WO2012127538A1 - コンタクトレンズおよびその製造方法 - Google Patents

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朝樹 洲崎
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株式会社メニコン
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    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
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    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
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    • G02C2202/00—Generic optical aspects applicable to one or more of the subgroups of G02C7/00
    • G02C2202/22—Correction of higher order and chromatic aberrations, wave front measurement and calculation

Definitions

  • the present invention relates to a contact lens worn by the human eye, and more particularly to a contact lens having a novel structure capable of improving QOV (quality of appearance) and a manufacturing method thereof.
  • the human eye may have defects in optical properties such as regulation ability due to genetics, environment, aging, disease, and the like. In such a case, problems such as refractive errors occur and it becomes difficult to obtain a good appearance.
  • correction lenses such as contact lenses and eyeglasses have been conventionally used.
  • Patent Document 1 a contact with a new structure that can cope with residual irregular astigmatism with simple optical characteristics. Proposed lens.
  • the present invention achieves an improvement in quality of view (QOV) by realizing a countermeasure against residual irregular astigmatism with a technical idea further different from the contact lens described in Patent Document 1 which is the prior application.
  • QOV quality of view
  • the present invention has been made in the background as described above, and the solution is to improve the quality of view (QOV) effectively and to suit each user. It is an object of the present invention to provide a contact lens having a novel structure that is easy to use and highly practical, and a method for manufacturing the same.
  • the present invention is characterized by a contact lens in which high-order aberration is set in the optical unit, and the high-order aberration is a spherical aberration having a magnitude corresponding to the coma with the naked eye of the user.
  • the contact lens of the present invention is based on the premise that a coma aberration is allowed to remain in the eyes of a contact lens user (hereinafter referred to as a user). This is completely different from the concept of “setting the coma of the opposite sign value so that the coma is canceled out to zero”.
  • a countermeasure against coma that adversely affects the quality of appearance spherical aberration of a size corresponding to coma that exists in the human eye is actively given to the human eye using contact lenses. This reduces the decrease in QOV caused by coma aberration.
  • the ability to effectively cope with coma aberration, which has a large adverse effect on QOV, by setting spherical aberration to the contact lens has great significance in manufacturing, handling, wearing, etc. of the contact lens, which is the embodiment of the invention.
  • a rotationally asymmetric complicated optical characteristic and lens surface shape are set for the contact lens.
  • a contact lens having a structure according to the present invention is formed with spherical aberration, which is a rotationally symmetric optical characteristic around the optical axis, among high order aberrations. This eliminates the need for accurate circumferential position setting, facilitates manufacture and handling, and facilitates practical application.
  • the present invention has found that the insufficient QOV due to coma in the human eye can be reduced by using spherical aberration, and in addition, the setting of spherical aberration in the contact lens is a higher order aberration of the contact lens. Focusing on the fact that the characteristics can be made rotationally symmetric, they have been completed by combining them with each other. Then, according to the present invention completed based on such a new basic idea, a reduction in QOV caused by coma aberration, which is a kind of higher-order aberration, which has been extremely difficult to implement practically in the past. Thus, a novel contact lens capable of giving a good QOV can be provided with sufficient practicality from the viewpoint of manufacturing and wearing.
  • the reason why it is still effective to positively give spherical aberration to the eye optical system by the contact lens in order to cope with the decrease in QOV due to coma existing in the human eye is still effective.
  • the effect of improving the QOV exhibited by the contact lens according to the present invention is also apparent from the example data described later.
  • the spherical aberration in the contact lens according to the present invention is set to a size corresponding to the coma aberration in the user's naked eye (eye without wearing the contact lens), and the coma aberration is large. If the coma aberration is small, the spherical aberration is set to be small.
  • the spherical aberration having a magnitude corresponding to the coma of the user is evaluated by the user's eye optical system when the contact lens is worn.
  • the total amount of the spherical aberration of the naked eye and the spherical aberration given by the contact lens has a size substantially corresponding to the coma aberration of the user's naked eye.
  • the spherical aberration of the contact lens is set.
  • the specific correspondence between the coma and spherical aberration in the eye optical system when the contact lens is worn does not need to be optimal, and only the objective optical characteristics of the eye for the user.
  • the spherical aberration (RMS value) of the contact lens according to the present invention is set so as to satisfy the following expression. (User's naked eye coma aberration-User's naked eye spherical aberration-0.10 ⁇ m) ⁇ Contact lens spherical aberration ⁇ (User's naked eye coma aberration-User's naked eye spherical aberration + 0.10 ⁇ m)
  • the RMS value is a value (unit: ⁇ m) obtained by quantifying (displayed as a root mean square) wavefront aberration in the pupil region of the human eye optical system using a wavefront aberration analyzer (wavefront sensor).
  • a wavefront aberration analyzer wavefront sensor
  • the spherical aberration of the naked eye is 0.23
  • the optical characteristics of the human eye tend to change with aging. Therefore, for example, coma aberration existing in the naked eye of the user can be estimated according to the age of the user based on optical characteristics of eye tissues such as the cornea and the crystalline lens.
  • the spherical aberration (RMS value) set for the contact lens of the present invention is set based on the following formula using the patient age corresponding to the coma aberration as an index. Is also effective in obtaining a good QOV.
  • Contact lens spherical aberration A + B x User age -0.03 ⁇ A ( ⁇ m) ⁇ -0.33 0.003 ⁇ B ( ⁇ m) ⁇ 0.004
  • the setting of the spherical aberration of the contact lens based on the above formula may not be suitable.
  • a special aspherical intraocular lens in which the user is an intraocular lens inserter, and the intraocular lens has a correction optical characteristic of spherical aberration in the human eye, and the spherical aberration of the naked eye is zero it is effective to adopt the following formula instead of the above formula.
  • Contact lens spherical aberration A + B ⁇ user age ⁇ 0.10 ⁇ A ( ⁇ m) ⁇ 0.20 0.003 ⁇ B ( ⁇ m) ⁇ 0.004
  • the present inventor has studied and found that the same age as the contact lens user From the measurement data of the optical characteristics of the human eye in the population of the layer, the spherical aberration of the contact lens that can give a good QOV to the user can be obtained, or the suitability of the determined spherical aberration can be determined. I found it possible. That is, a spherical aberration having a magnitude obtained by subtracting the spherical aberration in the human eye (naked eye) of the user from the average value of the measurement data of the spherical aberration of the human eye in the population of the same age group as the user. It is effective to obtain a good QOV by using a contact lens set as a spherical aberration having a magnitude corresponding to the coma aberration present in the eyes of a person.
