmány egy másik aspektusában elülsõ felülettel és hátulsó felülettel rendelkezõ optikát magában foglaló, pszeudoakkomodatív apodizált diffraktív optikájú IOL¹t biztosít, ahol a felületek legalább egyike aszferikus alapprofilt és több, az alapprofil egy részére ráhelyezett diffrakciós tartományt foglal magában oly módon, hogy az optika optikai tengelyétõl minden egyes tartomány sugárirányban meghatározott távolságra helyezkedik el és egy szomszédos tartománytól lépcsõ választja azt el. Ez a lencsefelület magában foglalhat továbbá egy, a diffrakciós tartományokat körülvevõ periferiális területet. A diffrakciós tartományok távolfókuszt és közelfókuszt hoznak létre, és az aszferikus profil a vele alapjában véve azonos, szferikus profillal rendelkezõ lencsével nyert képkontraszthoz képest a távolfókuszban javítja a képkontrasztot. A jelen találmány más aspektusaiban olyan pszeudoakkomodatív diffraktív optikájú IOL¹t biztosít, amely biokompatibilis polimeranyagból kialakított, hátulsó felülettel és elülsõ felülettel rendelkezõ optikát foglal magában, ahol az optika közelfókuszt és távolfókuszt biztosít. Az elülsõ vagy a hátulsó felület legalább egyike alapgörbével és optikai tengely körül gyûrûs koncentrikus diffrakciós elemekként elhelyezett több diffrakciós tartománnyal jellemezhetõ, ahol ezen utóbbiak mindegyike az alapgörbéhez képest a diffrakciós elem optikai tengelytõl való távolságának növekedésével fokozatosan csökkenõ magassággal rendelkezik. Az alapgörbe aszferikus profillal rendelkezhet annak céljából, hogy körülbelül 4 és körülbelül mm közötti tartományba esõ pupillaátmérõk esetén távolfókuszban javítsa a képkontrasztot egy olyan, vele alapjában véve azonos IOL-hez képest, amelynél az alapgörbe szferikus. A találmány más aspektusaiban elülsõ felülettel és hátulsó felülettel rendelkezõ optikát magában foglaló apodizált diffraktív optikájú mûlencsét biztosít, amely felületek legalább egyike aszferikus profillal, valamint a közelfókusz és a távolfókusz létrehozása érdekében az alapprofilon elhelyezett több gyûrûs diffrakciós tartománnyal rendelkezik. Az aszferikus profil a távolfókuszban javítja a képkontrasztot egy olyan, alapjában véve azonos lencséhez képest, amelynél a megfelelõ alapprofil szferikus. A mûlencse a teljesség igénye nélkül lehet intraokuláris mûlencse vagy kontaktlencse. A találmány egy másik aspektusában eljárásokat biztosít apodizált diffraktív optikájú lencsék és speciálisan legalább egy aszferikus felülettel rendelkezõ apodizált diffraktív optikájú lencsék optikai tulajdonságainak számítására. Az apodizált diffraktív optikájú lencsék mind a diffrakció, mind pedig az apodizáció aspektusait magukban foglalják. Ennélfogva a lencsetervezésnek ezen mindkét aspektusra ki kell terjednie. Speciálisan az apodizált diffraktív optikájú lencsék a lencse különbözõ sugárirányú pontjaiban változó diffrakciós hatást mutatnak, ami befolyásolhatja a képkontrasztot. A szokásos aberrációk, mint például a szem szaruhártyájának alakja által okozott szferikus aberráció, rendszerint azon elvárással kerülnek kiszámításra, hogy a lencse felületén a fényáteresztés egyenletes. Például egy optikai rendszeren keresztül 3

