JP7466450B2 - レンズ要素 - Google Patents

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Description

本発明は、人の目の前に装用されて、近視又は遠視等の目の異常屈折の進行を抑制することが意図されたレンズ要素に関する。
目の近視は、目が遠くの物体を網膜の前で結像することを特徴とする。近視は通常、凹レンズを使用して矯正され、遠視は通常、凸レンズを使用して矯正される。
個人によっては、特に子供が、従来の単一視光学レンズを使用して矯正される場合、近くの距離にある物体を観測するとき、すなわち近見視状況において不正確に結像することが観測されてきた。遠見視について矯正された近視の子供の側でのこの結像欠点により、近くの物体の像はまた、網膜の背後、更には中心窩エリアにも形成される。
そのような結像欠陥は、そのような個人の近視の進行に影響を及ぼし得る。上記個人の大半で、近視欠陥が時間の経過に伴って増大することを観測し得る。
国際公開第２０１６／１０７９１９号パンフレット 国際公開第２０１７／１７６９２１号パンフレット
Ｅｙａｌ Ｂｅｎ－Ｅｌｉｅｚｅｒら、ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ，Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．１４，１０ Ｍａｙ ２００５
したがって、近視又は遠視等の目の異常屈折の進行を抑制又は少なくとも遅くするレンズ要素が必要とされているようである。
このために、本発明は、人の目の前に装用されることが意図されるレンズ要素であって、
－人の上記目の処方に基づく屈折力を有する屈折エリアと、
－少なくとも１つの光学要素は非球面光学機能を有する、複数の少なくとも３つの非連続光学要素と、
を備えるレンズ要素を提案する。
有利なことには、非球面光学機能を有する少なくとも１つの光学要素を有する複数の少なくとも３つの非連続光学要素を有することにより、近視又は遠視等の目の異常屈折の進行を遅らせることができる。
単独で又は組み合わせて考慮することができる更なる実施形態によれば、
－非連続光学要素の少なくとも１つは、多焦点屈折マイクロレンズであり、且つ／又は
－少なくとも１つの多焦点屈折マイクロレンズは円柱度数を有し、且つ／又は
－少なくとも１つの多焦点屈折マイクロレンズは、任意の回転対称性の有無に関係なく、非球面を有し、且つ／又は
－非連続光学要素の少なくとも１つは、円環屈折マイクロレンズであり、
－少なくとも１つの多機能屈折マイクロレンズは環状面を有し、且つ／又は
－非連続光学要素の少なくとも１つは、複屈折材料で作られ、且つ／又は
－非連続光学要素の少なくとも１つは回折レンズであり、且つ／又は
－少なくとも１つの回折レンズはメタ表面構造を有し、且つ／又は
－少なくとも１つの非連続光学要素は、人の目の網膜の前に焦面を生み出すように構成された形状を有し、且つ／又は
－少なくとも１つの非連続光学要素は、多焦点バイナリ構成要素であり、且つ／又は
－少なくとも１つの非連続光学要素は、画素化レンズであり、且つ／又は
－少なくとも１つの非連続光学要素は、πフレネルレンズであり、且つ／又は
－非連続光学要素の少なくとも部分、例えば全ては、眼科レンズの前面に配置され、且つ／又は
－非連続光学要素の少なくとも部分、例えば全ては、眼科レンズの背面に配置され、且つ／又は
－非連続光学要素の少なくとも部分、例えば全ては眼科レンズの前面と背面との間に配置され、且つ／又は
－光学機能少なくとも部分、例えば全ては、高次光学収差を有し、且つ／又は
－レンズ要素は、屈折エリアを有する眼科レンズと、レンズ要素が装用される場合、眼科レンズに取り外し可能に取り付けられるように構成された複数の少なくとも３つの非連続光学要素を有するクリップオンとを備え、且つ／又は
－ ２ｍｍ～４ｍｍの半径を有する円形ゾーンであって、上記半径＋５ｍｍ以上のレンズ要素の光学中心の距離に配置される幾何中心を有するあらゆる円形ゾーンについて、上記円形ゾーンの内部に配置された非連続光学要素の部分の面積の和と上記円形ゾーンの面積との比率は２０％～７０％であり、且つ／又は
－非球面光学機能を有する少なくとも１つの光学要素は、人の目の異常屈折の進行を抑制するように構成され、且つ／又は
－非連続光学要素は、レンズの少なくとも１つのセクションに沿って、非連続光学要素の平均球面度数が上記セクションの点から上記セクションの周縁部に向かって増大するように構成され、且つ／又は
－非連続光学要素は、レンズの少なくとも１つのセクションに沿って、非連続光学要素の平均円柱度数が上記セクションの点から上記セクションの上記周縁部に向かって増大するように構成され、且つ／又は
－非連続光学要素は、レンズの少なくとも１つのセクションに沿って、非連続光学要素の平均球面度数及び／又は円柱度数が上記セクションの中心から上記セクションの周縁部に向かって増大するように構成され、且つ／又は
－屈折エリアは光学中心を含み、非連続光学要素は、レンズの光学中心を通る任意のセクションに沿って、非連続光学要素の平均球面度数及び／又は円柱度数が光学中心からレンズの周縁部に向かって増大するように構成され、且つ／又は
－屈折エリアは遠方視基準点、近方視基準、及び遠方視基準点と近方視基準点とを結ぶ子午線を含み、光学要素は、立位装用状況において、レンズの任意の水平セクションに沿って、光学要素の平均球面度数及び／又は平均円柱度数が、上記水平セクションと子午線との交点からレンズの周縁部に向かって増大するように構成され、且つ／又は
