JP6258869B2 - 偽調節のためにアポダイズされた複合屈折回折iol - Google Patents

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Description

本開示は全般的に眼用レンズに関し、さらに詳細には偽調節のためにアポダイズされた複合屈折回折眼内レンズ(IOL)に関する。
IOLは、天然の水晶体を置換するために、白内障手術の間に眼球に埋入され得る。毛様体筋により天然水晶体の光学的パワーに変化がもたらされ、その結果、眼球から様々な距離にある対象物を閲覧するための調節が提供される。一方、多数のIOLは調節を提供しない単焦点の光学的パワーを提供する。特定の多焦点IOLは、ある程度の偽調節をもたらすために近方光学的パワーの他に遠方光学的パワーも提供する(例えば回折構造を用いることにより)。
特定の実施形態において、眼用レンズは光学部を含む。係る光学部は光軸と前面および後面を含む表面とを有する。係る表面のうちの少なくとも1つは、内側屈折領域と、光軸から離間する方向に内側屈折領域から外側に配置された屈折回折構造と、を有する。内側屈折領域は屈折作用に基づいて遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応される。屈折回折構造は1つまたは複数の回折領域および1つまたは複数の屈折領域を備える。回折領域は回折作用に基づいてマルチゾーン光学的パワーに寄与するよう適応され、屈折領域は屈折作用に基づいて遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応される。
本開示の代表的な実施形態について、ここで以下の添付の図面を参照しつつ例示としてのみ詳細に説明することとする。
IOLの前面に向かう、特定の実施形態に係る複合屈折回折眼内レンズ(IOL)の概略図である。 IOLの断面を示す、特定の実施形態に係る複合屈折回折眼内レンズ(IOL)の概略図である。 IOLの断面をより詳細に示す、特定の実施形態に係る複合屈折回折眼内レンズ(IOL)の概略図である。 内側屈折領域および屈折回折構造のプロファイルの1例を示す図である。 内側屈折領域および屈折回折構造のプロファイルの他の例を示す図である。 複合屈折回折IOLの光学部を作製する方法の1例を示す図である。
ここで説明および図面を参照して、開示される装置、システム、および方法の実施形態例を詳細に示す。係る説明および図面は網羅的であることを意図するものではなく、また別様に図面に示し且つ本明細書で開示する特定の実施形態に請求項を限定または制限することを意図するものではない。これらの図面は可能な実施形態を表すものではあるが、図面は必ずしも縮尺が一定であるとは限らず、実施形態をより良好に例示説明するために特定の特徴物が誇張、除去、または部分的に切断されることもあり得る。
図1A〜図1Cは特定の実施形態に係る複合屈折回折眼内レンズ(IOL)10を概略的に示す。図1AはIOL10の前面14に向かう図を示し、図1BはIOL10の断面を示し、図1CはIOL10の断面をより詳細に示す。
複合屈折回折IOL10は、マルチゾーン視力(multi−zone vision)を可能にする回折領域および屈折領域の混合を含む。「マルチゾーン」は次の距離の視力、すなわち近見視力、中間視力、および遠見視力(遠方視力)のいずれかの2つまたは3つを指す。近見視力は、眼球からほぼ2フィート(約61センチメートル)以下の近距離にある対象物に対する視力を指す。中間視力は、眼球からおよそ2フィート(約61センチメートル)〜20フィート(約610センチメートル)、例えば2フィート〜3フィート(約91センチメートル)の中間距離対象物に対する視力を指す。遠方視力は、眼球からほぼ20フィート(約610センチメートル)以上の遠距離対象物に対する視力を指す。「より近い視力」は近見視力および中間視力を含み得る。
IOL10の1つ領域は1つのゾーンの対象物からの光線を網膜上の焦点に合焦させることにより当該ゾーンの光学的パワーに寄与し得る。それにより当該ゾーンに対する視力が提供される。例えば、1つの領域は、近距離対象物からの光線を近焦点上に合焦させることにより近合焦光学的パワーに寄与し、それにより近見視力が提供され得、中間距離対象物からの光線を中間距離焦点に合焦させることにより中間合焦光学的パワーに寄与し、それにより中間視力が提供され得、および/または遠距離対象物からの光線を遠焦点上に合焦させることにより遠合焦光学的パワーに寄与し、それにより遠方視力が提供され得る。
