JPH0311315A - 眼球内インプラントまたはコンタクトレンズなどの視力矯正光学要素 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、−船釣にいえば視力を矯正するために用いる
光学要素に関連する。

より詳しくいえば、本発明は眼球内インプラントに係る
が、本発明はまたコンタクトレンズにも応用できる。

（従来の技術） 周知の如く、眼球内インプラントが欠陥のある水晶体の
代用品として工夫されている。

この種の眼球内インプラントは、通常調節性をもたない
。

例えば、このことは米国特許ＵＳ−Ａ−４，５０４，９
８２号の主旨であるインプラント材についていえる。

この米国特許において、関連する眼球内インプラント材
の前面中央部分は以下の式を満たす子午断面もつ回転非
球面をなしている： ここで、Ｒ，に、Ａ！、Ａ３、Ａ４およびＡ、は数値パ
ラメータである。しかし、この眼球内インプラントを全
体としてみれば、一定の能力のものであり、該問題とす
る数値パラメータは単に縦方向の球面収差の大部分が矯
正されるように選ばれているに過ぎない。

同様に、米国特許第４．７６９，０３３号の開示する眼
球内インプラント材は、これが２焦点レンズであること
から、遠方視と近方視との間の中間的視野に対して何の
配慮もなされていないという点で、調節能力に欠けてい
る。

調節性の全くないこの種の眼球内インプラントの明らか
な欠点は、これらがあらゆる種類の視野に対して本来的
に不十分であることであり、そのために、特に一定の能
力しかもたない眼球内インプラントの場合には必要に応
じて眼鏡を掛けることが必要とされる。

調節可能な眼球内インプラントが米国特許第４．７１０
．１９３号に記載されている。

しかし、この眼球内インプラントは回折性のデバイスで
あって、現実に無視できない色収差をもたらす。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は調節可能な光学デバイス、特に眼球内イ
ンプラントを捷供することにあり、これは上記欠点を全
く示さないものである。

今日まで、眼球内インプラントの設計上の計算は、本質
的に、空気中で孤立したインプラントにつき、該インプ
ラントに要求される単一の屈折力に基づき、しかも該イ
ンプラントが眼の中で生ずる縦方向の球面収差には考慮
を払わずになされている。これに対し、本発明では、−
旦固定されてしまえば、この種の眼球内インプラントが
光学系の一要素となりその他の要素が注目する眼の一部
であると考える点で、また、計算によって予想されるよ
うに、この光学系内で所定の縦方向の球面収差を生ずる
に必要な表面形状を該眼球内インプラントに付与すると
いう点で上記公知の考え方と異っている。

眼の各要素、従ってその特性は入電に変化するという問
題がある。

本発明は、また基準として特定の眼のモデルを使用する
ことをも提案する。

これは、好ましくはＲ，ナバロ（ＮＡＶＡＲＲＯ）等に
よる、′アコモデーションーディベンデントモデルオブ
ザヒューマンアイウイズアスフエリソクス（Ａｃｃｏｍ
ｍｏｄａｔｉｏｎ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　　ｍｏｄｅｌ
　　ｏｆ　　ｔｈｅｈ＋１ｍａｎ　ｅｙｅ　ｗＨｈ　ａ
ｓｆｈｅｒｉｃｓ）　　”と題する論文（Ｊ。