－セクションに沿った平均球面度数及び／又は円柱度数の増加関数は、子午線に沿った上記セクションの位置に応じて異なり、且つ／又は
－セクションに沿った平均球面度数及び／又は円柱度数の増加関数は、非対称であり、且つ／又は
－非連続光学要素は、立位装用状況において、少なくとも１つのセクションが水平セクションであるように構成され、且つ／又は
－非連続光学要素の平均球面度数及び／又は円柱度数は、上記セクションの第１の点から上記セクションの上記周縁部に向かって増大し、上記セクションの第２の点から上記セクションの周縁部に向かって低減し、第２の点は上記第１の点よりも上記セクションの周縁部に近く、且つ／又は
－少なくとも１つのセクションに沿った平均球面度数及び／又は円柱度数の増加関数は、ガウス関数であり、且つ／又は
－少なくとも１つのセクションに沿った平均球面度数及び／又は円柱度数の増加関数は、二次関数であり、且つ／又は
－屈折エリアは、複数の非連続光学要素として形成される部分以外の部分として形成され、且つ／又は
－非連続光学要素は、０．８ｍｍ以上且つ３．０ｍｍ以下の半径を有する円形に内接可能な輪郭形状を有し、且つ／又は
－屈折エリアは、装用者の目の異常屈折を矯正する処方に基づく第１の屈折力及び第１の屈折力と異なる第２の屈折力を有し、且つ／又は
－第１の屈折力と第２の屈折力との間の差は、０．５Ｄ以上であり、且つ／又は
－光学要素少なくとも１つ、例えば少なくとも７０％、例えば全ては、光学レンズコントローラデバイスによりアクティブ化し得るアクティブ光学要素であり、且つ／又は
－アクティブ光学要素は、値が光学レンズコントローラデバイスにより制御される可変屈折率を有する材料を有し、且つ／又は
－光学要素は、網目構造に位置決めされ、且つ／又は
－網目構造は、構造化網目構造であり、且つ／又は
－構造化網目構造は、四角形網目構造、六角形網目構造、三角形網目構造、又は八角形網目構造であり、且つ／又は
－レンズ要素は、光学要素の少なくとも２つの群に編成された少なくとも４つの光学要素を更に有し、且つ／又は
－光学要素の各群は、同じ中心を有する少なくとも２つの同心リングに編成され、光学要素の各群の同心リングは、上記群の少なくとも１つの光学要素に接する最小円に対応する内径及び上記群の少なくとも１つの光学要素に接する最大円に対応する外径により定義され、且つ／又は
－光学要素の同心リング少なくとも部分、例えば全ては、上記光学要素が配置されるレンズ要素の表面の光学中心にセンタリングされ、且つ／又は
－光学要素の同心リングは、９．０ｍｍ～６０ｍｍの直径を有し、且つ／又は
－光学要素の２つの連続した同心リング間の距離は、５．０ｍｍ以上であり、２つの連続した同心リング間の距離は、第１の同心リングの内径と第２の同心リングの外径との間の差によって定義され、第２の同心リングはレンズ要素の周縁により近い。
本発明の非限定的な実施形態について添付図面を参照してこれより説明する。
本発明によるレンズ要素の平面図である。 本発明によるレンズ要素の概略側面像である。 フレネル高さプロファイルの一例を表す。 回折レンズ半径方向プロファイルの一例を表す。 πフレネルレンズプロファイルを示す。 本発明のバイナリレンズ実施形態を示す。 本発明のバイナリレンズ実施形態を示す。 本発明のバイナリレンズ実施形態を示す。 ＴＡＢＯ基準でのレンズの非点収差軸γを示す。 非球面の特徴付けに使用される基準における円柱度数軸γＡＸを示す。 本発明の実施形態によるレンズ要素の平面図を示す。
図中の要素は簡潔且つ明確にするために示されており、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない。例えば、図中の要素の幾つかの寸法は、本発明の実施形態の理解改善に役立つために、他の要素よりも誇張されていることがある。
本発明は、人の目の前に装用されることが意図されるレンズ要素に関する。
説明の残りの部分において、「上」、「下」、「水平」、「垂直」、「上方」、「下方」、「前」、「後」のような用語又は相対的な位置を示す他の言葉が使用されることがある。これらの用語は、レンズ要素の装用状況において理解されたい。
本発明の文脈において、「レンズ要素」という用語は、カットされていない光学レンズ、特定の眼鏡フレームに嵌まるような縁を有する眼鏡光学レンズ、又は眼科レンズ及び眼科レンズに位置決めされるように構成された光学デバイスを指すことができる。光学デバイスは眼科レンズの前面又は背面に位置し得る。光学デバイスは光学パッチであり得る。光学デバイスは、眼科レンズに取り外し可能に位置決めされるように構成し得、例えば、眼科レンズを有する眼鏡フレームにクリップされるように構成されたクリップであり得る。
本発明によるレンズ要素１０は、人用に構成され、上記人の目の前に装用されることが意図される。
図１に表されるように、本発明によるレンズ要素１０は、
－屈折エリア１２と、
－複数の少なくとも３つの非連続光学要素１４と
を備える。
屈折エリア１２は、レンズ要素が構成された人の目の処方に基づく屈折力Ｐ１を有する。処方は、装用者の目の異常屈折を矯正するように構成される。
「処方」という用語は、例えば、目の前に位置するレンズにより、装用者の視覚欠陥を矯正するために、眼科医又は検眼医により決定される、屈折力、非点収差、プリズムによる光のブレの１組の光学特性を意味するものと理解されたい。例えば、近視眼の処方は、屈折力の値及び遠方視の軸との非点収差の値を有する。
