JP6386047B2 - 光学波面測定値を用いた眼上におけるレンズ調心の決定 - Google Patents

Description

本発明は全般的に、コンタクトレンズの分野に関し、より具体的には、患者が所定のコンタクトレンズを装着したときに生じる回転誤差及び偏心誤差を決定するためのシステム及び方法に関する。この情報を用いて、その患者に対するより最適なレンズを選択又は設計することができる。

種々の眼撮像及び分析技術（例えば、波面撮像）を用いて、所定の患者に対する設計及び／又はレンズ設計を選択することが、コンタクトであれ眼鏡であれ、可能であることが良く知られている。眼に直接装着するコンタクトレンズの場合はまた、患者の眼自体の生理機能、患者の瞼の生理機能、及び２つの間の相互作用が、眼上でレンズを実際に位置決めすることに影響を及ぼす可能性があることも知られている。多くの場合、これらの要因があるために、選択したレンズが眼上で配向する方法は決して最適なものではなく、例えば意図した位置から横方向にずれているか又は意図したものに対して角度をなす配向になっている。これでは決してそのレンズを通して得られる最適な視力とはならない。なぜならば、レンズの位置が設計通りではないからである。

現行の方式では、眼科医は、これらの誤差の補正を、選択したコンタクトレンズを患者の眼上で観察することによって試みる場合がある。これは多くの場合に、基準又は配向マークをレンズ上に刻み付け、プリントし、別の状況では形成したものを用いて、かつ、位置の誤差を確認し、眼上に配置されたときに位置誤差をより良好に考慮するであろう別のレンズを選択するという経験及び判断を用いて行なう。通常は、次に、別の標準又は在庫レンズを患者に対して選択して、選択したレンズの性能に眼科医が満足するまでプロセスを繰り返す。これは、眼科医の視覚化及び判断に依存する手作業であるため、次に選択したレンズが患者にとって最適なものではない場合がある。更に、レンズは多くの場合にそのような基準マークを伴わずに製造されるため、はるかに難しくなり、選択プロセス中に誤差を被ることになる。

本発明によって、患者の眼上におけるコンタクトレンズの位置誤差をより正確に測定するシステム及び方法が提供され、そのような誤差をより良好に考慮するその患者に対する後続レンズを選択又は設計することが可能になる。

本発明によって、偏心誤差及び／又は回転誤差を考慮したレンズを選択するための方法であって、患者の肉眼に対して行なう第１の波面検査の結果を得るステップであって、この結果には第１の波面マップと第１のゼルニケ多項式の組とが含まれる、ステップと、第１の波面検査の結果を用いて、患者の視力を向上させる第１のコンタクトレンズを選択するステップと、選択した第１のコンタクトレンズを装着している間に患者に対して行なう第２の波面検査の結果を得るステップであって、第２の結果には第２の波面マップと第２のゼルニケ多項式の組とが含まれる、ステップと、第１のゼルニケ多項式の組と第２のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって、選択した第１のレンズの偏心誤差又は回転誤差を計算するステップと、計算した差を用いて、選択した第１のレンズの計算した偏心誤差又は回転誤差をより良好に考慮する第２のレンズを選択するステップと、を含む方法が提供される。

一実施形態によれば、決定するステップは、計算した差に基づいて偏心誤差又は回転誤差の一方を第１に計算することと、計算した偏心誤差又は回転誤差を補正する第３の波面マップと第３のゼルニケ多項式の組とを生成することと、第３のゼルニケ多項式の組と第２のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって偏心誤差又は回転誤差の他方を計算することと、を更に含み、第２の選択するステップは、計算した偏心誤差及び回転誤差の両方を考慮した第２のレンズを選択することを更に含んでいても良い。

更に他の実施形態では、本方法は、第１に計算するステップの前に、第１のゼルニケ多項式の組中に存在した任意のコマ収差の項を相殺することを更に含んでいても良い。

本方法には、波面収差測定器を用いて行なう波面検査が含まれていても良い。

種々の実施形態によれば、第２の選択したレンズは、第１の選択したレンズと比べて再配置された光学ゾーン、第１の選択したレンズと比べて補正された円柱屈折力軸、第１の選択したレンズと比べて代替的なベースカーブ、第１の選択したレンズと比べて代替的な直径、第１の選択したレンズと比べて代替的なサグ量、第１の選択したレンズと比べて代替的な安定化ゾーン、又は第１の選択したレンズと比べて代替的な形状を含んでいても良い。

本発明によれば更に、患者の視力を向上させるコンタクトレンズを特定するための装置であって、コンピュータプロセッサと、コンピュータプロセッサと通信状態にあり、実行可能ソフトウェアコードを記憶するデジタルメディア記憶装置であって、この実行可能ソフトウェアコードは、要求に応じて実行可能で、コンピュータプロセッサとともに、患者の肉眼に対して行なう第１の波面検査の結果と、患者の視力を向上させる第１の選択したコンタクトレンズを装着している間に患者の眼に対して行なう第２の波面検査の結果とを表す入力データとして受け取るよう動作する装置が提供される。入力データは、少なくとも、第１及び第２の波面検査に対応する第１及び第２のゼルニケ多項式の組を含む。ソフトウェアコードによって更に、第１のゼルニケ多項式の組と第２のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって患者の眼上における選択したレンズの偏心誤差又は回転誤差の一方を計算することができ、計算した偏心誤差又は回転誤差を実質的に補正する、患者に適した第２のレンズを特定することができる。

装置の実行可能ソフトウェアコードは更に、第１のゼルニケ多項式の組と第２のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって患者の眼上における選択したレンズの偏心誤差を第１に計算することと、計算された偏心誤差をオフセットするように調整された第２のゼルニケ多項式の組を表す第３のゼルニケ多項式の組を生成することと、第２のゼルニケ多項式の組と第３のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって患者の眼上における選択したレンズの回転誤差を計算することと、計算された偏心誤差及び回転誤差を実質的に補正する第２の選択したレンズを特定することと、を行なうよう動作しても良い。