IOL10は光学部を含む。光学部12は任意の好適な直径Doptを有し得る。例えばDoptは5〜7mmの範囲、例えば5.5〜6.5mmなどであり、例えばおよそ6mmであり得る。光学部12は任意の好適な生体適合性材料(例えば生体適合性ポリマー材料など)を含み得る。例としては、柔軟なアクリル樹脂材料(例えば2−フェニルエチルアクリレートおよび2−フェニルエチルメタクリレートの架橋結合されたコポリマーであるACRYSOFなど)、シリコーン、およびヒドロゲルが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるわけではない。係る材料は光学フィルタを含み得る。この光学フィルタは視力を改善し、および/または有害となり得る波長から網膜組織を保護し得る。図示しないが、IOL10は、IOL10を患者の眼球内に埋入することを支援し得る1つまたは複数の固定部材(例えばハプティック部)も含み得る。
光学部12は実質的に光軸OAを中心とする前面14および後面16を有する。前面14および後面16は任意の好適な基底プロファイルを有し得る。図示の事例では、表面14および表面16のそれぞれが凸型基底プロファイルを有する。他の実施形態では、一方または両方の表面は凹型または平坦型の基底プロファイルを有し得る。光学部12の公称光学的パワーは、光学部12を形成する材料の屈折率と組み合わせて基底プロファイルから決定されることが可能である。特定の実施形態において、公称光学的パワーは、内側屈折領域20(以下で説明する)の直径Dirより小さい直径を有する瞳孔に対しては、光学部12の単焦点屈折力であり得る。
特定の実施形態において、前面14は基底プロファイルに加えて補助プロファイルを有する。係る事例において、前面14の補助プロファイルは内側屈折領域20、屈折回折構造22、および外側屈折領域24を含む。内側屈折領域20は光軸OAを中心として配置され、内側屈折領域20の直径Dirは、例えば0.8〜1mmの範囲または0.90〜1.0mmの範囲のいずれかに含まれる値などの任意の好適な値(例えばおよそ0.938mm)を有し得る。
内側屈折領域20は屈折作用に基づいて遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応され得る。内側屈折領域20は、遠距離対象物からの光線を曲げて光線を網膜上の遠焦点に合焦させることにより、屈折作用に基づいて遠合焦光学的パワーに寄与し、その結果、遠方視力が提供され得る。
特定の実施形態において、内側屈折領域20は特定の利点を提供し得る。例えば全般的に、屈折領域は回折領域よりもより多くのエネルギーの透過を可能にする。したがって内側屈折領域20を有するIOLは、中央回折領域を有するIOLよりもより多くのエネルギーの透過を可能にする。他の例として、屈折領域は回折領域よりも、光ビームが当該領域に入る位置に対する許容度および小さい屈折異常に対する許容度がより大きい。したがって内側屈折領域20を有するIOLは、眼球におけるIOLの偏心に対する許容度が、中央回折領域を有するIOLよりも高い。
屈折回折構造22は、光軸OAから離間する方向に内側屈折領域20から外側に配置される。屈折回折構造22の直径Dr-dは、例えば3〜4mm、3.2〜3.8mm、または3.3〜3.5mmなどの任意の好適な値を有し得、例えばおよそ3.4mmであり得る。特定の実施形態において直径Dr-dは平均的瞳孔の直径よりも大きくなくてもよい。より大きい瞳孔に対しては、より多くのエネルギーを遠合焦のための外側屈折領域24に誘導すると、ハロ−効果が最小化され得る。
特定の実施形態において、屈折回折構造22は1つまたは複数の回折領域30(30a〜30c)と1つまたは複数の屈折領域32(32a〜32b)とを含む。回折領域30は、回折格子を用いて光線を回折させることにより回折作用に基づいて寄与するよう適応され、その結果、マルチゾーン視力が提供され得る。回折領域30は上述のようにマルチゾーン光学的パワーに寄与し得る。屈折領域32は、内側屈折領域20の場合と同じく、屈折作用に基づいて遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応され得る。