屈折エリアは、好ましくは、複数の光学要素として形成される部分以外の部分として形成される。換言すれば、屈折エリアは、複数の光学要素によって形成される部分に対して相補的な部分である。
屈折エリア１２は、第１の屈折力Ｐ１と異なる少なくとも第２の屈折力Ｐ２を更に有し得る。
本発明の意味では、２つの屈折力は、２つの屈折力間の差が０．５Ｄ以上である場合、異なると見なされる。
人の目の異常屈折が近視に対応する場合、第２の屈折力は第１の屈折力よりも大きい。
人の目の異常屈折が遠視に対応する場合、第２の屈折力は第１の屈折力よりも小さい。
屈折エリアは、連続変化する屈折力を有し得る。例えば、屈折エリアは多焦点累進設計を有し得る。
屈折エリアの光学設計は、
－屈折力が負であるフィッティングクロス（ｆｉｔｔｉｎｇ ｃｒｏｓｓ）、
－レンズ要素が装用者により装用中である場合、屈折エリの耳側に延びる第１のゾーン
を含み得る。第１のゾーンでは、屈折力は、耳側に向かって移動する場合、増大し、レンズの鼻側にわたり、眼科レンズの屈折力はフィッティングクロスと略同じである。
そのような光学設計は特許文献１により詳細に開示されている。
代替的には、屈折エリアにおける屈折力は、少なくとも１つの不連続部分を有し得る。
図１に表されるように、レンズ要素は、処方に対応する屈折力に等しい屈折力を有する中央ゾーン１６及び４５°における４つの四分円Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４という５つの相補的なゾーンに分けられ、四分円の少なくとも１つは、屈折力が第２の屈折力に等しい少なくとも一点を有する。
本発明の意味では、「４５°における四分円」とは、図１に示されるように、ＴＡＢＯ基準により方向４５°／２２５°及び１３５°／３１５°に向けられた９０°の等角四分円として理解されたい。
好ましくは、中央ゾーン１６は、標準装用状況において真っ直ぐ前を注視している人の瞳孔に面するフレーム基準点を有し、４ｍｍ以上且つ２２ｍｍ以下の直径を有する。
装用状況とは、例えば、装用時前掲角、角膜－レンズ距離、瞳孔－角膜距離、目の回転中心（ＣＲＥ）－瞳孔距離、ＣＲＥ－レンズ距離、及びそり角によって定義される装用者の目に相対するレンズ要素の位置として理解されたい。
角膜－レンズ距離は、角膜とレンズの背面との間の第１眼位（通常、水平と解釈される）における目の視軸に沿った距離であり、例えば、１２ｍｍに等しい。
瞳孔－角膜距離は、瞳孔と角膜との間の目の視軸に沿った距離であり、通常、２ｍｍに等しい。
ＣＲＥ－瞳孔距離は、目の回転中心（ＣＲＥ）と角膜との間の目の視軸に沿った距離であり、例えば、１１．５ｍｍに等しい。
ＣＲＥ－レンズ距離は、目のＣＲＥとレンズの背面との間の第１眼位（通常、水平と解釈される）における目の視軸に沿った距離であり、例えば、２５．５ｍｍに等しい。
装用時前掲角は、第１眼位におけるレンズの背面の法線と目の視軸との交点である第１眼位（通常、水平と解釈される）におけるレンズの背面と目の視軸との交点における垂直面における角度であり、例えば、－８°に等しい。
そり角は、第１眼位におけるレンズの背面の法線と目の視軸との交点である第１眼位（通常、水平と解釈される）におけるレンズの背面と目の視軸との交点における水平面における角度であり、例えば、０°に等しい。
標準的な装用状況の一例は、装用時前掲角－８°、角膜－レンズ距離１２ｍｍ、瞳孔－角膜距離２ｍｍ、ＣＲＥ－瞳孔距離１１．５ｍｍ、ＣＲＥ－レンズ距離２５．５ｍｍ、及びそり角０°により定義し得る。
本発明の実施形態によれば、下部四分円Ｑ４は、異常屈折を矯正する処方に対応する屈折力と異なる第２の屈折力を有する。
例えば、屈折エリアは累進多焦点ジオプタ機能を有する。累進多焦点ジオプタ機能は、上部四分円Ｑ２と下部四分円Ｑ４との間に延び得る。
有利なことには、そのような構成では、例えば、人が近見視距離を見る場合、レンズの多焦点により、付随するラグを補償することができる。
実施形態によれば、耳側四分円Ｑ３及び鼻側四分円Ｑ１の少なくとも一方は、人の処方に対応する屈折力と異なる第２の屈折力を有する。例えば、耳側四分円Ｑ３は、レンズの偏心に伴って様々な度数を有する。
有利なことには、そのような構成は、周辺視野における異常屈折コントロールの効率を上げ、水平軸において更に効果的である。
実施形態によれば、４つの四分円Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、及びＱ４は同心屈折力累進を有する。
本発明の実施形態によれば、レンズ要素の光学中心にセンタリングされたゾーンに対応するレンズの中央ゾーンは、いかなる光学要素も含まない。例えば、レンズ要素は、上記レンズ要素の光学中心にセンタリングされ、０．９ｍｍに等しい直径を有し、いかなる光学要素も含まない空ゾーンを有し得る。
レンズ要素の光学中心は、レンズのフィッティングポイントに対応し得る。
代替的には、光学要素はレンズ要素の全面に配置し得る。
複数の少なくとも３つの非連続光学要素１４の少なくとも１つの光学要素は、非球面光学機能を有する。
本発明の意味では、レンズ要素の表面に配置された２つの光学要素は、２つの光学要素をリンクする上記表面により支持される全てのパスに沿って、光学要素が配置されたベース表面に達する場合、非連続である。
少なくとも２つの光学要素が配置される表面が球面である場合、ベース表面は上記球面に対応する。換言すれば、球面に配置された２つの光学要素は、光学要素をリンクし、上記球面により支持される全てのパスに沿って、球面に達する場合、非連続である。
