Оптическая система с переменными параметрами: составление и согласование оптических элементов для получения максимальных преимуществ бинокулярного зрения

Оптическая система с переменными параметрами: составление и согласование оптических элементов для получения максимальных преимуществ бинокулярного зрения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Настоящее изобретение относится, в общем, к способам и офтальмологическим линзам для коррекции зрения и, в частности, к таким способам, которые обеспечивают улучшение бинокулярного зрения.

Офтальмологические линзы, например интраокулярные линзы (IOL), широко применяются для коррекции зрения. Например, IOL можно имплантировать в глаз пациента для замены или, в некоторых случаях, дополнения естественного хрусталика глаза пациента. Упомянутую IOL обычно подбирают без учета зрительной эффективности другого глаза пациента, которая может содержать собственный хрусталик или другую IOL. Так как многие пациенты пользуются бинокулярным зрением, то упомянутая невнимательность при выборе IOL может стать причиной далеко не оптимального бинокулярного зрения пациента.

Соответственно, существует потребность в усовершенствованных способах коррекции зрения пациента. В частности, существует потребность в таких способах и соответствующих офтальмологических линзах, которые обеспечивали бы пациенту улучшение бинокулярного зрения, так как подавляющее большинство пациентов действительно обладают бинокулярным зрением.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится, в общем, к офтальмологическим линзам и способам для совершенствования функционального образа, создаваемого пациентом, посредством бинокулярной суммации. В соответствии с одним аспектом, способ определяет зрительную эффективность двух офтальмологических линз, по меньшей мере, одна из которых является мультифокальной линзой, чтобы в совокупности линзы обеспечивали искомую зрительную эффективность при бинокулярном зрении (в дальнейшем, бинокулярную зрительную эффективность). Во многих вариантах осуществления зрительная эффективность может характеризоваться контрастом изображения, визуальной контрастной чувствительностью и/или остротой зрения, хотя возможно также использование любого другого подходящего показателя зрительной эффективности.

В соответствии с одним аспектом предлагается способ коррекции зрения, который содержит этап обеспечения линзы для улучшения зрения в одном глазу пациента и этап обеспечения другой линзы для улучшения зрения в другом глазу пациента, при этом линзы обладают разными фокусирующими характеристиками, и, причем, по меньшей мере, одну из линз выбирают так, чтобы она была мультифокальной линзой. Кроме того, бинокулярная зрительная эффективность связана со зрительными эффективностями линз следующим соотношением:

где

B означает бинокулярную зрительную эффективность,

L означает зрительную эффективность одной из линз,

R означает зрительную эффективность другой линзы, и

kl является параметром, имеющим значение не менее чем 1,0, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 1,4 до приблизительно 4,

kr является параметром, имеющим значение не менее чем 1,0, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 1,4 до приблизительно 4,

kb является параметром, имеющим значение не менее чем 1,0, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 1,4 до приблизительно 4.

В соответствии с зависимым аспектом, зрительную эффективность каждой линзы можно характеризовать, например, контрастом изображения и/или остротой зрения. Например, бинокулярный контраст изображения может быть в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 80% при пространственной частоте около 15 периодов/градус, или может быть в диапазоне от приблизительно 5% до приблизительно 60% при пространственной частоте около 30 периодов/градус. При использовании остроты зрения в качестве показателя зрительной эффективности бинокулярная острота зрения может быть выше чем приблизительно 20/40, например, в диапазоне от приблизительно 20/40 до приблизительно 20/10.

В некоторых вариантах осуществления, параметры kl, kr и kb можно выбрать в диапазоне от приблизительно 2,6 до приблизительно 4,5 и предпочтительно равными приблизительно 4 для обеспечения эффективности высококонтрастной бинокулярной остроты зрения, при этом объекты или стимулы, подлежащие наблюдению, имеют контраст выше чем приблизительно 75%. Кроме того, данные параметры kl, kr и kb можно выбрать в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 1,6 и предпочтительно равными приблизительно 1,4 для обеспечения эффективности низкоконтрастной бинокулярной остроты зрения, при этом объекты или стимулы, подлежащие наблюдению, имеют контраст ниже чем приблизительно 25%. Кроме того, данные параметры можно выбрать в диапазоне от приблизительно 1,7 до приблизительно 2,5 и предпочтительно равными приблизительно 2 для обеспечения бинокулярной контрастной чувствительности.