4 standard sugárkövetõ programmal lekövetett minden egyes sugár egyforma súlyt kap. Az ilyen hagyományos megközelítés azonban nem alkalmas olyan apodizált diffraktív optikájú lencsék esetében, amelyeknél az optikai áteresztés a lencse különbözõ területein eltérõ lehet. Az apodizált lencsék optikai számításainak elvégzése során ehelyett a fizikai optika alapelveit szükséges alkalmazni. Például, amint azt a következõkben részletesen tárgyaljuk majd, a találmány szerinti eljárásnál az apodizáció a lencse különbözõ területein keresztüli optikai áteresztés csökkenéseként modellezhetõ. A találmány egy kapcsolódó aspektusában eljárást biztosít modulációs átviteli függvény (MTF) számítására a lencse optikai tengelyétõl mért választott sugárirányú távolságokban elhelyezett több gyûrûs diffrakciós struktúrával rendelkezõ apodizált diffraktív optikájú lencsére olyan apodizációs függvény meghatározásával, amely a fénynek a lencse kiválasztott diffrakciós rendjébe irányítására az optikai tengelyhez képest több sugárirányú pontban mutat diffrakciós hajlandóságot. Az adott diffrakciós rendbe diffraktált fénymennyiséghányad meghatározása céljából az apodizációs függvény kiválasztott apertúrára integrálható. A kívánt MTF elõállítása céljából kiindulási MTF (amely például azzal a feltételezéssel kerül kiszámításra, hogy az IOL nem rendelkezik diffrakciós struktúrákkal) az integrált apodizációs függvénynek megfelelõen skálázható. A találmány szerinti pszeudoakkomodatív diffraktív optikájú IOL számos alkalmazást kínálhat. Alkalmazható például mind pszeudophakiás, mind phakiás pácienseknél. Ilyen, alacsony alap törõerõvel (vagy zérus nagyságú alap törõerõvel) rendelkezõ IOL phakiás pácienseknél például elülsõ csarnok lencseként alkalmazható. A találmány mélyebben az alábbi részletes leírás és a következõkben röviden ismertetésre kerülõ, kapcsolódó rajzok alapján érthetõ meg. Rajzon szereplõ nézetek rövid ismertetése A jelen találmány és annak elõnyei az alábbi leírás és a csatolt rajzok alapján érthetõk meg teljesebben, ahol a hasonló hivatkozási jelek hasonló jellemzõkre utalnak, továbbá ahol az 1A. ábra a találmány egyik kiviteli alakja szerinti, aszferikus elülsõ felülettel rendelkezõ, apodizált diffraktív optikájú lencse sematikus elölnézete; az 1B. ábra az 1A. ábra szerinti diffraktív optikájú lencse optikájának sematikus keresztmetszeti nézete, amely az elülsõ felület aszferikus alapprofiljára ráhelyezett több diffrakciós struktúrát szemlélteti; az 1C. ábra az 1A. és az 1B. ábra szerinti lencse elülsõ felülete aszferikus alapprofilját mutatja be sematikusan egy valódi szferikus profilhoz viszonyítva; a 2. ábra a találmány másik kiviteli alakja szerinti olyan apodizált diffraktív optikájú lencse keresztmetszeti nézete, amelynél a diffrakciós struktúrák magassága a lencse optikai tengelyétõl tekintett távolság növekedésének függvényeként csökken; a 2B. ábra a 2. ábra szerinti lencse felületének aszferikus profilját mutatja be sematikusan valódi szferikus profillal összehasonlítva; a 3A. ábra a találmány egyik kiviteli alakja szerinti aszferikus apodizált diffraktív optikájú lencsére modell szemben számított fókuszbeli modulációs átviteli függvényt (MTF) ábrázol; a 3B. ábra a 3A. ábra szerinti lencsével alapjában véve azonos, de szferikus felületi profilokkal rendelkezõ apodizált diffraktív optikájú lencsére modell szemben számított fókuszbeli modulációs átviteli függvényt (MTF) ábrázolja; a 4A. ábramodell szemben 0 lp/mm és 4, mm pupillaméret mellett számított modulációs átviteli függvényeket (MTF) ábrázoló görbéket mutat különbözõ aszfericitással rendelkezõ szaruhártyákkal együtt tekintett példakénti aszferikus apodizált diffraktív optikájú lencsékre, valamint egy kontrollgörbét, amely alapjában véve azonos, de szferikus profilokkal rendelkezõ lencsék megfelelõ MTF-értékeit szemlélteti; a 4B. ábramodell szemben 0 lp/mm és 4, mm pupillaméret mellett számított modulációs átviteli függvényeket (MTF) ábrázoló görbéket mutat különbözõ aszfericitással rendelkezõ szaruhártyákkal együtt tekintett példakénti aszferikus apodizált diffraktív optikájú lencsékre, valamint egy kontrollgörbét, amely alapjában véve azonos, de szferikus profilokkal rendelkezõ lencsék megfelelõ MTF-értékeit szemlélteti; az. ábra a találmány egyik kiviteli alakja szerinti IOL olyan diffrakciós struktúráit ábrázolja sematikusan, amelyek az optikai tengelytõl való távolság növekedésének függvényében fokozatosan csökkenõ magasságokkal rendelkeznek (az alapgörbe nincsen feltüntetve); a 6A. ábra az. ábrán sematikusan ábrázolt lencse nulladik és elsõ diffrakciós rendjeire számított részleges diffrakciós hatásfokhoz tartozó görbéket mutatja be; a 6B. ábra az. ábra szerinti nulladik és elsõrendû fókuszpontokba irányított fénymennyiséghez tartozó görbéket ábrázolja, melyeket a 6A. ábrán szemléltetett diffrakciós hatásfok adatok integrálásával kaptunk; a 7A. ábra a találmány egyik kiviteli alakja szerinti IOL torikus felületének egyik felületi irányában túlzott mértékben aszferikus profilt szemléltet sematikusan; és a 7B. ábra a 7A. ábrán vázolt profilhoz tartozó torikus felület egy másik felületi irányában túlzott mértékben aszferikus profilt szemléltet sematikusan. 4

