JP4353700B2 - 眼用レンズ - Google Patents
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Description
i)所定の屈折力(refractive power)と所定の量の少なくとも1つの単色収差とを有する屈折性の非球面眼用レンズを備えたモデル眼を選択するステップと、
ii)様々な波長での前記モデル眼の能力を推定して、モデル眼の色収差を決定するステップと、
iii)モデル眼の前記色収差について理想的な補償にすべき波長によって能力がどのように変化するかに関する、補正関数を推定するステップと、
iv)前記補正関数を適切に近似する、波長によって能力がどのように変化するかに関する一次関数を求めるステップと、
v)この一次関数に対応する回折プロファイルの仮輪帯幅を計算し、さらにこの回折プロファイルの回折力を計算するステップと、
vi)回折プロファイルについて計算された能力の量の分だけ、屈折眼用レンズの屈折力を減少させるステップと、
vii)ステップiii)の新しい補正関数を推定し、ステップiv)の新しい一次関数を求め、この新しい一次関数に対応する新しい回折プロファイルについて新しい仮輪帯幅および新しい回折力を計算するステップと、
viii)屈折眼用レンズと回折プロファイルとを含む、モデル眼で屈折眼用レンズを置き換えるようになされたハイブリッドレンズの総合能力が所定の能力に等しくなるように、屈折眼用レンズの屈折力を調節するステップと、
ix)ハイブリッド眼用レンズの屈折部分と回折部分との適切な組合せが、モデル眼に所定の能力を与え、色収差を適切に減少させることがわかるまで、ステップvii)〜viii)を繰り返すステップとを含む。
角膜および屈折眼内レンズ(IOL)は、収斂性(positive)の色収差を有しており、これは、波長が長くなるほど焦点距離が増加することを意味する。回折プロファイルは、発散性(negative)の色収差を有する。プロファイルは、いくつかの輪(輪帯)から成る。第1次の回折に作用する回折レンズの場合、レンズの能力は、次式で定義することができる。
実施例のレンズは、シリコン材料製である。その形状は、両等凸形である。レンズの前面は、非球面の屈折レンズを含んでおり、その上に回折プロファイルが重ねられている。回折プロファイルは、レンズの能力の41%(8.25D)を担い、非球面屈折レンズが残りの59%(11.75D)を担っている。第1輪帯の幅は、0.365mmであり、6.0mmのIOL光学系を完全に埋めるには67個の輪が必要である。レンズの周辺部では、回折輪の間隔は、22ミクロンである。
離散した4つの波長を使用して、屈折/回折IOLを含むモデル眼を評価した。焦点は、50サイクル/mmで多色MTF(変調伝達関数)が最大値となる点として定義される。多色MTFは、使用した4つの波長での4つのMTFの重量測定平均値(weighed average)によって決定される。明所視光条件下で眼の標準輝度を使用して、波長に重みを加えた。これは、様々な波長についての網膜の相対感度を表している。異なる4つの波長についての実際の後側焦点距離(ABFL:actual back focal length)は、縦方向の色収差の量の定義からも、焦点を合わせている色の差異の存在を示している。差異を最大にするために、計算は、5.0mm孔で実施する。表3に示す数値から、回折限界性能に近いことが示されているので、既に球面収差が事実上なくなっているものと結論することができる。IOLは、色収差について最適化されているが、既に理論上予想されるように、依然として残っているものもある。
例えば製造上の理由から、輪の数がより少なく、したがって輪の間の距離もより大きいレンズが好ましい場合、回折プロファイルについて異なるステップ高さを使用することができる。市販の回折レンズである、ファルマシア(Pharmacia)製のCeeOn(商標)811Eは、回折部分4D、輪帯幅0.5mmで、32個の環を有する。
実施例1のように、回折プロファイルは、レンズの能力の41%(8.25D)を担い、非球面屈折レンズが残りの59%(11.75D)を担っている。
