JP3068212B2 - 多焦点回折型眼球用レンズ - Google Patents

多焦点回折型眼球用レンズ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多焦点回折型眼球用レン
ズに関する。
【０００２】
【従来の技術】視力障害を補正するのに使用される眼球
用レンズは、幾つかの形式で具体化されることができ
る。コンタクトレンズまたは手術により移植された眼球
内レンズは、おそらく最も普通のものであろう。
【０００３】他の眼球用レンズは、人工角膜とカメラ内
移植を包含する。単一の焦点距離を有する眼球用レンズ
であって、単一の一般的な距離範囲内のみにおける視力
の問題（例えば、近視または遠視）を補正することに用
いられるものは、幾つかの米国特許に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Kelmanの米国特許第
４，８２８，５５８号は、対向する内表面を有する一対
の相対的に薄いシート状の部材により形成される複合レ
ンズに指向される。それらの部材の少なくとも一つは、
内表面上の保護されたフレネルレンズを包含する。それ
らの内表面は、封鎖され、該部材の屈折率とは異なる屈
折率を有する、ガスを収容する、液体のない空間を形成
する。該フレネルレンズは、一連の同心状の環体を包含
し、希望される光学的な補正を実現するために屈曲の原
理を用いる。
【０００５】Stoyほかの米国特許第４，７３１，０７８
号は、内部層と外部層により形成される、眼球内レンズ
を開示している。
【０００６】該内部層は気体または液体が充填された空
胴により形成されることができる。その代りに、該内部
層は気体が充填されることができるフレネル状の界面を
有することができる。
【０００７】日常の活動においては、遠距離および近距
離の両方について合焦点の視力が必要とされる（例え
ば、自動車運転用および読書用）。健康な人間の眼は、
この視力範囲について必要とされる可変の焦点距離の能
力を弾力性をもつレンズの筋肉により誘起される歪みに
より、提供する。
【０００８】不運なことに、このような距離の変化に対
して視力を適合させる眼の能力は、普通には年齢につれ
て劣化する。レンズの筋肉歪みによる多焦点距離を実現
させる能力は、知られている手術により移植される代替
レンズをもつ人物については制限されているもの。幾つ
かの予め定められた焦点距離をもつ多焦点レンズは、従
って、遠距離及び近距離の両方に対する視力を補正する
必要がある場合に使用される。
【０００９】Hofmann の英国特許第１，１５４，３６０
号は、多焦点レンズを開示する。その一具体例において
は、フレネルレンズは空気が充満される空間に隣接する
内表面上形成される。
【００１０】眼球用レンズにおいて多焦点回折型帯域プ
レートを使用することも知られており、Cohen の米国特
許第４，２１０，３９１号、米国特許第４，３３８，０
０５号及び米国特許第４，３４０，２８３号に開示され
ている。これらのレンズは、光学出力を発生させるため
回折の原理を用いる。
【００１１】複数の同心円状の環状の領域は多焦点領域
に対し光を指向させる。焦点の合わない像は、焦点の合
った像に影響を及ぼすことはない。
【００１２】Higuchi の米国特許第３，６３０，２００
号は眼用挿入体を開示している。該挿入体は、眼球と瞼
との間に位置させられ、長期間にわたり眼に薬物を供給
する。該挿入体は薬物を包含する内方核心と柔軟な親水
性の外側層から形成されることができる。
【００１３】Tahan の英国特許公開第２，１７１，１０
６号は接触及び眼内レンズ用のヒドロゲルを形成する重
合物を開示している。該重合物は眼用の眼帯レンズに形
成されることができ、抗生物質の様な薬剤が該レンズに
組み込まれ眼に対して徐々にその薬剤を拡散させること
ができることが示されている。
【００１４】高性能の視力は大ていの人によって極めて
重要である。しかし、遠距離及び近距離のいずれに対し
ても補正が求められる視力障害は比較的に普通のことで
ある。したがって、改良された多焦点眼球用レンズに対
する要求は継続して存在する。この形式のレンズは正確
な視力補正を提供することができるものであらねばなら
ぬ。
【００１５】この形式のレンズはまた人間の眼の生理学
的に適合し、長期間にわたり快適であり、使用に便利で
あるべきである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、人間の眼に対
して高度の生理学的な適合性を提供し且つ、長期間にわ
たり快適に使用できると共に使用に便利な多焦点眼球用
レンズを得ようとするものである。本発明においては、
平滑な外部表面を有し、多焦点回折性の帯域プレートと
その周辺に形成された縁部を有し、該回折性帯域プレー
トは所定の屈折率により特徴づけられる材料から構成さ
れる第１のレンズ部材であって、光に対する回折機能を