5 Találmány részletes ismertetése A jelen találmány legalább egy aszferikus lencsefelületet magukban foglaló multifokális mûlencséket biztosít, amelyek aszfericitása azzal a céllal kerül megválasztásra, hogy egy velük alapjában véve azonos, azonban a tekintett felület vonatkozásában szferikus felülettel rendelkezõ lencse által biztosított képkontraszthoz képest jobb képkontrasztot szolgáltassanak. A következõkben bemutatásra kerülõ kiviteli alakoknál a találmányi kitanítást elsõsorban intraokuláris mûlencsék kapcsán szemléltetjük. Nyilvánvaló azonban, hogy ezen kitanítás egyaránt vonatkozik számos egyéb mûlencsére, mint például kontaktlencsékre is. Az 1A. és 1B. ábra a találmány egyik kiviteli alakjával összhangban elülsõ 14 felületet és hátulsó 16 felületet magában foglaló 12 optikával rendelkezõ multifokális diffraktív intraokuláris mûlencsét szemléltetnek sematikusan. Ennél a kiviteli alaknál az elülsõ felület és a hátulsó felület a lencse optikai 18 tengelyére szimmetrikus, bár alkalmazhatók aszimmetrikus felületek is. A lencse magában foglal továbbá a páciens szemében történõ elhelyezését szolgáló, sugárirányban terjedõ rögzítõelemeket vagy 20 haptikákat. A 12 optika kialakítható biokompatibilis polimeranyagból, például lágy akril, szilikon vagy hidrogél anyagokból. Valójában bármely, a lencse egy adott alkalmazásához szükséges törésmutatóval rendelkezõ elõnyösen lágy biokompatibilis anyag használható. Továbbmenve, a rögzítõ- 20 elemek is kialakíthatók megfelelõ polimeranyagokból, például polimetil-metakrilátból, polipropilénbõl és hasonlókból. Annak ellenére, hogy a 14 és 16 felületeket általánosságban tekintve dombomnak ábrázoljuk, bármelyik felület lehet általánosságban tekintve homorú alakú is. Másik megoldásként a 14 és 16 felületek megválaszthatók úgy, hogy síkdomború vagy síkhomorú lencsét biztosítsanak. Az intraokuláris mûlencse megjelölést és annak IOL rövidítését jelen esetben azonos értelemben használjuk szem belsejébe a természetes szemlencse helyettesítése vagy a látás egyéb módon történõ fokozása céljából beültetett lencsékre, függetlenül attól, hogy a természetes szemlencse eltávolításra kerül¹e vagy sem. A szemléltetett IOL elülsõ felülete több olyan gyûrûs diffrakciós 22a tartományt foglal magában, amelyek közel periodikusan ismétlõdõ mikroszkopikus 22b struktúrákat biztosítanak a fény egyidejûleg több irányba való diffraktálása céljából (a diffrakciós struktúrák méreteit az egyértelmûség érdekében eltúloztuk). Annak ellenére, hogy a diffrakciós struktúrák általánosságban tekintve megtervezhetõk úgy, hogy a fényt kettõnél több irányba diffraktálják, ennél a példakénti kiviteli alaknál a diffrakciós tartományok együttesen elsõsorban két irányba irányítják a fényt, amelyek közül az egyik 24 közelfókusz felé, a másik 26 távolfókusz felé konvergál, amint azt az 1B. ábra sematikusan mutatja. Annak ellenére, hogy jelen esetben korlátozott számú diffrakciós tartomány kerül szemléltetésre, a tartományok száma általánosságban tekintve az adott alkalmazásnak megfelelõen választható meg. A diffrakciós tartományok száma például körülbelül és körülbelül közé eshet. Több kiviteli alaknál a távolfókuszhoz tartozó optikai törõerõ körülbelül 18 és 26 dioptria közé eshet és a közelfókusz körülbelül 4 dioptria plusz törõerõt biztosít. Annak ellenére, hogy ennél a szemléltetõ kiviteli alaknál a IOL pozitív optikai törõerõvel rendelkezik, egyéb kiviteli alakoknál rendelkezhet negatív optikai törõerõvel és a közelfókuszt a távolfókusztól eltávolító, pozitív plusz törõerõvel. A diffrakciós tartományok a felület egy részére korlátozódnak, melyre jelen esetben apodizációs tartományként utalunk, és azokat az elülsõ felület ilyen diffrakciós struktúráktól mentes, periferiális 28 része veszi körül. Más szavakkal, a IOL apodizált diffraktív optikájú lencse. Vagyis a IOL az elülsõ 14 lencsefelületen nem egyenletes diffrakciós hatásfokkal rendelkezik, amint azt az alábbiakban részletesebben tárgyaljuk. Apodizáció diffrakciós struktúráknak a lencsefelület egy olyan (apodizációs tartományként megnevezett) területén való biztosításával érhetõ el, amely felületrészt ilyen diffrakciós struktúráktól mentes, periferiális felületrész vesz körül. Ennélfogva az apodizáció mind az apodizációs tartományként megnevezett lencseterületet, mind pedig a periferiális/külsõ lencseterületet magában foglalja. Amint azt a felület profilját az optikai tengelytõl mért sugárirányú távolság (r) függvényeként bemutató 1C. ábra sematikusan mutatja, az elülsõ 14 felület 30 alapgörbével jellemezhetõ, amelynek egy részén kerülnek elhelyezésre a diffrakciós 22 tartományok. Minden egyes diffrakciós tartományt olyan lépcsõ választ el a szomszédos tartománytól, amelynek magassága a lépcsõmagasság= (1) egyenlet 2( n 2 n 1 ) összefüggés szerint függ a lencse névleges hullámhosszától, ahol a névleges hullámhossz (például 0 nm), n 2 az optika törésmutatója, és n 1 a lencsét körülvevõ közeg törésmutatója. Egy olyan kiviteli alaknál, ahol a környezõ közeg értékû törésmutatóval rendelkezõ csarnokvíz, az optika törésmutatóját (n 2 ) 1, értékûnek választjuk. A fenti egyenlet útján adódó egyforma lépcsõmagasság csupán egy példát jelent. Egyéb, (a közeli és távoli képek közötti energiaegyensúlyt változtatni képes) egyforma lépcsõmagasságok szintén alkalmazhatók. Ennél a kiviteli alaknál a IOL különbözõ diffrakciós tartományai közötti lépcsõk magasságai alapjában véve egyformák, ami így ugrásszerû átmenetet eredményez az apodizációs tartomány és a lencse külsõ része között. Más kiviteli alakok, mint például a következõkben részletesebben tárgyalásra kerülõ kiviteli alakok esetén a lépcsõmagasságok lehetnek nem egyformák is, például az optikai tengelytõl való távolságuk növekedésével fokozatosan csökkenhetnek. Az egyes gyûrûs tartományok optikai tengelyhez viszonyított határai (például az i¹edik tartomány r 1 sugara) a szemészeti szakmában járatos szakemberek számára ismert számos módon megválaszthatók. Az 1C. ábrát tekintve, az elülsõ felület 30 alapprofilja aszferikus egy valódi szferikus 32 profiltól való olyan

