JP2005534966A - トーリック多焦点コンタクトレンズ - Google Patents

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Abstract

本発明は、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を有するトーリック多焦点コンタクトレンズを提供する。本発明のトーリック多焦点コンタクトレンズは、中心軸と、第一の中央オプチカルゾーンを有する前面と、第二の中央オプチカルゾーンを有する反対側の後面と、を有する。第一の中央オプチカルゾーンと第二の中央オプチカルゾーンとが組み合わさって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を提供する。

Description

本発明はコンタクトレンズに関する。特に、本発明は、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学面（又は度数）及び老眼を補正するための多焦点度数を有するトーリック多焦点コンタクトレンズに関する。
コンタクトレンズは、多くの異なるタイプの視覚障害を矯正するために広く使用されている。視覚障害としては、近視及び遠視、乱視性視覚異常ならびに通常は加齢に伴う近範囲視覚の障害（老眼）がある。
老眼は、歳をとるにつれ、眼球の水晶体が結晶化し、その弾性を失い始めて、最終的には近距離、たとえは普通にものを読むときの距離及び場合によっては中間距離に合焦する能力を眼が失うときに起こると考えられている。老眼の人（老視者）は、細かな作業を行う際に困難を訴える。老眼を補正するためには、遠見矯正よりもプラスの度数が強い又はマイナスの度数が弱い眼科レンズが必要である。一部の老視者は、近見視力及び遠見視力の両方の障害を有し、視力を正しく矯正するためには、単一視レンズではなく二重焦点又は多焦点レンズを要する。
老視者の多くは乱視性視覚異常をもかかえている。乱視は、眼における光学度数経線依存性屈折異常である。これは普通、一以上の屈折面、もっとも一般的には前部角膜がトロイダル形状を有することによる。また、一以上の面が横方向に変位又は傾斜していることによることもある。乱視は通常、正乱視であり、それは、主（最大及び最小度数）経線が互いに対して垂直であることを意味する。乱視の人はすべての距離で不鮮明な視覚を有するが、これは、乱視のタイプに依存して、遠見又は近見で悪化するおそれがある。これらの人々は、厳しい視覚的作業に伴って眼の痛み及び頭痛を訴えることもある。乱視は、通常は一つの球面及び一つのトロイダル（円柱）面を有する乱視用眼科レンズによって矯正することができる。
しかし、現在のコンタクトレンズは、乱視及び老視の両方を矯正することはできない。したがって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学面（又は度数）及び老眼を補正するための多焦点度数を有するコンタクトレンズが要望されている。
本発明の目的は、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学面（又は度数）及び老眼を補正するための多焦点度数を有するコンタクトレンズを提供することである。
本発明のもう一つの目的は、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学面（又は度数）及び老眼を補正するための多焦点度数を有するコンタクトレンズを製造する方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、一連の異なる円柱度数矯正及び老眼を補正するための多焦点度数を有するコンタクトレンズの群を提供することである。
発明の概要
前記を達成するにあたり、本発明の一つの態様にしたがって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を有するトーリック多焦点コンタクトレンズが提供される。本発明のトーリック多焦点コンタクトレンズは、中心軸と、第一の中央オプチカルゾーンを有する前面と、第二の中央オプチカルゾーンを有する反対側の後面と、を有する。第一の中央オプチカルゾーンと第二の中央オプチカルゾーンとが組み合わさって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を提供する。
本発明は、もう一つの態様で、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学面度数及び老眼を補正するための多焦点度数を有するトーリック多焦点コンタクトレンズを製造する方法を提供する。この方法は、製造手段により、コンタクトレンズを、第一の中央オプチカルゾーンを有する凸面と、第二の中央オプチカルゾーンを有する凹面とを有するように成形する工程を含み、第一の中央オプチカルゾーンと第二の中央オプチカルゾーンとが組み合わさって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を提供する。
本発明は、さらなる態様で、一連の異なる円柱度数矯正を有するコンタクトレンズを含むコンタクトレンズの群であって、各コンタクトレンズが、中心軸と、第一の中央オプチカルゾーンを有する前面と、第二の中央オプチカルゾーンを有する反対側の後面と、を連続して有し、第一の中央オプチカルゾーンと第二の中央オプチカルゾーンとが組み合わさって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を提供するものであるコンタクトレンズの群を提供する。
本発明のこれらの態様及び他の態様は、好ましい実施態様の以下の記載を以下の図面と併せて理解することによって明らかになる。当業者には自明であるように、開示の新規な概念の本質及び範囲を逸することなく、本発明の多くの変形及び改変を実現することができる。
好ましい実施態様の詳細な説明
以下、本発明の実施態様を詳細に参照する。当業者には、発明の範囲又は本質を逸することなく多様な改変及び変形を本発明に加えうることが明かであろう。たとえば、一つの実施態様の一部として例示又は記載される特徴を別の実施態様で用いてさらなる実施態様を生み出すことができる。したがって、本発明は、付け加えられる請求の範囲及びその均等物の範囲に入るような改変及び変形を包含することを意図する。本発明の他の目的、特徴及び態様は、以下の詳細な説明に開示されるか、それから自明に理解される。本記載は、典型的な実施態様の記述にすぎず、本発明の広義な態様を限定するものとして解釈されないということが当業者には理解されよう。