Ｏｐｔ、Ｓｏｃ、＾ｍ、Ａ、１９８５（８月）叢、隘８
）に記載された眼のモデルである。

尚、このモデルの代りに別の眼のモデルも同様に問題な
しに選ぶことができる。

（課題を解決するための手段） 本発明は、少な（とも一方が以下の式を満足する子午部
分をもつ回転非球面形状の中心部分をもつ、前面と後面
とを有する視力矯正光学要素からなる： この一般式において、Ｒ２、Ｋ、　Ａ．、　Ａ．、Ａ４
およびＡ、は数値パラメータであって、該光学要素と特
定の眼のモデルとからなる（但し、該光学要素が眼球内
インプラントである場合には水晶体を除く）光学系に対
して、該パラメータがある代表的なカーブを、以下の式
： （ここでＮ′は像媒体の屈折率であり、ｄｘ’は像空間
における縦方向の球面収差であり、かつｆ′は接眼のモ
デルの焦点である）で定義される近接物体Ｐに対して与
えるように選択され、・軸からの大きな距離に対しては
、該代表的カーブは、零以下または零に等しい傾きをも
ち、かつ完全に、ある規定された基準点を通る垂直線と
該基準点に関して座標（−５，１，５）および（−１，
５，２，７５）をもつ点を通る斜線との間に局在する実
質的に真直の第１の部分を含み、・該軸からの小さな距
離に対しては、該代表的カーブは、該基準点に関して水
平座標（−２゜５）と（−４）をもつ点間にて、ジオプ
トル軸と垂直に交叉する第２の部分を含み、かつ ・該軸からの中間的な距離に対しては、該代表的カーブ
は該第１および第２部分と単調にかつ連続的に合体する
子午部分を含む。

本発明の光学要素とこれを適用した眼とを含む光学系は
遠方視と近゛方視とに対する正確な視力状態を表す２点
において焦特性をもち、上記２つの視野間の中間的視力
についマも最適な使用者の快適さを与える可能性をもつ
。

特に、欠陥のある水晶体と置換された眼球内インプラン
トの場合には、本発明は眼の失った調節機能の真の復興
を達成する一方で自然に受は入れられる限界内に縦方向
の球面収差を維持する。

第１の態様において、遠方視に対する縦方向の球面収差
は眼自身の収差である。

第２の態様において、これは適宜補正される。

この後者の場合において、近方接は有利には遠方視に対
して安定化される。

本発明、その特徴並びに利点は、添付図面を参照して記
載される、非限定的実施例として与えられるにすぎない
以下の記述から明らかとなろう。

第１図〜第３図および関連する第６図は、治療した眼１
１の水晶体と置換された眼球内インプラント１０に対す
る本発明の適用例を示すものである。

第１図は眼１１の角膜１２、その虹彩１３、前に水晶体
を収納していたのう１４および網膜１５を示している。

本発明による眼球内インプラント１０は、図示された好
ましい態様において、眼１１の前眼房１６に、即ち角膜
１２と虹彩１３との間の眼の部分に差し込まれている。

公知の様式で、この眼球内インプラント１０は前面１７
と後面１８とを有している。また、該インプラントはそ
の端部であって直径方向に対向する位置に２つの弾性変
形可能なアーム２０を備えている。これらアームの各々
はＳ字型で、かつ虹彩１３の根部における眼１１の毛様
体に支持されるように設計されている。

対応する配列は周知であるが、それ自体本発明のいかな
る部分を構成しないので、これ以上ここでは記載しない
。

ところで、これらは、特にアーム２０の配置および／ま
たは個数について様々な態様が可能である。

また、公知の様式で、この眼球内インプラント１０はメ
チルメタクリレートポリマーなどの合成材料から作るこ
とができる。

今、該インプラントを作製した材料の屈折率をＮ１とし
、その軸を八とする。

第１図〜第３図に示した態様において、本発明の眼球内
インプラント１０は両凸型である。

その前面１７の中央部分は以下の式を満たす子午部分を
もつ回転非球面２２である。

ここでＲ１、Ｋ、Ｒ，、Ｒ１、Ｒ１およびＲ２は数値パ
ラメータである。

実際のところ、Ｒ１は基準球の曲率半径に対応し、Ｋは
一定の円錐体角に対応し、かつＡ２、Ａ３、Ａ、および
Ａ、は後に説明されているような非球面性パラメータに
対応する。

実際に、非球面２２は、最大値２．３５　ｍｍをもつ半
径Ｈ４の円周に画成される。

これ以外の前面１７の周辺部は非球面２２と接線方向に
合体しているトロイド状面２３を含み、その曲率半径は
該非球面と合体している部分において非球面の曲率に等
しい。

