DE69413994T2

DE69413994T2 - Asphärische multifokale kontaktlinse

Info

Publication number: DE69413994T2
Application number: DE69413994T
Authority: DE
Inventors: Elizabeth A. Norwood Ma 02062 Carroll
Original assignee: Polymer Technology Corp
Current assignee: Polymer Technology Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1994-08-23
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2014-08-24
Also published as: US5436678A; JPH09506184A; JP3802052B2; HK1014756A1; EP0723674B1; ES2123826T3; EP0723674A1; AU7672694A; WO1995009377A1; DE69413994D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft multifokale Linsen und insbesondere asphärische, multifokale Linsen, die verwendet werden, das Sehvermögen von Patienten zu korrigieren, die Sehfehler aufweisen, wie Presbyopie, Akkommodationsmangel, Aphakie oder Akkomondations-Konvergenzfehler.

Hintergrund

Bestehende multifokale Linsen können grob als entweder gleichzeitige oder wechselnde Konstruktionen klassifiziert werden. Wechselnde Konstruktionen verlangen einen Linsenübergang, um dem Auge abwechselnd Fern- und Nahsichtlinsensegmente zu bieten. Gleichzeitige Konstruktionen verlangen keinen Linsenübergang, sondern schließen ein, gleichzeitig Fern- und Nahbilder zu fokussieren. Konzentrische, gleichzeitige Konstruktionen haben entweder einen kreisförmigen Nahsichtabschnitt, der von einem ringförmigen Fernsichtabschnitt (Mitte nah) umgeben ist oder das umgekehrte (Mitte fern). Die optische Leistung der konzentrischen, gleichzeitigen Konstruktionen wird durch Änderungen der Pupillengröße und durch Änderungen der Linsenlage beeinflußt. Die Empfindlichkeit gegenüber der Pupillengröße kann die relative Neigung zwischen fern und nah, die optimale Vergenz und den Brennweitenbereich beeinflussen.
Asphärische, multifokale Linsen sind ein Typ mit einer konzentrischen gleichzeitigen Linse, die eine zunehmend flachere Kurve von der Mitte zu dem Rand der Linse aufweist. Diese asphärische Kurve kann auf der rückwärtigen (augenseitigen) Seite der Linse oder auf der Vorderseite der Linse auftreten, obgleich rückwärtige asphärische Konstruktionen Konstruktionen besonderen Interesses bei der Betrachtung der vorliegenden Erfindung sind. Das Abflachen der rückwärtigen Fläche dieser Linsen erzeugt die multi fokale Brechkraft in Verbindung mit der Brechungsindexdifferenz zwischen dem Tränenfilm und dem Linsenmaterial.
Eine gute Zentrierung ist wesentlich, wenn eine maximale Sichtschärfe mit asphärischen multifokalen Linsen erreicht werden soll. Die Zentrierung wird verbessert, indem Linsengrundkurven ausgewählt werden, die viel steiler als die Krümmung der Hornhaut sind, an die angepaßt werden soll. Jedoch wird, während die optische Leistung einer auf diese Weise angepaßten Linse gut ist, die Möglichkeit eines kornealen Ödems erhöht. Demgemäß muß zur optimalen Zentrierung gegenwärtiger rückwärtiger asphärischer Konstruktionen ein Kompromiß zwischen dem weniger steilen Anpassen von Linsen und dem Vergrößern der gesamten Linsengröße gefunden werden. Aufgrund der Steilheit, mit der die Linsen angepaßt werden, wird häufig eine relativ flache, sphärische Kurve dem Rand der rückwärtigen Linsenfläche hinzugefügt, um den Tränenaustausch unter der Linse zu verbessern.
Eine Recherche des Standes der Technik ergab die folgenden Patente, von denen angenommen wird, daß sie den nahesten Stand der Technik bilden, dessen sich der Anmelder bewußt ist:
1. US Patent Nr. 4,525,043 von Bronstein vom 25. Juni 1985,
2. US Patent Nr. 5,349,395 von Stoyan vom 20. September 1994.
3. US Patent Nr. 5,191,365 von Stoyan vom 2. März 1993.
4. US Patent Nr. 4,952,045 von Stoyan vom 28. August 1990.
5. US Patent Nr. 4,765,728 von Porat u. a. vom 23. August 1988.
6. US Patent Nr. 4,418,991 von Breger vom 6. Dezember 1983.
7. US Patent Nr. 3,950,082 von Volk vom 13. April 1976.
8. US Patent Nr. 5,050,981 von Roffman vom 24. September 1991.
9. US Patent Nr. 3,482,906 von Volk vom 9. Dezember 1969.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist eine Kontaktlinse, die konstruiert ist, die typischen Dezentrierungsprobleme zu überwinden, die mit asphärischen multifokalen Linsen verbunden sind, sowie die Vielfältigkeit der optischen Qualität zu minimieren, die durch unterschiedliche Pupillengrößen hervorgerufen wird. Die Linse minimiert auch die Notwendigkeit steiler Anpassungsbeziehungen und minimiert somit Hornhautstörungen und mindert das erhöhte Ödem, das mit einigen früheren asphärischen mulitfokalen Konstruktionen verbunden ist.
