JP2004519707A - 高次の収差補正用の眼用レンズおよび当該レンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は２個以上の光学的屈折力または焦点距離の各種の領域を有する多焦点型の眼用レンズを提供する。これらのレンズは２種類以上の視野における高次の光学的収差を補正する。

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は多焦点眼型レンズに関する。特に、本発明は２個以上の光学的屈折力、または焦点の領域を有するレンズを提供する。これらのレンズは２個以上の視野における高次の光学的収差を補正する。
【０００２】
発明の背景
一定の個人が年齢を重ねると共に、その観察者の比較的に近くの物体に焦点を合わせることにおいて、目を適応させたり、自然のレンズを屈曲することができなくなる。このような状況は老視または老眼として知られている。同様に、自然のレンズを除去してその置換体として眼内レンズを挿入している人々にとって、この適応能力はない。
【０００３】
上記のような目の適応性の欠失を補正するための方法において、２個以上の光学的屈折力を有するレンズが存在している。特に、遠視野、近視野、および中間視野の各領域の屈折力が備えられている眼鏡レンズ、コンタクト・レンズおよび眼内レンズがこれまでに開発されている。これらのレンズは焦点ぼけおよび乱視のような低次の光学的収差の補正のみを行ない、高次の収差を補正されない状態のままであるという点で不都合である。それゆえ、高次の光学的収差を補正することのできる多焦点型のレンズが要望されている。
【０００４】
本発明および好ましい実施形態の詳細な説明
本発明は一定の多焦点型レンズ、および当該レンズを製造するための方法を提供し、これらのレンズはそのレンズの装着者の目における複数の光学的収差を補正する。これらの収差は、一般に、波面の任意の場所における球状波面からの何らかのずれである。このような収差についてのこれまでの記述には、球面収差、乱視、コマ収差、およびゆがみ収差がある。あるいは、これらの収差は、例えば、ゼルニケ（Ｚｅｒｎｉｋｅ）多項式により数学的に記述することができる。本発明のレンズは２方向以上の視野における収差を補正する。
【０００５】
一例の実施形態において、本発明は（ａ）レンズ装着者の基本的屈折力の処方を測定する工程、（ｂ）少なくとも第１の距離および第２の距離における視覚的な標的物を備えることによりレンズ装着者の各波面収差を測定する工程、（ｃ）これら収差の測定値を一定の高度差に変換する工程、および（ｄ）上記の基本的屈折力の処方および変換された差を用いてレンズ装着者に対応する一定の眼用レンズを提供する工程を含む、あるいは、これらの工程により実質的に構成されている、あるいはこれらの工程のみにより構成されている一定のレンズ装着者に対応する一定のレンズを製造するための方法を提供する。上記の「レンズ（ｌｅｎｓ）」は一定の眼鏡用レンズ、コンタクト・レンズ、眼内レンズ、角膜移植レンズ、上のせレンズ等、あるいはこれらの組み合わせを意味する。好ましくは、本発明のレンズは眼鏡用レンズまたはコンタクト・レンズである。
【０００６】
本発明の上記第１の工程において、レンズ装着者の基本的屈折力の処方が任意の従来的な方法、あるいは、眼球波面レンズ分析により測定される。上記の「基本的屈折力の処方（ｂａｓｉｃ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）」はレンズ装着者の視力を補正するために必要な遠視野の視力、近視野の視力、中間視野の視力、円柱屈折力および角柱屈折力における１種類以上を意味する。
【０００７】
上記のようにレンズ装着者の波面収差が測定される。この「波面収差（ｗａｖｅｆｒｏｎｔ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓ）」は眼球において生じる波面と網膜において収束する波面との間の差を意味する。本発明の方法において、この波面の測定は少なくとも２個の異なる距離、すなわち、第１の距離および第２の距離にレンズ装着者の視覚的な標的物を備えることにより行なわれる。例えば、１個の標的物をレンズ装着者の遠視野の領域に備えることができ、この領域において見る物体は目から約１５フィート（４．６ｍ）以上である。また、第２の標的物は近視野の領域に備えることができ、この領域において見る物体は目から約３０ｃｍ乃至約５０ｃｍである。好ましくは、さらに１個の標的物がレンズ装着者の中間視野の領域に備えられており、この領域において見る物体はそのレンズ装着者の目から約５０ｃｍ乃至約８０ｃｍである。
