CZ20002408A3 - Aktivně regulovatelné multifokální čočky - Google Patents

Abstract

Aktivní multiflokální optická čočka má první optický prvek (12), který poskytuje první optickou mohutnost, který koriguje např. krátkozrakost, a druhý optický prvek (14), který poskytuje druhou optickou mohutnost, přičemž tento druhý optický prvek (14) je objemovým holografickým optickým prvkem, který byl programován pro zaostření přicházejícího světla. Biokompaktibilní holografický prvek je vyrobitelný ze zesíťovatelného nebo polymerovatelného předpolymeru, kde tento předpolymer zesíťuje nebo polymeruje za vzniku netekutého biokompatibilního optického prvku v průběhu až 5 minutového ozařování zdrojem ultrafialového světla, přičemž předpolymerje funkcionalizovaný kopolymer vinyllaktamu a CO . druhého vinylového monomeru.

Description

Oblast techniky ,

Vynález _: se týká multifokálních . čoček obsahující Ř' s holografický prvek- a poskytujících alespoň dvě' optické mohutnosti. - _r

Dosavadní- stav techniky

V současnosti jsou dostupné bifokální oční čočky různých konstrukcí, které se ukládají do oka nebo na. oko za účelem korekce .defektů vidění, přičemž těmito čočkami jsou například kontaktní čočky nebo intraokulární čočky. Jednou z obvyklých kons-ťrukcí očních čoček je konstrukce typu

J'koncentrického simultánního vidění. Koncentrická simultánní bifokální čočka na dvě optické zóny, které- jsou vzájemně koncentrické. Tyto koncentrické alternující optické, zóny mají různé poloměry zakřivení za účelem dosažení dvou odlišných optických mohutností - pro blízké- obrazy a pro daleké obrazy a tudíž 'zaostření blízkých a dalekých obrazů ve /-společné ohniskové oblasti. ' I .když jsou koncentrické šTmultáhh“픓bTf bkáTní'ⁱ''^s'čočky⁼ji⁼ž⁼dostUpné'“’po⁼™určitou'^,iúdobŮ7“ nedošlo k jejich praktickému uplatnění v širokém měřítku.Důvodem -je to,. že obrazy promítnuté- na sítnici koncentrickou bifokální čočkou jsou složeny jak z blízkých, tak i dalekých obrazů- a překrývání těchto obrazů má za následek,. že ani blízké ani vzdálené obrazy nejsou zcela jasné. Tak například ' v případě, že je přes koncentrickou • · · · · · ♦··· e eee e · eee « e β » ,¾ ,.··.-··········· • ·'· · · · · · · '· · ···· ·· ·· 99. 99 99 v 2 simultání bifokální čočku pozorován vzdálený předmět, jsou přítomny i obrazy blízkých předmětů, které závojují nebo zamlžují obraz . vzdáleného předmětu. Kromě toho vzhledem k tomu, že světlo, vstupující do koncentrické bifokální čoč.ky se dělí do dvou optických zón, je bifokální vidění'' na újmu. kontrastu .a intensity vidění zaostřeného předmětu, což je

-zejména výrazné za.špatných světelných podmínek.

£

Další koncepcí konvenční bifokální oční čočky je koncepvcě typu difrakčního simultánního vidění. Tyto čočky mají difrakční optický' prvek a. refrakční optický prvek avyužívají oba' optické prvky k simultánnímu promítnutí) vzáleného a blízkého obrazu - na sítnici. Stejně .jako koncentrická simultánní bifokální čočka štěpí' difrakční’ simultánní bifokální čočka světlo vstupující do oka na' blízký a vzdálený obraz a promítá tyto obrazy současně na sítnici. V důsledku toho není zcela' jasný ani blízký ani.

. vzdálený Obraz> což- má opět z-a následek' problém souvisejíc! s nedostatečným kontrastem a jasem pozorovaných předmětů, který se opět nežádoucím způsobem uplatňuje zejména za . ’ ' špatných světelných podmínek. . _ __L__ ¹

Ještě další koncepcí konvenčních bifokálních očních čoček je -koncepce translačního typu. Translační bifokální konstantní čočka . obecně kopíruje koncepci konvenčních ’ bifokálních brýlových · čoček. Translační čočka má dvě odlišně lokalizované sekce vidění, které mají různě optické mohutnosti.' Poloha bifokální čočky na oku.se musí posunout z jedné polohy do druhé·, když si nositel čočky přeje vidět předměty, které, jsou' umístěny ve vzdálenosti, která je odlišná od vzdálenosti, ve které se nacházejí právě zaostřené předměty. Hlavní problém, který je vlastní konvenčním.translačním bifokálním očním čočkám jsou obtíže, kterým musí nositel čelit v případě, že se musí snažit β · β β β e β « ·· ·· ·'· « změnit polohu čočky na oku,.. Tato čočka se musí na oku posunout o relativně velkou vzdálenost v případě změny z vidění skrze jednu sekci na vidění skrze druhou sekci, přičemž posunutí z jedné sekce do druhé sekce -vidění musí být zcela ukončeno ještě předtím, než. může být uskutečněno jasné vidění.

. V nedávné době byla pro dosažení bifokální funkce čočky navržena aktivně regulovatelná koncepce. Příkladem takové koncepce je- bifokální čočka typu simultánního vidění mající v . sekcích nanesené termochromní povlaky. Tato bifokální čočka je. koncipována pro aktivaci termochromního povlaku na optické zóně čočky pro vzdálené viděni v případě, kdy nositel shlíží dolů, aby zaostřil-na určitý blízký předmět. Takto aktivovaný' 'termochromní povlak na sekci pro vidění na dálku blokuje světlo procházející skrze sekci pro vidění na dálku, čímž . se zabrání tomu, aby obraz pozorovaného blízkého předmětu byl ' závojován nebo' zamlžován obrazem vzdálených předmětů,. Tato koncepce všaknení příliš praktická vzhledem k tomu, .že běžně dostupné materiály pro termochromní povlaky se neaktivují. „a^ nedeaktivují dostatečně -rychle pro praktickou aplikaci uvedené koncepce'. Další koncepce používá čočku, která mění svojí ohniskovou vzdálenost pomocí vypínatelné bate_;rie nebo fotočlánku. Tato koncepce'rovněž není příliš praktická vzhledem k tomu, že' elektrický obvod- a elektrický zdroj musí být natolik malé, aby mohly být umístěny v .oční čočce, přičemž musí být současně spolehliyé_a trvanlivé-. _ _________ , ___________

Vzhledem k výše-.uvedenému jé zřejmé, že stále existuje poptávka po očních čočkách, které by spolehlivě zajistily multifokální funkcě multifokáiních čoček techniky. Kromě toho a přitom . neměly nedostatky spadajících do dosavadního stavu stále trvá poptávka po optických materiálech, které by byly snadno zpracovatelné za účelem získání holografického optického prvku.

Podstata vynálezu

-V souladu s vynálezem je poskytnuta multifokální čočka obsahující objemový holografi.cký. prvek, který má optickou mohutnost. Tato čočka'má více než jednu optickou mohutnost, přičemž jedna z těchto optických mohutností může být . aktivně a selektivně regulována nositelem čočky s cílem umožnit nositeli vidět .jasné a nezpárované obrazy. Tato' čočka je vhodná pro různé optické čočky, mezi kterépatří kontaktní čočky, brýlové čočky a intraokulární čočky)

V ' rámci ‘ jednoho provedení vynález poskytuje · . multifo-kální· optickou 'čočku' mající, první optický prvek a objemový holografický optický prvek, přičemž první optický prvek poskytuje první optickou, mohutnost v prvním ohnisku a : . holografický optický prvek nebo holografický,, optický. prvek v ' kombinaci s prvním optickým prvkem poskytují' druhou optickou mohutnost v druhém ohnisku. ' _: V rámci dalšího provedení vynález poskytuje multifokální čočku mající objemový holografický optický'

_.__prvek,__přičemž tento__holografický optický· prvek má programovaný aktivující úhel, a -tento optický prvek poskytuje první optickou .mohutnost, například korekční optickou mohutnost., ' pro světlo vstupující do tohoto optického prvku pod . ' úhlem, který je. mimo· rozsah . aktivujícího úhlu, a druhou optickou mohutnost pro světlo vstupující do tohoto optického prvku pod úhlem spadajícím do rozsahu aktivujího úhlu.

Vynález rovněž poskytuje způsob korekce defektů vidění. Tento způsob zahrnuje stupně uložení multifokální čočky na oko a pohybování multifokální čočkou na oku tak, aby bylo příslušné ohnisko situováno do místa nejostřejšího vidění (fovea) oka. Tato multifokální čočka může být charakterizována tím, že má první optický prvek a objemový holografický optický prvek, přičemž první optický prvek poskytuje první optickou mohutnost v prvním ohnisku a holografický optický prvek nebo holografický optický^- prvek v kombinaci s prvním- optickým prvkem poskytují druhou optickou, mohutnost ve druhém . ohnisku.: ' V rámci dalšího provedení . vynálezu může být ' uvedená multifokální čočka charakterizována tím, že ' má - holografický optický prvek, který má programovaný aktivující úhel, přičemž tento optický prvek poskytuje první optickou'mohutnost pro světlo vstupující, do tohoto optického prvku pod úhlem, který -je mimo rozsah aktivujícího úhlu, a druhou optickou mohutnost pro světlo - vstupující do optického ,prvku pod úhlem, který je v rozsahu aktivuj ícího .úhlu.;

Multifokální čočka podle vynálezu je. vysoce účinnou, korekční čočkou, /která nemá nedostatky čoček pro simultánní vidění a konvenčních translačních čoček. V rámci vynálezu je poskytnut biokompatibilní holografický prvek produkovaný ze zesíťovatelného nebo po 1 ymeroy.atelného ' Pjtgdp oj.ymeru. ... · Tento___předpolymer_ _ _ _ j e zvolen ze zesí ťovatelných nebo polymerovatelných optických materiálů, které jsou schopné tvořit, netekutý nebo' pevný biokompatibilní optický prvek v průběhu až 5 minutového ozářením zdrojem ultrafialového světla.' Doba zesítění nebo polymerace se měří uložením předpolymeru mezi spodní a vrchní křemenné sklíčko a ozařováním předpolymeru zdrojem ultrafialového světla, kterým je 200 W středotlaká rtuťová výbojka umístěná 18 cm nad uvedeným vrchním křemenným sklíčkem. Výhodně je biokompatibilním holografickým prvkem transmisní objemový holografický prvek.. Vynález rovněž poskytuje hydrogelový holografický prvek, který je vyroben z uvedeného předpolymeru. Navíc vynález poskytuje způsob výroby holografického prvku z kapalné .kompozice předpolymeru nebo monomeru.·

Tento holografický prvek může být použit jako lékařské zařízení, například jako optická' čočka nebo. oční čočka. Taková optická ,a · oční čočka mající uvedený holografický l. ‘ prvek je relativně snadno vyrobítelná a velmi vhodná pro korekci různých ametropních stavů.·

Přehled obrázků na výkresech

Na připojených výkresech:

obr.i znázorňuje'aktivní oční čočku podle vynálezu;

obr.2 znázorňuje difrakční · funkci' holografického optického prvku pro aktivní čočku podle vynálezu;

obr.3 znázorňuje aktivní oční čočku podle vynálezu;

• . . obr.4 znázorňuje transmisní funkci- holografického optického prvku; - , . obr. 5 - - znázorňuje - -difrakční fu.nkc i holograf ického optického prvku v.případě, že je tento prvek aktivován;

obr.6 znázorňuje příkladný způsob'výroby holografického optického prvku;

obr. 7 znázorňuje optickou mohutnost holografického optického prvku; · >I»C · » obr.8 až obr.8B znázorňují optického prvku podle vynálezu a kombinaci· holografického obr.9 znázorňuje brýlový čočkový kompozit . podle vynálezu.

Vynález, poskytuje aktivní multifokální oční čočky. Vynález dále poskytuje aktivní multifokální čočky pro brýle. Dále bude výraz optické čočky označovat jak oční tak i brýlové čočky, pokud nebude výslovně'uvedeno jinak. Aktivní 'optické čočky podle· vynálezu poskytují více · ňež jednu optickou mohutnost. Konkrétněji tyto čočky poskytují alespoň jednu optickou mohutnost a alespoň jednu dodatkovou optickou mohutnost, která může být aktivována.. Na rozdíl od dosud -známých bifokálních čoček,' mohou být aktivnímultifokální 'čočky podle vynálezu aktivně a selektivně regulovány k dosažení v daném časovém okamžiku pouze jediné optické mohutnosti, bez nebo v podstatě bez optických interferencí s dalšími optickými mohutnostni čočky.

Uvedená' optická čočka obsahuje holograf-i-eký—optický prvek (HOE), přičemž vhodné holografické optické prvky pro' aktivní optické - čočky jsou' transmisními- ' objemovými holografickými 'optickými . prvky. Objemový holografický optický prvek ’ obsahuje' interferenční rozptylové struktury, $ které jsou programované · nebo 'zaznamenané jako periodická změna indexu lomu optického materiálu. Tafo ' periodická

Ά ~ změna -^i-n-dex-u—l-omu—vyuvoří roviny maximá íníhc - indexu. - iomu, t.j. objemovou mřížkovou strukturu, v optickém materiálu. Tyto roviny interferenční mřížkové struktury v holografickém optickém prvku budou'ještě popsána dále.

Obr. 1 znázorňuje příkladnou aktivní bifokální čočku 10 podle vynálezu. Je zde třeba poznamenat, že vynález je zde • · · · popsán z ilustračních důvodů za použití bifokální optické čočky, i když aktivní optická čočka podle vynálezu může mít více než dvě optické mohutnosti. Aktivní bifokální čočka l_0 je kontaktní čočkou mající první optický prvek 12 a holografický' optický prvek 14 . Tento holografický optický prvek 14 je zapouzdřen v prvním optickém prvku 12 k vytvoření kompozitní aktivní bifokální čočky , 10 takovým způsobem, že se . holografický optický prvek 14 pohybuje společně s aktivní bifokální čočkou 10 . .První optický prvek 12 poskytuje první optickou mohutnost, která koriguje . ametropii, například myopii (krátkozrakost) . Alternativně může být první optický- prvek 12.plochou čočkou, která má funkci nosiče pro holografický -optický prvek 14. Pokud jde o holografický .optickýprvek k -modifikování dráhy světlo vstoupí do 14 ' pod předenm

14/ je světla holograj tento pouze _ o keno optický prvek -určen -v případě, kdy

- ' optického prvku naprogramovaným úhlem, to je pod aktivujícím úhlem,- který aktivuje uvedený optický prvek. V souladu s ťím v případě, „kdy světlo vstoupí, pod uhlem, který,„,_je mimo aktivující úhel, propouští holografický optický prvek 14 zcela - nebo v podstatě zcela vstupující světlo, aniž by- při tom došlo k významnější modifikace dráhy světla nebo k jakékoliv modifikaci dráhy světla.

