JPH08338969A - 同心円単一視点レンズおよびその設計方法 - Google Patents

同心円単一視点レンズおよびその設計方法

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JPH08338969A
JPH08338969A JP8146373A JP14637396A JPH08338969A JP H08338969 A JPH08338969 A JP H08338969A JP 8146373 A JP8146373 A JP 8146373A JP 14637396 A JP14637396 A JP 14637396A JP H08338969 A JPH08338969 A JP H08338969A
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ジェフリー・エイチ・ロフマン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズの前面あるいは後面に少なくとも一つ
の付加周縁光学半径を配することによって現在の球面単
一視点コンタクトレンズあるいは眼内レンズの焦点深度
を改良する多同心円単一視点レンズを提供すること。 【解決手段】 レンズの前面あるいは後面に少なくとも
一つの周縁光学半径を付加することによって現在の球面
コンタクトレンズ又は眼内レンズの焦点深度を改良した
同心円単一視点レンズを開示する。複数の同心環状セグ
メントは、レンズの光学ゾーン周縁に設けられる。同心
環状セグメントにおける光学屈折力の配置は、基本的な
球面屈折力と、球面収差調整し視力を向上させるために
配された小さくプラスか大きくマイナスの球面屈折力を
持った他の環状セグメントを合わせて有する。この同心
環状セグメント設計は、周縁の口径に依存する視覚収差
を別のゾーン形態で矯正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同心円単一視点レ
ンズに係る。より詳しくは、本発明はレンズの周縁領域
に複数の付加的な光学的曲率半径を用いることによって
現在の球面単一視点コンタクトレンズあるいは眼内レン
ズの焦点深度を改良する同心円単一視点レンズおよびそ
の設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術のコンタクトレンズあるいは眼
内レンズは、レンズの各々光学的な前面と後面に一つの
曲率半径を用いることによって屈折（球面）誤差を矯正
しようとしている。この従来技術の方法の不利な一つの
点は、レンズの周縁領域を通る光線がレンズの中心を通
る光線の前で眼内で焦点を結ぶ傾向にあることである。
この従来技術の方法はその焦点深度あるいは被写界深度
（焦点深度）と形成された光学像の特質に限界がある。
【０００３】米国特許第5,050,981 号と第5,220,359 号
に例示された従来技術には、生体内の変調伝達関数（Ｍ
ＴＦ）測定装置などの生体内の視覚像特質測定装置を用
いることによって、視覚収差が減りその結果、視力と眼
の性能を向上させることができる。
【０００４】ブラウン（Ｂｒｏｗｎ）に与えられた米国
特許第5,181,053 号は、凹面中心領域に球面曲線とその
中心球面領域を囲む非球面曲線を有する多焦点コンタク
トレンズを開示している。上記中心球面領域は、遠方の
対象物を見る光学ゾーン（帯）に球面中心を与え夜間の
瞳孔の拡大を、近視用の大きな非球面曲率と中心球面領
域に近い小さな非球面曲線の曲率を有する半径方向に遠
い非球面曲線領域に補正することによって夜間の遠方視
力を改善する。このコンタクトレンズの主な一つの不利
な点は、実際に測定し製造するのが困難な補正非球面半
径を用いることにある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の主要
な目的は、レンズの前面あるいは後面に少なくとも一つ
の付加周縁光学半径を配することによって現在の球面単
一視点コンタクトレンズあるいは眼内レンズの焦点深度
を改良する多同心円単一視点レンズを提供することであ
る。
【０００６】本発明の他の目的は、少なくとも一つ、好
ましくは複数の同心環状セグメントをレンズの光学ゾー
ンの周縁に設けた同心円単一視点レンズを提供すること
である。同心環状セグメントに光学屈折力を配すること
は、基本的な球面屈折力と、より小さなプラスかより大
きなマイナスの球面屈折力を備えた他の環状セグメント
を混合して球面収差を調整し視力を改善することにな
