JPH04303442A - 眼内レンズ製造方法 - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は一般に、眼内レンズ及び
眼内レンズを製造する方法に関する。特に、本発明は、
外形が形成されたレンズ領域に表面構造を有する眼内レ
ンズを製造するための加熱型押し方法である。 【０００２】 【従来の技術】眼内レンズは、損傷した又は病気にかか
った人間の眼の自然のレンズのための外科的に移植され
る代替品として用いられる。この型式のレンズは主のレ
ンズ要素又は本体を含み、レンズを眼の中の所定位置に
保持する触覚体として知られている要素を支持している
。このレンズ本体は典型的には、凸面、凹面及び／又は
平らな全体形状に外形が作られ屈折上の光学的倍率が得
られるようになっている。この外形が作られた領域は滑
らかな（すなわち、単一カーブの）光学的表面を持つこ
とができる。しかし、複雑な光学的構造は、形作られた
領域の表面上に構成され、他の光学的倍率及び特性を持
ったレンズが得られるようにすることが多い。 【０００３】円環状及び非球面レンズ構造と屈折及び回
折上の多焦点領域プレートとが、眼内レンズ上に見るこ
とのできる複合表面構造の例である。 【０００４】多焦点レンズは数個の所定の焦点距離を有
し、数個の視覚の領域のための（例えば、運転と読書の
ための）補正が得られるようにする。これらの多焦点特
性は複合光学的表面構造によってもたらされる。多焦点
回折領域プレートを有するレンズは回折の原理を利用し
光学的倍率を得るようにする。眼科レンズにおける多焦
点回折領域プレートの使用は一般に、例えばＣｏｈｅｎ
　の米国特許第４，２１０，３９１号、第４，３３８，
００５号及び第４，３４０，２８３号に開示され公知で
ある。 その他のレンズは、屈折原理を利用して多焦点光学特性
を得るようにする複合表面構造を有している。球面部分
又は非球面部分を有する多曲面多焦点眼科レンズはＮｏ
ｒｄａｎの米国特許第４，９１７，６８１号、Ｎｏｒｄ
ａｎの米国特許第４，７６９，０３３号及びＮｉｅｌｓ
ｏｎ　他の米国特許第４，６３６，２１１号に開示され
ている。球面の上方部分、球面の中央部分及び非球面の
下方部分を有する多焦点レンズはＮｏｒｄａｎの米国特
許第４，９１７，６８１号に示されている。Ｓｈｉｒａ
ｙａｎａｇｉ　の米国特許第４，９５０，０５７号は屈
折多焦点フレネル表面構造を含むレンズを開示している
。多数領域を用いて多焦点光学素子を得るようにする他
の公知の複合光学表面構造は、Ａｃｈａｔｚ他の米国特
許第４，８１３，９５５号、Ｆｒｉｅｄｅｒ他の米国特
許第４，８６９，５８８号及びＦｒｉｅｄｅｒ　他の米
国特許第４，９５２，０４８号を含んでいる。 【０００５】眼内用眼科レンズは、ポリメチルメタクリ
レート（ＰＭＭＡ）、シリコンアクリレート、ペルフル
オリネートポリエーテル、及びヒドロゲル、ポリウレタ
ン、シリコンのような親水性材料を含む多数の異なった
重合体材料から構成することができる。インペリアルケ
ミカルインダストリー，ＰＬＣによって製造されるパー
スペックスＣＱ（臨床等級）とＣＱＵＶ（紫外線吸収材
）ＰＭＭＡは特に良好な眼科レンズ材料である。 【０００６】極めて高い分子量〔静低角度レーザー光線
散乱方法（ＬＡＬＬＳ）を用いて１．８Ｍから２．１Ｍ
の範囲で測定した〕のため、パースペックスＣＱとＣＱ
ＵＶは人体に対する高度の生物適合性をもたらす。これ
らの材料の他の望ましい特性はその硬度、強度及び光学
的品質を含んでいる。これらの材料はセルキャストシー
トにおいてのみ入手可能である。 【０００７】上記のパースペックスＰＭＭＡの製造業者
、インペリアルケミカルインダストリー，ＰＬＣは、セ
ルキャストシートが再循環熱空気オーブンの中で焼なら
しがなされ貯蔵材料の残留応力を除去することを推奨し
ている。焼ならしは、セルキャストシートがそのガラス
変移温度以上に加熱されそして制御された条件のもとに
冷却された時に起きる。焼ならしの間、パースペックス
シートは約２％長手方向に収縮しまたこれに比例して厚
さが増大する。しかし、この焼ならし処置はパースペッ
クスの解重合を生じ、また酸素がいかなる再重合をも制
御し、そのためこの材料を分解することができる。 【０００８】眼内レンズは多くは、予め形成されたボタ
ン又は半仕上げのレンズ素材のようなレンズ部材から機
械加工される。これらのボタン及び素材は在庫の重合体
材料から機械加工、鋸引きもしくは打ち抜きされ又は射
出、圧縮もしくは鋳造技術を用いて個々に成形すること
ができる。半仕上げレンズ素材は典型的には１つ又は複
数の外形の形成された領域を有している。レンズ素材の
適当部分上の多焦点屈折領域プレート又は他の表面構造
の形成に続いて、素材の残り部分が機械加工される。こ
れらのレンズはついで、タンブル研磨のような技術を用
いて研磨され、残っている表面の凹凸を全て除去するこ
とができる。 【０００９】機械加工方法が典型的に使用され、レンズ
部材の表面上に多焦点回折領域プレート又は他の表面構
造を得るようにする。この製造技術は多くの欠点を有し
ている。ＰＭＭＡ材料のダイヤモンド工具旋盤仕上げは
満足できる仕上げを生み出すものではない。したがって
機械加工された表面構造の引き続いての研磨が必要とな
る。しかし、研磨はこの機械加工された表面構造の光学
的特性に不利益な影響を与える。光学的表面構造は非常
に微細であり（例えば回折領域プレートにおける１〜５
ミクロンの高さの数ダースのわん曲梯列）、また非常に
精密な公差に機械加工しなければならない。したがって
習熟した操作員を要する高価な装置が必要となる。これ
らの特徴はまた部品−部品の再生産を非常に困難にし高
価な検査手段が必要となる。さらにまた、凹面又は凸面