  • low-order aberrations may not be set in the contact lens according to the present invention.
  • Such a contact lens in which only spherical aberration, which is a high-order aberration, is set is a person who has only a QOV problem due to high-order aberration without having low-order aberration in the naked eye due to, for example, insertion of an intraocular lens.
  • the QOV can be improved.
  • low-order aberrations such as spherical lens power and cylindrical lens power may be set in addition to spherical aberration which is one of high-order aberrations in the optical unit.
  • contact lenses with low-order aberrations are also used for those who have QOV problems due to high-order aberrations as well as refractive errors such as myopia, hyperopia, presbyopia, and astigmatism. Further improvement of QOV can be effectively achieved with one contact lens simultaneously with correction of abnormality.
  • a mode in which the optical characteristics of the optical part are rotationally symmetric around the optical axis is suitably employed.
  • the optical characteristics that combine low-order aberrations in addition to high-order aberrations rotationally symmetric around the optical axis it is possible to further improve the practicality by making the manufacturing and wearing operations easier. I can do it.
  • the lens shape is rotationally symmetric about the geometric center axis set on the optical axis.
  • prism ballast is used.
  • Well-known circumferential positioning means such as slab-off and the like are employed.
  • the present invention also provides a method of manufacturing a contact lens including a design process of optical characteristics for setting spherical aberration corresponding to coma aberration of a user's eye and a manufacturing process for forming a contact lens having such optical characteristics. , Feature.
  • the QOV is improved by applying spherical aberration, which is a rotationally symmetric optical characteristic around the optical axis, to coma that has a great adverse effect on the QOV but is difficult to cancel. It is possible to realize a contact lens with a novel structure that is easy to handle and excellent in practical use.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a human eye wearing the contact lens shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a human eye wearing the contact lens shown in FIG. 1.
  • FIG. 7 is a simulation optical image showing how the contact lenses as the first to fifth embodiments of the present invention are applied to the human eye of the same user together with Comparative Example 1 in which spherical aberration is zero.
  • FIG. 10 is a simulated optical image showing the appearance of the contact lens as the sixth to eighth embodiments of the present invention when applied to the human eye of the same user together with Comparative Example 2 in which spherical aberration is zero.
  • FIG. 1 shows a contact lens 10 as an embodiment of the present invention.
  • the present invention can be applied to both soft contact lenses and hard contact lenses, the following embodiments will be described as soft contact lenses.
  • the contact lens 10 has a basic shape that is conventionally known as a soft contact lens. That is, the contact lens 10 has a spherical shell shape as a whole, and is worn over the cornea 14 of the human eye 12 as shown in FIG.
  • An optical unit 16 that provides optical characteristics is provided.
  • the optical unit 16 is a circular region in a front view with the geometric center axis and optical axis (optical center axis) of the contact lens 10 as the lens center axis 18, and the optical unit 16 is disposed on the outer periphery of the optical unit 16.
  • a peripheral portion 20 that surrounds and expands in an annular shape is provided.
  • the outer peripheral edge portion of the peripheral portion 20 is an edge portion 22 that connects the front and back surfaces of the contact lens 10.
  • the base curve (BC), lens diameter (DIA), and the like of the contact lens 10 are appropriately set in consideration of the curvature radius of the cornea and the pupil diameter of the user.
  • the optical unit 16 has a spherical lens power of an appropriate size for correcting the degree of myopia, hyperopia, astigmatism, etc. of the user in the same manner as conventionally known vision correction contact lenses.
  • the cylindrical lens power can be set in an appropriate manner according to the user, in the present invention, the setting of the optical characteristics of low-order aberrations such as the spherical lens power is arbitrary and not essential.
  • the material of the contact lens 10 is not limited in the present invention, and may be formed using a conventionally known soft contact lens material such as PHEMA, PVP, or silicone hydrogel.
  • spherical aberration which is one of higher order aberrations is positively given to the optical unit 16.
  • This spherical aberration is set corresponding to the value of coma aberration existing in the naked eye of the contact lens user.
  • the coma aberration is approximately the same as the spherical aberration.
  • the spherical aberration in the contact lens 10 is set.
  • the coma aberration in the user's eye optical system wearing the contact lens 10 is coma aberration in the naked eye optical system of the user not wearing the contact lens 10. be equivalent to.
  • each aberration is expressed as a value represented by the root mean square of the amount of deviation of the actual wavefront in the light ray direction with respect to the ideal wavefront orthogonal to the light ray.
  • the magnitude of the spherical aberration of the contact lens 10 can be set in accordance with the magnitude of the coma aberration existing in the user's naked eye, the coma aberration existing in the naked eye is specified separately in the cornea 14 and the crystalline lens 24. There is no need.
  • the magnitude of the coma aberration present in the naked eye is determined by using, for example, a known wavefront sensor such as a Hartman Shack type, and C 3 1 (lateral coma aberration) and C 3 ⁇ in the Zernike polynomial obtained by performing wavefront aberration analysis.
  • the coma aberration of the cornea 14 can be obtained from the shape and thickness of the cornea 14 obtained based on the measured values of the cornea topography obtained by, for example, a refractometer, and the coma aberration value of the whole naked eye. And the coma aberration value of the cornea 14 can also be used to determine the coma aberration of the crystalline lens 24.
  • the spherical aberration existing in the user's naked eye is mostly due to the respective optical characteristics of the cornea 14 and the crystalline lens 24 like the coma aberration, and can be measured using a known wavefront sensor or the like.
  • C 4 0 term in the Zernike polynomials obtained by subjecting the wavefront aberration analysis is a spherical aberration.
  • the value of the spherical aberration to be set in the contact lens 10 can be obtained based on the following equation.
  • coma and spherical aberration in the human eye both increase substantially linearly with age as shown in FIG.
  • the coma and spherical aberration in the human eye are close to each other, but do not match.
  • a preferable setting range of the spherical aberration in the contact lens 10 can be expressed by the following expression.