断りない限り、本明細書で使用されるすべての技術的かつ科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。一般に、本明細書で使用される術語及び実験手順は当該技術で周知であり、一般に使用されている。これらの手順には、当該技術及び種々の一般的参考文献で提供されているような従来方法が使用される。ある語が単数形で記載されている場合、発明者は、その語の複数形をも考慮している。本明細書で使用される術語及び以下に記載する実験手順は当該技術で周知であり、一般に使用されている。
一つの実施態様で、本発明は、トーリック多焦点コンタクトレンズを提供する。本発明のトーリック多焦点コンタクトレンズは、中心軸と、第一の中央オプチカルゾーンを有する前面と、第二の中央オプチカルゾーンを有する反対側の後面と、を有する。第一及び第二のオプチカルゾーンの一方はトロイダル面又は双円錐面であり、他方のオプチカルゾーンは、約１．０mm〜約３．００mmの直径を有する中央円形区域を含み、環状領域がその中央円形区域を包囲している。中央円形区域及び環状領域は中心軸とで同心である。第一及び第二の中央オプチカルゾーンが組み合わさって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を提供する。
トロイダル面は、Ｙ−Ｚ面で曲線を画定し（Ｚ軸がその曲線の頂点を法線方向に通過する）、次いで距離ｒだけ離れてＹ軸に対して平行な軸を中心にその曲線を回転させることによって形成される。距離ｒの値は、装用者の乱視を矯正するために望まれる、コンタクトレンズの円柱光学度数に基づいて選択される。曲線は方程式（１）によって画定することができる。
Figure 2005534966
ここで、ｃは曲率（半径の逆数）であり、ｋは円錐定数であり、α1〜α7は係数である。ｒの距離の値は、眼の乱視性異常を矯正するために望まれる円柱光学度数をコンタクトレンズに付与するように選択することができる。
双円錐面は、方程式（２）
Figure 2005534966
（ここで、ｃx及びｃyはｘ及びｙ経線における曲率であり、ｋx及びｋyは円錐定数である）
によって画定され、Ｚ軸がこの面の頂点を通過する。
中央円形区域を包囲する環状領域は、内周縁から外周縁まで実質的に一定の度数（ベース度数）を提供する、遠見視力矯正のための面を有する。この面は、球面であることもできるし、非球面であることもできる。
中央円形区域は、近見視力矯正及び場合によって中間視力矯正のための累進度数付加ゾーンである。これは中心軸とで実質的に同心である。累進度数付加ゾーンは、好ましくは約１．０〜３．０、より好ましくは約１．８mm〜２．３mmの直径を有する。
累進度数付加ゾーンは、中央円形区域の中心から環状領域の内周縁まで累進的に低下する度数を提供する面を有する。中央円形区域の度数付加プロフィールは、複数の（少なくとも二つの）一次方程式（３）によって画定することができる。
Figure 2005534966
ここで、ｐ（ｘ）は、中心から距離ｘのところでの付加度数であり、ｂiは、直線の切片である係数であり、ｋiは、中心からの距離の関数としての付加度数の変化率である。ｂ1は、付加最大度数とみなすことができ、約３〜１０の値、好ましくは約５の値を有することができる。各関数は、累進度数付加ゾーン内の指定範囲、たとえばｘi-1〜ｘiで付加度数を画定する。好ましい実施態様では、付加度数プロフィールは二以上の一次関数によって画定される。
あるいはまた、累進度数付加ゾーンは、方程式（４）又は方程式（５）によって画定される度数付加プロフィールを提供する面を有することができる。
Figure 2005534966
ここで、ｐ（ｘ）は、中心から距離ｘのところでの付加度数であり、Ａは、最大付加度数であり、Ｄは、累進度数付加ゾーンの直径であり、ｎは、１よりも大かつ１０以下である整数又は非整数であることができる任意の数である。好ましくは、ｎは、３以上かつ５以下である。
累進度数付加ゾーンの面は、曲線を中心軸を中心に回転させることによって形成することができる。このような曲線は、当業者によって知られる適当な方法によって得ることができる。たとえば、まず、方程式（３）〜（５）のいずれか一つにしたがってＸ軸に沿って一連の別個の度数点を計算する。次に、スプラインベースの関数を使用して、一連の計算された度数点それぞれを通過し、中心軸（回転軸）に対して垂直であり、環状領域の曲線に正接する曲線を記述する。好ましい実施態様では、一連の度数点はＸ軸に沿って均等に分布している。もう一つの好ましい実施態様では、一連の度数点の数は１０〜３０である。
好ましくは、前面の第一の中央オプチカルゾーンがトロイダル面又は双円錐面であり、後面が累進度数付加ゾーンを含む。
トロイダル又は双円錐面である中央オプチカルゾーンは、従来のトーリックレンズの形状を有することができる。好ましくは円形である。より好ましくは、中心軸とで実質的に同心である。
好ましい実施態様では、前面の第一の中央オプチカルゾーン及び後面の第二の中央オプチカルゾーンがいずれも中心軸とで実質的に同心である。
本発明のトーリック多焦点コンタクトレンズは、眼の上で所定の向きを提供する一以上の配向構造をさらに含むことができる。典型的な配向構造としては、二つの薄いゾーン、輪郭ダブルスラブオフ、プリズムバラストキャリヤなどがあるが、これらに限定はされない。
図１は、本発明の好ましい実施態様のトーリック多焦点コンタクトレンズを示す。トーリック多焦点コンタクトレンズ１００は、直径が約１４．５mmである。トーリック多焦点コンタクトレンズ１００は、凹面（又は後面）１１０及び反対側の凸面（又は前面）１２０ならびに凸面（前面）の頂点を通過する中心軸を有する。
凸面１２０は、円形であり、中心軸とで実質的に同心である第一の中央オプチカルゾーン１２２と、第一の非オプチカル周辺ゾーン１２８とを含む。
第一の非オプチカル周辺ゾーン１２８は、二つのスラブオフゾーン、すなわち上スラブオフゾーン１３１及び下スラブオフゾーン１３２を有する。このダブルスラブオフ構造は、眼の上でレンズの向きを維持するのに役立つことができる。他の設計のダブルスラブオフ構造又は当業者に公知の配向構造を本発明に使用することができることが理解されよう。