状に形成された表面上でのこれらの光学的構造を機械加
工することが特に困難である。これらの要因の全ては回
折多焦点眼科レンズのコストを増大させるものとなる。 【００１０】複合表面構造を有する眼科レンズはまた、
例えばＢｉｓｓｏｎｅｔｔｅ他の米国特許第４，７５３
，６５３号に示されるように鋳造し又は成形することが
できる。しかしこれらの技術は多くの欠点を持っている
。射出成形レンズに用いられる材料は一般に、これら材
料がより低い分子量でありまたあまり硬くないことはむ
しろ望ましくないことである。空隙や粒子がしばしば成
形されたレンズ中に存在し、光学的特性を低下させる屈
折性を呈する。射出成形されたレンズはさらに、密度の
変動と型の湯口の位置によって生じた歪みのため工具に
対する寸法上の正確さをなくす傾向がある。工具模写の
正確性はまた、通気と射出のような成形工程の他の態様
によって低下する。 【００１１】眼内レンズ触覚体が上記のＢｉｓｓｏｎｅ
ｔｔｅ他の特許に示されるようにレンズの光学的部分と
共に一部材構造として成形され又は機械加工される。Ｃ
ｈａｓｅ　他の米国特許第４，２４２，７６１号、Ｋａ
ｐｌａｎ他の米国特許第４，６６８，４４６号及びＫｎ
ｏｌｌ　他の米国特許第４，９３６，８４９号に示され
るような他のレンズにおいて、これら触覚体は別体の部
材として製造され、続いてレンズに取付けられる。勿論
触覚体を製造し組立てるのに要する時間と労力が多いほ
ど得られる眼内レンズは高価となる。 【００１２】重合体眼内レンズを製造するための改良さ
れた方法に対する要求が引続いて存在することは明らか
である。詳細には、比較的安価で効率的な高精度の方法
が必要とされている。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は重合体レンズ
部材から眼内レンズを製造するための比較的安価で高精
度の方法を提供する。このレンズ部材は素材又は他の粗
造り製品とすることができ、表面を備えたレンズ生成領
域を有している。レンズ生成領域は完成されたレンズの
所望の外形に一致するよう外形が作られる。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明の方法は、物理的
陰性のレンズ生成領域として外形が形成されかつ物理的
陰性のレンズの所望の光学的表面構造を生み出す光学的
圧印加工用表面を有する押し型を用意することを含んで
いる。押し型の圧印加工用表面とレンズ部材の表面とは
、所定の型押し圧力で所定の型押し時間相互に係合する
よう押圧される。十分なエネルギが加えられ、レンズ部
材の表面をガラス変移温度以上でしかもレンズ部材の溶
融温度以下に加熱する。光学的表面構造はそのためレン
ズ生成領域の表面上に圧印加工される。押し型の圧印加
工用表面は、型押し時間の終了に続いてレンズ部材から
取外される。 【００１５】好ましい実施態様においては、レンズ部材
はＰＭＭＡのセルキャストシートから焼ならし収縮を補
償するのに要求されるよりも大きな予め補償された寸法
に機械加工される。このレンズ部材は真空オーブン内部
で加熱することにより焼ならしされる。光学的圧印加工
用表面及び／又はレンズ部材は、レンズ部材の表面の中
心で相互に接触するよう、また型とレンズ部材とが係合
されるにしたがって半径方向外方に漸次広がる接触領域
を有するように、外形が作られる。この構造は、光学的
圧印加工用表面がレンズ部材の表面と係合するようにさ
れるときにガス抜きを容易にする。 【００１６】単一又は複合の光学的表面構造はこの方法
を用いてレンズ生成領域に圧印加工することができる。 １つの実施態様において、押し型は物理的陰性の多焦点
回折領域プレートを含んでいる。他の実施態様は物理的
陰性の円環状レンズ表面を生み出す押し型の使用を含ん
でいる。 【００１７】他の実施態様において、レンズ部材はまた
レンズ生成領域の周縁の周りに外形の形成された触覚体
生成領域を含んでいる。押し型はさらに物理的陰性の触
覚体生成領域として外形が形成されかつレンズの所望の
物理的陰性の触覚体構造を生み出す周縁の触覚体圧印加
工用表面を含んでいる。光学的表面構造と触覚体構造と
はレンズ部材の表面に圧印加工される。重合体材料がレ
ンズ部材から機械加工され完成されたレンズを生産する
ようにしている。レンズはまた研磨され残っている表面
の凹凸を取り去るようにする。 【００１８】 【実施例】本発明により製造される眼内レンズ１０が図
１に全体が図示されている。図示の実施態様では、レン
ズ１０は第１の凸面１４と第２の平らな表面１６とを有
する本体１２を有する平凸レンズである。多焦点回折領
域プレート１８のような光学的表面構造が本体１２上に
形成され図１の凸表面１４上に示されている。レンズ１
０のような眼内レンズは外科的に移植されるようになっ
ており、触覚体２０を含んでいる。レンズ１０の本体１
２の直径は典型的には５．０から７．５ｍｍの範囲であ
るが、任意の特別の用途に必要とされるのにしたがって
この範囲から変えることができる。レンズ１０は円形の
形状として示されているが、その他の形状（例えば楕円
形）とすることができる。 【００１９】本発明によりレンズ１０を製造することの
できる方法の１つの実施態様の方法２１が図２に示され
ている。製造方法２１は、レンズ生成領域と触覚体生成
領域とが完成レンズ１０の所望の全体形状に外形が形成
されるレンズ素材形成ステップ２２で始まる。このレン
ズ素材はステップ２４で焼ならしされる。焼ならしステ
ップ２４は、構成されたレンズ素材における全ての残っ
ている化学的不安定性と残留応力とをなくする加熱工程
である。焼ならしステップ２４に続いて、多焦点回折領
域プレート１８と触覚体２０の構造部分のような光学的