В некоторых случаях бинокулярную зрительную эффективность можно характеризовать остротой стереозрения, например остротой стереозрения выше, чем приблизительно 120 угловых секунд.

При использовании визуального контраста в качестве показателя зрительной эффективности можно применить модуляционно-передаточную функцию (МПФ), чтобы характеризовать визуальный контраст. Например, значение МПФ при выбранной пространственной частоте, соответствующее, по меньшей мере, одному фокусу линзы, можно использовать в качестве показателя зрительной эффективности данной линзы. В качестве другого примера, значение МПФ можно получить интегрированием кривой внефокальной МПФ, соответствующей мультифокальной линзе, например между ее ближним и дальним фокусами.

В соответствии с другим аспектом, обе линзы содержат мультифокальные линзы, имеющие разные оптические силы ближнего и/или дальнего фокусов. Например, разность между оптическими силами ближнего и/или дальнего фокусов двух линз может быть в диапазоне от приблизительно 0,25 диоптрий до приблизительно 3 диоптрий. В некоторых случаях, одна из линз содержит мультифокальную линзу и другая содержит монофокальную линзу, например монофокальную линзу, имеющую оптическую силу, промежуточную между оптическими силами ближнего и дальнего фокусов мультифокальной линзы.

В соответствии с другим аспектом, мультифокальная линза может обеспечивать оптическую силу дальнего фокуса в диапазоне от приблизительно -20 диоптрий до приблизительно 50 диоптрий и дополнительную оптическую силу в диапазоне от приблизительно 1 диоптрии до приблизительно 8 диоптрий, например в диапазоне от приблизительно 1 диоптрии до приблизительно 4 диоптрий.

В соответствии с зависимым аспектом, в вышеописанном способе линзы выбирают так, чтобы обеспечить остроту стереозрения пациента лучше чем приблизительно 120 угловых секунд для зрения на дальнее и близкое расстояния.

В соответствии с другим аспектом, предлагается способ коррекции зрения, который содержит этап имплантации мультифокальной IOL, имеющей большую дополнительную оптическую силу (например, дополнительную оптическую силу, равную или большую чем приблизительно 3,5 диоптрий, например в диапазоне от приблизительно 3,5 диоптрий до приблизительно 8 диоптрий), в один глаз пациента и этап имплантации другой мультифокальной IOL, имеющей меньшую дополнительную оптическую силу (например, дополнительную оптическую силу, равную или меньшую чем приблизительно 3,5 диоптрий, например в диапазоне от приблизительно 0,25 диоптрий до приблизительно 3,5 диоптрий), в другой глаз пациента, чтобы обеспечить увеличение глубины резкости для зрения на близкое расстояние.

В соответствии с другим аспектом, в способе коррекции зрения мультифокальную IOL для преобладающего зрения на удаленное расстояние можно имплантировать в один глаз пациента и мультифокальную IOL привычного типа или для преобладающего зрения на близкое расстояние можно имплантировать в другой глаз пациента, чтобы обеспечить повышение контраста для зрения на удаленное, а также близкое расстояния.

В соответствии с другим аспектом изобретения, предлагается способ коррекции зрения, который содержит этап имплантации IOL для преобладающего зрения на удаленное расстояние в один глаз пациента и этап имплантации другой IOL для преобладающего зрения на удаленное расстояние, которая является слегка миопической (например, в диапазоне от приблизительно -0,5 до приблизительно -2 диоптрий) в другой глаз пациента, то есть другой IOL для преобладающего зрения на удаленное расстояние, имеющего оптическую силу дальнего фокуса, которая больше, чем оптическая сила, необходимая для формирования изображения удаленного объекта на сетчатке. Данная комбинация IOL может обеспечить пациенту увеличение глубины резкости для зрения на удаленное расстояние.