遂行する回折性帯域プレートの回折格子が第１のレンズ
部材の内表面上に形成され、回折格子は、回折格子が人
体の組織および液体に接触しないレンズの内表面上に配
置されているもの、と、所定の屈折率により特徴づけら
れる材料から構成され、その周辺部には縁部が形成され
る平坦な外表面と内表面とを有する第２のレンズ部材で
あって、その縁部は該第１のレンズ部材の縁部と固定的
に接合される第２のレンズ部材と、該第１と第２のレン
ズ部材の内表面により該帯域プレートに隣接して形成さ
れ、且つ該帯域プレートの屈折率とは異なる屈折率を有
することにより特徴づけられる空胴とを包含することを
特徴とする多焦点回折型眼球用レンズ、および、縁部を
有する内表面と、該内表面上に設けた多焦点回折性帯域
プレートとを有し、該回折性帯域プレートは所定の屈折
率により特徴づけられる材料から構成されている第１の
未仕上げ状態のレンズ部材であって、光に対する回折機
能を遂行する回折性帯域プレートの回折格子が第１のレ
ンズ部材の内表面上に形成され、回折格子は、回折格子
が人体の組織および液体に接触しないレンズの内表面上
に配置されているもの、と、縁部を有する内表面を有
し、該縁部が該第１のレンズ部材の縁部と固定的に接合
される第２の未仕上げ状態のレンズ部材と、帯域プレー
トに隣接する第１と第２のレンズ部材の内表面により規
定され該帯域プレートの屈折率とは異なる屈折率により
特徴づけられる空胴とを包含することを特徴とする多焦
点回折型眼球用レンズの前駆体の集合体が設けられたレ
ンズ、が提供される。
【００１７】本発明において、多焦点眼球用レンズは第
１と第２のレンズ部材を含み、各部材は平滑な外表面と
その周辺に縁部を有する内表面を有する。
【００１８】第１のレンズ部材の内表面に設けられた多
焦点回折性の帯域プレート（ゾーンプレート）は屈折率
によって特徴づけられる。両レンズ部材の縁部は互いに
固定的に接合させられ該内表面により回折性帯域プレー
トに隣接する空胴を形成している。該空胴は該回折性帯
域プレートの屈折率とは異なる屈折率を有することによ
り特徴づけられる。
【００１９】該レンズの一具体例は該レンズ部材と縁部
を接合するために超音波溶接を用いる構成を包含する。
他の態様は、該縁部は接着材を用いて接合される場合を
包含する。
【００２０】該レンズ部材の更に他の態様は、該空胴が
液体の薬剤を包含する。一方のレンズ部材に設けられた
開孔のような液体移送機構は該薬剤を該空胴と眼との間
に流動させることを可能にする。
【００２１】
【実施例】本発明による多焦点眼球用レンズの具体例を
図面を参照しつつ以下に詳細に記述される。
【００２２】本発明の第１の実施例としての眼球用レン
ズは図１及び図２に一般的に図解されている。図示され
るように、レンズ１０は第１のレンズ部材１２と第２の
レンズ部材１４とを含んでいる。両レンズ部材１２、１
４は何れも平滑な外表面ＯＳと内表面ＩＳとを有する。
レンズ部材１２、１４の内表面ＩＳは該レンズの周辺の
近傍に延びる環状の縁部Ｅで終端を形成している。
【００２３】両レンズ部材１２、１４の一つもしくは双
方の内表面ＩＳに多焦点回折性帯域プレート１６が形成
されており、レンズ部材１２に設けられている状態を図
１に示す。レンズ１０は手術で移植されるべく設計され
ていれば、触覚体（ハプティックス）１８を有すること
ができる。
【００２４】レンズ１０の本体部分の直径（例えば触覚
体１８を除く部分）は、代表的には移植しない形式にお
いては７．０から７．５mmであるが、任意の特定の応用
における要求に応じこの範囲から変動することができ
る。
【００２５】縁部Ｅは接合面として働く。図２に示され
るように、該レンズ部材１２、１４は縁部Ｅに於いて互
いに固定的に接合させられる。この目的のために接着材
２０が使用される。以下に述べる他の具体例において
は、該レンズ部材は超音波的に互いに溶接されるもので
ある。
【００２６】その他の方法として、レンズ部材１２、１
４は図示していないが、溶剤溶接、或いは加熱積層方式
等によって縁部Ｅに於いて機械的嵌合方法によって互い
に接合されているものであっても良い。いったんレンズ
部材１２と１４とが互いに接合させられると、その内表
面ＩＳは空胴または開孔２２を形成し、それを規定す
る。
【００２７】空胴２２は帯域プレート１６に隣接し、図
２に示されるように或る物質または材料２４により充填
される。その代りに、レンズ１０は空胴２２を真空状態
として形成したものであることが可能である。
【００２８】多焦点回折性帯域プレート１６は、任意の
知られているまたは従来の設計のものであることができ
る。図１及び図２に示される具体例においては、帯域プ
レート１６はレンズ部材１２の内表面ＩＳ上に物理的構
造によって形成されている。他の態様としては、回折性
帯域プレート１６は、添加物を有するレンズ部材１２の
添加物添加の部分により構成されることが可能であり、
それにより該添加物添加された領域の屈折率は変化させ