少なくとも２つの光学要素が配置された表面が非球面である場合、ベース表面は、上記非球面に最もよくフィットする局所球面に対応する。換言すれば、非球面に配置された２つの光学要素は、光学要素をリンクし、上記非球面により支持される全てのパスに沿って、非球面に最もよくフィットする球面に達する場合、非連続である。
好ましくは、非連続光学要素１４の少なくとも５０％、例えば少なくとも８０％、例えば全ては、非球面光学機能を有する。
本発明の意味では、「非球面光学機能」は、単一焦点を有さないものとして理解されたい。
有利なことには、光学要素のそのような光学機能は、装用者の目の網膜の変形を低減し、レンズ要素を装用する人の目の異常屈折の進行を遅らせることができる。
非球面光学機能を有する少なくとも１つの非連続光学要素は透明である。
有利なことには、非連続光学要素は、レンズ要素上で可視ではなく、レンズ要素の美観に影響しない。
図２に示されるように、本発明によるレンズ要素１０は、物体側に向かう凸曲面として形成される物体側表面Ｆ１と、物体側表面Ｆ１の曲率と異なる曲率を有する凹面として形成される目側表面Ｆ２とを備える。
本発明の実施形態によれば、非連続光学要素の少なくとも部分、例えば全ては、眼科レンズの前面に配置される。
非連続光学要素の少なくとも部分、例えば全ては、眼科レンズの背面に配置し得る。
非連続光学要素の少なくとも部分、例えば全ては、眼科レンズの前面と背面との間に配置し得る。例えば、レンズ要素は、非連続光学要素を形成する屈折率の異なるゾーンを含み得る。
本発明の実施形態によれば、レンズ要素は、屈折エリアを有する眼科レンズと、レンズ要素が装用される場合、眼科レンズに取り外し可能に取り付けられるように構成された複数の少なくとも３つの非連続光学要素を有するクリップオンとを備え得る。
有利なことには、人は、遠距離環境、例えば屋外にいる場合、クリップオンを眼科レンズから分離させ、最終的に少なくとも３つの光学要素のいずれもない第２のクリップオンで置換し得る。例えば、第２のクリップオンはソーラーティントを有し得る。人はまた、いかなる追加のクリップオンもない眼科レンズを使用することもできる。
非連続光学要素は、レンズ要素の各表面に独立して、レンズ要素に追加し得る。
これらの非連続光学要素は、矩形若しくは六角形のような定義された配列又はランダム等で追加することができる。
非連続光学要素は、任意の他のエリアの中央のようなレンズ要素の特定のゾーンを覆い得る。
非連続光学要素の密度又は度数量は、レンズ要素のゾーンに応じて調整し得る。通常、非連続光学要素はレンズ要素の周縁に位置決めされて、近視コントロールにおける非連続光学要素の効果を増大させ、例えば、網膜の周縁形状に起因した周縁デフォーカスを補償し得る。
本発明の好ましい実施形態によれば、２ｍｍ～４ｍｍの半径を有する円形ゾーンであって、上記半径＋５ｍｍ以上のレンズ要素の光学中心の距離に配置された幾何中心を有するあらゆる円形ゾーン、上記円形ゾーンの内部に配置された光学要素の部分の面積の和と上記円形ゾーンの面積との比率は、２０％～７０％、好ましくは３０％～６０％、より好ましくは４０％～５０％である。
非連続光学要素は、直接表面加工、成形、鋳造若しくは注入、エンボス加工、薄膜加工、又はフォトリソグラフィ等のような異なる技術を使用して作ることができる。
本発明の実施形態によれば、非連続光学要素の少なくとも１つ、例えば全ては、人の目の網膜の前に焦面を作り出すように構成された形状を有する。換言すれば、そのような非連続光学要素は、光束がある場合、光束が集中するあらゆるセクション平面が人の目の網膜の前に配置されるように構成される。
本発明の実施形態によれば、非球面光学機能を有する非連続光学要素の少なくとも１つ、例えば全ては、多焦点屈折マイクロレンズである。
本発明の意味では、「マイクロレンズ」は、０．８ｍｍ以上且つ３．０ｍｍ以下、好ましくは１．０ｍｍ以上且つ２．０ｍｍ未満の直径を有する円に内接可能な輪郭形状を有する。
本発明の意味では、「多焦点屈折マイクロレンズ」は、二焦点（２つの焦点屈折力を有する）、三焦点（３つの焦点屈折力を有する）、連続して変化する焦点屈折力を有する多焦点累進レンズ、例えば非球面累進面レンズを含む。
本発明の実施形態によれば、光学要素の少なくとも１つ、光学要素の好ましくは５０％超、より好ましくは、８０％超は非球面マイクロレンズである。本発明の意味では、非球面マイクロレンズは、表面にわたり連続屈折力進化を有する。
非球面マイクロレンズは、０．１Ｄ～３Ｄの非球面性を有し得る。非球面マイクロレンズの非球面性は、マイクロレンズの中心において測定される光学屈折力とマイクロレンズの周縁で測定される光学屈折力との比率に対応する。
マイクロレンズの中心は、マイクロレンズの幾何中心にセンタリングされ、０．１ｍｍ～０．５ｍｍ、好ましくは２．０ｍｍに等しい直径を有する球面エリアによって定義し得る。
マイクロレンズの周縁は、マイクロレンズの幾何中心にセンタリングされ、０．５ｍｍ～０．７ｍｍの内径及び０．７０ｍｍ～０．８０ｍｍの外径を有する環状ゾーンにより定義し得る。
本発明の実施形態によれば、非球面マイクロレンズは、絶対値で２．０Ｄ～７．０Ｄの光学屈折力を幾何中心において有し、絶対値で１．５Ｄ～６．０Ｄの光学屈折力を周縁において有する。
光学要素が配置されたレンズ要素の表面をコーティングする前の非球面マイクロレンズの非球面性は、上記レンズ要素の光学中心からの半径方向距離に従って可変であり得る。