特定の実施形態において、回折領域30は回折格子を形成する一連の同心円リングを有する。回折格子は光線を曲げることにより同時に2つの場所に光を合焦させ、その結果2つの別個の焦点(例えば遠焦点、中間焦点、および近焦点のうちのいずれか2つなど)がもたらされる。回折領域30は、光を1次または2次以上に回折させる特定の段差高さ40の段差(またはエシュレット格子)36を有する。段差36の位置により付加光学的パワー(add power)が決定され、各段差36の段差高さ40により焦点に誘導される光の割合が制御される。全般的に、段差36が高いほどより多くの光が近焦点に向かって誘導され、段差36が低いほどより多くの光が遠焦点に向かって誘導される。
段差36は任意の好適な段差高さ40を有し得る。特定の実施形態において、段差36は、段差高さ40が全般的に光軸OAからの距離が増加するにしたがって小さくなるよう、アポダイズされる。例えば、段差高さ40は、中心付近では1.3ミクロンであり、外辺部付近では0.2ミクロンへと小さくなり得る。段差36は任意の好適な方法でアポダイズされ得る。特定の実施形態において、異なる回折領域30における段差36は、光軸OAからの距離が増加するにしたがって段差高さ40が小さくなる(または少なくとも大きくならない)よう、厳密にアポダイズされ得る。他の実施形態において、異なる回折領域30における段差36は、光軸OAからの距離が大きくなるにしたがって大部分の段差高さ40が小さくなる(または少なくとも大きくならない)が、光軸OAからもっとも遠位にある「非アポダイズ」された段差の少なくとも1つの段差高さが光軸OAにより近位にある段差の段差高さよりも大きくなるよう、略アポダイズされ得る。さらに他の実施形態において、1つの回折領域30内の段差36はアポダイズされるが、異なる回折領域30における段差36はアポダイズされる必要はない(がされてもよい)。例えば、回折領域30aの段差高さ40は光軸OAからの距離が大きくなるにしたがって小さくなり得、回折領域30bの段差高さ40は同様に減少し得るが、回折領域30bの非アポダイズされた段差36の高さは回折領域30aの段差36の高さよりも大きくなり得る。
特定の実施形態では、アポタイズにより遠焦点、中間焦点、および近焦点の間で光に漸進的な遷移がもたらされる。これらの実施形態では、段差36が高いほどより多くの光が近焦点に誘導され、段差36が低いほどより多くの光が遠焦点に誘導される。光学的パワー間における漸進的なエネルギー混合により、適切に合焦されない点はより小さくなる。要約すると、光が回折領域30を通過すると、段差36により異なる焦点で交叉する波動がもたらされ、その結果、明確な画像が形成される。
光エネルギーは任意の好適な方法で分散され得る。例えば、X%が遠焦点に誘導され、Y%が近焦点に誘導され得る。ここでXは、例えば55〜65などの50以上、すなわちおよそ60(例えば58.9)であり得、Yは例えば20〜30などの50未満、すなわちおよそ26(例えば25.5)であり得る。
段差高さ40は任意の好適な方法で計算され得る。例えば、段差高さHは次の式(1)にしたがって計算され得る。
Figure 0006258869
式中、Pは位相高さであり、λは設計波長であり、nIOLはIOLの屈折率であり、nmedはIOLが埋入された媒体の屈折率である。設計波長は、色収差が最小化されるようIOLの光学的性能を決定するために用いられる可視スペクトルの狭い領域であり得る。PはPmとして一般化され得る。ただし式中m=0、1、2、3、……である。パラメータmは、付加光学的パワーおよび/または外側アポダイズゾーン境界にしたがって選択され得る。波長λ、IOL屈折率nIOL、および媒体屈折率nmedが一定である場合、Pmが段差高さを表すために用いられ得る。
前面の外側屈折領域19は屈折回折構造22の外側境界から光学部12の周縁部まで延長する。外側屈折領域19は、例えば光が少ない状況において、大きい瞳孔寸法に対して屈折作用に基づいて遠合焦光学的パワーに寄与し得る。
特定の実施形態では、光学部12は既知のIOLと比較して、より高い変調伝達関数(MTF)値を提供し得る。光学部12は平均的な瞳孔に対して近距離において20/40またはより良好な機能読取値を達成し得る。