一実施形態では、実行可能ソフトウェアコードは、偏心誤差を計算する前に、第１のゼルニケ多項式の組中に存在する任意のコマ収差の項を相殺するよう更に動作しても良い。

更に他の実施形態では、コンピュータプロセッサは波面検査装置とデジタル通信状態にあり、入力データは波面検査装置からデジタル的に受け取られる。波面検査装置は波面収差測定器であっても良い。

種々の実施形態によれば、特定された第２のレンズは、第１の選択したレンズと比べて再配置された光学ゾーン、第１の選択したレンズと比べて補正された円柱屈折力軸、第１の選択したレンズと比べて代替的なベースカーブ、第１の選択したレンズと比べて代替的な直径、第１の選択したレンズと比べて代替的なサグ量、第１の選択したレンズと比べて代替的な安定化ゾーン、又は第１の選択したレンズと比べて代替的な形状を含んでいても良い。

本発明のこれら及び他の目的、特徴並びに利点は、添付の図面と関連づけて解釈される、その例示的実施形態に関する以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

患者の眼上に配置されているレンズの位置誤差に対する補正計算を、波面マップ及びゼルニケ多項式を用いて行なう典型的なプロセスを例示する図である。 偏心誤差を伴い回転誤差を伴わずに患者の眼上で配向されたレンズから生じる収差を示す一連の典型的な波面測定値を例示する図である。 回転誤差を伴い偏心誤差を伴わずに配向されたレンズから生じる収差を示す一連の典型的な波面測定値を例示する図である。 波面データを用いて位置ずれを計算し、そのような情報を用いて患者に対してより最適なレンズを選択又は設計する典型的な方法をフローチャート形式で例示する図である。

本発明によって、所定の患者が装着したときのコンタクトレンズの回転誤差及び／又は偏心誤差を決定するためのシステム及び方法が提供される。この情報を用いて、その患者に対する後続のカスタムレンズを選択又は設計しても良い。以下のセクションでは、実施形態及び方法の詳細な説明を示す。好ましい実施形態及び代替の実施形態の両方の説明は、例示的実施形態に過ぎず、変形、修正、及び改変が当業者にとって明白であり得ることが理解されよう。したがって、例示的な実施形態は、特許請求の範囲によって定義される、基礎となる発明の態様の幅広さを限定しないことが理解される。

用語集
本発明を目的とする本説明及び特許請求の範囲において、以下の定義が適用される、様々な用語が使用され得る。
「偏心誤差」は、本明細書で用いる場合、患者の眼上の所定の点（例えば、瞳若しくは虹彩中心、又は角膜縁）に対する配向ずれ（多くの場合に（ｘ，ｙ）座標の形で記述される）を指す。例えば、偏心誤差を伴うレンズは、光学ゾーンのほんの一部のみが瞳領域上に配置されてレンズの補正力が歪められて配向する場合がある。

「フィッティングレンズ」は、本明細書で用いる場合、製造業者が眼上のレンズ位置を決定するのを助けるように設計されたか又はコンタクトレンズを選択若しくは設計するための標準（好ましくは安定させた）コンタクトレンズを指す。フィッティングレンズは、安定性があっても良く、測定点をレンズ内に取り入れて患者の眼に対するレンズの回転位置及びレンズの偏心の測定を助けても良い。

「眼の生理学」又は「ヒトの眼の生理学」には、本明細書で言及する場合、ベストフィットが得られるように眼科レンズを生成／カスタマイズされ得る眼の前方部（「前房」）の患者特有の形状が含まれる。これには、限定することなく、患者の眼球、瞼、又は涙液機能の特性が含まれる。

「レンズ」は、本明細書で用いる場合、眼内又は眼上にある任意の眼科デバイスを指す。これらのデバイスは光学補正を得ることができるか又は美容用であっても良い。例えば、レンズという用語は、コンタクトレンズ、眼内レンズ、オーバーレイレンズ、眼球インサート、光学インサート、又はそれによって視力が矯正若しくは改変されるか又はそれによって眼の生理学的特性が視力を妨げることなく美容的に向上する（例えば虹彩の色）ような他の同様のデバイスのことを指し得る。一部の実施形態では、本発明の好ましいレンズは、シリコーンエラストマー又はヒドロゲル（例えば、これらに限定されないが、シリコーンハイドロゲル、及びフルオロヒドロゲル）から作られるソフトコンタクトレンズである。

「レンズ設計」は、本明細書で用いる場合、所望のレンズの形態、機能、又は両方であって、作製されたときに、屈折力補正、許容できるレンズフィット（例えば、角膜被覆率及び移動性）、許容できるレンズ回転安定性などが得られる場合があるものを指す。レンズ設計を、水和又は未水和状態、平坦又は湾曲空間、２次元又は３次元空間のいずれかで表すことを、例えば、幾何学的な図面、度数プロファイル、形状、特徴部厚さなどが挙げられるがこれらに限定されない方法によって行なっても良い。レンズ設計には、規則的又は不規則に離間に配置されたグリッドに対応付けられたデータが含まれていても良い。

「レンズ位置誤差」は、本明細書で用いる場合、患者がレンズのフィット、快適さ、視力、又は他の任意の望ましい特徴の低下を受けるように、レンズが配向することを指す。これには、例えば、レンズが偏心誤差若しくは回転誤差又は両方を伴って配向する場合が含まれる。これには、レンズの安定性喪失が眼球運動又は患者の瞬きダイナミクスの結果生じる場合が含まれていても良い。レンズの何らかの特徴の有効性を下げる任意の移動（静的であれ動的であれ）を、レンズ位置誤差と考えても良い。

「光学収差」又は「収差」は、本明細書で用いる場合、光学系によって形成される像における歪みを指す。光学収差には、低次収差（例えば、球面屈折力、円柱屈折力、円柱軸など）及び高次収差（例えば、球面収差、トレフォイル収差、コマ収差、ペンタフォイル収差など）のいずれか一方又は両方が含まれていても良い。