さらに、光学要素が配置されたレンズ要素の表面をコーティングした後の非球面マイクロレンズの非球面性は、上記レンズ要素の光学中心からの半径方向距離に従って更に可変であり得る。
本発明の実施形態によれば、少なくとも１つの多焦点屈折マイクロレンズは環状面を有する。環状面は、曲率中心を通らない回転軸（最終的に無限遠に位置決めされる）の回りで円又は弧を回転させることによって作成することができる回転面である。
環状面レンズは、互いに対して直角において２つの異なる半径方向プロファイルを有し、したがって、２つの異なる焦点屈折力を生み出す。
円環レンズの環状面成分及び球面成分は、単一焦点とは対照的に、非点収差光線を生み出す。
本発明の実施形態によれば、非球面光学機能を有する非連続光学要素の少なくとも１つ、例えば非連続光学要素の全ては、円環屈折マイクロレンズである。例えば、０ジオプタ（δ）以上且つ＋５ジオプタ（δ）以下の球面度数値及び０．２５ジオプタ（δ）以上の円柱度数値を有する円環屈折マイクロレンズ。
特定の実施形態として、円環屈折マイクロレンズは純粋な円筒体であり得、最小子午線屈折力がゼロであり、一方、最大子午線屈折力が厳密に正であり、例えば５ジオプタ未満であることを意味する。
本発明の実施形態によれば、非連続光学要素の少なくとも１つ、例えば全ては、複屈折材料で作られる。換言すれば、光学要素は、光の偏光方向及び伝搬方向に依存する屈折率を有する材料で作られる。複屈折性は、材料が示す屈折率間の最大差として定量化し得る。
本発明の実施形態によれば、非連続光学要素の少なくとも１つ、例えば全ては、不連続面、例えばフレネル面及び／又は不連続性を有する屈折率プロファイルを有する等の不連続性を有する。
図３は、本発明に使用し得る非連続光学要素のフレネル高さプロファイルの一例を表す。
本発明の実施形態によれば、非連続光学要素の少なくとも１つ、例えば全ては回折レンズで作られる。
図４は、本発明に使用し得る非連続光学要素の回折レンズ半径方向プロファイルの一例を表す。
回折レンズの少なくとも１つ、例えば全ては、特許文献２に開示されるようなメタ表面構造を有し得る。
回折レンズは、図５に見られるように、位相関数ψ（ｒ）が公称波長においてπ位相ジャンプを有するフレネルレンズであり得る。明確にするために、位相ジャンプが２πの倍数である単焦点フレネルレンズとは対照的に、これらの構造に「πフレネルレンズ」という名称を与え得る。位相関数が図５に表示されるπフレネルレンズは、主に、ジオプタ度数０δ及び正のジオプタ度数Ｐ、例えば３δに関連する２つの回折次数で光を回折する。
本発明の実施形態によれば、非連続光学要素の少なくとも１つ、例えば全ては、多焦点バイナリ構成要素である。
例えば、図６ａに表されるようなバイナリ構造は、－Ｐ／２及びＰ／２で示される主に２つのジオプタ度数を示す。ジオプタ度数がＰ／２である図６ｂに示されるような屈折構造に関連する場合、図６ｃに表される最終構造はジオプタ度数０δ及びＰを有する。示された事例はＰ＝３δに関連する。
本発明の実施形態によれば、非連続光学要素の少なくとも１つ、例えば全ては画素化レンズである。多焦点画素化レンズの一例は、非特許文献１おいて開示されている。
本発明の実施形態によれば、非連続光学要素の少なくとも１つ、例えば全ては、高次光学収差を有する光学機能を有する。例えば、光学要素は、ゼルニケ多項式により定義される連続面で構成されるマイクロレンズである。
本発明の実施形態によれば、光学要素は網目構造に位置決めされる。
光学要素が位置決めされる網目構造は構造化網目構造であり得る。
図８に示される実施形態では、光学要素は複数の同心リングに沿って位置決めされる。
光学要素の同心リングは環状リングであり得る。
本発明の実施形態によれば、レンズ要素は少なくとも４つの光学要素を更に備え得る。少なくとも４つの光学要素は、光学要素の少なくとも２つの群に編成され、光学要素の各群は同じ中心を有する少なくとも２つの同心リングに編成され、光学要素の各群の同心リングは内径及び外径により定義される。
光学要素の各群の同心リングの内径は、光学要素の上記群の少なくとも１つの光学要素に接する最小円に対応する。光学要素の同心リングの外径は、上記群の少なくとも１つの光学要素に接する最大円に対応する。
例えば、レンズ要素は光学要素のｎ個のリングを有し得、ｆｉｎｎｅｒ１は、レンズ要素の光学中心に最も近い同心リングの内径を指し、ｆｏｕｔｅｒ１は、レンズ要素の光学中心に最も近い同心リングの外径を指し、ｆｉｎｎｅｒ ｎは、レンズ要素の周縁に最も近いリングの内径を指し、ｆｏｕｔｅｒ ｎは、レンズ要素の周縁に最も近い同心リングの外径を指す。
光学要素ｉ及びｉ＋１の２つの連続した同心リング間の距離Ｄｉは、
Ｄｉ＝｜ｆｉｎｎｅｒ ｉ＋１－ｆｏｕｔｅｒ ｉ｜
として表し得、式中、ｆｏｕｔｅｒ ｉは光学要素ｉの第１のリングの外径を指し、ｆｉｎｎｅｒ ｉ＋１は、第１のリングに連続し、レンズ要素の周縁により近い光学要素ｉ＋１の第２のリングの内径を指す。
本発明の別の実施形態によれば、光学要素は、光学要素が配置されたレンズ要素の表面の光学中心にセンタリングされ、各光学要素の幾何中心をリンクする同心リングに編成される。
例えば、レンズ要素は光学要素のｎ個のリングを有し得、ｆ１は、レンズ要素の光学中心に最も近いリングの直径を指し、ｆｎは、レンズ要素の周縁に最も近いリングの直径を指す。
光学要素ｉ及びｉ＋１の２つの連続した同心リング間の距離Ｄｉは、