る。同心環状セグメントは、周縁の口径に依存する眼の
収差を別のゾーンの状態に補正する。上記ブラウン特許
の場合のような実際に測定し製造するのが困難な補正非
球面半径の使用を削除することができる。
【０００７】典型的な眼では、視覚収差は、瞳孔の口径
が増大するにつれ大きくなる。本発明は、瞳孔の口径が
増大するにつれ同心円ゾーンで球面半径の設計を変える
ことによってこの効果を補正する。コンタクトレンズで
は、同心環状セグメントがレンズの後面に好ましく配置
され、同心環状セグメントがレンズの前面に配置された
ならば生じるであろうフレアと閃光の問題を低減する。
【０００８】同心環状セグメントにおいて屈折力／半径
の選択の方法は、種々のタイプに分けられた患者の経験
的なデ−タあるいは同心環状セグメントで（球面）収差
が補正されるコンピューターの光学的光線の軌跡の結果
あるいは収差鏡やＭＴＦ位置拡大器などの適当な装置に
よる視覚収差の直接生体内測定結果から得られ、体内レ
ンズは人間に特に調整されるか全体として複数の在庫保
管ユニットタイプに分けるために患者を分析した結果で
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レンズ
の周縁を通る光線を、レンズの中心を通る光線と同じ焦
面あるいはその近傍で焦点を合わせてその焦点深度を改
良する同心円単一視点レンズを提供する。前記レンズは
前面と相対向する後面を有し、前記前面と後面の一つ
は、基本的な処方Ｒｘ球面屈折力に対応する球面を有す
るディスクを含む中央領域を区画し、複数の環状セグメ
ントは、前記基本的な処方Ｒｘ屈折力とより小さなプラ
スかより大きなマイナスの屈折力を組み合わせて球面収
差を調整して視力を改善する。
【００１０】より詳細に言えば、レンズは眼の角膜に装
着するコンタクトレンズ、特に、ソフトヒドロゲルコン
タクトレンズあるいは眼内レンズを含むことができる。
中央領域と環状セグメントはコンタクトレンズの後面に
好ましく形成され、フレアと閃光の問題を低減する。種
々の態様では複数の環状セグメントは遠視処方のより小
さなプラスの球面屈折力あるいは近視処方のより大きな
マイナスの球面屈折力を有する。好ましい態様では、中
央領域は複数交互に配置された球面屈折力と球面屈折力
環状セグメントによって囲まれ、球面屈折力は中央領域
の球面屈折力よりより小さなプラスかより大きなマイナ
スである。さらに個々の環状セグメントの幅は、中心か
ら遠くなるにつれ異なった量のマイナス屈折力を生じる
ように変化する屈折力プロフィールを生じるように変化
してもよい。
【００１１】さらに、眼内像特質測定装置は、同心環状
セグメント設計において眼内像特質を最適化してさらに
改良された設計を行なうようにすることができる。これ
は収差鏡やＭＴＦ位置拡大測定装置などの生体内像特質
装置を用いて同心レンズと眼の器官を合わせた全体の収
差を測定し減らすことによってなされる。
【００１２】本発明はまた本明細書に記載したように、
生体内特質分析器を用いて眼に装着したレンズの第１設
計の生体内像特質分析を行ない、残留収差を測定し、次
に前記測定された残留収差を減らし視力と眼の性能を向
上させるようにレンズを再設計する同心円単一視点レン
ズを設計する方法を提供する。レンズの再設計は、中央
領域と複数の環状セグメント（リング）を区画している
面の反対側の面を非球面化することができる。またより
大きなマイナスの屈折力球面環状セグメントを付加する
こともできる。さらに収差鏡やＭＴＦ位置拡大測定装置
は、レンズと眼の組み合わせの変調伝達関数を測定する
ように好適に利用される。
【００１３】
【発明の実施の形態】同心単一視点レンズに係る本発明
の上述の目的と利点は、各図において同じ要素には同一
の参照符号を付した添付図面とともに、以下の好ましい
数態様の説明を参照すれば、当業者には容易に理解され
るであろう。
【００１４】図１は、レンズ１０の前面と後面１２、１
４の各々の曲率半径を用いることによって屈折誤差を補
正する典型的な従来技術のレンズを示す。この従来技術
の方法の不利な点は図１の光の軌跡で示したように、レ
ンズの周縁領域を通る光線が、１８で焦点を結ぶレンズ
の中心を通る光線の前方１６で眼内に焦点を結ぶ傾向に
あることである。この従来技術の方法はレンズの光学的
特性、従って、その焦点深度に限界がある。本発明によ
れば、少なくとも一つの周縁光学曲線、好ましくは数個
の周縁光学曲線がレンズの前光学面か後光学面の周縁領
域に付加される。
【００１５】図２は、中央光線と同じ焦点または焦面に
周縁光の焦点を再び結ぶためにレンズの前光学面に付加