図2は内側屈折領域20および屈折回折構造22のプロファイルの1例を示す図である。この事例において、屈折回折構造22は回折領域30(30a〜30c)および屈折領域32(32a〜32b)を含む。回折領域30は、P1〜P4の段差高さを有する段差1〜段差4を有する。段差4は非アポタイズされた段差である。段差4は段差1よりも光軸OAからさらに遠位にあるが、段差高さP4は段差高さP1よりも大きい。特定の実施形態では段差高さP0〜P3は同一であり得る。
図3は内側屈折領域20および屈折回折構造22のプロファイルの他の例を示す。この事例において、屈折回折構造22は回折領域30(30a〜30b)および屈折領域32(32a)を含む。回折領域30は、P1〜P11の段差高さを有する段差1〜段差11を有する。段差6は非アポタイズされた段差である。段差6は段差1〜段差4よりも光軸OAからさらに遠位にあるが、段差高さP6は段差高さP1〜P4よりも大きい。
図4は複合屈折回折IOL10の光学部12を作製する方法の1例を示す。光学部12は任意の好適な方法にしたがって製造され得る。特定の実施形態では、これらの表面のプロファイルはステップ110において設計され、次にそのプロファイルを有する光学部12が任意の好適な方法を用いて製造される。特定の実施形態において、ステップ112においてレンズブランクがレンズホルダに埋入される。次にレンズブランクはステップ114において成形され、当該プロファイルがもたらされる。好適な成形技術は、成型、削摩、および/または旋盤加工を含むがこれらに限定されない、材料に好適な形成の任意の方法を含み得る。
1例において、方法はレンズブランクをレンズホルダに埋入することを含む。レンズブランクを成形すると光学部がもたらされ、この光学部は光軸と、前面および後面を含む複数の表面と、を有する。成形は、これらの表面のうちの少なくとも1つを成形して、内側屈折領域と、光軸から離間する方向に内側屈折領域から外側に配置された屈折回折構造と、を産出することを含む。内側屈折領域は屈折作用に基づいて遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応される。屈折回折構造は1つまたは複数の回折領域および1つまたは複数の屈折領域を備える。回折領域は回折作用に基づいてマルチゾーン光学的パワーに寄与するよう適応され、屈折領域は屈折作用に基づいて遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応される。
IOL10のプロファイルは、インターフェース、ロジック、メモリ、および/または他の任意の好適な要素を含み得る構成要素により計算され得る。これらの構成要素のいずれもがハードウェアおよび/またはソフトウェアを含み得る。インターフェースは、入力を受け取ること、出力を送ること、入力および/または出力を処理すること、および/または他の好適な動作を実行すること、を行い得る。ロジックは、構成要素の動作を実行することが可能であり、例えば入力から出力を生成するための命令を実行する。ロジックはメモリ内にエンコードされ得、コンピュータにより実行されたとき動作を実行し得る。ロジックはプロセッサ(例えば1つまたは複数のコンピュータ、1つまたは複数のマイクロプロセッサ、1つまたは複数のアプリケーション、および/または他のロジック)であり得る。メモリは情報を格納し、1つまたは複数の有形のコンピュータ可読性および/またはコンピュータ実行可能性の記憶媒体であり得る。メモリの例としては、コンピュータメモリ(例えばランダムアクセスメモリ(RAM)またはリードオンリーメモリ(ROM))、大容量記憶媒体(例えばハードディスク)、可換型記憶媒体(例えばコンパクトディスク(CD)またはデジタルビデオディスク(DVD))、データベースおよび/またはネットワークストレージ(例えば、サーバ)、および/または他のコンピュータ可読媒体が挙げられ得る。
特定の実施形態において、IOL10のプロファイルの計算は、コンピュータプログラム、ソフトウェア、コンピュータ実行可能命令、および/またはコンピュータにより実行が可能な命令を用いてエンコードされた1つまたは複数のコンピュータ可読媒体により実行され得る。特定の実施形態において、これらの動作は、コンピュータプログラムを格納し、コンピュータプログラムを用いて実装され、および/またはコンピュータプログラムを用いてエンコードされた、および/または、格納されたおよび/またはエンコードされたコンピュータプログラムを有する、1つまたは複数のコンピュータ可読媒体により実行され得る。