6 választott mértékû eltéréssel, amely kis sugárirányú távolságokon (vagyis az optikai tengelyhez közeli pontokban) alapjában véve megegyezik az aszferikus profillal. Ennél a példakénti kiviteli alaknál a hátulsó felület szferikus profillal rendelkezik. Más kiviteli alakoknál a hátulsó felület lehet aszferikus, miközben az elülsõ felület szferikus. Másik megoldásként mind a hátulsó felület, mind pedig az elülsõ felület lehet aszferikus, hogy ezáltal a lencse számára a kívánt teljes aszfericitás biztosítva legyen. Ennél a kiviteli alaknál az elülsõ felület 30 profilja a valódi szferikus profiltól általánosságban tekintve laposabb és a szferikus profiltól való eltérés az optikai tengelytõl való távolság növekedésével egyre hangsúlyosabbá válik. Amint azt az alábbiakban részletesen tárgyaljuk majd, a lencse periferiális részén hangsúlyosabb aszfericitás különösen elõnyös lehet a képkontraszt távolfókuszban való javításánál, mivel ez a rész különösen hatékonyan irányítja a fényt a távolfókuszba. Más kiviteli alakoknál az aszferikus elülsõ felület a valódi szferikus profilnál meredekebb lehet. Az aszferikus alapgörbe és az aszferikus profil megjelöléseket jelen esetben azonos értelemben használjuk és ezek a szakemberek számára jól ismertek. Amennyiben esetleg további magyarázat lenne szükséges, ezen megjelöléseket jelen esetben egy szferikus felülettõl eltéréseket mutató felület sugárirányú profiljára vonatkozóan használjuk. Az ilyen eltérések például az aszferikus profil és egy olyan valódi szferikus profil közötti egyenletesen változó különbségekként jellemezhetõk, amely a profil csúcspontjától mért kis sugárirányú távolságokon alapjában véve megegyezik az aszferikus profillal. Továbbmenve, az alapjában véve azonos IOL vagy az alapjában véve azonos lencse megjelölések a jelen esetben használt értelemben az összehasonlításban szereplõ, találmány szerinti aszferikus IOL-lel megegyezõ anyagból kialakított IOL¹re vonatkoznak. Az alapjában véve azonos IOL mindegyik felülete az aszferikus IOL megfelelõ felülete központi sugarával megegyezõ központi sugárral (vagyis a felületnek az optikai tengely és a felület metszéspontjaként adódó csúcspontjában mért sugárral) rendelkezik. Ezenkívül, az alapjában véve azonos IOL ugyanolyan középponti vastagsággal rendelkezik, mint az összehasonlításban szereplõ aszferikus IOL. Az alapjában véve azonos IOL azonban szferikus felületi profilokkal rendelkezik; vagyis nem rendelkezik az aszferikus IOL aszfericitásával. Több kiviteli alaknál a felület aszfericitása úgy kerül megválasztásra, hogy olyan páciensnél, akinek szemébe az IOL beültetésre kerül, a lényegében azonos, elülsõ felületként az aszferikus 30 profil helyett a valódi szferikus 32 profillal rendelkezõ IOL által biztosított képkontraszthoz képest a képkontrasztot javítsa, bizonyos esetekben maximalizálja. Az aszferikus profil például megtervezhetõ úgy, hogy a páciens számára olyan képkontrasztot biztosítson, amely körülbelül 0 nm hullámhosszal rendelkezõ monokromatikus fénnyel 0 vonalpár/milliméter (20/20 látásélességnek megfelelõ) térbeli frekvencián és körülbelül 4, mm apertúrával (például pupillamérettel) mérve vagy számítva a távolfókuszban legalább körülbelül 0,2 értékû modulációs átviteli függvénnyel (MTF) jellemezhetõ. Az MTF például a körülbelül 0,2 és körülbelül 0, közötti tartományba eshet. Mivel az MTF páciens szemében történõ közvetlen mérése bonyolult lehet, a képnek a találmány kitanítása szerinti aszferikus apodizált diffraktív optikájú IOL által biztosított javulása több kiviteli alaknál az MTF elméleti számításával értékelhetõ egy olyan modell szemen, amely egy adott páciens szemének vagy páciensek kiválasztott csoportja szemeinek megfelelõ választott szaruhártya és/vagy természetes lencse aberrációkkal rendelkezik. A páciens szaruhártyájának és/vagy természetes szemlencséjének modellezéséhez szükséges információ a szem hullámalak-aberrációinak ismert topográfiai módszerek alkalmazásával végrehajtott méréseibõl szerezhetõ. Amint az a területen járatos szakember számára ismert, egy lencséhez kapcsolódóan megmért vagy számított modulációs átviteli függvény (MTF) a lencse által nyújtott képkontraszt kvantitatív mérõszámaként szolgálhat. Általánosságban tekintve, egy optikai jelhez tartozó kontraszt vagy moduláció, például egy leképezni szándékozott tárgy által kibocsátott vagy visszavert, vagy egy ilyen tárgy képéhez tartozó fény intenzitáseloszlás kétdimenziós mintázata esetében az Imax Imin (2) egyenlet Imax Imin összefüggéssel határozható meg, ahol I max. és I min. rendre a jelhez tartozó maximális, illetve minimális intenzitást jelölik. Ilyen kontraszt az optikai jelben jelen lévõ minden egyes térbeli frekvenciára számítható vagy mérhetõ. Egy képalkotó optikai rendszer, például az IOL és a szaruhártya együttesének MTF¹je ekkor egy tárgy optikai rendszer által elõállított képéhez tartozó kontraszt és a tárgyhoz tartozó kontraszt hányadosaként definiálható. Ismert módon az optikai rendszerhez tartozó MTF nem csupán a rendszert megvilágító fény intenzitáseloszlásának térbeli frekvenciáitól függ, hanem azt más tényezõk, például a megvilágító apertúra mérete, valamint a megvilágító fény hullámhossza is befolyásolhatják. Néhány kiviteli alaknál az elülsõ 14 felület aszfericitása úgy kerül megválasztásra, hogy azon páciens számára, amelynek szemébe az IOL beültetésre kerül, legalább körülbelül 0,2 értékû modulációs átviteli függvénnyel (MTF) jellemzett képkontrasztot biztosítson, miközben elfogadható mélységélesség-tartományt tart fenn. Egy modell szemre mind az MTF, mind pedig a mélységélesség-tartomány kiszámítható. Néhány kiviteli alaknál a IOL elülsõ 14 felületének aszferikus profilja vagy a hátulsó felület aszferikus profilja, vagy más kiviteli alakoknál mindkét felület aszferikus profilja az optikai 18 tengelytõl mért sugárirányú távolság (R) függvényében az 2 cr z + (3) egyenlet ( cc) c R +adr 4 +aer 6 +magasabbrendû tagok összefüggéssel adható meg, ahol 6

