TW201808236A - 單焦點人工水晶體 - Google Patents

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Abstract

為了提供一種單焦點人工水晶體，其具有以比以往的單焦點人工水晶體更深的景深，可降低接受手術者必須戴眼鏡的機會。
在單焦點人工水晶體中，對於通過從透鏡部的中心到半徑1.5mm的區域之光線在50lp/mm的MTF特性，在從基準度數到該基準度數+1.5屈光度近處的範圍為20%以上，在以屈光度為橫軸之MTF的屈光度依存性曲線上，在從基準度數到上述基準度數+1.5屈光度的範圍之MTF20%以上的區域中，具有1個極大值且沒有極小值。

Description

單焦點人工水晶體
本發明是關於具有寬廣的景深之單焦點人工水晶體。
使用於白內障手術後之人工水晶體是已知的。將因白內障的進展而變混濁之水晶體經由手術除去後，為了代替水晶體的功能而將人工水晶體植入眼內。人工水晶體當中，包含僅具有單一焦點之單焦點人工水晶體。單焦點人工水晶體，對於與視網膜相距光學共軛的物體距離之對象物能以高解析度觀察(例如專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特許公報「特開2011-41826號公報」
然而，通常的單焦點人工水晶體，因為光學共軛面僅有一組存在，當以視網膜作為成像點的情況，對應於被攝 體側之共軛面僅有一個。因此可維持高解析度觀察之景深較淺，無法獲得被攝體距離之近處及遠處雙方的視力。被攝體距離是指從眼睛到被攝體的距離。當讓成像點對準遠處的情況，因為焦點無法對準近處而必須另外準備看近用的眼鏡，同樣的當讓成像點對準近處的情況，因為焦點無法對準遠處而必須另外準備看遠用的眼鏡，因此對於接受通常的單焦點人工水晶體手術後的患者而言並不理想。
本申請案是對這種單焦點人工水晶體加以改良，其目的是為了提供一種單焦點人工水晶體，其具有比以往的單焦點人工水晶體更深的景深，可降低接受手術者必須戴眼鏡的機會。
本發明的一態樣之單焦點人工水晶體，為了解決上述問題，其特徵在於，對於通過從透鏡部的中心到半徑1.5mm的區域的光線在50lp/mm的MTF(調變轉換函數，Modulation Transfer Function)特性，在從基準度數到該基準度數+1.5屈光度近處之範圍為20%以上，且在以屈光度為橫軸的MTF之屈光度依存性曲線上，在從基準度數到上述基準度數+1.5屈光度的範圍之MTF20%以上的區域中，具有1個極大值且沒有極小值。
本發明能夠提供一種單焦點人工水晶體，其可視範圍 比以往的單焦點人工水晶體更廣，可降低必須戴眼鏡的機會。
1‧‧‧單焦點人工水晶體
2‧‧‧透鏡部
3‧‧‧固定構件
圖1係顯示本實施形態的單焦點人工水晶體之透鏡部的屈光度和MTF的關係(MTF特性)之曲線圖，也將比較對象之習知構造的單焦點人工水晶體的MTF特性一併顯示。
圖2係概略顯示本實施形態的單焦點人工水晶體之立體圖，圖2(a)是將單焦點人工水晶體從斜上方觀察的圖，圖2(b)是從斜下方觀察的圖。
圖3係顯示本實施形態之單焦點人工水晶體之離透鏡部的中心之距離和透鏡部的屈光度之關係的曲線圖。
本發明的單焦點人工水晶體構成為，從透鏡部的中心到半徑1.5mm的區域在50lp/mm的MTF特性，在從透鏡部之基準度數到該基準度數+1.5屈光度近處的範圍為MTF20%以上，且在以屈光度為橫軸之MTF的屈光度依存性曲線上，在從基準度數到上述基準度數+1.5屈光度的範圍之MTF20%以上的區域，具有1個極大值且沒有極小值。
依據上述構造，雖是單焦點人工水晶體，但在從無限遠到近處約70cm的距離範圍內，能使視力提高到縱使不 戴眼鏡也能辨識人臉及其表情的程度。如此能夠提供一種單焦點人工水晶體，其可視景深比以往的單焦點人工水晶體更深，可降低必須戴眼鏡的機會。
在此情況，表示MTF的屈光度依存性之曲線的極大值，相當於從無限遠到前方約70cm之間可看得最清楚之被攝體距離的視力。針對最高解析度位置的MTF確保為45%以上，可將能見度提高。藉由將最高解析度位置的MTF設定為50%以上、55%以上，可謀求能見度的進一步提高。