表面構造がレンズ素材の関連の形状形成領域上に加熱型
押しされる。加熱型押しは物理的陰性の所望の光学的表
面と触覚体構造を生み出す型押しラムの使用を伴う。光
学的表面と触覚体構造とは、このラムをこれら表面に係
合するよう押圧し熱を加えることにより、レンズ素材の
表面上に圧印加工される。完成されたレンズはステップ
２８で示されるようにレンズ素材から機械加工される。 このレンズはまた残っている凹凸を機械加工された表面
から全て取除くため磨く（例えばタンブル研磨）ことが
できる。 【００２０】素材構成ステップ２２の間に製造されるも
のを象徴する素材３０のようなレンズ部材が図３にその
全体が示されている。レンズ素材３０は続いて図１に示
されるような平凸レンズ１０を構成するため加工処理さ
れる。このため、共通の参照番号が図３において用いら
れ完成されたレンズ１０上の構造に一致するレンズ素材
３０の部分を確認できるようにする。レンズ素材３０は
一部材の平らにされた円筒状ボタン又は基体３２であり
、１２のようなレンズ本体が最終的に得られる中央レン
ズ生成領域３１を有している。触覚体が最終的に得られ
る触覚体生成領域３３が図示の実施態様ではレンズ生成
領域３１の周囲に延在している。 【００２１】レンズ素材３０は、完成されたレンズ１０
の関連部分の外形に一致する外形又は全体形状を有する
レンズ生成領域３１と触覚体生成領域３３とを設けるこ
とにより、予備形成され又は半ば完成される。レンズ１
０を構成するため、素材３０は、凸レンズ生成領域３１
とレンズ生成領域からの距離が増大するよう外側に傾斜
する触覚体生成領域３３とが設けられる。通気溝３４の
ようなガス解放構造がレンズ生成領域３１の表面１４に
形成され、以下にさらに十分に記載される方法で加熱型
押し作用２６が容易となるようにする。領域３１と３３
は好ましくは、領域プレート１８と触覚体２０のような
表面構造が重合体の最小の移動で完全に形成される程度
に、外形が形成される。レンズ素材３０は凸レンズ生成
領域３１と傾斜触覚体生成領域３３とを含んでいるが、
３１及び／又は３３のような他の異なった形状に作られ
た領域を、与えられた用途の必要に応じて、素材に与え
ることができることを理解すべきである。 【００２２】一例として、３０のような素材は平坦な、
もしくは凹面形状の領域３１又は円筒天井形領域３３に
予め形成することができる。 【００２３】レンズ素材３０は多種類の熱可塑性重合体
材料のいずれからも射出成形又は圧縮成形することがで
きる。しかし、高分子量パースペックス商標ＰＭＭＡが
レンズ素材３０を構成するのに好適な材料であり、イン
ペリアルケミカルインダストリー，ＰＬＣからセルキャ
ストシートでのみ商業的に入手可能である。パースペッ
クスＰＭＭＡから構成されたレンズ素材３０はしたがっ
てセルキャストシートから機械加工しなければならない
。ステップ２２によりレンズ素材３０を構成する機械加
工技術は一般に知られている。領域プレート１８のよう
な表面構造はその後加熱型押し工程２６の間にレンズ生
成領域３１がもたらされるため、表面１４は精密な公差
の光学的品質の仕上げに製造することを要しない。レン
ズ素材３０が機械加工され又はこれ以外で構成される寸
法は、焼ならし工程２４の間の予測される収縮に適応す
るよう予め補償される。パースペックスＰＭＭＡシート
は焼ならし工程２４の間長手方向に約２％収縮する。 １つの実施態様では、レンズ本体１２は０．７６４３イ
ンチ（１９，４１３ｍｍ）の直径に機械加工されそれに
より焼ならしに伴って０．７４８０インチ（１９ｍｍ）
の所望の直径となるようにしている。以下に記載される
ように、レンズ生成領域表面３１の寸法はまた、加熱型
押し作用２６の間のガスの排出を容易にするような形状
とすることができる。 【００２４】焼ならし工程２４は温和洗浄剤と水の中で
レンズ素材３０を洗浄することにより開始することがで
きる。この洗浄されたレンズ素材３０は脱イオン水で完
全にすすがれ、残っているくず又は物質を除去する。殺
菌水を最後のすすぎに用いることができる。 【００２５】焼ならし工程２４は、表面張力減少材料（
図示しない）が塗布され又は被覆された清浄基体（図示
しない）上に洗浄されすすがれたレンズ素材３０を置く
ことにより続行される。ガラスシートがこの基体として
用いることができる。表面張力減少材料はレンズ素材３
０がガラスシートに付着するのを防止し、そのため低い
表面張力を有するようになる。この表面張力減少材料は
また多くの他の特性を有している。この材料はどのよう
な化学薬品又はガスをも加熱された時に物理的に劣化さ
せ又は変質させることがなく、焼ならし工程２４の間に
レンズ素材３０の汚染されるのを防止する。同じ理由で
、この材料は公知の合成物で微粒子が自由に移動できる
ものとする。糸ガラス又は米国ニュージャージー州、ド
ウバーのＷｈａｔｍａｎ　Ｐａｐｅｒ　会社により製造
される＃５４１及びＧＦ／Ａのようなろ過材料をこの目
的に用いることができる。 【００２６】レンズ素材３０を担持するガラス皿が加熱
サイクルの間真空オーブン（図示しない）の中に置かれ
る。汚染を防止するため、この真空オーブンはガラス皿
が置かれる前に注意深く清掃され続いて窒素又は他の乾
燥ガスで不純物が一掃される。１つの実施態様では、真
空オーブンは、乾燥窒素で大気圧に通気される前に少な
くとも２５インチ（６３．５ｃｍ）Ｈｇの圧力に排気す
ることにより、２度掃除される。この装填されたオーブ
ンは加熱サイクルを受ける前に少なくとも２５インチＨ
ｇに排気される。レンズ素材３０が本発明の一実施態様
において受ける加熱サイクルは次の表に明記されている
。 【００２７】 　　　　　　　　　　　　焼ならし加熱サイクルシーケ
ンス　　　　時間変化　　　　　　　　　　温度変化　