された周縁光学曲線２０を示す。図３は、中央光線と同
じ焦点または焦面に周縁光の焦点を再び結ぶためにレン
ズの後光学面に付加された周縁光学曲線２２を示す。図
２において周縁の光学曲線は主光学曲線より平らであ
り、図３において周縁の光学曲線は主光学曲線より急勾
配である。後面に周縁光学曲線を配置することが前面に
周縁光学曲線を配置する場合よりもフレアと閃光の問題
を低減するのにコンタクトレンズにとって好ましい。
【００１６】好ましい態様では、標準的な単一視点コン
タクトレンズ又は眼内レンズの臨床的な視覚性能を改善
した設計を供するように中央円領域を囲む複数の同心環
状セグメントを用いる。好ましい態様では、中央領域
は、複数の交互する球形屈折力と球形屈折力環状セグメ
ントによって囲まれる基本的に処方されたＲｘ球面屈折
力を含むディスクである。その領域では球形屈折力は、
中央の球面屈折力よりより小さなプラス（遠視処方）か
より大きなプラス（近視処方）である。
【００１７】別の態様では、中央領域は、半径が中心か
ら増大して屈折力を系統的に変化させるにつれて徐々に
より大きなマイナスかより小さなプラスの光学屈折力の
値を増大した複数の環状セグメントで囲まれた基本的な
遠処方Ｒｘのディスクである。
【００１８】図４は、本発明により設計されたレンズ４
０の好適な態様であり、中央領域４２が基本的に処方さ
れたＲｘ球面屈折力を含むディスクであり、複数の交互
の球形屈折力と球形屈折力環状セグメント４４，４６，
４８，５０および５２により囲まれる。球形屈折力は基
本的に球面（非球面に対抗する）屈折力であり、中央デ
ィスクの基本的な球面屈折力の場合より遠視処方ではよ
り小さなプラスであり、近視処方ではより大きなマイナ
スである。
【００１９】交互する領域の個々の環状セグメントを変
えることにより図５に示したようにレンズの中心から遠
方でマイナス屈折力が多数の屈折力プロフィールを作る
ことができる。中央の球面ディスク４２とその周囲の環
状セグメント４４ないし５２の屈折力を合わせた領域
は、レンズの活性光学領域５４を有し、その外側周囲５
８で外周端６０まで傾斜したレンズ状又は周縁（非光学
的）領域５６で囲まれる。
【００２０】図５は、異なった３個のレンズ態様のそれ
ぞれ基本的な球面光学屈折力処方パーセントのグラフで
あり、瞳孔径が中央のディスクだけに限定される１００
％から外側の環状セグメントが大きな瞳孔径に付加され
る低％までの範囲である。横軸は全瞳孔パーセントであ
り、１００％はレンズの全体の光学領域を示しそれより
小さな領域％はレンズの中央ディスク部に徐々に限定さ
れる。
【００２１】図４のレンズは１００％球面屈折力（屈折
率）で左上方から開始するグラフ（正方形印で）で示さ
れる。１００％屈折率は光学領域５４の総領域の約１５
％を示す中央ディスクに対応する。全瞳孔％が増大する
につれ、先ず領域４４、次に領域４６、そして次に領域
４８等、１００％の光学領域５４に対応する１００％の
全瞳孔に達するまで光学屈折力に貢献する。
【００２２】図５のグラフ６４（菱形印で）は他のレン
ズ設計の態様を示し、その例ではレンズの光学屈折力
は、全瞳孔の５０％で基本的な球面屈折力の２０％以下
に低下し、それから再び全瞳孔の１００％で基本的な球
面屈折力の約８０％に増大する。
【００２３】図５のグラフ６６（星印で）は他のレンズ
設計の態様を示し、その例ではレンズの光学屈折力は、
グラフの左側でレンズの中央の基本的な球面屈折力の１
００％から開始し、それから全瞳孔％が増大するにつれ
徐々に全瞳孔１００％での基本的な球面処方の約１０％
に低下する。
【００２４】グラフ６６は、光学屈折力が増大あるいは
変化する値の複数の環状セグメントで囲まれた基本的な
遠処方Ｒｘを有するディスクであり、中心から半径が増
大するにつれマイナスを大きく、プラスを小さくして系
統的な屈折力変化を与える上記他の例のグラフと同様で
ある。
【００２５】本発明のレンズは患者の眼の球面収差を調
整することによって機能する。コンタクトレンズと眼の
器官の組み合わせはいつも正味実像の系であり、コンタ
クトレンズ屈折率がプラスかマイナスであっても本発明
のレンズ設計の極性は変化しない。
【００２６】本発明の一つの目的は、第一に図２ないし
図５に示されたような多焦点同心円レンズであり、次
に、収差鏡やＭＴＦ位置拡大器などの生体内像特質を使
用して全ての残留収差を評価し、同定し、計量すること
である。それでこれらの残留収差は好ましくはレンズの
非同心面を非球面化することにより、またレンズの同心
面を非球面化することによりさらに減少して眼の性能と
