JP2021039387A - トーリック眼用レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】角膜の乱視量をより適正に補正することが可能なトーリック眼用レンズを実現する。【解決手段】眼球の乱視量をより適正に補正することが可能なトーリック眼内レンズを提供する。トーリック眼内レンズを、レンズの光軸に垂直な平面上の第１の方向と、平面上の第１の方向とは異なる第２の方向とにおいて、レンズの屈折力が異なるトーリック眼用レンズであって、レンズの径方向の位置に応じて、第１の方向と第２の方向における屈折力の差である屈折力差が変化するトーリック眼内レンズとなるように構成する。【選択図】図２

Description

本発明は、乱視矯正用のトーリック眼用レンズに関する。

乱視矯正用の眼用レンズの例としては、眼鏡やコンタクトレンズ、眼内レンズ等が挙げられる。これらの眼用レンズは、トーリック面と呼ばれる光学面を有する。トーリック面とは、ラグビーボールやドーナツの側面のように、少なくとも２本の経線の曲率半径が異なっているレンズの面形状を指す。そして、このトーリック面を有するレンズは、トーリックレンズ（円環状レンズ）と呼ばれる。

トーリック面によって、面上に設定された互いに直交する方向においてレンズの屈折力に差が生じる。この屈折力の差を利用することで乱視を矯正することができる。一般に、この屈折力の差は、円柱屈折力と呼ばれる。トーリック面において、屈折力の大きい方向の経線は強主経線と呼ばれ、屈折力の小さい方向の経線は弱主経線と呼ばれる。また、これら２つの経線における屈折力の平均値は、等価球面度数（あるいは単に球面度数）と呼ばれる。通常、乱視矯正用の眼用レンズでは、その光学的性能を示す指標として、等価球面度数及び円柱屈折力が用いられる。そして、従来は、レンズの前後の光学面のうち一方の光学面に乱視視力異常の矯正機能を持たせ、他方の光学面に球面収差を補正する機能を持たせたレンズが提案されている（特許文献１）。

特表２００９−５４４０５９号公報

ここで、近年、眼科用計測機器の発展により、眼球の角膜乱視を精密に測定することができるようになってきた。例えばPentacam（登録商標）（OCULUS製）やTMS-5（トーメー
コーポレーション製）等の前眼部形状解析装置では、角膜の形状を測定し、角膜の中心から周辺にかけてのパワー分布を計測することができる。また、乱視眼についても、同様の計測を実施することで、角膜の中心から周辺にかけての乱視パワーも計測することができる。

しかしながら、従来の乱視矯正用の眼用レンズでは、レンズの１光学面をトーリック面とするのみで、トーリック面上での円柱屈折力の制御については考慮されていなかった。このため、上記の計測により角膜の中心から周辺にかけての乱視パワーを把握することができたとしても、従来の乱視矯正用の眼用レンズでは角膜全体にわたって乱視成分を適正に除去することはできず、視機能の改善を適切に行うには限界があった。

本件開示の技術は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、角膜の乱視量をより適正に補正することが可能なトーリック眼用レンズを実現することである。

本件開示のトーリック眼用レンズは、レンズの光軸に垂直な平面上の第１の方向と、平面上の第１の方向とは異なる第２の方向とにおいて、レンズの屈折力が異なるトーリック眼用レンズであって、レンズの径方向の位置に応じて、第１の方向と第２の方向における
屈折力の差である屈折力差が変化するトーリック眼用レンズである。また、本件開示のトーリック眼用レンズは、レンズが装着される眼球の角膜における、径方向又は周方向に対する屈折力の変化を緩和するように、屈折力差が変化する。これにより、レンズの中心部の乱視量と周辺部の乱視量とをそれぞれ制御することで、従来と比較してより好適に乱視矯正を行うことができるトーリック眼用レンズを提供することができる。

さらに、本件開示のトーリック眼用レンズは、第１の方向におけるレンズの近軸部における第１の屈折力と周辺部における第２の屈折力と、第２の方向におけるレンズの近軸部における第３の屈折力と周辺部における第４の屈折力のうち、第１の屈折力と第３の屈折力の差をレンズの近軸部の屈折力差とし、第２の屈折力と第４の屈折力の差をレンズの周辺部の屈折力差とし、レンズの近軸部の屈折力差とレンズの周辺部の屈折力差とが異なるように制御されたトーリック眼用レンズである。または、第１の方向における球面収差量と第２の方向における球面収差量とが個別に制御されたトーリック眼用レンズである。