「最適なレンズ位置」は、本明細書で用いる場合、眼上のレンズの必要な補正配向に対する回転誤差又は偏心誤差を伴わずに位置するレンズを指す。加えて、この用語は、安定性及び変動の特徴（眼又は瞼が運動した結果である場合もあるしそうでない場合もある）を指しても良い。

「回転誤差」は、本明細書で用いる場合、患者の眼が必要とするものを満たす角度方向に対する不整合を指す。例えば、レンズが患者の眼上で３０度時計回り誤差で配向される場合があり、その結果、補正力軸の１つ又は複数が歪む場合がある。

通常、患者には、眼科医がその患者に適したコンタクトレンズを選択するために用いるプロセスの一部として眼検査が行なわれる。しかし前述したように、選択したレンズは、眼上に実際に配置したときに常に予想通りに挙動するわけではない場合があり、これはレンズと患者特有の眼の生理との間の相互作用に起因する。この相互作用は、レンズが眼上にあるときのレンズの快適さ、フィット、及び／又は視力に影響を及ぼす場合がある。レンズの位置及び回転パラメーターの測定及び評価をレンズが患者の眼上にあるときに行なうことと、そのデータを潜在的に用いて、より最適なレンズ位置が得られる適切なレンズを決定することとが、本発明の目的である。

波面検査は、眼検査中に患者に施される場合があるテストの１つである。おおまかに言って、波面収差測定器によって測定されるのは、光が患者の眼に取り込まれるとき及びそこから戻されるときにどのように曲がるかである。これらのデバイスは、低次の視力誤差（例えば、近視、遠視、及び乱視）及び高次の視力誤差（例えば、コマ収差、トレフォイル収差、及び球面収差）の両方を診断することができる。典型的な波面収差測定器は、ＯＰＤ−Ｓｃａｎ ＩＩＩ（販売元はＮｉｄｅｋ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（日本））である。

波面収差測定器によって、波面マップ又は光学収差マップが生成される。収差測定器がゼロ光学収差を検出した場合、生成されるマップは完全に平坦となり、これは、光線束が角膜及びレンズを通るときに平行のままで歪められずにいる理想的な状況を表している（例えば、図１１０を参照）。実際には、任意の所定の患者に特有の眼の生理に起因する眼内の不完全性によって波の歪みが生じるために、結果として得られる波面マップは非平坦な３次元像を表し、表示されたマップ上の各点はゼロ光学収差と測定された光学収差との間の差を表している。この３次元マップは通常、任意の所定の点におけるゼロ収差からの相対開散に対応する種々の色を用いて表示される。図１０１に例示するのは、カラーではなくグレースケールで生成された波面マップであるが、市販の収差測定器では通常、着色表示が得られることが容易に理解される。

眼を通過する波に存在する異なる収差が特定され、異なる視力誤差として分類されている（しばしばゼルニケピラミッドとして知られる）。これらの特定された収差はそれぞれ、ゼルニケ多項式として知られる数学的方程式によって表すことができる。すべてのゼルニケ多項式の和によって、所定の眼における光学収差の和又は総体的視力誤差が記述される。ゼルニケ多項式は、光学及び視覚科学の当業者にも良く知られている。波面撮像デバイスにはまた、出力として、取り込み画像に対するゼルニケ多項式を特定する表示（例えば、図１０３に示すもの）が含まれていても良い。

本発明では、これらの技術を新規で予見されない方法で利用して、患者の眼上におけるレンズの回転誤差及び／又は偏心誤差をより正確にかつ一貫して決定し、更にその患者に対するより最適なレンズ設計の選択を可能にするシステム及び方法が提供される。ここで図１を参照して、波面収差測定器などを用いて患者の肉眼の波面マップ（図１０１によって表される）を生成する。前述したように、相対的なグレースケールは完全な眼からのずれを表しており、例えば、参照数字１０１ａは「ピーク」つまり高ポイントと言われる場合があるものを示し、参照数字１０１ｂは「バレー」つまり低スポットを示しており、全体的形状が、３次元ならば、上下反対のボウルを一方向に引き伸ばしたものを示すようになっている。

患者の肉眼の波面マップが生成されれば、当業者であれば、このようなマップの読み方と、マップを用いて、患者の視力をより良好に補正するコンタクトレンズを選択する方法とを容易に理解する。しかし、述べたように、このような選択は、レンズを実際に患者が装着したときに生じ得る任意の位置誤差を考慮してはいない。図１０２に表すのは、図１０１によって示される患者の眼の波面誤差を補正するように設計又は選択されたレンズに対する波面マップ、又は代替的に、レンズが位置ずれを伴って配向しているか否かを評価するために患者の眼上に配置したレンズ（例えば、フィッティングレンズ）の波面マップである。図１０２に表すのは、レンズ自体の波面マップであり、患者の眼とは無関係である。１０２ａが「バレー」を示し、１０２ｂが「ピーク」を表す仕方は、図１０１の波面マップに見られる誤差とは多少反対であり、その考えは、選択されたレンズが、図１０１で特定された誤差を「相殺」するか又は中和しているということである。

図１０３は、図１０２の波面マップのゼルニケ多項式係数を表すグラフである。前述したように、任意の波面を、これらの係数に基づくゼルニケ多項式の重み付け線形加算として表すことができる。図示したグラフィカル出力は、波面収差デバイスに共通である。この例では、図１０３に示すゼルニケ多項式係数は、設計したレンズ（例えば、図１０２の波面マップを生成するために用いたもの）の補正特性を表している。詳細には、１０３ａ、１０３ｂ、及び１０３ｃにおけるゼルニケ多項式係数は、図１０２の波面マップ内に保持されるデフォーカス、球面収差、及び非点収差の量を表している。他のすべての収差項の係数はこの例ではゼロである。