　　　　　　　　　　　　　　　　　温度比率　　　　
　　３０分　　　　　　周囲温度から１２５℃　　　　
　　約２００℃／Ｈｒ　　　　　　　３０分　　　　　
　１２５℃から１４０℃　　　　　　　　　　３０℃／
Ｈｒ　　　　　　　２時間　　　　　　１４０℃　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−　−
　　　　　　４時間　　　　　　１４０℃から１０４℃
　　　　　　　　　　　　９℃／Ｈｒ　　　　　　　４
時間　　　　　　１０４℃　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　−　−　　　　１８時間　　
　　　　１０４℃から３２℃　　　　　　　　　　　　
　　４℃／Ｈｒ　【００２８】加熱サイクルが完了する
と、オーブンは周囲温度に冷却されるが内部が空になる
まで真空に保たれる。真空は乾燥窒素をオーブン内に導
入することによって解放される。加熱サイクルの後レン
ズ素材３０は、好ましくは酸素欠如の環境で、低い蒸気
透過率を有する微粒子−自由移動の乾燥貯蔵容器に移送
される。レンズ素材３０は加熱型押し工程２６の開始ま
でこの容器の中に貯蔵することができる。しかし、直ち
に加熱型押し工程２６を開始しレンズ素材３０の汚染を
防止するのを助けるようにするのが有利である。他の実
施態様では、レンズ素材３０は清掃され、蒸気相凝縮加
熱室内での加熱型押し工程２６のため表面が乾燥され予
熱される。ペルフルオリネート流体が沸とうされこの清
掃、乾燥及び予熱工程のため蒸気を発生させるようにす
ることができる。 【００２９】上記の焼ならし工程２４は多くの利点をも
たらす。レンズ素材３０を収縮させるのに加えて残留応
力を減少させまたより良好な長時間の安定性を得るため
、レンズ素材は同時に乾燥される。したがって余分の加
熱過程は乾燥のために必要でなくなる。真空の使用はま
た、水分と重合体レンズ素材３０に存在する又は加熱サ
イクルの間に遊離される全ての遊離単量体との除去を高
める。酸素による劣化はまた、焼ならし工程２４が酸素
欠如環境で行われるため、防止される。 【００３０】本発明の加熱型押し工程２６を行うのに用
いることのできる装置の第１の実施態様の、加熱型押し
装置４０が図４に示されている。加熱型押し装置４０は
室４１により包囲されるレンズ素材取付け装置４２を含
んでいる。１つの実施態様では、室４１は酸素の欠乏し
た室である。さらに室４２内部には、第１空気シリンダ
４６、型押しラム４４、作動制御器４８、圧力監視器５
０、冷却剤充満部５１及び熱源５２のような、圧力アク
チュエータが取付けられる。取付け装置４２は加熱型押
し工程２６の間レンズ素材３０を堅く保持するよう形成
された基体である。図示の実施態様では、取付け装置４
２は管状部材５７の中に位置する基底部材５５を含み、
レンズ素材３０を確実にしかも解放自在に受け入れる大
きさとした凹所５８を形成するようにしている。第２の
空気シリンダ５９が管状部材５７に対し基底部材５５を
駆動しレンズ素材３０を取付け装置４２から放出する。 【００３１】型押しラム４４は、機械加工又はその他の
方法で形成された光学的表面構造圧印加工用表面５６と
触覚構造圧印加工用表面４５（仮想線で示す）とを有す
る押し型５４を含んでいる。圧印加工用表面５６と４５
は物理的陰性のレンズ生成領域３１と触覚体生成領域３
３としてそれぞれ形成され、そのため圧印加工用表面５
６及び４５は対応の生成領域と合致するようになる。素
材３０と共に用いるよう構成された図４に示す実施態様
では、光学的圧印加工用表面５６は凹面であり、これに
対し触覚体圧印加工用表面４５は光学的圧印加工表面か
らの距離を増すよう上方に向って傾斜している。光学的
表面５６はまた、レンズ素材３０のレンズ生成領域３１
上に圧印加工することが必要とされる回折多焦点領域プ
レート１８のような鏡像又は物理的陰性の光学的表面構
造を含んでいる。触覚体２０のような物理的陰性の触覚
体構造は同様に触覚体圧印加工用表面４５に機械加工さ
れ又は形成される。１つの実施態様においては、型押し
ラム４４は、高亜燐酸ニッケルの層が沈着された一定形
状の銅部材である。光学的圧印加工用表面は、加熱型押
し作用２６の間に生成領域３１上に光学的品質仕上げを
得るのに十分な公差に、このニッケル層上で機械加工さ
れる。 【００３２】熱エネルギが加熱型押し工程２６の間、素
材３０のレンズ生成領域３１に伝達される。伝達される
エネルギの量はレンズ生成領域３１と触覚体生成領域３
３との表面を、レンズ素材３０が構成される重合体のガ
ラス変移温度（Ｔｇ）より高く又は等しくしかもこの重
合体の溶融流動温度より低い温度に加熱するのに十分な
ものでなければならない。レンズ素材３０が加熱される
温度は好ましくは、重合体材料の著しい又は受け容れら
れない化学的の又は分子の劣化を生じる温度よりは低く
する。ガラス変移温度より１００℃以上は高くない温度
がおおよそこれらの要求に合致する。 【００３３】図４に示される加熱型押し装置４０の実施
態様では、熱源５２が熱エネルギの供給源として設けら
れる。熱源５２は数個の異なる方法のうちの１つ又は複
数の方法で必要なエネルギを供給することができる。第
１の方法は熱源５２をレンズ素材３０のレンズ生成領域
３１と触覚体生成領域３３を直接加熱するよう用いるこ
とである。熱源５２はまた取付け装置４２を加熱するた
め用いることができ、この場合は生成領域３１と３３は
取付け装置４２を介して間接的に加熱される。第３の方
法では、熱源５２は型５４に取付けられたコイル（図示
しない）を含んでいる。圧印加工用表面５６と４５の熱
伝導性はコイルから生成領域３１と３３へ熱を伝達する