  • the change in spherical aberration with aging of the cornea is not considered, and only the change in spherical aberration with aging of the cornea is considered. Should be considered.
  • the coma of the entire eyeball is substantially the same as the coma of the cornea, It is considered that the coma of the eyeball hardly changes even when the lens is removed.
  • the change of the spherical aberration with the aging of the cornea 14 and the crystalline lens 24 shows an aspect as shown in FIG.
  • a preferable setting range of the spherical aberration in the contact lens 10 is changed to the above formula. It is expressed by the following formula.
  • the intraocular lens put into the user has spherical aberration
  • an intraocular lens is an aspherical intraocular lens having a correction optical characteristic that cancels the spherical aberration of the cornea, for example, and makes the spherical aberration in the human eye (naked eye) zero
  • a preferable setting range of the spherical aberration in the contact lens 10 is represented by the following equation instead of the above equation.
  • the spherical aberration value set in the contact lens 10 can be set for a healthy person belonging to the same age group as the user. It is also preferable to set a plurality of people within a specific range determined based on the optical characteristics of the human eye in the population.
  • the magnitude obtained by removing the spherical aberration in the human eye (naked eye) of the user from the average value of the spherical aberration measurement data of the human eye (naked eye optical system including the cornea and the lens) in the above population is set in the contact lens 10 as a spherical aberration having a magnitude corresponding to the coma aberration in the user's naked eye. It has been found by the present inventor that the spherical aberration of the contact lens 10 set in this way is substantially equal to the spherical aberration of the healthy human eye, which is the population.
  • spherical aberration determined in consideration of coma and spherical aberration existing in the naked eye of the contact lens user is set as an optical characteristic, so that the target contact lens 10 A design process for determining optical characteristics in the optical unit 16 is performed.
  • the specific shape of the contact lens (the shape of the lens front and rear surfaces that serve as the refractive surface) is, for example, It is possible to set using various known lens design software using a ray tracing method based on Snell's law.
  • low-order aberrations such as spherical lens power and cylindrical lens power to correct it are also considered. Is set.
  • the contact lens 10 having the desired optical characteristics is manufactured through a manufacturing process using a known molding method, spin casting method, race cutting method, or the like using the lens material as described above. Will be.
  • the contact lens 10 manufactured in this way is provided with the optical unit 16 having rotationally symmetric optical characteristics with the lens central axis 18 as the rotational central axis at least with respect to higher-order aberrations.
  • the contact lens 10 does not have asymmetric optical characteristics in the circumferential direction around the lens central axis 18 such as coma aberration, a general assumption is made that a uniform lens material is adopted.
  • the shapes of the lens front surface and the back surface also have a rotating body shape with the lens center axis 18 as the rotation center axis.
  • the optical characteristics and the lens surface shape are not rotationally symmetric around the lens central axis 18, but the design and manufacture of low-order aberrations Since it is an established technique and easy, manufacturing and handling are not significantly difficult by setting the cylindrical lens power.
  • the contact lens 10 having the structure according to the present invention can be easily designed and manufactured without particular consideration of circumferential positioning at any stage of manufacturing, handling, wearing, etc. It becomes possible.
  • FIG. 6 is a simulation result when a contact lens having a structure according to the present invention is applied to a 60-year-old user.
  • Such simulation is performed using optical design software ZEMAX (trade name, manufactured by Zemax Development Corp., USA) as an eyeball model of a 60-year-old general person (person with statistical average optical characteristics).
  • An ophthalmic optical system corresponding to an optical region corresponding to a pupil of 6 mm is constructed with a construction (with the amount of longitudinal coma in the C 3 ⁇ 1 term in the Zernike polynomial) of 0.24 ⁇ m and wearing a contact lens according to the present invention.
  • the optical characteristics of the system were evaluated with a simulated optical image of the Landolt ring. In this eyeball model, low-order aberrations such as myopia and astigmatism do not exist.
  • Comparative Example 1 in accordance with the conventional idea that it is desirable to make the spherical aberration zero, for example, by inserting a contact lens that cancels the spherical aberration of the naked eye and makes the spherical aberration zero with the naked eye, etc.
  • the model of spherical aberration corresponds to the case where a zero.
  • each of Examples 1 to 5 corresponds to a case where a contact lens having an optical characteristic in which spherical aberration is positively adjusted and set according to the present invention is worn.
  • Example 3 corresponds to the case where the spherical aberration of the contact lens is set in consideration of the coma and spherical aberration of the naked eye so that the spherical aberration having the same RMS value as the coma aberration is set in the eyeball model.
  • FIG. 7 is a simulation result when a contact lens having a structure according to the present invention is worn on an eyeball model of a 20-year-old general person.
  • the coma aberration (the amount of longitudinal coma in the C 3 ⁇ 1 term in the Zernike polynomial) is 0.14 ⁇ m as a 20-year-old general eyeball model using ZEMAX.
  • the contact lens according to the present invention worn the optical characteristics of the eye optical system corresponding to the optical region corresponding to the pupil 6 mm were obtained and the appearance was evaluated by obtaining a simulated optical image of the Landolt ring. It is a thing.
  • Comparative Example 2 corresponds to the case where the spherical aberration of the eye optical system is set to zero according to the conventional idea that it is desirable to set the spherical aberration to zero, as in Comparative Example 1.
  • each of Examples 6 to 8 corresponds to a case where a contact lens having an optical characteristic that is set by positively adjusting the spherical aberration of the eye optical system is worn according to the present invention.
  • Example 7 spherical aberration having an RMS value substantially the same as the coma aberration of the eye optical system is realized by the contact lens.