本件開示の技術によれば、眼球の乱視量をより適正に補正することが可能なトーリック眼用レンズを実現することができる。

図１は、レンズの球面収差を示す模式図である。 図２は、トーリックレンズの球面収差を示す模式図である。 図３は、本実施形態のトーリック眼内レンズと従来のトーリック眼内レンズのシミュレーション結果の一例を示す表である。 図４は、トーリック眼内レンズの評価用の模型眼の概略構成を示す図である。 図５は、図４に示す模型眼の評価結果の一例を示す表である。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本実施形態のトーリック眼内レンズのＭＴＦの測定結果の一例を示すグラフである。 図７（ａ）〜図７（ｃ）は、従来のトーリック眼内レンズのＭＴＦの測定結果の一例を示すグラフである。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。以下の説明ではトーリック眼内レンズについて説明するが、本発明は眼内レンズに限らずコンタクトレンズ等の種々の眼用レンズにも適用することができる。

最初に、ザイデルの５収差の１つである球面収差について、図１を参照しながら説明する。球面収差が生じると、回転対称型のレンズにおける中心部（近軸部）と周辺部とにおけるパワーに差が出る。球面収差とは、レンズの中心部を透過する光と周辺部を透過する光が同一の焦点に集まらない現象である。

図１に示すように、レンズＬ１の後側主点をＨ’とし、近軸焦点をＦ、焦点距離をｆ、後側主点Ｈ’から周辺光線（レンズの周辺部を透過する光）の焦点までの距離をｆ’とすると、近軸でのレンズＬ１の屈折力Ｐは、焦点距離ｆを用いて以下の式（１）で表される。ただし、レンズ前後は空気とし、屈折率は１として説明するが、限定されるものではない。

ここで、球面収差が生じている場合とは、周辺光線の焦点Ｆ’の位置と近軸焦点Ｆの位置は異なり、レンズＬ１の周辺部の屈折力Ｐ’は、距離ｆ’を用いて以下の式（２）で表される。

図１では、近軸焦点Ｆより周辺光線の焦点Ｆ’の方が後側主点Ｈ’に近いため、以下の式（３）が成り立つ。すなわち、レンズＬ１で球面収差が生じていると、レンズＬ１の中心部と周辺部とでは屈折力に差が生じる。

次に、トーリックレンズＬ２における球面収差について、図２を参照しながら説明する。ここでは説明の便宜上、トーリックレンズＬ２の光軸をＺ軸とし、光軸に直交するＸＹ平面を設定し、Ｘ軸とＹ軸が互いに直交するものとして説明する。ただし、Ｘ軸とＹ軸とは必ずしも互いに直交しなくてもよく、Ｘ軸がＸＹ平面の第１の方向に延び、Ｙ軸が第１の方向とは異なる第２の方向に延びるように構成されていてもよい。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、それぞれトーリックレンズＬ２のＸ軸方向及びＹ軸方向における光線の集光状態を示す。図２（ａ）に示すように、トーリックレンズＬ２の後側主点をＨ’とし、レンズのＸ軸方向についての近軸焦点をＦｘ、レンズのＸ軸方向についての焦点距離をｆｘ、レンズのＸ軸方向について後側主点Ｈ’から周辺光線の焦点までの距離をｆｘ’とする。同様に、図２（ｂ）に示すように、レンズのＹ軸方向についても、Ｆｙ、ｆｙ、ｆｙ’をそれぞれ定める。

このとき、図１において説明したように、以下の式（４）〜（７）が成り立つ。

ここで、ＳＡｘ、ＳＡｙは、それぞれレンズのＸ軸方向、Ｙ軸方向についての球面収差量の距離を表す。例えば図２に示すトーリックレンズＬ２におけるＳＡｘ、ＳＡｙは負の値とする。

また、トーリックレンズＬ２の近軸部における円柱屈折力Ｐｃと周辺部における円柱屈折力Ｐｃ’は、以下の式（８）、（９）で表される。なお、円柱屈折力Ｐｃ、Ｐｃ’が、ともに第１の方向と第２の方向との間の屈折力差に相当する。また、Ｐｘ、Ｐｘ’Ｐｙ、Ｐｙ’が、それぞれ第１の屈折力、第２の屈折力、第３の屈折力、第４の屈折力に相当する。