【０００８】
上記の収差測定を行なうための装置はアベロスコープ（収差鏡）、点拡散または線拡散により眼球変調伝達関数を測定する各種の装置、または眼球の光学的波面を測定、推定、補間または計算する任意の類似の装置を含むがこれらに限らない。なお、遠視野域の標的物を測定できるアベロスコープがニューメキシコ州アルバカーキのウエイブフロント・サイエンスィズ社（Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｉｎｃ．）から入手可能である。また、このような装置、ならびに、近視野域および中間視野域の距離における各標的物を測定するために収差測定において利用可能な別の装置を利用する方法については当業界において十分に知られている。
【０００９】
測定値を得ると、これらの収差測定値は一定の高度差に数学的に変換されて、光学経路差（ｏｐｔｉｃａｌ ｐａｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）として知られている、一定の設定された平均球面値に対して上下する一定の高さのマップが形成できる。次に、各収差に対する補正が一定の光学経路差の導入により、あるいは、各眼球収差によるゆがみを相殺する収差逆転フィルターにより行なわれる。
【００１０】
その後、上記の変換された差は、上記の基本的屈折力の処方、さらに随意的に角膜の地形図的データと共に、上記装着者に対応する一定のレンズを供給するための用いられる。これらのデータは一定のレンズ表面またはレンズ金型が一定の計算機数値制御（「ＣＮＣ」）型旋盤、一定のポリマー・ボタン材の直接的な機械加工、研削、レーザ切断、射出成形したインサート材等、あるいは、これらの組み合わせにより工作可能な一定の機構に対応する一定の直線状、極点集中型、または螺旋状の格子パターンに変換できる。上記各収差の補正を達成するために必要とされるレンズ表面の高さまたは傾斜における各種の変化がそのレンズの前面部、後面部、あるいは、これらの組み合わせに組み込むことができる。
【００１１】
一例の実施形態において、上記レンズは一定の眼鏡レンズであり、その一つの表面において遠視野および近視野の領域が存在しており、この遠視野領域はその遠視野の領域に対応する高次の収差の補正を含む補正を行なうように製造されている。好ましくは、この高次の収差の補正は遠視野域においてその装着者により最も一般的に使用される遠視野の領域の部分に配置されている。同様に、近視野領域はその収差を含むレンズ装着者の近視野域に対応する補正を行なうことができる。図１において、眼鏡レンズ１０が示されており、このレンズにおいて、遠視野、中間視野、および近視野の各領域１１，１２および１３がそれぞれ存在している。また、別の実施形態が図２において示されている。この図２のレンズ２０は中央、上部、および下部の各領域２１，２２および２３をそれぞれ伴う単一視野のレンズであり、これらの領域は装着者の種々の方向の視野に対応している。加えて、複数の領域２４がレンズの周縁部に備えられており、これらの領域は装着者の周縁の視野における各収差を調整する。
【００１２】
上記眼鏡レンズの実施形態のいずれにおいても、収差の補正はそのレンズの一方または両方の表面に適用できる。これらの眼鏡レンズはレンズ素材の研削、注型、成形、あるいはこれらの組み合わせを含むがこれらに限らない任意の既知の方法により形成可能である。好ましい実施形態において、上記の基本的屈折力の処方の一部または全部を含む一定の光学的な予備成形体が用いられ、１個以上の表面がこの光学的予備成形体の上に注型成形されて、収差の補正が行なわれ、さらに、随意的に、付加的な基本的屈折力の処方における屈折力が賦与される。
【００１３】
別の実施形態において、上記レンズは一定のコンタクト・レンズとすることができる。好ましくは、このレンズの後面部または凹状の面部はそのレンズ装着者の基本的屈折力の処方を含む一定の多焦点型の表面である。一方、このレンズの前面部または凸状の面部はそのレンズ装着者の高次の収差を補正する一定の光学的領域を含む。適当な多焦点型の各種の表面が、それぞれの内容の全体が本明細書に参考文献として含まれる米国特許第５，９２９，９６９号、同第５，８３５，１９２号、同第５，６８２，２２３号、同第５，４８５，２２８号および同第５，４４８，３１２号において開示されている。また、別の実施形態において、上記の基本的屈折力の処方および収差の補正のいずれかまたは両方を前面部および後面部に分けることができる。好ましい実施形態において、後面部はその装着者の角膜の地形図的形状に一致している。