> Alternativně může holograf ický _ pptjýcký^ prvek působit jako plochá čočka, s výjimkou případu, kdy úhel dopadu přicházejícího .světla' spadá . do rozsahu : předem naprogramovaného aktivujícího úhlu. Když dojde k aktivaci holograf ického optického prvku 14, modifikují rozptylové struktury nebo objemová mřížková struktura, které jsou naprogramovány v holografickém optickém prvku 14, dráhu světla za účelem poskytnutí optické mohutnosti, která je * fc e ««fc

fc · odlišná od první optické mohutnosti aktivní bifokální čočky 10. Kromě akfivovatelné optické mohutnosti může holografický optický prvek 14 rovněž poskytnout optickou mohutnost, která je důsledkem tvaru tohoto holografického optického prvku 14 a indexu lomu materiálu holografického optického . prvku 14 . Taková dodatková optická mohutnost' doplňuje materiál prvního optického prvku k poskytnutí první . optické ' mohutnosti aktivní „bifokální čočky 10 v případě, že . přicházející světlo . vstupuje do aktivní bifokální čočky 10. pod úhlem, který neaktivuje holografický optický prvek 14 . ,

Výraz aktivující uhel zde označuje úhel- dopadu přicházejícího světla, který je definován jako úhel sevřený mezi směrem postupu přicházejícího' světla a normálou k povrchu holograf ického optického prvku 14, který, splňuje. Braggovu podmínku, takže přicházející světlo je rozptýleno interferenční -·' rozptylovou .mřížkovou . strukturou ·' v holografickém optickém prvku 14, což- bude ještě detailněji objasněno, dále. Je třeba poznamenat, že aktivující úhel .nemusí' být tvořen jedinou, hodnotou, nýbrž může být tvořen rozmezím úhlů. Braggova' podmínka je v. daném oboru velmi dobře známa a je například definována v Coupled · Wave Theory for Thich Hologram Gratings, H.Kogelnik, The Bell systém Technical Journal, sv.48,č.9,str.2909-2947 (prosinec 1969) . Tato Braggova podmínka může býť vyjádřena jako , cos (φ-θ) = Κχ'23 .......

kde K = 2π/λ, kde λ je · mřížková perioda interferenční, rozptylově struktury, Θ znamená úhel' dopadu' přicházejícího světla, φ znamená úhel . sklonu, mřížky a B je střední, propagační konstanta, . která může být vyjádřena jako B = ' ' ' - j .' .

• · io

2πη/λ, kde n je střední index lomu a λ znamená vlnovou délku světla. Když je splněna Braggova podmínka, může být koherentně ohnuto až 100 % přicházejícího světla.

Obr. 2 dále ilustruje funkci' hologřaf ického optického' prvku 14 aktivní bifokální čočky 10 z obr.l. Osa z, která je kolmá k rovinnému povrchu hologřafického optického prvku 14 a .směr šíření přicházejícího· světla R svírá s osou z úhel dopadu- σ. V případě, že přicházející světlo R vstupuje do hologřafického optického,prvku 14 pod úhlem, který spadá do rozsahu- aktivujícího úhlu hologřafického optického prvku 14 , potom. je přicházející světlo R ohnuto předem naprogramovanou interferenční rozptylovou strukturou, t.j. objemovou mřížkovou strukturou, hologřafického optického prvku 14 jako odcházející světlo S s výstupním ' úhlem q, který je odlišný od úhlu dopadu σ.

Obr.3 znázorňuje další provedení aktivní bifokální .'čočky podle vynálezu. Bifokální aktivní- čočka 16 je ..^kompozitní ' čočkou, která má první optickou čočku 17 a hologřaf ickou optickou čočku 18 . · Alternativně, může mít hologřaf ická optická čočka 18 takovou velikost,. , že pokrývá pouze zornici oka. První optická čočka 17 a hólografická optická čočka' 18. mohou být. vyrobeny odděleně, a potom spojeny, - například za použití adheziva. nebo, tepelně. Alternativně . mohou .být první' optická, čočka 17 a

...,^ ho lografic ká_ op t i cká____čočka ^_18__ vyrobeny _ _s ekv e nč ně _ nebo současně jedna na druhé tak, že 'výrobkem 'je' kompozitní čočka. Tato sekvenční nebo simultánní.koncepce je. obzvláště vhodná' v případě, kdy. jsou první optická čočka 17 a hologřaf ická optická čočka 18- vyrobeny z jednoho základního materiálu neboze dvou chemicky kompatibilních materiálů. I když je bifokální aktivní čočka 16 vytvořena ve zobrazeném provedení ták, že jako vnitřní polovinu obsahuje první • · · · • · .

β ··« • : :

• · · · .·· • · • · φ φ φ . φ • · · • · · • · optickou, čočku 17 a jako vnější polovinu obsahuje holografickou optickou čočku 18, je možné v rámci vynálezu vyrobit i jiné kombinace různých.optických prvků.

Ještě' další provedení aktivní bifokální čočky tvoří nekompozitní aktivní holografická bifokální čočka. V rámci tohoto provedení se aktivní hólografická bifokální čočka vyrobí z optického materiálu, který tvoří holografický optický prvek. Kombinace tvaru aktivní čočky a indexu lomu materiálu, ze kterého je vyroben holografický optický prvek poskytuje první optickou.mohutnost a programovaná objemová mřížková struktura v holografickém optickém prvku poskytuje druhou optickou mohutnost. 'Toto. provedení nekompozitní aktivní holografické čočky je obzvláště vhodné, kdy použitým materiálem holografického optického prvku je biokompatibilní materiál, který takto nežádoucím způsobem neinterferuje s oční tkání oka.

Výraz biokompatibilní materiál se zde vztahuje k polymernímu materiálu, který citelně nedegraduje a neindukuje významnou imunitní odezvu nebo nežádoucí reakci oční tkáně, ' například toxickou reakci .nebo významné podráždění oka, po dobu, kdy je-tent-o materiál’implantován do biologické 'tkáně pacienta nebo kdy .jde umístěn do kontaktu s biologickou tkání pacienta. Výhodně biokompatlbilní materiál citelně nedegraduje a. neindukuje významnou imunitní odezvu nebo nežádoucí reakci oční tkáně v průběhu, alespoň 6 měsíců, výhodněji po- dobu alespoň jednoho roku a nej výhodněj i po. -dobu alespoň 10 let. Vhodné biokompatibilní .optické , .materiály jsou vysoce světlem-zesí ťovatelnými a světlem-polymerovatelnými materiály. Vhodné biokompatibilní materiály zahrnují deriváty a kopolymery polyvinylalkoholu, polyethyleniminu nebo. polyvinylaminu. Příkladné biokompatibilní materiály,

• 9

9'99

9-99 99 • 9 99 které jsou obzvláště vhodné pro výrobu holografického optického'prvku podle vynálezu, jsou popsány v patentu US 5,508,317 a v mezinárodní patentové přihlášce

PCT/EP96/0O246. ' j»¹

Holografický programován tak, optický p že . má jeden aktivujících úhlů, při kterém rvek · podle vynálezu je' aktivující úhel nebo rozmezí resp. při kterých je tento holografický optický.prvek aktivován a. holografický' optický prvek ohýbá přicházející světlo za účelem zaostření světla do požadovaného místa.

Obr.l a obr.5. ilustrují funkci holografického optického prvku 21 kompozitní aktivní čočky . 2Q, která obsahuje holografický optický prvek 21, který je programován pro zaostření světla pocházejícího z krátké vzdálenosti. Když -světlo- 22 přicházející od vzdáleného předmětu vstupuje do čočky pod. úhlem, který neaktivuje holografický optický prvek. 21, je. světlo 20 zaostřeno v souladu s optickou mohutností prvního optického prvku kompozitní aktivní čočky 20 v kombinaci s optickou mohutností krystalické čočky oka (která není znázorněna)' do . ohniska 21 nacházejícího. se na sítnici,. konkrétněji v místě ne j os tře j šího vidění. '

Tak například může., mít první optický prvek 23 korekční mohutnost v rozmezí mezi +Ϊ0 dioptriemi a -20 dioptriemi. Je třeba uvést, .že holografický. optický prvek 21 může mit vlastní optickou mohutnost, ' která .je odvozena od tvaru tohoto holografického optického prvku . 21 a indexu lomu materiálu, ze -kterého, je tento holografický. optický prvek vyroben. V důsledku toho může uvedený holografický' optický prvek 21 přispívat k refrakční. optické mohutnosti • ·' · » 9 4 · φ 9 «999 9 9 999 9 4 ₉ 9 ··.*»· ·· »' 4 4 4 · ·

4 4 4 4 4 4 ‘ 4 · · 4

4 4 4 9 49 4 9 4 4 ·· kompozitní aktivní., čočky 21. Nicméně dále bude tato vlastní optická mohutnost holograf ického optického prvku 21 zanedbána s cílem zjednodušit ilustraci difrakční funkce kompozitní aktivní- čočky podle vynálezu, poněvadž uvedená vlastní optická mohutnost může být jinak snadno v rámci vynálezu vyhodnocena. *

V případě, že holografický optický prvek 21 není aktivován, nebrání holografický optický prvek . 21 světlu 22 při jeho postupu normální 'refrakční dráhou určenou prvním optickým prvkem 23. Avšak když toto světlo vstoupí do holografického optického prvku 21 v úhlu, který aktivuje holografický optický prvek 21 (t.j. vstoupí pod aktivujícím úhlem), je ohnuto .hólúgrafickým .optickým prvkem 21.

V

Z obr.5 je' patrné, že když přicházející světlo vstupuje do· aktivní -čočky . 2 5. pod úhlem, který' aktivuje holografický optický prvek 2 6, potom čočka společně’ s první optickou čočkou 27 a krystalickou čočkou oka .zaostří světlo na· sítnici,. konkrétněji.na místo nejostřejšího vidění (fovea). Tak například světlo 2 8 pocházející z. blízkého předmětu 2 9 tvoři obraz 30 v místě nejostřejšího vidění v případě, že světlo vstupuje do holografického optického prvku 2 6 pod úhlem, který-je v- rozsahu programovaného aktivujícího úhlu.

.Úhel dopadu přicházejícího světla vzhledem k aktivní bifokální - čočce, konkrétněji k holografickému optickému' prvku' uvedené* čočky, může být měněn různými způsoby. Tak například aktivní čočka. můž'e být skloněna s cílem změnit úhel dopadu přicházejícího světla, což znamená, že nositel čočky může změnit úhel dopadu světla sklopením pohledu směrem dolů při zachování polohy hlavy. Alternativně může mít aktivní čočka mechanismus regulace polohy, který může

9 « 9 99 být aktivně regulován nositelem čočky pomocí jednoho nebo více svalů v oku. Tak například aktivní čočka může být tvarována tak, že její pohyb může být regulován spodním očním víčkem. Je třeba uvést, že aktivújící úhel aktivní čočky 25 zobrazený na obr.5 je'natolik přehnám, aby bylo možné snadno vysvětlit- 'podstatu -vynálezu, . a tudíž aktivující úhel aktivní čočky by neměl být tak veliký jako skloněný úhel zobrazený)na obr.5. Ve 'skutečnosti mohou být holografické optické prvky vhodné pro použití v rámci vynálezu programovány tak, aby měly široké rozmezí různých aktivujících .úhlů,' které je v souladu . s programujícími postupy známými v holograf ickém oboru. V souladu s tím,, může být míra pohybu, nezbytná- k tomu, -aby došlo k přechodu aktivní čočky z jedné optické mohutnosti do druhé optické mohutnosti,- snadno měněna v závislosti., na konstrukčních 'kritériích a potřebách každého konkrétního nositele čočky..- I--když aktivní čočka podle -vynálrezu -poskytuje' více. než jednu optickou mohutnost,- 'tvoří tato aktivní čqčka viditelné obrazy, které jsou' zaostřeny v každém časovém 'okamžiku pouze jednou- optickou mohutností. V důsledku toho tato aktivní -čočka neprodukuje na rozdíl od konvenčních bifokálních čoček, jakými. jsou například koncentrické simultánní bifokální čočky,- rozmazané a zamlžené obrazy. Obratkie pozornost znovu k obr. 5-. Když je aktivní čočka. 25 polohována k pozorování blízkého předmětu 29 (t.j. když je úhel dopadu světla pocházejícího od blízkého předmětu 29 v rozsahu aktivujícího úhlu holografického optickébo prvku

6) potom jě .světlo pocházející od blízkého předmětu 2 9 zaostřeno holografickým optickým prvkem 26 společně's první optickou čočkou 27 a krystalickou čočkou oka na sítnici do místa 30 ne j ostře j šího vidění..' V témže časovém okamžiku není úhel- dopadu světla pocházej icího-’ od vzdálených předmětů v rozmezí aktivujícího úhlu aktivní čočky 25. V souladu , s- tím není dráha světla přicházejícího od • · β 9 0«

0 vzdálených předmětů modifikována holografickým _s optickým prvkem 2 6, zatímco dráha světla přicházejícího- od blízkých předmětů je modifikována, t.j-. ohnuta, první optickou čočkou 27 a krystalickou čočkou oka. Světlo přicházející od vzdálených předmětů je proto zaostřeno tak, že, tvoří obraz v oblasti 31, která se nachází mimo- oblast sítnice s nejostřejším viděním (mimo foveu).V důsledku toho nejsou zaostřené obrazy ' blízkých a vzdálených předmětů koncentricky nebo axiálně vyrovnané. Bylo zjištěno, že obraz, který je vytvořen mimo oblast 31, není jasně vnímán nositelem aktivní čočky 25 a je snadno neregistrován oblasti, aktivní nositelem aktivní čočky 2 5 a- zahrnut takto do periferního.· vidění. V důsledku - toho je nositel čočky 25 schopen jasně pozorovat blízký předmět 2 9, aniž by tento obraz blízkého . předmětu byl rozmazán v důsledku interference se . světlem pocházejícím od vzdálených předmětů.

