JP2010508561A - 多焦点コンタクトレンズの設計方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、瞳孔寸法および両眼転導を考慮した、コンタクトレンズの設計方法を提供する。本発明のレンズは、目の遠近調節力が向上し、目の残存遠近調節力の大きさを利用する。

Description

開示の内容

〔技術分野〕
本発明は、多焦点眼用レンズに関する。特に本発明は、老視を矯正し、瞳孔寸法および両眼転導を考慮したコンタクトレンズの設計方法を提供する。

〔背景技術〕
人は加齢に従い、目の遠近調節力、つまり生来の水晶体を屈折させて、観者の比較的近くにある目標物に焦点を当てる力が低下する。このような状態が、老視と言われる。同様に、生来の水晶体を除去して代用的に眼内レンズを挿入した人も、遠近調節力が欠如する。

目の遠近調節力の欠陥を矯正するために用いられる方法の１つが、複数の度数を有するコンタクトレンズである。特に、遠いおよび近いゾーン、ならびに場合によっては中間距離ゾーンの度数を設けた多焦点コンタクトおよび眼内レンズが開発されている。しかし公知の設計はいずれも、レンズ装用者からの幅広い支持を得るには至っていないことが証明されている。

〔発明の詳細な説明および好適な実施形態〕
本発明は、コンタクトレンズの設計方法、当該設計方法によるレンズ、ならびに瞳孔寸法および両眼転導を考慮して設計した老視矯正レンズの製造方法を提供する。本発明のレンズの利点は、その設計により目の遠近調節力が向上する点、つまり、目が遠近調節または輻輳刺激に反応するときの、ディオプター単位で計測したプラス度数が増加する点にある。さらにこの設計は、目の残存遠近調節力の大きさ、すなわち、年齢および個別の眼球生理に基づく目の総合的な遠近調節力を利用する。

本発明は、多焦点レンズの設計方法を提供する。この方法は、ａ）静止瞳孔直径を選択するステップと、ｂ）近くの目標物を見るときの瞳孔直径を計算するステップと、ｃ）レンズにおける近見視力矯正面積の遠見視力矯正面積に対する比率を選択するステップと、ｄ）静止瞳孔直径および近見瞳孔直径を用いて近くおよび遠くの目標物を見るための加入度数の関数として、その比率の値を計算するステップと、ｅ）レンズの視覚輻輳量（an amount of optical convergence）を加えるステップと、を備え、これらのステップから本質的に構成され、およびこれらのステップから構成される。

本発明のレンズ設計方法の第１のステップは、後述の方法によって瞳孔寸法を考慮することである。静止瞳孔直径、すなわち目から約５００ｃｍを超える距離の目標物を見る瞳孔直径を、集団データの平均に基づいて、または個別に瞳孔を計測して選択する。次に、近くの目標物、すなわち目から約１００ｃｍ未満の距離にある目標物を見るときの瞳孔直径を、規定加入度数の関数として、その規定加入度数、残存遠近調節力、および静止瞳孔直径に基づいて計算する。この計算によって、レンズ装用者が必要とする合計加入度数を決定しなければならない。この加入度数は、一部がレンズの規定加入度数から得られ、一部がレンズ装用者の目の残存遠近調節力から得られる。

残存加入度数は、必要とされる合計加入度数から規定加入度数を減じることによって計算することができる。必要とされる加入度数の合計値は、概して１．００〜３．００Ｄの範囲を取り得る製品の加入度数を決定する視力に関する臨床的経験、および年齢の関数としての老視個体群が必要とする遠近調節力に関する公知の研究に基づいて決定する。残存遠近調節力は、生理学的に決定される数量とすることができ、その数量は主に年齢によって異なり、典型的には、およそ１５歳未満で１０＋Ｄ、およそ６５歳超で０．５Ｄ未満である。例示のために、人が目から３５ｃｍの位置をはっきりと読み取るために、２．８５Ｄの合計加入度数が必要と仮定することができる。規定加入度数は１．００Ｄ、および残存加入度数は１．６５Ｄである。