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Abstract

　見え方の質（ＱＯＶ）を向上させることが出来ると共に、製造や使用者への適合等が容易とされて実用性が高い、新規な構造のコンタクトレンズを提供すること。　コンタクトレンズ１０において、その光学部１６に対して、使用者の裸眼でのコマ収差に対応した大きさの球面収差を設定した。

Description

コンタクトレンズおよびその製造方法
　本発明は、人眼に装用されるコンタクトレンズに係り、特にＱＯＶ（見え方の質）を向上させることができる新規な構造のコンタクトレンズおよびその製造方法に関する。
　良く知られているように、人眼は、遺伝や環境、加齢、疾病等に因り調節能力等の光学特性に不具合の存することがある。このような場合には、屈折異常等の問題が発生して良好な見え方を得られ難くなる。その対処法の一つとして、従来から、コンタクトレンズや眼鏡等の矯正レンズが用いられている。
　ところが、従来のコンタクトレンズや眼鏡等の矯正レンズでは、使用者の眼の光学特性に応じて処方したものであっても、未だ「見づらい」とか「ものが薄く見える」等と評価されることがあった。このような見え方の不具合は、見え方の質（Quality of Vision ：ＱＯＶ）の問題であり、近年では、それが人眼の高次収差に起因する残余不正乱視に因るものであることが判ってきた。即ち、従来の矯正レンズは、その光学特性が球面レンズ度数と円柱レンズ度数及び円柱レンズ軸方向で特定されることから判るように、近視や遠視、老視、乱視に対しては有効な矯正効果を発揮するものの、残余不正乱視への対策とはならなかったのである。
　なお、このような残余不正乱視を解消するために、使用者の眼に存在する高次収差を測定し、かかる高次収差を相殺してゼロとするように逆符号値の高次収差を設定した矯正レンズを処方することも考えられる。しかしながら、人眼における高次収差は多様であることに加え、特に見え方の質（ＱＯＶ）への悪影響が大きいコマ収差は光軸回りで異なる光学特性を有するものであるが故に、矯正用の高次収差を設定した矯正レンズは、その設計だけでなく製造が極めて困難で現実的でないのである。
　また、かかる問題に対処するために、本出願人は、先に特願２０１０－０９３１９２号（特許文献１）において、単純な光学特性によって残余不正乱視への対処を実現可能とする新規構造のコンタクトレンズを提案した。本発明は、この先願である特許文献１に記載のコンタクトレンズとは更に別異の技術思想をもって、残余不正乱視への対処を実現して見え方の質（ＱＯＶ）の向上を達成する、新規な構造のコンタクトレンズおよびその製造方法を提供するものである。
特願２０１０－０９３１９２号
　本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであり、その解決課題とするところは、見え方の質（ＱＯＶ）を効果的に向上させることが出来ると共に、各使用者への適合が容易とされて実用性が高い、新規な構造のコンタクトレンズおよびその製造方法を提供することにある。
　本発明は、光学部に高次収差が設定されており、該高次収差が使用者の裸眼でのコマ収差に対応した大きさの球面収差とされているコンタクトレンズを、特徴とする。
　本発明のコンタクトレンズは、先ずコンタクトレンズ使用者（以下、使用者という）の眼にコマ収差が残存することを許容することを前提とするものであり、この点において、「人眼に存在するコマ収差を相殺してゼロとするように逆符号値のコマ収差を設定する」という考え方とは、全く相違する。そして、そのうえで、見え方の質に悪影響を及ぼすコマ収差への対処法として、人眼に存在するコマ収差に対応した大きさの球面収差を、コンタクトレンズを利用して人眼に積極的に与えることで、コマ収差に起因するＱＯＶの低下を軽減するものである。
　特に、球面収差をコンタクトレンズに設定することにより、ＱＯＶに悪影響が大きいコマ収差に効果的に対処できることは、発明の実施であるコンタクトレンズの製造や取扱い、装用等に際して大きな意義をもつ。即ち、使用者の裸眼におけるコマ収差だけに着目してコマ収差と逆符号の波面収差をコンタクトレンズに与えるためには、コンタクトレンズに対して回転非対称の複雑な光学特性とレンズ面形状を設定しなければならず、その設計と製造が極めて困難になるだけでなく、装用に際しても周方向に正確に位置決めすることが必要となって現実的でない。これに対して、本発明に従う構造とされたコンタクトレンズは、高次収差のなかでも光軸回りで回転対称の光学特性である球面収差をもって形成されることから、製造工程や装用時などにおいて高精度な周方向の位置設定が必要でなくなり、製造や取り扱いが容易となり、実用化も容易となるのである。
　要するに、本発明は、人眼におけるコマ収差に因る不十分なＱＯＶに関して、球面収差を利用して軽減できることを見出したことに加えて、コンタクトレンズにおける球面収差の設定がコンタクトレンズの高次収差特性を回転対称にして行われ得ることに着目し、それらを互いに組み合わせたことによって、完成されたものである。そして、このような新規な基本思想に基づいて完成された本発明に従えば、従来では実用的な対策が極めて困難であった高次収差の一種であるコマ収差に起因するＱＯＶの低下を軽減して、良好なＱＯＶを与えることの出来る新規なコンタクトレンズが、製造および装用の面からも充分な実用性をもって提供され得ることとなったのである。
　なお、本発明において、人眼に存在するコマ収差に因るＱＯＶの低下に対処するために、コンタクトレンズにより眼光学系に対して球面収差を積極的に与えることが有効である理由は、未だ充分に解明されていないし、それを完全に解明することが本発明の目的ではないが、球面収差を与えることにより、少なくとも主観的な焦点深度が深くなることによるものと考えられる。また、本発明に従うコンタクトレンズによって発揮されるＱＯＶの向上効果は、後述する実施例データからも明らかなところである。