Obdobně, když' je aktivní čočka polohována pro pozorování vzdáleného, předmětu, například jak je tomu v _____situaci zobrazené na- obr.4, vstupuje světlo 22 pocházející _ od vzdálených předmětů do čočky pod úhlem, který je mimo rozsah aktivuj ícíhó' úhlu holograf i.ckého optického prvku 21.

Proto není dráha tohoto světla ovlivněna ' holografickým optickým prvkem 21, . přičemž je -pouze ovlivněna prvním optickým prvkem .23 a krystalickou čočkou oka, v důsledku čehož se vytvoří obraz vzdáleného předmětu v ohnisku 24,

... t. j . v „oblasti sí t n ic e sněť:- stře j š ím vaděním. Ve stejném časovém - okamžiku je světlo pocházející od blízkého předmětu ohnuto a zaostřeno holografickým optickým prvkem 21 a ^: promítnuto- do --.oblasti sítnice, která je mimo oblast s nejostřejším viděním. V souladu s tím, pozoruje nositel čočky jasný obraz vzdáleného, předmětu bez významnějších rušivých interferencí.

J.

··* · ··. ··· eeee s β * «· * « a i

Výhoda ‘ nerozmazaného obrazu poskytovaného aktivní.

čočkou podle vynálezu je důsledkem konstrukce této’ aktivní 1 ' ' čočky, která využívá inherentní anatomii oka.Je známo, že koncentrace sítnicových receptorů mimo oblast fovei je drasticky nižší než koncentrace sítnicových receptorů v i \ oblasti fovei. V důsledku toho není každý obraz zaostřený v podstatě mimo. oblast fovei.jasně vnímán vzhledem k tomu, že tento obraz .je sítnicí- opticky poddimenzován pokud jde o počet, sítnicových receptorů, které tento obraz zachycují, a mozek nositele čočky vnímá takový obraz jako obraz zahrnutý do periferního vidění. Ve skutečnosti bylo zjištěno,- že vizuální ostrost''lidského oka klesne asi na 20/100 v případě předmětů, které se nacházejí již pouze 8°. mimo’ linii pohledu. Při výše popsané koncepci aktivní regulace, poskytuje aktivní čočka podle vynálezu jasné obrazy v rámci jedné optické mohutnosti za současného, využití -inherentní anatomie oka. Při využití inherentní anatomie sítnicových receptorů a schopnosti programovat různé rozsahy -aktivujících- -úhlů-· v ’ holograf ickém- optiokém prvku čočky poskytuje aktivní čočka podle vynálezu jasné . obrazy předmětů/ které se nachází v různých, vzdálenostech. Na .rozdíl od různých simultánních bifokálních..čoček poskytuje aktivní čočka podle vynálezu nerušené jasné obrazy a na rozdíl od translačních bifokálních čočekmůže být aktivní čočka podle vynálezu snadno koncipována tak, aby byl k selektivnímu pozorování obrazů z různých . vzdáleností zapotřebí pouze malý pohyb čočky.

Holografické _?optické prvky -podle- .vynálezu mohou být vyrobeny například z 'polymerovatelných nebo zesíťovatelných materiálů,, zejména z tekutého optického materiálu. Vhodné polymerovatelné' a zesíťovateiné materiály pro holografický optický prvek jsou popsány níže. V dalším textu bude pro zjednodušení použit pouze výraz polymerovatelný materiál, přičemž tento výraz bude zahrnovat jak polymeroyatelný, tak

4

9 99 • · 4

9 994 i zesíťovatelný materiál, pokud nebude výslovně uvedeno jinak.

.Příkladný způsob výroby holografického optického prvku podle vynálezu je ilustrován na obr.6. Světlo 33 z bodového zdroje je . promítáno na· světlem-polymerovatelný optický materiál 33 (t.j. 'světlem polymerovatelný holografický prvek), přičemž je na světlem-polymerovatelný materiál 33 · současně , promítáno kolimované referenční, světlo 34. tak, že elektromagnetické vlny světla 32 areferenčního- světla 34 tvoří interferenční rozptylové optický optický polymerbvatelném se ve světlěmvytvbří objemová optickým .promítají směrem ke materiálu 33, přičemž struktury,· které jsou zaznamenány- v materiálu po jeho. polymeraci, čímž polymerovatelném. optickém materiálu 33 .mřížková .. struktura. Světlem-polymerovatelným materiálem 33 je světlem-polymerovatelný materiál, který je polymerován' jak světlem 32, tak. i referenčním světlem 34. •Výhodně·pochází světlo 3.2,'a .referenční· světlo' 34· ·z jediného'' světelného·., zdroje, jehož světlo je rozštěpeno děličem světelného paprsku. ' Obě, · . rozštěpené části světla se světlem-polyrnerovatelnému · opťickému· dráha světla 32 je modifikována s' cílem·, vytvořit světlo 32 bodového zdroje. .Světlo · 32 bodového zdroje může být- například generováno umístěním konvenční konvexní optické čočky do určité vzdálenosti od svět.lem-poiymerovatelného, optického materiálu. 33 · tak, že toto světlo je zaostřeno do požadované·' vzdálenosti -od' světlem-polymeřováteiného_optického materiálu 33. Výhodným světelným-' zdrojem je laserový zdroj nebo -výhodněji zdroj ultrafialového záření. I když' -vhodná vlnová -délka světelného. zdroje . závisí na’· typu . použitého světlem-pol.ymerovatelného’ optického materiálu, výhodně se používají vlnové délky od 30Ό do· 600nm. Když. je světlem-polymerovatelný optický materiál 33· plně exponován a polymerován, potom rezultující holografický optický prvek . · · ββίβ ···· ··, obsahuje strukturu modulovaného indexu lomu, t.j. objemovou mřížkovou strukturu holografického polymerovatelný tekutý optický prvek,. přičemž

35. Kromě toho , když se k. výrobě optického prvku použije tekutý optický materiál,^: převede světelný zdroj materiál- na pevný holografičký optický v průběhu; této konverze se tvoří uvedená objemová mřížková struktura 35.

' Z obr. 7 je patrné, že polymerovaný holografičký optický . prvek 36 má ohnisko 38, které odpovídá poloze bodového zdroje světla 32 z obr. 6,· když světlo. . 39 vstupuje do .holografického optického prvku-36 z opačné strany, než na jaké se nachází uvedené .ohnislo, . přičemž toto světlo kopíruje nebo v .podstatě kopíruje obrácenou dráhu

- kolimóvaného. referenčního světla 34 z obr.6. Obr.6 a. obr. 7 • ilustruji - pří kladný-- způsob výroby -holograf ického optického . prvku majícího kladnou korekční mohutnost. Je samozřejmé/

--- že při- aplikaci malých modifikací může být výše -popsaný, způsob rovněž použit pro výrobu holografických optických prvků majících zápornou, korekční, mohutnost. -Tak například pro výrobu, holograf ického optického- .prvku majícího zápornou_____ korekční, mohutnost může být namísto světla- bodového .zdroje použit konvergentní světelný- zdroj,. který tvoří ohnisko, na -druhé straně- holografického optického prvku, než na;které

..se·, nachází světelný zdroj. V rámci vynálezu mohou být snadno ' a jednoduše vyrobeny aktivní- multifokální čočky majígí různé' korekční mohutnosti.' a určené pro' korekcí „ - - různ. ýc h' ame. trop nich ...„„.stavů./™ j ajcými so_u „ nap ří.k.1 ad__ myopJL.e,. ___ hyperopie,· prebyopie, regulérní' astigmatismus, neregulérní stigmatismus a jejich vzájemné kombinace. '

Tak například korekční mohutnosti. -holografických optických prvků mohou být. měněny, změnou vzdálenosti., polohy nebo/a dráhy bodového zdroje světla,, zatímco aktivující «4 • · · β 9·· • ' 4 • 4*4 94 . .49 . 9« • 4 · e · eee ee

4 · ·

9 9 9 · · 4 · e 4 ee ·· e · · · • 4 ee úhel holografických optických prvků může být měněn změnou polohy bodového zdroje světla .a. referenčního světla.

V rámci vynálezu mohou být vhodné holografické optické .prvky vyrobeny z polymerovatelných a ;zesíťovatelných -optických materiálů, které mohou být relativně ' rychle polymerovány nebo zesítěny světlem. Rychle polymerovatelnýopticky materiál, umožňuje to, že v optickém materiálumůže být vytvořena periodická změna' indexu lomu, v · důsledku čehož se' vytvoří- v průběhu- . polymerace tohoto optického,, materiálu s cílem ,jeho konverze, na pevný optický materiál objemová mřížková struktura. Výhodně jsou m vhodné pol.ymerovatelné a zesíťovatelné optické materiály 'zvoleny- z biokompatibilních optických .materiálů, přičemž výhodně jsou· ·, vhodné ’ optické materiály zvoleny z tekutých ' , biokompatibilních optických- materiálů, které polymerují . nebo zesiťují za vzniku netekutého-,. -ztuhlého optického . .prvku- maj ícího - definovaný tvar -a to- v průběhu < -5 minut nebo méně než^: 5 minut, výhodně-ji v průběhu 3 minut nebo méně než 3' minut a ještě- výhodněji v průběhu 1 minuty nebo méně než . 1 ; minuty a nejvýhodněji v průběhu' 30 sekund nebo méně než,

30'sekund, například v průběhu. 5 až 30 sekund.. Doba' trvání' zesítění - nebo polymerace je ..stanovena uložením ' zesíťovatelného nebo- polymerovatelného optického materiálu mezi ' dvě 'křemenná . sklíčka, která· mají ’. rozměry mikroskopických ' podložních sklíček.’ 'a jsou pomocí distančního členu vzájemně odsazeny ve vzdálenosti 10-0 μτη.

Na první křemenné sklíčko se uloží dostatečné množství .

optického materiálu k vytvoření kruhové - kapky majicí průměr asi-. ,14 . mra a optický., materiál se překryje druhým křemenným sklíčkem. Alternativně- může.’ být použit- distanční člen ,k vytvoření'' válcovitého prostoru' mezi ; oběmi křemennými ’ ’ sklíčky pro optický materiál.. Optický materiál mezi oběmi, křemennými sklíčky, se potom ozářuje 200 W středotlakou · · · · ·· ft · · · β βίϊ e . e e « · · • · ^ · · · · · · · · · <. « • ·· · ·· · ···· ···· ·· ·» ·· ·» «· rtuťovou výbojkou, která je umístěna ve vzdálenosti 18 cm nad uvedeným horním- křemenným sklíčkem;

Příkladná skupina biokompatibilních polymerovatelných optických materiálů vhodných, pro použití v. rámci vynálezu je popsána v patentu US, 5,508,317. Výhodnou skupinou polymerováteíných-, optických .materiálů- popsaných v .uvedeném patentu US 5,508,-317 . jsou. materiály, které ..máji

1.3- diolovou. 'základní- strukturu, ve které byl určitý procentický podíl 1,3-diolových' jednotek modifikován na

1.3- d.ioxaň' mající -v · poloze,. 2 radikál, - .který je polymerovatelný avšak nepolymerován. Tímto polymerovatelným, optickým materiálem je výhodně 'derivát polyvinylalkoholu mající.hmotnostní. střední-' molekulovouhmotnost’ M_w rovnou alespoň-asi 2 000,'který má asi 0,5 až' asi' 80. %, vztaženo, na - počet hydroxy-skupin polyvinylalkoholu·, jednotek obecného vzorce I

ve κr e rém '. ' ' ™ ,

R znamená nižší alkynen-ovou skupinuobsahu jící až 8 .uhlí··..·' kových atomů,

R¹ .znamená atom vodíku nebo nižší alkylovou-skupinu a R² znamená olefinicky nenasycenou,.elektrony-přitahůjící

kopolymerovatelnou skupinu mající výhodně, až 25 uhlíkových atomů,' přičemž R^z například znamená oleíinicky. nenasycenou acylovou skupinu,obecného vzorce R³-CQ-, ve. kterém - >

R^J znamená oleíinicky -nenasycenou kopolymerovatelnou skupinu, mající 2 až 24 uhlíkových ...atomů, zejména výhodně 2 až 4. uhlíkové atomy..

Příkladné .oleíinicky . nenasycené kopolymerovatelné skupiny _A zahrnují -ethenylovou skupinu, ·' 2-propenylovou skupinu, 3-propenylovou skupinu,- 2-bu.tenylovou skupinu, hexenylovou skupinu, oktenylovou skupinu a dodekány 1 ovou skupinu_: .

V rámci ž.ádoucího .provedení - skupina ,R² znamená skupinu obecného .vzorce II ’ :. · , ·/, ' - .

r.-CO-NH- (R⁴-NH-CO-O) -r⁵-o] „-cc-r^! Τΐΐ) ve kterém’ ·'- p znamená 0 nebo 1, výhodně. 0, q znamená 0 nebo 1, výhodně- 0,

R⁴· a R^: každý nezávisle znamená .-nižší alkylovou skupinu mající 2 až 8 uhlíkových atomů-, arylenovou skupinu’ mající 6 až 12- uhlíkových atomů, nasycenou’ dvouvalenční cykloalifatickou-skupinu mající 6 až 10 uhlíkových atomů, arylenalkylenovou' nebo alkylen-' > .

• ·

aryleno.vou skupinu mající 7 až 14 uhlíkových atomů nebo arylenalk.ylenarylenovoú skupinu-mající 13 až 16-uhlíkových atomů, a

R^J má výše uvedený význam.

Nižší alkylenová skupina..R výhodně obsahuje až 8 .uhlíkových atomů, přičemž tato skupina.může být přímou -nebo rozvětvenou skupinou. Vhodné příklady - této skupiny zahrnují oktylenovou ,skupírtu, - hexylenovou skupinu, pentylenovou skupinu, butylenovou skupinu, -. propylenovou - skupinu, ethylenovou skupinu,· methylenovou skupinu, . 2-propylenovouskupinu,' 2-butylenovou skupinu a 3-pentylenovou skupinu. Výhodně nižší- alkylenová skupina R má .až 6 a zejména výhodně až .4 uhlíkové 'atomy. Výhodnými nižšími-alkylenovými skupinami R jsou zejména methylenová skupina a butylenová skupina. . R¹ výhodně znamená atom Vodíku nebo nižší alkylovoi skupinu mající ,a.ž ·7, zejména až R¹ ze jména . znamená atom vodíku.