られ、該レンズ部材の他の隣接する部分及び空胴２２の
屈折率とは異なる屈折率になる。
【００２９】レンズ１０の光学出力は、帯域プレート１
６からの回折的貢献とレンズ部材１２及び／又は１４か
らの屈折的貢献の組合せにより発生させられる。
【００３０】レンズ部材１２と１４とは多くの相異なる
材料から成形されることが可能である。例えば、相対的
に不透過性の材料としてはポリメタクリル酸メチル(PMM
A)、アクリル酸シリコン及び過フルオロポリエーテルが
包含される。そのほか、シリコーン及びヒドロゲルのよ
うな親水性または含水性材料も使用されることができ
る。
【００３１】特定のヒドロゲルにはホモポリマーおよび
２−ヒドロキシエチルメタアクリレート(HEMA)、エチレ
ングリコールジメタアクリレート、ヒドロキシエトキシ
エチルメタクリレート、ヒドロキシジエトキシメタクリ
レート、およびグリセリルメタクリレートのようなアク
リレートと少なくとも側鎖に一つのヒドロキシ基を有す
るメタアクリレートエステルとの共重合体、および、メ
トキシエトキシエチルメタクリレート、メトキシジエト
キシエチルメタクリレート、メトキシエチルメタクリレ
ート、メタクリル酸、ビニルアルコール、ビニルアセテ
ート、およびＮ−ビニル−２−ピロリドンとこれに関連
するＮ−アルケニル−２−ピロリドンの重合体またはこ
の単量体から得られる共重合体を含む。
【００３２】架橋結合したヒドロゲルも使用されること
ができる。これらの形式の材料は、一般的に１．４３乃
至１．５の範囲の屈折率を有する。
【００３３】構成される多焦点回折性帯域プレート１６
の機能を発揮させるために、該中央部の空胴２２内の材
料２４または真空部分の屈折率は該帯域プレート１６が
形成されている隣接の内部表面ＩＳにおける屈折率とは
異なることが必要である。両屈折率の間の差が相対的に
大であると（例えば、０．１より大である場合）帯域プ
レート１６の表面構造の物理的寸法は比較的小である
（例えば、該帯域プレートの頂部対谷部間の寸法は２μ
ｍ）。このことは該帯域プレートが形成されるレンズ部
材の全体寸法的な厚さを減少させるが、該帯域プレート
に要求される許容範囲を与えることを一層困難にする。
【００３４】両屈折率の間の差が例えば、０．０４ない
し０．０７の範囲のように小であると、頂部対谷部の寸
法が７μｍの範囲にある表面構造のものが用いられるこ
とができる。このような、より大きい表面構造のものは
要求される寸法的許容誤差に対してより容易に製造する
事が出来る。
【００３５】空胴２２は、固体又は液体物質２４で充填
されることができる。紫外線または「空気」硬化型の重
合物が該固定材料２４として使用されうる。実例には、
例えば、３Ｍ社の製品であるアシルアミドアミドシロキ
サン（ACMAS)及びメタアシルアミドアミドシロキサン(M
ACMAS)またはダウコーニング社の製品であるSylgard １
８２及びSilatic Ｑ−７４８５Ａ／Ｂ等が含まれる。
【００３６】空気のような気体、または食塩水のような
生物学的に良質の液体も又使用出来る。適切に選択され
た特性を有する食塩水は、人間の眼の中の液体と同じ屈
折率を有し、人間の眼に適合することから好適な材料で
ある。
【００３７】該空胴２２は該レンズ１０に接触する眼の
部分を治療するための薬剤で充填されることができる。
この形式の応用として、レンズ１０は該薬剤が該空胴２
２と眼との間を移行するための液体移送機構を包含せね
ばならぬ。
【００３８】本発明の具体例によれば、該空胴２２は眼
内圧力を減少させるために液状の抗生物質または薬剤が
充填されている。レンズ部材１４を通して設けられた開
孔２６が該空胴２２から眼に対して該液状体の移送を制
御するために用いられている。該液体の交換の速度は穴
部２６の寸法によって制御されることができる。
【００３９】他の態様としては、該空胴からの液体の移
送は、該レンズ部材１２と１４とが親水性の材料で構成
されていると、該空胴２２から発生することになる。空
胴２２内に於ける液体状材料２４の屈折率は、該帯域プ
レート１６の最適の機能を発揮させるために該液体の移
送の間、一定に維持されている事が望ましい。
【００４０】このことは、空胴２２を初期に液体で充填
することにより達成されることができ、該液体は後に空
胴から流出する液体を置換する眼液の流体の屈折率に近
い屈折率を有する。
【００４１】レンズ部材１２と１４は例えば複製方法
（例えば、射出成形方式）により直接に製造されること
ができる。その代りに、レンズ部材１２と１４はレンズ
素材から機械加工またはその他の方法により形成される
ことができる。両レンズ部材１２と１４は、具体例に示
されている様に、凸状の外部表面ＯＳを有するが、レン
ズ部材から期待される屈折光学的貢献に基づいて該レン
ズ部材の一方または双方が凹面状または平坦面を有する
ことも可能である。
【００４２】同様に、内部表面ＩＳは、平坦面または凸
状であることが可能である。