7 z egy, a felületre merõleges (z) tengellyel, például az optikai tengellyel párhuzamosan elterülõ felület behajlása, c a felület csúcspontjában mért görbület, cc a kúpegyüttható, R a felület egy sugárirányú pontja, ad a negyedrendû deformációs együttható, és ae a hatodrendû deformációs együttható. Annak ellenére, hogy néhány kiviteli alaknál a szferikusságtól való kívánt mértékû eltérés eléréséhez csupán a cc kúpállandót módosítjuk, más kiviteli alakoknál a cc kúpállandón kívül a felület külsõ részének profilját jelentõsebben befolyásoló ad és ae magasabbrendû állandók közül az egyiket vagy mindkettõt (és különösen az ae állandót) változtatjuk annak érdekében, hogy az IOL egyik vagy mindkét felülete számára a választott aszferikus profilt biztosítsuk. A magasabbrendû (ad és ae) aszferikus együtthatók különösen hasznosak lehetnek a lencsefelület periferiális része, vagyis az optikai tengelytõl távol esõ részek profiljának egyénre szabásánál. A fenti összefüggésben szereplõ aszferikus állandók kívánt szferikus profil létrehozása céljából történõ megválasztása függhet például azon szem aberrációitól, amelybe az IOL¹t beültetik, attól az anyagtól, amelybõl az IOL¹t elõállítják, továbbá az IOL által biztosított optikai törõerõtõl. Általánosságban tekintve ezek az állandók úgy kerülnek megválasztásra, hogy az IOL és a szaruhártya együttese vagy az IOL, a szaruhártya és a természetes szemlencse együttese körülbelül 0,2- nél nagyobb MTF-értékkel, például modell szemre körülbelül 0 lp/mm térbeli frekvencián, körülbelül 0 nm hullámhosszon és körülbelül 4, mm pupillamérettel számított MTF-értékkel jellemzett képkontrasztot biztosítson. Például néhány olyan kiviteli alaknál, ahol az IOL (komoly szferikus aberrációhoz tartozó) zérus és (nagyfokú aszferikus ellaposodáshoz tartozó) körülbelül 0, közé esõ kúpállandóval jellemzett szaruhártya-aszfericitással rendelkezõ szembe történõ beültetéshez akrilpolimer-anyagból (például akrilát- és metakrilátkopolimerjébõl) készül, az IOL cc kúpállandója a fenti paraméterekkel összefüggésben körülbelül 0 és körülbelül 0 (mínusz ötven) közötti tartományba vagy körülbelül (mínusz tíz) és körülbelül 30 (mínusz harminc) közötti tartományba vagy körülbelül 1 (mínusz tizenöt) és körülbelül 2 (mínusz huszonöt) közötti tartományba eshet, míg az ad és ae deformációs együtthatók rendre a körülbelül 0 és körülbelül ±1 3 közötti tartományba és a körülbelül 0 és körülbelül ±1 4 közötti tartományba eshetnek. Míg néhány kiviteli alaknál egyedül a kúpállandó nem zérus, más kiviteli alakoknál a kúpegyüttható zérus értéke mellett az ad és az ae együtthatók különböznek zérustól. A kívánt profil kijelölése céljából jellemzõbb módon mindhárom aszferikus együttható, azaz a cc, az ad és az ae együtthatók, és lehetõleg a magasabbrendû állandók is zérustól különbözõ értékûek. Továbbmenve, a (c) görbületi együttható a lencse kívánt optikai törõereje, a lencse kialakítására szolgáló anyag és a lencse másik felületének görbülete alapján választható a szakmában ismert módon A 2A. és 2B. ábrát tekintve, a találmány egy másik kiviteli alakja szerinti diffraktív optikájú intraokuláris 34 mûlencse olyan 36 optikát foglal magában, amely a lencsén áteresztett fény számára távolfókusz és közelfókusz biztosítása céljából hátulsó 38 felülettel és elülsõ 40 felülettel, továbbá a felület 44 alapprofiljára ráhelyezett gyûrûs diffrakciós tartományok formájában több diffrakciós 42 struktúrával rendelkezik, melyeket diffrakciós struktúráktól mentes periferiális 4 rész vesz körül. Az elõzõ kiviteli alakhoz hasonlóan a 44 alapprofil aszferikus, egy valódi szferikus 46 profiltól való választott mértékû eltéréssel, ahol a szferikus profil a lencse optikai 48 tengelye és az elülsõ 40 felület metszéspontjától mért kis sugárirányú távolságokon az aszferikus alapprofillal egyezik meg, amint azt a 2B. ábra sematikusan illusztrálja. A 2B. ábrán feltüntetett Descartes-féle koordináta-rendszer lehetõvé teszi az elülsõ felületen lévõ pont helyzetének az optikai tengely és az elülsõ felület metszéspontjától mért sugárirányú távolságával (vagyis az r koordinátával), valamint a profilt a csúcspontjában (vagyis az optikai tengellyel való metszéspontjában) érintõ és az optikai tengelyre merõleges síkhoz viszonyított behajlásával (z) való megadását. Az egyes diffrakciós tartományokat a szomszédos tartománytól lépcsõ (például a második tartományt a harmadik tartománytól elválasztó 0 lépcsõ) választja el, amelynek magassága a tartomány optikai tengelytõl mért távolságának a növekedésével csökken, ezáltal biztosítva fokozatos váltást az áteresztett optikai energiának a lencse közel- és távolfókusza közötti megoszlásában. A lépcsõmagasságok ezen csökkenése elõnyösen javítja a távoli, nem folytonos fényforrás körül fényudvarként vagy gyûrûkként érzékelt becsillanás nemkívánatos hatásait. A lépcsõk a tartományok sugárirányú határain helyezkednek el. Ennél a példakénti kiviteli alaknál egy tartományhatár sugárirányú helyzete az r 2 i =(2i+1) f (4) egyenlet összefüggéssel határozható meg, ahol i a tartomány sorszáma (i=0 jelenti a középsõ tartományt), a névleges hullámhossz, és f a közelfókusz fókusztávolsága. Néhány kiviteli alaknál a névleges hullámhossznak a vizuális válasz közepére esõ 0 nm hullámhosszú zöld fényt választjuk. A szomszédos tartományok közötti lépcsõmagasság vagy a tartományhatáron elhelyezkedõ egyes diffrakciós elemek függõleges magassága az lépcsõmagasság ( n n ) apodizációs () egyenlet összefüggéssel határozható meg, ahol a névleges hullámhossz (például 0 nm), n 2 azon anyag törésmutatója, amelybõl a lencse kialakításra kerül, n 1 azon közeg törésmutatója, amelybe a lencse behelyezésre kerül, és apodizációs egy skálázófüggvényt jelöl, amelynek értéke az optikai tengely és a lencse elülsõ felületének 7