以下，針對本發明的實施形態詳細地說明。以下，針對表示MTF的屈光度依存性之曲線的極大值(基準度數之MTF)到達60%附近之最佳實施形態做說明。
圖2係概略顯示本發明的一實施形態之單焦點人工水晶體1的立體圖。圖2(a)係將單焦點人工水晶體1從斜上方觀察的圖，圖2(b)係從斜下方觀察的圖。
單焦點人工水晶體1係包含：作為透鏡本體之透鏡部2、用於將單焦點人工水晶體1固定於眼內之2個固定構件3,3。作為構成透鏡部2的材料，例如可採用：成為現在的主流之在植入人工水晶體時可折疊之交聯丙烯酸酯共聚物等。構成透鏡部2的材料並沒有特別的限定，作為其他的材料，例如可採用：聚甲基丙烯酸甲酯、主要使用聚二甲基矽氧烷之聚矽氧彈性體等。作為透鏡部2的材料，基於可降低手術時的侵襲之觀點，更佳為能將透鏡部以捲曲或折疊的狀態通過眼睛的小缺口之具有可撓性(變形性) 者。
圖1係顯示本實施形態的單焦點人工水晶體1之透鏡部2的屈光度(相當於被攝體距離)和MTF的關係(=MTF特性)之曲線圖，也一併顯示比較對象的習知構造之單焦點人工水晶體的MTF特性。在圖1中，橫軸為屈光度，縱軸為通過從透鏡部2的中心到半徑1.5mm的區域的光線在50lp/mm的MTF算出值。實線的線A表示本實施形態的單焦點人工水晶體1之MTF特性，虛線的線B表示習知構造的單焦點人工水晶體之MTF特性。本實施形態的單焦點人工水晶體1和習知構造的單焦點人工水晶體都是將基準度數設定為零。
如線B所示般，習知構造的單焦點人工水晶體，在基準度數之MTF到達80%附近。MTF值隨著偏離基準度數而急劇降低。在具有如此般MTF特性之習知構造的單焦點人工水晶體的情況，可辨識人臉及其表情之MTF20%以上的可視範圍成為從無限遠到近處2m左右之窄範圍。而且，在比近處2m更近距離，不戴眼鏡就無法辨識人臉及其表情。
相對於此，如線A所示般，本實施形態的單焦點人工水晶體1，在基準度數具有MTF到達60%附近之1個極大值。而且，在從基準度數往負的方向(在橫軸上向左方)，MTF值雖隨著偏離基準度數而急劇降低，但在從基準度數往正的方向(在橫軸上向右方)，是隨著屈光度增加而緩緩降低，因此縱使在基準度數+1.5屈光度近處的位置也能確 保MTF30%。
在具有如此般MTF特性之實施形態的單焦點人工水晶體1的情況，MTF20%以上的可視範圍成為從無限遠到近處約70cm之廣範圍。而且，雖隨著從遠處位置往近處其能見度逐漸降低，但在近處約70cm為止，不須戴眼鏡就能辨識人臉及其表情。又為了觀察比近處70cm更近的距離範圍，只要使用看近用的眼鏡即可。
如此般，本實施形態的單焦點人工水晶體1，因為可視範圍比以往的單焦點透鏡更廣，可降低必須戴眼鏡的機會。
圖3的曲線圖顯示，在本實施形態的單焦點人工水晶體1之通過透鏡部2的環帶狀的邊緣光線群中，離中心的距離和屈光度(被攝體距離)之關係。其是以屈光度為橫軸，以離透鏡部2之邊緣光線群的光線群中心之距離為縱軸。透鏡部2之基準度數為20屈光度。
如圖3所示般，在從透鏡部2的中心到半徑0.2mm以內，隨著光線群離開中心，被攝體距離是從基準度數+1.5屈光度(21.5屈光度)往基準度數(20屈光度)連續地變化。通過比從透鏡部2的中心到半徑0.2mm的區域更外側的區域之光線群，被攝體距離是在基準度數+0.2屈光度(20.2屈光度)以下的範圍變遷。又在圖3中，雖僅記載與白晝的照度條件下之瞳孔尺寸的半徑對應之從中心到半徑1.5mm的部分，但在比從中心到半徑1.5mm更外側的外周部分也是，在基準度數+0.2屈光度(20.2屈光度)以下的 範圍變遷。
依據上述構造，在透鏡部之比半徑1.5mm更外周側，將相當於遠處用之折射角設定成比根據內周部的透鏡形狀進行外插而得之透鏡形狀的折射角更小，可獲得更深的景深。此外，相反地將外周側的折射角設定為比根據內周部之透鏡形狀進行外插而得之透鏡形狀的折射角更大的情況，從存在於無限遠或無窮遠處的物體所發出而越過視網膜進行成像後的光線群，可聚光在相當於從上述基準度數+1.5屈光度到基準度數、即從無限遠到近處約70cm的距離範圍內之物體的焦點位置。如此，縱使是在瞳孔擴大的黑暗中，仍可使整體的MTF值提高。