　ところで、本発明に係るコンタクトレンズにおける球面収差は、使用者の裸眼（コンタクトレンズを装用していない状態での眼）におけるコマ収差に対応した大きさで設定されるものであり、コマ収差が大きければ大きな球面収差となるように設定されるし、コマ収差が小さければ小さな球面収差となるように設定される。ここにおいて、使用者のコマ収差に対応した大きさの球面収差は、コンタクトレンズ装用時における使用者の眼光学系で評価される。それ故、使用者の裸眼に存在する球面収差を考慮し、かかる裸眼の球面収差とコンタクトレンズで与えられる球面収差の合計量が、使用者の裸眼でのコマ収差に略相当する大きさとなるように、コンタクトレンズの球面収差が設定される。また、コンタクトレンズ装用状態での眼光学系におけるコマ収差と球面収差との具体的対応関係は、両者が一致することを最適とする必要はなく、使用者における眼の客観的な光学特性だけでなく、使用者毎の主観的な見え方の好み等も考慮して決定することができる。
　このような事情から、本発明に係るコンタクトレンズの球面収差（ＲＭＳ値）は、下式を満足するように設定することが望ましい。
　（使用者の裸眼のコマ収差－使用者の裸眼の球面収差－０．１０μｍ）≦コンタクトレンズの球面収差≦（使用者の裸眼のコマ収差－使用者の裸眼の球面収差＋０．１０μｍ）
　なお、ＲＭＳ値は、波面収差解析装置（波面センサー）によって人眼光学系の瞳孔領域における波面収差を数値化（二乗平均平方根で表示）した値（単位：μｍ）である。上式に従い、使用者の眼光学系においてコマ収差に対応した球面収差をコンタクトレンズで実現することにより、裸眼に存在する球面収差も考慮して、良好なＱＯＶを得ることが容易となる。
　具体的には、例えば裸眼の球面収差を０．２３とすると、コンタクトレンズの球面収差は下式のとおり設定することが望ましい。
　（使用者の裸眼のコマ収差－０．３３μｍ）≦コンタクトレンズの球面収差≦（使用者の裸眼のコマ収差－０．１３μｍ）
　また、人眼の光学特性は、加齢に伴って変化する傾向にある。そこで、例えば角膜や水晶体等の眼組織の光学特性により、使用者の裸眼に存在するコマ収差は、使用者の年齢に応じて推定することも可能である。かかる観点から、本発明者が検討を加えた結果、本発明のコンタクトレンズに設定される球面収差（ＲＭＳ値）は、コマ収差に対応する患者年齢を指標として、下式に基づいて設定することも、良好なＱＯＶを得るのに有効である。
　コンタクトレンズの球面収差　＝　Ａ　＋　Ｂ　×　使用者の年齢
　－０．０３≦Ａ（μｍ）≦－０．３３
　０．００３≦Ｂ（μｍ）≦０．００４
　ところで、使用者が自然眼でない場合、具体的には人工の眼内レンズを眼に挿入している場合等には、裸眼の光学特性の加齢に伴う変化が異なる。それ故、上式に基づくコンタクトレンズの球面収差の設定が適合しない場合がある。
　そこで、使用者が眼内レンズ挿入者であり、且つ、該眼内レンズが人眼における球面収差の補正光学特性を有しない、従来から一般に用いられている球面型眼内レンズの場合には、上式に代えて下式を採用することが有効である。
　コンタクトレンズの球面収差　＝　Ａ　＋　Ｂ　×　使用者の年齢
　－０．２５≦Ａ（μｍ）≦０．０５
　０．００３≦Ｂ（μｍ）≦０．００４
　或いはまた、使用者が眼内レンズ挿入者であり、且つ、該眼内レンズが人眼における球面収差の補正光学特性を有し、裸眼の球面収差をゼロとする特殊な非球面型眼内レンズの場合には、上式に代えて下式を採用することが有効である。
　コンタクトレンズの球面収差　＝　Ａ　＋　Ｂ　×　使用者の年齢
　－０．１０≦Ａ（μｍ）≦０．２０
　０．００３≦Ｂ（μｍ）≦０．００４
　さらに、人の自然眼の光学特性の一つであるコマ収差および球面収差が年齢に伴って変化することを考慮して、本発明者が検討を加えた結果、コンタクトレンズの使用者と同じ年齢層の母集団における人眼の光学特性の測定データから、当該使用者に対して良好なＱＯＶを与え得るコンタクトレンズの球面収差を求めたり、決定された球面収差の適否を判定したりすることも可能であることを見出した。即ち、使用者と同じ年齢層の母集団における人眼の球面収差の測定データの平均値から該使用者の人眼（裸眼）における球面収差の分を除いた大きさの球面収差が、かかる使用者の眼に存在するコマ収差に対応した大きさの球面収差として設定されたコンタクトレンズとすることが、良好なＱＯＶを得るのに有効である。
　また、本発明に係るコンタクトレンズには、低次収差が設定されていなくても良い。このように高次収差である球面収差だけが設定されたコンタクトレンズは、例えば眼内レンズの挿入等に因り、裸眼において低次収差を有せずに高次収差によるＱＯＶの問題だけを有する者などに用いられることにより、ＱＯＶの向上を図ることができる。
　一方、本発明に係るコンタクトレンズには、光学部において高次収差のひとつである球面収差に加えて、球面レンズ度数や円柱レンズ度数等の低次収差が設定されていても良い。このように低次収差も併せて設定されたコンタクトレンズは、近視や遠視、老視、乱視などの屈折異常と共に、高次収差によるＱＯＶの問題を有する者に用いられることにより、近視等の屈折異常の矯正と同時に更なるＱＯＶの向上を、一つのコンタクトレンズによって効果的に達成し得る。
　さらに、本発明に係るコンタクトレンズでは、光学部の光学特性が光軸回りで回転対称とされている態様が、好適に採用される。例えば、高次収差に加えて低次収差も併せた光学特性を光軸回りで回転対称とすることにより、その製造や装用時の作業を一層容易にして実用性の更なる向上を図ることが出来る。また、光学特性を光軸回りで回転対称とする場合には、レンズ形状も、光軸上に設定された幾何中心軸回りで回転対称とすることが望ましい。なお、円柱レンズ度数が設定されたり、周上の異なる位置に各焦点が設定されたバイフォーカルレンズやマルチフォーカルレンズの場合など、光学特性が光軸回りで回転非対称とされた態様では、プリズムバラストやスラブオフ等の公知の周方向位置決め手段が採用される。また、そのように低次収差が回転非対称の光学特性をもって設定された場合でも、球面収差自体は光軸回りで回転対称の光学特性をもって設定され得る。