一定の光度で計測した瞳孔寸法および遠近調節力の間には、関数依存性があることも公知である。これに基づき、遠近調節反応を、目標物の距離の逆数から算出し、幅広い強度の光について計測してきた。かかるデータは例えば、グレン・マイヤーズ（Glen Myers）、シリン・ベレス（Shirin Berez）、ウィリアム・クレンツ（William Krenz）、およびローレンス・スターク（Lawrence Stark）により、アメリカン・ジャーナル・オブ・フィジオロジー、レギュラトリー・インテグレーティブ・アンド・コンパラティブ・フィジオロジー第２５８版第８１３−８１９頁（１９９０年）（Am J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol, 258: 813-819）において報告されている。かかるデータに基づくモデルが、遠近調節刺激および光度増加の間における独立線形相互作用を前提とした瞳孔収縮モデルであり、次の式で示される：
Ａ＝Ａ_０−Ｂ−Ｃ （ｉ）
ここで：Ａは瞳孔寸法；Ａ_０は静止瞳孔寸法；ＢはＩ／メートル単位の目標物距離；およびＣはＦＬの対数である。
臨床的な計測結果によれば、Ｂは０．２７、Ｃは０．１９である。光度を１．０ＦＬと仮定すると、式は下記の通り換算することができる：
Ａ＝Ａ_０−０．２７Ｄ （ｉｉ）
ここで、Ｄはレンズ装用者の目の残存遠近調節力である。必要とされる合計加入度数が２．８５Ｄ、仮定した静止瞳孔直径が７．５ｍｍである上述の例に式ＩＩを当てはめ、静止瞳孔直径および瞳孔直径の差を計算すると、得られた値は下記の表１の通りとなる。

次に、このレンズ設計によって提供される比率（Ａ_Ｆ／Ａ_Ｎ）、つまり装用者の遠見視力、すなわちレンズの遠見ゾーン矯正用レンズ面積の、近見視力、すなわち近見視力ゾーン用レンズ面積に対する比率（Ａ_Ｆ／Ａ_Ｎ）を選択し、近見および遠見視力に配分されるレンズ面積の計算に用いる。この選択は、計測した視力および遠近視力範囲における対比感度の、個別値または集団平均のいずれかに基づいて行うことができる。屈折型視覚に好ましい比率は、近くの目標物を見るときに遠見視力ゾーンを有利にするには、７０／３０である。回折型視覚に好ましい比率は、５０／５０である。

Ａ_Ｆ／Ａ_Ｎ値は、近くおよび遠くにある目標物を見るための加入度数の関数として計算することができ、比率７０／３０に対する結果を表２に示す。この計算において、面積比率は直径比率の二乗で与えられる。

例えば瞳孔寸法が、遠くの目標物を見るときに７．５ｍｍ、近くの目標物を見るときに７．０ｍｍであるとすると、遠見視力用の視覚面積はπ（７．５／２）^２×０．７０ｍｍ^２であり、近見視力用の面積はπ（７．５／２）^２×０．３０ｍｍ^２である。近くの目標物を見るとき、面積はπ（７．０／２）^２に低下する。近見視力面積の全視覚面積に対する比率は、π（７．５／２）^２×０．３０／π（７．０／２）^２または（７．５／７．０） ^２×０．３０＝１．０７２×０．３０＝１．１４５×０．３＝０．３４３または３４．３％である。つまり、残る６５．７％が遠見視力ゾーンである。

つまり、本発明の方法によれば、レンズ設計者は、近くの目標物の像の光度を低下させることなく、遠くの目標物の網膜像に対して、より多くの部分を瞳孔の開口部に与えることができる。これは、近見視力ゾーンが瞳孔収縮時の瞳孔領域内に位置し、遠見視力ゾーンが瞳孔非収縮時の瞳孔の開口部内に位置すること、すなわち、遠近調節していない瞳孔および遠近調節時の瞳孔収縮が、遠見視力ゾーンの一部を含まないことに基づく。