のに利用される。レンズ素材３０はまた、室４０の中に
配置される前に熱源５２によって予め加熱することがで
きる。熱源５２は普通の電気抵抗型の装置とすることが
できる。 【００３４】冷却剤充満部５１が冷却流体源（図示しな
い）に連結され、加熱型押し工程２６の間に型５４及び
／又はレンズ素材３０を冷却するために用いられる。図
示の実施態様では、冷却剤充満部５１は型５４とレンズ
素材３０とが係合する位置で凹所５８の周りに配置され
た管状のリングである。充満部５１の内面を貫通する開
口５３が清浄な乾燥窒素のような冷却流体を型５４及び
／又はレンズ素材３０に導く。他の実施態様（図示しな
い）では充満部５１は型５４内部の冷却剤収容室である
。 【００３５】空気シリンダ４６は加熱型押し工程２６の
間型５４をレンズ素材３０に押しつけるための相対運動
を与える。空気シリンダ４６はアクチュエータ制御器４
８により制御され、型５４を所定型押し圧力で所定型押
し時間レンズ素材３０に係合させる。圧力監視器５０が
レンズ素材３０と型５４との間に加えられる圧力の量を
決定するために用いられる。型５４及び／又はレンズ素
材３０はまたこの時間中冷却される。型押し時間の経過
に続いてアクチュエータ制御器４８が空気シリンダ４６
をレンズ素材３０から離す。空気シリンダ５９はレンズ
素材３０を取付け装置４２から放出するよう作動される
。工程２６により加熱型押しされたレンズ素材３０の頂
面図と側断面図が図６と７に、それぞれ示されている。 領域プレート１８と触覚体２０のような表面構造が、加
熱型押し工程２６の後の残留応力により、レンズ本体１
２と触覚体生成領域３３の内部にそれぞれ保持される。 【００３６】加熱型押し工程２６のパラメータである温
度、圧力及び時間は最も効果的に活用されかつ平衡され
、領域プレート１８及び／又は触覚体２０のような表面
構造の光学的品質の模写をレンズ素材３０の対応生成領
域３１と３３に与え、またこれと同時にレンズ素材に加
えられる物理的応力と熱の量を最小にする。多焦点回折
領域プレート１８を加熱型押しするための好結果の得ら
れるよう実施される１つの工程２６は、クラス１００の
イオン除去空気の毎分１００フィート（３０．４８ｍ）
の流れの清掃台において周辺室温（約２０℃又は７２°
Ｆ）で行われる。レンズ素材３０は１２時間周期で６５
℃に予熱された。型５４（この実施態様では光学的圧印
加工表面５６のみを生み出し触覚体圧印加工表面４５は
生み出さない）は、これがレンズ素材３０と係合する前
に１５０°±３℃（３００°±５°Ｆ）に、４．５Ｍパ
スカル（約６５０ポンド／平方インチ）の圧力で加熱さ
れる。この型押し圧力は、型５４とレンズ素材３０が９
３℃（２００°Ｆ）の温度に冷却される３０秒の型押し
時間の間、保たれる。 【００３７】加熱型押し領域プレート１８のための工程
２６の他の実施態様では、室温のレンズ素材３０が型５
４と係合する前に０．２から２．５分の時間周期で加熱
された基底部材５５上に配置された。基底部材５５は２
０℃から６０℃（７０°〜１５０°Ｆ）の温度に予熱さ
れる。型５４はレンズ素材３０と係合する前に１７７℃
から２０４℃（３５０°〜４００°Ｆ）の温度に加熱さ
れる。３．０から４．５Ｍパスカル（４３３〜６５０ポ
ンド／平方インチ）の型押し圧力が用いられた。時間は
２．０〜５．３分であり、この間型５４と基底部材５５
は６０℃（１４０°Ｆ）の温度に冷却される。 【００３８】概して、型５４の温度が増すにしたがって
型押し圧力は低下する。しかし時間は、型５４が十分に
冷却して型５４をレンズ素材３０から取外すことができ
るように増大しなければならない。パラメータの広い範
囲を用いることができるのは明らかである。 【００３９】レンズ素材３０のレンズ生成領域３１及び
／又は型５４の圧印加工用表面５６は、加熱型押し工程
２６の間型とレンズ素材との間にガスが閉じ込められる
のを阻止するよう構成することができる。このような閉
じ込められたガスは、レンズ生成領域３１上に領域プレ
ート１８を正確に再現するのを妨げるものである。１つ
の実施態様では、レンズ生成領域３１上に構成された１
つ又は複数の通気溝３４が、ガスのための解放通路を提
供することによりガスの閉じ込められるのを防止するこ
とができる。通気溝３４と型５４は、溝３４が加熱型押
し工程２６の間重合体材料の移動によりなくなり又は充
たされるように形成しなければならない。 【００４０】この他に、通気溝３４の使用に加えて、型
５４とレンズ生成領域３１の相対的外形寸法を、光学的
圧印加工用表面５６とレンズ素材３０の表面１４及び溝
３４との間の接触面積が中心点で始まり型がレンズ生成
領域と係合するよう押しつけられるにしたがって半径方
向外側に広がるのを保証するように、構成することがで
きる。例えば図４に示す実施態様では、この作用は、圧
印加工用表面５６をレンズ生成領域３１の曲率半径より
若干大きい曲率半径を有するような外形に形成すること
によって、達成される。この構造は、型５４とレンズ生
成領域３１との間に型がレンズ生成領域と係合するよう
動かされるとき接触面積が生じるのに先だって、全ての
ガスが外側に向って進むことができるようにする。 【００４１】加熱型押し工程２６を実施するのに用いる
ことのできる装置の第２の実施態様である加熱型押し装
置６０が図５に示されている。加熱型押し装置６０は、
レンズ素材受け取付け器６４を収容する酸素欠如室６２
と、光学的圧印加工用表面６８と触覚体圧印加工用表面
６９とを有する押し型６６と、空気シリンダ７０と、空
気シリンダ制御器７２と、圧力監視器７４とを含んでい
る。加熱型押し装置６０のこれら要素は、図４を参照し
て記載した加熱型押し装置４０における対応部分と機能
的に一致させることができる。図示しないが、図４に５