В соответствии с другим аспектом, предлагается способ коррекции зрения, который содержит этап имплантации монофокальной IOL в один глаз пациента и этап имплантации мультифокальной IOL в другой глаз данного пациента. Монофокальная IOL может обеспечивать оптическую силу для зрения на удаленное расстояние, например оптическую силу в диапазоне от приблизительно -20 диоптрий до приблизительно 50 диоптрий, а мультифокальная IOL может обеспечивать оптическую силу для зрения на удаленное расстояние, например оптическую силу в диапазоне от приблизительно -20 диоптрий до приблизительно 50 диоптрий, а также оптическую силу для зрения на близкое расстояние, например оптическую силу, характеризуемую дополнительной оптической силой в диапазоне от приблизительно 0,25 диоптрий до приблизительно 8 диоптрий. Данная комбинация разных IOL, имплантированных в два глаза пациента, может обеспечивать повышение контраста для зрения на удаленное расстояние.

В соответствии с другим аспектом, в способе коррекции зрения монофокальная IOL, которая является слегка миопической, то есть обеспечивает преломляющую способность слабее оптимальной преломляющей способности, например, на величину в диапазоне от приблизительно -0,5 диоптрий до приблизительно -2 диоптрий, можно имплантировать в один глаз пациента, и мультифокальную IOL привычного типа можно имплантировать в другой глаз пациента. Например, мультифокальная IOL может обеспечивать оптическую силу для зрения на удаленное расстояние в диапазоне от приблизительно -20 диоптрий до приблизительно 50 диоптрий и оптическую силу для зрения на близкое расстояние, характеризуемую дополнительной оптической силой в диапазоне от приблизительно 0,25 диоптрий до приблизительно 8 диоптрий. Данная комбинация двух IOL, имплантированных в глаза пациента, может обеспечивать увеличение глубины резкости для зрения на удаленное расстояние.

В соответствии с другим аспектом, в способе коррекции зрения IOL для преобладающего зрения на удаленное расстояние, имеющий небольшую дополнительную оптическую силу (например, дополнительную оптическую силу в диапазоне от приблизительно 0,25 диоптрий до приблизительно 3,5 диоптрий), можно имплантировать в один глаз пациента и мультифокальную IOL привычного типа можно имплантировать в другой глаз данного пациента. Данная комбинация IOL может обеспечить повышенный контраст и увеличение глубины резкости для зрения на удаленное расстояние.

В соответствии с другим аспектом, предлагается способ коррекции зрения, который содержит этап имплантации монофокальной IOL, которая является слегка миопической (например, с преломляющей способностью меньше оптимальной на величину в диапазоне от приблизительно -0,5 диоптрий до приблизительно -2 диоптрий), в один глаз пациента и этап имплантации мультифокальной IOL для преобладающего зрения на удаленное расстояние в другой глаз данного пациента. Данная комбинация IOL может обеспечить, в результате, повышенный контраст и увеличение глубины резкости для зрения на удаленное расстояние.

В соответствии с другим аспектом изобретения предлагается набор линз для коррекции зрения пациента, который содержит линзу (например, IOL) для использования в одном глазу пациента и другую линзу (например, другую IOL) для использования в другом глазу данного пациента, при этом линзы обладают разными фокусирующими характеристиками для обеспечения бинокулярной зрительной эффективности пациента в выбранном диапазоне. По меньшей мере, одна из линз является мультифокальной линзой. Кроме того, бинокулярная зрительная эффективность связана со зрительной эффективностью линз следующим соотношением:

где

B означает бинокулярную зрительную эффективность,

L означает зрительную эффективность одной из линз,

R означает зрительную эффективность другой линзы, и

kl является параметром, имеющим значение не менее чем 1,0, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 1,4 до приблизительно 4,

kr является параметром, имеющим значение не менее чем 1,0, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 1,4 до приблизительно 4,

kb является параметром, имеющим значение не менее чем 1,0, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 1,4 до приблизительно 4.

В соответствии с зависимым аспектом, в вышеописанном наборе линз зрительная эффективность характеризуется контрастом изображения или остротой зрения. Например, в некоторых вариантах осуществления контраст изображения двух линз выбран таким образом, чтобы бинокулярный контраст изображения находился в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 80% при пространственной частоте около 15 периодов/градус. В других вариантах осуществления две линзы выбраны таким образом, чтобы бинокулярная острота зрения находилась в диапазоне от приблизительно 20/40 до приблизительно 20/10.