Die Linse dieser Erfindung umfaßt einen Rand und eine Rückfläche, die eine zentrale Zone, eine Randzone und eine Umfangszone aufweist, wobei jede der Zonen ist Abschnitte von Rotationsflächen zweiter Ordnung gebildet ist, die nicht sphärisch sind, wobei die axiale Randanhebung der jeweiligen zentralen und der Randzone in Richtung zu dem Rand der Linse zunimmt, wobei die axiale Randanhebung der Abstand zwischen einem Punkt auf der Rückfläche der Linse bei einem bestimmten Durchmesser und einer Scheitelkugel ist, wobei parallel zu der Linsenachse gemessen wird und die Scheitelkugel eine theoretische Kugel mit einem Krümmungsradius ist, der gleich dem bei der direkten geometrischen Mitte der Linse ist, wobei der Übergang von der zentralen zu der Randzone tangential ist, und die axiale Randanhebung der Umfangszone in Richtung zu dem Linsenrand abnimmt.
Vorzugsweise ist der Übergang zwischen der Randzone und der Umfangszone durch eine asphärische Auswölbungskurve geglättet ist, wobei die Auswölbungskurve ein Abschnitt einer Rotationsfläche ist, deren Erzeugende ein von einem Kreis verschiedener, konischer Abschnitt ist.
Die Linse dieser Erfindung verwendet asphärische, konische Abschnitte, um rückwärtige Flächen zu erzeugen, die die Abflachung haben, die für asphärische multifokale Linsen charakteristisch ist, aber auch Randanhebungen aufweisen, die mit asphärischen Konstruktionen der rückwärtigen Fläche und mit einzelner Sicht verbunden sind. Dies ermöglicht die Verwendung üblicher Vorderflächenkonstruktionen für die Linse.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein vergrößerter Querschnitt, der schematisch die Anpassung zwischen einer Hornhaut und der asphärischen multifokalen Linse dieser Erfindung zeigt.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die asphärischen Kurven, die die rückwärtige Fläche der Linsen dieser Erfindung bilden, werden durch Abschnitte von Rotationsflächen zweiter Ordnung gebildet, die nicht sphärisch sind. Bevorzugte, nichtsphärische, konische Abschnitte sind Ellipsoide, Hyperboloide oder Paraboloide. Bevorzugte konische Abschnitte, die mit den entsprechenden Zonen zu verwenden sind, die folgenden: die zentrale Zone ist vorzugsweise ein Ellipsoid; die Randzone oder Zonen sind bevorzugt Hyperboloide; die Umfangszone ist vorzugsweise ein Hyperboloid; und die wahlweise (aber bevorzugte) Auswölbungskurve ist vorzugsweise ein Ellipse.
Bezugnehmend auf Fig. 1 sieht man dort eine schematische Querschnittsansicht einer Hornhaut (2), deren Oberfläche (4) nahe der Rückfläche einer Linse (6) ist. Die Linse (6) hat einen Rand (7), eine Vorderfläche (8), die vorzugsweise sphärisch ist, und eine Rückfläche (9). Die Rückfläche hat eine zentrale Zone (A), eine Randzone (B), eine Umfangszone (C) und eine Auswölbungskurve (D).
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die zentrale Zone (A) von einem Abschnitt eines Rotationsellipsoids gebildet, dessen Erzeugende durch die Gleichung gegeben ist:
worin Z die saggitale Tiefe ist, X der halbe Durchmesser ist, C gleich 1/Ro ist (wobei Ro der Grundkurvenradius der zentralen Zone der Fläche 9 ist) und K = -(e²) (worin e die Exzentrizität der Ellipse ist).
Die Randzone (B) der beispielhaften Linse (1) in Fig. 1 ist von einem Abschnitt eines Rotationshyperboloids gebildet, dessen Erzeugende erzeugt wird durch die Gleichung:
worin Z und X wie oben definiert sind, C gleich 1/Ro ist (wobei Ro der Umfangsradius der Randzone der Fläche 9 ist), K = -(e²) (worin e die Exzentrizität der Randzone ist) und T die hyperbolische Verschiebung ist.
Die Umfangszone (C) dieser beispielhaften Linse in Fig. 1 wird auch durch einen Abschnitt eines Rotationshyperboloids gebildet, dessen Erzeugende gegeben ist durch die Gleichung:
wobei wie offen definiert, C gleich 1/Ro ist (wobei Ro der Umfangsradius der Umfangszone der Fläche 9 ist), K = -(e²) (wobei e die Exzentrizität der Umfangszone ist) und T die hyperbolische Verschiebung ist.