ここで、Ｒ１てこの曲率半径を表すものとし、かつＸ、
およびＹ、が対応する中心の座標を表すものとする。

このトロイド状面２３は、任意の偏心率および／または
大きな（５，５＋ｎを越える）直径の瞳孔の重大性をう
まく最小化する。

これは、また非球状中央面２２外の変形を調節すること
を可能にするという利点をも有している。

事実、このトロイド状面２３は、順次３鶴程度の半径Ｈ
２の円周によって画成される。

該トロイド状面の外方に、眼球内インプラント１０は簡
単な環状のビート２４を形成し、そこからアーム２０が
伸びている。

第１〜３図に示した態様において、眼球内インプラント
１０の後面１８は球状である。

ここで、該後面１８の半径をＲ２とする。

最後に該後面の軸Ａ上でのその厚さをＥｌで表すものと
する。

眼球内インプラントのパラメータＲ８、Ｋ５＾２、Ａ１
、八、および＾、を設定する、本発明のインプラントの
設計上の計算は特定の眼のモデルに関連している。

上述したように、このモデルはＲ，ナバロ等の眼のモデ
ルであることが好ましい。

このモデルは第４図に模式的に図示されており、第４図
には角膜１２、虹彩１３および網膜１５が示されている
。

第４図には水晶体２５の模式的表示も含まれている。

以下に、例として、この眼のモデルの（上記文献に指定
されている）寸法上の特徴を列挙する。

・角膜Ｉ２の曲面の半径Ｒ４ニア、７２龍；に−−０，
２６゜ ・角膜１２の後面の半径Ｒ５：　６．５龍；６角膜１２
の厚さＥｚ：０．５５ｗｍ；・角膜１２の後面から水晶
体２５の前面までの距離　：３．０５　１謙　； ・水晶体２５の前面の半径Ｒｂ：１０．２ｗｍＨＫ−−
３，１３１６； ・水晶体２５の後面の半径Ｒｔニー６ｔｍ；に＝−１； ・水晶体２５の厚みＥ３：４ｍｍ； Ｑ水晶体２５の後面から網膜１５までの距離Ｄｔ：＝１
６．３４１ｎ； φ網膜１５の半径Ｒｓニー１２ｍ； ・角膜１２の屈折率Ｎ、：　１．３６７　；ゆ角膜１２
と水晶体２５との間の液の屈折率Ｎｚ：１．３３７； ・水晶体２５の屈折率Ｎ＊：１．４２；ゅ水晶体２５と
ｙＩ膜１５との間の液の屈折率Ｎｓ：１，３３６゜ 第５図において、ジオブトルＡで表したこのモデル■の
近接物体Ｐが水平軸に対してブロー／　）されており、
また鰭で表した軸からの距ＭＨが垂直軸にプロットされ
ている。

いかなる球面収差もない状態において、軸Ａに平行で、
軸Ａからの距離Ｈにある光線Ｆは網膜１５において軸Ａ
と交叉する。

実際に、第４図に模式的に示したように、対応する像空
間には幾らかの縦方向の球面収差ｄｘ’が存在する。

この計算で用いる近接物体Ｐは以下の式で定義される： ここで、Ｎ′は像媒体の屈折率であり、ｆ′は接眼のモ
デルの焦点距離である。

実際には、Ｎ′は１．３３６である。

便宜的に、焦点距離ｆ′は一定であると仮定する。その
変動の影響は実際上無視できる。

焦点距離ｆ′は、例えば１８〜２５龍である。

この好ましいＢ様においては、２１，５鶴という任意的
な値を選択する。

上記のことを基礎として、点毎に該近方物体Ｐを表すカ
ーブを設定するのに光線追跡プログラムを用いることが
できる。

これと同じ方法が、第１図に特定の眼について図示した
ように、問題とする光学要素と第４図に示されたような
所定の眼のモデル（本例におけるように、問題とする光
学要素が眼球内インプラントＩＯである場合には、水晶
体は除かれている）とを含む光学系に適用される。

しかし、本発明によれば、第１図〜第３図に示した眼球
内インプラント１０に対して第６図に図示したように、
数値パラメータＲ＋、に、Ｉｈ、Ａ３、ｈおよびＡ、を
、次いで、この光学系に対して、これらパラメータが上
記のように近接物体Ｐに対する以下のような代表的カー
ブを与えるように選択される。即ち、 ・軸からの大きな距離に対しては、該代表的カーブは零
以下または零に等しい傾きをもち、かつ規定された基準
点に対して座標（−１，１，５）および（−１，５，２
，７５）をもつ点を通る斜線と該基準点を通る垂直線と
の間に完全に局在する実質的に真直ぐの第１の部分を含
み： ・該軸からの小さな距離に対しては、該代表的カーブは
該基準点に関して水平座標（−２，５）と（−４）とを
もつ点間にてジオブトル軸と垂直に交叉する第２の部分
を含み；かつ ・該軸からの中間的距離に対しては、該代表的カーブは
該第１および第２断面と単調かつ連続的に合体する子午
部分を含む。