次に、図１０２の波面マップを生成するために用いた選択したレンズを、患者の眼に挿入する。次に波面検査を、レンズが所定の位置にある状態で施し、図１０４に示す波面マップが得られる。選択したレンズが患者の視力を最適に補正しているならば、結果として得られる波面マップは完全に平坦になり、ピークもバレーもなく、例えば図１１０に示すマップになるであろう。しかし位置誤差があるために、図１０４の波面マップは残留誤差を示している。図１０５に例示するのは図１０４の波面マップに対するゼルニケ多項式であり、偏心誤差及び回転誤差の結果存在する残存収差を示している。図１０５のこの例では、ゼルニケ多項式は非点収差、デフォーカス、及びコマ収差などに関する誤差もまた示している。

次に波面マップ（図１０６）を生成する。これは、図１０４の波面マップ（患者の眼上の選択したレンズのもの）の図１０２の波面マップ（レンズ自体のもの）からのずれ、又は両者の間の差を表している。この差は、レンズの偏心及び／又は回転によって導入される正味の波面誤差を表している。図１０７に示すのは、図１０６の波面マップのゼルニケ多項式係数であり、レンズ回転及び偏心があるために、１０３に示したものとは異なっている。この例では、コマ収差項１０７ａはレンズ位置誤差のみに起因している。計算（以下で更に説明する）を行なって、１０７ａに示すコマ収差項の係数からレンズ偏心量を予測しても良い。しかし、もし図１０３に示すゼルニケ多項式にコマ収差項が含まれていたら、これらのコマ収差項を最初に中和するか又は差し引いて、残りのゼルニケ多項式係数がレンズ偏心のみに起因したものになるようにする必要がある。

レンズ偏心誤差が得られたら、図１０６に示す波面誤差マップを再配置することができる。言い換えれば、マップをある量だけ補正方向に調整することによってマップ１０６を中心に置くことで、レンズがわずかな偏心も全く受けなかったかのようにマップが配置される。図１０８によって表される別の波面マップが、再配置されたマップに基づいて生成され、偏心誤差を補正した後に残る残存波面収差を示している。１０８ａにおける波面マップの一部が、波面表現によって表示されていないのは、レンズの偏心誤差が計算によって補正されたという事実によるものである。現在中心に置かれているレンズの一部に対して値が存在しなかった場合、無効である。なぜならば、第２の波面検査を施したときにレンズが所定の位置を外れていたからである。図１０９に表すのは、図１０８の波面マップのゼルニケ多項式係数である。１０９に示すゼルニケ多項式係数は、１０３に示すものとは異なっている。波面マップ１０８は偏心に対して調整されているので、図１０９及び１０３のゼルニケ多項式間の差はレンズ回転のみに起因する。このような違いは、両方の非点収差項において示されている（１０９ａ）。これらの項から、計算（以下で更に説明する）を行なって回転誤差量を予測しても良い。

レンズを患者が装着したときの偏心誤差及び回転誤差が得られたら、レンズの光学ゾーンを調整して任意のこのような誤差を補償することができる。例えば、偏心誤差及び回転誤差データを（ｘ，ｙ）座標に変換しても良い。これらの座標から、新しいレンズ設計として、新しいレンズの光学ゾーンが周辺ゾーン（つまりレンズのスカート）に対して（ｘ，ｙ）座標によって再配置されるものを作っても良い。新たに選択又は再設計されたレンズを眼の中心に置くと、この第２のレンズの補正波面は、最適ではないにせよ、患者が装着したときに図１０２（患者に対して望ましい補正である）により密接に対応する。中心に置かれた再設計されたレンズの波面と肉眼の波面誤差（図１０１）とを合計すると、図１１０に示すようにゼロ収差になり、平坦な波面マップによって表されている。図１１１のグラフに例示するのは、図１１０に例示したゼロ波面収差のゼルニケ係数である。光学的に、この意味は、新しいレンズオンアイシステムの残存収差がゼロであり、レンズが患者の眼の収差誤差（図１０１）を完全に補正しているということである。

図１０１〜１１１を再び参照して、上記で概略した方法及び計算を実施することができる１つの方法についてここでより詳細に説明する。図１０２の波面マップから、図１０３に示すゼルニケ多項式を

と示しても良く、これは中心に置いた設計されたレンズの波面のゼルニケ多項式係数を表している。次に眼上のレンズの実誤差を、図１０４の波面誤差を測定して、その誤差と眼の当初の波面誤差（図１０１）との間の差を求めることによって計算する。その差が表すのは、実際のレンズの偏心及び回転によって導入される正味の波面誤差のゼルニケ多項式係数であり、

によって表しても良い。

眼上の実際のレンズは偏心及び回転しているため、

とは異なっており、完全に患者の眼の中心に置いた場合のレンズの波面のゼルニケ係数に対応している。このような差を

として計算することができる。

における８番目と９番目のゼルニケ多項式項（「ΔＣ^８」及び「ΔＣ^９」とそれぞれ示す）は、コマ収差の項を表している。当該技術分野において良く知られているように、これらの項は、レンズ垂直方向及び水平方向の偏心（「Δｙ」及び「Δｘ」とそれぞれ示す）と直接関係しており、中心に置いたレンズの設計の球面収差（

における１３番目の項（

と示す））と逆相関している。したがって、偏心を次の関係によって容易に計算することができる。

（ここで、ｋは瞳孔径とともに変化する定数である）

レンズ偏心誤差が得られたら波面誤差マップを再配置することができる。これは前述した通りであり、図１０８に示す。

によって示す図１０８の波面誤差のゼルニケ係数を、図１０９のグラフによって表す。

との間の差はレンズ回転のみに起因するものであり、次のように計算することができる。

ここで、

は、ゼルニケベクトル

における４番目及び６番目の収差係数を表している。

は、ゼルニケベクトル

における４番目及び６番目の収差係数を表している。レンズの偏心及び回転が得られたら、レンズの周辺ゾーンを調整してこのような偏心及び回転を補償することができるのは、前述した通りである。調整されたレンズを眼の中心に置いたときにレンズオンアイシステムの残存収差はゼロである。なぜならば、レンズによって眼の収差誤差が最適に補正されているからである。