8 metszéspontjától mért növekvõ sugárirányú távolság függvényeként csökken. A skálázófüggvény például az exp ( ri rbelsõ) apodizációs 1,rbelsõ ri rkülsõ ( rkülsõ rbelsõ ) (6) egyenlet összefüggéssel határozható meg, ahol r i az i¹edik tartomány sugárirányú távolsága, r belsõ az apodizációs tartomány 2A. ábrán sematikusan ábrázolt belsõ határa, r külsõ az apodizációs tartomány 2A. ábrán sematikusan ábrázolt külsõ határa, továbbá exp egy, az apodizációs tartomány relatív helyzete és a diffrakciós elem lépcsõmagasságának kívánt csökkenése alapján választott érték. Az exp kitevõ a diffrakciós hatásfoknak a lencse felületén való kívánt mértékû változása alapján választható. Az exp például a körülbelül 2 és körülbelül 6 közötti tartományba esõ értékeket vehet fel. A skálázófüggvényre egy másik példát az 3 r i apodizációs 1 r (7) egyenlet külsõ összefüggés szolgáltat, ahol r i az i¹edik tartomány sugárirányú távolsága és r külsõ az apodizációs tartomány sugara. Ismételten a 2A. ábrát tekintve, ennél a példakénti kiviteli alaknál a tartományhatárokon lévõ mindegyik lépcsõ a 44 alapprofil körül helyezkedik el, magasságának felével az alapprofil fölött, másik felével a profil alatt. Annak ellenére, hogy ennél a példakénti kiviteli alaknál a lépcsõmagasságok az optikai tengelytõl mért távolság növekedésének függvényében fokozatos, folyamatos csökkenést mutatnak, más kiviteli alakoknál a tartományok egy része a határaikon azonos lépcsõmagasságokkal rendelkezhet, miközben ezen lépcsõmagasságok más tartományhatárok lépcsõmagasságaitól eltérõek lehetnek. A lépcsõmagasságok választására vonatkozó további részletek az US,699,142 számú USA-beli szabadalmi iratban találhatók Az elõzõ kiviteli alakhoz hasonlóan a 34 IOL elülsõ 40 felülete 44 alapprofiljának aszfericitása a fenti (3) egyenlet szerint határozható meg. A kúpállandó és a magasabbrendû deformációs együtthatók tekintetében a fentiekben ismertetett értékekhez hasonló értékek használhatók. Speciálisan az inkább szferikus, mint normális szaruhártyák esetén a képkontraszt javítása céljából különösen hasznos lehet nem zérus értékû kúpállandót (cc) és hatodrendû deformációs együtthatót (ae) választani. A találmány kitanítása szerinti aszferikus diffraktív optikájú intraokuláris mûlencse hatékonyságának bizonyítása céljából a 3A. ábra a fenti 2A. ábrán bemutatott IOL-hez hasonló, modell szemben olyan aszferikus lencsére számított fókuszbeli modulációs átviteli függvényt (MTF) ábrázoló 2 görbét szemléltet, amely 0 nm hullámhosszon és 4, mm (a szembe történõ belépésnél,1 mm) pupillaátmérõnél 21 D optikai törõerõvel, továbbá értékû kúpállandóval (cc) és 0,00000 értékû hatodrendû deformációs állandóval (ae) jellemzett aszferikus elülsõ felülettel rendelkezik, míg a 3B. ábra egy ehhez tartozó, számított MTF¹et ábrázoló 4 görbét mutat be egy olyan, alapjában véve azonos lencse esetén, amely inkább szferikus, mint aszferikus profillal rendelkezik. A két 2 és 4 görbe összehasonlítása azt mutatja, hogy az elülsõ felület aszfericitása az MTF, és ennek következtében a képkontraszt, jelentõs javulását biztosítja még 20/20 látásélességnek megfelelõ 0 vonalpár/mm értékû magas térbeli frekvencián is. Számítások egy másik sorozatában az alábbi öt, elméletileg modellezett apodizált diffraktív optikájú intraokuláris mûlencsére számítottunk modulációs átviteli függvényeket (MTF) 20/40 látásélességhez tartozó 0 lp/mm, valamint 20/20 látásélességhez tartozó 0 lp/mm térbeli frekvenciákon, különbözõ szaruhártyaalak-tényezõk esetében, a lencsetörõerõ-érték széles tartományán. Ezen elméletileg modellezett lencsékre a D optikai törõerõ (közelfókuszban), a szferikus hátulsó felület görbületének sugara (r 1 ), az elülsõ felület csúcspontban vett görbületének sugara (r 2 ), a lencse középponti vastagsága (C t ), valamint a kúpállandó (cc) és a hatodrendû deformációs állandó (ae) értékeit az alábbi táblázatban foglaltuk össze. 1. táblázat Lencse Törõerõ (D) r1 (mm) Ct (mm) r2 (mm) cc ae A 16, 16, 0,3 66, ,00001 B 19, 16, 0,61 34,87 0,00001 C 23, 13, 0,7 29,23 0,00000 D 27, 11 0,787 28,186 3, 0, E ,84 37,411 1,8 0, A 4A. ábra 0 lp/mm és 4, mm pupillaméret mellett számított modulációs átviteli függvényt szemléltetõ görbéket ábrázol zérus nagyságú szaruhártya kúpállandóval rendelkezõ szferikus szaruhártyától komoly mértékben ellapult, 0,2 (mínusz 0,2) nagyságú szaruhártyakúp-állandóval rendelkezõ szaruhártyáig terjedõ, különbözõ aszfericitású szaruhártyáknak a fenti 1. táblázatban megadott egyes apodizált diffraktív optikájú aszferikus intraokuláris mûlencsékkel alkotott együttesére. A 4A. ábra emellett egy kontrollgörbét is bemutat, amely a megfelelõ MTF-értékeket mutatja alapjában véve azonos, de inkább szferikus, mint aszferikus 8