В соответствии с другими аспектами, в вышеописанном наборе линз мультифокальная линза имеет оптическую силу дальнего фокуса в диапазоне от приблизительно -15 диоптрий до приблизительно 50 диоптрий и дополнительную оптическую силу в диапазоне от приблизительно 1 диоптрии до приблизительно 4 диоптрий. В некоторых случаях другая линза также является мультифокальной линзой с отличающейся оптической силой дальнего фокуса и/или дополнительной оптической силой. Например, разность между оптическими силами дальнего фокуса и/или дополнительными оптическими силами линз может находиться в диапазоне от приблизительно 0,25 диоптрий до приблизительно 2 диоптрий. В качестве альтернативы, другая линза может быть монофокальной линзой, например линзой с оптической силой в диапазоне от приблизительно -15 диоптрий до приблизительно 50 диоптрий. Во многих вариантах осуществления оптическая сила монофокальной линзы выбрана так, чтобы находиться между оптическими силами ближнего и дальнего фокусов мультифокальной линзы.

В соответствии с другим аспектом, линзы в вышеописанном наборе линз могут содержать искусственные хрусталики.

В соответствии с еще одним аспектом, линзы снабжают пациента остротой стереозрения выше, чем приблизительно 120 угловых секунд для зрения на близкое и/или дальнее расстояния.

В соответствии с другими аспектами предлагается способ коррекции зрения, который содержит этап выбора бинокулярной зрительной эффективности (B) для пациента и этап выбора зрительной эффективности (L) линзы (например, IOL) для использования в одном глазу пациента, в зависимости от зрительной эффективности (R) другой линзы (например, другой IOL) в другом глазу данного пациента, в соответствии со следующим соотношением:

где

B означает бинокулярную зрительную эффективность,

L означает зрительную эффективность одной из линз,

R означает зрительную эффективность другой линзы, и

kl является параметром, имеющим значение не менее чем 1,0, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 1,4 до приблизительно 4,

kr является параметром, имеющим значение не менее чем 1,0, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 1,4 до приблизительно 4,

kb является параметром, имеющим значение не менее чем 1,0, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 1,4 до приблизительно 4.

и, при этом, по меньшей мере, одна из первой и второй линз является мультифокальной линзой.

В соответствии с зависимым аспектом, бинокулярную зрительную эффективность можно характеризовать контрастом изображения, например, в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 80% при пространственной частоте около 15 периодов/градус или в диапазоне от приблизительно 5% до приблизительно 60% при пространственной частоте около 30 периодов/градус. В некоторых случаях, бинокулярную зрительную эффективность можно характеризовать остротой зрения, например, в диапазоне от приблизительно 20/40 до приблизительно 20/10.

Дополнительное представление о различных аспектах изобретения можно получить путем изучения нижеследующего подробного описания вместе с прилагаемыми чертежами, которые кратко описаны ниже.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 - блок-схема, представляющая различные этапы примерного варианта осуществления способа в соответствии с принципами изобретения для коррекции зрения.

Фигура 2 - гипотетическая модуляционно-передаточная функция (МПФ), соответствующая мультифокальной офтальмологической линзе.

Фигура 3 - схематическое изображение примерной мультифокальной офтальмологической линзы, пригодной для применения в некоторых вариантах осуществления изобретения.

Фигура 4 - схематическое изображение примерной монофокальной офтальмологической линзы, пригодной для применения в некоторых вариантах осуществления изобретения.

Фигура 5 - схематическое изображение комплекта линз в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, обеспечивающим две линзы с разными фокусирующими характеристиками для применения в двух глазах пациента.

Фигура 6 - гипотетическая примерная взаимосвязь между остротой стереозрения и анизометропией.

Фигура 7A - гипотетические кривые остроты зрения для мультифокальной линзы, монофокальной линзы и результирующая кривая бинокулярной остроты зрения, получаемой благодаря применению двух линз в двух глазах пациента.