【００１４】
上記レンズ装着者の角膜の一定の逆転した地形図的な高さマップを含む各種のレンズにおいて、その角膜の地形図的形状は一定の角膜トポグラファーの使用を含むがこれに限らない任意の既知の方法により決定できる。ソフト・コンタクト・レンズの製造において、上記の高さのデータが非柔軟的な状態における一定のレンズ・モデルに適用される。次に、このデータはレンズを目に置いた場合のそのソフト・レンズの屈曲または拘束を考慮に入れて変換される。この結果、上記角膜の高さおよび拘束の両方の作用がその角膜の地形図的形状のデータを使用することにより計上される。その後、上記屈曲の変換データがそのレンズまたは金型の工作表面を作成するために一定のＣＮＣ格子パターン上にマッピング可能になる。
【００１５】
図３ａおよび図３ｂは本発明の一定のコンタクト・レンズを示している図である。このレンズは所望の遠視野域の光学的屈折力を有する一定の中央の光学領域３２を伴う凸状の表面部分３１を有している。この「遠視野域の光学的屈折力（ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ）」は装着者の遠視野域における視力の鋭さを所望の程度に補正するために必要とされる屈折力の量を意味する。一方、凹状の表面部分３８は５個の同心状の環状リング３３，３４，３５，３６および３７をそれぞれ有しており、この光学的領域においては、近視野域の光学的屈折力および遠視野域の光学的屈折力が交互になっている。この「近視野域の光学的屈折力（ｎｅａｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ）」は装着者の近視野域における視力の鋭さを所望の程度に補正するために必要とされる屈折力の量を意味する。このような収差逆転フィルターはこのレンズにおける前面部、後面部、または両方の表面部分に適用できる。さらに、中間視野域の光学的屈折力の１個以上のリングも備えることができる。また、この収差逆転フィルターは種々の遠視野および近視野の領域における１個以上に対して調整して特定的に適用できる。
【００１６】
図３ａおよび図３ｂの任意数の変形が可能である。すなわち、上記中央の光学領域はその内部に遠視野域または近視野域の光学的屈折力のいずれも有することができ、さらに、凹状または凸状の表面部分のいずれでもよいが、好ましくは凸状の表面部分である。また、上記環状リングの数は好ましくは２個、さらに好ましくは約４個乃至７個であり、凸状または凹状のレンズ表面上のいずれでもよいが、好ましくは凹状の表面上に存在している。
【００１７】
一対のコンタクト・レンズが提供可能であり、１個のレンズは一定の支配的な目に装着され、他の１個は非支配的な目に装着される。この「支配的な目（ｄｏｍｉｎａｎｔ ｅｙｅ）」は遠視野域の視力のために主に使われる目を意味する。この支配的な目に装着されるレンズは所望の遠視野域の光学的屈折力を有する一定の中央の光学領域を伴う凸状の表面部分を有している。一方、凹状の表面部分はその光学領域内に少なくとも２個の同心状の環状領域を有している。これら少なくとも２個の環状領域のそれぞれにおける屈折力は上記遠視野域の光学的屈折力と実質的に等しい。さらに、上記の凸状および凹状の表面部分のいずれかまたは両方が遠視野域の光学的屈折力、近視野域の光学的屈折力、またはこれらの組み合わせを有する付加的な環状領域を有することができる。このような実施形態においては、好ましくは、上記凸状の表面部分は上記中央の光学領域のみを有していて環状領域は有していないが、この実施形態における凹状の表面部分は遠視野域および近視野域の光学的屈折力のいずれかまたは両方の少なくとも２個の環状領域を有している。さらに好ましくは、上記凸状の表面部分は遠視野域の光学的屈折力を有する一定の中央の光学領域のみを有していて、上記凹状の表面部分は遠視野域の光学的屈折力の少なくとも２個の領域および近視野域の光学的屈折力の１個以上の環状領域を有している。
【００１８】
上記の非支配的な目により装着されたレンズは所望の近視野域の光学的屈折力を伴う一定の中央の光学領域を有する凸状の表面部分を有している。一方、凹状の表面部分はその光学領域において少なくとも２個の同心状の環状領域を有している。これら少なくとも２個の環状領域のそれぞれの屈折力は上記近視野域の光学的屈折力の大きさに実質的に等しい。これらの凸状および凹状の表面部分のいずれかまたは両方は遠視野域の光学的屈折力、近視野域の光学的屈折力、またはこれらの組み合わせを伴うさらに付加的な各種の環状領域を有することができる。好ましくは、上記凸状の表面部分は中央の光学領域のみを有していて環状領域を有していないが、この実施形態における凹状の表面部分は遠視野域および近視野域の光学的屈折力のいずれかまたは両方の少なくとも２個の環状領域を有している。さらに、好ましくは、上記凸状の表面部分は近視野域の光学的屈折力を有する一定の中央の光学領域のみを有しており、凹状の表面部分は近視野域の光学的屈折力の少なくとも２個の領域および遠視野域の光学的屈折力の１個以上の環状領域を有している。