9 felületekkel rendelkezõ szferikus szaruhártyával együtt tekintett lencsék esetében. Speciálisan, az 6 görbe az ilyen, szferikus szaruhártyával együtt tekintett, kontroll szferikus lencsékre kapott MTF-értékeket, míg egy másik 8 görbe a szferikus szaruhártyával együtt tekintett A E aszferikus lencsék esetében külön-külön kapott MTF-értékeket ábrázolja. Az 6 görbe 8 görbével való összehasonlítása azt mutatja, hogy az alapjában véve azonos szferikus lencsékhez képest az A E aszferikus lencsék sokkal jobb képkontrasztot biztosítanak (az aszferikus lencsékhez tartozó MTF-értékek legalább kétszer nagyobbak, mint a megfelelõ szferikus lencsék MTF-értékei). A 60 és 62 görbék rendre a körülbelül 0,26 (mínusz 0,26) értékû kúpállandóval jellemzett aszfericitású ez a gyakran az átlagos szem esetén fennálló aszfericitási szint szaruhártyával együtt tekintett, valamint a körülbelül 0,2 (mínusz 0,2) értékû kúpállandóval jellemzett aszfericitású a szferikus aberrációt minimalizáló szaruhártya ellaposodás szintje szaruhártyával együtt tekintett A E lencsék esetében érvényes MTF-értékeket ábrázolják. Ezen szemléltetõ adat azt jelzi, hogy az aszferikus lencsék a szaruhártyaalakok széles skáláján képesek jó képkontrasztot biztosítani. A magasabb 0 lp/mm térbeli frekvencián, 0 nm hullámhossz és 4, mm pupillaméret mellett számított további elméleti MTF-értékek a 4B. ábrán kerülnek bemutatásra. A fenti A E lencsékkel alapjában véve azonos, de szferikus profilokkal rendelkezõ és szferikus szaruhártyákkal együtt tekintett lencsékre vonatkozó MTF-értékeket ábrázoló 64 görbének a szferikus szaruhártyákkal együtt tekintett A E aszferikus lencsékre vonatkozó MTF-értékeket ábrázoló 66 görbével való összehasonlítása azt mutatja, hogy az aszferikus lencsék még jóval magasabb, 20/20 látásélességnek megfelelõ 0 lp/mm térbeli frekvencián is sokkal nagyobb képkontrasztot biztosítanak. A 0,26 (mínusz 0,26) értékû kúpállandóval jellemzett aszfericitású szaruhártyával és a 0,2 (mínusz 0,2) értékû kúpállandóval jellemzett szaruhártyával együtt tekintett A E lencsékre vonatkozó hasonló adatokat is bemutatunk (68 és 70 görbék) annak szemléltetésére, hogy az A E aszferikus lencsék még magas térbeli frekvenciákon is a szaruhártya által meghatározott feltételek széles tartományán biztosítják a képkontraszt javulását. A fenti példakénti adatoknál apodizált diffraktív optikájú lencsékre számított modulációs átviteli függvényeket (MTF) mutattunk be. Az MTF-értékeket sugárkövetõ eljárás alkalmazásával számítottuk, amelynél a diffrakciós hatásfok diffrakciós tartományok közötti változását az alábbiakban részletesen ismertetésre kerülõ módon vettük figyelembe. Általánosságban tekintve egy apodizált diffraktív optikájú lencsére, például a felületen változó diffrakciós lépcsõmagasságokkal rendelkezõ lencsére vonatkozó MTF-számítások összetettebbek, mint a teljes felületén egyforma lépcsõmagasságokkal rendelkezõ diffraktív optikájú lencsére vonatkozó megfelelõ számítások. Az utóbbi esetben az MTF hagyományos módon számítható, majd azt feltételezve, hogy a nem a tekintett fókuszpontba irányított fény a képkontraszt csökkenését idézi elõ, átskálázható. Az MTF kontrasztértékek megszorozhatók egy diffrakciós hatásfokkal, kivéve a zérusrendû térbeli frekvencián felvett értéket, amelyet egységnyinek választunk. Ez azon feltételezésnek felel meg, miszerint a képsíkot a nem fókuszált fénymennyiség egyenletesen világítja meg, amelyben a defókuszált fény valamennyi térbeli frekvenciája egyenlõ mértékben jelenik meg. Bár a gyakorlatban a defókuszált fény a képsíkon térbeli struktúrával rendelkezik, az nagymértékben defókuszált és ennélfogva lényegesen nem befolyásolja az MTF eredõ alakját. Az elõbbi esetben, amint a fentiekben megjegyeztük, apodizált diffraktív optikájú lencse optikai tulajdonságainak kiszámítására a fizikai optika alapelveit kell alkalmazni. A találmány szerinti, apodizált diffraktív optikájú lencse optikai tulajdonságainak számítására szolgáló egyik eljárás az apodizációt az optikai áteresztésben a lencse eltérõ részein jelentkezõ eltérõ mértékû csökkenésként modellezi. Példának okáért a találmány szerinti egyik, fokozatosan csökkenõ lépcsõmagasságokkal rendelkezõ apodizált diffraktív optikájú lencsére (például a fenti 2A. ábrán sematikusan ábrázolt lencsére) vonatkozó MTF kiszámítására szolgáló példakénti eljárásnál a lépcsõmagasságok a lokális diffrakciós hatásfokoknak megfelelõen vannak modellezve azon feltételezés mellett, hogy a megfelelõ lencsefelület minden egyes diffrakciós lépcsõnél egy megfelelõ optikai úthosszal rendelkezõ diffrakciós rács. Például egy olyan aszferikus elülsõ felülettel rendelkezõ lencse lokális diffrakciós hatásfokainak a kiszámításához, amelynek diffrakciós lépcsõmagasságait a fenti () és (7) egyenletek jellemzik, a fény névleges hullámhosszon ( ) való, p¹edik diffrakciós rendbe történõ irányításának diffrakciós hatásfokát (DE) az alábbi (8) és (9) egyenletek adják, ahol a egy (h) lépcsõmagasságú lépcsõnél kiváltott 2 TT fáziskésés töredékét jelenti, továbbá n 1 és n 2 rendre a lencseanyagának és a lencsét körülvevõ közegnek a törésmutatói, vagyis =h*(n 2 n 1 )/ (8) egyenlet DE p =sinc 2 ( p) (9) egyenlet ahol sin( x) sinc( x). ( x) Ennélfogva a diffrakciós hatásfok az () és (7) egyenletek által meghatározott helyi lépcsõmagasságot felhasználva a felület bármely pontjában meghatározható. Ily módon a diffrakciós hatásfok megadja a beesõ fénymennyiség egy adott rendû kép felé irányított lokális hányadát, ezáltal meghatározva az effektív apodizációs áteresztési függvényt. Példának okáért, a fenti megközelítést alkalmazva kiszámítottuk az. ábrán sematikusan bemutatott, fokozatosan csökkenõ lépcsõmagasságokkal rendelkezõ példakénti apodizált diffraktív optikájú lencse diffrakciós hatásfokát (az alapvonalat az egyértelmûség kedvéért eltávolítottuk). A 6A. ábra a nulladik rendre és az elsõ rendre kiszámított részleges diffrakciós hatásfokhoz tartozó, rendre a távol- és a közelfókusznak meg- 9