【００４３】縁部Ｅは、レンズ部材の外部表面ＯＳが希
望される形状に形成される前または後に相互に嵌合され
ることができる。レンズ部材１２と１４が相互に嵌合さ
れた後に、前記の流体材料２４が空胴２２内へ注入され
ることができる。その代りに、該レンズ部材１２と１４
が接合される間に空胴２２が液体または固体の材料２４
により充填状態に維持されることができる。１０に示さ
れるようなレンズの製造用の超音波溶接技術が以下に詳
細に記述される。
【００４４】１０に示されるようなレンズは、従来の同
種のレンズに比べて著しい利点を有している。回折性帯
域プレート１６はレンズ１０の内面に存在し、レンズの
外部表面ＯＳには存在しないから、人間の眼の一部露出
される場合には、この形式の構造上に堆積する傾向のあ
る無機材料、蛋白質の沈着物またはその他の細片に関連
する普通の問題の支配を受けない。
【００４５】隔膜細胞に対する浸食または摩擦による傷
の発生が防止させる。空胴２２内の薬物２４を眼または
眼の空胴へ転送することは、もしそうでないと医者又は
患者により実行されねばならぬ過程を不要にする便利な
方法である。したがって上記の構造は外科的処置に引続
く治癒を容易にし、眼に関連する疾病その他の複雑問題
を回避することを助ける。
【００４６】本発明の他の実施例としての、眼球用レン
ズ３０が、図３及び図４を参照しつつ記述される。上記
の眼球用レンズ１０のように、レンズ３０は外表面ＯＳ
と内表面ＩＳとを有する第１と第２のレンズ部材３２と
３４を含んでいる。レンズ部材３２の内部表面ＩＳは多
焦点回折性帯域プレート３６を含む。
【００４７】レンズ部材３２と３４の環状の縁部Ｅは互
いに接合され帯域プレート３６に隣接した空胴４２を形
成している。空胴４２には物質４４が注入されている
か、または物質４４で充填されている。縁部Ｅと縁部Ｅ
が相互に接合される方法を除いては、眼球用レンズ３０
の他の部材と特性は上記したレンズ１０の対応する部材
を同一である。
【００４８】レンズ部材３２と３４の環状の縁部Ｅは、
超音波エネルギに露出することにより相互に溶接される
べく構成されている。
【００４９】この溶接工程を容易にするため、レンズ部
材の一つの縁部Ｅは（例えば、図３及び図４にしめされ
るレンズ部材３４）突起５０とテーパーのあるエネルギ
指向体５２を含む。突起５０は図示する具体例において
は、環状であり、縁部Ｅの周辺に形成されている。
【００５０】突起５０は縁部Ｅに隣接した位置におい
て、他のレンズ部材３２内に挿入されるように形成され
ており、該２つのレンズ部材を一体化する場合の案内と
して機能する。環状のエネルギ指向体５２はレンズ部材
３４の周辺で且つ縁部Ｅから突出しレンズ部材３２の隣
接する縁部Ｅとなるように位置させられる。
【００５１】図示の具体例において、エネルギ指向体５
２は、断面が三角形状である。エネルギ指向体５２の底
部と側壁とのなす角度は一具体例においては約６０°で
あるがその角度は変更することができる（例えば４５乃
至７０°）。該エネルギ指向体５２の高さと幅も又変更
可能である。
【００５２】該高さは０．００５インチないし０．００
９インチ（０．１２７mmから０．２２９mm）の範囲で幅
が０．００５ないし０．０１５インチ（０．１２７mmな
いし０．３８１mm）の範囲にあるものが良好に作動す
る。エネルギ指向体５２は、２つのレンズ部材の間に良
質な接合の形成を促進する為にエネルギ指向体５２がレ
ンズ部材３２と接触する地点に、超音波エネルギを導く
ものである。
【００５３】突起５０の外側縁部５１とレンズ部材３２
の隣接する表面５３の間の空隙は、超音波溶接作動の
間、エネルギ指向体５２からの溶融材料を受け、該材料
が該空胴４２内に流入することを阻止するフラシュトラ
ップとして働く。この空隙はレンズ部材３２および３４
のいずれかを変形させることなしに該突起５０がレンズ
部材３２内に嵌合することを可能にし、溶融材料がエネ
ルギ指向体５２から空隙に流れ込み該空隙を封止するに
充分な幅を有することが必要である。ギャップが大きす
ぎると、ギャップは溶融材料で充満されず、観察可能な
ものである可能性がある。０．００５インチないし０．
００７インチ（０．１２７mmないし０．１７８mm）の範
囲のギャップが良好に作動する事が判明している。
【００５４】図４に示されるように、一つまたはそれよ
り多い横断方向に方向づけられたスロット５４は（一つ
だけが図示される）エネルギ指向体５２を横切って延び
ている。
【００５５】スロット５４はレンズ１０の開孔２６と同
じ機能を発揮するに適合させられることができ、該機能
はレンズの空胴４２と眼または眼球孔部（図示せず）の
間での液体物質４４の転送を容易にするものである。ス
ロット５４は又空胴４２内に充填されたＡＣＭＡＳのよ
うな粘性のある材料が溶接の間に該空胴の端部に対し膨
張した場合に空気排気用の通気孔として機能する。
【００５６】眼球用レンズ３０は上記したレンズ１０の