中央オプチカルゾーン１２２はトロイダル面であり、直径が約８mmである。トロイダル面は、Ｙ−Ｚ面で曲線を画定し（Ｚ軸は、レンズの中心軸と一致するか、それに対して平行である）、次いで距離ｒだけ離れてＹ軸に対して平行な軸を中心にその曲線を回転させることによって形成される（ｒの値は、眼の乱視性異常を矯正するために望まれる円柱光学度数をコンタクトレンズに付与するように選択される）。曲線は、球面関数、たとえば方程式（１）によって画定される（式中、α1〜α7及びｋはゼロである）。
凹面１１０は、第二の中央オプチカルゾーン１１２及び第二の中央オプチカルゾーン１１２を包囲する第二の非オプチカル周辺ゾーン１１８を有する。第二の中央オプチカルゾーン１１２は円形であり、直径が約８mmであり、円形中央区域１１４及び円形中央区域１１４を包囲する環状領域１１６を含む。円形中央区域１１４及び環状領域１１６は中心軸とで同心である。
円形中央区域１１４は、中心軸とで同心の累進度数付加ゾーン１１４である。累進度数付加ゾーン１１４の直径は約１．９８mmである。累進度数付加ゾーン１１４は、中心から累進度数付加ゾーン１１４の縁まで累進的に低下する度数を有する。
環状領域１１６は球面を有する。環状領域は非球面であってもよいことが理解されよう。
コンタクトレンズの光学度数が、とりわけ、レンズ材料の屈折率及びレンズの前面の曲率と後面の曲率との代数差の関数であることは当業者に周知である。第一の中央オプチカルゾーン１２２と第二の中央オプチカルゾーン１１２とが組み合わさって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を提供する。
第二の実施態様で、本発明は、中心軸と、第一の中央オプチカルゾーンを有する前面と、第二の中央オプチカルゾーンを有する反対側の後面と、を有し、第一の中央オプチカルゾーン及び第二の中央オプチカルゾーンの少なくとも一方が、中央円形区域及び中央円形区域を包囲する環状領域を有し、中央円形区域が、約１．０〜約３．０mmの直径を有し、近見視力矯正及び場合によっては中間視力矯正のための累進度数付加ゾーンであり、環状領域が遠見視力矯正のための光学度数を有し、中央円形区域及び環状領域が、中心軸とで同心であり、乱視性視覚異常を矯正するための一つの実質的に同一の円柱光学度数を提供するコンタクトレンズを提供する。
この実施態様では、トーリック及び多焦点の両光学構造は、前面又は後面のいずれかにある。好ましくは、トーリック及び多焦点の両光学構造は前面にある。トーリック及び多焦点の両光学構造が面の一方にあるため、本発明のトーリック多焦点コンタクトレンズは非回転対称面設計を有する。コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）技術の進歩とともに、当業者は今や、非回転対称面をはじめとする複雑な表面設計を有するコンタクトレンズを設計することができる。
トーリック構造及び多焦点構造の両方を有するオプチカルゾーンの表面は、一連の経線それぞれに沿って、円形区域内の一つの度数プロフィール及び環状領域内の実質的に一定の度数（ベース度数）を提供するように設計されている。経線の数は、少なくとも２、好ましくは少なくとも８である。
一連の経線それぞれに沿う円形区域内の度数プロフィールは、複数の（少なくとも二つの）一次方程式（６）によって記述することができる。
Figure 2005534966
ここで、ｐθ（ｘ）は、中心から経線に沿って距離ｘのところでの度数であり、ｂiは、直線の切片である係数であり、ｋiは、中心からの距離の関数としての付加度数の変化率であり、ｐθは、その経線沿いのベース度数である。ベース度数ｐθは、眼の乱視性異常を矯正するために異なる経線で変化する。ｂ1は、付加最大度数であり、約３〜１０の値、好ましくは約５の値を有することができる。各関数は、累進度数付加ゾーン内の指定範囲、たとえば中心からｘi-1の距離と中心からｘiの距離との間で一つの経線における付加度数を画定する。
あるいはまた、一連の経線それぞれに沿う円形区域内の度数プロフィールは、方程式（４）又は方程式（５）によって画定される。
Figure 2005534966
ここで、ｐθ（ｘ）は、中心から距離ｘのところでの経線における度数であり、Ａは、最大付加度数であり、Ｄは、累進度数付加ゾーンの直径であり、ｎは、１よりも大かつ１０以下である整数又は非整数であることができる任意の数であり、ｐθは、その経線におけるベース度数である。好ましくは、ｎは、３以上かつ５以下である。
中央円形区域を包囲する環状領域は、遠見視力矯正のための実質的に一定のベース度数と、眼の乱視性異常を矯正するための、中央円形区域によって提供されるものと同一の円柱度数とを提供するための非球面を有することができる。
当業者が、スプラインベースの数学的関数又はいくつかの異なる表面パッチを使用して、中央円形累進度数付加ゾーン及び環状領域を有し、一つの同一の円柱度数を提供する、前面及び後面の少なくとも一方を設計することができるということが理解されよう。
「表面パッチ」とは、第一導関数、好ましくは第二導関数で互いから連続する、湾曲と線との組み合わせをいう。
光学コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）システム及び機械的ＣＡＤシステムを使用することにより、面の一つが、トーリック光学構造及び／又は多焦点光学構造を有する中央オプチカルゾーンを含み、乱視を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を有することができるような本発明のトーリック多焦点コンタクトレンズを設計することができる。
光学モデルレンズを設計するためには光学ＣＡＤシステムが使用される。「光学モデルレンズ」とは、コンピュータシステムで設計され、一般に眼科レンズの部品である他の非光学系を含まない眼科レンズをいう。コンタクトレンズの典型的な非光学系としては、ベベル、レンチキュラー、配向構造及びコンタクトレンズの前面と後面とをつなぐエッジがあるが、これらに限定されない。
「ベベル」とは、コンタクトレンズの後面のエッジに位置する非光学面ゾーンをいう。一般に、ベベルは、有意な程度さらにフラットなカーブであり、普通、コンタクトレンズのベースカーブ（光学後面）と複合しており、エッジの近くの上向きテーパとして見える。これは、より急峻なベースカーブ半径が眼をつかむことを防ぎ、エッジがわずかに浮き上がることを可能にする。このエッジの浮き上がりは、角膜上の涙の適切な流れにとって重要であり、レンズをより快適にフィットさせる。