実施例1と同じ波長を使用し、回折レンズの効率変化を無視すると、50c/mmでの多色変調が0.81(限界=0.90)になり、これは実施例1のレンズと同様である。さらに回折レンズの第1次および第3次も計算に含め、それらの対応する効率を考慮すると、50c/mmでの多色変調が0.79になる。
Claims (41)
- 眼用レンズの一表面上に形成された回折部分を含む眼用レンズであって、眼の少なくとも1つの光学部分によって誘発された少なくとも1つのタイプの単色収差について、通過波面を少なくとも部分的に補償するように構成された眼用レンズの少なくとも1つの表面を含む屈折部分をさらに含んでおり、前記回折部分が、眼の少なくとも1つの光学部分によって誘発された色収差について通過波面を少なくとも部分的に補償でき、前記屈折部分と回折部分とが相まってレンズに必要な屈折力に寄与するように構成され、前記レンズが、個々の患者の眼で測定された単色収差および色収差の値を少なくとも部分的に補償するように設計されていることを特徴とする眼用レンズ。
- 眼用レンズの一表面上に形成された回折部分を含む眼用レンズであって、眼の少なくとも1つの光学部分によって誘発された少なくとも1つのタイプの単色収差について、通過波面を少なくとも部分的に補償するように構成された眼用レンズの少なくとも1つの表面を含む屈折部分をさらに含んでおり、前記回折部分が、眼の少なくとも1つの光学部分によって誘発された色収差について通過波面を少なくとも部分的に補償でき、前記屈折部分と回折部分とが相まってレンズに必要な屈折力に寄与するように構成され、前記レンズが、ある群の人の測定結果によって決定される単色収差および/または色収差の平均値について少なくとも部分的に補償するように設計されていることを特徴とする眼用レンズ。
- 前記回折部分が、また、レンズの屈折部分によって誘発された色収差について通過波面を少なくとも部分的に補償できる請求項1または2に記載の眼用レンズ。
- 前記屈折部分が、また、レンズの回折部分によって誘発された少なくとも1つのタイプの単色収差について通過波面を少なくとも部分的に補償できる請求項1から3のいずれか一項に記載の眼用レンズ。
- 前記屈折部分が、眼の少なくとも1つの光学部分と、さらに前記レンズの回折部分とによって誘発された球面収差について、通過波面を少なくとも部分的に補償するように構成された少なくとも1つの表面を含む請求項1から4のいずれか一項に記載の眼用レンズ。
- 前記屈折部分が、眼の少なくとも1つの光学部分と、さらに前記レンズの回折部分とによって誘発された球面収差について、通過波面を少なくとも部分的に補償する非球面を含む請求項1から5のいずれか一項に記載の眼用レンズ。
- 前記非球面が、眼または眼用レンズの光学表面を記述するために使用される、標準化ゼルニケ(Zernike)多項式の第11項で表される球面収差を少なくとも部分的に補償できる請求項6に記載の眼用レンズ。
- 前記レンズを眼と組み合わせると、色収差の量および単色収差の量を示す多色像質が提供され、これが、MTF(50)(1ミリメートル当り50サイクルでの結像系の結像性能を示す変調伝達関数(Modulation Transfer Function))として表したときに、本発明のレンズと同一の球面収差を補償するが色収差を補償しない非球面レンズよりも少なくとも約40%高い値をとる請求項1から7のいずれか一項に記載の眼用レンズ。
- 前記回折部分が回折表面プロファイルである請求項1から8のいずれか一項に記載の眼用レンズ。
- 前記回折表面プロファイルがいくつかの同心円状の輪から成る請求項9に記載の眼用レンズ。
- 前記回折表面プロファイルのプロファイル高さが、その通過波面を補償することを目的とする設計波長の整数個に等しい請求項10に記載の眼用レンズ。
- 前記回折表面プロファイルのプロファイル高さが1つの設計波長である請求項10に記載の眼用レンズ。
- 前記前面が非球面で、その上に回折表面プロファイルが重ねられている請求項1から12のいずれか一項に記載の眼用レンズ。
- レンズの中心に最も近い位置に配置される回折表面プロファイルの第1の同心輪と、該第1の同心輪に隣接して配置される回折表面プロファイルの第2の同心輪とを分離する、前記回折表面プロファイルの第1輪帯の径方向幅が、20ジオプトリの屈折力を有する20Dのレンズで0.365mmである請求項12および13に記載の眼用レンズ。