利点と全て同じ利点を有している。かかる効果に加え
て、超音波接合はレンズ部材３２と３４の光学的歪みを
防止する効果がある。
【００５７】本発明による前駆体集合体６０はその概略
が図５に示されている。集合体６０は未仕上げレンズ部
材６２と６４を含んでいる。図示の具体例においては、
レンズ部材６２の内部表面ＩＳは概して凹状である。レ
ンズ部材６４の内部表面ＩＳは平坦であり、該平坦面は
レンズ要素６２の内部へ延びる円筒状の突起７０の表面
に形成されている。
【００５８】多焦点回折性帯域プレート６６がレンズ部
材６２の内部表面ＩＳ上に形成されている。レンズ部材
６４の環状の接合端部Ｅは、レンズ部材６２の縁部Ｅと
接合するエネルギ指向体またはテーパーのある縁部７２
を含んでいる。縁部７２は図３及び図４で既に説明した
レンズ３０のエネルギ指向体５２と同一で有っても良
い。
【００５９】いったん、レンズ部材６２と６４がその縁
部Ｅ同士で互いに接合されると、該レンズ部材の外表面
ＯＳは、それを使用する患者の仕様書に対し、研磨また
は他の知られている加工工程により仕上げされる。図１
において１８として示されるような鞏膜レンズ状の物体
はレンズ部材６２および６４から機械加工により形成さ
れる。
【００６０】レンズ前駆体（プリカーサ）の重合体６０
内の空胴７４は、レンズ１０及び３０を参照して上記に
述べたような形式の物質で上述の方法で（図示せず）充
填される。レンズ部材６２と６４は、レンズ１０につい
て説明されると同様な接着材または他の溶接技術を使用
して相互に接合される。レンズ１０と３０の利点を有す
ることに加えて、６０に示す様な該前駆体の集合体は倉
庫に保管することができ、必要に応じ要求される仕様書
に対し機械加工されることができる。
【００６１】他の前駆体の集合体は参照数字６０’によ
り指定され、図６に示されている。レンズ集合体６０’
は超音波溶接技術を使用して組立体に形成される。エネ
ルギ指向体７１を除いては、該レンズ集合体６０’の他
のすべての特徴は図５において参照されるレンズ集合体
６０の対応する特徴と同一であることができ、対応する
しかしプライム（例えば’）を付された参照数字で指定
される。
【００６２】環状のエネルギ指向体７１はレンズ部材６
４’の縁部Ｅの周辺に延びており、レンズ部材６２’の
縁部Ｅと接合するように形成された延長された幅をもつ
平坦な上部端面を有する。
【００６３】図示される具体例においては、エネルギ指
向体７１は断面形状が矩形であり、その上端部表面は平
坦である。エネルギ指向体７１の高さは、０．１２１７
mmと０．２２９mmの間で変化することができ、一方その
幅は０．１２７mmと０．３８１mmの間で変化することが
できる。６２’および６４’のようなヒドロゲル材料か
ら製造され、エネルギ指向体７１を含んでいる眼球用レ
ンズ部材は以下に説明されるような超音波接合技術を使
用し相互に確実に溶接される。
【００６４】レンズ１２と３０の個々のレンズ部材及び
前駆体集合体６０と６０’は図７に示されるように、超
音波溶接８０と固定部８２を使用して確実に且つ効果的
に接合されるものである。
【００６５】単に説明のためにのみ、図７において、レ
ンズ集合体６０’が示される。固定部８２は、１つまた
はそれより多い壁８６により形成される井戸部８４を包
含する。井戸部８４はレンズ集合体６０を堅固に設置す
るような寸法を有し、レンズ組立体は実質的な変形なし
に井戸部内に挿入され、井戸部から除去されることが可
能になっている。
【００６６】個々のレンズ部材（例えば６２、６４、お
よび６２’、６４’）は、以下に記述される工程を用い
て溶接される前に、良く洗浄され、細片のないようにさ
れねばならぬ。
【００６７】１つの具体例においては、超音波溶接器８
０はBranson のモデル４ＥＡの溶接器である。この溶接
器８０は空気シリンダ９２により基台９０に対し移動可
能に装着されたブースタ８８を包含する。ブースタ８８
により発生する超音波エネルギは、ホーン９４によりレ
ンズ組立体６０に結合される。
【００６８】ホーン９４を通してレンズ集合体６０に印
加される圧力は空気シリンダ９２により制御される。空
気シリンダ９２は該レンズ部材６２’と６４’の高品質
の接合を可能にするに充分な圧力を作用させることがで
きるものであらねばならぬ。他方において、過大な圧力
は過剰な溶接をもたらし接合を破壊する結果をもたらす
可能性がある。
【００６９】１．００ないし１．２５インチ（２５．４
mmないし３１．７５mm）のシリンダ９２から得られる圧
力設定は、良好に作動することが判明している。４０Ｋ
Ｈｚの周波数に於いて超音波エネルギを発生する銀製の
ブースタ８８は、ＰＭＭＡとヒドロゲルから形成された
ものを含むレンズ部材６２’と６４’を溶接するために
は好適である。
【００７０】溶接されるレンズ部材（例えば、レンズ部
材６４’のエネルギ指向体７１）のエネルギ指向体の直
径より大きいか等しい直径を有するホーン９４は、最も