本発明の方法の別のステップにおいて、視認目標物に対し、人の両眼が共通の焦点を当てるために有効な両眼転導、すなわち視覚輻輳量を、レンズに組み込む。視覚輻輳の加入量は、レンズ設計時の加入度数に依存し、加入度数が大きくなると視覚輻輳量も増加する。典型的には、約２．０Ｄまでの量を加入することができる。

視覚輻輳は、好ましくはベースイン方向のプリズム、つまりベースがレンズの鼻方向を向いた水平プリズムを加えることによって、レンズに組み込まれる。視覚輻輳は、単眼視野の設計において、遠近調節の総合的な必要性を軽減するのに十分なプラス度数をレンズに加えることによって、組み込むこともできる。また、輻輳は、近見視力ゾーンの中心を、レンズの幾何学的な中心から外すことで加えることもできる。

本発明の方法から得られる好ましいレンズは二焦点であり、視覚ゾーンは、２つの半径方向に対称的なゾーン：中心ゾーンである第１のゾーン、および中心ゾーンを囲む環状ゾーンである第２のゾーンである。遠見および近見視力ゾーンは、非収縮時の目の瞳孔の開口部内に位置する。目が完全に遠近調節されて、近見視力用の瞳孔の開口部の内側にある視覚ゾーン面積の約３０％〜約５０％の面積を占め、視覚ゾーンの半径が、遠見視力用の瞳孔の開口部と一致するか、またはこれを上回る場合に、近見視力ゾーンは、瞳孔の開口部内に位置する。近見視力の遠見視力に対する面積比率は、上述の通りに計算し、比率は、目の非遠近調節時は遠見視力に有利となり、目の遠近調節時は近見視力に有利となる。さらに近見視力ゾーンには、鼻方向を向いたベースによる水平プリズム矯正が与えられる。好ましい実施形態において、近見視力ゾーンの位置は、遠近調節された目の瞳孔の開口部内と規定されるが、瞳孔中心からの相対的な位置については何ら制限されない。

本発明のレンズにおいて、視覚ゾーン、ならびに内部の近見および遠見視力ゾーンは、前面、すなわち目標物側面、裏面、すなわちレンズの眼球側面、もしくは前面および裏面の間に設けることができる。シリンダー屈折力を裏面、すなわちレンズ凹面に設けることにより、装用者の乱視を矯正することができる。代わりに、シリンダー屈折力を、遠見および近見視力度数の一方または両方と組み合わせて、前面または裏面に設けることができる。本発明の全てのレンズにおいて、遠見用、中間距離用、および近見用の度数を、球面または非球面度数とすることができる。

本発明において有用な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である。好ましくは、かかるレンズの製造に適した任意の材料から製造されたソフトコンタクトレンズを使用する。ソフトコンタクトレンズ形成材料の例として、限定的ではないが、シリコーンエラストマー、シリコーン含有マクロマー（非限定的な例が、米国特許第５，３７１，１４７号、同第５，３１４，９６０号、および同第５，０５７，５７８号に開示されており、これらの開示内容全体は参照として本明細書に組み込まれる）、ハイドロゲル、シリコーン含有ハイドロゲル等、およびこれらの組み合わせがある。より好ましくは、表面はシロキサン、すなわちシロキサン官能基を含有し、限定的ではないが、ポリジメチルシロキサンマクロマー、メタクリルオキシプロピルポリアルキルシロキサン、およびこれらの混合物、シリコーンハイドロゲル、またはエタフィルコンＡ（etafilcon A）等のハイドロゲルを含む。