更なる例として、図２０１〜２０８及び３０１〜３０８並びに対応する記載が例示するのは、選択したレンズを装着したときに、患者において遭遇する可能性があるもので、偏心誤差のみ（図２０１〜２０８）又は回転誤差のみ（図３０１〜３０８）を有するが、両方は有さないものである。最初に、図２０１〜２０８に例示するのは、選択したレンズが、患者の眼上に配置されたときに回転誤差のみを示す状況である。図１０１及び１０２を参照して前述したものと同様に、図２０１は患者の肉眼の波面マップである。図２０２は最初に選択したレンズの波面マップである。また図２０３に表すのは、図２０２の波面マップに対するゼルニケ多項式である。図２０４は、選択したレンズを患者が装着したときの波面マップであり、選択したレンズが偏心誤差を伴うが回転誤差は伴わないで配向する状況の典型である。

図２０５に表すのは、図２０４の波面マップによって示される残存波面収差のゼルニケ多項式である。次に、また前述したように、図２０２及び２０５に表されるゼルニケ多項式を用いて、選択したレンズの偏心誤差を計算する。この計算から得られるゼルニケ多項式を図２０６に示す。図では、眼上で配向されたレンズの偏心誤差を表す残存収差を例示しており、これは、患者に対する次のレンズを選択又は設計するときに考慮しなければならない。

所望のパラメーターを伴う代替的なレンズが存在するか又はカスタム設計され、患者が装着したときにレンズが以前のレンズと同様に配向すると想定して、図２０７の波面マップが表すのは、再設計されたレンズの残留波面収差であり、図２０７の波面マップ及び図２０８に表した対応するゼルニケ多項式に示すように、ゼロ残存収差となる。

図３０１〜３０８に例示するのは、最初に選択したレンズが、患者の眼に配置されたときに回転誤差を示すがゼロ偏心誤差である例である。図３０１は患者の肉眼の波面マップである。図３０２は、図３０１の波面マップに基づいて選択された最初のレンズの波面マップであり、その波面マップ内の波面誤差を補正するように設計されているものである。また図３０３に示すのは、図３０２の波面マップによって表された必要な補正に対するゼルニケ多項式である。図３０４は、選択したレンズを装着している間に患者の眼から測定した波面マップである。選択したレンズが回転誤差及びゼロ偏心誤差を伴って配向すると想定して、その選択したレンズを装着している患者の波面マップは、収差（例えば図３０４に示すような）を波面マップ上に露呈するであろう。

図３０５は、図３０２及び３０５の波面収差から得られる回転したレンズの計算された残存波面収差を表す波面マップである。図１０１〜１１１を参照して前述したように、図３０６が表すのは図３０５のゼルニケ係数であり、レンズが眼上で配向されたときの回転誤差を表す残存収差を例示しており、これは、最初のレンズが示す回転誤差を考慮するように患者に対する次のレンズを選択又は設計するときに考慮しなければならない。

所望のパラメーターを伴う代替的なレンズが存在するか又はカスタム設計され、患者が装着したときにレンズが以前のレンズと同様に配向すると想定して、図３０７の波面マップが表すのは、新たに選択又は再設計されたレンズの残存波面収差であり、ゼロである。図３０８に例示するのは、図３０７の波面マップに対するゼルニケ多項式である。

ここで図４を参照して、波面データを抽出し、波面データを用いてレンズ位置誤差を計算する方法を、フローチャート形式で示す。加えて、フローチャートに示すのは、レンズ位置誤差を考慮したレンズを提供することによってレンズ位置誤差を補正する方法である。

４０１において、患者の肉眼に対して波面検査を施す。典型的な実施形態では、波面収差測定器デバイス（例えば、前述したＯＰＤ−Ｓｃａｎ ＩＩＩ）を用いて波面検査を施しても良い。波面検査によって、波面屈折データが通常は波面マップの形式で得られる。これについても前述した。４０２において、次に波面屈折データを用いて、患者に適した最初のレンズを選択しても良い。典型的な実施形態では、波面データ（ゼルニケ係数空間に変換してもしなくても良い）を用いて、適切な標準レンズを選択しても良いし、又は代替的に、患者に対する適切なフィッティングレンズを選択しても良く、選択したレンズを患者の眼上に配置する（４０３）。

４０４において、次に、選択したレンズを患者が装着している間に後続の波面検査を施す。これによって、波面データが例えば波面マップの形式で得られる（やはりゼルニケ係数によって表しても表さなくても良い）。選択したレンズがレンズ位置誤差を伴って配向する場合、この第２の波面検査によって過剰屈折波面データが得られる。過剰屈折波面データは、波面収差を例示する波面マップの形式でも良いし又はゼルニケ多項式の形式でも良い。ステップ４０５において第２の波面屈折データの組を抽出した後に、第１のデータの組（ここから当初のレンズが選択された）を、第２の波面屈折データの組と比べても良い。

次に４０６において、波面データを用いて計算を行なって、一部の実施形態では、ゼルニケ多項式表現を、波面データ、患者の肉眼、及び患者の眼上の第１の選択したレンズに対して得る。４０６における計算によって、偏心誤差及び／又は回転誤差を決定することができる。４０７において、４０６で計算した誤差に基づいて、患者に対してより最適な視力矯正が得られる後続レンズを選択しても良い。この選択した後続レンズは、標準レンズ又はカスタムレンズ（４０６で計算した誤差を考慮するように専用に設計されている）のいずれかであっても良い。後続レンズ及び任意の更なる必要なレンズを装着している患者に更なる波面検査を施しても良く（４０８）、同じ波面データ計算方法を繰り返すことを、レンズがその患者の眼の生理に基づいてその患者に利用可能な最適なレンズ位置となるまで行なっても良い。