Фигура 7B - гипотетические кривые остроты зрения для двух мультифокальных линз с разными фокусирующими характеристиками и результирующая кривая остроты зрения, получаемой благодаря применению упомянутых линз в двух глазах пациента.

Подробное описание

Настоящее изобретение, в общем, обеспечивает способы и офтальмологические линзы для улучшения функционального зрения пациента в широком диапазоне расстояний при использовании бинокулярного зрения. В соответствии с одним аспектом, изобретение обеспечивает способ коррекции зрения пациента посредством применения двух линз, имеющих разные фокусирующие характеристики, одна из которых применяется в одном глазу пациента и другая - в другом глазу. Линзы могут быть подобраны так, чтобы сообща обеспечивать пациенту бинокулярную зрительную эффективность (например, характеризуемую контрастом изображения или остротой зрения) в выбранном диапазоне фокусировки. В вариантах осуществления, которые описаны ниже, отличительные признаки изобретения поясняются, главным образом, в связи с интраокулярными линзами (IOL). Термин «интраокулярная линза» и ее сокращение «IOL» применяются в настоящей заявке равнозначно для описания линз, которые имплантируют во внутреннюю часть глаза либо для замены естественного хрусталика глаза, либо, в иных случаях, для усиления зрения, независимо от того, удален или нет естественный хрусталик. Интраокулярные линзы и факичные линзы являются примерами линз, которые можно имплантировать в глаз без удаления естественного хрусталика. Следует также понимать, что принципы изобретения применимы также к другим офтальмологическим линзам, например контактным линзам.

Как показано на блок-схеме 10, представленной на фигуре 1, согласно способу коррекции зрения в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, обеспечивают офтальмологическую линзу для улучшения зрения в одном глазу пациента (этап 1) и обеспечивают другую офтальмологическую линзу, имеющую, по меньшей мере, одну отличающуюся фокусирующую характеристику для улучшения зрения в другом глазу пациента (этап 2), при этом, по меньшей мере, одна из линз является мультифокальной линзой, например линзой, характеризуемой ближним и дальним фокусами. Термин «фокусирующая характеристика», в контексте настоящей заявки, может относиться к любому искомому преломляющему и/или дифракционному параметру линзы. Например, для монофокальной линзы фокусирующая характеристика может означать оптическую силу линзы. Для мультифокальной линзы фокусирующая характеристика может означать оптическую силу дальнего фокуса и/или дополнительную оптическую силу данной линзы.

Так как два глаза могут видеть изображения с разным оптическим качеством, то, во многих вариантах осуществления, обычно учитывают, по меньшей мере, один из нижеприведенных факторов для функционального образа, формируемого пациентом с использованием бинокулярного зрения: бинокулярную суммацию или конкуренцию, качество бинокулярного зрения и остроту стереозрения. Объект можно наблюдать, если его видит только правый глаз или левый глаз или его видят оба глаза одновременно. Следовательно, вероятность того, что объект наблюдается, когда смотрят оба глаза, равна (1-p), где p является вероятностью того, что ни один глаз не увидит объект. Например, если вероятность того, что один правый глаз или один левый глаз может видеть объект, равна 0,6, то вероятность того, что ни один глаз не увидит данный объект, равна (0,4)(0,4) = 0,16. Следовательно, вероятность того, что объект будет наблюдаться, когда смотрят оба глаза, равна (1-0,16=0,84). Таким образом, использование обоих глаз может обеспечивать усиление зрения даже без учета суммации в нервных путях.

Как также показано на блок-схеме 10 на фигуре 1, во многих вариантах осуществления, в пределах искомого диапазона фокусировки, для данной искомой бинокулярной зрительной эффективности (характеризуемой, например, контрастом изображения, контрастной чувствительностью или остротой зрения) соответствующую зрительную эффективность двух линз выбирают в соответствии со следующим соотношением:

, уравнение (1)

где

B означает бинокулярную зрительную эффективность,

L означает зрительную эффективность одной из линз,

R означает зрительную эффективность другой линзы, и

kl является параметром, имеющим значение не менее чем 1,0, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 1,4 до приблизительно 4,

kr является параметром, имеющим значение не менее чем 1,0, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 1,4 до приблизительно 4,

kb является параметром, имеющим значение не менее, чем 1,0, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 1,4 до приблизительно 4.