本発明の理解を容易にするために、近方物体カーブＰの
部分子ＩおよびＴｒｌが存在すべきセクタは第６図〜第
１８図では斜線を施しである。

部分子Ｘは遠方視に、また部分子、Ｉは近方視に夫々対
応している。

実際には、治療すべき眼１１の軸方向の深さおよび／ま
たはその角膜の曲率半径に応じて、遠方視は、近方物体
カーブＰを該ジオブトル軸に沿って移動することにより
、換言すれば選ばれた基準点０に相対的に適宜ジオプト
ルを加えることにより、必要に応じて調節される。

この調節を達成するのに必要なのは、問題とする球面の
一つの半径を適当に調節することだけである。

この面は球状後面１８であり得る。

しかし、同様に前面１７をもつ非球面２２の基本法の半
径Ｒ，をもつ面であってもよい。

第６図に示した態様において、この非球面２２を規定す
るパラメータＲ，，Ｋ、　Ａ．、Ａ８、Ａ４およびＡ、
は、実際には以下のようにして選択される。即ち、遠方
視（部分子１）に対しては、この光学要素と使用した眼
のモデル（ここで該光学要素は眼球内インプラント１０
であるので水晶体は除かれている）とを含む光学系によ
る縦方向の球面収差が、水晶体をもつ完全な眼のモデル
のみの収差と実質的に同じになるように選択される。

換言すれば、得られる近方物体カーブＰの部分子、は使
用した眼のモデルの近接物体カーブＰの対応する部分と
実質的に同一の形状をもつ。

とにかく、このモデルと本発明の光学要素とを含む光学
系の近接物体カーブＰがこのようにして決定されてしま
えば、自動的最適化プログラムが使用すべき数値パラメ
ータの値の決定に使用でき、特に減衰最小二乗法を用い
た最適化プログラムが使用できる。この技術は当分野の
当業者には周知である。

本発明の眼球内インプラント１０は両凸型である以外は
凸−平型であってもよく、その後面１８は平面とみてよ
い程に十分大きな半径Ｒ２をもつ。

全く同様に平−凸型であってもよく、従ってこの場合そ
の前面１７の非球状中央部２２の基本法の半径Ｒ，は比
較的大きい。

更に、治療すべき眼１１の前眼房１６に差込む代りに、
本発明の眼球内インプラント１０は全く同じように後眼
房中に差込むことができる。

また、本発明の第２の態様において、決定すべき数値パ
ラメータは、以下のように選択される。

即ち、遠方視に対して、該光学要素と使用する眼のモデ
ル（ここで、水晶体はこの場合のように該光学要素が眼
球内インプラント１０である場合には除かれている）と
を含む光学系による縦方向の球面収差が全体として補正
されるように選択される。

従って、対応する近方物体カーブＰの部分子１は実質的
に垂直となる。

最後に、本発明の光学要素は、眼球内インプラントとし
て用いる以外に、全く同様にコンタクトレンズとしても
用いられる。

この場合、使用する眼のモデルの水晶体は勿論保持され
ている。

表Ｔ１およびＴ！は、第６図〜第１８図を参照して、本
発明の様々な光学要素の性質、およびこれらが差込まれ
る態様並びに該要素の数値パラメータを示す、これら要
素の移植態様は“前眼房”である場合には略号“ＡＣ”
で、また“後眼房”である場合には略号“ｐｃ”で表す
。

