【手続補正書】
【提出日】平成17年4月22日(2005.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カスタマイズされた眼科用レンズの設計方法において：
（１）眼の波面収差及び角膜トポグラフィを含む個人の眼の特徴的データセットを用意する段階；
（２）個人の眼の波面収差を再現する計算モデル眼が、個人の眼の角膜トポグラフィを有するレンズ支持面及び光受容体を表わす画素格子を含むモデル中心窩をもつモデル網膜を含んで成り、該モデル中心窩とレンズ支持面中心の間の距離が人間の眼の視軸長に等しい、計算モデル眼を創出する段階；
（３）前面及び反対側の後面を有し、眼の波面収差を補償する能力をもつ光学モデルレンズを設計する段階；
（４）計算モデル眼で前記光学モデルレンズの視覚的性能を評価する段階；
（５）前記光学モデルレンズの視覚的性能情報を得る段階；
（６）前記光学モデルレンズの視覚的性能が最適でない場合、眼の収差の矯正を改善するように前記視覚的性能情報に基づいて前記光学モデルレンズの設計を修正する段階；
（７）前記光学モデルレンズの視覚的性能が最適になるまで、必要とあれば段階（４）〜（６）を反復する段階；そして
（８）前記カスタマイズされた眼科用レンズを作製するため、最適化された光学モデルレンズを機械的パラメータセットに変換する段階、
を含んで成る方法。
【請求項２】
カスタマイズされた眼科用レンズがコンタクトレンズである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
計算モデル眼が：
（１）第１の光学面及び反対側の第２の光学面をもつ光学屈折性素子及びモデル網膜を含み、第１の光学面がレンズ支持面である、縮小された計算モデル眼；又は
（２）前面と反対側の後面をもつモデル角膜、モデル水晶体及びモデル網膜を含む解剖学的計算モデル眼であって、モデル角膜の前面がレンズ支持面であり、モデル角膜、モデル水晶体及びモデル網膜が人間の眼の中のその対応する光学素子の配置と同一であるように配置されている計算モデル眼、
である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
カスタマイズされた眼科用レンズが眼内レンズである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
計算モデル眼が、前面及び反対側の後面をもつモデル角膜、モデル水晶体及びモデル網膜を含んで成る解剖学的計算モデル眼であり、モデル角膜の前面がレンズ支持面であり、モデル角膜、モデル水晶体及びモデル網膜が、人間の眼の中のその対応する光学素子の配置と同一になるように配置されている、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
計算モデル眼がさらに、縮小された計算モデル眼内のモデル網膜と光学屈折性素子の間又は解剖学的モデル眼内のモデル角膜とモデル水晶体の間にあるモデル瞳孔を含んで成り、該モデル瞳孔のサイズが、約２．０mm〜８．０mmであり、個人の年令及び／又は照明光の強度に従って調整可能である、請求項３又は５に記載の方法。
【請求項７】
中心窩のサイズが約２mmである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
画素格子が、約２．５ミクロンの直径をもつ六角形の画素格子である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記光学モデルレンズの後面が個人の眼の角膜トポグラフィに対応している、請求項３又は５〜８に記載の方法。
【請求項１０】
前記光学モデルレンズの後面が、母集団研究から導出された平均的角膜トポグラフィに対応している、請求項３又は５〜８に記載の方法。
【請求項１１】
光学モデルレンズの前面及び後面の各々が、数学的記述により数量化される、請求項３又は５〜１０に記載の方法。
【請求項１２】
数学的記述が、円錐関数、二次関数、任意の次数の多項式、ゼルニケ多項式、指数関数、三角関数、双曲線関数、有理関数、フーリエ級数及びウェーブレットから成るグループの中から選択された単数又は複数の数学的関数を含んで成る、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
数学的記述がゼルニケ多項式を含んで成る、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
数学的記述がスプラインベースの数学的関数をさらに含んで成る、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