　また、本発明は、使用者の眼のコマ収差に対応した球面収差を設定する光学特性の設計工程と、かかる光学特性を有するコンタクトレンズを形成する製作工程とを、含むコンタクトレンズの製造方法も、特徴とする。
　このような製造方法に従えば、患者に良好なＱＯＶを与えることの出来るコンタクトレンズを、市場に提供して実用化することが容易となる。
　本発明に従えば、ＱＯＶに悪影響が大きいものの相殺することが困難なコマ収差に対して、光軸回りで回転対称の光学特性である球面収差を適用してＱＯＶの改善を図ることで、製造や取り扱いが容易で実用化に優れた、新規な構造のコンタクトレンズが実現可能とされ得る。
本発明の一実施形態としてのコンタクトレンズを示す正面図。 図１に示されたコンタクトレンズを装用した人眼の縦断説明図。 人眼における眼球（裸眼）のコマ収差および球面収差の加齢変化を説明するためのグラフ。 人眼における角膜のコマ収差の加齢変化を説明するために眼球（裸眼）のコマ収差と併せて示すグラフ。 人眼における角膜の球面収差および水晶体の球面収差の加齢変化を説明するためのグラフ。 本発明の第１～５の実施例としてのコンタクトレンズについて、球面収差をゼロにした比較例１と共に、同一使用者の人眼への適用時の見え方を表すシミュレーション光学像。 本発明の第６～８の実施例としてのコンタクトレンズについて、球面収差をゼロにした比較例２と共に、同一使用者の人眼への適用時の見え方を表すシミュレーション光学像。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。先ず、図１には、本発明の一実施形態としてのコンタクトレンズ１０が示されている。なお、本発明は、ソフトコンタクトレンズとハードコンタクトレンズの何れにも適用可能であるが、以下の実施形態ではソフトコンタクトレンズとして説明する。
　かかるコンタクトレンズ１０は、ソフトコンタクトレンズとして従来周知の基本形状とされている。即ち、コンタクトレンズ１０は、全体として球殻形状とされており、図２に示されているように、人眼１２の角膜１４上に重ね合わされて装用されることにより使用者の眼光学系に光学特性を与える光学部１６を備えている。この光学部１６は、コンタクトレンズ１０の幾何中心軸および光軸（光学中心軸）をレンズ中心軸１８とした正面視で円形領域とされており、光学部１６の外周には、光学部１６を取り囲んで円環形状で広がる周辺部２０が設けられている。周辺部２０の外周縁部は、コンタクトレンズ１０の表裏両面をつなぐエッジ部２２とされている。
　そして、使用者の角膜の曲率半径や瞳孔径などを考慮して、コンタクトレンズ１０のベースカーブ（ＢＣ）やレンズ直径（ＤＩＡ）等が適切に設定されている。また、光学部１６には、従来周知の視力矯正用コンタクトレンズと同様に、使用者の近視や遠視、乱視等の程度に応じて、それを矯正するのに適切な大きさの球面レンズ度数や円柱レンズ度数が使用者に応じた適当な態様で設定され得るが、本発明において球面レンズ度数等の低次収差の光学特性の設定は任意であって必須でない。
　なお、コンタクトレンズ１０の材質は本発明において限定されるものでなく、従来から公知のＰＨＥＭＡやＰＶＰ、シリコーンハイドロゲル等のソフトコンタクトレンズ材料を用いて形成され得る。
　而して、本実施形態のコンタクトレンズ１０では、その光学部１６に対して、高次収差のひとつである球面収差が積極的に与えられている。この球面収差は、コンタクトレンズ使用者の裸眼に存在するコマ収差の値に対応して設定される。具体的には、コンタクトレンズ１０を装用した使用者の眼光学系（人眼とコンタクトレンズとを含む光学系）において、コマ収差の大きさが球面収差の大きさと略同じ程度となるように、コンタクトレンズ１０における球面収差が設定される。尤も、コンタクトレンズ１０にコマ収差は設定されていないことから、コンタクトレンズ１０を装用した使用者の眼光学系におけるコマ収差は、コンタクトレンズ１０を装用しない使用者の裸眼の眼光学系におけるコマ収差に等しい。
　なお、コマ収差および球面収差の値は、何れも、ＲＭＳ値（μｍ）によって表すことができる。要するに、光線に直交する理想波面に対して実波面が光線方向にずれている量を、かかる理想波面上において二乗平均平方根で表した値として、各収差を表したものである。
　また、使用者の裸眼に存在するコマ収差は、その殆どが角膜１４および水晶体２４の各光学特性によるものである。尤も、使用者の裸眼に存在するコマ収差の大きさに対応して、コンタクトレンズ１０の球面収差の大きさを設定できることから、裸眼に存在するコマ収差を角膜１４および水晶体２４において各別に特定する必要はない。因みに、裸眼に存在するコマ収差の大きさは、例えばハートマンシャック型等の公知の波面センサーを用い、波面収差解析を行って得られたゼルニケ多項式におけるＣ3 1（横コマ収差）とＣ3  -1項（縦コマ収差）の合成ベクトル量として表わされる。尤も、角膜１４のコマ収差は、例えばレフケラトメーター等で得られる角膜トポグラフィー等の測定値に基づいて求められる角膜１４の形状や厚さから求めることが出来、裸眼の全体でのコマ収差の値と角膜１４のコマ収差の値とを用いて、水晶体２４のコマ収差も求めることが可能である。
　一方、使用者の裸眼に存在する球面収差も、コマ収差と同様、その殆どが角膜１４および水晶体２４の各光学特性によるものであり、公知の波面センサー等を用いて測定することができる。具体的には、例えば波面センサーで測定された全体的な波面収差に対して、波面収差解析を施して得られたゼルニケ多項式におけるＣ4 0項が球面収差とされる。
　従って、コンタクトレンズ１０に設定されるべき球面収差の値は、下式に基づいて求めることが可能である。
　コンタクトレンズの球面収差≒使用者の裸眼のコマ収差－使用者の裸眼の球面収差
　ところで、上式において「コンタクトレンズの球面収差」は、右辺（使用者の裸眼における「コマ収差－球面収差」）の値と完全に一致させることが必ずしも最適ではない。蓋し、見え方（ＱＯＶ）は、主観的なもので個人差が大きいからであり、例えば対象物までの距離の相違によって鮮明度が大きく異なるのが好ましくないと感じる使用者と、特定距離の対象物だけを高度な鮮明度で観察したいと考える使用者とでは、最適として評価されるコンタクトレンズ１０の球面収差の値が相違する。