強力な最も良好な品質の接合を実現させることが判明し
ている。２．５mmの厚さを有し空気が充填される空胴７
４を有する、ＰＭＭＡで構成されたレンズ部材６２と６
４を超音波手段にて溶接するための超音波溶接器８０と
固定部８２を用いる好適な方法が以下に記述される。
【００７１】ＰＭＭＡで構成されるレンズ部材６２と６
４のエネルギ指向体７2 は好ましくは三角形の断面を有
し、０．００５インチ（０．１２７mm）の高さを有す
る。凹陥部８４の内部に固定され、４５分間、１００な
いし１２０°Ｆ（３７．８ないし４８．９℃）の温度に
おいて予備加熱された後、ホーン９４は５０ないし７５
ＰＳＩＧ（３４４．９ないし５１７ＫＮ／m2) の範囲
の圧力で該レンズ部材６４と物理的に接触させられる。
【００７２】１つの好ましい具体例において使用される
圧力は６０ ＰＳＩＧ（４１３．７ＫＮ／m2) 。次いで
ブースタ８８は、ホーン９４に隣接するブースタの終端
において監視されるエネルギが１４０ないし１５０ジュ
ールのピーク値に到達する溶接期間の間励起される。
【００７３】０．１８ないし０．３０秒の範囲、特に好
ましくは０．２０秒の溶接時間が良好に作動することが
判明している。この溶接時間の終了に続いて０．２５な
いし０．４０秒の範囲、好ましくは０．３０秒の保持期
間の間、超音波溶接器は依然として強制的に該レンズ組
立体６０と接触させられている。
【００７４】これら工程はＰＭＭＡレンズ部材６２と６
４の間に於いて高度の品質を有数接合部を形成するもの
であることが判明している。この形成の接合部は、存在
すれば、５０倍の顕微鏡で辛うじて可視であり、破壊に
は少なくとも１０ポンドまたは４４．５ニュートンの力
（例えば、Instron のレオメータで測定される値）を要
するものである。
【００７５】ＰＭＭＡレンズ部材６２と６４を溶接して
食塩水が充填された空胴７４を有するレンズ集合体６０
を形成させるとき、空気またはその他の気体の量を低減
させるよう気体除去された食塩水を用いることが有利で
あり、該空気またはその他のガスはそうでないと空胴内
に捕捉される可能性がある。食塩水が充填された空胴７
４を有するＰＭＭＡレンズ部材６０に関する好ましい具
体例においては、エネルギ指向体７２は０．００８イン
チ（０．２０３mm）の高さを有する。初期の段階では、
凹陥部８４は部分的に脱気された食塩水で充填される。
【００７６】次いで下方のレンズ部材（例えばレンズ部
材６２）は、井戸部８４内に置かれ、回動させられ、該
レンズの表面に捕捉されているガスが逃げることを可能
にする。井戸部８４に追加の食塩水が供給された後、上
方のレンズ部材（例えば、６４）は、空気が空胴７４内
に捕捉されることを防止する態様で下方のレンズ部材６
２の頂面上に位置させられる。
【００７７】該上部レンズ部材６４はあらゆる空気やガ
スを排出するために旋回するように動かされる。該食塩
水が充填された空胴７４を有しているレンズ集合体６０
と共に使用される該レンズ部材６４は好ましくは高さが
０．００８インチ（０．２０３mm ）であるエネルギ指
向体を有するものである。
【００７８】好ましい溶接を実行するために、レンズ部
材６２と６４は９０°Ｆと１００°Ｆの間（３２，２℃
と３７．８℃の間）の温度で約１時間の予備加熱を行
い、且つ溶接中は約１００ ＰＳＩＧ（６８９．５ＫＮ
／m2）の加圧力を受けるものである必要がある。かかつ
圧力は９０ないし１１５ ＰＳＩＧ（６２０．６ないし
７９２．９ＫＮ／m2）の範囲のものであっても良好な結
果が得られる。
【００７９】溶接時間は約０．２５から０．３５秒の範
囲である事が良好な結果を得るものであり、特に０．３
０秒が好ましい。溶接期間中、ブースタ８０で監視され
るピークエネルギは１８０乃至２２０ジュールのレベル
である必要がある。該溶接期間に続いてレンズ集合体６
０は約０．３０ないし０．４０秒の範囲、特に好ましく
は０．３５秒の固定期間中、所定の加圧状態に維持せし
められるべきである。
【００８０】６０で示される食塩水で充填された空胴７
４を有し、上記した条件により製造されるＰＭＭＡレン
ズ集合体は、そのレンズ部材６２と６４との間において
高品質の接合部を有するものであることが判明した。Ｐ
ＭＭＡレンズ部材６２と６４を超音波的に溶接してＡＣ
ＭＡＳとかＭＡＣＭＡＳのような不活性材料が充填され
た空胴７４を有するレンズ集合体６０を構成する好適な
方法は、井戸部８４内に両レンズ要素を配置させる前に
約４５分間、レンズ部材を１００ないし１２０°Ｆ（３
７．７ないし４８．９℃）の温度で予備加熱する工程を
含む。
【００８１】ＡＣＭＡＳとかＭＡＣＭＡＳのような不活
性材料は比較的に粘性であり、その使用前に脱気してお
くとこが必要である。
【００８２】レンズ部材６２が井戸部８４内に配置させ
られるとシリンジによって充分な量の該不活性材料が該
レンズ部材の内部表面ＩＳ上に置かれる。次いで、レン
ズ部材６４が、該不活性材料が井戸部７４内全体にわた