Uhlíkové atomy, přičemž

Pokud·' jde o R⁴ a. R⁵// potom nižší . alkylenová skupina R⁴ nebo. R⁵ výhodně obsahuje 2 až 6 uhlíkových atomů,.- přičemž tato'- -skupina- je výhodně skupinou s přímým uhlíkatým řezězcem... · Vhodné- . · příklady zézo .. skupiny.. ™. „zahrnují propylenovou - skupinu,.' butylenovou' skupinu, hexylenovou .skupinu,- dimethylethylenovoú skupinu a obzvláště, výhodně ethylenovou skupinu. ' . ..

Arylenová skupina. R⁴ nebo R⁵ výhodně znamená fenylenovouskupinu, která je nesubstituovaná nebo substituovaná nižší • · · • · · alkylovou skupinou nebo. nižší alkoxy-skupinou a která zejména znamená 1/3-fenylenovou skupinu nebo

1,4-fenylenovou skupinu nebo methyl-1, 4-fenylenovou skupinu. '·

Nasycenou dvouvalenční cykloalifatickou skupinou R nebo R⁵ ' je , výhodně cyklohexylenová skupina nebo cyklohexylen(nižší alkyl)enová skupina, například cyklohexylenmethylénová skupina, která -je nésubstituovaná nebo. substituovaná j-ednou nebo více methylovými skupinami, jako 'například trimethylcyklohexylenmethylenová. skupina, například· dvouvalenční isoforonová skupina. Aryleriovou jednotkou alkylarylenové, skupiny nebo arylen.alkylenové skupiny R⁴ nebo R⁵ je výhodně fenylenová skupina,' která je nésubstituovaná nebo substituovaná nižší alkylovou skupinou nebo ‘ nižší alkoxy-skupinou, přičemž její alkylenovou jednotkou ' je výhodně nižší alkylenová skupina,·. jako například methylenová skupina nebo ethylenová skupina, zejména methylenová skupina.-Takovými skupinami R⁴ nebo R⁼ jsou 'proto výhodně fenylenmethyienová skupina. nebo . methylenfenylenová skupina. ' .' , . .

Arylenalkyleharylenovou skupinou R⁴ nebo R⁵ je- výhodně .f eny.l e.n (nižší alkyl) enf enylenová· skupina obsahující až 4 uhlíkové atomy' v . .alkylénové jednotce, například fenylenethylenfenylenová skupina. Skupiny R⁴' a -R'³ každá _ nezávisle ·' výhodně znamená_ ___ nižš.í ^_alkylenoýp_u skupinu obsahující' 2 až 6 uhlíkových atomů, fenylenovou . skupinu, která je nésubstituovaná nebo substituovaná nižší alkylovou skupinou, cyklohexylenovou skupinu nebo ..cyklohexylen (nižší alkyl)enovou skupinu, která je ' nésubstituovaná nebo substituovaná nižši alkylovou. skupinou,' fenylen(nižší alkyl).enovou skupinu, (nižší alkyl)enfenylenovou skupinu nebo fenylen(nižší alkyl)enfenylenovou skupinu.

• · • ·

Polymerovatelné optické materiály obecného vzorce I se· například- připraví reakcí polyvinylalkoholu se sloučeninou obecného vzorce IÍI ’

R’

I

R

I

O \h

I

R-N .R ,(HD 'R ve kterém R, R¹ a- R^z mají výše uvedené významy a R' a R každý nezávisle znamená atom vodíku,/ nižší ' alkylovou skupinu nebo nižší alkanoylovou. skupinu, jakou -je acetylová skupina nebo propionylová skupina. Výhodně je asi 0/5 až asi 80 %, výhodněji asi 1 až asi 50 % a nejvýhodněji asi 2 až asi 15 - % , hydroxylových skupin rezultujícího polymerovatelného optického materiálu nahrazeno sloučeninou obecného vzorce II,I.

Vhodné polyvinylalkoholy ' pro ^; . derivatizovaný polyvinylalkonol podle . vynálezu. mají střední hmotnostní ., molekulovou hmotnost'asi 2 000 až -asi 1 00G.00O, výhodně 10 ' 000 až '300 000, výhodněji 10 000 až 100 000 a nejvýhodněji ,

- 10 000 až 50 000. Tyto polyvinylalkoholy obsahují méně než , ' asi .50 %,. -výhodně méně - než asi 20 %, .nehydrolyzovaných ·' . ._vy_nyla'oetácových^''’“™-’ j-edno-tek’.‘--^-™™Navíe----“^'---=--^-mQhoU“-=—™ . polyvinylalkoholy. obsahovat až asi' 20 %, . výhodně, až asi - 5 %, jedné nebo více kopolymerních . jednotek, jakými' jsou například ethylenové jednotky, pro.pylenové jednotky, akrylamidové -. jednotky, ¹ methakrylamidové ’ jednotky, ..dimethakrylamidové jednotky, . hýdroxye.thylmethakrylátové - ·jednotky, methylmethakryláťové jednotky,, . methylakřylátové jednotky, vinylpyrrolidonové jednotky, hydroxyethylakrylátové jednotky, allylalkoholové jednotky a styrenové jednotky.

Polyvinylalkoholové deriváty polymerují v rozpouštědle mechanismem -zesítění působením světla,' například za použití ultrafialového laseru, 'za vzniku holografického optického prvku.,-· Vhodným rozpouštědlem je zde libovolné rozpouštědlo,, které rozpouští polyvinylalkohol a. vinylové komonomery. Příkladnými rozpouštědly jsou -voda, ethanol, methanol, propanol, dimethylformamid, dimethylsulfoxid a '.jejich vzájemné ' směsi. ' Za - -, účelem usnadnění průběhu světlem-zesíťujicího .polymeračního procesu' je 'žádoucí přidat fotoiniciátor_;, který je schopen .iniciovat radikálové zesítění. Příklady fotoinicíátorů, ..které mohou být 'vhodně použity v - rámci vynálezu, jsou benzoinmethylether, 1-hydroxycyklohexylfenylketon, fotoiniciátor -Durocure 1173 a fotoiniciátor 'Irgacure. Výhodně se použije asi 0,3 až asi 2,0- : % ' fotoíniciátoru,-'· . vztaženo ' na celkovou - hmotnost polymerovatelné - formulace.

V rámci < vynálezu se . vhodné koncentrace polyvinylalkoholového derivátu v rozpouštědle při výrobě holografického optického prvku výhodně pohybují- mezi asi'-3 'až- asi 90 % . hmotnosti, výhodněji --mezi asi . 5 . a 60 % hmotnosti a nejvýhodnějimezi asi 10 a 50 % hmotnosti,' a. to zejména ,-v případě, kdy se předpokládá ' použití holografického optického prvku ~ akc . oční čočky. ... _/

Jiná skupina - příkladných ' biókompatibilních .polymerovatelných optických., materiálů vhodných pro použití v rámci vynálezu j,e popsána v patentové přihlášce. US (mezinárodní ' patentová přihláška

Takové vhodné optické materiály zahrnují

08/875,340 P.CT/EP96/00246) .

.deriváty polyvinylalkoholu, polyethyleniminu nebo polyvinylaminu ' obsahující azalaktonový zbytek, které obsahují asi - 0,5 až asi 80 %, vztaženo na počet hydroxylových skupin v polyvinylalkoholu nebo na. počet iminových nebo aminových skupin v polyethyleniminu resp. polyvinylaminu, jednotek obecného vzorce IV a, V . —-ch₂-ch₂

R4 v° i

R—<—R, (TV)

-ch-ch₂-nc=o

I. '

R—c—R (V)

O R II I³

NH—C—C=CH

O R II -I³ ..

NH—C—C—CH ve kterém. R_x a . R₂nezávisle vodíku, alkylovou skupinu atomů, arylovou skupinu · přičemž, tyto skupiny .· substituované;' R. znamená

-3 skupinu, obsahující ' 1 . až methylovou - -skupinu;-.. a . ,R, .

jeden na- druhém'znamenaji- atom obsahující 1' až - 8 uhlíkových nebo cyklohexylovoU skupinu, jsou ' nesubstituované- nebo atom vodíku nebo alkylovou

8'’uhlíkových' atomů, výhodně

:.namě.-nái_ můs.te.k_-.Q^₌,^₌n,eb,o_iS! výhodně můstek -0-. Polyvinylalkoholy, polyethylenirniny a polyvinylaminy vhodné pro použití v rámci vynálezu, .maji střední 'číselnou molekulovou hmotnost asi 2 000 . až asi 1

000 C00, .výhodně asi 10 000- až 300 000, .výhodněji 10. 000 až 100 000 a nejvýhodněji 10 000 až 50 000.

·· ·· »· ·· ·· • ·· · *· · »· « . ·.· 4 « »»· « · » * » · β ·· ·· · «· » * . . . .· · · ··.» ...» ·· ·· ·· ·· ··

Obzvláště .vhodným, polymerovatelným optickým materiálem je ve vodě rozpustný derivát polyvinylalkoholu mající asi 0,5 až asi 80 %, výhodně asi 1 až asi 25 %, výhodněji asi 1,5 až asi 12 %, vztaženo na počet hydroxylových skupin v polyvinylalkoholu, jednotek obecného vzorce IV, ve kterém R, a R₂znamenaj.í methylenové skupiny,· R. znamená atom vodíku a R₄ znamená můstek -O- (což je esterová vazba).

.'.'., í ·.

Polymerovatelné optické materiály obecných vzorců IV a V mohou'být například připravenyreakcí azalaktonu obecného vzorce VI .··..·· '

R.

?3 _ZN·—c—R \ ²

CH—C—C ² \ o—c=o (VI) ve kterém R_ir R₂ a R. mají. výše uvedené významy, -s polyvinylalkoholem, polyeťhyleniminem nebo polyvinylaminem při zvýšené teplotě pohybující .se od asi 55 . do '75 °C, ve^; vhodném 'organickém rozpouštědle a případně· v přítomnosti vhodného katalyzátoru. Vhodnými), rozpouštědly jsou zde ta rozpouštědla, která rozpouštějí základní.polymerní řetězec, přičemž tato rozpouštědla - zahrnují áprg.tická polární rozpouštědla, , například formamid, dimethylformamid, triamia kyseliny -hexamethylfosforečné, -dimethylsulfoxid, pyridin, nitrómethan,.- acetonitril, nicrcbenzen, ’ chlorbenzen, trichlormethan .a dioxan. Vhodné katalyzátory zahrnuj i terciární aminy, například . triethylamin., a . organocínové soli,·například dibutylčíndilaurát.) .

• φ ·

·· ·· *· ·· · .· ♦ · ♦ * * , · φ φ φ c β ·· · '·.· ·« « ·· ·' · <······ , ····»·.»··’· · . . /Kromě- azalaktonovéhó zbytku mohou optické, materiály obsahující azalaktonový zbytek obsahovat také další hydrofobní a hydrofilní vinylové kómonomery a to v závislosti na požadovaných fyzikálních . vlastnostech polymerovaného holografického optického prvku. Příklady vhodných. - hydrof obních komonomerů zahrnují alkylakryláty a alkylmeťhakrylá.ty obsahující, v al kýlovém - zbytku 1' až 8 uhlíkových atomů, alkylakrylamidy. a álkylmethakrylamidy obsahující v alkylovém. zbytku 3 až 18’ uhlíkových atomů, akrylonitril, methakrylonitril, ' vinyl-C^-C^-alkanoáty, alkeny. obsahující '2 až 18 '- uhlíkových atomů, ' styren, .vinylalkylethery, - C₂-C₁₀-perf luoralkylak-rýláty . -a methakryláty, Ck-C₁₂-perfluoralkýlethylthiokarbonylamino- ethylakryláty a methakryláty,. akrýloxy- a methakryloxy-alkylsiloxany, N-vinylkarbazol,' alkylestery.

kyseliny malonové, fumarové, itakonové a dalších obsahující v alkylovém zbytku 1'až 12 uhlíkových atomů.

Příklady vhodných hydrofiloních komonomerů zahrnují’ hydroxyalkylakryl.áty a methakryláty, akrylamid, . methakrylamíd, methoxylované akryláty a methakryláty, hydroxyalkyl amidy.

N-vinylsukcinimid, a methakrylamidy, N-vinylpyrrolidon,

N-vinylpyrrol, vinylpyridin,kyselihu akrylovou, kyselinu methakrylovou .a podobně,.

Optické materiály obsahující -azalaktonový. zbytek' se ,.polymeru j 1- _v . - rozpouštědle mechanismem zesítění působením světla, například za použití ultrafialového laseru, . za ' vzniku holograf ického . optického prvku.' -Vhodným rozpouštědlem je zde' každé- rozpouštědlo, které' rozpouští polymerní skelet optických - materiálů. -Příkladná.' rozpouštědla^ zahrnují aprotická rozpouštědla, která byla popsána výše v souvislosti - s azalaktonovou . modifikací, například voda, ethanol,' methanol,. propanol,. glykoly, « · • 9 9 9 9

9 9 9 9 ♦' • 9 · · · · · • · · · · · • ti titi ·· glyceroly, dimethylformamid, dimethylsulfoxid a jejich vzájemné směsi. Za účelem usnadnění průběhu světlem-zesíťujícího polymerního procesu může být žádoucí přidat fotoiniciátor, který je schopen iniciovat radikálové zesíťování. Příkladnými fotoiniciátory vhodnými pro použití v rámci vynálezu jsou benzoinmethylether,

1-hydroxycyklohexylfenylketon, fotoiniciátor Durocure 1173 a fotoiniciátor Irgacure. Výhodně může být použito asi 0,3 až asi 2,0 %, vztaženo na celkovou hmotnost polymerovatelné formulace, iniciátoru. V rámci vynálezu, se vhodné koncentrace optického materiálu obsahujícího azalaktonový zbytek v rozpouštědle výhodně pohybují při výrobě hologřaf ického optického prvku mezi asi 3' a- asi 90 % hmotnosti, výhodněji mezi asi 10- %' a asi 50 %, a to zejména v .případě, kdy se zamýšlí- použití hologřafického optického prvku jako oční čočky. ' ·

- Ještě 'další- skupinu bipkompatibilníchl polymerovatelných optických materiálů vhodných pro použití v rámci vynálezu představuje funkcionalizovaný kopolymer -vinyllaktamu · a alespoň jednoho dalšího vinylového_; monomeru, kterým je druhý vinylový monomer. Tento kopolymer je funkcionalizován reaktivním vinylovým 'monomerem. Vinyllaktamem podle vynálezu je 5- až_:7-členný laktam obecného vzprce VIT

Rb

Rc

(VII) ve kterém í< znamená alkylenový můstek obsahující 2 až 8 uhlíkových ·· ·· ·· ·· • - · * * · « » e 9 β·· · · · <

atomů, ,

R_o znamená atom vodíku, alkylovou skupinu, arylovou skupinu, aralkylovou skupinu nebo alkarylovoú skupinu, výhodně atom vodíku, nižší alkylovou skupinu obsahující .až 7 uhlíkových atomů,,-arylůvpu skupinu obsahující až 10 uhlíkových, atomů nebo aralkylovou nebo alkarylovou skupinu obsahující až 14 uhlíkových atomů, a .

R_c znamená atom vodíku nebo nižší alkylovou skupinu obsahující až 7 'uhlíkových atomů, výhodně methylovou -skupinu, ethylovou skupinu nebo propylovou skupinu. , .

Příkladné vinyllakatamy, které jsou vhodné prd použití, v rámci vynálezu, zahrnují N-vinyl-2-pyřrolidon, N-vinyl-2-kaprolaktam, N-viny.l-^;3-methyl-2-pyrrolidon,

N-vinyl-3-methyl-2-piperidon·,

N-vinyl-3-methyl-2-kaprolaktam, _i

N-vinyl-4-methyl-2-pyrrolidon, ' .

N-vinyl-4-methyl-2-kaprolaktam,

N-vi'nyl-5-methyl-2-pyrrolidon,

N-vinyl-5-methyl-2-piperidon,

N-vinyl-5,5-dimethyl-2-pyrr.olidon,

N-vinyl-3,3,5-trimethyl-2-pyrrolidon,.

N-vinyl-5^methyl-5-ethyl-2-pyrrolidon, . ,

N-vinýl-3/4', 5-trimethyl-3-eťhyl-2-pyrrolidón, - ' .

N-vinyl-6-methyl-2-piperidon, N-vinyl-6-ethyl-2-piperidon, N-vinyl-3,5-dimethyÍ-2-piperldon, .· ’

N-vinyl-4,4-dimethyl-2-piperidon,

N-vinyl-7-methyl-2-kaprolaktam,

N-vinyl-7-ethyl-2-kaprolaktam,

N-vinyl-3,5-dimethyl-2-kaprclakcam, N-vinyl-4,6-dimethyl-2-kaprolaktam,

N-vinyl-3,5,7-trim.ethyl-2-kaprolaktam. a jejich směsi.

···· ·· • *ee • ·.

Výhodnými vinyllaktamý. jsou heterocyklické . · monomery obecného vzorce VII obsahující 4 až 6 uhlíkových atomů v heterocyklickém kruhu. Výhodnější. vinyllaktamy mají heterocyklický monomer obecného .vzorce VI.I, ve kterém heterocyklický kruh obsahuje 4 uhlíkové atomy a R_o a R_c nezávisle jeden .na druhém znamenají atom Vodíku nebo nižší alkylové zbytky.. Obzvláště vhodným vinyllaktamem je

N-vinyL-2-pyrrolidin. · ' ., · ‘ Vhodné .druhé vinylové ' monomery zahrnují funkční vinylové monomery, které mají kromě vinylové skupiny ještě funkční skupinu·, například hydroxy-skupinu, amino-skupinu, . amino-skupinu substituovanou nižší alkylovou skupinou, karboxylovou skupinu, .esterifikovanou karboxylovou.'skupinu, alkoxykarbonylovou skupinu, ' ep.oxy-skupinu ' nebo •sulfo-skupinu (-SO..H) . Tato funkční skupina v molekule < ·. 'zůstává, když je vinylová skupina druhého - vinylového monomeru ·.· .uvedena · v. reakci s vinyllaktamem .z -cílem¹ produkovat .polymerní řetězec a může* být použita k modifikování nebo funkcionalizování uvedeného polymeru.

Vhodné¹ funkční vinylové monomeryzahrnuj i hydroxylovou skupinou ' súbstituované . alkylakryláty a , methakryláty,, ethoxylované alkyl)akryláty alkyl)akryláty substituované akryláty'' a methakryláty,- epoxy(nižší , a methakryláty, epoxycykl-oalkyl .(nižší ' a methakryláty, ·. hydroxylovou skupinou nižší . . alkylakrylamidy' a met ha kryl.amidy,,· hydroxylovou ' skupinou substituované ; (nižší alkyl),vinylethery,. amínoT-skupinou nebo, hydroxy-skupinou substituované'¹. styreny, ’ · natriumethylensulf onát·, natriumstyrensulf onát, /' kyselinu

2-akrylamido-2-methylpřopansulfopovou, kyselih .akrylovou, kýselinu methakrylovou, , amino-(nižší alkyl)- a., alkylamino(nižší alkyl)akryláty a methakryláty, akryloxy- a

9' 9 • 9

9

3-2 methakryloxy(nižší alkyl)maleinimidy a allylalkohol. Zde použitý výraz nižší alkyl se vztahuje k alkylové skupině obsahující až 7 uhlíkových atomů, výhodně až 4 uhlíkové atomy. Obzvláště vhodné funkční vinylové monomery zahrnují

2- hydroxyethylmethakrylát, 3-hydroxyprópylmethakrylát, kyselinu akrylovou, . 4-aminostyren,

3- methakryloxymethyl-7'-oxabicyklo[ 4'.. 1.0] heptan, ·

N-methakrýloxyethylmaleinimid,· glycidylmethakrylát, ethylmethakrylátamonium^hýdrochlorid -a.

···' propylmethakrylátamonium-hydrochlorid.

Kopolymer vinyllaktamu a druhý' vinylový- monomer' se .připraví o. sobě . známým způsobem. v přítomnosti nebo nepřítomnosti rozpouštědla·. Tento .kopolymer může -být statistickým polymerem. .Způsob přípravy statistického ' polymeru' je,, popsán . například v .· patentovém dokumentu.

5,712,.35.6. Vhodné rozpouštědlo rozpouští uvedené monomery a . 'polymerpřipravený' z těchto. monomerů a' je v podstatě inertní.·, vůči těmto monomerům a ' tomuto· polymeru. ' Příklady ' vhodných rozpouštědel zahrnují vodu, alkoholy, například .. ——methanol,, ethanol a propanol, amidy karboxylových kyselin, například. . dimethylformamid a' dimethylsulfoxid, ethery, • například·, diethylether, tetrahydrofuran a diglýmy, a jejich vzájemné· směsi. . - .

Vhodné' . kopolymery mají' střední hmotnostní molekulovou ' =Ηωρύηο.5^3.3.ί₌,.2₌.₌0.0,.0^Λ.ζ_^3.ί -1—0.0..0.-0.0 výhodně 10 000 až 300

000, výhodněji. 10 000 až. .100 000. a nejvýhodněji 10 000 ¹ až 50- 000.· . - ' . '

Uvedený kopolymer je dále modifikován reaktivním vinylovým monomerem k získání.-, rychle zesíťovatelného polymerů. Vhodné reaktivní vinylové . monomery mají kromě

vinylové; skupiny ..ještě reaktivní zbytek, který reaguje s funkční skupinou přítomnou v kopolymeru za vzniku kovalentní vazby při zachování vinylové skupiny v· monomeru. Příklady vhodných reaktivních, vinylových monomerů zahrnují hydroxy-skupinou ·- ' substituované alkylakrýláty a methakryláty, hydroxy-skupinou - substituované (nižší alkyl) akrylamidy' a methakrylamidy, ' hydroxy-skupinou substituovaný '. ' (nižší alkyl) vinylether, ' kyselinu 2-akrylamido-2-methylpropansulfonovou, amino-(nižší alkyl)•a mono (nižší alkyl) amino (nižší alkyl) akryláty.. a methakryláty,· methakryláty,' 'methakryláty, obsahující 3 allylalkohol, epoxy-(nižší alkyl)akryláty a isokyanato-(nižší ' alkyl)akryláty ' a •vinylicky nenasycené karboxylové kyseliny až 7- uhlíkových· atomů, jakož i chloridy a anhydridy těchto· kyselin, amino-, ' hydroxy- ' . nebo· isokyanato-substituované styreny.' a'^:' epoxycykloaíkyl (nižší alkyl)akryláty a methakryláty. Výhodné.reaktivní vinylové monomery zahrnují hydroxyethylakrylát a methakrylát, hiydroxypropyiakryiát a methakrylát,' išokyanatoethylakryiát a methakrylát, chlorid kyseliny akrylové a. metha.krylové, ethylmethakrylát amonium-hydrochlor.id a propylmethakrylát-ámonium-hydrochlorid. - ’ —

Funkcionalizpvaný kopolymer se .typicky ze.šíťuje , nebo polymeruje v rozpouštědle- mechanismem zesítění.' působením světla, ' například za použití ultrafialového'· laseru, za vzniku holografického optického prvku, i když uvedený kopolymer může. být - gesítbván______________nebo______polymerován y nepřítomnosti rozpouštědla.' Vhodným' rozpouštědlem je v daném případě každé rozpouštědlo, - které rozpouští základní, strukturu uvedeného.·· polymeru. - Příkladná rozpouštědla .zahrnují' vodu, alkoholy, například methanol nebo.ethanol, amidy karboxylových kyselin, dimethýlsuí foxid, a jejich proces ' může .’ být ’ podpořen· například dimethylformamid a vzájemné' směsi. Zesíťující fotoiniciátorem, který může • '· » · * · iniciovat radikálové zesítění. .Příkladné fotoiniciátory, které.jsou vhodné pro, použití v rámci vynálezu/ zahrnují benzoinmethylether, 1-hydroxycyklohexylfenylketon, produkt Durocure 1173 a produkt Irgácure 2959. Výhodně' se použijeasi 0,3 až asi 2,0 %, vztaženo na celkovou hmotnost polymerovatelné formulace, fotoíniciátoru, V rámci vynálezu se vhodné koncentrace funkcionalizovaného vinyllaktamového polymeru v rozpouštědle výhodně pohybují při přípravě holografického optického prvku' od asi 3 do asi 90 % hmotnosti, . výhodněji -od .asi 5 do 60 % hmotnosti a' nej výhodně ji od asi 10 do asi 50 % hmotnosti, zejména v případě, kdy se '' předpokládá použití holografického optického.prvku jako oční čočky.

Další skupina holografických · optických prvků pro použití v rámci vynálezu může být vyrobena z konvenčního nebo' jiného záznamového média pro objemové transmisní holografické' optické prvky. Stejně, jak to již 'bylo uvedeno' v.· souvislosti. s polymerovatelnými materiály pro holografické optické prvky, se světlo bodového zdroje a kolimované .referenční světlo promítají na. záznamové médium... pro holografické. optické prvky .tak, že elektromagnetické vlny světla bodového zdroje a kólimovaného, referenčního .světla vytvoří v uvedeném médiu interferenční . 'mřížkové .struktury. Tyto interferenční rozptylové struktury, tvořící objemovou mřížkovou strukturu, jsou' takto zaznamenány v médiu pro holografické optické prvky. Když je záznamové

........... médium.,, pro,ho logr af ic ké . op t i c ké.... .prvky , plně ./. exponováno, .

.' záznamové'médium pro holografické optické prvky se vyvolá v souladu s o sobě známou vyvíjecí metodou holografických optických prvků. Vhodná- záznamová média pro transmisní' holografické optické prvky zahrnují komerčně . dostupné záznamové materiály nebo . desky pro holografickou fotografii, -jakými jsou například bichromatické želatiny. Tyto záznamové materiály pro holograf ickou fotografií jso-u

·· . · ··' · ·· · · ·· ’ ·!·· ·· ·· ·· ·· ·· ' . 35 komerčně dostupné u různých výrobců, mezi které například patří Polaroid Corporation. Další holografičká' média vhodná / pro použití v rámci vynálezu jsou , například popsána v mezinárodní patentové přihlášce PCT/US96/.15600 a v . patentovém dokumentu US 5,453,340.. V případě, že jsou pro holografické. optické prvky použity fotografické záznamové materiály, je třeba zvážit případný toxický účinek těchto materiálů na prostředí oka. Když je tedy 'pro holografický optický prvek použit' konvenční holografický fotografický materiál, je - výhodné, 'aby takto získaný holografický optický prvek byl zapouzdřen do biokompatibil.ního optického'

- . materiálu. Vhodné biokompatibilní optické 'matériály pro zapouzdření . takových holografických optických' prvků ( zahrnují optické materiály, které- .jsou vhodné pro, první optický prvek aktivní čočky podle vynálezu,, přičemž takové materiály budou popsány níže.' ' · . ¹ ' '

Jak je známo v oblasti očních čoček, měla by oční .čočka mít malou tloušťku·, která by takto zvyšovala úroveň pohodlí nositele této čočky. V souladu, s tím je v rámci vynálezu — výhodný rozměrově tenký ' holograf ický optický prvek. Avšak.-----za, účelem poskytnutí holografického optického prvku majícího -vysokou difrakční účinnost musí být holografický optický prvek .opticky silný, což znamená,· že- světlo je ohýbáno· více než . jednou .'rovinou' .interferenční rozptylové i· struktury.. Jedním' ze. způsobů, .jak získat opticky silný a . současně 'rozměrově- tenký holografický optický prvek' je „·. · · ·· programování interferenční rozptylové struktury-,-, ve .. smě ru, . ,,, ,, který je skloněn . vzhledem k- délce holograf ického · optického' prvku .i Taková skloněná objemová mřížková struktura způsobí,

..že holografický optický - prvek..má velkou úhlovou odchylku mezi úhlem dopadu .'přicházejícího světla a výstupním úhlem vystupujícího světla. Avšak. holografický optický, prvek mající -velkoú úhlovou deviaci nemusí být obzvláště vhodný pro' optickou čočku. Tak například, když je . takový ► ·· • · '9 44«

44. 44

4 « β 4 44 4

4 · 4

4 4 4

44

4 4 4 4 4 4 4 holografičký opticky prvek použit v oční čočce a .když je holografickž optický prvek . aktivován, je aktivní linie pohledu významně odkloněna ód normální, přímé linie pohledu.

V rámci výhodného provedení, vynálezu je ' toto úhlové omezení při konstrukci holografického optického prvku vyřešeno použitím ^: vícevrstvého holografického optického prvku,· zejména dvouvrstvého holografického,optického prvku.

Na obr. '8, je zobrazen příkladný, vícevrstvý, holografičkýoptický . prvek. 40 podlé vynálezu. Dva rozměrově tenké

- holograf ické .· optické prvky, mající velkou, úhlovou- deviaci jsou spojeny' do vzájemné kombinace za ..účelem získání rozměrově tenkého holografického optického prvku, který'má malou úhlovou deviaci. .Uvedený- vícevrstvý holografičký' optický, prvek- ' 40 obsahuje' rozměrově . tenký první /-holografičký-· optický' prvek 42 -a- rozměrově tenký ' druhý holografičký optický ' prvek- .44 . .První holografičký optický prvek 42 je programován ' pro/ohnutí přicházejícího světla takovým způsobem, - . že.- když -světlo vstoupí do tohoto holografického 'optického prvku pod aktivujícím úhlem dopadu a,· potom- vystupující světlo opouští první holografičký optický prvek' pod . výstupním úhlem j3, který.-je .větší než, uhel dopadu, a, jak je to patrné- z obr.8Á.· Výhodně má první holografičký, optický prvek 42 tloušťku -asi 10 až asi 10 lc, výhodněji- asi 2-0 až asi 90. pm a nejvýhodněji asi' 30 až asi

... 5.0 .|Lim.._... Druhý, hplp_gra.fi cký __op_.t ický ^pr'vek 44 .je, pró_qr.amová^;n.

tak, aby měl aktivuj ící · úhel dopadu jj, který· je shodný s výstupním úhlem J3 prvního holografického' optického prvku

42.,' Kromě' toho'^: je . druhý holografický. optický prvek 44 programován tak,.' -aby. zaostřil přicházející světlo do ohniska 4 6 v případě, že světlo vstupuje pod aktivujícím úhlem β. ¹. . . .

♦ · · ·'··· ♦ ·

Obr..8B zobrazuje druhý holografický prvek 44 . Výhodně 'má druhý holografický. optický prvek. 44 tloušťku rovnou asi až asi' 100 |im, výhodněji' asi 20 až asi' 90 μιη a nejvýhodněji asi 30 až asi 50 μτη.

Když se první' holografický optický prvek- 42 umístí vedle druhého holografického prvku 44 a přicházející světlo · í · . · . .

se přivádí pod úhlem, který, odpovídá aktivujícímu úhlu- ct_ prvního holografického prvku - 42., potom je světlo vystupujícího z,vícevrstvého holografického optického prvku zaostřeno do ohniska' 4.6 . Použitím. . vícevrstvého

- holografického optického prvku může být získán rozměrově tenký holografický optický prvek mající 'vysokou difrakční • účinnost a malou úhlovou odchylku. Kromě výhod. . vysoké ' difrakční účinnosti^:a malé úhlové, deviace'poskytuje použití vícevrstvého -holografického optického ještě další výhody, .které, zahrnují ' korekci disperzní aberace a chromatické aberace. Jediný holografický optický prvek může- produkovat, obrazy mající -disperzní a chromatickou aberaci poněvadž viditelné světlo -je tvořeno .spektrem elektromagnetických , . vln majícím -různé vlnové délky a rozdíly ve-- -vlnových— délkách mohou způsobit to, že tyto elektromagnetické vlny“ ' jsou· holografickým .optickým ' prvkem' ohýbány rozdílným

- způsobem. Bylo zjištěno, že vícevrstvý, zejména dvouvrstvý, holografický optický prvek, je schopen korigovat uvedené . . aberace, které . mohou _: 'být způsobeny' . 'jednovrstvým holografickým optickým prvkem. V souladu s tím, představuje _; i»- .,·*·'- vícevrscvý. -holografický - -optický - . prvek .. . výhodnou .

.holografickou optickou -složku ‘aktivních , čoček podle vynálezu. ; V rámci' vynálezu mají holografické optické prvky podle vynálezu výhodně difrakční účinnost rovnou alespoň 70 %, výhodněji rovnou alespoň 80' % a nejvýhodněji rovnou alespoň •0 • ♦ · ·· • ·. 0

• 0

0' • ··

1 «

. % pro všechny' nebo v podstatě všechny vlnové délky viditelné oblasti světla. Zejména vhodné holografické' optické prvky pro použití v rámci vynálezu mají difrakční účinnost 100 % pro všechny vlnové délky viditelné oblasti světla.- V rámci . vynálezu však mohou být. použity i. holografické optické prvky mající difrakční účinnost nižší, než byla stanovena výše. Kromě toho mají., výhodné holografické' optické prvky podle vynálezu ostrý přechodový úhel mezi aktivivaným a neaktivovaným stavem a· nikoliv postupné přechodové úhly, ' v důsledku 'čehož mohou být aktivace a deaktivace·' dosaženy pouze, malým' pohybem aktivní čočky, ' přičemž' v průběhu- pohybu - mezi- ' aktivovaným adeaktivovaným stavem nedochází k . vytvoření přechodových .obrazů anebo dochází pouze k .minimální tvorbě přechodových obrazů.. . . ’ •Pokud jde o. první optický materiál aktivní čočky,, může být'-použit optický? materiál’ vhodný pro -tvrdé', čočky, pro čočky, prostupné pro plyn nebo pro hydrogelové čočky. Vhodné polymerní materiály pro první optický prvek aktivních .očních čoček zahrnují hydrogelové materiály, tuhé pro plyn propustné materiály,a tuhé materiály, .o, kterých,je známo, že jsou použitelné pro výrobu očních čoček,, například kontaktních čoček.· Vhodné hydrogelové materiály - mají typicky .zesíťovanou hydrofilní síť a obsahují asi '35 až .asi 75 - %' hmotnosti vody, vztaženo na celkovou hmotnost' .hydrogelového- materiálu. Příklady vhodných hydrogelových materiálů „ .....jsou ___________ ' kopolymery ... '......__ obsahuj ící /

2-hydroxyethylmetha.kryiátový a alespoň' jeden’ další komonomer, jako například 2-hydroxyakrylát, . ethylakrylát,· methyimethakrylát, vinvipyrrolidor·, N-vinylakrylamid, hydroxypropylmethakrylát, . isobutylmethakrylát, styren, ethoxyethylmethaktrylát,' . , methoxytriéthylenglykolmethakryl.át, glycidylmethakrylát, diacetonakrylamid, . vinylacetát, akrylamid,

» ·· • « » «ee ·· ·· » · · • · ·*· • · · « • · · « hydroxytrimethylenakrylát;, methoxymethylmethakrylát, kyselina ; akrylová, kyselina methakrylová, glycerylethakrylát a dimethylaminoethylakrylát. Další vhodné hydrogelové materiály zahrnují kopolymery obsahující methylvinylkarbazol nebo dimethylaminoethylmethakrylát.' Další skupina vhodných hydrogelových materiálů zahrnuje polymerovatelné materiály, jakými jsou modifikované polyvinylalkoholy, polyethyleniminy a polyvinylaminy, které jsou. například popsané v patentovém dokumentu US 5,508,317 a v mezinárodní patentové přihlášce. PCT/EP96/01265. Ještě další skupina. velmi vhodných hydrogelových materiálů zahrnuje·' silikonové kopolymery- popsané ' v mezinárodní patentové přihlášce PCT/EP96/01265. Tuhé pro plyn propustné materiály, které jsou vhodné pro použití v rámci vynálezu, zahrnují zesíťované siloxanové polymery. Síť takových polymerů má v sobě· zabudovaná -vhodná 'zesíťující činidla, jakými jsou zejména ethylenglykoldiakrylát, pentaerythritoltetraakrylát · a akryláty nebo methakryláty nebo vinylové sloučeniny,' jako například N-methylaminodivinylkarbazol. ·’

N,N'-dimethylbisakrylamid, trihydroxypropantriakrylát, další obdobné 'polyfunkční

- Vhodné tuhé materiály' zahrnují akryláty, například methakryláty, diakr.yláty a dlmethakryláty, pyrolidony, styreny, amidy, akrylamidy,. karbonáty, . vinily,' akrylonitrily, sulfony -a podobné sloučeniny. Z uvedených vhodných materiálů jsou hydrogelové., materiály obzvláště vhodné^ pro použití ý rámci vynálegu._____ _________ _ ' __

V rámci holografický vynálezu mohou být .první optický prvek a optický, prvek laminovány nebo holografický optický prvek může být zapouzdřen v prvním optickém prvku za, vzniku aktivní čočky v případě, kdy má být získána kompozitní aktivní čočka. Kromě toho v případě, kdy' se '· • 4 ··

Β · · • 4 ·· • » 4 4 • ·4 <

· ·4 · vyrábí oční aktivní čočka za -použití nebiokompatibilního holografického optického prvku,.tento, holografický optický prvek se výhodně zapouzdří do prvního optického prvku, takže uvedený nebiokompatibilní- holografický optický prvek nepřichází do přímého styku s prostředím oka a nemůže tak nepříznivým způsobem dlouhodobě 'ovlivnit zdraví . rohovky. Alternativně v souladu s tím, co již bylo uvedeno výše, může být aktivní čočka vyrobena z, biokompatibilního holografického optického prvku, - takže holografický optický prvek -může zajistit jak difrakční, tak i refrakční funkci aktivní čočky. - - · ,· '

Na obr . 9 je- zobrazeno další .provedení podle vynálezu. Bifokální 'brýlová čočka 50 je zde vytvořena., laminováním vrstvy prvního optického materiálu 52 majícího první optickou /mohutnost, .která poskytuje první optickou mohutnost, a vrstvy holografického optického prvku 54, ' ' která poskytuje ' druhou ' optic-kou mohutnost.,. Obě uvedené -vrstvy jsou vyrobeny odděleně a teprve potom spojeny, například tepelně nebo za použití adhezního/ prostředku..

— —Takto' získané kompbzitni čočky mohou být -potom—strojně opracovány tak, aby je bylo možno zasadit do . obrouček k získání páru bifokálních .skel ve .finální formě brýlí. Prvním optickým, . materiálem- 52 je konvenční 'optický

- , materiál, který je používán k výrobě očních skel.,, například ' x sklo, ^; polykarbonát, polymethylmethakřylát, - zatímco holografický optický prvek 54 je- vytvořen ' z libovolného .„..holografiekého optického materiálu,......--- kzerý může být programován ..za účelem * zaostření přicházejícího, světla již výše popsaným -způsobem. Alternativně mohou být bifokálníbrýlové - čočky vyrobeny - z - tvarovaného holografického optického prvku,. takže optický tvar .holografického optického prvku poskytuje refrakční mohutnost v případě, kdy holografický optický prvek není aktivován, a objemová ·· • · ·

999

4 '· · • · · ···* 4· ·* • · · • β · · ♦ »9 · • 4 « · »4 4 4

9 4 4 <9 4

4 · 4

4 · 9

9 9 ·

9« mřížková struktura poskytuje difrakční ^:mohutnost v případě, kdy je holografický optický prvek aktivován.

Multifokální optická čočka '.podle vynálezu může být aktivně a selektivně regulována k.dosažení jedné požadované optické mohutnosti v daný - časový okamžik bez .nebo- v podstatě bez optických' interferencí z '.dalších optických mohutností čočky, což nelze realizovat u ' konvenčních bifokálních čoček. Kromě toho. programovatelný ' charakter holografického optického prvku aktivní čočky činí tuto Čočku Ve.lmi vhodnou pro korekci aměťropních stavů,' které hej sou - snadno korigovány konvenčními korelčními optickými čočkami.. Tak například, . - -aktivní'- čočka ' může být' naprogramována .tak,- aby měla -schopnost korigovat nerovnoměrné . nebo .zkroucené -zakřivení ' .rohovky při nepravidedném astigmatismu, čehož se dosáhne specifickou úpravou konfigurace světla bodového zdroje a referenčního světla' při vlastní výrobě holografického optického-prvku. _____ Vynález bude, v -následující části ob j asněn.... pomocí.

konkrétních příkladů jeho provedení,, přičemžtyto příklady mají pouze . ilustrativní - charakter a ' nikterak 'neomezuj irozsah vynálezu,-' který je jednoznačně 'definován patentovými 'nároky. .

Příklady provedení vynálezu __ ·

Přiklad 1

Do střední části spodní poloviny formy se zavede asi 0, Ó6 ml monomerní kompozice pro výrobu čoček Nelfilcon A, t

44 ·* ·*

4 4 4 4 · e e β β · 4 ·4 * • 4 4*44 · 4 ·

4*4* 4444 *4 ·· ·· • 4 βββ načež se horní polovina formy uloží na spodní polovinu, čímž se vytvoří sestava formy pro výrobu čoček. Horní část formy se. nedotýká spodní části formy, přičemž obě části formy jsou od sebe odsazeny ve vzdálenosti asi.0,1 mm. Obě. poloviny formy jsou zhotoveny z křemene a jsou maskovány chromém s výjimkou střední kruhové čočkově části mající průměr asi 15 mm. Monomerní kompozice Nelficon. je prodpkt tvořený zesíťóvatelným. modifikovaným- -polyvinylalkoholem, který obsahuje asi 0,48 - mmol/g. zesíťovacího' činidla tvořeného akrylamidem. Polyvinylalkohol obsahuje asi- 7,5 mol.% acetátu. Nelfilcon A má obsah pevného podílu asi 31 % a obsahuje asi 0-, 1 % fotoinlciátoru Durocure 1173. Uzavřená sestava formy se potom ůloži pod. laserovou spupravu. Tato. laserová souprava poskytuje dva koherentní · kolimované UV-laserové svazky mající vlnovou délku. 351 nm, přičemž.' jeden, z^ těchto svazků prochází skrze optickou' konvexní čočku tak, že. se vytvoří ohnisko ve vzdálenosti 500 mm od uzavřené sestavy čočkové formy. 'Uvedené- zaostřené světlo slouží jako světlo' bodového zdroje. Úhel sevřený mezi dráhami světla bodového zdroje a referenčního -světla je asi 7°. Uvedená laserová sestava poskytne holografický pptický prvek mající přidanou ' korekční mohutnost--—2 dioptrií. Uvedená monomerní kompozice se.' exponuje 0,2 W ..laserovými svazky po ''dobu asi 2 minut k .dosažení úplné polymerace uvedené, .kompozice, a přitom k dosažení inter-f ereních rozptylových struktur-. Vzhledem .k tomu,, že. celá ..forma je kromě střední čočkové' části ..maskována, je monomerní .kompozice've střední'kruhové'části formy exponována světlem -bodového- zdroje a- referenčním světlem, a ta kro zpol ym.eru j e . Sestava formy se potom otevře, přičemž vyrobená čočka ulpívá na horní polovině formy. Do středové části spodní poloviny formy se’ znovu zavede kompozice Nelfilcon A, načež se asi .0,06. ml monomerní horní polovina formy s vytvořenou čočkou uloží na spodní polovinu formy..Horní a dolní polovina ,formy jsou od sebe odděleny 0,2 mm

•.

odsazením. Uzavřená sestava formy se opět exponuje uvedenou laserovou soupravou' s výjmkou spočívající v tom, že se z výše popsané osvětlovací soupravy odstraní optická konvenční čočka. Takto je .monomerní kompozice opětovně exponována laserovými svazky po dobu asi 2 minut k dosažení úplné, polymerace monomerní' kompozice, a ' vytvoření druhé vrstvy interferenčních struktur. Rezuitujíci kompozitní čočka má optickou mohutnost odvozenou od tvaru čočky a indexu, lomu materiálu,, ze kterého je. čočka vyrobena, . a aktivovatelnou.dodatkovou korekční mohutnost +2 dioptrií.. .