偏心誤差及び回転誤差に関する位置決めデータが得られたら、第２のレンズを選択又は設計しても良い。前述の例では主に、標準又は在庫レンズを用いる典型的な眼科医の方式を示しており、第２の又は更に続くレンズを選択したときに眼科医が有する選択肢は数が限られている。カスタムレンズ、例えば輪郭形状（ContourForm）製造プロセス（米国特許第８，３１７，５０５号に詳細に説明されている。なおこの文献は、本明細書において参照により全体として取り入れられている）を通して製造されるレンズの場合、位置決めデータによって、患者に対する第２の又は更に続くレンズを設計するためのより多くのオプションが提供される。

前述したように、１つの典型的な実施形態は、光学ゾーンのみをレンズの残りの部分に対して再配置することによってレンズ全体の位置決め誤差を補正することである。このアプローチによって、設計された視力矯正を患者にもたらすレンズ上の場所に光学ゾーンを動かす間、レンズは眼上の同じ位置を保持することができる。

光学ゾーンを動かすことに加えて、更なる実施形態として、レンズの設計を第１のレンズとは異なる眼上の位置にレンズがくるように行なうことを伴う実施形態がある。１つの典型的な実施形態は、異なるベースカーブを伴うレンズを製造することである。標準レンズ製造方式では、特定のレンズ製品ラインにおいて少数のバックカーブ変形を提供する。輪郭形状製造プロセスでは、ベースカーブの幅広い選択肢又はカスタムなベースカーブが提供されても良い。そのため、位置決めデータが特定のレンズに対して得られたら、そのデータを分析することで、代替的なベースカーブを取り入れたレンズを設計することが可能になる場合がある。代替的なベースカーブは、患者の眼及び瞼との相互作用が異なっているため、第１のレンズとは異なるレンズ位置になる。前述の方法に従って、代替的なベースカーブを伴う一連のレンズを、最小レンズ位置誤差が得られるまで選択しても良い。

更なる典型的な実施形態は、代替的な直径を伴う第２のレンズを設計することである。レンズエッジが、更なる状態として、やはり患者の瞼と相互作用する状態を有している。したがって、位置決めデータを分析することで、代替的な直径を伴うレンズ設計が可能になる場合がある。代替的な直径を伴うこの第２のレンズは、患者の眼及び瞼との相互作用が異なっていても良く、したがってレンズ位置が異なっていても良い。前述の方法に従って、代替的な直径を用いて設計された一連のレンズを、最小レンズ位置誤差が得られるまで形成しても良い。

加えて、直径に関するレンズエッジ間の派生物は、レンズ形状に関するレンズと患者の眼との間の相互作用である。異なる直径が患者の眼及び瞼と相互作用する仕方が違い得るように、異なるレンズ形状にも同じことがあてはまる。典型的な実施形態では、最初のレンズ形状は、標準又は在庫レンズに特有の丸形状であっても良い。位置決めデータを分析して、代替的な形状を伴うレンズ、例えば下部がより幅広くて最上部がより狭いレンズを設計しても良い。レンズ形状の変化によって、患者の眼及び瞼との相互作用が変わる場合があり、したがって結果として得られるレンズの位置決めが変わる場合がある。代替的な形状を伴う一連のレンズを、最小レンズ位置誤差が得られるまで形成しても良い。

更なる実施形態には、レンズの内部特徴を変更することが含まれていても良い。典型的な実施形態では、安定化ゾーンを伴うレンズを形成しても良い。安定化ゾーンは、意図的に、眼上におけるレンズの安定性及び／又は位置決めに影響する。典型的な眼科医の方式では、標準又は在庫レンズ（ここから各後続レンズを選択しても良い）の安定化ゾーンオプションは、たとえあったとしても、数が限られている。輪郭形状などの製造プロセスでは、安定化ゾーンを製造して患者に対するカスタムなフィットをもたらすことが可能な場合がある。位置決めデータを得て分析したら、レンズ設計として、安定化ゾーンの１つ又は全部を変更して眼上におけるレンズの動きを小さくしたものを作っても良い。代替的な安定化ゾーンを伴う一連のレンズを、最小レンズ位置誤差が得られるまで形成しても良い。

更なる典型的な実施形態には、前述したレンズ設計パラメーターの変更を組み合わせたものが含まれる。例えば、レンズサグ量は、レンズ直径、ベースカーブ、及び形状の寸法の関数である。レンズサグ量を変えることには、ベースカーブ、直径、形状、又は３つすべてを順に変えるのと同様の効果がある場合がある。しかしレンズサグ量が具体的に指すのは、湾曲空間における、頂点からレンズエッジとの平行線までの距離である。レンズが患者の眼及び瞼と相互作用する仕方が、ベースカーブ、直径、又は形状のみの関数ではなくサグ量の関数として異なっても良い。結果として、代替的なサグ量を伴うレンズ設計には、代替的な直径及び／又は形状が含まれていても良いが、レンズ位置の変化は、直径又は形状の他のパラメーターの１つだけに基づくレンズ位置の任意の変化と同一でなくても良い。

前述のパラメーターの組み合わせの別の典型的な実施形態には、安定化ゾーンの変更及び光学ゾーンの再配置を伴って設計されたレンズが含まれていても良い。例えば、第２のレンズ、又は最初の少数の後続レンズとして、安定化ゾーンを変更したものを設計しても良い。しかし、安定化ゾーンの変更に起因するレンズ位置の変化は、全体的なレンズ位置決め誤差を補正しない場合がある。レンズ位置の改善を安定化ゾーンの変更を介して行なったら、次に光学ゾーンを再配置して残りのレンズ位置誤差量を補正しても良い。

本発明の例示的実施形態を、添付図面を参照して本明細書で説明したが、当然のことながら、本発明はこれらと同じ実施形態に限定されず、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、当業者によって本明細書において様々なその他変更及び修正が達成できる。