り拡散されるような方法でレンズ部材６２の上に重ねら
れる。レンズ部材６２の内部表面ＩＳ上に供給される該
不活性材料の量は井戸部７４を完全に充填されるに充分
な量であることが好ましい。
【００８３】高さが０．００７ないし０．００９インチ
（０．１７８ないし０．２２９mm) であるエネルギ指向
体は、かりに過剰の不活性材料がレンズ部材上に供給さ
れ、それがエネルギ指向体を越えて拡散されたとして
も、良好な接合部を提供することが可能である。
【００８４】上記の工程に続いて、圧力設定を６５ない
し７５ ＰＳＩＧ（４４８．２ないし５１７．１ＫＮ／
m2）、溶接時間を約０．２０から０．２７秒の範囲で、
又ピークエネルギーは１００ないし１１５ジュールのレ
ベルで、更に固定期間が約０．２０ないし０．２７秒の
範囲の条件で加工することにより、レンズ部材６２と６
４との間に形成される接合部を高品質のものとすること
ができる。
【００８５】更に好ましい接合条件を達成するために
は、圧力設定を７０ ＰＳＩＧ（４８２．６Ｎ／m2）、
溶接時間を約０．２３秒、又ピークエネルギは１１０ジ
ュールのレベルで、固定期間が約０．３０秒の範囲の条
件で加工するものである。
【００８６】驚くべきことには、ヒドロゲルから構成さ
れたレンズ部材６２’と６４’で平衡含水率が２５．０
％以上であるものは、図７に示される形式の溶接器８０
と固定部８２を用いて接合することができることが判明
した。Bausch & Lomb および Hytron から商業的に利用
可能なＨＥＭＡヒドロゲルであって平衡含水率が３８．
５％のものから製造されるレンズ部材６２’および６
４’は、この設備を用いて接合された。おそらくさらに
驚くべきことには、平衡含水率が５５％以上であるもの
から構成されたレンズ部材６２’と６４’もこの装置を
用いて接合できる。例えば、Tahan の英国特許第２，１
７１，１０６号に示されているヒドロゲルで平衡含水率
が６１．０％のものから構成されたレンズ部材６２’と
６４’はこの装置を用いて確実に接合された。
【００８７】好適な手段は、２．０mmの厚みを有し、少
なくとも一方のレンズ要素に一般的には矩形の断面を有
するエネルギ指向体７１が形成されたヒドロゲルから構
成されたレンズ部材６２’と６４’を使用することを必
然的にともなう。
【００８８】エネルギ指向体７１は高さが０．００５な
いし０．００７インチ（０．１２７ないし０．１７８m
m) であり又その幅は０．００５ないし０．０１５イン
チ（０．１２７ないし０．３８１mm) であることができ
る。ヒドロゲルから構成されたレンズ部材６２と６４は
室温（例えば６５°Ｆないし８０°Ｆまたは１８．３°
Ｃないし２６．７°Ｃ）の井戸部８４内に配置される。
【００８９】エアシリンダ９２がブースタ８８とホーン
９４を介して該レンズ部材６４’に８ないし１０ ＰＳ
ＩＧ（５５．１ないし６８．９Ｎ／m2）圧力を印加す
る。該レンズ部材６２’と６４’の間における高品質の
接合部は、ピークエネルギーが１０乃至２５ジュールの
レベルを得る為に溶接時間を０．１５ないし０．２２秒
としその後に固定期間を０．１５ないし０．２５秒を採
用することにより得ることが可能になる。
【００９０】好ましい接合条件は、溶接時間を０．１７
秒とし固定期間を０．２０秒とすることにより得ること
ができる。
【００９１】以上において本発明が好適な実施例を参照
して記述されてきたが、当業者は本発明の精神と範囲を
逸脱せずに形式および詳細の変更をなし得ることを認識
するであろう。例示すると、本発明に係る眼球用レンズ
はコンタクトレンズ、眼内レンズ、人工隔膜及びカメラ
内移植体として具体化されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による眼球用レンズの第１の具体
例を示す分解図である。
【図２】図２は図１に示されるレンズの断面図である。
【図３】図３は本発明による眼球用レンズの第２の具体
例を示す断面図である。
【図４】図４は図３に示されるレンズの縁部の一部の詳
細図である。
【図５】図５は本発明による前駆体レンズの組立と、そ
れから図３に示されるレンズが成形される状況を示す図
である。
【図６】図６は本発明による前駆体レンズの集合体に関
する他の具体例を示す図である。
【図７】図７は図５及び図６に示される前駆体レンズ集
合体を超音波的に組立てるために使用される固着部およ
び超音波溶接器を示す図である。
【符号の説明】
１０…眼球用レンズ １２…第１のレンズ部材 １４…第２のレンズ部材 １６…多焦点回折性帯域プレート １８…触覚体 ２０…接着材 ２２…空胴 ２４…充填材 ２６…開孔 ５０…突起 ５２…エネルギ指向体 ６０’…レンズ集合体 ６２’、６４’…レンズ部材 ８０…超音波溶接器 ８２…固定部 ８４…井戸部 ８８…ブースタ ９２…エアシリンダ ９４…ホーン