　また、人眼（裸眼）におけるコマ収差および球面収差は、それぞれ図３に示すように、加齢に伴って何れも略一次関数的に増大する。図３から把握できるように、人眼におけるコマ収差と球面収差は互いに近しい量であるものの一致していない。このような事実を考慮すると、コンタクトレンズ１０における球面収差の好適な設定範囲は、下式によって表すことが出来る。
　コンタクトレンズの球面収差　＝　Ａ　＋　Ｂ　×　使用者の年齢
　－０．０３≦Ａ（μｍ）≦－０．３３
　０．００３≦Ｂ（μｍ）≦０．００４
　一方、使用者が自然眼でなく、無水晶体の眼内レンズを入れている場合には、水晶体の加齢に伴う球面収差の変化を考慮せず、角膜の加齢に伴う球面収差の変化だけを考慮するべきである。なお、コマ収差に関して、眼内レンズを入れる一般的な年齢層である高齢層では、図４に示すように、眼球全体（裸眼）のコマ収差が角膜のコマ収差と略同じになっており、水晶体の摘出によっても眼球のコマ収差は殆ど変化しないと考えられる。ところが、角膜１４および水晶体２４の加齢に伴う球面収差の変化は、図５に示す如き態様を示す。かかる事実を考慮すると、球面収差の補正光学特性を有しない球面型眼内レンズを入れたコンタクトレンズ使用者の場合には、コンタクトレンズ１０における球面収差の好適な設定範囲が、上式に代えて下式で表される。
　コンタクトレンズの球面収差　＝　Ａ　＋　Ｂ　×　使用者の年齢
　－０．２５≦Ａ（μｍ）≦０．０５
　０．００３≦Ｂ（μｍ）≦０．００４
　また一方、使用者に入れられた眼内レンズが球面収差を持つ場合には、その球面収差を考慮する必要がある。具体的には、かかる眼内レンズが、例えば角膜の球面収差を相殺して人眼（裸眼）での球面収差をゼロとする補正光学特性を有する非球面型眼内レンズである場合には、コンタクトレンズ１０における球面収差の好適な設定範囲が、上式に代えて下式で表される。
　コンタクトレンズの球面収差　＝　Ａ　＋　Ｂ　×　使用者の年齢
　－０．１０≦Ａ（μｍ）≦０．２０
　０．００３≦Ｂ（μｍ）≦０．００４
　また、人眼１２の光学特性が加齢に伴って変化することを考慮した別のアプローチによれば、コンタクトレンズ１０に設定する球面収差の値を、使用者と同じ年齢層に属する健常者の複数人を母集団とし、かかる母集団における人眼の光学特性に基づいて決定される特定範囲内に設定することも、好適である。
　具体的には、上記母集団における人眼（角膜及び水晶体を含む裸眼の眼光学系）の球面収差の測定データの平均値から使用者の人眼（裸眼）における球面収差の分を除いた大きさの球面収差を、かかる使用者の裸眼におけるコマ収差に対応した大きさの球面収差としてコンタクトレンズ１０に設定することとなる。なお、このようにして設定されたコンタクトレンズ１０の球面収差は、上記母集団である健常者の人眼が有する球面収差と略等しいことが、本発明者によって見出されている。
　上述の如き好適な設定範囲内において、コンタクトレンズ使用者の裸眼に存在するコマ収差および球面収差を考慮して決定された球面収差を、光学特性として設定することにより、目的とするコンタクトレンズ１０の光学部１６における光学特性を決定する設計工程が行われる。なお、光学レンズの設計に携わる当業者において周知のとおり、このように光学特性の設定値が決定されれば、具体的なコンタクトレンズの形状（屈折面となるレンズ前後面の形状）は、例えばスネル法則に基づく光線追跡法を利用した公知の各種のレンズ設計ソフトを用いて設定することが可能である。また、前述のように、コンタクトレンズ使用者の眼光学系に近視や乱視等が存在する場合には、それを矯正する球面レンズ度数や円柱レンズ度数等の低次収差も、併せて考慮して設定される。
　その後、決定された設計情報に基づいて、前述の如きレンズ材料を用い、公知のモールド法やスピンキャスト法、レースカッティング法等による製造工程を経て、目的とする光学特性を有するコンタクトレンズ１０が製造されることとなる。
　そして、このようにして製造されたコンタクトレンズ１０は、少なくとも高次収差に関して、レンズ中心軸１８を回転中心軸として回転対称の光学特性を光学部１６に備えている。また、コンタクトレンズ１０には、コマ収差等のレンズ中心軸１８回りの周方向で非対称な光学特性が設定されていないことから、一様なレンズ材質が採用されること等を前提とした一般的な場合には、少なくとも高次収差に関して、レンズ表面及び裏面の各形状も、レンズ中心軸１８を回転中心軸とした回転体形状とされる。なお、低次収差を併せて設定する場合には、例えば円柱レンズ度数を設定することで光学特性やレンズ面形状がレンズ中心軸１８回りで回転対称とならないが、低次収差の設計や製造は確立された技術であって容易であるから、円柱レンズ度数の設定等によって製造や取扱いが著しく困難になることはない。
　それ故、本発明に従う構造とされたコンタクトレンズ１０は、その製造や取扱い、装用等の何れの段階においても、周方向の位置決めを特に考慮することなく、容易に設計および製造を行い、装用することが可能となるのである。
　因みに、上述の如き本実施形態におけるコンタクトレンズ１０によって良好なＱＯＶが与えられることを確認するために行ったシミュレーション結果の幾つかを、本発明の実施例として以下に示す。
　先ず、図６は、６０歳の使用者に対して本発明に従う構造とされたコンタクトレンズを適用させた場合のシミュレーション結果である。かかるシミュレーションは、光学設計ソフトのＺＥＭＡＸ（商品名、米国　Zemax Development Corp. 製）を用いて、６０歳の一般人（統計上の平均的な光学特性を有する者）の眼球モデルとして、裸眼のコマ収差（ゼルニケ多項式におけるＣ3  -1項の縦コマ収差量）が０．２４μｍのものを構築し、それに本発明に従うコンタクトレンズを装用せしめた状態で、瞳孔６ｍｍに該当する光学領域に相当する眼光学系の光学特性を、ランドルト環のシミュレーション光学像で評価したものである。なお、かかる眼球モデルでは、近視や乱視等の低次収差は存在しないものとした。