В некоторых вариантах осуществления, зрительную эффективность можно охарактеризовать контрастом изображения. Как известно специалистам со средним уровнем компетентности в данной области техники, количественный показатель контраста изображения, обеспечиваемого линзой, можно получить вычислением и/или измерением модуляционно-передаточной функции (МПФ), соответствующей данной линзе. В общем, контраст или модуляцию, соответствующие оптическому сигналу, например двумерной картине распределения интенсивности света, испускаемого или отражаемого объектом, изображение которого должно быть сформировано, или соответствующего изображению данного объекта, можно определить в соответствии со следующим соотношением:

, уравнение (2)

в котором I _max и I _min означают, соответственно, максимальную и минимальную интенсивность, соответствующую сигналу. Данный контраст можно вычислить или измерить для каждой пространственной частоты, присутствующей в оптическом сигнале. Тогда МПФ оптической системы формирования изображения, например объединенных IOL и роговицы, можно определить как отношение контраста, соответствующего изображению объекта, сформированному оптической системой, к контрасту, соответствующему объекту. Как известно, МПФ, соответствующая оптической системе, зависит не только от пространственных частот в распределении интенсивности света, освещающего систему, но может также испытывать влияние других факторов, например размера осветительной апертуры, а также длины волны подсвечивающего света.

Во многих вариантах осуществления МПФ можно измерять и/или вычислять для света с длиной волны около 550 нм, хотя возможно также использование других длин волн или комбинации длин волн при размере апертуры около 3 мм. Например, значения МПФ можно получать измерениями на модели глаза или вычислениями методом построения хода лучей, например, с применением программного обеспечения для вычисления хода лучей, например надежной программы OSLO для вычисления хода лучей, предлагаемой на рынке компанией Lambda Research Corporation, Littleton, Mass., США.

В некоторых вариантах осуществления, в которых зрительная эффективность характеризуется с помощью МПФ, бинокулярную зрительную эффективность можно описать в виде значения сфокусированной МПФ при данной пространственной частоте (например, при 15 или 30 периодах/градус), соответствующей фокальной плоскости (например, ближнему, промежуточному или дальнему фокусам). Если значение МПФ для бинокулярного зрения (в дальнейшем, бинокулярной МПФ) задано, то соответственные значения МПФ двух линз, относящиеся к данной фокальной плоскости, определяют так, чтобы удовлетворить вышеприведенному уравнению (1). В некоторых случаях можно взять интеграл МПФ в диапазоне пространственных частот (например, от 15 до 30 периодов/градус) в качестве показателя контраста изображения в фокальной плоскости. В других случаях определяют кривую так называемой внефокальной МПФ (либо для данной пространственной частоты, либо интегральную в вышеупомянутом диапазоне пространственных частот), построенную в выбранном диапазоне дефокусировки, например, от ближнего фокуса до дальнего фокуса, чтобы получить показатель визуального контраста.

Например, на фигуре 2 схематично изображена гипотетическая кривая внефокальной МПФ (например, при длине световой волны около 550 нм) для данной пространственной частоты (например, 15 периодов/градус), соответствующая мультифокальной линзе, обеспечивающей ближний и дальний фокусы. В некоторых случаях показатель зрительной эффективности упомянутой гипотетической линзы можно получить вычислением площади под кривой (т.е. интегрированием МПФ как функции пространственной частоты) на выбранном интервале дефокусировки (например, от ближнего фокуса до дальнего фокуса, как показано поперечно заштрихованной площадью). В качестве альтернативы, можно использовать среднее из значений МПФ, соответствующих ближнему и дальнему фокусам. Далее, например, в случае монофокальной линзы, значение МПФ в фокусе линзы может обеспечивать показатель ее зрительной эффективности. В качестве альтернативы можно воспользоваться площадью под пиком МПФ в окрестности фокуса линзы.