勿論、本発明はこれらの実施例により制限されることは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光学要素を取付けた眼の軸方向の断
面を示す図であり、 第２図は、拡大して示したこの光学要素の平面図であり
、 第３図は第２図のライン■−■でとった該光学要素の軸
方向の断面を示し、 第４図は一部軸方向の断面で示した、本発明で使用する
眼のモデルの部分図であり、 第５図は、孤立状態での、接眼のモデルの近接物体のカ
ーブに係る図であり、 第６図は、この眼のモデルと本発明による光学要素とを
含む光学系の近方物体カーブに係る第５図と同様な図で
あり、および 第７図〜第１８図は、本発明による他の光学要素に対す
る第６図と同様な図である。 （主な参照番号） １０・・−眼球内インプラント； １１・−・眼； １２・・・角膜； １５・・−網膜； １６−前眼房； １７−前面； １８−後面； ２０−アーム； ２２−・非球面； ２３−・−トロイド状面； ２５・・・水晶体。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一方が、以下の式を満足する子午断面
   をもつ回転非球面としての中心部分をもつ、前面と後面
   とを有する視力矯正光学要素： ▲数式、化学式、表等があります▼ 上記式において、Ｒ＿１、Ｋ、Ａ＿２、Ａ＿３、Ａ＿４
   およびＡ＿５は数値パラメータであって、該光学要素と
   特定の眼のモデルを含むが、該光学要素が眼球内インプ
   ラントである場合には水晶体が除かれている光学系に対
   して、該パラメータがある代表的なカーブを、以下の式
   ： Ｐ＝Ｎ´・ｄｘ´／ｆ′＾２ （ここで、Ｎ′は像媒体の屈折率であり、ｆ′は該眼の
   モデルの焦点であり、かつｄｘ′は像空間における縦方
   向の球面収差を表す）で定義される近接物体Ｐに対して
   与えるように選択され、軸からの大きな距離に対しては
   、該代表的 カーブは、零以下または零に等しい傾きをもち、かつあ
   る規定された基準点を通る垂直線と該基準点に関して座
   標（−５、１．５）および（−１．５、２．７５）をも
   つ点を通る斜線との間に完全に局在する実質的に真直の
   第１の部分を含み、 該軸からの小さな距離に対しては、該代表 的カーブは、該基準点に関して水平座標（−２．５）と
   （−４）とをもつ点間にて、ジオプトル軸と垂直に交叉
   する第２の部分を含み、かつ 該軸からの中間的距離に対しては、該代表 的カーブは該第１および第２部分と単調かつ連統的に合
   体する子午断面を含む。
2. （２）該数値パラメータが、遠視野に対して、該光学要
   素と使用する眼のモデルとを含むが、適当な場合には、
   水晶体が除かれている該光学系に起因する縦方向の球面
   収差が、該水晶体で完全なものとされた該眼のモデル単
   独の収差と実質的に等しくなるように選択される請求項
   １記載の光学要素。
3. （３）該数値パラメータが、遠視野に対して、該光学要
   素と使用する該眼のモデルとを含むが、適当な場合には
   水晶体が除かれている該光学系に起因する縦方向の球面
   収差が実質的に補償されるように選択される請求項１記
   載の光学要素。
4. （４）該眼のモデルが、Ｒ．ナバロ等の“アコモデーシ
   ョンーディベンデントモデルオプザヒューマンアイウイ
   ズアスフェリックス”と題する、Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．
   ＡＭ．Ａ．、１９８５、２、Ｎｏ．８に掲載された論文
   に記載されているものである請求項１記載の光学要素。
5. （５）中心に非球面をもつ該表面の周辺部がトロイド状
   表面を含み、その曲率半径が、該トロイド状表面と該非
   球面とが合体する位置において、該非球面の曲率半径と
   等しい請求項１記載の光学要素。
6. （６）該非球面が２．３５ｍｍ以下の半径をもつ円周に
   よつて画成されている請求項１記載の光学要素。
7. （７）該像媒体の屈折率が１．３３６である請求項１記
   載の光学要素。
8. （８）該眼のモデルの焦点距離が一定である請求項１記
   載の光学要素。
9. （９）該焦点距離が１８〜２５ｍｍである請求項８記載
   の光学要素。
10. （１０）該焦点距離が２１．５ｍｍである請求項９記載
    の光学要素。
11. （１１）眼球内インプラント形状にある請求項１記載の
    光学要素。
12. （１２）コンタクトレンズ形状にある請求項１記載の光
    学要素。