「レンチキュラー」とは、コンタクトレンズ前面の、オプチカルゾーンとエッジとの間の非光学面ゾーンをいう。レンチキュラーの主な機能は、レンズエッジの厚さを抑制することである。
光学モデルレンズを設計するためには、公知の適当な光学コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）システムを使用することができる。典型的な光学コンピュータ援用設計システムとしては、Breault Research OrganizationのＡＳＡＰ（Advanced System Analysis Program）及びＺＥＭＡＸ（Focus Software社）があるが、これらに限定されない。好ましくは、Breault Research OrganizationのＡＳＡＰ（Advanced System Analysis Program）をＺＥＭＡＸ（Focus Software社）からの入力とともに使用して光学設計を実施する。
光学モデルレンズの設計は、たとえば、機械的ＣＡＤシステムにより、オプチカルゾーン、非オプチカルゾーン及び非オプチカル構造を含む機械的レンズ設計に変換することができる。コンタクトレンズの典型的な非オプチカルゾーン及び構造としては、ベベル、レンチキュラー、コンタクトレンズの前面と後面とをつなぐエッジ、配向構造などがあるが、これらに限定されない。典型的な配向構造としては、変化する厚さプロフィールを使用してレンズの向きを制御するプリズムバラストなど、レンズ形状の一部を除去してレンズの向きを制御するファセット面（たとえばリッジオフゾーン）、まぶたと相互に作用することによってレンズを配向させるリッジ構造があるが、これらに限定されない。好ましくは、最適化された光学モデルレンズの設計を機械的レンズ設計に変換するとき、一群のコンタクトレンズに共通のいくつかの構造を組み込むことができる。
本発明には、公知の適当な機械的ＣＡＤシステムを使用することができる。好ましくは、高次面を正確かつ数学的に表すことができる機械的ＣＡＤシステムを使用してコンタクトレンズを設計する。このような機械的ＣＡＤシステムの一例はPro/Engineerである。
好ましくは、コンタクトレンズの設計は、受け側のシステム、すなわち光学ＣＡＤ又は機械的ＣＡＤが所期の設計のＮＵＲＢｓ又はBeizier面を構成することを可能にする変換フォーマットを使用して、光学ＣＡＤシステムと機械的ＣＡＤシステムとの間で両方向に変換することができる。典型的な変換フォーマットとしては、ＶＤＡ（verband der automobilindustrie）及びＩＧＥＳ（Initial Graphics Exchange Specification）があるが、これらに限定されない。このような変換フォーマットを使用することにより、レンズの全面を、半径方向非対称形状を有するレンズの製造を容易にする連続形状にすることができる。Beizier及びＮＵＲＢｓ面は、多数のゾーンを複合し、解析し、最適化することができるため、老眼設計に特に有利である。
眼科レンズの前面、後面、周縁を記述するためには、当該レンズの設計を最適化することを可能にする十分な動的範囲を有する限り、いかなる数学的関数を使用してもよい。典型的な数学的関数としては、円錐及び二次関数、任意の次数の多項式、Zernike多項式、指数関数、三角関数、双曲線関数、有理関数、フーリエ級数及びウェーブレットがある。好ましくは、二以上の数学的関数を組み合わせて使用して、眼科レンズの前面及びベース面（後面）を記述する。より好ましくは、Zernike多項式を使用して、眼科レンズの前面及びベース面（後面）を記述する。さらに好ましくは、Zernike多項式とスプラインベースの数学的関数とを併用して、眼科レンズの前面及びベース面（後面）を記述する。
さらなる実施態様で、本発明は、一連の異なる円柱度数矯正を有するトーリック多焦点コンタクトレンズの群であって、各コンタクトレンズが、中心軸と、第一の中央オプチカルゾーンを有する前面と、第二の中央オプチカルゾーンを有する反対側の後面と、を連続して有し、第一の中央オプチカルゾーンと第二の中央オプチカルゾーンとが組み合わさって、乱視性視覚異常を矯正するための一連の異なる円柱光学度数の一つ及び老眼を補正するための多焦点度数を提供するものであるコンタクトレンズの群を提供する。円柱光学度数は、前面又は後面のいずれか、好ましくは前面にあるトーリック光学構造によって提供される。多焦点度数は、前面又は後面のいずれか、好ましくは後面にある多焦点光学構造によって提供される。トーリック光学構造及び多焦点構造の両方が前面及び後面の一方、好ましくは前面に位置していることができる。
本発明のトーリック多焦点コンタクトレンズは、ハードレンズ又はソフトレンズのいずれであることもできる。本発明のトーリック多焦点ソフトコンタクトレンズは、好ましくは、ソフトコンタクトレンズ材料、たとえばシリコンヒドロゲル又はＨＥＭＡでできている。任意のソフトコンタクトレンズ材料を含む上記レンズが本発明の範囲に入るということが理解されよう。
所望の設計を完成したのち、コンピュータ制御製造システムでトーリック多焦点コンタクトレンズを製造することができる。レンズ設計は、コンピュータ制御製造装置によって解釈可能である、制御信号を含むデータファイルに変換することができる。コンピュータ制御製造装置とは、コンピュータシステムによって制御することができ、眼科レンズを直接製造する、又は眼科レンズを製造するための光学ツール製造することができる装置である。本発明では、いかなる公知の適当なコンピュータ制御可能な製造装置を使用してもよい。好ましくは、コンピュータ制御可能な製造装置は、数値制御式旋盤、好ましくは４５°圧電カッタを有する２軸旋盤又は全体を引用例として本明細書に取り込む米国特許第６，１２２，９９９号でDurazo及びMorganによって開示されている旋盤装置、より好ましくはPrecitech社の数値制御式旋盤、たとえばVariform圧電セラミック高速ツールサーボアタッチメントを有するOptoform超精密旋盤（モデル３０、４０、５０及び８０）である。