Например, в некоторых вариантах осуществления контраст изображения двух офтальмологических линз выбирают так, чтобы визуальный контраст при бинокулярном зрении (в дальнейшем, бинокулярный визуальный контраст) был в пределах от приблизительно 10% до приблизительно 80% для пространственной частоты около 15 периодов/градус или в пределах от приблизительно 5% до приблизительно 60% для пространственной частоты около 30 периодов/градус.

Другие показатели зрительной эффективности также можно использовать, чтобы получить оптимальную комбинацию из двух линз для применения в двух глазах пациента. Один такой показатель содержит остроту зрения, которую можно определять множеством способов. Например, в некоторых случаях, с данной целью можно применять буквенные таблицы для проверки остроты зрения. В других случаях можно определять оптическую разрешающую способность линзы (измерением или вычислением) в модели глаза в качестве показателя остроты зрения, обеспечиваемой упомянутой линзой. В некоторых вариантах осуществления остроту зрения, соответствующую двум линзам, выбирают так, чтобы получать бинокулярную остроту зрения в диапазоне, например, от приблизительно 20/40 до приблизительно 20/10.

В некоторых вариантах осуществления значения kl, kr и kb выбирают так, чтобы они были в диапазоне от приблизительно 2,6 до приблизительно 4,5 и, предпочтительно, приблизительно равнялись 4, когда бинокулярная зрительная эффективность характеризуется эффективностью высококонтрастной остроты зрения (например, чтобы повысить бинокулярную остроту зрения на приблизительно 10% или более при стимулах с высоким контрастом (т.е. контрастом выше, чем приблизительно 75%)), и упомянутые значения kl, kr и kb выбирают так, чтобы они были в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 1,6 и, предпочтительно, приблизительно равнялись 1,4, когда бинокулярная зрительная эффективность характеризуется бинокулярной эффективностью низкоконтрастной остроты зрения (например, чтобы повысить бинокулярную остроту зрения до приблизительно 60% при стимулах с низким контрастом (т.е. контрастом ниже, чем приблизительно 25%)). Далее, в некоторых случаях упомянутые значения можно выбирать так, чтобы они были в диапазоне от приблизительно 1,7 до приблизительно 2,5 и, предпочтительно, приблизительно равнялись 2, когда бинокулярная зрительная эффективность характеризуется бинокулярной эффективностью контрастной чувствительности (например, чтобы повысить бинокулярную визуальную контрастную чувствительность до приблизительно 40%).

В некоторых вариантах осуществления две линзы являются мультифокальными линзами, обладающими разными оптическими силами дальнего фокуса и/или дополнительными оптическими силами. Например, в некоторых случаях, две мультифокальные линзы характеризуются разностью их оптических сил дальнего фокуса и/или дополнительных оптических сил в диапазоне от приблизительно 0,25 диоптрий до приблизительно 3 диоптрий, например в диапазоне от приблизительно 0,25 диоптрий до приблизительно 2 диоптрий. На фигуре 3 схематично показан пример подобной мультифокальной IOL 12, содержащей оптический элемент 14, который содержит переднюю поверхность 16 и заднюю поверхность 18, которая обеспечивает оптическую силу дальнего фокуса, например, в диапазоне от приблизительно -20 диоптрий до приблизительно 50 диоптрий (и, предпочтительно, в диапазоне от приблизительно -5 диоптрий до приблизительно 34 диоптрий). Дифракционная структура 24, расположенная на передней поверхности 20, снабжает IOL дополнительной оптической силой, например, в диапазоне от приблизительно 1 диоптрий до приблизительно 4 диоптрий (предпочтительно, в диапазоне от приблизительно 2 диоптрий до приблизительно 3 диоптрий). В данном варианте осуществления дифракционная структура является сокращенной, то есть данная структура окружена участком 26 передней поверхности, на котором дифракционная структура отсутствует. В некоторых вариантах осуществления дифракционная структура характеризуется множеством зон Френеля, разделенных между собой множеством ступенек, которые характеризуются уменьшением высоты в зависимости от увеличения расстояния от оптической оси. Линза 12 дополнительно содержит множество фиксирующих элементов (фиксаторов) 28, которые облегчают установку линзы в глазу. Дополнительные сведения, касающиеся некоторых примеров мультифокальных офтальмологических линз, пригодных для практического применения изобретения, можно найти в патенте США №5,699,142 и ожидающей решения заявке на патент США №11/000,770, «Apodized Aspheric Diffractive Lenses», причем оба упомянутых документа включены в настоящую заявку путем отсылки.