〔実施の態様〕
（１） 偏心誤差及び／又は回転誤差を考慮したコンタクトレンズを選択するための方法であって、
患者の肉眼に対して行なう第１の波面検査の結果を得るステップであって、該結果には第１の波面マップと第１のゼルニケ多項式の組とが含まれる、ステップと、
前記第１の波面検査の結果を用いて、前記患者の視力を向上させる第１のコンタクトレンズを選択するステップと、
前記選択した第１のコンタクトレンズを装着している間に前記患者に対して行なう第２の波面検査の結果を得るステップであって、前記第２の結果には第２の波面マップと第２のゼルニケ多項式の組とが含まれる、ステップと、
前記第１のゼルニケ多項式の組と前記第２のゼルニケ多項式の組と間の差を計算することによって、前記選択した第１のレンズの偏心誤差又は回転誤差を計算するステップと、
前記計算した差を用いて、前記選択した第１のレンズの計算した偏心誤差又は回転誤差をより良好に考慮する第２のレンズを選択するステップと、を含む、方法。
（２） 前記決定するステップは、
前記計算した差に基づいて偏心誤差又は回転誤差の一方を第１に計算することと、
前記計算した偏心誤差又は回転誤差を補正する第３の波面マップと第３のゼルニケ多項式の組とを生成することと、
前記第３のゼルニケ多項式の組と前記第２のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって前記偏心誤差又は回転誤差の他方を計算することと、を更に含み、
前記第２の選択するステップは、前記計算した偏心誤差及び回転誤差の両方を考慮した前記第２のレンズを選択することを更に含む、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記第１に計算するステップの前に、前記第１のゼルニケ多項式の組中に存在した任意のコマ収差の項を相殺することを更に含む、実施態様２に記載の方法。
（４） 前記波面検査を波面収差測定器を用いて行なう、実施態様１に記載の方法。
（５） 前記第２の選択したレンズは、前記第１の選択したレンズと比べて再配置された光学ゾーンを含む、実施態様１に記載の方法。

（６） 前記第２の選択したレンズは、前記第１の選択したレンズと比べて補正された円柱屈折力軸を含む、実施態様１に記載の方法。
（７） 前記第２の選択したレンズは、前記第１の選択したレンズと比べて代替的なベースカーブを含む、実施態様１に記載の方法。
（８） 前記第２の選択したレンズは、前記第１の選択したレンズと比べて代替的な直径を含む、実施態様１に記載の方法。
（９） 前記第２の選択したレンズは、前記第１の選択したレンズと比べて代替的なサグ量（alternate sag）を含む、実施態様１に記載の方法。
（１０） 前記第２の選択したレンズは、前記第１の選択したレンズと比べて代替的な安定化ゾーンを含む、実施態様１に記載の方法。

（１１） 前記第２の選択したレンズは、前記第１の選択したレンズと比べて代替的な形状を含む、実施態様１に記載の方法。
（１２） 患者の視力を向上させるコンタクトレンズを特定するための装置であって、
コンピュータプロセッサと、
該コンピュータプロセッサと通信状態にあり、実行可能ソフトウェアコードを記憶するデジタルメディア記憶装置であって、前記実行可能ソフトウェアコードは、要求に応じて実行可能で、前記コンピュータプロセッサとともに、
患者の肉眼に対して行なう第１の波面検査の結果と、前記患者の視力を向上させる第１の選択したコンタクトレンズを装着している間に前記患者の眼に対して行なう第２の波面検査の結果とを表す入力データとして受け取ることであって、前記入力データは、少なくとも、前記第１及び第２の波面検査に対応する第１及び第２のゼルニケ多項式の組を含む、受け取ることと、
前記第１のゼルニケ多項式の組と第２のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって前記患者の眼上における前記選択したレンズの偏心誤差又は回転誤差の一方を計算することと、
前記計算した偏心誤差又は回転誤差を実質的に補正する、前記患者に適した第２のレンズを特定することと、を行なうよう動作する、デジタルメディア記憶装置と、を含む、装置。
（１３） 前記実行可能ソフトウェアコードは更に、
前記第１のゼルニケ多項式の組と第２のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって前記患者の眼上における前記選択したレンズの偏心誤差を第１に計算することと、
前記計算された偏心誤差をオフセットするように調整された前記第２のゼルニケ多項式の組を表す第３のゼルニケ多項式の組を生成することと、
前記第２のゼルニケ多項式の組と第３のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって前記患者の眼上における前記選択したレンズの回転誤差を計算することと、
前記計算された偏心誤差及び回転誤差を実質的に補正する前記第２の選択したレンズを特定することと、を行なうよう動作する、実施態様１２に記載の装置。
（１４） 前記実行可能ソフトウェアコードは、偏心誤差を計算する前に、前記第１のゼルニケ多項式の組中に存在する任意のコマ収差の項を相殺するよう更に動作する、実施態様１３に記載の装置。
（１５） 前記コンピュータプロセッサは波面検査装置とデジタル通信状態にあり、前記入力データは前記波面検査装置からデジタル的に受け取られる、実施態様１２に記載の装置。

（１６） 前記波面検査装置は波面収差測定器である、実施態様１５に記載の装置。
（１７） 前記特定された第２のレンズは、前記第１の選択したレンズと比べて再配置された光学ゾーンを含む、実施態様１２に記載の装置。
（１８） 前記特定された第２のレンズは、前記第１の選択したレンズと比べて補正された円柱屈折力軸を含む、実施態様１２に記載の装置。
（１９） 前記特定された第２のレンズは前記第１の選択したレンズと比べて代替的なベースカーブを含む、実施態様１２に記載の装置。
（２０） 前記特定された第２のレンズは前記第１の選択したレンズと比べて代替的な直径を含む、実施態様１２に記載の装置。

（２１） 前記特定された第２のレンズは前記第１の選択したレンズと比べて代替的なサグ量を含む、実施態様１２に記載の装置。
（２２） 前記特定された第２のレンズは前記第１の選択したレンズと比べて代替的な安定化ゾーンを含む、実施態様１２に記載の装置。
（２３） 前記特定された第２のレンズは前記第１の選択したレンズと比べて代替的な形状を含む、実施態様１２に記載の装置。

Claims (21)