今や、それぞれが、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を有する本発明のトーリック多焦点コンタクトレンズを製造することができる。本発明のトーリック多焦点コンタクトレンズは、好都合な手段、たとえば旋盤加工及び成形によって製造することができる。好ましくは、トーリック多焦点コンタクトレンズは、レンズが型で流し込み成形されるときコンタクトレンズ表面を複製する成形面を含むコンタクトレンズ型から成形される。たとえば、数値制御式旋盤を備えた光学切削ツールを使用して、金属光学ツールを形成することができる。そして、そのツールを使用して凸面型及び凹面型を製造したのち、それらを関連させて、適当な液体レンズ形成材料を型の間に使用し、次いでレンズ形成材料を圧縮し、硬化させることによって本発明のレンズを形成する。
したがって、本発明のコンタクトレンズは、コンタクトレンズ型に二つの成形面、すなわち第一の成形面及び第二の成形面を付与することによって製造することができる。第一の成形面又は第二の成形面を有する型が、互いに組み合わさって、第一の中央オプチカルゾーンを有する凸面及び第二の中央オプチカルゾーンを有する凹面を含み、第一の中央オプチカルゾーンと第二の中央オプチカルゾーンとが組み合わさって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を提供するトーリック多焦点コンタクトレンズを形成する。
なおさらなる実施態様で、本発明は、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学面度数及び老眼を補正するための多焦点度数を有するトーリック多焦点コンタクトレンズを製造する方法を提供する。この方法は、製造手段により、コンタクトレンズを、第一の中央オプチカルゾーンを有する凸面及び第二の中央オプチカルゾーンを有する凹面を有するように成形する工程を含み、第一の中央オプチカルゾーンと第二の中央オプチカルゾーンとが組み合わさって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を提供する。
円柱光学度数は、前面又は後面のいずれか、好ましくは前面にあるトーリック光学構造によって提供される。多焦点度数は、前面又は後面のいずれか、好ましくは後面にある多焦点光学構造によって提供される。トーリック光学構造及び多焦点構造の両方が前面及び後面の一方、好ましくは前面に位置していることができる。
好ましくは、複雑な表面構造を有するコンタクトレンズ又は同コンタクトレンズを製造するために使用される光学ツールは、数値制御式旋盤、たとえばPrecitech社のVariform圧電セラミック高速ツールサーボアタッチメントを有するOptoform超精密旋盤（モデル３０、４０、５０及び８０）を使用して、全体を引用例として本明細書に取り込む「Method for Manufacturing a contact lens」と題する同時係属中の米国特許第出願に記載された方法にしたがって製造される。
一例として、二つの突起部で構成された緯線方向リッジを有する斜面付きリッジゾーンを有する並進型コンタクトレンズの製造を以下に記す。
まず、ユーザが一組のパラメータ、たとえば表面許容差、同軸性許容差、レンズ設計の向き、ゼロ点を０、０に形成して前面及び後面それぞれに生成されるスポークの数、Ｚ軸の向き及び形状に変換されるレンズ表面のタイプ（凹面又は凸面）を設定する。
「表面許容差」は、レンズ設計の表面上の理想位置からの投影点の許される位置偏差をいう。偏差は、レンズ設計の中心軸に対して平行又は垂直のいずれの方向であることもできる。
「同軸性許容差」は、所与の弧からのある点の許される偏差をいう。
「スポーク」は、中心軸から外に放射状に延び、中心軸に対して垂直である光線をいう。
「半直径スポーク」は、レンズ設計の中心軸からエッジまでの線分をいう。
「等間隔の半直径スポーク」は、すべての半直径スポークが中心軸から外に放射状に延び、一つの等しい角度だけ互いに離れていることをいう。
「点間隔」とは、半直径スポーク沿いの二つの点の間の距離をいう。
第二に、ユーザが、中心軸に対して平行な方向で多数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿ってレンズ設計の表面（たとえば前面）に投影する点の数を決定する。前面の二つの突起の一方が位置する方位角にある半直径スポークを半直径プロービングスポークとして選択する。等間隔の点を、点の各対が１０ミクロンの点間隔によって分けられる半直径プロービングスポークに沿って投影する。次に、投影した点すべてを、それぞれが３個の連続する点、すなわち第一の点、中間点及び第三の点で構成される一連の群に分割する。各点は、一つの群又は二つの群に属することができる。一度に一群ずつ、中間点と、対応する群の第一の点及び第三の点を連結する線との距離を所定の表面許容差と比較することにより、中心軸からエッジまで又はエッジから中心軸まで、群の中間点の表面の湾曲を解析する。中間点と、群の第一の点及び第三の点を連結する線との距離が所定の表面許容差よりも大きいならば、その点での表面の湾曲は鋭く、その群の第一の点と中間点との間にさらなる点を投影する。第一の点とさらなる点との間の点間隔は、さらなる点と中間点との間の点間隔に等しい。さらなる点を追加したのち、新たに追加された点を含むすべての点を再分類し、一連の群それぞれの中間点における表面の湾曲を解析する。一連群それぞれの中間点と、対応する群の第一及び第三の点をプロービングスポークに沿って連結する線との距離が所定の表面許容差以下になるまで、このような反復手順を繰り返す。このようにして、所望の数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿ってレンズ設計の表面に投影される点の数及び隣接する点の一連の対の点間隔を決定する。
上記のように決定した数の点を、９６個の半直径スポークそれぞれに沿ってレンズ設計の前面に投影する。半直径スポークそれぞれに関して、第一導関数で連続的である半経線を生成する。半経線は、一連の弧及び場合によっては直線を含み、各弧は、少なくとも３個の連続する点を所望の同軸性許容差内で球面数学的関数に当てはめることによって画定される。各直線は、少なくとも３個の連続する点を接続することによって得られる。好ましくは、中心軸からエッジまでの弧当てはめルーチンを開始する。
同様に、上記手順にしたがって、レンズ設計の後面の形状への変換を実施することができる。