視力を向上することができる。
【００２７】このように本発明は、レンズと眼の器官の
組み合わせの収差を減らすことによってできる球面屈折
異状、老眼あるいは乱視の設計性能の改良を行なう。収
差の減少はそれ自身で屈折異状を矯正しない。先ずある
患者（又は患者ら）に同心円レンズを装着し、次に、そ
の患者（又は患者ら）を生体像特性装置でテストして眼
に装着したレンズについて残留収差を決める。次に、よ
りマイナスの屈折力球面環状セグメントを付加すること
によりそのレンズを再設計して測定された残留収差を減
らす。
【００２８】明らかに、環状セグメントの数、幅そして
配置を変えたり、その環状セグメントの各々に複数の光
学屈折力を与えることにより本発明の多くの様々な例
（態様）が可能である。 本明細書においては、同心単
一視点レンズに対する本発明のいくつかの態様と変形例
を詳細に説明したが、本発明の開示内容は当業者に多く
の代替設計を示唆することが明らかである。
【００２９】なお本発明の具体的な実施態様は、以下の
通りである。 （１）複数の環状セグメント（リング）は、球面環状セ
グメントを含む請求項１記載の焦点深度を改良した同心
環状セグメント単一視点レンズ。 （２）前記ディスクは、球面曲線を有する上記実施態様
（１）記載の焦点深度を改良した同心環状セグメント単
一視点レンズ。 （３）前記複数の環状セグメントは、非球面環状セグメ
ントを含む請求項１記載の焦点深度を改良した同心環状
セグメント単一視点レンズ。 （４）前記ディスクは、非球面曲線を有する上記実施態
様（３）記載の焦点深度を改良した同心環状セグメント
単一視点レンズ。 （５）前記レンズは、眼の角膜に装着されるコンタクト
レンズを含む請求項１記載の焦点深度を改良した同心環
状セグメント単一視点レンズ。
【００３０】（６）前記コンタクトレンズは、ソフトヒ
ドロゲルコンタクトレンズを含む上記実施態様（５）記
載の焦点深度を改良した同心環状セグメント単一視点レ
ンズ。 （７）前記レンズは、眼内レンズを含む請求項１記載の
焦点深度を改良した同心環状セグメント単一視点レン
ズ。 （８）前記複数の環状セグメントは、遠視処方のより小
さなプラスの球面屈折力を有する請求項１記載の焦点深
度を改良した同心環状セグメント単一視点レンズ。 （９）前記複数の環状セグメントは、近視処方のより大
きなマイナスの球面屈折力を有する請求項１記載の焦点
深度を改良した同心環状セグメント単一視点レンズ。 （１０）前記中央領域は、複数の交互に配された球形屈
折力あるいは球形屈折力環状セグメントによって囲ま
れ、前記球形屈折力は前記中央領域の球面屈折力より小
さくプラスか大きくマイナスの球面屈折力を含む請求項
１記載の焦点深度を改良した同心環状セグメント単一視
点レンズ。
【００３１】（１１）前記個々の環状セグメントの幅が
異なり、変化して中心からより遠くで別のマイナス値を
生じる屈折力プロフィールを形成する上記実施態様（１
０）記載の焦点深度を改良した同心環状セグメント単一
視点レンズ。 （１２）前記中央領域と複数の環状セグメントは、レン
ズの後面に形成されフレアと閃光問題を低減する請求項
１記載の焦点深度を改良した同心環状セグメント単一視
点レンズ。 （１３）前記複数の環状セグメントは、前記中心から半
径が増大して屈折力が系統的に変化するにつれて徐々に
より大きなマイナスかより小さなプラスにした光学屈折
力が増大する値を有する請求項１記載の焦点深度を改良
した同心環状セグメント単一視点レンズ。 （１４）前記レンズの再設計は、前記中央領域と前記少
なくとも一つの環状セグメントを区画する面の反対側の
面を非球面化工程を有する請求項２記載の同心環状セグ
メント単一視点レンズを再設計する方法。 （１５）前記レンズの再設計は、よりマイナスの屈折力
球面環状セグメントを付加する工程を有する請求項２記
載の同心環状セグメント単一視点レンズを再設計する方
法。 （１６）前記実施工程は、収差鏡とＭＴＦ位置拡大測定
器を用い、レンズと眼の組み合わせの変調伝達関数を測
定する請求項２記載の同心環状セグメント単一視点レン
ズを再設計する方法。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、レンズ
の前面あるいは後面に少なくとも一つの付加周縁光学半
径を配することによって現在の球面単一視点コンタクト
レンズあるいは眼内レンズの焦点深度を改良する多同心
円単一視点レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レンズ１０の前面と後面の各々の曲率半径を用