Die "Auswölbungskurve" (D) (wie hier verwendet) ist eine Kurve, die an den Stellen angeordnet ist, wo die Umfangs- und die äußerste Randzone zueinander kommen. Die Auswölbungskurve wird bevorzugt eingeschlossen, um eine Linse mit einem glatteren Übergang zwischen der Rand- und Umfangszone zu schaffen. Die Auswölbungskurve (D) wird vorzugsweise von einem Abschnitt eines Rotationsellipsoids gebildet, dessen Erzeugende gegeben ist durch die Gleichung:
worin Z die saggitale Tiefe ist, X der halbe Durchmesser ist, C gleich 1/Ro ist (wobei Ro der zentrale Radius der Fläche D ist) und K = -(e²) (wobei e die Exzentrizität der Ellipse ist). Diese Rotationsoberfläche für die Auswölbungskurve wird so ausgewählt, daß sie den erwünschten glatten Übergang zwischen nichttangentialen Flächen, der äußersten Randzone (B) und der Umfangszone (C) vorsieht.
Es ist ein charakteristisches Merkmal der Linse gemäß dieser Erfindung, daß der Übergang von der zentralen Zone (A) zu der Randzone (B) tangential ist; der Punkt (P), wo die zentrale Zone endet und die Randzone beginnt, liegt auf einer Tangente, die den Kurven beider Zonen gemeinsam ist.
Es ist auch ein charakteristisches Merkmal der Linse dieser Erfindung, daß die axiale Randanhebung der zentralen und der Randzone (A), (B) der Linse in Richtung zu dem Linsenrand zunimmt. Die axiale Randanhebung der Umfangszone (C) nimmt in Richtung zu dem Linsenrand ab. Eine "axiale Randanhebung" (wie hier verwendet) ist der Abstand zwischen einem Punkt auf der Rückfläche einer Linse auf einem bestimmten Durchmesser und einer Scheitelkugel, parallel zu der Linsenachse gemessen, wobei die Scheitelkugel eine theoretische Kugel mit einem Krümmungsradius ist, der gleich dem bei der direkten geometrischen Mitte der Linse ist.
Wie es bei der dargestellten Ausführungsform gezeigt ist, wird die zentrale Zone (A) vorzugsweise von einer Ellipse erzeugt, die Randzone (B) wird vorzugsweise durch eine Hyperbel erzeugt, die Umfangszone (C) wird vorzugsweise durch eine Hyperbel erzeugt, und die Auswölbungszone (D) wird durch eine Ellipse erzeugt. Jedoch kann irgendeine Kombination durch Ellipsen, Hyperbeln und Parabeln verwendet werden, um jede Zone und die Auswölbungskurve zu erzeugen. Des weiteren können die Rand- und die Umfangszone aus mehr als einer asphärischen Kurve bestehen. Wie es für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet offensichtlich ist, können mehrere Rand- und Umfangszonen zusammen kombiniert werden, um den Gesamtumfang der Linse zu bilden, vorausgesetzt, daß die Übergänge zwischen den Randzonen tangential sind.
Wenn die Linse dieser Erfindung angepaßt wird, sollte das Versuchslinsenverfahren mit Fluorescein-Bestätigung verwendet werden. Der Grundkurvenradius der ersten Versuchslinse wird gewählt, indem die Hornhautkrümmung gemessen und die Fläche K und die Größe des Hornhautastigmatismus bestimmt werden. Vorzugsweise können die Linsen dieser Erfindung mit einem Grundkurvenradius (Ro) von ungefähr 6,30 mm bis 8,30 mm, allgemein in Schrittweiten von 0,05 mm oder 0,10 mm vorgesehen werden. Die Außendurchmesser reichen vorzugsweise von ungefähr 8,2 mm bis 10,5 mm, wobei die zentrale Zone (A) einen Durchmesser aufweist, der bevorzugt größer als der Pupillendurchmesser und kleiner als 8,0 ist.
Eine repräsentative Linse mit einem Grundkurvenradius von 7,3 mm und einem Außendurchmesser von 9,6 mm kann mit den folgenden rückwärtigen Zonen versehen sein: einer zentralen Zone (A) mit einem Durchmesser von 7,0 mm, dem Grundkurvenradius von 7,3 mm und von einem Abschnitt eines Ellipsoids mit einer Exzentrizität von 0,75 gebildet; einer Randzone (B) mit einem Durchmesser von 9,0 mm, einem Umfangsradius von 5,7 mm und von einem Abschnitt eines Hyperboloids gebildet, der eine Exzentrizität von 1,5 und eine Verschiebung von -0,11 aufweist; einer Umfangszone mit einem Umfangsradius von 6,6 mm und von einem Abschnitt eines Hyperpolodis gebildet, das eine Exzentrizität von 0,083 und eine Verschiebung von -0,34 aufweist. Linsen mit anderen Kurven können von dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet bereitgestellt werden.
Die Erfindung ist nicht durch die Einzelheiten der dargestellten Ausführungsform beschränkt. Diese Erfindung kann in anderen bestimmten Formen verkörpert sein, ohne von ihren wesentlichen Bestandteilen abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind deshalb als darstellend und nichteinschränkend zu betrachten.