視覚的性能情報が、波面収差、点像分布関数（ＰＳＦ）、線広がり関数（ＬＳＦ）、変調伝達関数（ＭＴＦ）、位相伝達関数、コントラスト閾値関数、コントラスト感度関数（ＣＦＳ）、ビットマップ画像分析、ゴースト分析、焦点距離分析、及び光学パワー分析から成るグループの中から選択された単数又は複数の要素を含んで成る、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記光学モデルレンズの光学式設計が、段階５で得た視覚的性能情報に基づいて光学式設計最適化ループ内の重みづけされたオペランドとして個人の眼の波面収差を表わす一組の収差係数セットを使用することによって最適化される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記光学モデルレンズの光学式設計が、段階５で得た視覚的性能情報に基づいて人工頭脳（ＡＩ）プログラム又はニューラルネットワークを用いることによって最適化される、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
最適化された光学モデルレンズを、前記カスタマイズされた眼科用レンズを作製するための一組の機械的パラメータセットへ変換する段階が、光学式ＣＡＤ又は機械式ＣＡＤのいずれかの受理システムが、意図された設計のＮＵＲＢ又はＢｅｉｚｉｅｒ表面を構築できるようにする翻訳フォーマットを用いて、最適化された光学モデルレンズの設計を光学式ＣＡＤシステム及び機械式ＣＡＤシステムの間で双方向翻訳することによって実施される、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法に従ってカスタマイズされた眼科用レンズを設計する段階を含む、カスタマイズされた眼科用レンズ生産方法において：
（９）レンズを製作するための機械的パラメータセットを、コンピュータ制御可能な製造用装置を制御する制御信号へと変換する段階；及び
（１０）コンピュータ制御可能な製造用装置を用いてレンズを生産する段階、
をさらに含んで成る、カスタマイズされた眼科用レンズ生産方法。
【請求項２０】
コンピュータ制御可能な製造用装置がコンピュータ制御可能な施盤である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
カスタマイズされた眼科用レンズ又は高次収差で矯正する能力をもつ眼科用レンズを設計するためのシステムにおいて：
（ａ）個人の眼の収差を再現する計算モデル眼を創出するためのモデル眼設計モジュールであって、該計算モデル眼が、個人の眼の角膜トポグラフィを有するレンズ支持面及び光受容体を表わす画素格子を含むモデル中心窩及び人間の網膜の曲率をもつモデル網膜を含んで成り、モデル中心窩とレンズ支持面中心の間の距離が人間の眼の視軸長に等しいモデル眼設計モジュール；
（ｂ）個人の眼の波面収差を補償するため及び個人の眼の角膜トポグラフィ又は母集団研究から導出された平均された角膜トポグラフィに対応するように光学モデルレンズを設計するための光学式設計モジュール；
（ｃ）（１）計算モデル眼で光学モデルレンズの視覚的性能情報を決定する段階、（２）前記光学モデルレンズの視覚的性能が最適でない場合に眼の収差矯正を改善するように前記視覚的性能情報に基づいて光学モデルレンズの設計を修正する段階、及び必要とあれば光学モデルレンズの修正された設計の視覚的性能が最適化されるまで段階（１）及び（２）を反復する段階、を含んで成る反復的最適化プロセスを実施するためのレンズ設計用最適化モジュール；及び
（ｄ）最適化された光学モデルレンズに基づいて、前記カスタマイズされた眼科用レンズ又は高次収差を矯正する能力をもつ前記眼科用レンズを作製するためのパラメータを収納するＣＡＤ出力ファイルを生成するための機械式設計モジュール、
を含んで成るコンピュータシステムを内含するシステム。
【請求項２２】
個人の眼の波面収差及び角膜トポグラフィを決定できるセンサーシステムをさらに含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
計算モデル眼が：
（１）第１の光学面及び反対側の第２の光学面をもつ光学屈折性素子及びモデル網膜を含み、第１の光学面がレンズ支持面である、縮小された計算モデル眼；又は
（２）前面と反対側の後面をもつモデル角膜、モデル水晶体及びモデル網膜を含む解剖学的計算モデル眼であって、モデル角膜の前面がレンズ支持面であり、モデル角膜、モデル水晶体及びモデル網膜が人間の眼の中のその対応する光学素子の配置と同一になるように配置されている計算モデル眼、
である請求項２１又は２２に記載のシステム。
【請求項２４】
計算モデル眼がさらに、縮小された計算モデル眼内のモデル網膜と光学屈折性素子の間又は解剖学的モデル眼内のモデル角膜とモデル水晶体の間にあるモデル瞳孔を含んで成り、該モデル瞳孔のサイズが、約２．０mm〜８．０mmであり、個人の年令及び／又は照明光の強度に従って調整可能である、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
中心窩のサイズが約２mmであり、画素格子が、約２．５ミクロンの直径をもつ六角形の画素格子である、請求項２１〜２４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２６】