として表し得、式中、ｆｉは光学要素ｉの第１のリングの直径を指し、ｆｉ＋１は、第１のリングに連続し、レンズ要素の周縁により近い光学要素ｉ＋１の第２のリングの直径を指し、
ｄｉは光学要素の第１のリング上の光学要素の直径を指し、ｄｉ＋１は、第１のリングに連続し、レンズ要素の周縁により近い光学要素の第２のリング上の光学要素の直径を指す。光学要素の直径は、光学要素の輪郭形状に内接可能な円の直径に対応する。
光学要素の同心リングは環状リングであり得る。
有利なことには、レンズ要素の光学中心及び光学要素の同心リングの中心は一致する。例えば、レンズ要素の幾何中心、レンズ要素の光学中心、及び光学要素の同心リングの中心は一致する。
本発明の意味では、一致という用語は、一緒に実際に近い、例えば１．０ｍｍ未満の離間として理解されたい。
２つの連続した同心リング間の距離Ｄｉは、ｉに従って様々であり得る。例えば、２つの連続する同心円間の距離Ｄｉは、２．０ｍｍ～５．０ｍｍと様々であり得る。
本発明の実施形態によれば、光学要素の２つの連続した同心リング間の距離Ｄｉは、２．００ｍｍ超、好ましくは３．０ｍｍ、より好ましくは５．０ｍｍである。
有利なことには、２．００ｍｍ超の光学要素の２つの連続した同心リング間の距離Ｄｉにより、光学要素のこれらのリング間でより大きな屈折エリアを管理することができ、したがって、より良好な視力を提供する。
１ｍｍ未満のレンズ要素の光学中心の距離に配置された幾何中心を有し、上記円形ゾーン内部に配置された光学要素の部分の面積の和と上記円形ゾーンの面積との比率が２０％～７０％、好ましくは３０％～６０％、より好ましくは４０％～５０％である、９ｍｍ超の内径及び５７ｍｍ未満の外径を有するレンズ要素の環状ゾーンを考える。
換言すれば、所与の値の上記比率について、間隔が２．０ｍｍ超の同心リングへの光学要素の編成により、光学要素がレンズ要素の表面に六角形網目構造に又はランダムに配置される場合に管理される屈折エリアよりも製造が容易な屈折エリアの環状ゾーンを提供することが可能であり、それにより、目の異常屈折のよりよい矯正、ひいてはよりよい視力を提供することを本発明者らは観測した。
本発明の実施形態によれば、レンズ要素の全ての光学要素の直径ｄｉは同一である。
本発明の実施形態によれば、２つの連続する同心リングｉ及びｉ＋１間の距離Ｄｉは、ｉがレンズ要素の周縁に向かって増大する場合、増大し得る。
光学要素の同心リングは、９ｍｍ～６０ｍｍの直径を有し得る。
本発明の実施形態によれば、レンズ要素は、少なくとも２つ、好ましくは６つ以上、より好ましくは１１以上の同心リングに配置された光学要素を備える。例えば、光学要素は、レンズの光学中心にセンタリングされた１１個の同心リングに配置し得る。
本発明の実施形態によれば、光学要素は、少なくともレンズの１セクションに沿って、光学要素の平均球面度数が上記セクションの点から上記セクションの周縁に向かって増大するように構成される。
光学要素は、少なくともレンズの１セクションに沿って、例えば、少なくとも、光学要素の平均球面度数が増大するセクションと同じセクションに沿って、円柱度数が上記セクション点、例えば、平均球面度数と同じ点から上記セクションの周縁部に向かって増大するように更に構成し得る。
有利なことには、レンズの少なくとも１つのセクションに沿って、光学要素の平均球面度数及び／又は平均円柱度数が上記セクションの点から上記セクションの周縁部に向かって増大するように構成された光学要素を有することにより、近視の場合には網膜の前又は遠視の場合には網膜の背後における光線のデフォーカスを増大させることができる。
換言すれば、レンズの少なくとも１つのセクションに沿って、光学要素の平均球面度数が上記セクションの点から上記セクションの周縁部に向かって増大するように構成された光学要素を有することが、近視又は遠視等の目の異常屈折の進行を遅らせるのに役立つことを本発明者らは観測した。
既知のように、最小曲率ＣＵＲＶｍｉｎは、式
により非球面上の任意の点において定義され、式中、Ｒｍａｘはメートル単位で表される局所最大曲率半径であり、ＣＵＲＶｍｉｎはジオプタ単位で表される。
同様に、最大曲率ＣＵＲＶｍａｘは、式
により非球面上の任意の点で定義することができ、式中、Ｒｍｉｎはメートル単位で表される局所最小曲率半径であり、ＣＵＲＶｍａｘはジオプタ単位で表される。
表面が局所的に球面である場合、局所最小曲率半径Ｒｍｉｎ及び局所最大曲率半径Ｒｍａｘは同じであり、したがって、最小曲率ＣＵＲＶｍｉｎ及び最大曲率ＣＵＲＶｍａｘも同一である。表面が非球面である場合、局所最小曲率半径Ｒｍｉｎ及び局所最大曲率半径Ｒｍａｘは異なる。
最小曲率ＣＵＲＶｍｉｎ及び最大曲率ＣＵＲＶｍａｘのこれらの式から、考慮する表面の種類に従ってＳＰＨｍｉｎ及びＳＰＨｍａｘと記される最小及び最大の球面を推測することができる。
考慮する表面が、物体側面（前面とも呼ばれる）である場合、式は以下
の通りであり、式中、ｎはレンズの構成材料の屈折指数である。
考慮する表面が、眼球側面（後面とも呼ばれる）である場合、式は以下
の通りであり、式中、ｎはレンズの構成材料の屈折指数である。
既知のように、
非球面上の任意の点における平均球面度数ＳＰＨｍｅａｎも式
により定義することができる。
したがって、平均球面度数の式は考慮する表面に依存し、表面が物体側面である場合、
であり、表面が眼球側面である場合、
であり、円柱度数ＣＹＬも式ＣＹＬ＝│ＳＰＨｍａｘ－ＳＰＨｍｉｎ│により定義される。