レンズ設計を、製造システムで製造されるコンタクトレンズの形状に変換したのち、ヘッダの情報及びレンズの形状に関する情報を含むミニファイルを作成する。このミニファイルはまた、半径方向位置それぞれにおける他の経線それぞれの平均高さに基づき、その振動計算を基づかせることができるゼロ位置をVariformに与えるゼロ半経線を含む。このミニファイルで、すべての半経線は同じ数のゾーンを有する。これは、すべての経線に関してゾーンの数を均等化するための回数だけ半経線の最後のゾーンをコピーすることによって達成される。ミニファイルが完成したのち、それを、Variform圧電セラミック高速ツールサーボアタッチメントを有するOptoform超精密旋盤（モデル３０、４０、５０又は８０）にロードし、実行して並進型コンタクトレンズを製造する。
読者が過度の実験を行うことなく本発明を実施することができるよう、特定の好ましい実施態様を具体的に参照しながら本発明を詳細に記載した。当業者は、本発明の範囲及び本質を逸することなく前記構成部品、組成及び／又はパラメータの多くを妥当な範囲で変更又は改変しうるということを容易に理解するであろう。さらに、表記、見出し、例材料などは、本文書の読者理解を高めるために設けたものであり、本発明を範囲を限定するものと読むべきではない。したがって、本発明は、請求の範囲ならびにその妥当な拡張及び均等物によって定義される。
本発明の好ましい実施態様のトーリック多焦点コンタクトレンズを示す図である。

Claims (50)

  1. 中心軸と、第一の中央オプチカルゾーンを有する前面と、第二の中央オプチカルゾーンを有する反対側の後面と、を含むトーリック多焦点コンタクトレンズであって、
    第一の中央オプチカルゾーン及び第二の中央オプチカルゾーンの一方が、中央円形区域及び中央円形区域を包囲する環状領域を有し、中央円形区域が、約１．０〜約３．０mmの直径を有し、近見視力矯正及び場合によっては中間視力矯正のための累進度数付加ゾーンであり、環状領域が、遠見視力矯正のための光学度数を有する球面又は非球面を有し、中央円形区域及び環状領域が中心軸とで同心であり、
    第一の中央オプチカルゾーン及び第二の中央オプチカルゾーンの他方がトロイダル面又は双円錐面であり、
    累進度数付加ゾーンが、方程式（３）の二以上の一次関数又は方程式（４）もしくは方程式（５）
    Figure 2005534966
    （式中、ｐ（ｘ）は、中心から距離ｘのところでの付加度数であり、ｂiは、直線の切片である係数であり、ｋiは、中心からの距離の関数としての付加度数の変化率であり、Ａは、最大付加度数であり、Ｄは、累進度数付加ゾーンの直径であり、ｎは、１よりも大かつ１０以下である整数又は非整数であることができる任意の数である）
    によって画定される度数付加プロフィールを提供する表面を有し、
    第一及び第二の中央オプチカルゾーンが組み合わさって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を提供するトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  2. 度数付加プロフィールが方程式（３）の少なくとも二つの一次関数によって画定される、請求項１記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  3. 度数付加プロフィールが、ｐ（ｘ）＝ｂ1＋ｋ1ｘの第一の一次関数及びｐ（ｘ）＝ｂ2＋ｋ2ｘの第二の一次関数（式中、ｂ1は、約３〜約１０の値を有し、ｋ1は、−１〜−１０の値を有し、ｂ2は、５〜１２であり、ｋ2は、−５〜−１３である）によって画定される、請求項２記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  4. 度数付加プロフィールが方程式（４）（式中、Ａは、約３〜約１０の値を有する）によって画定される、請求項１記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  5. 度数付加プロフィールが方程式（５）（式中、Ａは、約３〜約１０の値を有し、３≦ｎ≦５である）によって画定される、請求項１記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  6. 第一の中央オプチカルゾーン及び第二の中央オプチカルゾーンの他方が双円錐面である、請求項１記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  7. 前記累進度数ゾーンの直径が約１．８mm〜約２．３mmである、請求項１記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  8. 前記第一の中央オプチカルゾーンが前記中央円形区域及び前記中央円形区域を包囲する前記環状領域を有し、前記第二の中央オプチカルゾーンが前記トロイダル面又は前記双円錐面である、請求項１記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  9. 前記累進度数ゾーンの直径が約１．８mm〜約２．３mmである、請求項８記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  10. 眼の上で所定の向きを提供する一以上の配向構造をさらに含む、請求項１記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  11. 前面が、コンタクトレンズの頂部の近くの上スラブオフゾーン及びコンタクトレンズの底部の近くの下スラブオフゾーンを含む、請求項１０記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  12. ソフトレンズである、請求項１記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  13. 累進度数付加ゾーンの面が、（Ｉ）方程式（３）〜（５）のいずれか一つにしたがってＸ軸に沿って一連の別個の度数点を計算／生成し、（II）スプラインベースの関数を使用して、一連の計算された度数点それぞれを通過し、中心軸に対して垂直であり、環状領域の曲線に正接する曲線を記述し、（III）前記曲線を中心軸を中心に回転させることによって得られる、請求項１記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  14. 一連の度数点の数が１０〜３０である、請求項１３記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  15. 一連の度数点がＺ軸に沿って均等に分布している、請求項１３記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  16. トーリック多焦点コンタクトレンズを製造する方法であって、製造手段により、コンタクトレンズを、中心軸と、第一の中央オプチカルゾーンを有する前面と、第二の中央オプチカルゾーンを有する反対側の後面と、を有するように成形する工程を含み、第一及び第二のオプチカルゾーンが組み合わさって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を提供し、