1. 偏心誤差及び／又は回転誤差を考慮したコンタクトレンズを選択するための方法であって、
   患者の肉眼に対して行なう第１の波面検査の結果を得るステップであって、該結果には第１の波面マップと第１のゼルニケ多項式の組とが含まれる、ステップと、
   前記第１の波面検査の結果を用いて、前記患者の視力を向上させる第１のコンタクトレンズを選択するステップと、
   前記選択した第１のコンタクトレンズを装着している間に前記患者に対して行なう第２の波面検査の結果を得るステップであって、前記第２の波面検査の結果には第２の波面マップと第２のゼルニケ多項式の組とが含まれる、ステップと、
   前記第１のゼルニケ多項式の組と前記第２のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって、前記選択した第１のコンタクトレンズの偏心誤差又は回転誤差を計算するステップと、
   前記計算した差を用いて、前記選択した第１のコンタクトレンズの計算した偏心誤差又は回転誤差をより良好に考慮する第２のコンタクトレンズを選択するステップと、を含む、方法。
2. 前記計算するステップは、
   前記計算した差に基づいて偏心誤差又は回転誤差の一方を第１に計算するステップと、
   前記計算した偏心誤差又は回転誤差を補正する第３の波面マップと第３のゼルニケ多項式の組とを生成するステップと、
   前記第３のゼルニケ多項式の組と前記第２のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって前記偏心誤差又は回転誤差の他方を計算するステップと、を更に含み、
   前記第２のコンタクトレンズを選択するステップは、前記計算した偏心誤差及び回転誤差の両方を考慮した前記第２のコンタクトレンズを選択するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１に計算するステップの前に、前記第１のゼルニケ多項式の組中に存在した任意のコマ収差の項を相殺するステップを更に含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記波面検査を波面収差測定器を用いて行なう、請求項１に記載の方法。
5. 前記選択した第２のコンタクトレンズは、前記選択した第１のコンタクトレンズと比べて再配置された光学ゾーンを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記選択した第２のコンタクトレンズは、前記選択した第１のコンタクトレンズと比べて代替的なベースカーブを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記選択した第２のコンタクトレンズは、前記選択した第１のコンタクトレンズと比べて代替的な直径を含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記選択した第２のコンタクトレンズは、前記選択した第１のコンタクトレンズと比べて代替的なサグ量を含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記選択した第２のコンタクトレンズは、前記選択した第１のコンタクトレンズと比べて代替的な安定化ゾーンを含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記選択した第２のコンタクトレンズは、前記選択した第１のコンタクトレンズと比べて代替的な形状を含む、請求項１に記載の方法。
11. 患者の視力を向上させるコンタクトレンズを特定するための装置であって、
    コンピュータプロセッサと、
    該コンピュータプロセッサと通信状態にあり、実行可能ソフトウェアコードを記憶するデジタルメディア記憶装置であって、前記実行可能ソフトウェアコードは、要求に応じて実行可能で、前記コンピュータプロセッサとともに、
    患者の肉眼に対して行なう第１の波面検査の結果を表すデータと、前記患者の視力を向上させる、選択した第１のコンタクトレンズを装着している間に前記患者の眼に対して行なう第２の波面検査の結果を表すデータと、を入力データとして受け取る工程であって、前記入力データは、少なくとも、前記第１及び第２の波面検査に対応する第１及び第２のゼルニケ多項式の組を含む、受け取る工程と、
    前記第１のゼルニケ多項式の組と第２のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって前記患者の眼上における前記選択した第１のコンタクトレンズの偏心誤差又は回転誤差の一方を計算する工程と、
    前記計算した偏心誤差又は回転誤差を実質的に補正する、前記患者に適した第２のコンタクトレンズを特定する工程と、を行なうよう動作する、デジタルメディア記憶装置と、を含む、装置。
12. 前記実行可能ソフトウェアコードは更に、
    前記第１のゼルニケ多項式の組と第２のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって前記患者の眼上における前記選択した第１のコンタクトレンズの偏心誤差を第１に計算する工程と、
    前記計算された偏心誤差をオフセットするように調整された前記第２のゼルニケ多項式の組を表す第３のゼルニケ多項式の組を生成する工程と、
    前記第２のゼルニケ多項式の組と第３のゼルニケ多項式の組との間の差を計算することによって前記患者の眼上における前記選択した第１のコンタクトレンズの回転誤差を計算する工程と、
    前記計算された偏心誤差及び回転誤差を実質的に補正する前記第２のコンタクトレンズを特定する工程と、を行なうよう動作する、請求項１１に記載の装置。
13. 前記実行可能ソフトウェアコードは、偏心誤差を計算する前に、前記第１のゼルニケ多項式の組中に存在する任意のコマ収差の項を相殺するよう更に動作する、請求項１２に記載の装置。
14. 前記コンピュータプロセッサは波面検査装置とデジタル通信状態にあり、前記入力データは前記波面検査装置からデジタル的に受け取られる、請求項１１に記載の装置。
15. 前記波面検査装置は波面収差測定器である、請求項１４に記載の装置。
16. 前記特定された第２のコンタクトレンズは、前記選択した第１のコンタクトレンズと比べて再配置された光学ゾーンを含む、請求項１１に記載の装置。
17. 前記特定された第２のコンタクトレンズは前記選択した第１のコンタクトレンズと比べて代替的なベースカーブを含む、請求項１１に記載の装置。
18. 前記特定された第２のコンタクトレンズは前記選択した第１のコンタクトレンズと比べて代替的な直径を含む、請求項１１に記載の装置。
19. 前記特定された第２のコンタクトレンズは前記選択した第１のコンタクトレンズと比べて代替的なサグ量を含む、請求項１１に記載の装置。
20. 前記特定された第２のコンタクトレンズは前記選択した第１のコンタクトレンズと比べて代替的な安定化ゾーンを含む、請求項１１に記載の装置。
21. 前記特定された第２のコンタクトレンズは前記選択した第１のコンタクトレンズと比べて代替的な形状を含む、請求項１１に記載の装置。

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