光学モデルレンズの前面及び後面の各々が、数学的記述により数量化される、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２７】
数学的記述が、円錐関数、二次関数、任意の次数の多項式、ゼルニケ多項式、指数関数、三角関数、双曲線関数、有理関数、フーリエ級数及びウェーブレットから成るグループの中から選択された単数又は複数の数学的関数を含んで成る、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
数学的記述がゼルニケ多項式を含んで成る、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
数学的記述がスプラインベースの数学的関数をさらに含んで成る、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
視覚的性能情報が、波面収差、点像分布関数（ＰＳＦ）、線広がり関数（ＬＳＦ）、変調伝達関数（ＭＴＦ）、位相伝達関数、コントラスト閾値関数、コントラスト感度関数（ＣＦＳ）、ビットマップ画像分析、ゴースト分析、焦点距離分析、及び光学パワー分析から成るグループの中から選択された単数又は複数の要素を含んで成る、請求項２１〜２９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記光学モデルレンズの光学式設計が、レンズ設計最適化モジュールにより得た視覚的性能情報に基づいて光学式設計最適化ループ内の重みづけされたオペランドとして眼の波面収差を表わす一組の収差係数セットを使用することによって最適化される、請求項２１〜３０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記光学モデルレンズの光学式設計が、レンズ設計最適化モジュールにより得た視覚的性能情報に基づいて人工頭脳（ＡＩ）プログラム又はニューラルネットワークを用いることによって最適化される、請求項２１〜３１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３３】
機械式設計モジュールが、光学式ＣＡＤ又は機械式ＣＡＤのいずれかの受理システムが意図された設計のＮＵＲＢ又はＢｅｉｚｉｅｒ表面を構築できるようにする翻訳フォーマットを用いて、最適化された光学モデルレンズの設計を光学式ＣＡＤシステム及び機械式ＣＡＤシステムの間で双方向翻訳するための手段を含んで成る、請求項２１〜３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
請求項２１〜３３のいずれか１項に記載のカスタマイズされた眼科用レンズを設計するためのシステム及びコンピュータ制御可能な製造用装置を含んで成る、カスタマイズされた眼科用レンズを生産するためのシステムにおいて：
（ｅ）前記カスタマイズされた眼科用レンズを生産するようにコンピュータ制御可能な製造用装置を制御する制御信号へと前記ＣＡＤ出力ファイルを変換するための信号モジュール；及び
（ｆ）前記カスタマイズされた眼科用レンズを生産するようにコンピュータ制御可能な製造用装置を制御するための製造制御モジュール、
をさらに含んで成るシステム。
【請求項３５】
コンピュータ制御可能な製造用装置がコンピュータ制御可能な旋盤である、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
計算モデル眼を創出するための方法において：
（１）個人の眼の波面収差及び角膜トポグラフィデータを含む個人の眼の特徴的データセットを用意する段階；
（２）第１の表面及び反対の第２の表面をもつ第１の光学的屈折性素子の第１の表面を表わす数学的記述へと角膜トポグラフィデータを変換する段階；
（３）単独で又は第３の表面及び反対側の第４の表面及び１つの屈折率分布をもつ第２の屈折性光学素子と組合せた形で第１の屈折性光学素子が眼の波面収差を再現するように、第１の屈折性光学素子の第２の表面を設計し最適化する段階；
（４）人間の網膜の曲率をもち光受容体を表わす画素格子を有するモデル中心窩を含むモデル網膜を設計する段階；
（５）中心窩と第１の屈折性光学素子の第１の表面の中心の間の距離が人間の眼の視軸長に等しくなるように、光学軸に沿って第１の屈折性光学素子とモデル網膜を配置する段階、
を含んで成る方法。
【請求項３７】
中心窩のサイズが約２mmであり、画素格子が、約２．５ミクロンの直径をもつ六角形の画素格子である、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
第１の屈折性光学素子の第１の表面及び第２の表面の各々が、数学的記述により数量化される、請求項３６又は３７に記載の方法。
【請求項３９】
数学的記述が、円錐関数、二次関数、任意の次数の多項式、ゼルニケ多項式、指数関数、三角関数、双曲線関数、有理関数、フーリエ級数及びウェーブレットから成るグループの中から選択された単数又は複数の数学的関数を含んで成る、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