好ましいレンズ形成材料は、ポリ２−ヒドロキシエチルメタクリレートポリマー、つまり、ピーク分子量が約２５，０００〜約８０，０００で、多分散性が各約１．５未満〜約３．５未満で共有結合し、少なくとも１つの架橋官能基を有する。この材料は、米国特許第６，８４６，８９２号に記載されており、その開示内容全体は参照として本明細書に組み込まれる。眼内レンズ形成に適した材料は、限定的ではないが ポリメチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、不活性クリアプラスチック、シリコーンベースのポリマー等、およびこれらの組み合わせを含む。

レンズ形成材料の硬化は、任意の公知手段、例えば限定的ではないが、熱、照射、化学変化、電磁照射硬化等、およびこれらの組み合わせで行うことができる。好ましくは、レンズは、紫外線または可視光線全域を用いて成形する。より具体的には、レンズ材料の硬化に適した正確な条件は、選択した材料および形成予定のレンズによって決定される。限定的ではないが、コンタクトレンズを含む眼用レンズの重合プロセスが、周知である。適切なプロセスが、米国特許第５，５４０，４１０号に開示されており、その開示内容全体は、参照として本明細書に組み込まれる。

本発明のコンタクトレンズは、あらゆる慣用的な方法で形成することができる。例えば視覚ゾーンは、ダイヤモンドターニング加工（diamond-turningまたはdiamond-turned）によって本発明のレンズ形成に用いる金型を作成することで、製造することができる。次に、適切な液体樹脂を金型の間に配置した後、樹脂を圧縮および硬化して本発明のレンズを形成する。代わりに、ゾーンをダイヤモンドターニング加工（diamond-turned）してレンズボタンとすることができる。

Claims (12)

1. 多焦点レンズの設計方法において、
   ａ）静止瞳孔寸法を選択するステップと、
   ｂ）近くの目標物を見るときの瞳孔寸法を計算するステップと、
   ｃ）レンズにおける遠見視力矯正面積の近見視力矯正面積に対する比率を選択するステップと、
   ｄ）静止瞳孔直径および近見瞳孔直径を用いて、近くおよび遠くの目標物を見るための加入度数の関数として、前記比率の値を計算するステップと、
   ｅ）視覚輻輳量を前記レンズに加えるステップと、
   を備える、方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   ステップｂ）が、
   （ｉ）レンズ装用者が必要とする合計加入度数を決定するステップと、
   （ｉｉ）残存加入度数を計算するステップと、
   をさらに備える、方法。
3. 請求項１に記載の方法において、
   遠見視力矯正面積の近見視力矯正面積比率に対する前記比率が、７０対３０である、方法。
4. 請求項２に記載の方法において、
   遠見視力矯正面積の近見視力矯正面積比率に対する前記比率が、７０対３０である、方法。
5. レンズにおいて、
   請求項１に記載の方法による、レンズ。
6. レンズにおいて、
   請求項２に記載の方法による、レンズ。
7. レンズにおいて、
   請求項３に記載の方法による、レンズ。
8. レンズにおいて、
   請求項４に記載の方法による、レンズ。
9. 請求項５に記載のレンズにおいて、
   第１のゾーンおよび前記第１のゾーンを囲む第２の環状ゾーンを有する視覚ゾーンと、
   鼻方向に向くベースを有する水平プリズムと、
   を備える、レンズ。
10. 請求項６に記載のレンズにおいて、
    第１のゾーンおよび前記第１のゾーンを囲む第２の環状ゾーンを有する視覚ゾーンと、
    鼻方向に向くベースを有する水平プリズムと、
    を備える、レンズ。
11. 請求項７に記載のレンズにおいて、
    第１のゾーンおよび前記第１のゾーンを囲む第２の環状ゾーンを有する視覚ゾーンと、
    鼻方向に向くベースを有する水平プリズムと、
    を備える、レンズ。
12. 請求項８に記載のレンズにおいて、
    第１のゾーンおよび前記第１のゾーンを囲む第２の環状ゾーンを有する視覚ゾーンと、
    鼻方向に向くベースを有する水平プリズムと、
    を備える、レンズ。