    第一の中央オプチカルゾーン及び第二の中央オプチカルゾーンの一方が、中央円形区域及び中央円形区域を包囲する環状領域を有し、
    中央円形区域が、約１．０〜約３．０mmの直径を有し、近見視力矯正及び場合によっては中間視力矯正のための累進度数付加ゾーンであり、環状領域が、遠見視力矯正のための光学度数を有する球面又は非球面を有し、中央円形区域及び環状領域が中心軸とで同心であり、
    第一の中央オプチカルゾーン及び第二の中央オプチカルゾーンの他方がトロイダル面又は双円錐面であり、
    累進度数付加ゾーンが、方程式（３）の二以上の一次関数又は方程式（４）もしくは方程式（５）
    Figure 2005534966
    （式中、ｐ（ｘ）は、中心から距離ｘのところでの付加度数であり、ｂiは、直線の切片である係数であり、ｋiは、中心からの距離の関数としての付加度数の変化率であり、Ａは、最大付加度数であり、Ｄは、累進度数付加ゾーンの直径であり、ｎは、１よりも大かつ１０以下である整数又は非整数であることができる任意の数である）
    によって画定される度数付加プロフィールを提供する面を有するものである方法。
  17. 前記製造手段が数値制御式旋盤又は型である、請求項１６記載の方法。
  18. 前記第一の中央オプチカルゾーンが、前記中央円形区域及び前記中央円形区域を包囲する前記環状領域を有し、前記第二の中央オプチカルゾーンが前記トロイダル面又は前記双円錐面である、請求項１７記載の方法。
  19. 前記累進度数ゾーンの直径が約１．８mm〜約２．３mmである、請求項１８記載の方法。
  20. 度数付加プロフィールが方程式（３）の少なくとも二つの一次関数によって画定される、請求項１７記載の方法。
  21. 度数付加プロフィールが、ｐ（ｘ）＝ｂ1＋ｋ1ｘの第一の一次関数及びｐ（ｘ）＝ｂ2＋ｋ2ｘの第二の一次関数（式中、ｂ1は、約３〜約１０の値を有する）によって画定される、請求項２０記載の方法。
  22. 度数付加プロフィールが方程式（４）（式中、Ａは、約３〜約１０の値を有する）によって画定される、請求項１７記載の方法。
  23. 度数付加プロフィールが方程式（５）（式中、Ａは、約３〜約１０の値を有し、３≦ｎ≦５である）によって画定される、請求項１７記載の方法。
  24. 累進度数付加ゾーンの面が、（Ｉ）方程式（３）〜（５）のいずれか一つにしたがってＸ軸に沿って一連の別個の度数点を計算／生成し、（II）スプラインベースの関数を使用して、一連の計算された度数点それぞれを通過し、中心軸に対して垂直であり、環状領域の曲線に正接する曲線を記述し、（III）前記曲線を中心軸を中心に回転させることによって設計される、請求項１７記載の方法。
  25. 一連の度数点がＸ軸に沿って均等に分布している、請求項１７記載の方法。
  26. 一連の度数点の数が１０〜３０である、請求項１７記載の方法。
  27. 一連の異なる円柱光学度数矯正を有するコンタクトレンズを含む一連のトーリック多焦点コンタクトレンズであって、各コンタクトレンズが、中心軸と、第一の中央オプチカルゾーンを有する前面と、第二の中央オプチカルゾーンを有する反対側の後面と、を連続して有し、
    第一の中央オプチカルゾーンと第二の中央オプチカルゾーンとが組み合わさって、乱視性視覚異常を矯正するための円柱光学度数及び老眼を補正するための多焦点度数を提供し、
    第一の中央オプチカルゾーン及び第二の中央オプチカルゾーンの一方が、中央円形区域及び中央円形区域を包囲する環状領域を有し、
    中央円形区域が、約１．０〜約３．０mmの直径を有し、近見視力矯正及び場合によっては中間視力矯正のための累進度数付加ゾーンであり、環状領域が、遠見視力矯正のための光学度数を有する球面又は非球面を有し、中央円形区域及び環状領域が中心軸とで同心であり、
    第一の中央オプチカルゾーン及び第二の中央オプチカルゾーンの他方がトロイダル面又は双円錐面であり、
    累進度数付加ゾーンが、方程式（３）の二以上の一次関数又は方程式（４）もしくは方程式（５）
    Figure 2005534966
    （式中、ｐ（ｘ）は、中心から距離ｘのところでの付加度数であり、ｂiは、直線の切片である係数であり、ｋiは、中心からの距離の関数としての付加度数の変化率であり、Ａは、最大付加度数であり、Ｄは、累進度数付加ゾーンの直径であり、ｎは、１よりも大かつ１０以下である整数又は非整数であることができる任意の数である）
    によって画定される度数付加プロフィールを提供する面を有する一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  28. 第一の中央オプチカルゾーン及び第二の中央オプチカルゾーンの一方が、方程式（２）によって画定されるトロイダル面である、請求項２７記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  29. 前記第一の中央オプチカルゾーンが、前記中央円形区域及び前記中央円形区域を包囲する前記環状領域を有し、前記第二の中央オプチカルゾーンが前記トロイダル面又は前記双円錐面である、請求項２７記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  30. 前記累進度数ゾーンの直径が約１．８mm〜約２．３mmである、請求項２９記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  31. 前記累進度数ゾーンの直径が約１．