　そして、これら実施例１～５及び比較例１の各モデルについて、球面レンズ度数による焦点位置が最良となる点（０．００Ｄ）を基準とし、そこから０．５０Ｄおよび１．００Ｄに相当する距離だけ近方へ焦点位置をずらしたときの各位置におけるシミュレーション光学像を求め、それらによって見え方（ＱＯＶ）を評価することとした。
　また、比較例１は、球面収差をゼロにすることが望ましいとの従来の考え方に従い、例えば裸眼の球面収差を相殺して裸眼での球面収差をゼロとするコンタクトレンズを入れること等により、眼球モデルの球面収差（ゼルニケ多項式におけるＣ4 0項の球面収差量）をゼロとした場合に相当する。一方、実施例１～５は、何れも、本発明に従って、球面収差を積極的に調節して設定する光学特性のコンタクトレンズを装用した場合に相当する。特に、実施例３は、眼球モデルにおいてコマ収差と同じＲＭＳ値の球面収差が設定されるように、裸眼のコマ収差および球面収差を考慮してコンタクトレンズの球面収差を設定した場合に相当する。
　図６に示されたシミュレーション光学像の結果から、球面収差を積極的に調節して設定した場合の方が、球面収差を相殺してゼロに設定する場合に比して、焦点位置の変化に伴う見え方（像の質）の変化が抑えられることが明らかである。即ち、比較例１では、最適焦点位置（０．００Ｄ）では像の鮮明度が高いが、それを外れると急激に見え方が低下し、１．００Ｄ変化した位置では殆ど見えなくなり、特定の距離のものしか見ることが出来ず、見え方の質の確保が難しいことを理解できる。また、球面収差を最適設定した実施例３だけでなく、特に実施例２，４のものは、１．００Ｄ変化した位置でも比較例１に比して像の質が明らかに良好に確保されている。
　また、図７は、２０歳の一般人の眼球モデルに対して、本発明に従う構造とされたコンタクトレンズを装用させた場合のシミュレーション結果である。かかるシミュレーションは、上記実施例１～５と同様に、ＺＥＭＡＸを用いて、２０歳の一般人の眼球モデルとして、コマ収差（ゼルニケ多項式におけるＣ3  -1項の縦コマ収差量）が０．１４μｍのものを構築し、それに本発明に従うコンタクトレンズを装用せしめた状態で、瞳孔６ｍｍに該当する光学領域に相当する眼光学系の光学特性を、ランドルト環のシミュレーション光学像を取得して見え方を評価したものである。
　すなわち、比較例２は、比較例１と同様に、球面収差をゼロにすることが望ましいとの従来の考え方に従い、眼光学系の球面収差をゼロとした場合に相当する。一方、実施例６～８は、何れも、本発明に従って、眼光学系の球面収差を積極的に調節して設定する光学特性のコンタクトレンズを装用した場合に相当する。特に、実施例７は、眼光学系のコマ収差と略同じＲＭＳ値の球面収差をコンタクトレンズで実現したものである。
　図７に示されたシミュレーション光学像の結果から、実施例６～８に示されているように、裸眼に存在するコマ収差に対応して球面収差を積極的に調節して設定した場合の方が、球面収差を相殺してゼロに設定する場合に比して、焦点位置の変化に伴う見え方（像の質）の変化が抑えられ得、全体としての見え方の質の確保に有利であることを理解できる。
１０：コンタクトレンズ、１２：人眼、１６：光学部

Claims (9)

  1. 　光学部に高次収差が設定されており、該高次収差が使用者の裸眼でのコマ収差に対応した大きさの球面収差であることを特徴とするコンタクトレンズ。
  2. 　前記球面収差が、下式を何れも満足するＲＭＳ値をもって設定された請求項１記載のコンタクトレンズ。
    　コンタクトレンズの球面収差　≧　使用者の裸眼のコマ収差－使用者の裸眼の球面収差－０．１０μｍ
    　コンタクトレンズの球面収差　≦　使用者の裸眼のコマ収差－使用者の裸眼の球面収差＋０．１０μｍ
  3. 　前記球面収差が、Ａ，Ｂを何れも定数とする下式を満足するＲＭＳ値をもって設定された請求項１又は２に記載のコンタクトレンズ。
    　コンタクトレンズの球面収差　＝　Ａ　＋　Ｂ　×　使用者の年齢
    　－０．０３≦Ａ（μｍ）≦－０．３３
    　０．００３≦Ｂ（μｍ）≦０．００４
  4. 　前記使用者が眼内レンズ挿入者であり、且つ、該眼内レンズが人眼における球面収差の補正光学特性を有しない球面型眼内レンズであって、前記球面収差が、Ａ，Ｂを何れも定数とする下式を満足するＲＭＳ値をもって設定された請求項１又は２に記載のコンタクトレンズ。
    　コンタクトレンズの球面収差　＝　Ａ　＋　Ｂ　×　使用者の年齢
    　－０．２５≦Ａ（μｍ）≦０．０５
    　０．００３≦Ｂ（μｍ）≦０．００４
  5. 　前記使用者が眼内レンズ挿入者であり、且つ、該眼内レンズが人眼における球面収差の補正光学特性を有する非球面型眼内レンズであって、前記球面収差が、Ａ，Ｂを何れも定数とする下式を満足するＲＭＳ値をもって設定された請求項１又は２に記載のコンタクトレンズ。
    　コンタクトレンズの球面収差　＝　Ａ　＋　Ｂ　×　使用者の年齢
    　－０．１０≦Ａ（μｍ）≦０．２０
    　０．００３≦Ｂ（μｍ）≦０．００４
  6. 　前記使用者と同じ年齢層の母集団における人眼の球面収差の測定データの平均値と該使用者の人眼の球面収差との差が、該使用者の裸眼における前記コマ収差に対応した大きさの前記球面収差として設定された請求項１～５の何れか１項に記載のコンタクトレンズ。
  7. 　前記光学部において前記高次収差に併せて低次収差が設定されており、該低次収差が使用者の裸眼での視力を矯正する球面レンズ度数と円柱レンズ度数の少なくとも一方である請求項１～６の何れか１項に記載のコンタクトレンズ。
  8. 　前記光学部の光学特性が、光軸回りで回転対称とされている請求項１～７の何れか１項に記載のコンタクトレンズ。
  9. 　使用者の眼のコマ収差に対応した球面収差を設定する光学特性の設計工程と、かかる光学特性を有するコンタクトレンズを形成する製作工程とを、含むことを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
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