此外，因為以屈光度為橫軸時之MTF曲線的依存性成為不具備不連續點或不連續線的曲線，這時的透鏡表面形狀也必然成為連續曲線。如此般不具備不連續點或不連續線的人工水晶體，還能抑制在植入透鏡時成為視覺障害之一之強光刺眼所致之眩光、在光周邊出現一圈光暈等的現象。
又圖3為一例，若將被攝體距離從基準度數+1.5屈光度往基準度數連續變化的區域之離透鏡部2中心的距離設為第1半徑，第1半徑只要在0.1~0.3mm的範圍內即可。當第1半徑比0.1mm小時，在被攝體距離70cm程度之中間距離區無法確保必要的MTF。此外，當第1半徑超過0.3mm時，在遠處的距離區無法確保必要的MTF。藉由將第1半徑設為0.2mm，在雙方的兩距離區可有效地確保必 要的MTF。
此外，若將在比第1半徑更外側之被攝體距離在基準度數+0.2屈光度以下的範圍變遷的區域之離透鏡部2中心的距離設為第2半徑，第2半徑較佳為與白晝的照度條件下之瞳孔尺寸半徑對應的距離。在圖3中，雖將第2半徑設為1.5mm，但並不限定於此，因為白晝的照度條件下之正常瞳孔尺寸為2.5~4.0mm，第2半徑只要在1.25~2.0mm的範圍內即可。
當第2半徑比1.25mm更小時，在白晝的照度條件下之瞳孔尺寸內，以屈光度為橫軸時之MTF曲線的依存性會包含具備不連續點或不連續線者，而無法獲得上述抑制眩光、光暈等的現象之效果。當第2半徑為1.5mm的情況，對於白晝的照度條件下之3.0mm的瞳孔尺寸，可有效地抑制上述眩光、光暈等的現象。
[總結]
本發明的一態樣之單焦點人工水晶體，為了解決上述問題，其特徵在於，對於通過從透鏡部的中心到半徑1.5mm的區域的光線在50lp/mm的MTF(調變轉換函數，Modulation Transfer Function)特性，在從基準度數到該基準度數+1.5屈光度近處之範圍為20%以上，且在以屈光度為橫軸的MTF之屈光度依存性曲線上，在從基準度數到上述基準度數+1.5屈光度的範圍之MTF20%以上的區域中，具有1個極大值且沒有極小值。
依據上述構造，在從透鏡部的中心到半徑1.5mm的區域、亦即在相當於白晝的照度條件下之瞳孔尺寸的區域於50lp/mm的MTF特性，在以屈光度為橫軸之MTF的屈光度依存性曲線上，在從基準度數到上述基準度數+1.5屈光度的範圍且MTF20%以上的區域中，具有1個極大值且沒有極小值。亦即，該透鏡之以視網膜為成像點之物體側的共軛面為1個，其就是單焦點人工水晶體。而且，依據上述構造，在從透鏡部的中心到半徑1.5mm的區域，在從基準度數到該基準度數+1.5屈光度近處的範圍於50lp/mm的MTF為20%以上。亦即，在相當於從基準度數到該基準度數+1.5屈光度近處的範圍、即從無限遠到近處約70cm的距離具有MTF20%以上。
MTF是與眼睛的解析度相關的指標，可置換為所謂視力。一般而言，如果MTF為20%以上，可看到能辨識人臉及其表情的程度。亦即，依據上述構造、在從無限遠到近處約70cm的距離，縱使不戴眼鏡也能辨識人臉及其表情。
如此般，本發明的一態樣之單焦點人工水晶體，可視範圍比以往的單焦點人工水晶體更廣，在從無限遠到近處約70cm的距離，縱使不戴眼鏡也能看清楚。
此外，在本發明的一態樣之單焦點人工水晶體中，前述極大值的MTF較佳為45%以上，更佳為50%以上，特佳為55%以上。在從無限遠到近處約70cm之被攝體距離的範圍，極大值相當於最高解像力之被攝體距離的視力。 在最高解像力之被攝體距離確保為MTF45%以上，可將能見度提高。藉由將最高解像力之被攝體距離的MTF設定為50%以上、55%以上，可謀求能見度的進一步提高。
在本發明的一態樣之單焦點人工水晶體較佳為，前述透鏡部，在通過從中心到第1半徑以內的區域之光線群中，環帶狀之邊緣光線群之被攝體距離隨著離開中心而從上述基準度數+1.5屈光度往上述基準度數連續地改變，通過到比上述第1半徑更外側之至少第2半徑的區域之環帶狀的邊緣光線之被攝體距離為上述基準度數+0.2屈光度以下，至少在從中心到前述第2半徑以內的區域，被攝體距離(屈光度)對於邊緣光線之從透鏡部的中心起算的高度之依存曲線為不具備不連續點之曲線。