- 前記回折表面プロファイルのプロファイル高さが2つの設計波長である請求項10に記載の眼用レンズ。
- 前記レンズの前面が非球面であり、前記レンズの後面が平らで回折表面プロファイルを有する、請求項13を除く、請求項1から15のいずれか一項に記載の眼用レンズ。
- 前記回折表面プロファイルの第1輪帯の径方向幅が20Dのレンズで0.516mmである請求項15および16に記載の眼用レンズ。
- 前記レンズの形状が両等凸形である、請求項16を除く、請求項1から17のいずれか一項に記載の眼用レンズ。
- 前記レンズの形状が平凸形である請求項1から17のいずれか一項に記載の眼用レンズ。
- 前記レンズの材料がシリコンである請求項1から19のいずれか一項に記載の眼用レンズ。
- 前記レンズの材料がPMMAまたはヒドロゲルである請求項1から20のいずれか一項に記載の眼用レンズ。
- 請求項1から21のいずれか一項に記載の眼用レンズの設計方法であって、
前記レンズの屈折部分と回折部分とが相まって、眼の少なくとも1つの光学部分によって誘発された少なくとも1つのタイプの単色収差および色収差について、通過波面を少なくとも部分的に補償するように、眼用レンズの設計装置が、前記レンズの屈折部分と回折部分とを組み合わせるステップを含んでおり、前記屈折部分および回折部分がレンズに必要な屈折力を与えるように寸法設定されている方法。 - 前記レンズの屈折部分と回折部分とが、眼の少なくとも1つの光学部分から波面にもたらされた少なくとも1つのタイプの単色収差を少なくとも部分的に補償するように、眼用レンズの設計装置が、前記レンズの屈折部分と回折部分とを組み合わせるステップをさらに含む請求項22に記載の方法。
- 前記レンズの屈折部分と回折部分とが相まって、眼の少なくとも1つの光学部分から波面にもたらされた球面収差について、通過波面を少なくとも部分的に補償するように、眼用レンズの設計装置が、前記レンズの屈折部分と回折部分とを組み合わせるステップを含む請求項22または23に記載の眼用レンズの設計方法。
- 前記レンズの屈折部分と回折部分とが相まって、眼の少なくとも1つの光学部分から波面にもたらされた色収差について、通過波面を少なくとも部分的に補償するように、眼用レンズの設計装置が、前記レンズの屈折部分と回折部分とを組み合わせるステップを含む請求項22から24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レンズの屈折部分と回折部分とが相まって、一般的な人の眼または特定の群の人の眼の平均色収差について、通過波面を少なくとも部分的に補償するように、眼用レンズの設計装置が、前記レンズの屈折部分と回折部分とを組み合わせるステップを含む請求項22から24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レンズの屈折部分と回折部分とが相まって、一般的な眼または特定の群の人の眼の平均単色収差について、通過波面を少なくとも部分的に補償するように、眼用レンズの設計装置が、前記レンズの屈折部分と回折部分とを組み合わせるステップを含む請求項22に記載の方法。
- 前記回折部分が、前記レンズの屈折部分によって誘発された色収差について通過波面を少なくとも部分的に補償するように、眼用レンズの設計装置が、前記レンズの屈折部分と回折部分とを組み合わせるステップを含む請求項22から27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記屈折部分が、前記レンズの回折部分によって誘発された単色収差について通過波面を少なくとも部分的に補償するように、眼用レンズの設計装置が、前記レンズの屈折部分と回折部分とを組み合わせるステップを含む請求項22から28のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レンズの屈折部分と回折部分とが相まって、眼の屈折異常を少なくとも部分的に補償するように、眼用レンズの設計装置が、前記レンズの屈折部分および回折部分を寸法設定するステップを含む請求項22から29のいずれか一項に記載の方法。