レンズのいかなる非球面の特徴であっても、局所平均球面度数及び局所平均円柱度数で表し得る。円柱度数が少なくとも０．２５ジオプタである場合、表面は局所的に非球面であると考えることができる。
非球面の場合、局所円柱度数軸γＡＸを更に定義し得る。図７ａは、ＴＡＢＯ基準において定義される非点収差軸γを示し、図７ｂは、非球面を特徴付けるために定義される基準における円柱度数軸γＡＸを示す。
円柱度数軸γＡＸは、選ばれた回転の意味での基準軸に関連した最大曲率ＣＵＲＶｍａｘの向きの角度である。上記定義された基準では、基準軸は水平であり（この基準軸の角度は０°である）、回転の意味は、装用者を見ている場合（０°≦γＡＸ≦１８０°）、各目で反時計回りである。したがって、＋４５°という円柱度数軸γＡＸの軸値は、斜めの向きの軸を表し、装用者を見ている場合、右上にある四分円から左下にある四分円まで延びる。
光学要素は、レンズの少なくとも１つのセクションに沿って、光学要素の平均球面度数及び／又は円柱度数が上記セクションの中心から上記セクションの周縁部に向かって増大するように構成し得る。
本発明の実施形態によれば、光学要素は、標準装用状況において、少なくとも１つのセクションが水平セクションであるように構成される。
平均球面度数及び／又は円柱度数は、少なくとも１つの水平セクションに沿って増加関数に従って増大し得、増加関数はガウス関数である。ガウス関数は、レンズの鼻側部分と耳側部分とで異なり、人の網膜の非対称性を考慮し得る。
代替的には、平均球面度数及び／又は円柱度数は、少なくとも１つの水平セクションに沿って増加関数に従って増大し得、増加関数は二次関数である。二次関数は、レンズの鼻側部分と耳側部分とで異なり、人の網膜の非対称性を考慮し得る。
本発明の実施形態によれば、光学要素の平均球面度数及び／又は平均円柱度数は、上記セクションの第１の点から上記セクションの周縁部に向かって増大し、上記セクションの第２の点から上記セクションの周縁部に向かって低減し、第２の点は、第１の点よりも上記セクションの周縁部に近い。
そのような実施形態は、レンズ要素の光学中心への半径方向距離に従って光学要素の平均球面度数を提供する表１に示される。
表１の例では、光学要素は曲率３２９．５ｍｍを有する球面前面に配置されたマイクロレンズであり、レンズ要素は屈折率１．５９１を有する光学材料で作られ、装用者の処方された光学屈折力は６Ｄである。光学要素は標準装用状況で装用されるべきであり、装用者の網膜は、角度３０°において０．８Ｄのデフォーカスを有すると見なされる。光学要素は、２Ｄの周縁デフォーカスを有するように決定される。
表１に示されるように、レンズ要素の光学中心の近くから始まり、光学要素の平均球面度数は、上記セクションの周縁部に向かって増大し、それから、上記セクションの周縁部に向かって低減する。
本発明の実施形態によれば、光学要素の平均円柱度数は、上記セクションの第１の点から上記セクションの周縁部に向かって増大し、上記セクションの第２の点から上記セクションの周縁部に向かって低減し、第２の点は、第１の点よりも上記セクションの周縁部に近い。
そのような実施形態は、局所半径方向に対応する第１の方向Ｙ及び第１の方向に直交する第２の方向Ｘに射影された円柱度数ベクトルの振幅を提供する表２及び表３に示される。
表２の例では、光学要素は曲率１６７．８１ｍｍを有する球面前面に配置されたマイクロレンズであり、レンズ要素は屈折率１．５９１を有する材料で作られ、装用者の処方された光学屈折力は－６Ｄである。レンズ要素は標準装用状況で装用されるべきであり、装用者の網膜は、角度３０°において０．８Ｄのデフォーカスを有すると見なされる。光学要素は、周辺デフォーカス２Ｄを提供するように決定される。
表３の例では、光学要素は曲率１６７．８１ｍｍを有する球面前面に配置されたマイクロレンズであり、レンズ要素は屈折率１．５９１を有する材料で作られ、装用者の処方された光学屈折力は－１Ｄである。レンズ要素は標準装用状況で装用されるべきであり、装用者の網膜は、角度３０°において０．８Ｄのデフォーカスを有すると見なされる。光学要素は、周辺デフォーカス２Ｄを提供するように決定される。
表２及び表３に示されるように、レンズ要素の光学中心の近くから始まり、光学要素の平均円柱度数は、上記セクションの周縁部に向かって増大し、それから、上記セクションの周縁部に向かって低減する。
本発明の実施形態によれば、屈折エリアは光学中心を有し、光学要素は、レンズの光学中心を通る任意のセクションに沿って、光学要素の平均球面度数及び／又は平均円柱度数が光学中心からレンズの周縁部に向かって増大するように構成される。
例えば、光学要素は、その一部の光学中心にセンタリングされた円に沿って規則正しく分布し得る。
直径１０ｍｍであり、屈折エリアの光学中心にセンタリングされた円上の光学要素は、平均球面度数２．７５Ｄを有するマイクロレンズであり得る。
直径２０ｍｍであり、屈折エリアの光学中心にセンタリングされた円上の光学要素は、平均球面度数４．７５Ｄを有するマイクロレンズであり得る。
直径３０ｍｍであり、屈折エリアの光学中心にセンタリングされた円上の光学要素は、平均球面度数５．５Ｄを有するマイクロレンズであり得る。
直径４０ｍｍであり、屈折エリアの光学中心にセンタリングされた円上の光学要素は、平均球面度数５．７５Ｄを有するマイクロレンズであり得る。
異なるマイクロレンズの円柱度数は、人の網膜の形状に基づいて調整し得る。