換言之較佳為，通過前述透鏡部的中心以及非常接近中心的區域之所謂近軸光線群，來自相當於上述基準度數+1.5屈光度之被攝體距離的光線聚光於視網膜，在通過第1半徑以內的區域之光線中，隨著離開中心而從相當於上述基準度數+1.5屈光度之被攝體距離往上述基準度數使被攝體距離連續地改變，且對於通過透鏡之環帶狀的邊緣光線，以被攝體距離為橫軸、離透鏡部的中心之距離為縱軸所繪製之曲線為不具備不連續點的曲線。
依據上述構造，從透鏡部的中心到第1半徑的範圍內之光線，隨著離開中心而使被攝體距離從上述基準度數+1.5屈光度往上述基準度數連續地改變。亦即，通過從透鏡部的中心到第1半徑的區域之光線對應於：來自被攝體 距離70cm左右之被稱為中間距離區之距離區的光線成像於視網膜上。而且，通過從透鏡部的中心到比第1半徑更外側之至少第2半徑的區域之光線對應於：基準度數+0.2屈光度以下、亦即來自遠處的距離區之光線成像於視網膜上。
除了上述構造，進一步在比從透鏡部之中心到第2半徑的區域更外周側，將相當於遠處用的折射角設定成比根據內周部的透鏡形狀進行外插而得之透鏡形狀的折射角更小，可獲得更深的景深。此外，相反地將外周側的折射角設定成比根據內周部的透鏡形狀進行外插而得之透鏡形狀的折射角更大的情況，從存在於無限遠或無窮遠處的物體所發出而越過視網膜進行成像後的光線群，可聚光在相當於從上述基準度數+1.5屈光度到基準度數、即從無限遠到近處約70cm的距離範圍內之物體的焦點位置。如此，縱使是在瞳孔擴大的黑暗中，仍可使整體的MTF值提高。
此外，依據上述構造，因為以屈光度為橫軸時之MTF曲線的依存性成為不具備不連續點或不連續線的曲線，這時的透鏡表面形狀也必然成為連續曲線。如此般不具備不連續點或不連續線的人工水晶體，還能抑制在植入透鏡時成為視覺障害之一之強光刺眼所致之眩光、在光周邊出現一圈光暈等的現象。
本發明的一態樣之單焦點人工水晶體，前述第1半徑可設為0.1~0.3mm或是0.2mm。此外，本發明的一態樣之單焦點人工水晶體，前述第2半徑也可以是與白晝的照度 條件下之瞳孔尺寸的半徑對應之距離，可設為1.25~2.0mm或是1.5mm。
本發明並不限定於上述各實施形態，可在請求項所載的範圍內進行各種變更，將在不同實施形態個別揭示之技術手段予以適宜組合而得之實施形態也包含於本發明的技術範圍。

Claims (10)

  1. 一種單焦點人工水晶體，其特徵在於，對於通過從透鏡部的中心到半徑1.5mm的區域的光線在50lp/mm的MTF特性，在從基準度數到該基準度數+1.5屈光度近處之範圍為20%以上，且在以屈光度為橫軸的MTF之屈光度依存性曲線上，在從基準度數到上述基準度數+1.5屈光度的範圍之MTF20%以上的區域中，具有1個極大值且沒有極小值。
  2. 如請求項1所述之單焦點人工水晶體，其中，前述極大值的MTF為45%以上。
  3. 如請求項1所述之單焦點人工水晶體，其中，前述極大值的MTF為50%以上。
  4. 如請求項1所述之單焦點人工水晶體，其中，前述極大值的MTF為55%以上。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項所述之單焦點人工水晶體，其中，前述透鏡部構成為，在通過從中心到第1半徑以內的區域之光線群中，環帶狀之邊緣光線群之被攝體距離隨著離開中心而從上述基 準度數+1.5屈光度往上述基準度數連續地改變，通過到比上述第1半徑更外側之至少第2半徑的區域之環帶狀的邊緣光線之被攝體距離為上述基準度數+0.2屈光度以下，至少在從中心到前述第2半徑以內的區域，被攝體距離對於邊緣光線之從透鏡部的中心起算的高度之依存曲線為不具備不連續點之曲線。
  6. 如請求項5所述之單焦點人工水晶體，其中，前述第1半徑為0.1~0.3mm。
  7. 如請求項6所述之單焦點人工水晶體，其中，前述第1半徑為0.2mm。
  8. 如請求項5所述之單焦點人工水晶體，其中，前述第2半徑是與白晝的照度條件下之瞳孔尺寸的半徑對應之距離。
  9. 如請求項5所述之單焦點人工水晶體，其中，前述第2半徑為1.25~2.0mm。
  10. 如請求項9所述之單焦點人工水晶體，其中，前述第2半徑為1.5mm。
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