いることによって屈折誤差を補正する典型的な従来技術
のレンズを示す図である。
【図２】中央光線と同じ焦点または焦面に周縁光の焦点
を再び結ぶためにレンズの前光学面に付加された本発明
に係る周縁光学曲線を示す図である。
【図３】レンズの後光学面に付加された周縁光学曲線を
示す図である。
【図４】本発明により設計されたレンズの好適な態様を
示す図である。中央領域が基本的に処方されたＲｘ球面
屈折力を含むディスクであり、複数の交互の球形屈折力
と球形屈折力環状セグメントにより囲まれ、前記球形屈
折力は、前記中央の球面屈折力より小さなプラス（遠視
用）かより大きなマイナス（近視用）である。
【図５】異なった３個のレンズ態様のそれぞれ基本的な
球面光学屈折力処方パーセント対全体の瞳孔パーセント
のグラフを示す図であり、１００％の全瞳孔がレンズの
全体の光学的領域をカバ−し、小さな％の瞳孔がレンズ
の中央のディスクに徐々に限定される。
フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー・エイチ・ロフマン アメリカ合衆国、32233 フロリダ州、ジ ャクソンビル、ブラディ・プレイス・ブー ルバード 12389 (72)発明者 エドガー・ヴィ・メネゼス アメリカ合衆国、32224 フロリダ州、ジ ャクソンビル、チコラ・ウッド・プレイス 3951

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レンズの周縁を通る光線を、レンズの中
    心を通る光線と同じ焦面で焦点を合わせてレンズ像の特
    質を上げその焦点深度を改良する同心円単一視点レンズ
    であって、 ａ．前記レンズは前面と相対向する後面を有し、前記前
    面と後面の一つは、基本的な処方Ｒｘ球面屈折力に対応
    する面を有するディスクを含む中央領域を区画し、 ｂ．複数の環状セグメントは、前記中央領域を囲み、前
    記基本的な処方Ｒｘ屈折力とより小さなプラスかより大
    きなマイナスの屈折力を組み合わせて球面収差を調整し
    て視力を改善するレンズ。
  2. 【請求項２】 レンズの周縁を通る光線を、レンズの中
    心を通る光線と同じ焦面で焦点を合わせてレンズ像の特
    質を上げその焦点深度を改良する同心円単一視点レンズ
    を設計する方法であって、 ａ．前記レンズは前面と相対向する後面を有し、前記前
    面と後面の一つは、基本的な処方Ｒｘ球面屈折力に対応
    する面を有するディスクを含む中央領域を区画し、 ｂ．複数の環状セグメントが、前記基本的な処方Ｒｘ屈
    折力とより小さなプラスかより大きなマイナスの屈折力
    を組み合わせる前記中央領域を囲み、球面収差を調整し
    て視力を改善し、 ｃ．体内特質分析器を用いて眼に装着したレンズ体内像
    特質分析を行ない、残留収差を測定し、 ｄ．前記レンズを再設計することによって前記測定され
    た残留収差を減らして視力と性能を向上させる方法。
JP14637396A 1995-05-04 1996-05-02 同心円単一視点レンズおよびその設計方法 Expired - Lifetime JP4519205B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US433842 1989-11-09
US08/433,842 US5684560A (en) 1995-05-04 1995-05-04 Concentric ring single vision lens designs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08338969A true JPH08338969A (ja) 1996-12-24
JP4519205B2 JP4519205B2 (ja) 2010-08-04

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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US (1) US5684560A (ja)
EP (1) EP0742466B1 (ja)
JP (1) JP4519205B2 (ja)
KR (1) KR960042118A (ja)
CN (1) CN1059963C (ja)
AT (1) ATE246370T1 (ja)
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