- 眼の少なくとも1つの光学部分と、さらに任意で前記レンズの回折部分とによって誘発された球面収差について、通過波面を少なくとも部分的に補償する非球面を、眼用レンズの設計装置が、前記屈折部分に設けるステップを含む請求項22から30のいずれか一項に記載の方法。
- 眼または眼用レンズの光学表面を記述するために使用される、標準化ゼルニケ多項式の第11項で表される球面収差を少なくとも部分的に補償する非球面を、眼用レンズの設計装置が、前記屈折部分に設けるステップを含む請求項22から31のいずれか一項に記載の方法。
- 眼用レンズの設計装置が、前記レンズに回折表面プロファイルを与えるステップを含む請求項22から32のいずれか一項に記載の方法。
- 眼用レンズの設計装置が、前記回折表面プロファイルにいくつかの同心円状の輪を設けるステップを含む請求項33に記載の方法。
- 通過波面を補償することを目的とする設計波長の整数個に等しいプロファイル高さを、眼用レンズの設計装置が、前記回折表面プロファイルに与えるステップを含む請求項34に記載の方法。
- 眼用レンズの設計装置が、前記レンズの前面に非球面屈折レンズを設けるステップと、眼用レンズの設計装置が、その上に回折表面プロファイルを重ねるステップとを含む請求項22から35のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1から21のいずれか一項に記載の眼用レンズを眼用レンズの設計装置によって設計する方法であって、眼用レンズの設計装置が実行する以下のステップ、すなわち、
i)所定の屈折力と所定の量の少なくとも1つの単色収差とを有する屈折性の非球面眼用レンズを備えるモデル眼を選択するステップと、
ii)モデル眼の色収差を決定するように、様々な波長での前記モデル眼の屈折力を推定するステップと、
iii)前記モデル眼の前記色収差について理想的な補償にすべき波長によって屈折力がどのように変化するかに関する、補正関数を推定するステップと、
iv)前記補正関数を適切に近似する、波長によって屈折力がどのように変化するかに関する一次関数を求めるステップと、
v)この一次関数に対応する、一時的に設定される回折表面プロファイルの仮輪帯幅を計算し、さらにこの回折表面プロファイルの回折力を計算するステップと、
vi)回折表面プロファイルについて計算された回折力の量の分だけ、屈折眼用レンズの屈折力を減少させるステップと、
vii)ステップiii)の新しい補正関数を推定し、ステップiv)の新しい一次関数を求め、この新しい一次関数に対応する新しい回折表面プロファイルについて新しい仮輪帯幅および新しい回折力を計算するステップと、
viii)屈折眼用レンズと回折表面プロファイルとを含む、モデル眼で屈折眼用レンズを置き換えるようになされた、屈折異常の補正および1つの単色収差の補償を含むハイブリッドレンズの総合屈折力が所定の屈折力に等しくなるように、屈折眼用レンズの屈折力を調節するステップと、
ix)ハイブリッド眼用レンズの屈折部分と回折部分との適切な組合せが、モデル眼に所定の屈折力を与え、色収差を適切に減少させることがわかるまで、ステップvii)〜viii)を繰り返すステップとを含むことを特徴とする方法。 - 単色収差が、眼と眼用レンズとの組合せについて十分に低減されるように、眼と請求項37のハイブリッド眼用レンズとの組合せの単色収差の測定結果に従って、眼用レンズの設計装置が、最終ステップとして、眼用レンズの屈折部分を補正するステップをさらに含む請求項37に記載の方法。
- 前記屈折眼用レンズの少なくとも1つの単色収差が球面収差である請求項37または38に記載の方法。
- 使用される前記モデル眼が、Navarroらによる文献「Accommodation dependent model of the human eye with aspherics」、JOSA A、2(8)、1273〜1281(1985年)に記載される、Navarro(1985)のモデル眼である請求項37から39のいずれか一項に記載の方法。
- 前記回折表面プロファイルのプロファイル高さが設計波長の整数個に等しい請求項37から40のいずれか一項に記載の方法。
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