Мультифокальная линза может содержать статические элементы оптической компенсации с расчетом на удаленные, близкорасположенные и/или промежуточно расположенные объекты. Однако глубина фокусировки, соответствующая каждому элементу компенсации, может продолжаться только до некоторого значения (например, около 0,75 диоптрий) для нормальной зрительной функции. Таким образом, статическая псевдоаккомодация, обеспечиваемая линзой, может оставлять зазоры с погрешностью рефракции в оптической внефокальной зрительной эффективности. Местоположения упомянутых зазоров с погрешностями обычно определяются параметрами линзы, например дополнительной оптической силой, заданной рефракцией, энергетическим балансом между дальним/ближним полями и аберрациями. Во многих вариантах осуществления изобретения дополнительную оптическую силу и/или заданную рефракцию двух разных линз, каждая из которых предназначена для одного из глаз пациента, подбирают так, чтобы их зазоры с погрешностями находились в разных местах в двух глазах и, следовательно, по существу, пропадали при бинокулярной суммации. Другими словами, две линзы совместно обеспечивают улучшение бинокулярного зрения пациента.

В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, один параметр мультифокальной линзы можно регулировать так, чтобы получать искомую зрительную эффективность для данной линзы. Например, как показано на фигуре 3, по меньшей мере, одной из передней или задней оптической поверхностей можно придать некоторую степень асферичности (например, степень асферичности, характеризуемую конической постоянной в диапазоне от приблизительно -11,1 (минус 11,1) до приблизительно -1030 (минус 1030), чтобы минимизировать сферическую аберрацию и, следовательно, улучшить МПФ, особенно для апертур с большими размерами. Кроме того, высоты ступенек для дифракционных ступенек дифракционной структуры, расположенной на, по меньшей мере, одной из линзовых поверхностей, можно корректировать, чтобы обеспечить искомое распределение световой энергии в представляющих интерес фокусах. Например, высоту ступеньки на границе каждой зоны можно задавать в соответствии со следующим уравнением:

, уравнение (3)

где

λ означает расчетную длину волны (например, 550 нм),

a означает параметр, который можно корректировать для регулирования дифракционной эффективности, соответствующей различным порядкам, например a можно выбрать равной 2,5;

n ₂ означает показатель преломления оптического элемента,

n ₁ означает показатель преломления среды, в которой установлена линза, и

f _apodize представляет масштабную функцию, значение которой уменьшается с увеличением радиального расстояния от точки пересечения оптической оси с передней поверхностью линзы. Например, масштабная функция f _apodize может быть задана следующим соотношением:

, уравнение (4)

где

r _i означает радиальное расстояние i-той зоны,

r _out означает внешний радиус последней бифокальной зоны Френеля. Возможно также использование других масштабных функций аподизации, например таких функций, которые описаны в вышеупомянутой заявке на патент, имеющей название «Apodized Aspheric Diffractive Lenses».

Кроме того, диаметры зон Френеля (местоположения границ зон) можно скорректировать, чтобы обеспечить искомое фокусное расстояние или дополнительную оптическую силу. В некоторых из данных вариантов осуществления, радиальное местоположение (r _i) границы зоны подбирают в соответствии со следующим соотношением:

, уравнение (5)

где

i означает номер зоны (i = 0 означает центральную зону),

r _i означает радиальное местоположение i-той зоны,

λ означает расчетную длину волны, и

f означает фокусное расстояние для дополнительной оптической силы.

Кроме того, глубину фокусировки около ближнего и/или дальнего фокуса можно корректировать селективным изменением площадей множества кольцевых зон Френеля. Например, радиальное местоположение границы зоны можно определять в соответствии со следующим соотношением:

, уравнение (6)

где

i означает номер зоны (i = 0 означает центральную зону),

λ означает расчетную длину волны,

f означает фок