本開示について特定の実施形態に関して説明してきたが、これらの実施形態の改変例(例えば、変更、代替、追加、省略、および/または他の変更など)が当業者には明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に対する様々な改変例が可能である。例えば、本明細書で開示するシステムおよび装置に対する改変例が可能である。これらのシステムおよび装置の構成要素は一体化されてもよくまたは個別化されてもよく、これらのシステムおよび装置の動作は、より多数の、より少数の、または他の構成要素により実行されてもよい。他の例として、本明細書で開示する方法に対する改変例が可能である。これらの方法は、より多数の、より少数の、または他のステップを含んでもよく、これらのステップは任意の好適な順序で実行されてもよい。
本発明の範囲から逸脱することなく、他の改変例も可能である。例えば、本明細書における説明では特定の実際的用途における実施形態を説明したが、他の用途も当業者には明らかであろう。加えて、将来の開発も本明細書で論じた分野に行われるであろう。本明細書で開示するシステム、装置、および方法は係る将来の開発においても利用されるであろう。
本発明の範囲は本明細書の説明を参照して決定されるべきではない。係る特許状況において、本明細書の記載では、代表的な実施形態を用いる本発明の動作の原理および形態が説明および例示される。本発明の記載により、当業者は様々な改変例を有する様々な実施形態におけるシステム、装置、および方法を利用することが可能となるが、本発明の記載は本発明の範囲を決定するために用いられるべきではない。
本発明の範囲は、請求項と、請求項が権利を有する均等物の範囲全体と、を参照して決定されるべきである。全請求項は、本明細書に異なるとの明らかな記載なき限り、当業者により理解されるもっとも広範且つ妥当な構成および通常の意味が与えられるべきである。例えば、「a」、「the」、その他の単一の冠詞の使用は、請求項に異なる明らかな記載なき限り、1つまたは複数の指示された要素を説明するものと読解されるべきである。他の例として、「それぞれ」は、1群のうちの各構成要素、または1群の下位群の各構成要素を指す。ここで1群には、ゼロ、1つ、または2つ以上の要素が含まれ得る。要約すると、本発明においては改変例が可能であり、本発明の範囲は、本明細書の説明を参照して決定されるべきではなく、請求項および均等物の全範囲を参照して決定されるべきである。

Claims (13)

  1. 光軸と、前面および後面を含む複数の表面とを有する光学部であって、前記表面のうちの少なくとも1つは、
    屈折作用に基づいて遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応された内側屈折領域と、
    前記光軸から離間する方向に前記内側屈折領域から外側に配置された屈折回折構造であって、2つ以上の回折領域と1つまたは複数の屈折領域とを含み、各回折領域は、複数のアポダイズされた段差を有する回折格子を形成する複数の同心円リングを含み、少なくとも一つの屈折領域は二つの回折領域の間に配置され、前記回折領域は回折作用に基づいてマルチゾーン光学的パワーに寄与するよう適応され、前記屈折領域は屈折作用に基づいて前記遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応された、屈折回折構造と
    を含む、光学部、
    を含む、眼用レンズ。
  2. 前記表面のうちの前記少なくとも1つは、
    前記光軸から離間する前記方向に前記屈折回折構造から外側に配置された外側屈折領域であって、屈折作用に基づいて前記遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応された外側屈折領域を有する、請求項1に記載の眼用レンズ。
  3. 前記屈折回折構造は3.3〜3.5mmの直径を有する、請求項1に記載の眼用レンズ。
  4. 光軸と、前面および後面を含む複数の表面とを有する光学部であって、前記表面のうちの少なくとも1つは、