本発明の実施形態によれば、屈折エリアは、遠方視基準点、近方視基準、及び遠方視基準点と近方視基準点とを結ぶ子午線を含む。例えば、屈折エリアは、人の処方に構成され、又はレンズ要素を装用する人の目の異常屈折の進行を遅らせるように構成された累進多焦点レンズ設計を有し得る。
好ましくは、そのような実施形態によれば、光学要素は、標準装用状況において、レンズの任意の水平セクションに沿って、光学要素の平均球面度数及び／又は円柱度数が上記水平セクションと子午線との交点からレンズの周縁部に向かって増大するように構成される。
子午線は、主注視方向とレンズの表面との交点の軌跡に対応する。
セクションに沿った平均球面度数及び／又は平均円柱度数の増加関数は、子午線に沿った上記セクションの位置に依存して異なり得る。
特に、セクションに沿った平均球面度数及び／又は平均円柱度数の増加関数は非対称である。例えば、平均球面度数及び／又は平均円柱度数の増加関数は、標準装用状況において、垂直セクション及び／又は水平セクションに沿って非対称である。
本発明の実施形態によれば、光学要素少なくとも１つ、例えば少なくとも７０％、例えば全ては、光学レンズコントローラデバイスにより手動又は自動でアクティブ化し得るアクティブ光学要素である。
アクティブ光学要素は、光学レンズコントローラデバイスにより制御される可変屈折率を有する材料を含み得る。
本発明について、全般的な本発明の概念を限定せずに、実施形態を用いて上述した。
例示的な上記実施形態を参照して、多くの更なる変更及び変形が当業者に明らかになり、例示的な上記実施形態は単なる例として与えられ、本発明の範囲の限定を意図せず、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ決定される。
特許請求の範囲において「備える、有する、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という言葉は他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外しない。異なる特徴が相互に異なる従属クレームに記載されているという事実だけでは、これらの特徴の組合せが有利に使用することができないことを示さない。特許請求の範囲における任意の参照符号は、本発明の範囲の限定として解釈されるべきではない。
１０ レンズ要素
１２ 屈折エリア
１４ 非連続光学要素
１６ 中央ゾーン

Claims (15)

  1. 人の目の前に装用されることが意図される眼鏡用のレンズ要素であって、
    前記人の前記目の処方に基づく屈折力を有する屈折エリアと、
    複数の少なくとも３つの非連続光学要素であって、前記非連続光学要素は、非球面累進面を有する多焦点屈折マイクロレンズであり、前記多焦点屈折マイクロレンズが、０．８ｍｍ以上且つ３．０ｍｍ以下の直径を有する円に内接可能な輪郭形状を有する、複数の少なくとも３つの非連続光学要素と、
    を備え、
    前記屈折エリアが、前記複数の非連続光学要素によって形成される部分以外の部分として形成され、
    ２ｍｍ～４ｍｍの半径を有し、かつ、前記レンズ要素の光学中心から前記半径＋５ｍｍの距離に配置されている幾何中心を備えるあらゆる円形ゾーンに対して、前記円形ゾーンの内側に配置された前記非連続光学要素の部分の面積の和と、前記円形ゾーンの総面積と、の比率が２０％～７０％である、レンズ要素。
  2. 前記多焦点屈折マイクロレンズは環状面を有する、請求項１に記載のレンズ要素。
  3. 前記非連続光学要素の少なくとも１つは円環屈折マイクロレンズである、請求項１または２に記載のレンズ要素。
  4. 前記非連続光学要素の少なくとも１つは複屈折材料で作られる、請求項１に記載のレンズ要素。
  5. 前記非連続光学要素の少なくとも１つは回折レンズである、請求項１～４の何れか一項に記載のレンズ要素。
  6. 前記回折レンズはメタサーフェス構造を有する、請求項５に記載のレンズ要素。
  7. 前記非連続光学要素の少なくとも１つは多焦点バイナリ構成要素である、請求項５又は６に記載のレンズ要素。
  8. 前記非連続光学要素の少なくとも一部は、眼科レンズの前面に配置される、請求項１～７の何れか一項に記載のレンズ要素。
  9. 全ての前記非連続光学要素は、眼科レンズの前面に配置される、請求項１～８の何れか一項に記載のレンズ要素。
  10. 前記非連続光学要素の少なくとも一部は、眼科レンズの背面に配置される、請求項１～８の何れか一項に記載のレンズ要素。
  11. 全ての前記非連続光学要素は、眼科レンズの背面に配置される、請求項１～７の何れか一項に記載のレンズ要素。
  12. 前記非連続光学要素の少なくとも一部は、眼科レンズの前面と背面との間に配置される、請求項１～８の何れか一項に記載のレンズ要素。
  13. 全ての前記非連続光学要素は、眼科レンズの前面と背面との間に配置される、請求項１～７の何れか一項に記載のレンズ要素。
  14. 屈折エリアを有する眼科レンズと、前記レンズ要素が装用される場合、前記眼科レンズに取り外し可能に取り付けられるように構成された前記複数の少なくとも３つの非連続光学要素を有するクリップオンとを備える請求項１～１３の何れか一項に記載のレンズ要素。
  15. 前記非球面累進面を有する前記非連続光学要素は、前記人の前記目の異常屈折の進行を抑制するように構成される、請求項１～１４の何れか一項に記載のレンズ要素。
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