10 felelõ görbéket mutatja a lencse optikai tengelyétõl mért sugárirányú távolság függvényében. Amint a fentiekben megjegyeztük, a lokális diffrakciós hatásfok a lencse egy apodizációs függvényét definiálja. Egy MTF megfelelõ átskálázásához azonban az egy fókuszpontba irányított összenergiára van szükség. Ehhez a diffrakciós hatásfok egy kiválasztott apertúrára például a pupilla felületére integrálható, és így megkapjuk az egyes fókuszpontokba irányított összenergiák mennyiségét. Példának okáért a 6B. ábra a példakénti lencse nulladik és elsõrendû fókuszpontjaiba irányított összenergiának megfelelõ görbéket szemlélteti a pupillaátmérõ függvényében, amelyeket a 6A. ábrán szemléltetett diffrakciós hatásfokok integrálásával kapunk. Egy hagyományosan számított MTF értékeinek (az egységnyinek választott, zérusrendû térbeli frekvencián felvett értéktõl eltekintve) a vizsgálat tárgyát képezõ fókuszpontba irányított energiahányaddal való átskálázásához az apodizált diffraktív optikájú lencse MTF-értékeinek kiszámítására szolgáló fenti eljárás beépíthetõ egy kereskedelmi forgalomban lévõ sugárkövetõ programba, például a Lambda Research Corporation cég (Littelton, Massachusetts, USA) által forgalmazott OSLO felsõ kategóriás sugárkövetõ programba a többi rendbe irányított energia meghatározásához. Néhány kiviteli alaknál a diffrakciós struktúrákkal rendelkezõ felületnek szferikus alapgörbéje lehet, a másik felület (vagyis a diffrakciós struktúrákkal nem rendelkezõ felület) pedig a találmány kitanítása alapján választott mértékû, például a fentiekben ismertetett aszfericitással rendelkezhet. Egy lehetséges másik kiviteli alaknál a találmány szerinti apodizált diffraktív optikájú intraokuláris mûlencse (IOL) két ortogonális felületi irányban két eltérõ optikai törõerejû egy vagy két torikus felülettel rendelkezhet. Az ilyen torikus IOL¹ek például az asztigmia korrekciójára alkalmazhatók. A tórikus felületek legalább egyike az egyik vagy mindkét ortogonális irányban aszfericitással rendelkezhet. Például a 7A. ábrát tekintve, a torikus felület a két irány egyikében (melyet jelen esetben az x koordinátával jelölünk) a csúcspontjában (vagyis a lencse optikai tengelyének a felülettel való metszéspontjában) R 1 központi görbülettel rendelkezõ aszferikus 72A profillal és kis sugárirányú távolságokon az aszferikus profillal lényegében megegyezõ valódi szferikus 74B profiltól választott mértékû eltéréssel jellemezhetõ. Amint azt a 7B. ábra mutatja, a másik irányban (melyet jelen esetben az y koordinátával jelölünk) a torikus felület 74A profilja az R 1 -tõl eltérõ R 2 központi görbülettel és kis sugárirányú távolságokon az aszferikus profillal lényegében megegyezõ valódi szferikus 72B profiltól választott mértékû eltéréssel jellemezhetõ. Az egyik vagy mindkét ortogonális felületi irányában aszfericitással rendelkezõ tórikus felület egy apodizációs tartományban egyforma vagy nem egyforma diffrakciós struktúrákat, például az elõzõ kiviteli alak kapcsán bemutatott struktúrákat is magában foglalhat. Másik megoldásként az aszfericitással rendelkezõ torikus felület a lencse diffrakciós struktúráktól mentes felületét képezheti. Néhány kiviteli alaknál egy torikus lencse mindkét (vagyis diffrakciós struktúrákkal ellátott és ilyen struktúráktól mentes) lencsefelülete rendelkezhet választott mértékû aszfericitással az egyik vagy mindkét ortogonális felületi irányban. Bár a fenti kiviteli alakok intraokuláris mûlencsékre irányulnak, nyilvánvaló, hogy a találmány kitanítása, beleértve az aszferikus felületi profilok képkontraszt javítást célzó alkalmazását, más apodizált diffraktív optikájú szemlencsékre, például kontaktlencsékre is alkalmazható. A területen járatos szakember számára nyilvánvaló, hogy a bemutatott kiviteli alakokon számos változtatás hajtható végre a találmány oltalmi körének meghaladása nélkül. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Apodizált diffraktív optikájú lencse (34), amelynek elülsõ felülettel (40) és hátulsó felülettel (38) rendelkezõ optikája (36) van, amely felületek mindegyike alapprofillal (44) rendelkezik, a tekintett elülsõ felület apodizációs tartományában a tekintett alapprofilra optikai tengely (48) körül ráhelyezett gyûrûs vagy koncentrikus diffrakciós struktúrákkal (42) rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a tekintett elülsõ vagy hátulsó felületek legalább egyike távolfókusz és közelfókusz létrehozásához a felület két ortogonális iránya mentén két eltérõ optikai törõerõ értékkel jellemzett torikus alakkal, valamint a tekintett felületi irányok legalább egyike mentén aszferikus alapprofillal (72A) rendelkezik. 2. Az 1. igénypont szerinti lencse, ahol a lencsefelület tekintett apodizációs tartományát a lencsefelület diffrakciós struktúráktól (42) lényegében mentes része (4) veszi körül. 3. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti lencse, ahol a tekintett diffrakciós struktúrákat (42) egymástól több, lényegében egyforma magasságú lépcsõ (0) választja el. 4. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti lencse, ahol a tekintett diffrakciós struktúrákat (42) egy szomszédos struktúrától egy, a tekintett optika központi tengelyétõl (48) mért távolság függvényében fokozatosan csökkenõ magasságú (0) lépcsõ választja el.. Az 1 4. igénypontok bármelyike szerinti lencse, ahol a tekintett aszferikus alapprofilt (72A) a 2 cr z +adr 4 +aer 6, ( cc) c R összefüggés írja le, ahol z egy, a felületre merõleges (z) tengellyel, például az optikai tengellyel párhuzamosan elterülõ felület behajlása, c a felület csúcspontjában mért görbület, cc a kúpegyüttható, R a felület egy sugárirányú pontja, ad a negyedrendû deformációs együttható, és ae a hatodrendû deformációs együttható.

11 6. Az 1. igénypontok bármelyike szerinti lencse, ahol a tekintett lencse intraokuláris mûlencsét (IOL) tartalmaz. 7. A 6. igénypont szerinti lencse, ahol egy, az IOL¹t és egy olyan páciensszemet tartalmazó optikai rendszer, amelybe a tekintett IOL be van ültetve, modell szemre körülbelül 0 lp/mm térbeli frekvencián, körülbelül 0 nm hullámhosszon és körülbelül 4, mm pupillaméret mellett számított modulációs átviteli függvénye (MTF) legalább mintegy 0,2 értékû. 8. A 6. igénypont szerinti lencse, ahol egy, a tekintett lencsét és egy olyan páciensszemet tartalmazó optikai rendszer, amelybe a tekintett lencse be van ültetve, modellszemre körülbelül 0 lp/mm térbeli frekvencián, körülbelül 0 nm hullámhosszon és körülbelül 4, mm pupillaméret mellett számított modulációs átviteli függvénye (MTF) legalább mintegy 0,1 értékû A 6. igénypont szerinti IOL, ahol egy, a tekintett lencsét és egy olyan páciensszemet tartalmazó optikai rendszer, amelybe a tekintett lencse be van ültetve, modellszemre körülbelül 0 lp/mm térbeli frekvencián, körülbelül 0 nm hullámhosszon és körülbelül 4 mm pupillaméret mellett számított modulációs átviteli függvénye (MTF) legalább mintegy 0,2 értékû.. A 9. igénypont szerinti IOL, ahol a tekintett MTF legalább 0, A 9. igénypont szerinti IOL, ahol a tekintett MTF legalább 0, A 9. igénypont szerinti IOL, ahol a tekintett MTF 0,2 és 0, közé esik. 13. Az 1. igénypontok bármelyike szerinti lencse, ahol a tekintett lencse kontaktlencsét tartalmaz. 14. Az igénypontok bármelyike szerinti lencse, ahol a tekintett optika akril, szilikon vagy hidrogél polimeranyagok egyikébõl van kialakítva. 11

12 HU T2 Int. Cl.: A61F 2/16 12

13 HU T2 Int. Cl.: A61F 2/16 13

14 HU T2 Int. Cl.: A61F 2/16 14

15 HU T2 Int. Cl.: A61F 2/16 1

16 HU T2 Int. Cl.: A61F 2/16 16

17 HU T2 Int. Cl.: A61F 2/16 17

18 HU T2 Int. Cl.: A61F 2/16 Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest