JP2003215508A - コンタクトレンズおよびコンタクトレンズの設計方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な装用感を満足せしめつつ、実際に装用
した状態下における視覚の鮮明性や安定性といった見え
方の質を向上せしめ得る、新規な構造のコンタクトレン
ズを提供すること。 【解決手段】 光学部１８における屈折力が−１５．０
〜＋１５．０ディオプタであるコンタクトレンズにおい
て、該光学部１８の内面をコーニック係数が−０．０４
〜−０．４９である円錐面とすると共に、該光学部１８
の外面をコーニック係数が−０．０２〜−０．５０であ
る円錐面とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、コンタクトレンズに係り、特に
装用時に角膜上で眼の光軸に対してコンタクトレンズ光
学部の光軸がずれた状態での見え方の大きな変化を抑え
て、見え方の安定性を向上せしめることの出来る、新規
な構造のコンタクトレンズとその関連技術に関するもの
である。

【０００２】

【背景技術】従来から、ソフトタイプのコンタクトレン
ズやハードタイプのコンタクトレンズ（以下、「コンタ
クトレンズ」と総称する）は、特許第２８５９０９２号
明細書や特許第２９１３１９１号明細書に記載されてい
るように、カメラ等の光学機器用レンズ等と同様にレン
ズ単体だけを考慮して設計されており、空間上で目的と
する屈折力が発揮されるように、光線追跡法を利用して
レンズ面形状を設計するのが一般的であった。ところ
が、近年では、コンタクトレンズは眼球の角膜上に重ね
合わせて装用されるものであり、眼球自体の光学系や、
装用状態下でコンタクトレンズと角膜の間に形成される
涙液層によるレンズ作用（涙液レンズ作用）等も無視す
ることができないことから、コンタクトレンズ単体での
光学的設計には限界が指摘されるようになってきてお
り、この点に関する一つの対処法として、特許第３０２
２６４０号明細書には、人体の眼と予備的なレンズから
なるシステムの数学的モデルを製作し、かかる数学モデ
ルを利用することによって眼球光学系を考慮した上で、
収差を最小限に抑えることで光学特性を向上せしめたレ
ンズ面形状の設計方法が提案されている。

【０００３】しかしながら、眼球光学系を考慮すると否
とに拘わらず、前述の特許第２８５９０９２号明細書や
特許第２９１３１９１号明細書，特許第３０２２６４０
号明細書に記載された従来のコンタクトレンズの設計方
法にあっては、何れも、コンタクトレンズの光軸上での
光学特性を最良とすることを目的とする設計方法に過ぎ
ないのであり、本発明者による研究や多数の臨床的実験
とそれらに基づく検討の結果、コンタクトレンズの光軸
上での光学特性を重視するというレンズ設計の前提条件
自体に大きな問題が存在し、そのような従来のコンタク
トレンズの設計方法で最良と判断されるコンタクトレン
ズであっても、現実的には装用者の視覚を最適とするも
のではないことが、本発明者によって明らかとなった。

【０００４】すなわち、コンタクトレンズの光軸（コン
タクトレンズの光学部の光学中心軸であって、以下「レ
ンズ光軸」という。）での光学特性を最良とすること
が、必ずしもコンタクトレンズの装用状態下での視覚を
最適にするものでないと考えられる主な理由は、以下の
〜に述べる通りである。 第一に、コンタクトレンズは、その装用状態下におい
て、平均的に、重力や涙液との引圧，角膜表面曲率の不
均一さなどが影響して、角膜の耳側下方に安定する場合
が多く、コンタクトレンズの幾何学的中心軸に設定され
たレンズ光軸が瞳孔を通る光軸（瞳孔中心線）からずれ
た状態で使用されるものであること。 第二に、コンタクトレンズは、涙液交換等の目的で、
瞬目などに際して角膜上で適度に動くようにされてお
り、そのような頻繁な動きに際して、レンズ光軸が瞳孔
中心線に一致した状態で保持されることがないこと。 第三に、人間の視覚は、瞳孔中心線上のポイント的な
固視位置での視力だけでなく、瞳孔中心線から外れた周
辺位置での視力（周辺視力）も大きく影響しており、例
えば瞳孔中心線上での無収差結像を目指す角膜矯正手術
を施した場合に、瞳孔中心線上での無収差を果たすため
に逆に大きくなった瞳孔中心線外での収差によって視覚
不良や頭痛等の弊害発生のおそれが指摘されているこ
と。

【０００５】また一方、近年では、コンタクトレンズの
内面形状を角膜の形状に対応させると共に、適度な涙液
交換性を与えることによってコンタクトレンズの装用感
を一層向上させるために、コンタクトレンズの内面を非
球面形状とすることが検討されている。ところが、この
ような内面を非球面形状としたコンタクトレンズについ
て本発明者が検討したところ、前述の如くレンズ光軸で
の光学特性を最良とする従来のレンズ設計方法に従って
レンズ外面を設計すると、レンズ光軸を外れた視野での
収差がより一層大きくなり易いという問題があり、その
ために、前述の如く、一般に瞳孔中心線がレンズ光軸か
らずれた状態で安定するコンタクトレンズにおいては、
従来のレンズ設計方法に従って最適設計とされたもの
が、実際の装用に際してより大きな視覚不良等の問題を
発生し易いことが明らかとなったのである。

【０００６】

【解決課題】ここにおいて、本発明は上述の如き事情を
背景として為されたものであって、その解決課題とする
ところは、レンズ内面形状を角膜形状まで考慮した非球
面形状とすることにより優れた装用感が発揮されると共
に、瞳孔中心線がレンズ光軸から外れた状態下でも優れ
た光学特性が発揮されて良好な視覚が安定して確保され
得る、新規な構造のコンタクトレンズおよびコンタクト
レンズの新規な設計方法を提供することにある。

【０００７】また、本発明は、レンズ内面形状を角膜形
状を考慮した非球面形状とすることにより優れた装用感
が発揮されると共に、瞳孔中心線がレンズ光軸から外れ
た状態下でも優れた光学特性が発揮されて良好な視覚が
安定して確保され得る新規な構造のコンタクトレンズ
を、それを必要とする需要者に対して適切に供給するこ
とが出来る得るように組み合わせてシリーズ化したコン
タクトレンズの組み合わせシリーズを提供することも、
目的とする。

【０００８】

【解決手段】以下、このような課題を解決するために為
された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各
態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の
組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至
は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることな
く、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの
記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づ
いて認識されるものであることが理解されるべきであ
る。

【０００９】すなわち、コンタクトレンズに関する本発
明の第一の態様は、光学部における屈折力が−１５．０
〜＋１５．０ディオプタであるコンタクトレンズにおい
て、前記光学部の内面をコーニック係数が−０．０４〜
−０．４９である円錐面とすると共に、眼の光軸に対し
て該光学部の光軸がずれた装用状態下での安定位置にお
いて眼球光学系を考慮した上で要求される光学特性を与
えるように、該光学部の外面をコーニック係数が−０．
０２〜−０．５０である円錐面としたことを特徴とす
る。

【００１０】このような本態様に従う構造とされたコン
タクトレンズにおいては、光学部の内面を特定の非球面
としたことにより、角膜への局部的な圧迫等が軽減乃至
は回避され得ると共に、角膜上での適度な動きが許容さ
れて涙液交換による角膜への酸素供給等も有利に実現可
能となって優れた装用感が実現され得るのであり、しか
も、光学部の外面を特定の非球面としたことにより、瞳
孔中心線がレンズ光軸からずれた位置にある場合や、瞳
孔中心線がレンズ光軸に対して相対変化した場合でも、
良好で且つ安定した視覚が容易に実現され得るのであ
る。

【００１１】すなわち、本態様に従う構造とされたコン
タクトレンズにあっては、光学部においてコーニック係
数が−０．０４〜−０．４９の円錐面とされたレンズ内
面とコーニック係数が−０．０２〜−０．５０の円錐面
とされたレンズ外面を組み合わせて採用したことによ
り、良好なレンズ装用感と優れた視覚を両立して高度に
達成することが可能となったのであり、特に、装用状態
下で予測されるレンズ光軸と瞳孔中心線のずれ量と眼球
光学系も考慮した上で、要求される光学特性が高度に達
成されるようなレンズ形状が実現可能とされ得るのであ
る。

【００１２】なお、本態様において、光学部の屈折力を
−１５．０〜＋１５．０ディオプタの範囲としたのは、
かかる屈折力範囲が現実的に要求される実用範囲である
ことに加えて、この範囲を外れると、特にレンズ度数が
−１５．０ディオプタよりもマイナス側に大きくなる
と、レンズ内面の曲率半径の影響が大きくなり過ぎて最
良の光学特性が実現され難くなる場合があるからであ
る。また、光学部の内面を形成する円錐面のコーニック
係数を−０．０４〜−０．４９の範囲としたのは、この
範囲を外れると、一般的な人間の眼の角膜形状への対応
性が低下し、中央部分や外周縁部での角膜への局部的な
圧迫が発生したり、涙液交換が十分でなくなったりする
おそれがあるからであり、より好適には、かかるレンズ
内面を形成する円錐面のコーニック係数が−０．０９〜
−０．３６の範囲とされる。更にまた、光学部の外面を
形成する円錐面のコーニック係数を−０．０２〜−０．
５０の範囲としたのは、この範囲を外れると、装用状態
下で、且つ上述の如き特定の内面形状との組み合わせに
おいて、見え方の安定性や鮮明性等に関する最良の光学
特性を得ることが困難となるからである。

【００１３】また、本態様に係るコンタクトレンズにお
いて、好適には、光学部の内面を形成する円錐面のコー
ニック係数が−０．０９〜−０．３６とされることとな
り、それによって、一般的な人間の眼の角膜表面に対し
てより高度に対応せしめられて、角膜に対する局部的な
圧迫の回避と適度な涙液交換性の両立が一層有利に達成
可能となる。

【００１４】更にまた、本態様に係るコンタクトレンズ
において、好適には、光学部の外面を形成する円錐面の
コーニック係数が、光学部の内面を形成する円錐面のコ
ーニック係数の０．４〜１．６倍となるように設定され
ることとなり、それによって、一般的な人間の眼におい
て発生が予測されるコンタクトレンズの装用状態下での
ずれ量の範囲内で、良好な装用感と併せて、要求される
光学特性が高度に実現可能となる。なお、一般的な人間
の眼の基準としては、例えば従来から公知のグルストラ
ンド（Gullstrand）等の模型眼が採用され得ることとな
り、そこにおいて選択されるコンタクトレンズの適当な
内面は、頂点の曲率半径が６．０〜９．０mmの円錐面と
されると共に、装用状態下においてコンタクトレンズの
光軸と瞳孔中心線が５〜１０度の交差角度だけずれた状
態でコンタクトレンズの安定位置が予測されることとな
る。

【００１５】なお、本態様に係るコンタクトレンズにお
いて達成される要求される光学特性は、測定乃至は算出
した範囲内で最適の光学特性であることが望ましく、そ
こにおいて、光学特性の評価のためには、例えば、コン
タクトレンズの形状や屈折率の他，装用者の眼光学系の
形状や構造，屈折率等も考慮して、波面収差やＰＳＦ，
ＭＴＦ，解像力などとして算出された値を用いて数値的
な解析によって判断することが可能である。また、本態
様における「眼の光軸」は、視軸や光軸，瞳孔中心線，
注視線，照準線など、眼球光学系で基準となり得る各種
の所謂「眼の軸」を含む。即ち、視線とも呼ばれる視軸
が、固視点を特定するが、視軸の他覚的な測定は一般に
不可能であること等から、その他の軸、例えば他覚的測
定が容易な瞳孔中心線等を本態様における「眼の光軸」
として採用することも出来る。

【００１６】また、コンタクトレンズに関する本発明の
第二の態様は、光学部における屈折力が−１５．０〜＋
１５．０ディオプタであるコンタクトレンズにおいて、
前記光学部の内面をコーニック係数が−０．０４〜−
０．４９である円錐面とすると共に、眼の光軸に対して
該光学部の光軸が５〜１０度ずれた装用状態下での安定
位置において眼球光学系を考慮した上で要求される光学
特性を与えるように、該光学部の外面をコーニック係数
が−０．０４〜−０．２０である円錐面としたことを、
特徴とする。

【００１７】このような本態様に従う構造とされたコン
タクトレンズにおいては、一般的な人間の眼において発
生が予測されるコンタクトレンズの装用状態下でのずれ
量の範囲内で、適度に絞られたコーニック係数の調節範
囲が特定されることとなり、それによって、良好な装用
感と併せて、最良の光学特性を備えたコンタクトレンズ
が、一層容易且つ有利に実現可能となる。

【００１８】また、コンタクトレンズに関する本発明の
第三の態様は、光学部における屈折力が−１５．０〜＋
１５．０ディオプタであるコンタクトレンズであって、
前記光学部の内面および外面が、何れも、レンズの曲率
半径の逆数をＣとし、レンズの原点からの光軸方向の距
離をＹとし、レンズの原点から半径方向の距離をＸと
し、コーニック係数をＫとして、円錐面を表す下式： Ｙ＝（Ｃ・Ｘ² ）／（１＋√（１−（１＋Ｋ）・Ｃ² ・
Ｘ² ）） で少なくとも近似的に表すことの出来る曲面とされてい
ると共に、該光学部の外面を少なくとも近似的に表す上
式中のコーニック係数：Ｋの値が、該光学部の内面を少
なくとも近似的に表す上式中のコーニック係数：Ｋの値
の０．４〜１．６倍とされていることを、特徴とする。

【００１９】このような本態様に従う構造とされたコン
タクトレンズにおいては、良好な装用感と併せて要求さ
れる光学特性が容易且つ有利に実現され得るのである。
なお、本態様においては、特に、光学部の内面を少なく
とも近似的に表す上式中のコーニック係数：Ｋの値が−
０．０４〜−０．４９の範囲内で設定されることとな
り、それにより、一般的な人間の眼の角膜形状に対応し
て良好な装用感が有利に実現可能となる。

【００２０】さらに、コンタクトレンズの設計方法に関
する本発明の特徴とするところは、光学部における屈折
力が−１５．０〜＋１５．０ディオプタであるコンタク
トレンズを設計するに際して、（ａ）前記光学部の内面
を、角膜表面形状を考慮してコーニック係数が−０．０
４〜−０．４９である円錐面として設定する工程と、
（ｂ）該光学部の外面を円錐面として、そのコーニック
係数を−０．０２〜−０．５０の範囲内で異ならせて、
眼の光軸に対して該光学部の光軸がずれた装用状態下で
の安定位置において眼球光学系を考慮して光学特性が最
良となるものを求める工程とを、含むコンタクトレンズ
の設計方法にある。

【００２１】このような本発明方法に従えば、一般的な
人間である特定の装用者の眼に装用された状態下で、良
好な装用感を与え得るコンタクトレンズが提供され得る
のであり、しかも、本発明方法によって設計されたコン
タクトレンズにおいては、装用状態における角膜上での
レンズずれ量を予測して、かかるずれ量だけずれた安定
状態での光学特性が最良とされることから、レンズ光軸
と瞳孔中心線がずれた安定位置や、瞬目等によるレンズ
光軸と瞳孔中心線のずれ量の変化時にも良好で且つ安定
した視覚が提供されると共に、レンズ光軸を外れた視野
での収差が抑えられて瞳孔中心線を含む広い視覚の範囲
全体として、本来的な人間の視覚に近い自然で良好な視
覚が実現され得るのである。

【００２２】また、互いに異なる屈折力を有する複数の
コンタクトレンズを取り揃えたコンタクトレンズの組み
合わせシリーズに関する本発明の特徴とするところは、
上述のコンタクトレンズに関する本発明に従う構造とさ
れた前記第一又は第二の態様に係るコンタクトレンズを
採用すると共に、装用状態下での安定位置における眼の
光軸に対する前記光学部の光軸のずれ角度を複数異なら
せて設定して、それら複数の設定した各ずれ角度毎に、
該ずれ角度に応じて互いに異なる外面の形状を与えて目
的とする屈折力を付与せしめて取り揃えたコンタクトレ
ンズを、シリーズとして組み合わせたことにある。

【００２３】このような本発明に従って構成されたコン
タクトレンズの組み合わせシリーズにおいては、需要が
予測される適当な度数区分（例えば、０．２５ディオプ
タ毎や、０．５ディオプタ毎）の数だけのコンタクトレ
ンズを組み合わせて提供するに際して、装用状態下で予
測されるレンズ光軸と瞳孔中心線のずれ量（ずれ角度）
を複数の異なる値に設定し、それら各ずれ量毎に、最適
な光学特性を与えるようにコンタクトレンズの外面の形
状を異ならせることによって、複数組みのシリーズとし
て提供されることとなる。従って、このようなコンタク
トレンズの組み合わせシリーズにおいては、例えば、具
体的な特定の装用者にコンタクトレンズを個別に適用す
るに際して、かかる装用者における装用状態下でのレン
ズの安定位置（レンズ光軸と瞳孔中心線のずれ角度）を
求め、かかる値に基づいて採用されるコンタクトレンズ
のシリーズを決定すると共に、決定したシリーズの中か
ら装用者に必要なレンズ度数のものを選択することによ
って、当該装用者に対して最適な視覚を与え得るコンタ
クトレンズを選定して提供することが出来るのである。

【００２４】また、このような本発明に係るコンタクト
レンズの組み合わせシリーズにおいて、より好適には、
前記複数の設定したずれ角度に応じて互いに異なる外面
の形状を与えることにより目的とする屈折力を付与せし
めて取り揃えたコンタクトレンズを、更に前記光学部の
内面形状を複数異ならせて設定し、それら複数の設定し
た各内面形状毎に取り揃えるようにされる。

【００２５】すなわち、最適な視覚を提供し得るコンタ
クトレンズの外面の形状は、コンタクトレンズの安定位
置におけるレンズ光軸と瞳孔中心線のずれ量だけでな
く、装用者の角膜の形状に基づいて決定されるレンズ内
面の形状（光学部のレンズ頂点の曲率半径）によっても
異なることから、レンズ内面の形状を予測される範囲で
複数段階に設定して、それら各段階毎に、前述の如きコ
ンタクトレンズの組み合わせシリーズを取り揃えること
によって、装用者毎に異なるより他種類の条件に対して
より高度に且つ容易に対応して最適な視覚を与え得るコ
ンタクトレンズを提供することが可能となるのである。

【００２６】

【発明の実施形態】以下、本発明を更に具体的に明らか
にするために、本発明の実施形態について、図面を参照
しつつ、詳細に説明する。

【００２７】図１〜２には、本発明に従う構造とされた
コンタクトレンズの一例が、概略的に示されている。こ
のコンタクトレンズ１０は、全体として略球状の凹面形
状を有するレンズ内面１２と、全体として略球状の凸面
形状を有するレンズ外面１４をもって形成されており、
全体として略球殻形状とされている。また、コンタクト
レンズ１０の中央部分は、正面視で円形の光学部１８と
されており、この光学部１８により装用者に対して所定
の視力矯正効果が発揮されるようになっている。更にま
た、光学部１８の周囲に位置するコンタクトレンズ１０
の外周部分は、正面視で円環帯形状の周辺部２０とされ
ており、この周辺部２０により装用者の角膜上の所定位
置にコンタクトレンズ１０が安定保持されるようになっ
ている。なお、周辺部２０の外周縁部はレンズ内外面を
つなぐエッジ部２１とされている。また、特に本実施形
態では、レンズ１０の光学部１８と周辺部２０を含む全
体が、光学的および幾何学的に、レンズ１０の幾何中心
軸としてのレンズ中心軸１６を回転中心軸とする回転体
形状とされている。

【００２８】そして、かかるコンタクトレンズ１０にお
いては、光学部１８のレンズ内面（以下、「レンズ内面
光学部」という）１２ａとレンズ外面（以下、「レンズ
外面光学部」という）１４ａが、何れも、レンズ中心軸
１６を中心軸とする円錐面によって形成されている。そ
して、レンズ内面光学部１２ａは、その円錐面を特定す
るコーニック係数：Ｋａの値が、良好な装用感を実現し
得るように設定されているのであり、また、レンズ外面
光学部１４ａは、その円錐面を特定するコーニック係
数：Ｋｂの値が、装用条件下で最良の光学特性によって
良好な視覚を提供し得るように設定されている。なお、
「コーニック係数」は、非球面である円錐面を表現する
公知の数式中の係数であって、かかるコーニック係数を
特定すれば、基準球面となる頂点（レンズ光軸のレンズ
面の交点）における曲率半径を決定することによって円
錐面形状が、レンズの幾何中心軸であるレンズ光軸を対
象軸とする回転曲面として一義的に特定され得ることと
なる。以下に、これらレンズ内外面１２ａ，１４ａの形
状を特定するコーニック係数：Ｋａ，Ｋｂの設定に関す
る本発明の構成について、より具体的に説明する。

【００２９】先ず、レンズ内面光学部１２ａにおける円
錐面形状は、基本的に装用者の角膜の表面形状に対応し
て設定されることとなる。即ち、装用者の角膜の表面形
状が特定されれば、例えばＷＯ９４／１０５９９号国際
公開公報に記載の方法等に従って、良好な装用感を提供
し得る円錐面のコーニック係数：Ｋａの値と頂点曲率半
径：ｒａの値を求めることが出来るのである。なお、良
好な装用感とは、コンタクトレンズ１０の装用状態下で
角膜の中心や周縁部等に局部的な圧迫力を及ぼすことが
回避されると共に、角膜上での適度の移動性が提供され
て瞬目等に際して角膜上で適度に変位することにより適
当な涙液交換等が実現され得るような形状をいい、

【００３０】具体的には、本発明において、コンタクト
レンズ１０のレンズ内面光学部１２ａに採用される円錐
面のコーニック係数：Ｋａは、一般的な人間の眼を対象
として考えると、−０．０４≧Ｋａ≧−０．４９となる
ように設定することが望ましい。また、同様に一般的な
人間の眼を対象として考えた場合には、かかるレンズ内
面光学部１２ａの頂点の曲率半径ｒａの値は、５．０mm
≦ｒａ≦１０．０mmとなるように設定することが望まし
い。ここにおいて、装用者の角膜の表面形状の特定は、
例えば装用者の角膜の曲率半径を、従来から公知の手法
を利用して測定した結果に基づいて行なうことが可能で
ある。また、現実的には、上述の数値範囲内において適
当な数値間隔で幾つかの数値を選択して、数種類のレン
ズ内面光学部１２ａを有するコンタクトレンズを作成し
ておき、その中から個別の装用者に最も適したものを選
択することによって処方されることとなるが、そこにお
いて、出来るだけ少ない種類で多くの人に適合可能なコ
ンタクトレンズ１０を提供するために、より好適には、
レンズ内面光学部１２ａのコーニック係数：Ｋａが、−
０．０９≧Ｋａ≧−０．３６の範囲に設定されると共
に、その頂点の曲率半径：ｒａが、６．０mm≦ｒａ≦
９．０mmの範囲に設定される。特に、本発明者が多くの
データに基づいて検討した結果によれば、人間の眼にお
いてより一層好適には、レンズ内面光学部１２ａのコー
ニック係数：Ｋａが、−０．１０≧Ｋａ≧−０．１５の
範囲に設定されることとなる。

【００３１】一方、レンズ外面光学部１４ａの形状は、
レンズ内面光学部１２ａの形状も相対的に考慮して、装
用者に対して最良の光学特性を与えるように設定され
る。ここにおいて、光学特性の評価方法は、装用者に応
じて個別に要求されるレンズ度数だけでなく、装用者の
眼球光学系も考慮して評価されることとなる。

【００３２】すなわち、かかる評価乃至は本実施形態の
コンタクトレンズの設計に関する基本的な考え方が、従
来の考え方と比較した態様で、図３に概略的に示されて
いる。かかる図において、（ａ−１）には、特許第２８
５９０９２号明細書や特許第２９１３１９１号明細書に
記載されているように、レンズ単体で、しかも眼球光学
系を考慮しないで空気中で評価した光学特性に基づいて
設計する、従来の設計手法に従って得られたコンタクト
レンズ３２が示されている。このようなコンタクトレン
ズ３２においては、図示されているように、空気中にお
いて光軸上で収差の無い光学特性が付与されることとな
るが、（ａ−２）に示されているように、かかるコンタ
クトレンズ３２を人間の眼２２に装用せしめた状態で
は、眼２２の角膜２４や房水２６，水晶体２８，硝子体
３０等の光学特性の他、コンタクトレンズ３２と角膜２
４の間に形成される涙液レンズの影響などによって、眼
球光学系を考慮すると、眼球光軸乃至は瞳孔中心線上で
収差が発生してしまい、現実的には最良の光学特性を与
えるものでないことが、本発明者の研究や実験によって
も明らかとされている。

【００３３】また、（ｂ−１）には、特許第３０２２６
４０号明細書に記載の方法に従い、眼球光学系を考慮し
て評価した光学特性に基づいて設計する、従来の設計手
法に従って得られたコンタクトレンズ３４が示されてい
る。なお、具体的な設計方法については、上記特許明細
書等に詳述されていることから、ここでは説明を省略す
る。即ち、かかるコンタクトレンズ３４においては、図
示されているように、装用状態下で瞳孔中心線上で収差
の無い光学特性が付与されることとなるが、（ｂ−２）
に示されているように、現実的な装用状態下で及ぼされ
る重力の影響や瞬目による外力の影響などによってコン
タクトレンズ３４が角膜２４上で変位して、瞳孔中心線
がコンタクトレンズ３４のレンズ光軸から外れた場合に
は、レンズ光軸上での収差を無くす設計がされているこ
とが逆に災いして、瞳孔中心線上での収差が一層大きく
なってしまい、そのために視覚不良の原因となってしま
うことが、本発明者の研究や実験によって明らかとされ
ている。

【００３４】これらの従来設計に従うコンタクトレンズ
３２，３４に対して、本発明に従う構造とされた本実施
形態のコンタクトレンズ１０においては、レンズ外面光
学部１４ａにおいて特定の形状を採用したことによっ
て、（ｃ−１），（ｃ−２）に示されているように、人
間の眼２２に装用せしめた状態下において、コンタクト
レンズ３２が角膜２４上で変位した場合でも、光学特性
が大きく変化してしまうことがなく、良好な視覚が安定
して提供され得るのである。

【００３５】ここにおいて、そのような良好な視覚を安
定して供給し得るレンズ外面光学部１４ａの形状は、か
かるレンズ外面光学部１４ａを円錐面とし、且つそのコ
ーニック係数Ｋｂを、−０．０２≧Ｋｂ≧−０．５０の
範囲内で設定して、コンタクトレンズ１０が角膜上で瞳
孔中心線に対して所定のずれ量をもって安定する位置で
最良の光学特性を提供し得る形状を求めることによっ
て、決定され得る。

【００３６】ところで、最良の光学特性を提供し得る形
状か否かの判断は、光学特性の評価指標として、例え
ば、相互に関係を有する波面収差や、ＰＳＦ（point Sp
read Function)，ＭＴＦ（Modulation Transfer Functi
on) のうちの何れかの数値、或いは解像力の数値が採用
され得る。なお、「波面収差」は、光学系を通過した波
面の理想波面からのずれとして認識されるものであり、
「ＰＳＦ」は、物体空間にある点物体の光学系による像
の像面における強度分布を表す関数であり、「ＭＴＦ」
は、正弦波パターンの像のコントラストの変化を空間周
波数の関数として表したものであり、「解像力」は、レ
ンズの性能を表す量の一つとして認識され、図票の像の
うちで見分けられる黒白一対の最小幅（mm) の逆数にて
示されるものであるが、これら各光学特性の評価指標
は、何れも当業者に周知であり、その具体的な算出は、
商業的に入手可能なソフトウェアを用いて容易に行なう
ことが出来ることから、ここでは利用可能なソフトウェ
アパッケージを例示することによって詳細な説明を省略
する。即ち、かかる光学特性の評価指標としての各値
は、例えば、シンクレア・オプティクス社（Sinclair O
ptics,Inc.) のオシロ・シックス（OSLO SIX) や、フォ
ーカス・ソフトウェア社（Focus Software,Inc.)のゼマ
ックス（ZEMAX)等を用いて計算することが可能である。

【００３７】また、光学特性を算出するに際しての前提
となるコンタクトレンズ１０の角膜２４上でのずれ量
は、目的とするコンタクトレンズのレンズ規格を決定す
るに際しては、例えば、前述のグルストランド眼球モデ
ル等の公知の又は修正し或いは新規に求めた模型眼を用
いて対応するコンタクトレンズの安定位置を求めること
によって特定することが可能であり、また、個別的な患
者に適用されるコンタクトレンズを設定するに際して
は、例えば、かかる患者個人の角膜形状や眼瞼の状態、
瞳孔位置等を測定した結果に基づいてコンタクトレンズ
の装用状態下での安定位置を予測したり、実際に適当な
コンタクトレンズを患者個人に装用させて具体的な安定
位置を測定したりすることによって特定することが可能
である。なお、本発明者が多数の対象を測定したところ
によると、現実的には、コンタクトレンズ１０の装用状
態下でのずれ量は、瞳孔中心線に対するレンズ中心軸の
ずれ角度に関して５〜１０度の範囲でレンズ規格を設定
することが有効であり、それによって、少ない規格レン
ズ数で、多くの患者に適合するコンタクトレンズを取り
揃えることが可能となる。

【００３８】そして、上述の如く、レンズ外面光学部１
４ａにおいてコーニック係数Ｋｂが−０．０２≧Ｋｂ≧
−０．５０とされた円錐面を採用し、且つレンズ安定位
置で最良の光学特性が発揮されるように光学特性を設定
することによって得られたコンタクトレンズ１０におい
ては、コンタクトレンズ１０の装用状態下における角膜
２４上でずれた安定位置や、角膜２４上での変位に際し
て、光学部１８のレンズ光軸に対して瞳孔中心線がずれ
たり変化した場合でも、十分に鮮明で且つ略一定の視覚
が装用者に安定して提供され得るのであり、それによっ
て、全体として収差が実用上で十分に抑えられた良好な
視覚が実現可能となるのである。

【００３９】なお、このことから明らかなように、本発
明における最良の光学特性とは、設定されたレンズ内面
光学部１２ａの円錐面形状と、選択的に採用されるレン
ズ外面光学部１４ａの円錐面形状についての選択可能な
組み合わせの範囲内で提供され得る範囲内で、最も良好
な光学特性をいい、必ずしも実現可能な最高の光学特性
を言うものでない。また、現実的には、上述の数値範囲
内において適当な数値間隔で幾つかの数値を選択して、
数種類のレンズ外面光学部１４ａを有するコンタクトレ
ンズを作成しておき、その中から個別の装用者に最も適
したものを選択することによって処方されることとなる
が、そこにおいて、出来るだけ少ない種類で多くの人に
適合可能なコンタクトレンズ１０を提供するために、よ
り好適には、装用状態下での安定位置におけるレンズ光
軸と瞳孔中心線の交角（ずれ角度）を５度〜１０度の範
囲内で適当な間隔の複数段階に予め設定して、それら各
段階において、最良の光学特性を与えるレンズ外面光学
部１４ａのコーニック係数：Ｋｂを、採用されるレンズ
度数（屈折力）に応じて予め設定された複数段階の中か
ら選択して、それらの値を満足するコンタクトレンズを
提供することが望ましい。

【００４０】また、上述の如くして決定された本実施形
態のコンタクトレンズ１０の光学部１８のレンズ内外面
１２，１４は、一般に、レンズ外面光学部１４ａのコー
ニック係数：Ｋｂが、レンズ内面光学部１２ａのコーニ
ック係数：Ｋａの０．４〜１．６倍の値となるように設
定される。

【００４１】更にまた、上述の如くして光学部１８のレ
ンズ内外面１２，１４の形状が決定されたコンタクトレ
ンズ１０は、最終的に、従来手法に従って、全体の外径
寸法（ＤＩＡ）やレンズ中心軸上の厚さ寸法（ＣＴ），
光学部１８のレンズ全体に対する領域比率などを、装用
者の眼や眼瞼の形状や寸法、要求されるレンズ度数の
他、採用されるコンタクトレンズの材質等を考慮して決
定することによって、具体的なものとして装用者に提供
されることとなる。そこにおいて、コンタクトレンズ１
０は、従来から公知のモールド法や削出法，スピンキャ
スト法などの製造方法によって、ソフトタイプ或いはハ
ードタイプの各種材料からなるコンタクトレンズとして
現実のものとされるが、そのようにして製造された製品
であるコンタクトレンズ１０は、必ずしも正確に設計値
を満足しているとは限らず、ある程度近似した形状を有
しているものであれば、目的とする光学特性を発揮し得
るかぎり、良好な視覚を装用者に提供し得るものである
ことが理解されるべきである。

【００４２】具体的には、現実に提供されるコンタクト
レンズ１０の光学部１８のレンズ内外面１２，１４は、
円錐面を表す以下の（式１）によって少なくとも近似的
に表すことの出来る、レンズ中心軸回りの回転面形状と
されることとなる。 Ｙ＝（Ｃ・Ｘ² ）／（１＋√（１−（１＋Ｋ）・Ｃ² ・Ｘ² ）） ・・・（式１） 但し、上記（式１）中、Ｃはレンズ内面光学部１２ａ又
はレンズ外面光学部１４ａの曲率半径の逆数であり、Ｙ
はレンズ光軸上の原点からの光軸方向の距離であり、Ｘ
はレンズ光軸上の原点から半径方向の距離であり、Ｋは
レンズ内面光学部１２ａのコーニック係数（Ｋａ）また
はレンズ外面光学部１４ａのコーニック係数（Ｋｂ）で
ある。

【００４３】さらに、上述の如き構造のコンタクトレン
ズ１０は、予想される装用者に対して速やかに対応して
適当なものを提供することが出来るように、予め組み合
わせシリーズとして提供されることが有効である。

【００４４】そこにおいて、レンズ内面光学部１２ａの
形状が一定と仮定すると、レンズ外面光学部１４ａの形
状は、装用状態下での安定位置における瞳孔中心線とレ
ンズ光軸のずれ角度の値に応じて最良な光学特性を与え
るコーニック係数：Ｋｂの値が異なることから、予め需
要が予想される複数段階に設定したずれ角度毎に最良の
光学特性を与えるレンズ外面光学部１４ａの形状を設定
したものを、予め需要が予想される複数段階に設定した
レンズ度数（屈折力）の数だけ取り揃えてシリーズとし
て組み合わせたコンタクトレンズの組み合わせシリーズ
として提供することが望ましい。

【００４５】また、レンズ外面光学部１４ａの形状は、
レンズ内面光学部１２ａの形状によっても、最良の光学
特性を与えるコーニック係数：Ｋｂの値が異なることか
ら、予め需要が予想される複数段階に設定したレンズ内
面光学部１２ａのコーニック係数：Ｋａ毎に、上述の如
きコンタクトレンズの組み合わせシリーズを、更にそれ
ぞれ取り揃えて提供することが、一層望ましいのであ
る。

【００４６】次に、本発明者が実際に製作して検討した
本発明に従う構造のコンタクトレンズの実施例のデータ
を示すが、上述の実施形態の記載と以下の実施例の記載
は、何れも、あくまで例示であって、本発明は上述の実
施形態や以下の実施例の欄における具体的な記載によっ
て、何等、限定的に解釈されるものでなく、当業者の知
識に基づいて、種々なる変更，修正，改良等を加えた態
様において実施可能であり、また、そのような実施形態
が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の
範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。

【００４７】

【実施例】先ず、ガス透過性のポリメチルメタクリレー
ト（ＰＭＭＡ）からなるハードタイプのコンタクトレン
ズについて、レンズ内面光学部１２ａを、コーニック係
数：Ｋａの値が−０．１２２５の円錐面からなる球状凹
面として、所定のレンズずれ量を生じた装用状態下で最
良の光学特性を発揮するレンズ外面光学部１４ａのコー
ニック係数を、光学シミュレーションで求めた。なお、
本実施例のシミュレーションは、レンズ内面光学部１２
ａにおける頂点上での曲率半径：ｒａの値を、ｒａ＝
６．０mmおよびｒａ＝９．０mmとしたそれぞれの場合に
ついて実施した。また、装用状態下でのレンズずれ量と
してのレンズ光軸と角膜中心線の交差角度：φの値につ
いても、φ＝０度，５度，１０度の場合を想定して、そ
れぞれについて最良の光学系を与えるレンズ外面光学部
１４ａのコーニック係数：Ｋｂの値を光学シミュレーシ
ョンによって求めた。

【００４８】なお、かかる光学シミュレーションに際し
ては、眼光学系としてグルストランドの模型眼を用い、
休調状態を想定して、その標準パラメータを採用した。
また、計算処理は、Focus Software Inc, 製のＺＥＭＡ
Ｘ Ｖｅｒ．９．０を用いてマイクロコンピュータで実
施した。

【００４９】また、比較のために、本実施例と同様なレ
ンズ内面光学部１２ａを与えた条件下で、且つ本実施例
と同様な模型眼への装用状態を想定した条件下におい
て、装用状態下でのレンズ光軸と瞳孔中心線のずれを考
慮せずに、レンズ光軸上で最良の光学特性を付与せしめ
るようにレンズ外面光学部１４ａのレンズ形状を設計し
た場合の該レンズ外面光学部１４ａのコーニック係数：
Ｋｂの値を、図４のグラフに、比較例１，２として併せ
示す。更に、比較のために、大気中でレンズ単体を想定
して、且つレンズ光軸上で最良の収差のない光学特性を
付与せしめるように、同様なレンズ内面光学部１２ａを
与えた条件下でレンズ外面光学部１４ａのレンズ形状を
設計した場合の該レンズ外面光学部１４ａのコーニック
係数：Ｋｂの値を、図４のグラフに、比較例３，４とし
て併せ示す。

【００５０】図４に示された実施例の結果からも、装用
状態下で最適な光学特性を発揮し得るコンタクトレンズ
が、本発明の設計条件を満足する領域：Ａと、より好ま
しい領域：Ｂにおいて、有利に提供され得ることから明
らかである。また、特に比較例３，４との相違から、レ
ンズ単体を想定したレンズ設計によっては、少なくとも
装用状態下において矯正力（パワー）が必要とされるコ
ンタクトレンズでは決して有効な光学特性が現実的に発
揮され得ないことも、明らかである。

【００５１】さらに、上述の如き設計方法に従って得ら
れたレンズ形状値に基づいて、実際に人間が装用した状
態下での見え方の鮮明性とレンズ位置が角膜上で変化し
た場合の見え方の安定性を評価するために、屈折力を−
１０ディオプタとしたものについて、安定位置でのレン
ズ光軸に対する瞳孔中心線のずれ角度が１０度の条件下
で最良の光学特性を設定したコンタクトレンズについ
て、かかるコンタクトレンズが角膜上で変位することに
より、レンズ光軸に対する瞳孔中心線のずれ角度が０度
となった場合と１０度となった場合のそれぞれについて
ＰＳＦを求め、それらの結果を、図５（ａ），（ｂ）に
示す。これらの図示された結果からも、本発明に従う構
造とされたコンタクトレンズにおいては、レンズ光軸に
対する瞳孔中心線のずれ角度が０度となった場合と１０
度となった場合の何れの状況下でも、見え方の質（鮮明
性）を表すＰＳＦの値が略同じで且つ十分に良好である
ことが認められる。

【００５２】一方、眼球光学系を考慮しないレンズ単体
において、光軸上で良好な光学特性が得られるように設
計された前記比較例３のコンタクトレンズであって、屈
折力を上記実施例と同じ−１０ディオプタとしたものに
ついて、上記実施例と同じ条件で装用状態下での光学シ
ミュレーションを行い、レンズ光軸に対する瞳孔中心線
のずれ角度が０度となった場合と１０度となった場合の
それぞれについてＰＳＦを求め、それらの結果を、図６
（ａ），（ｂ）に示す。これらの図示された結果から
も、レンズ光軸が瞳孔中心線から偏倚するとＰＳＦの値
が極端に低下することが明らかであり、このことからレ
ンズの角膜上での偏倚によって見え方が極めて不安定に
変化するであろうことが推定される。

【００５３】また、ここでは詳細説明を省略するが、こ
のような本発明に従って瞳孔中心線がレンズ光軸からず
れた安定状態下で要求される光学特性を発揮し得るよう
に設計したコンタクトレンズを実際に製造し、それを数
十人の被検者に装用させた臨床実験結果においても、上
述の実施例および比較例のシミュレーション結果を裏付
ける結果データが得られている。

【００５４】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、本発明
に従う構造とされたコンタクトレンズおよび本発明方法
に従って設計されたコンタクトレンズにおいては、特定
のレンズ度数の設定範囲内で、それぞれ特定の円錐面形
状を有する光学部のレンズ内面およびレンズ外面を採用
したのであり、それによって、装用状態下での重量の作
用や瞬目等の外力の作用に伴ってコンタクトレンズが角
膜上で瞳孔中心線に対してずれて位置したり変位した場
合でも、十分に鮮明な視覚を安定して提供することが可
能となるのである。

【００５５】また、本発明に従って構成されたコンタク
トレンズの組み合わせシリーズにおいては、上述の如き
本発明に従う構造とされたコンタクトレンズを、多くの
患者に対して個別に且つ速やかに対応して、容易に提供
することが可能となるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてコンタクトレンズの
全体概略構造を示す正面図である。

【図２】図１に示されたコンタクトレンズの縦断面図で
ある。

【図３】本発明に従う構造とされたコンタクトレンズの
設計に関する基本的な考え方を、従来の考え方と比較し
て説明するための説明図である。

【図４】本発明の実施例としてのコンタクトレンズのレ
ンズ外面の設計結果を、比較例と併せて示すグラフであ
る。

【図５】本発明の具体的な一実施例としてコンタクトレ
ンズについての光学特性の評価値であるＰＳＦの算出結
果を示す説明図である。

【図６】比較例としてのコンタクトレンズについての光
学特性の評価値であるＰＳＦの算出結果を示す、図５に
対応する説明図である。

【符号の説明】

１０ コンタクトレンズ １２ａ レンズ内面光学部 １４ａ レンズ外面光学部 １６ レンズ中心軸 １８ 光学部 ２２ 眼

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学部における屈折力が−１５．０〜＋
   １５．０ディオプタであるコンタクトレンズにおいて、 前記光学部の内面をコーニック係数が−０．０４〜−
   ０．４９である円錐面とすると共に、眼の光軸に対して
   該光学部の光軸がずれた装用状態下での安定位置におい
   て眼球光学系を考慮した上で要求される光学特性を与え
   るように、該光学部の外面をコーニック係数が−０．０
   ２〜−０．５０である円錐面としたことを特徴とするコ
   ンタクトレンズ。
2. 【請求項２】 前記光学部の内面をコーニック係数が−
   ０．０９〜−０．３６の円錐面とした請求項１に記載の
   コンタクトレンズ。
3. 【請求項３】 前記光学部の外面を該光学部の内面にお
   けるコーニック係数の０．４〜１．６倍のコーニック係
   数を有する円錐面とした請求項２に記載のコンタクトレ
   ンズ。
4. 【請求項４】 光学部における屈折力が−１５．０〜＋
   １５．０ディオプタであるコンタクトレンズにおいて、 前記光学部の内面をコーニック係数が−０．０４〜−
   ０．４９である円錐面とすると共に、眼の光軸に対して
   該光学部の光軸が５〜１０度ずれた装用状態下での安定
   位置において眼球光学系を考慮した上で要求される光学
   特性を与えるように、該光学部の外面をコーニック係数
   が−０．０４〜−０．２０である円錐面としたことを特
   徴とするコンタクトレンズ。
5. 【請求項５】 光学部における屈折力が−１５．０〜＋
   １５．０ディオプタであるコンタクトレンズであって、 前記光学部の内面および外面が、何れも、レンズの曲率
   半径の逆数をＣとし、レンズの原点からの光軸方向の距
   離をＹとし、レンズの原点から半径方向の距離をＸと
   し、コーニック係数をＫとして、下式： Ｙ＝（Ｃ・Ｘ² ）／（１＋√（１−（１＋Ｋ）・Ｃ² ・
   Ｘ² ）） で少なくとも近似的に表すことの出来る曲面とされてい
   ると共に、該光学部の外面を少なくとも近似的に表す上
   式中のコーニック係数：Ｋの値が、該光学部の内面を少
   なくとも近似的に表す上式中のコーニック係数：Ｋの値
   の０．４〜１．６倍とされていることを特徴とするコン
   タクトレンズ。
6. 【請求項６】 光学部における屈折力が−１５．０〜＋
   １５．０ディオプタであるコンタクトレンズを設計する
   に際して、 前記光学部の内面を、角膜表面形状を考慮してコーニッ
   ク係数が−０．０４〜−０．４９である円錐面として設
   定する工程と、 該光学部の外面を円錐面として、そのコーニック係数を
   −０．０２〜−０．５０の範囲内で異ならせて、眼の光
   軸に対して該光学部の光軸がずれた装用状態下での安定
   位置において眼球光学系を考慮して光学特性が最良とな
   るものを求める工程とを、含むことを特徴とするコンタ
   クトレンズの設計方法。
7. 【請求項７】 互いに異なる屈折力を有する複数のコン
   タクトレンズを取り揃えたコンタクトレンズのシリーズ
   であって、 請求項１乃至５の何れかに記載のコンタクトレンズを採
   用すると共に、装用状態下での安定位置における眼の光
   軸に対する前記光学部の光軸のずれ角度を複数異ならせ
   て設定して、それら複数の設定した各ずれ角度毎に、該
   ずれ角度に応じて互いに異なる外面の形状を与えて目的
   とする屈折力を付与せしめて取り揃えたコンタクトレン
   ズを、シリーズとして組み合わせたことを特徴とするコ
   ンタクトレンズの組み合わせシリーズ。
8. 【請求項８】 前記複数の設定したずれ角度に応じて互
   いに異なる外面の形状を与えることにより目的とする屈
   折力を付与せしめて取り揃えたコンタクトレンズを、更
   に前記光学部の内面形状を複数異ならせて設定し、それ
   ら複数の設定した各内面形状毎に取り揃えた請求項７に
   記載のコンタクトレンズの組み合わせシリーズ。