１で示したような冷却剤充満部がまた取付け器６４に取
付けることができる。しかし、加熱型押し装置６０は、
加熱型押し工程２６の間必要とされる熱エネルギを発生
するための超音波溶接器７６を含んでいる。薄い可撓性
のインサート６３が取付け器６４とレンズ素材３０との
間に挿入され取付け器の基部の表面構造がレンズ素材に
転写されるのを防止する。ゴム又は紙のインサート６３
をこの目的に用いることができる。 【００４２】超音波溶接器７６は超音波ブースタ７８と
ホーン８０とを含んでいる。図５に示す実施態様では、
押し型６６がホーン８０に取付けられる。他の実施態様
では、超音波溶接器７６は固定するよう取付けられ、空
気シリンダ（図示しない）が、取付け器６４とレンズ素
材３０とをホーン８０に係合するよう作動される。超音
波溶接器７６はＢｒａｎｓｏｎ　Ｍｏｄｅｌ　４ＡＥ溶
接器とすることができる。ブースタ７８により発生され
た超音波エネルギはホーン８０により押し型６６に伝達
される。４０ＫＨｚ　の周波数の超音波エネルギを発生
するシルバーブースタ７８が１つの実施態様で用いられ
る。グリーン及びブラック（１：２．５ゲイン）ブース
タが他の実施態様で用いられる。溶接器７６から押し型
６６に加えられる超音波エネルギは熱エネルギに変換さ
れ、加熱型押し工程２６の間にレンズ生成領域３１と触
覚体生成領域３３との上に、光学的圧印加工用表面６８
と触覚体圧印加工用表面６９との高品質の模写をそれぞ
れ容易に得るようにする。この装置６０を利用する１つ
の加熱型押し工程において、型６６とレンズ素材３０と
が係合される間の時間は、ブースタ７８が作動される溶
接時間と、型押し圧力は依然として加えられるがブース
タ７８は作動されない保持時間とに分割される。 【００４３】型押し装置６０で加熱型押し工程２６を実
施するのに用いられる時間と圧力のパラメータは素材３
０上への圧印加工用表面６８と６９の模写を最適とする
よう変えることができる。グリーンブースタ７８を用い
る一式の試験では、最良の領域プレートの複製（押し型
上には触覚体圧印加工用表面が形成されない）が型押し
圧力０．５４１〜０．６５Ｍパスカル（７８．５〜９４
．３ポンド／平方インチ）、溶接時間３．０秒、保持時
間１．０秒で得られた。０．４３３Ｍパスカル（６２．
８ポンド／平方インチ）と０．６５Ｍパスカル（９４．
３ポンド／平方インチ）との間の型押し圧力と１．０秒
から３．０秒の溶接時間とがまたグリーンブースタ７８
による型押し工程２６に用いられたが、圧印加工用表面
６８の模写の品質は劣るものであった。ブラックブース
タ７８による試験では、表面６８の最良の模写は型押し
圧力０．４３３Ｍパスカル（６２．８ポンド／平方イン
チ）、溶接時間４００から５００ミリ秒、保持時間１．
０秒で得られた。ブラックブースタ７８を用いる品質の
劣る複製は溶接時間が３．０秒に延長された時に観察さ
れた。 【００４４】装置６０の他の実施態様の加熱型押し装置
６０′が図２２に示されている。共通の要素は共通の符
号で表わされるが、プライム符号（すなわち、′）が参
照番号につけられている。図示のように装置６０′では
押し型６６が素材受け取付け器６４′に取付けられる。 レンズ部材３０が型６６の上に置かれる。工具８１がホ
ーン８０′に取付けられ、レンズ部材３０に係合するよ
う形成される。工具８１がレンズ部材３０と作動された
ブースタ７８′とに係合するよう押しつけられると、超
音波エネルギが工具８１とレンズ部材３０とを介してレ
ンズ部材と型６６との間の接触面に伝達される。 【００４５】図２においてステップ２８により概略図示
されるように、レンズ１０は、領域プレート１８のよう
な光学的表面構造と触覚体構造２０とが素材上に型押し
された後に素材３０から機械加工される。加熱型押しさ
れた素材３０からレンズ１０を機械加工する１つの方法
は図８に示すように旋盤マンドレル９０に素材の加熱型
押しされた表面をろう引きすることを含んでいる。マン
ドレル９０と素材３０とが回転されると、マンドレルと
反対側の素材の部分は、レンズ表面１６を製造し触覚体
２０を露出するよう移動することができる。ステップ２
８により素材３０から機械加工されかつ依然として旋盤
マンドレルに付着しているレンズ１０が図９に示されて
いる。機械加工ステップ２８はまた他の公知の又はあり
ふれた技術を用いて行うことができる。レンズ１０は公
知の方法を用いて研磨し機械加工された表面上の凹凸を
全てなくすることができる。 【００４６】型５４の光学的圧印加工用表面５６は上記
実施態様におけるレンズ１０を構成するため多焦点回折
領域プレートを含んでいるが、他の複合光学的表面構造
と簡単な光学的表面構造とを圧印加工用表面上に形成し
レンズに与えることができることが理解されるべきであ
る。一例として、レンズ生成領域３１Ａ上に加熱型押し
された環状表面構造を有するレンズ素材３０Ａが図１４
に図示されている。素材３０Ａを構成するための環状圧
印加工用表面５６Ａを有する型５４Ａの断面が図１５に
示されている。加熱型押しされたレンズ生成領域３１Ａ
と環状圧印加工用表面５６Ａの各曲率半径は図１４と１
５に示す直角の（直交する）切断線に沿って相互に異な
っている。この環状特性は図１４と１５に比較的平坦か
つ急勾配の半径で描かれている。素材３０Ａと型５４Ａ
の他の特徴は上記したその対応部分と同じにすることが
でき、付加記号“Ａ”を付した同一参照番号で表わされ
ている。 【００４７】レンズ生成領域３１Ｂ上に加熱型押しされ
た非球面多焦点光学的構造を有するレンズ素材３０Ｂが
図１６に図示されている。素材３０Ｂを構成するための
非球面多焦点圧印加工用表面５６Ｂを有する型５４Ｂの
断面が図１７に示されている。多球面の表面を有する多