Claims

1. Eine Kontaktlinse mit einem Rand und eine Rückfläche (9), die eine zentrale Zone (A), eine Randzone (B) und eine Umfangszone (C) aufweist, wobei die Kontaktlinse gekennzeichnet ist, durch:

jede der Zonen ist durch Abschnitte von Rotationsflächen zweiter Ordnung gebildet, die nicht sphärisch sind;

die axiale Randanhebung der jeweiligen zentralen und Randzone (A) bzw. (B) nimmt in Richtung zu dem Rand (7) der Linse zu, wobei die axiale Randanhebung der Abstand zwischen einem Punkt auf der Rückfläche der Linse bei einem bestimmten Durchmesser und einer Scheitelkugel ist, wobei parallel zu der Linsenachse gemessen wird und die Scheitelkugel eine theoretische Kugel mit einem Krümmungsradius ist, der gleich dem bei der direkten geometrischen Mitte der Linse ist;

der Übergang von der zentralen zu der Randzone ist tangential;

die axiale Randanhebung der Umfangszone nimmt in Richtung zu dem Linsenrand ab.

2. Die Linse des Anspruchs 1, wobei der Übergang zwischen der Randzone und der Umfangszone durch eine asphärische Auswölbungskurve (D) geglättet ist, wobei die Auswölbungskurve (D) ein Abschnitt einer Rotationsfläche ist, deren Erzeugende ein von einem Kreis verschiedener, konischer Abschnitt ist.

3. Die Linse des Anspruchs 1, wobei die genannte zentrale Zone (A) eine Rotationsellipsoidfläche ist.

4. Die Linse des Anspruchs 1, wobei wenigstens eine Randzone (B) eine Rotationshyperboloidfläche ist.

5. Die Linse des Anspruchs 1, wobei die genannte Umfangszone (C) eine Rotationshyperboloidfläche ist.

6. Die Linse des Anspruchs 2, wobei die genannte Auswölbungskurve (D) eine Rotationsellipsoidfläche ist.

7. Die Linse des Anspruchs 1, wobei die rückwärtige Fläche (9) eine zentrale Zone (A) umfaßt, die eine Rotationsellipsoidfläche ist, eine Randzone (B), die eine Rotationshyperpoloidfläche ist, und eine Umfangszone (C), die eine Rotationshyperpoloidfläche ist.

8. Die Linse des Anspruchs 1, wobei der Übergang zwischen der Randzone (B) und der Umfangszone (C) durch eine asphärische Auswölbungskurve (D) geglättet ist, die Auswölbungskurve (D) ein Abschnitt einer Rotationsfläche ist, deren Erzeugende ein von einem Kreis verschiedener, konischer Abschnitt ist.

9. Ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktlinse, die eine eine Rückfläche und einen Rand aufweist, wobei die Rückfläche eine zentrale Zone (A), eine Randzone (B) und eine Umfangszone (C) aufweist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist, daß die Rückfläche so geformt wird, daß jede der Zonen durch Abschnitte von Rotationsflächen zweiter Ordnung gebildet ist, die nicht sphärisch sind;

die axiale Randanhebung der jeweiligen zentralen und der Randzone (A) bzw. (B) in Richtung zu dem Rand (7) der Linse zunimmt, wobei die axiale Randanhebung der Abstand zwischen einem Punkt auf der Rückfläche der Linse bei einem bestimmten Durchmesser und einer Scheitelkugel ist, wobei parallel zu der Linsenachse gemessen wird und die Scheitelkugel eine theoretische Kugel mit ei nem Krümmungsradius ist, der gleich dem bei der direkten geometrischen Mitte der Linse ist;

der Übergang von der zentralen zu der Randzone tangential ist;

die axiale Randanhebung der Umfangszone in Richtung zu dem Linsenrand abnimmt.