本実施形態では、眼球の形状を測定して、角膜の径方向又は周方向における乱視を緩和することを目的として、式（８）、（９）において、眼内レンズが挿入される眼における近軸部と周辺部の円柱屈折力をキャンセルするように、レンズ側のＰｃとＰｃ’とを決定してトーリック眼内レンズを作製する。または、式（５）、（７）において、眼内レンズが挿入される眼における近軸部と周辺部の円柱屈折力をキャンセルするようにＳＡｘ、ＳＡｙを個別に決定してトーリック眼内レンズを作製する。これにより、レンズの中心部における乱視量だけでなく、レンズの周辺部における乱視量をコントロールすることができるため、従来のトーリック眼内レンズと比較して、より良好な乱視矯正機能を有するレンズを提供することができる。なお、本発明のトーリック眼内レンズは、屈折力の差が近軸部と周辺部とで２段階に異なる構成に限らず、屈折力の差がレンズ中心から周辺にわたって無段階に連続的に変化する構成とすることもできる。

次いで、本実施形態において、式（８）、（９）を用いてトーリック眼内レンズを設計した場合に、当該トーリック眼内レンズによって得られるランドルト環の像についてのシミュレーション結果を、図３を参照しながら説明する。図３は、従来のトーリックレンズと本実施形態におけるトーリックレンズを眼内レンズとして所定条件の乱視眼に処方した場合のいわゆるベストフォーカスでのランドルト環の像と、シミュレーションにおいて像面を０．０４ｍｍだけレンズから遠ざけた場合（＋）とレンズに近づけた場合（−）におけるランドルト環の像を示す。

図３のベストフォーカス時のランドルト環に示すように、本実施形態のトーリック眼内レンズでは、乱視が好適に低減され、明瞭なランドルト環の像が得られる。一方、従来のトーリック眼内レンズでは、認識可能な程度のランドルト環の像が確認できるが、ランドルト環の周辺にいわゆるぼけが生じている。

また、像面を移動させてピントをぼかした際にも違いが現れている。図３に示すように、本実施形態のトーリック眼内レンズでは、像面がベストフォーカスの位置からずれても回転対称形のぼけが生じている、すなわち乱視はほぼ完全に除去されているといえる。一方、従来のトーリック眼内レンズは、ぼけが縦方向（紙面上下方向）に伸びていたり（像面：＋０．０４ｍｍ）、横方向（紙面左右方向）に伸びていたり（像面：−０．０４ｍｍ）しているため、乱視が完全には除去されていないことがわかる。以上より、本実施形態のトーリック眼内レンズは、従来と比較して乱視矯正により効果があるといえる。

次に、レンズの中心部と周辺部とで乱視量が異なる乱視角膜レンズを作製した場合の評価結果について説明する。図４に、当該評価に用いる模型眼の概略構成を示す。図４に示す模型眼では、乱視角膜レンズＬ３は光軸周りに適宜回転可能になっている。したがって、乱視角膜レンズＬ３とトーリック眼内レンズＬ４との間で乱視軸を一致させることができる。図４では、乱視角膜レンズＬ３の形状は、両凸レンズであるが、レンズ形状はメニスカスレンズでも両凹レンズでもよい。

図４に示す模型眼では、トーリック眼内レンズＬ４は、眼内を想定して水中に配置しているが、空気中に配置する構成としてもよい。図４の模型眼において観察する指標としては、３ｍ視力表のランドルト環を用いる。撮影する指標は視力１．０とする。また、光源であるハロゲンランプには５４６ｎｍのフィルタを取り付け、視力表の裏面から、フィルタを通過した光を照射する。カメラ１０はピント調節のため、トーリック眼内レンズＬ４の光軸に対して前後に移動することができる。なお、図４に示すように、トーリック眼内レンズＬ４は、両面が平面ガラス１０１、１０１で構成された略直方体のケース１００内に位置決めされている。また、ケース１００内は前述のように水で満たされており、トーリック眼内レンズＬ４の乱視角膜レンズＬ３側に絞りＳが設けられている。

図５に、図４に示す模型眼を使用した場合に、指標であるランドルト環をカメラで撮影した結果を示す。図５に示すように、図３に示すシミュレーション結果と同様、本実施形態のトーリック眼内レンズＬ４では、ベストフォーカスにおいて、ランドルト環を明瞭に撮影することができている。また、カメラ１０をトーリック眼内レンズＬ４の光軸方向に移動させ、意図的にデフォーカスさせた像についても、ぼけが回転対称に生じており、乱視が好適に低減されることがわかる。一方、従来のトーリック眼内レンズでは、ベストフォーカスにおいてはランドルト環を認識できるものの、意図的にデフォーカスさせた場合に像が著しく劣化しており、乱視が充分に低減されていないことがわかる。