焦点光学的構造を有するレンズ素材３０Ｃと素材を構成
するための型５４Ｃとが図１８と１９に、それぞれ示さ
れている。多曲面多焦点の加熱型押しされたレンズ素材
３０Ｄと素材を構成するための型５４Ｄとが図２０と２
１にそれぞれ示されている。さらに、これらレンズ素材
と型の他の特徴は上記した対応部分と同じとすることが
でき、異なった付加記号を有する同一参照番号で表わさ
れている。 【００４８】本発明によりレンズを製造することのでき
る方法の第２の実施態様の方法１２１が図１０に図示さ
れている。方法１２１は図１１に示す未完成レンズ本体
１１２のようなレンズ部材の製造で開始される。レンズ
本体１１２は図示の実施態様では平凸面部材であり、凸
レンズ生成領域１１４と平面レンズ生成領域１１６とを
含むような形状に作られる。レンズ本体１１２は触覚体
を含まず、方法２１のステップ２２を参照して記載した
レンズ素材３０と同様な方法で構成することができる。 レンズ本体１１２はその製造に続いて図１０に１２４で
示されるように焼ならしすることができる。レンズ本体
１１２のための焼ならし工程は上記したレンズ素材３０
のための焼ならし工程と同じとすることができる。他の
実施態様（図示しない）では、レンズ本体１１２は、す
でに述べた工程２４により焼ならしされた図３に示すよ
うな素材から機械加工される。 【００４９】上記のような光学的構造はステップ１２６
に描かれているようにレンズ生成領域１１４と１１６の
一方又は両方に加熱型押しされる。レンズ本体１１２の
ための加熱ステップ１２６は上記のレンズ素材３０の加
熱型押しステップ２６と同じ方法で行うことができる。 触覚体（図示しない）がステップ１２８で示されるよう
に公知の又は普通の技術を用いて製造されレンズ本体１
１２に取付けられる。 【００５０】本発明によりレンズを製造することのでき
る方法の他の実施態様である方法２２１が図１２に概略
示されている。方法２２１はステップ２２２で示すよう
にレンズ素材の製造で始まる。このレンズ素材（図示し
ない）は、方法２１のステップ２２を参照してすでに記
載されたレンズ素材３０と同様の材料から同じ方法で製
造された平らな円筒状部材とすることができる。しかし
、外形の形成されたレンズ生成領域又は触覚生成領域を
設ける必要はない。その製造に続いて、レンズ素材は図
１２に２２４で示されるように焼ならしされる。焼なら
し工程２２４は上記したレンズ素材３０のための焼なら
し工程２４と同じとすることができる。 【００５１】焼ならし工程２２４の後、図１３に示され
るような未完成のレンズ予備形成部材２１０がレンズ素
材から機械加工される。この機械加工ステップは図１２
の２２６で図示されている。レンズ部材２１０は本体２
１２と触覚体２２０とを含む一部材である。レンズ本体
２１２は第１の表面２１４と第２の表面２１６とを含み
、この両表面は図示の実施態様では凸面状に形成される
。レンズ部材２１０は方法２１（図２）を参照して記載
したのと同様の技術を用いて素材から機械加工すること
ができる。レンズ部材２１０がこのように製造された後
、ステップ２２８で示すようにタンブル研磨され機械加
工により生じた表面の凹凸を全て除去する。本体２１２
はまたステップ２２８の間に研磨されるが、この研磨ス
テップの主要目的は移植可能な品質仕上げの触覚体２２
０を得ることである。 【００５２】すでに述べたような複合及び／又は簡単の
光学的表面構造が図１２の２３０に示されるようにレン
ズ部材２１０の表面２１４と２１６上に加熱型押しされ
る。図４と５を参照して記載したのと同様な加熱型押し
装置がこれに関連する工程と共に、ステップ２３０を実
施するために用いられる。型押し装置４０と６０の型５
４と６６はそれぞれ、触覚体２２０と係合するのを阻止
ししかもレンズ部材２１０が加熱型押しされるように（
例えば減少した直径を有するよう）構成される。装置４
０と６０はまた、２つの押し型を有し表面２１４と２１
６の両方を同時に加熱型押しできるような形状に構成す
ることができる。表面２１４と２１６はガス抜き溝を含
み及び／又は関連の押し型に対して寸法を決定し、加熱
型押しステップ２３０の間にガス抜きを容易にすること
ができる。 【００５３】 【発明の効果】本発明のレンズ製造方法は多くの重要な
利点を有している。眼内レンズ上に光学的表面構造と触
覚体とを機械加工するのに必要とされる精密機械加工操
作に関連する費用を減少することができる。多焦点領域
プレート又は他の光学的構造における部品−部品の再現
性が大きく向上し、そのため検査工程を簡単にすること
ができる。この製造方法によりもたらされる表面の細部
はまた、後の研磨工程を要せず光学的基準に合致する表
面仕上げを有するレンズを提供する。加熱型押しする前
にレンズ又はレンズ素材を焼ならし形を作ることにより
、残留応力が最小となる。材料の移動と加熱型押しによ
ってもたらされる応力とは最小に保たれる。この製造方
法は重合体材料に著しく有害な化学的又は物理的変化を
発生させることがない。この方法は、多焦点単一視野表
面、非球面、円環、もしくは球面の半径、及び同一平面
もしくは異平面上の非同一中心の周面を含むアンダーカ
ットしない大概のレンズ構造のために用いることができ
る。アンダーカットされた表面はまた続く加熱型押しス
テップと異なる型とを用いて加熱型押しすることができ
る。 【００５４】本発明は好適な実施態様を参照して記載さ
れているが、当業者ならば本発明の精神と範囲から逸脱
することなく、形式と細部に種々の変更を行うことがで
きることが認識されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法で製造することのできる回折多焦
点眼内レンズを示す斜面図である。