８mm〜約２．３mmである、請求項２３記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  32. 度数付加プロフィールが方程式（３）の少なくとも二つの一次関数によって画定される、請求項３１記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  33. 度数付加プロフィールが、ｐ（ｘ）＝ｂ1＋ｋ1ｘの第一の一次関数及びｐ（ｘ）＝ｂ2＋ｋ2ｘの第二の一次関数（式中、ｂ1は、約３〜約１０の値を有する）によって画定される、請求項３２記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  34. 度数付加プロフィールが方程式（４）（式中、Ａは、約３〜約１０の値を有する）によって画定される、請求項３１記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  35. 度数付加プロフィールが方程式（５）（式中、Ａは、約３〜約１０の値を有し、３≦ｎ≦５である）によって画定される、請求項３１記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  36. それぞれのコンタクトレンズが、眼の上で所定の向きを提供する一以上の配向構造をさらに含む、請求項２７記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  37. 前面が、コンタクトレンズの頂部の近くの上スラブオフゾーン及びコンタクトレンズの底部の近くの下スラブオフゾーンを含む、請求項３６記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  38. 連続したそれぞれのコンタクトレンズがソフト又はハードレンズである、請求項２７記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  39. 累進度数付加ゾーンの面が、（Ｉ）方程式（３）〜（５）のいずれか一つにしたがってＸ軸に沿って一連の別個の度数点を計算／生成し、（II）スプラインベースの関数を使用して、一連の計算された度数点それぞれを通過し、中心軸に対して垂直であり、環状領域の曲線に正接する曲線を記述し、（III）前記曲線を中心軸を中心に回転させることによって得られる、請求項２７記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  40. 一連の度数点の数が１０〜３０である、請求項２７記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  41. 一連の度数点がＸ軸に沿って均等に分布している、請求項２７記載の一連のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  42. 中心軸と、第一の中央オプチカルゾーンを有する前面と、第二の中央オプチカルゾーンを有する反対側の後面と、を含むトーリック多焦点コンタクトレンズであって、
    第一の中央オプチカルゾーン及び第二の中央オプチカルゾーンの少なくとも一方が、中央円形区域及び中央円形区域を包囲する環状領域を有し、中心から環状領域の内周縁まで累進的に低下したのち実質的に一定にとどまる度数を一連の経線それぞれに沿って提供する面を有し、一連の経線それぞれに沿う前記円形区域の度数プロフィールが、複数の一次方程式（６）又は方程式（７）もしくは（８）
    Figure 2005534966
    （式中、ｐθ（ｘ）は、前記円形区域内で中心から経線に沿って距離ｘのところでの度数であり、ｂiは、直線の切片である係数であり、ｋiは、中心からの距離の関数としての付加度数の変化率であり、ｐθは、その経線沿いのベース度数である）
    によって記述され、
    中央円形区域が約１．０〜約３．０mmの直径を有し、
    中央円形区域及び環状領域が中心軸とで同心であり、乱視性視覚異常を矯正するための一つの同一の円柱光学度数を提供するトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  43. 一連の経線それぞれに沿う前記円形区域の度数プロフィールが方程式（６）の少なくとも二つの一次関数によって記述される、請求項３６記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  44. 一連の経線それぞれに沿う前記円形区域の度数プロフィールが、Ｐ2（ｘ）＝ｋ1 *ｘ＋ｂ1＋Ｐθの第一の関数及びＰ2（ｘ）＝ｋ2 *ｘ＋ｂ2の第二の関数（式中、ｂ1は、約３〜約１０の値を有する）によって記述される、請求項３７記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  45. 一連の経線それぞれに沿う前記円形区域の度数プロフィールが方程式（７）（式中、Ａは、約３〜約１０の値を有する）によって記述される、請求項３６記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  46. 一連の経線それぞれに沿う前記円形区域の度数プロフィールが方程式（８）（式中、Ａは、約３〜約１０の値を有し、３≦ｎ≦５である）によって記述される、請求項３６記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  47. 前記円形区域の直径が約１．８mm〜約２．３mmである、請求項３３記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  48. 眼の上で所定の向きを提供する一以上の配向構造をさらに含む、請求項３６記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  49. 前面が、コンタクトレンズの頂部の近くの上スラブオフゾーン及びコンタクトレンズの底部の近くの下スラブオフゾーンを含む、請求項４２記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
  50. ソフトレンズである、請求項３６記載のトーリック多焦点コンタクトレンズ。
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