    屈折作用に基づいて遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応された内側屈折領域と、
    前記光軸から離間する方向に前記内側屈折領域から外側に配置された屈折回折構造であって、2つ以上の回折領域と1つまたは複数の屈折領域とを含み、各回折領域は、複数のアポダイズされた段差を有する回折格子を形成する複数の同心円リングを含み、少なくとも一つの屈折領域は二つの回折領域の間に配置され、前記回折領域は回折作用に基づいてマルチゾーン光学的パワーに寄与するよう適応され、前記屈折領域は屈折作用に基づいて前記遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応され、3.3〜3.5mmの直径を有する屈折回折構造と、
    前記光軸から離間する前記方向に前記屈折回折構造から外側に配置された外側屈折領域であって、屈折作用に基づいて前記遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応された外側屈折領域と
    を有する、光学部、
    を含む、眼用レンズ。
  5. 少なくとも1つの回折領域は回折作用に基づいて中間合焦光学的パワーに寄与するよう適応された、請求項1又はに記載の眼用レンズ。
  6. 少なくとも1つの回折領域は回折作用に基づいて近合焦光学的パワーに寄与するよう適応された、請求項1又はに記載の眼用レンズ。
  7. 前記1つまたは複数の回折領域は、
    回折作用に基づいて中間合焦光学的パワーに寄与するよう適応された第1回折領域と、
    回折作用に基づいて近合焦光学的パワーに寄与するよう適応された第2回折領域と
    を含む、請求項1又はに記載の眼用レンズ。
  8. 少なくとも1つの回折領域は複数のアポダイズされた段差を含み、少なくとも2つの段差は同一の高さを有する、請求項1又はに記載の眼用レンズ。
  9. 前記1つまたは複数の回折領域は複数の厳密にアポダイズされた段差を含む、請求項1又はに記載の眼用レンズ。
  10. 前記1つまたは複数の回折領域は複数の略アポダイズされた段差および非アポダイズされた段差を含む、請求項1又はに記載の眼用レンズ。
  11. レンズブランクをレンズホルダに埋入することと、
    光軸と、前面および後面を含む複数の表面とを有する光学部を産出するように前記レンズブランクを成形することと
    を含み、
    前記成形することは、
    屈折作用に基づいて遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応された内側屈折領域と、
    前記光軸から離間する方向に前記内側屈折領域から外側に配置された屈折回折構造であって、2つ以上の回折領域と1つまたは複数の屈折領域とを含み、各回折領域は、複数のアポダイズされた段差を有する回折格子を形成する複数の同心円リングを含み、少なくとも一つの屈折領域は二つの回折領域の間に配置され、前記回折領域は回折作用に基づいてマルチゾーン光学的パワーに寄与するよう適応され、前記屈折領域は屈折作用に基づいて前記遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応された、屈折回折構造と
    を産出するように前記表面のうちの少なくとも1つを成形することを含む、方法。
  12. 前記成形することは、
    前記光軸から離間する前記方向に前記屈折回折構造から外側に配置された外側屈折領域であって、屈折作用に基づいて前記遠合焦光学的パワーに寄与するよう適応された外側屈折領域
    を産出するように前記表面のうちの前記少なくとも1つを成形することを含む、請求項11に記載の方法。
  13. 前記成形することは、
    回折作用に基づいて中間合焦光学的パワーに寄与するよう適応された第1回折領域と、
    回折作用に基づいて近合焦光学的パワーに寄与するよう適応された第2回折領域と
    を含む前記1つまたは複数の回折領域
    を産出するように前記表面のうちの前記少なくとも1つを成形することを含む、請求項11に記載の方法。
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