【００１９】
本発明のコンタクト・レンズの場合に、遠視野域および近視野域の両方の光学的屈折力が使用されている実施形態において、その遠視野域の各環状領域は好ましくは近視野域の各環状領域と交互になっている。加えて、円柱屈折力をこれらの遠視野域および近視野域の光学的屈折力のいずれかまたは両方と組み合わせることができる。さらに、１個以上の中間視野域の屈折力の環状領域、または近視野域の屈折力と遠視野域の屈折力との間の屈折力を本発明のレンズの対におけるいずれかのレンズに備えることも可能である。
【００２０】
近視野域および遠視野域の両方の屈折力の環状領域が上記の支配的な目に対応するコンタクト・レンズにおいて用いられている場合に、これらの遠視野域および近視野域のそれぞれの屈折力に割当てられたレンズの各光学領域の面積の比率は比較的に多くの面積が遠視野域の屈折力に割当てられる必要がある。一方、非支配的な目のレンズの場合には、比較的に多くのレンズの面積が近視野域の屈折力に割当てられる。なお、これらの支配的および非支配的な目の各レンズに対応する、一定のパーセント値の基準における、好ましい各面積値が米国特許第５，８３５，１９２号、同第５，４８５，２２８号および同第５，４４８，３１２号において開示されている。
【００２１】
本発明において有用なコンタクト・レンズはハードまたはソフトのレンズのいずれにすることもできる。このようなレンズを製造するために適している任意の材料により作成されているソフト・コンタクト・レンズを用いることが好ましい。本発明のレンズは、例えば、円柱屈折力等のような、収差の補正および遠視野域および近視野域の屈折力に加えて、それぞれの表面上に組み込まれる種々の補正に関する光学的特徴の任意のものを有することができる。
【００２２】
本発明のコンタクト・レンズは任意の従来的な方法により形成できる。例えば、その内部において形成される各種の環状領域が交互の半径によるダイアモンド旋削により製造できる。すなわち、これらの領域は本発明のレンズを形成するために使用する各金型内にダイアモンド旋削により形成することができる。次に、一定の適当な液体樹脂をこれらの金型の間に入れた後に、この樹脂を圧縮および硬化して本発明の各レンズを形成する。あるいは、これらの領域を各種のレンズ・ボタン材にダイアモンド旋削することもできる。
【００２３】
また、眼内レンズの場合には、その角膜の地形図的形状のデータをレンズの前面部、後面部の両方の波面、あるいはこれらの組み合わせと組み合わせることができる。さらに、多焦点型の部分をその前面部または後面部に収差補正と共に配置することができる。眼内レンズを製造するための既知の各種の方法がこのようなレンズを製造するために使用できる。
【００２４】
本発明のレンズの全てにおいて、上記の遠視野域、中間視野域および近視野域の各屈折力は球面屈折力または非球面屈折力のいずれにすることも可能である。加えて、これらの遠視野域および近視野域の光学的屈折力の領域は任意の所望とされる実用可能な寸法にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明のレンズの実施形態の上面図である。
【図２】
本発明のレンズの実施形態の上面図である。
【図３ａ】
本発明のレンズの実施形態における凸状の表面の上面図である。
【図３ｂ】
本発明のレンズの実施形態における凹状の表面の上面図である。
【符号の説明】
１０ レンズ
１１ 遠視野領域
１２ 中間領域
１３ 近視野領域

Claims (29)

1. 一定のレンズ装着者に対応する一定のレンズを製造する方法において、（ａ）レンズ装着者の基本的屈折力の処方を測定する工程、（ｂ）少なくとも第１の距離および第２の距離における視覚的な標的物を備えることによりレンズ装着者の各波面収差を測定する工程、（ｃ）これらの収差の測定値を一定の高度差に変換する工程、および（ｄ）上記の基本的屈折力の処方および変換された差を用いてレンズ装着者に対応する一定の眼用レンズを提供する工程を含む方法。
2. 前記レンズが一定のコンタクト・レンズである請求項１に記載の方法。