【図２】本発明の眼内レンズ製造方法を略示するフロー
チャートである。

【図３】本発明による眼内眼科用レンズを製造するのに
用いられるレンズ素材の断面図である。

【図４】眼内レンズを製造するため本発明で利用される
加熱型押し装置の第１の実施態様の断面図である。

【図５】本発明の眼内レンズを製造するのに用いられる
加熱型押し装置の第２の実施態様の断面図である。

【図６】圧印加工された後の図３に示されるようなレン
ズ素材の頂面図である。

【図７】図６に示す圧印加工されたレンズ素材の側断面
図である。

【図８】旋盤マンドレルに取付けられた後の図７に示す
レンズ素材の断面図である。

【図９】図８に示すレンズ素材から機械加工された完成
レンズの断面図である。

【図１０】本発明の方法の第２の実施態様を略示するフ
ローチャートである。

【図１１】図１０に示す方法でレンズを製造するのに用
いられるレンズ部材の斜面図である。

【図１２】本発明の方法の第３の実施態様を略示するフ
ローチャートである。

【図１３】図１２に示す方法により製造されるレンズ予
備形成部材の斜面図である。

【図１４】円環状光学的表面を有するよう圧印加工され
たレンズ素材の頂面図である。

【図１５】図１４に示すようなレンズ素材を製造するた
めの円環状圧印加工表面を有する押し型の直角断面図（
図１４の切断線に対応する）である。

【図１６】非球面多焦点光学的表面構造を有する圧印加
工されたレンズ素材の頂面図である。

【図１７】図１６に示すようなレンズ素材を製造するた
めの非球面多焦点光学的構造を有する押し型の断面図で
ある。

【図１８】多球面の表面を備える多焦点光学的表面構造
を有する圧印加工されたレンズ素材の頂面図である。

【図１９】図１８に示すようなレンズ素材を製造するた
めの多球面の表面を備える多焦点光学的構造を有する押
し型の断面図である。

【図２０】多曲面多焦点光学的表面構造を有する圧印加
工されたレンズ素材の頂面図である。

【図２１】図２０に示すようなレンズ素材を製造するた
めの多曲面多焦点光学的表面構造を有する押し型の断面
図である。

【図２２】図５に示す加熱型押し装置の他の実施態様の
断面図である。

【符号の説明】

１０…眼内レンズ １２…本体 １８…多焦点回折領域プレート ２０…触覚体 ３０…レンズ素材 ３１…中央レンズ生成領域 ３３…触覚体生成領域 ４０…加熱型押し装置 ４２…レンズ素材取付け装置 ４４…型押しラム ４５…触覚構造圧印加工用表面 ５４…押し型 ５６…光学的表面構造圧印加工用表面 ６０…加熱型押し装置 ６４…レンズ素材受け取付け器 ６６…押し型 ６８…光学的圧印加工用表面 ６９…触覚体圧印加工用表面 ７６…溶接器

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　眼内レンズの製造方法であって、１つ
   の表面を備えたレンズ生成領域を有しかつ完成されたレ
   ンズの所望の外形に一致するよう形成された、ガラス変
   移温度と溶融流動温度とを有する重合体レンズ部材を製
   造し、物理的陰性のレンズ生成領域として外形が形成さ
   れかつ物理的陰性のレンズの所望の光学的表面構造を生
   み出す光学的圧印加工用表面を有する押し型を用意し、
   押し型の光学的圧印加工用表面とレンズ部材の表面とを
   、所定の型押し圧力で所定の型押し時間、相互に係合す
   るよう押しつけ、レンズ部材の表面を重合体材料のガラ
   ス変移温度と溶融流動温度との間の温度に加熱しかつ光
   学的表面構造をレンズ生成領域の表面上に圧印加工する
   のに十分なエネルギを加え、型押し時間の経過に続いて
   押し型の光学的圧印加工用表面を重合体レンズ部材から
   取外す、ことを含んでなる眼内レンズの製造方法。
2. 【請求項２】　　加えるエネルギが押し型を加熱するこ
   とを含む請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】　　加えるエネルギが所要時間の少なくと
   も一部の間超音波エネルギを含んでいる請求項１記載の
   方法。
4. 【請求項４】　　レンズ部材を用意することがポリメチ
   ルメタクリレートのレンズ部材を用意することを含んで
   いる請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】　　レンズ部材を用意することが、ポリメ
   チルメタクリレートのセルキャストシートを用意するこ
   とと、該シートからレンズ部材を機械加工すること、と
   を含んでいる請求項４記載の方法。
6. 【請求項６】　　レンズ部材を用意することが、焼なら
   しによる収縮を補償するのに必要とされるよりも大きな
   予め補償された寸法に、レンズ部材を機械加工し、レン
   ズ部材を焼ならしし、かつレンズ部材を所望の寸法に収
   縮させることを含んでいる請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】　　レンズ部材の焼ならしがレンズ部材を
   真空オーブンの中で加熱することを含んでいる請求項６
   記載の方法。
8. 【請求項８】　　乾燥窒素を導入することにより真空を
   オーブンから解放することをさらに含んでいる請求項７
   記載の方法。
9. 【請求項９】　　押し型を用意することが、最初にレン
   ズ部材の表面の中心に接触するよう形成されかつ次第に
   半径方向外側に広がる表面に接触する領域を有し圧印加
   工用表面がレンズ部材の表面と係合するよう押しつけら
   れるにしたがってガス抜きを容易にするような圧印加工
   用表面を有する押し型を用意することを含んでいる請求
   項１記載の方法。
10. 【請求項１０】　　重合体レンズ部材を用意することが
    、レンズ生成領域の表面の少なくとも一部を横切って延
    びるガス抜き溝を有するレンズ部材を用意することを含
    んでいる請求項１記載の方法。
11. 【請求項１１】　　押し型を用意することが、物理的陰
    性の複合光学的表面構造を生み出す圧印加工用表面を有
    する押し型を用意することを含んでいる請求項１記載の
    方法。
12. 【請求項１２】　　押し型を用意することが、物理的陰
    性の回折多焦点光学的表面を生み出す圧印加工用表面を
    有する押し型を用意することを含んでいる請求項１１記
    載の方法。
13. 【請求項１３】　　レンズ部材を製造することが、外形
    の形成されたレンズ生成領域を含む一部材の重合体レン
    ズ素材と、レンズ生成領域の周囲の表面を有する外形の
    形成された触覚体生成領域とを製造することを含み、押
    し型を用意することが、外形の形成された光学的圧印加
    工用表面と、物理的陰性の触覚体生成領域として外形が
    形成されかつ物理的陰性のレンズの所望の触覚体構造を
    生み出す周囲の触覚体圧印加工用表面とを有する押し型
    を用意することを含み、圧印加工用表面を押しつけるこ
    とが、押し型の光学的圧印加工用表面及び触覚体圧印加
    工用表面とレンズ素材の対応レンズ生成領域表面及び触
    覚体生成領域表面とを、所定の型押し圧力で所定の型押
    し時間相互に係合するよう押しつけることを含み、十分
    なエネルギを加えることが、レンズ部材の表面を重合体
    部材のガラス変移温度と溶融流動温度との間の温度に加
    熱しかつ光学的表面構造と触覚体構造とをレンズ素材の
    表面上に圧印加工するのに十分なエネルギを加えること
    を含み、圧印加工用表面を取外すことが、型押し時間の
    経過に続いて光学的圧印加工用表面と触覚体圧印加工用
    表面とをレンズ素材から取外すことを含んでいる、請求
    項１記載の方法。