Příklad- 2

110 g polyvinylalkoholu (Mowiol 4-88,.který je .dostupný u . 'firmy Hoe.chst AG a má . stupeň .hydrolýzy 87,7 %' a - Mw (g/mol) rovnou asi 31 000) se rozpustí při teplotě 90 °C ve . 440 . g deionizované vody a - získaný roztok se ochladí- 'na, teplotu 22 °C., K takto ochlazenému roztoku se přidá 100,15 g 2 0,6% vodného · - ‘ roztoku

-_ methakrylámidoacetaldehyddimethylacetalu, 38,5._g koncentrované· kyseliny chlorovodíkové. (-37% p.a.,Merck) a .44,7 g deiónizované vody. Získaná .směs' se míchá při teplotě .místnosti, po dobu 22 hodin, načež .'se nastaví její hodnota pH 5% roztokem hydroxidu sodného. Roztok se potom zředí 3. litry deionizované vody, zfiltruje a podrobí ultrafiltraci za použití membrány 1-KD-Omega’ produkované firmou. 'Filtron, načež se roztok zahustí. Získá se '666 g 17,9% roztoku 'methakrylamidoacetalaldehyd-l,3-acětalu polyvinylalkoholu majícího viskozitu 0,210 Pa.s.' Podle analýzy NMR bylo 11 . . mol.% hydroxylových 'skupin .acetalizováno a '5 mol.% , acetylováno, přičemž - zahuštění vodného' roztoku polymeru ža sníženého tlaku a při prohánění vzduchem poskytlo 30,8% roztok mající viskozitu- 3,699 Pa.s.

i • · • e

K uvedenému 30,8% roztoku se přidá 0,7 %, vztaženo na obsah polymeru, produktu Durocure 1173. Získaný roztok se potom zavede do transparentní formy . z polypropylenu pro výrobu kontaktních čoček,,· která má tloušťku ve středu dutiny asi 100 pm, načež se forma uzavře. Roztok ve formě se ozáří,200W UV-lampou Oriel ze vzdálenosti 18 cm podobu 6 sekund. Forma se potom otevře a z formy se vyjme transparentní kontaktní „čočka. Tato- kontaktní čočka je biokompatibilní,' což znamená, že čočka může být nošena na oku po delší dobu, 'aniž by to mělo nežádoucí účinek na oční prostředí . Čočka ,-má modul 0,9 mPa a ohybové., prodloužení 50

O, o ·

Příklad-3

A.zálaktonem modifikovaný polyvinylalkohol se připraví následujícím způsobem. 25 g polyvinylalkoholu (Mowiol 4-98,'· který je; komerčně dostupný u firmy H.oechstf . a má stupeň hydrolýzy 98·, 4 % a Mw (g/mol) asi 27 000) se rozpustí ve Í00 g dimethylsulf oxidu při teplotě 65. °C ve 200 ml baňce s'· kulatým . dnem opatřené mechanickým míchadlem a dusíkovou atmosférou. Přidá se 0,5 g katalyzátoru .(1,8-diazabicyklo-' ~~ ' [ 5.4.0] -undec-7-en) , načež se přidá ještě 7,14 g (0,05.1 molu) 2-vinyl.-4 ,'4-dimethylazalaktonu.. Získaná směs se potom kontinuálně míchá po dobu 24 hodin při· teplotě 65 °C..

Rezultující modifikovaný polymer se vysráží v jednom litru acetonu za intenzivního míchání. Sraženina sě odfiltruje a vysuší. V modifikovaném polymeru asi 9 mol. % ·. OH-skupin polyvinylalkoholu z reagovalo'~ s azalakconem. Modifikovaný polymer se . rozpustí v dimethylsulfoxidu· k zísání - asi 30% . . roztoku, načež se · přidá fotoiniciátor' ..Irgacure ,2959 k' . získání 0,1% roztoku fotoiniciátorů.

. Asi 0,6 ml roztoku, modifikovaného zesíťovatelného polymeru se .zavede na křemenné sklíčko a roztok se překryje /

druhým křemeným sklíčkem, přičemž obě sklíčka mají rozměry běžného .mikroskopického sklíčka. Pomocí distančního členu je mezi oběmi sklíčky udržován rozestup 100 pm.. Zesíťovatelný roztok nacházející se mezi oběmi sklíčky se potom podrobí záznamovému procesu k získání holografického optického prvku , způsobem, který je popsán v prvním záznamovém stupni příkladu 1. Rezultující holografický optický prvek má difrakční účinnost' asi 70 %.

Výše- uvedené příklady demonstrují, že /polymerovatelné optické materiály podle vynálezu, které jsou zvoleny podle uvedených selekčních kritérií, produkují. holografické optické prvky, zejména biokompatibilní:optické prvky, které mohou -být-- použity v rámci různých - aplikací, 'zahrnujících optické čočky, například multifokální kontaktní čočky. .

Claims (4)

1. N Á..R O K Y

   1.. Můltifokální optická čočka, vyznačená tím, že obsahuje první, optický prvek a. transmisní objemový holografický optický prvek, přičemž'.uvedený·první optický, prvek poskytuje první optickou mohutnost v prvním ohni-sku a uvedený holografický optický -prvek poskytuje druhou optickou - mohutnost ,ve druhém ohnisku ' ' a první a druhé ohniskonejsou axiálně vyrovnány.
2. 2. Můltifokální optická . čočka podle nároku 1, v y z n a č e n á. ti m, uvedenáoptická čočka je oční čočkou a má stabilizační mechanismus.
3. 3.. Můltifokální optická'čočka'podle nároku 1, v y z n a č e n á' t í -m, že uvedený .holografický optický 'prvek ohýbá '.až 100 .% přicházejícího světla v případě, kdy je,

   - 'splněna. Sraggcva podmínka.. · 4.... Můltifokální' optická čočka podle . nároku 1, v y z na .,č e n á . t í m, žé uvedená první optická mohutnost j e ' zvolena .z rozmezí od +10.do -20 dioptrií. - <.

   : 5. Můltifokální optická čočka podle nároku 4, v y z/n a - .

   - č e n- á .'tím, že uvedená druhá optická mohutnost - je kladnou optickou mohutností.

   β V » « ft • · · ·· ··. · • · · · · · · ' < · í ·, ' '

   6. Multif okální ...optická čočka podle nároku 1, v y z na č e n á.. t í m, že uvedená čočka koriguje krátkozrakost, dalekozrakost, stařecké vidění, regulérní a neregulérní astigmatismus a kombinace těchto stavů.

   7. Multifokální-optická čočka, vyznačená tím, že obsahuje transmisní objemový holografický optický prvek, který '· má programovaný aktivující úhel, přičemž uvedený, optický prvek poskytuje první optickou mohutnost pro světlo vstupující do uvedeného optického prvku pod úhlem, který je mimo uvedený aktivující úhel, a poskytuje 'druhou optickou mohutnost prd světlo vstupující·' do uvedeného optickéhoprvku pod úhlem, který je aktivujícím úhlem.

   8. Multifokální optická čočka podle nároku 7, v y z na ~. č e n á t í m, že uvedená optická čočka je oční čočkou a má stabilizující mechanismus. 1 . . . ’

   9. Multifokální optická čočka podle nároku' 7, č e' n . á t í ' m, že uvedená optická čočka čočkou. .

   v y z _n i a_ - ·· je kontaktní

   1Ó. Multifokální optická čočka podle nároku 7, vyzná4 č e n á t. í m, že uvedená první optická mohutnost je zvolena z rozmezí od +10 do -20 diptrií. 11_? Multifokální·optická-čočka podle nároku 10,. vyznáč e n á t, í 'm,' že', uvedená druhá optická mohutnost, je kladnou optickou mohutností.

   • · · ·

   12. Multifokální optická čočka podlé nároku 7, v y z n a č e n á tím, že uvedená čočka koriguje, krátkozrakost, dalekozrakost, stařecké vidění,, regulérní a neregulérní astigmatismus 'a kombinace těchto stavů.

   13 . Způsob korekce ametropního stavu, v y z n a'č e n ý tím, že zahrnuje

   a) zavedení multifokální čočky na oko, přičemž uvedená multifokální čočka obsahuje první optický . prvek a transmisní holografický . optický- prvek a·· uvedený první optický prvek, poskytuje, první optickou mohutnost v.prvním, ohnisku a uvedený holografický optický prvek nebo -.uvedený holografický optický prvek v .kombinaci s vedeným 'prvním optickým' prvkem poskytují druhou optickou- mohutnost ve druhém ohnisku, a . .

   b) ' pohybování . uvedené, multifokální' 'čočky na - oku tak,' aby bylo uvedené ^; první ohnisko nebo - uvedené, „druhé ohnisko selektivně' - situováno do' místa nejostřejšího vidění na sítnici uvedeného oka..

   14. Způsob, podle nároku 13, -vyznačen optická čočka je . oční čočkou a má. mechanismus, takže s uvedenou čočkou může pohybováno, z jedné polohy ,do polohy druhé.

   ý t í m, že stabilizuj ící být stabilně

   15 . Způsob podle · nároku 13, - v y. z . „n. a č e n ý _t—í m·, že .... uvedený, holografický optický prvek - ohýbá až 100. .% . přicházejícího světla . v případě, že je. splněna- Braggova podmínka.16. Způsob podle nároku 13, v y značený t i m, že uvedeným ametropním .stavem.je krátkozrakost, dalekozrakost, • · e ě • · • ··· v www stařecké vidění, regulérní nebo neregulérní astigmatismus nebo kombinace těchto stavů. '

   17. Způsob podle nároku 16, v y z n ’ a č e n ý .t i m, že uvedeným stavem je stařecké vidění a že uvedená první optická mohutnost je zvolena z rozmezí od +10 do -20 dioptrií. '

   Γ8. Způsob multifokální vizuální korekce, v yznačený tím, že zahrnuje' , ' ,

   a) uložení multifokální čočky- na' oko, přičemž -uvedená multifokální- - čočka obsahuje .holografický . optický prvek mající programovaný aktivující úhel a uvedená optický, prvek poskytuje první.optickou mohutnost pro světlo vstupující do uvedeného optického prvku pod úhlem, který je mino uvedený,

   - aktivující úhel . a poskytuje druhou optickou mohutnost pro světlo vstupující do uvedeného optického prvku pod úhlem, který je aktivujícím úhlem, a

   b) pohybování s uvedenou multifokální čočkou na oku tak, “.že se uvedené první ohnisko nebo uvedené druhé ohnisko selektivně, situuje do . místa -nejostřejšího vidění, na sítnici.

   I ,' · ' i r . · ' , s . - . :

   19.. Způsob podle nároku 18,. v y z. n a č - e n ý ti m, 'že uvedená optická čočka je oční čočkou., a' má stabilizující mechan ismus, - ' cakže uvedenou čočkou může být s tabilně -- pohybováno z jedné polohy do polohy druhé.

   20. Způsob podle nároku 18, vy značený t i m,že uvedený holografický optický prvek ohýbá až' 100 % přicházejícího světla v případě, že je splněna Braggova podmínka. . .

   • ·

   21. Způsob podle nároku 18, vyznačený^ tím, že uvedeným ametropním stavem je krátkozrakost, dalekó.z-řakost, stařecké vidění, ' regulérní nebo neregulérní ástigmatismus nebo kombinace uvedených stavů. 2.2. Způsob podle nároku 21, v y z n a č.e n,ý t i m, že uvedeným ametropním stavem je stařecké vidění a že uvedená první .optická mohutnost je zvolena z rozmezí ód +10 do -20 dioptrií.

   23. Způsob výroby multifokální optické' čočky pro- korekci ametropních stavů, která má čelní zakřivení á základnové zakřivení, v y z n. a č ený ti m, že zahrnuje , '

   a) zavedení polymerovatelného optického materiálu.do formy pro optickou čočku a

   b) exponování uvedeného polymerovatelného. ..materiálu v % .uvedené ..formě .. elektromagnetickými vlnami·, přičemž -uvedené elektromagnetické . vlny vytvoří v ' průběhu .polymerace uvedeného polymerovatelného materiálu interferenční rozptylovou strukturu, která se zaznamená do uvedené čočky a vytvoří tak . objemovou mřížkovou strukturu, za vzniku objemového holografického prvku,.

   přičemž uvedená mřížková struktura je ' schopna ohýbat světlo vstupuj ící' do čelního, zakřivení .čočky a korigovat '· tak uvedený ametropní stav v případě, že se čočka umístí do oka, na oko nebo před oko.'. .

   vyrobený ze předpqlymeru zesíťuje nebo

   24 . Biokompatíbilní holografický , prvek zesí-fovatelného nebo' polymerovatelného postupem, při kterém, uvedený předpolymer polymeruje za vzniku netekutého biokompatibilního optického prvku v průběhu až 5 minutového ^; ozařování zdrojem ultrafialového světla, př.ičemž doba zesítění nebo • · · • · · · . 51 ^,:·· polymerace se měří uložením předpolymeru mezi spodní a vrchní .křemenné sklíčko,' která jsou od sebe odsazena ve vzdálenosti 100 , a zdrojem ultrafialového spektra je . 200

   W středotlaká rtuťová výbojka umístěná ve vzdálenosti 18 cm nad uvedeným vrchním křemenným sklíčke.