3. 前記レンズが一定の眼鏡レンズである請求項１に記載の方法。
4. 前記第１の距離が目から約１５フィート（４．６ｍ）以上の一定の距離を含み、前記第２の距離が目から約３０ｃｍ乃至約５０ｃｍの一定の距離を含む請求項１に記載の方法。
5. 前記工程（ｂ）がさらに装着者の目から約５０ｃｍ乃至約８０ｃｍである一定の距離に一定の視覚的な標的物を備えることによりそのレンズ装着者の波面収差を測定する処理を含む請求項４に記載の方法。
6. 前記工程（ｄ）がさらに各種の波面収差の補正を達成するためにレンズの前面部、後面部、またはこれらの組み合わせの高さにおける変化を含む処理を含む請求項１に記載の方法。
7. 前記レンズが一定の眼鏡レンズであり、前記工程（ｄ）が遠視野域および近視野域の各領域を含む１個の表面部分を伴うレンズを提供することにより行なわれ、この場合の遠視野域の領域が遠視野に対応する波面収差の補正を行なうために製造される請求項６に記載の方法。
8. 前記波面収差の補正が遠視野に対応して装着者により最も一般的に使用される遠視野域の領域の一部分に配置される請求項７に記載の方法。
9. さらに、近視野の領域に対応する波面収差の補正を行なう処理を含む請求項７または請求項８に記載の方法。
10. 前記工程（ｄ）がさらに前記レンズの周縁部分に複数の領域を備える処理を含み、これら複数の領域が装着者の周縁部分の視野に対応する波面収差の調整を行なう請求項９に記載の方法。
11. 前記レンズが一定のコンタクト・レンズであり、前記工程（ｄ）がさらに前記レンズにそのレンズ装着者の基本的屈折力の処方を含む一定の多焦点型の表面部分である第１の表面部分および各種の波面収差に対応する補正を行なう一定の光学領域を含む第２の表面部分を備える処理を含む請求項６に記載の方法。
12. 前記第１の表面部分が凹状の表面部分である請求項１１に記載の方法。
13. 前記工程（ｄ）がさらに前記凹状の表面部分を前記装着者の角膜の地形図的形状に一致させる処理を含む請求項１１に記載の方法。
14. 前記レンズが一定のコンタクト・レンズであり、前記工程（ｄ）がさらに前記基本的屈折率の処方、前記波面収差の補正、あるいは、これらの両方を前記第１の表面部分および第２の表面部分に分配する処理を含む請求項６に記載の方法。
15. 前記分配処理が前記基本的屈折率の処方の分配処理である請求項１４に記載の方法。
16. 前記分配処理が前記波面収差の補正の分配処理である請求項１４に記載の方法。
17. 前記分配処理が前記基本的屈折力の処方および波面収差の補正の両方の分配処理である請求項１４に記載の方法。
18. 一定の前面部、後面部、またはこれらの組み合わせを含む多焦点型レンズにおいて、各種の波面収差の補正を達成するためにそのレンズ表面の高さにおける各種の変化が組み込まれているレンズ。
19. 前記レンズが遠視野域および近視野域の各領域を含む第１の表面部分を有する一定の眼鏡レンズであり、この場合の遠視野域の領域が遠視野に対応する波面収差の補正を行なうために製造されている請求項１８に記載のレンズ。
20. 前記波面収差の補正が遠視野に対応する装着者の目により最も一般的に使用される遠視野域の領域の一部分に配置されている請求項１９に記載のレンズ。
21. 前記近視野域の領域が波面収差の補正を含む請求項１９または請求項２０に記載のレンズ。
22. 前記レンズ表面部分の少なくとも１個がさらにそのレンズ周縁部分において複数の領域を含み、これら複数の領域がその装着者の周縁部分の視野に対応する波面収差の調整を行なう請求項２１に記載のレンズ。
23. 前記レンズがそのレンズ装着者の基本的屈折率の処方を含む一定の多焦点型の表面部分である第１の表面部分および各種の波面収差に対応する補正を含む一定の光学領域を有する第２の表面部分を含む一定のコンタクト・レンズである請求項１８に記載のレンズ。
24. 前記第１の表面部分が凹状の表面部分である請求項２３に記載のレンズ。
25. 前記凹状の表面部分がレンズ装着者の角膜の地形図的形状に実質的に一致している請求項２４に記載のレンズ。
26. 前記レンズが一定のコンタクト・レンズであり、この場合の前記基本的屈折力の処方、波面収差の補正、またはこれらの両方が前記第１の表面部分および第２の表面部分の間に分配されている請求項１８に記載のレンズ。
27. 前記分配が前記基本的屈折力の処方の分配である請求項２６に記載のレンズ。
28. 前記分配が前記波面収差の補正の分配である請求項２６に記載のレンズ。
29. 前記分配が前記基本的屈折力の処方および波面収差の補正の両方の分配である請求項２６に記載の方法。