フロントページの続き (72)発明者 ケント ダグラス トンプソン アメリカ合衆国，ミネソタ 55144− 1000，セント ポール，スリーエム セ ンター（番地なし) (72)発明者 ポール トーマス イン アメリカ合衆国，ミネソタ 55144− 1000，セント ポール，スリーエム セ ンター（番地なし) (56)参考文献 特開 平２−11134（ＪＰ，Ａ) 米国特許4828558（ＵＳ，Ａ) 米国特許4731078（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02C 7/04 A61F 2/16 G02C 7/06

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平滑な外部表面を有し、多焦点回折性の
    帯域プレートとその周辺に形成された縁部を有し、該回
    折性帯域プレートは所定の屈折率により特徴づけられる
    材料から構成される第１のレンズ部材であって、光に対
    する回折機能を遂行する回折性帯域プレートの回折格子
    が第１のレンズ部材の内表面上に形成され、回折格子
    は、回折格子が人体の組織および液体に接触しないレン
    ズの内表面上に配置されているもの、と、所定の屈折率
    により特徴づけられる材料から構成され、その周辺部に
    は縁部が形成される平坦な外表面と内表面とを有する第
    ２のレンズ部材であって、その縁部は該第１のレンズ部
    材の縁部と固定的に接合される第２のレンズ部材と、該
    第１と第２のレンズ部材の内表面により該帯域プレート
    に隣接して形成され、且つ該帯域プレートの屈折率とは
    異なる屈折率を有することにより特徴づけられる空胴と
    を包含することを特徴とする多焦点回折型眼球用レン
    ズ。
  2. 【請求項２】 縁部を有する内表面と、該内表面上に設
    けた多焦点回折性帯域プレートとを有し、該回折性帯域
    プレートは所定の屈折率により特徴づけられる材料から
    構成されている第１の未仕上げ状態のレンズ部材であっ
    て、光に対する回折機能を遂行する回折性帯域プレート
    の回折格子が第１のレンズ部材の内表面上に形成され、
    回折格子は、回折格子が人体の組織および液体に接触し
    ないレンズの内表面上に配置されているもの、と、縁部
    を有する内表面を有し、該縁部が該第１のレンズ部材の
    縁部と固定的に接合される第２の未仕上げ状態のレンズ
    部材と、帯域プレートに隣接する第１と第２のレンズ部
    材の内表面により規定され該帯域プレートの屈折率とは
    異なる屈折率により特徴づけられる空胴とを包含するこ
    とを特徴とする多焦点回折型眼球用レンズの前駆体の集
    合体が設けられたレンズ。
  3. 【請求項３】 該第１と第２のレンズ部材の縁部が溶接
    接合されている、請求項１乃至２記載のレンズ。
  4. 【請求項４】 該第１と第２のレンズ部材の縁部が超音
    波溶接で接合されている、請求項３記載のレンズ。
  5. 【請求項５】 該第１と第２のレンズ部材の何れかの縁
    部は他のレンズ部材の縁部に接触しているエネルギ指向
    体を包含する、請求項４記載のレンズ。
  6. 【請求項６】 該第１と第２のレンズ部材の少なくとも
    １つは他のレンズ部材内へ延びる案内用突起を包含す
    る、請求項４記載のレンズ。
  7. 【請求項７】 該第１と第２のレンズ部材の縁部を接合
    する接着材を包含する、請求項１または２記載レンズ。
  8. 【請求項８】 該空胴内に材料を包含し、該材料は該帯
    域プレートの屈折率とは異なる屈折率を有する、請求項
    １または２記載レンズ。
  9. 【請求項９】 該空胴内に流体の材料を包含する、請求
    項８記載のレンズ。
  10. 【請求項１０】 該空胴内に空気を包含する、請求項９
    記載のレンズ。
  11. 【請求項１１】 該空胴内に液体の材料を包含する、請
    求項９記載のレンズ。
  12. 【請求項１２】 流体輸送用の機構をさらに包含し、該
    流体が該空胴とレンズの外表面の間を輸送することが可
    能にされる、請求項１１記載のレンズ。
  13. 【請求項１３】 該流体移動の機構は第１と第２のレン
    ズ部材の少なくとも１つを貫通する開孔を包含する、請
    求項１２記載のレンズ。
  14. 【請求項１４】 該第１と第２のレンズ部材の少なくと
    も１つは流体輸送の機構として働く親水性の材料から形
    成される、請求項１２記載のレンズ。
  15. 【請求項１５】 該空胴内に液体の薬剤を包含される、
    請求項１２記載のレンズ。
  16. 【請求項１６】 該空胴内に固体の材料を包含する、請
    求項８記載のレンズ。
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