   25. Biokompatibilní^xholografický prvekpodle.nároku 24, vyznačený ti m·,.. že uvedený předpolyměr je tvořen derivátem' polyvinylalkoholu, obsahujícím asi 0-, 5 až asi 80 %,' vztaženo na počet hydroxy-skupin polyvinylalkoholu, j ednotekobecného vzorce Z ' .

   (i)

   - ve kterém · . '

   R . znamená nižší alkylenovou skupinu obsahující' až 8 uhlíkových atomů, _

   R¹ znamená atom vodíku nebo. nižší' alkylovou skupinu, a.

   R' -znamená olefinicky nenasycenou,' elektrony-přitahující kopolymerovatelnou skupinu obsahující až - 25'uhlíko- . vých a.tomů. ' ' /

   26. Biokompatibilní holografický materiál podle nároku 25, v y z n a č e n ý t i m, že ' R² .znamená olefinicky nenasycenou acylovou skupinu obecného vzorce R^?-CO-, ve'.

   • fc fc . fc β β • fc fc fc • fc·· které R³ znamená olefinicky nenasycenou kopolymerovatelnou skupinu obsahující 2 až 24 uhlíkových atomů.

   27. Biokompatibilní holografický prvek podle nároku.26, v y . z n a č e n ý t i m, že uvedenou olefinicky nenasycenou skupinou je- ethenylová skupina,. 2-propenylová ' J' , skupina, 3-propenylová ' skupina,. 2-butenylová skupina,hexenylová skupina, oktenylová skupina nebo .‘dodekanylová skupina.

   -28. Biokompatibilní holografický prvek podle, nároku 24, vyznačený tí m, že uvedený předpolymer zesíťuje nebo polymerůje v průběhu,1 minuty. . ,·

   29. Biokompatibilní holografický prvek podle nároku 24, v y z n a. č- e n ý t i m, že uvedený.předpolymer zeslťuje nebo polymeru v průběhu,30 sekund.

   30. Biokompatibilní holografický prvek podle nároku 24, vyznač e· n ý t í m,' že uvedený předpolymer obsahujeazalaktonový zbytek· obsahující derivát polyvinylalkoholu, polyethyleniminu nebo ’ polyvinylaminu,. přičemž . uvedený derivát obsahuje asi 0,5 až asi' 80 %, vztaženo na počet, hydroxylových skupin ,v polyvinylalkoholu nebo na počet iminových nebo aminových skupin v polyethyleniminu resp. polyvinylaminu, jednotek obecného vzorce IV nebo V' ·· ·· . ·· ·*

   I · · '· 4' * • ··· ·· * 944 • · · · »· ·« ·· · · ch₂-ch₂-Ra (IV) '/

   R—C—R.

   O R.

   NH—C—C=CH,

   -ch-ch₂-n c=o

   R—C—R, (V)

   O R.

   NH—C—C=CH ve kterém· R; a R₂' nezávisle jeden' na- druhém znamenají atom vodíku, ' alkylovou skupinu obsahující .1 až 8 uhlíkových atomů, arylovou skupinu nebo cyklchexylovou skupinu, R₃. znamená atom- vodíku nebo.alkylovou skupinu obsahující 1 až ”8 uhlíkových atomů a 'R₄ znamená.' můstkovou skupinu' -0- nebo' -NH'-. ,

   31. Biokompatibilní holografický-prvek.podle nároku 24, v y z ’ n a č e n. ý ' t í m,: že uvedený přédpolymer obsahuje funkcionalizovaný kopolymer obsahující vinyllaktam a druhý vinylový monomer, přičemž- uvedený vinyllaktam je 5-- až 7-členným íaktamem obecného vzorce VII ··«· '·· ·♦ ·· ·· ·· .Ra x>

   N

   Rb

   Rc (VII) ve kterém . ’ .

   R. znamená- alkylenovou můstkovou- skupinu obsahující 2 až 8 uhlíkových atomů,

   R.„· '.znamená atom vodíku, alkylovouskupinu, arylovou skupinu, aralkylovou skupinu 'n*ebo alkarylovcu skupinu, výhodně atom vodíku, nižší alkylovou skupinu obsahující až 7 uhlíkových atomů, arylovou -skupinu obsa- huj.ící až 10 uhlíkových atomů nebo aralkylovou. nebo'· alkarylovou skupinu obsahující až 14 uhlíkových atomů, a .

   R_c ’ znamená atom vodíku nebo .nižší alkylovou skupinu -obsahující až 7 uhlíkových atomů.

   32..Biokompatibilní holografický prvek podle nároku 31, vyznačený t i m, že uvedeným vinyllaktamem' je N-vinyl-2-pyrrolidon, ' ' N-vinyl-2-kaprolaktam,

   N-vinyl-3-methyl-2-pyrrolidon,

   N-vinyl-3-methyl-2-piperidon,· . ' .

   N-vinyl-3-me thyl-2'-kaprolaktam,

   N-vinyl-4-methyl-2-pyrrolidon, — - —

   N-vinyl-4-methyl-2-kaprolaktam, N-viny1-5-methy1-2-pyrrolidon,

   N-vinyl-S-meuhyl-l-piperidon,

   N-vinyl-5,5-dimethyl-2-pyrrolidon,

   N-vinyl-3,3,5-trimethyl-2-pyrrolidon, ^r . .

   N-vinyl-5-methylr5-ethyl-2-pyrrolidpn', ·...

   *· ·· > · · « ·· ··

   N-vinyl-3, 4,5-tri.methyl-3-ethyl-2-pyrrolidon, '

   N-vinyl-6-methyl-2-piperidon, N-vinyl-6-ethyl-2-piperidon, N-viny1-3,5-dimethy1-2-piperidon, •N-vinyl-4,4-dimethyl-2-píperidon, ...

   N-viny 1-7-.methyl-2-kapr ol akt am, N-vinyl-7-ethyl-2-kaprolaktam,

   N-vinyl-3,5-dimethyl-2-kaprolaktam,

   N-vinyl-4,6-dimethyl-2-kaprokaltam,

   N-vinyl-3,5,7-trimethyl-2-kaprolaktam nebo jejich směsi .

   33. Biokompatibilní holografický prvek podle nároku 31, vy z n a č e n ý funkční vinýlový funkční skupinu, t i m, že druhým vinylovým monomerem 'je monomer,, který má .vinylovou skupinu a přičemž' uvedenou funkční skupinou je hydroxy-skupina, amino-skupiha, ' amino .skupina substituovaná ...nižší'' alkylovou· skupinou, . karboxylová .skupina', esterifikováná karboxylová skupina, alkoxykarbcnylová skupina, epoxy-skupina nebo sulfo—skupina.

   34 . .Biokompatibilní holografický prvek podle, nároku 32, vyznačený tím, že uvedený funkční vinýlový monomer je zvolen ' z množiny hydroxy-substitu.ované . alkylakryláty a ethoxylované akryláty a ' methakryláty, alkyl)akryláty a methakryláty, zahrnuj’í'cí“ methakryláty, epoxy(nižší epoxýcykloalkyl(nižší alkyl)akryláty a- methakryláty, hydroxy-substituovaňé (nižší alkylj akrylamidy a methakrylamidy, hyďroxy-substituované (nižší alkyl)vinylethery, amino- nebo hydroxy-substituované styreny, ’' natriumethylensurfonán,' nar.riums tyrensuif onát, kyselinu' 2-akrylamido-2-methylpropansulfonovdu, kyselinu akrylovou, kyselinu methakrylovou, amino(nižší alkyl)- a álky.lami.no (nižší alkyl) akryláty a methakryláty, akryloxy- a methakryloxy (nižší, alkyl) maleínimidy. a allylalkohol. :

   • 4 β * • · • · ··
4. 4 4··

   4 4 «

   35. Biokompatibilní objemový holografičký prvek vyrobený ze zesíťovatelného nebo polymerovatelného ' předpolymeru. postupem, při kterém uvedený předpolymer vytvoří objemový .holografičký prvek, když -je exponován koherentním světelným svazkem bodového zdroje a' referenčním světelným svazkem, přičemž uvedeny předpolymer zesíťuje nebo polymeruje za vzniku netekutého biokompaťibilního optického prvku až 5 minutovým'., ozařováním zdrojem .ultrafialového záření, kde doba zesítění nebo polymerace’ se měří·., uložením uvedeného předpolymeru mezi spodní a vrchní křemenné- sklíčko,, které jsou Od sebe odsazeny- o vzdálenost 100 pm, a zdrojem ultrafialového záření je 200'W středotlaká- rtuťová výbojka, která-je umístěna ve vzdálenosti 18 cm..nad uvedeným'vrchním křemenným sklíčkem.. . .- - .

   36..Biokompatibilní . objemový holografičký . prvek podle nároku 35, v y z n. a č e n ý . t í m,' že ' je- transmisním holografickým prvkem. 37 . Biokompatibilní ·objemový prvek podle nároku 35, vy-.

   z na če n ý t i m, že je použit v rámci -aplikace, při které, se uvedený, holografičký prvek uloží do oka nébo na oko. ' 1 - · 38 . -Holografický 'prvek vyrobený ze- zesíťovatelného nebo polymerovatelného-předpolymeru, přičemž-uvedený předpolymer je tekutým předpolymerem a tvoří holografičký prvek, když je exponován.koherentním světelným svazkem bodového zdroje a- referenčním světelným, svazkem, přičemž předpolymer zesíťuje nebo polymeruje za vzniku hydrogelového prvku při nejvýše 5 -minutovém ozařování zdrojem ultrafialového’ zářeni-, kdy se doba zesíťování nebo. polymerace - měří uložením uvedeného předpolymeru' . mezi vrchní a spodní • · · · · · • · · · · * · * ··'··· · · · • · · · · · · křemenné sklíčko, která jsou od sebe odsazena o vzdálenost 100 pm, přičemž zdrojem / ultrafialového, světla je 200 W středotlaká rtuťová výbojka> která je umístěna ve vzdálenosti 18 cm nad uvedeným vrchním křemenným sklíčkem.

   39. Způsob výroby holografického prvku, v ý z n a č e n ý t i m, . že zahrnuje zavedení kompozice . zesíťovatelného předpolymeru nebo ’ polymerovatelného monomeru do .formy, přičemž uvedená kompozice předpolymeru nebo monomeru .je tekutou kompozicí, a' použití . světelných svazků pro zaznamenání holografické. mřížkové struktury, -přičemž se uvedený tekutý předpolymer nebo- monomer -převede na netekutý prvek při nejvýše . 5 minutovém . ozáření' zdrojem ultrafialového světla a doba uvedené transformace se.měří uložením uvedeného předpolymeru nebo monomeru mezi spodní a vrchní křemenné- sklíčko, přičemž tato sklíčka jsou vzájemně odsazena o vzdálenost- 1Q0 pm a zdrojem ultrafialového záření- je·' 200 . W. středotlaká rtuťová výbojka, která · je \ umístěna ve vzdálenosti 18 cm nad vrchním' křemennýmsklíčkem.

   40. Způsob podle nároku 39, v y' z n a č e n ý Uvedená holografičká' mřížková struktura ' je 'holografickou mřížkovou strukturou.

   t i' m, ze objemovou t i m, že obsahuje- derivát 0,5 až asi 80 %, polyvinylalkoholu,

   41. Způsob podle nároku. 39, v y značen ý uvedená . kompozice předpolymeru polyvinylalkoholu, který obsahuje asi vztaženo na' . počet hydroxy-skupin. jednotek'obecného -vzorce I · .

   • · ·» ·· ·· • · · · · · ·'···· » » · • · · · · · · ·· ·» ·· ^r .ve. kterém znamená, alkylenovou skupinu obsahující až. 8' uhlíkových atomů, ' . .

   R¹

   R²· znamená'atom vodíku nebo nižší alkylovou skupinu a znamená olefinicky nenasycenou, elektrony^-přitahu j ící kopolymerovatelnou skupinu.obsahující.až .25 uhlíkových atomů.

   42. Způsob podle nároku. '39, v. y z n a č e n ý t -i m, že uvedená kompozice předpolymeru . obsahuje derivát polyvinylalkoholu,' polyethyleniminu nebo polyvinylaminu obsahující', azalaktonový -zbytek, přičemž uvedený derivát obsahuje' asi - 0.,.5 až '- asi 80 %, ' vztaženo na počet hydroxylových' skupin v polyvinylalkoholu nebo na počet .iminových nebo/ aminových-, skupin 'polyethyleniminu resp. pblývlhy lamlnŮ7''^!ýi^,ědnbte'k“'obeclrÍěhd“vžbrc:é⁼’‘'IV'’'a’' v ·· ·· . ·· ·· • · · · ♦ · • *·· · · ··· ··· · · 4 •ch₂-ch₂

   Ra (IV)

   R—C— R.

   O R II I³ ,NH—C—C=CH

   -ch-ch₂—n—.

   c=o

   I

   R—C—R_ (V)

   O R.

   NH—C—C=CH ve kterých'Rý a R₂ nezávisle jeden ná druhém znamenají atom vodíku, alkylovou skupinu obsahující 1 . až 8 uhlíkových atomů, arylovou skupinu nebo cyklohexylovou skupinu, R₃ znamená atom vodíku nebo alkylovou skupinu obsahující i -až 8 uhlíkových atomů a R₄ znamená můstkovou skupinu -O- nebo -NH-. 1' . . , '43.. Způsob podle nároku 39, vyznačený ti m, že uvedená kompozice předpolymeru obsahuje funkcionali.zovaný kopolymer obsahující vinyllaktam a druhý vinyíový monomer, přičemž -uvedený vinyllaktam je 5- až 7-členríým laktamem obecného vzorce VII • · β » • ·· • · · · · · · · • · ·· · ···* · » * « ·· · ·· · · · · <

   »· ·· ·· ·· ·· ·· ve kterém..

   Rý znamená -alkylenovou můstkovou skupinu obsahující'2 až 8 uhlíkových atomů, '

   R.„ znamená atom. vodíku, alkylovou skupinu, arylovou sku- - pinu, aralkylovou skupinu nebo alkarylovou -skupinu,, výhodně nižší alkylovou skupinu obsahující až 7 uhlíkových' atomů, arylovou skupinu obsahující až 10 uhlíkových atomů nebo.aralkylovou nebo alkarylovou skupinu obsahující az 14 uhlíkových atomu, a

   R_c. znamená atom vodíku nebo nižší' alkylovou skupinu . obsahující až 7' uhlíkových atomů. '