図６は、図５に示す模型眼の構成を用いて、本実施形態のトーリック眼内レンズのＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を測定した結果を示す。図中、横軸は、被写体として用いる縞模様の縞の間隔を示す空間周波数であり、縦軸は、トーリック眼内レンズによってカメラの受光面に結像される縞模様の画像のＭＴＦの値を示す。また、点線は、トーリック眼内レンズのサジタル（放射）方向（ここでは０度方向）における数値を表し、破線は、トーリック眼内レンズのメリジオナル（同心円）方向（ここでは９０度方向）における数値を表す。図６に示すように、本実施形態のトーリック眼内レンズを挿入した模型眼の場合、ベストフォーカス時は０度方向と９０度方向ともに良好であることがわかる。また、デフォーカス時でも、ＭＴＦの値は低下するが０度方向と９０度方向において同様の変化を示していることから、乱視はほぼ発生していないといえる。

次に、図７に、図５に示す模型眼の構成を用いて、従来のトーリック眼内レンズのＭＴＦを測定した結果を示す。図７に示すように、従来のトーリック眼内レンズでは、ベストフォーカスにおいて空間周波数１００本／ｍｍにおけるＭＴＦは０．２以上あるため、視力１．０は見えると考えられるが、図６からわかるように本実施形態のトーリック眼内レンズに比較してＭＴＦは低い値を示している。また、図７に示すように、従来のトーリック眼内レンズでは、デフォーカス時も０度方向と９０度方向において互いに異なる変化を示していることから、乱視が残存しているといえる。以上より、本実施形態のように、レンズの中心部だけでなく周辺部の乱視量を考慮して上記の通り設計されたトーリック眼内レンズを用いることで、従来と比較して乱視矯正をより好適に行うことができる。

Ｌ１ レンズ
Ｌ２ トーリックレンズ
Ｌ３ 乱視角膜レンズ
Ｌ４ トーリック眼内レンズ

Claims (2)

1. レンズの光軸に垂直な平面上の第１の方向と、前記平面上の前記第１の方向とは異なる第２の方向とにおいて、レンズの屈折力が異なるトーリック眼用レンズであって、
   前記レンズの前記第１の方向の経線と前記光軸とを含む平面内での球面収差量である第１の球面収差量と、前記レンズの前記第２の方向の経線と前記光軸とを含む平面内での球面収差量である第２の球面収差量とが個別の値となるように、前記レンズの径方向の位置に応じて、前記第１の方向と前記第２の方向における屈折力の差である屈折力差が変化することを特徴とし、
   前記第１の方向における前記レンズの近軸部における第１の屈折力と周辺部における第２の屈折力と、前記第２の方向における前記レンズの近軸部における第３の屈折力と周辺部における第４の屈折力のうち、前記第１の屈折力と前記第３の屈折力の差を前記レンズの近軸部の屈折力差とし、前記第２の屈折力と前記第４の屈折力の差を前記レンズの周辺部の屈折力差とし、前記レンズの近軸部の屈折力差と前記レンズの周辺部の屈折力差とが異なるように制御されたトーリック眼用レンズ。
2. レンズの光軸に垂直な平面上の第１の方向と、前記平面上の前記第１の方向とは異なる第２の方向とにおいて、レンズの屈折力が異なるトーリック眼用レンズであって、
   前記第１の方向における前記レンズの近軸部における第１の屈折力をＰ_１、前記第１の方向における前記レンズの周辺部における第２の屈折力をＰ_１’、前記第２の方向における前記レンズの近軸部における第３の屈折力をＰ_２、前記第２の方向における前記レンズの周辺部における第４の屈折力をＰ_２’、前記レンズの前記第１の方向についての焦点距離をｆ_１、前記レンズの前記第１の方向についての球面収差量の距離をＳＡ_１、前記レンズの前記第２の方向についての焦点距離をｆ_２、前記レンズの前記第２の方向についての球面収差量の距離をＳＡ_２、とすると、以下の式（１）〜（６）が成り立ち、
   

   

   
   前記レンズが装着される眼球の測定値に基づいて、前記眼球の前記近軸部における屈折力と前記周辺部における屈折力とをキャンセルするようにＰ_Ｃ、Ｐ_Ｃ’がそれぞれ個別の
   値となることで、前記中心部における乱視量と前記周辺部における乱視量の両方をコントロールする形状に形成された
   ことを特徴とするトーリック眼用レンズ。
   

Images