数学的記述がゼルニケ多項式を含んで成る、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
数学的記述がスプラインベースの数学的関数をさらに含んで成る、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
計算モデル眼がさらに第１の屈折性光学素子とモデル網膜の間にあるモデル瞳孔を含んで成り、該モデル瞳孔のサイズが約２．０mm〜８．０mmであり、個人の年令及び／又は照明光の強度に従って調整可能である、請求項３６〜４１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４３】
計算モデル眼が、第２の屈折性光学素子としてのモデル水晶体及び第１の屈折性光学素子としてのモデル角膜を含んで成り、モデル水晶体は、それが人間の眼の屈折力に等しい屈折力を有するように人間の眼の水晶体に基づいて構築されており、モデル角膜、モデル水晶体及びモデル網膜が、人間の眼の中のその対応する要素の配置と同一になるように配置されている、請求項３６〜４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
カスタマイズされたコンタクトレンズを製造する方法において：
（１）収差及び角膜トポグラフィを含む特徴データセットを得るため母集団からの各個人の眼を分析する段階；
（２）収差及び角膜トポグラフィの母集団統計をコンパイルする段階；
（３）母集団の複数の公称セグメントの１つを統計的に表わす平均した収差を各々が生成する複数の計算モデル眼を創出する段階であって、複数の計算モデル眼の各々が、その母集団の複数の公称セグメントのうちの１つについての平均された角膜トポグラフィを有するレンズ支持面及び光受容体を表わす画素格子を含むモデル中心窩を有するモデル網膜を含んで成り、モデル中心窩とレンズ支持面の中心の間の距離が人間の眼の視軸長に等しい段階；
（４）各々が母集団の複数の公称セグメントのうちの１つの公称セグメントの眼の平均された角膜トポグラフィに対応し、母集団の複数の公称セグメントのうちの１つの公称セグメントの眼の平均された収差を矯正する、複数の光学モデルレンズを設計する段階；
（５）複数の計算モデル眼のうちの１つを用いて複数の光学モデルレンズの光学式設計を最適化する段階；
（６）複数の最適化された光学モデルレンズを、各々が１つのコンタクトレンズを作るための複数の機械的パラメータセットへと変換する段階；
（７）各コンタクトレンズのために１つの在庫管理識別番号（ＳＫＵ）を創出する段階；及び
（８）特定の在庫管理識別番号（ＳＫＵ）をもつ前記眼科用レンズを製造する段階、
を含んで成る方法。
【請求項４５】
複数の計算モデル眼の各々が、第１の光学面及び反対の第２の光学面をもつ光学屈折性素子及びモデル網膜を含んで成る縮小された計算モデル眼であり、第１の光学面がレンズ支持面である、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
複数の計算モデル眼の各々が、前面及び反対側の後面をもつモデル角膜、モデル水晶体及びモデル網膜を含んで成る解剖学的計算モデル眼であり、モデル角膜の前面がレンズ支持面であり、モデル角膜、モデル水晶体及びモデル網膜が、人間の眼の中のその対応する光学素子の配置と同一になるように配置されている、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
複数の計算モデル眼の各々がさらに、モデル網膜と光学屈折性素子の間にあるモデル瞳孔を含んで成り、該モデル瞳孔のサイズが、約２．０mm〜８．０mmであり、個人の年令及び／又は照明光の強度に従って調整可能である、請求項４４〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
中心窩のサイズが約２mmであり、画素格子が、約２．５ミクロンの直径をもつ六角形の画素格子である、請求項４４〜４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
複数の光学モデルレンズの各々の前面及び後面の両方が、数学的記述により数量化される、請求項４６〜４８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
数学的記述が、円錐関数、二次関数、任意の次数の多項式、ゼルニケ多項式、指数関数、三角関数、双曲線関数、有理関数、フーリエ級数及びウェーブレットから成るグループの中から選択された単数又は複数の数学的関数を含んで成る、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
数学的記述がゼルニケ多項式を含んで成る、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
数学的記述がスプラインベースの数学的関数をさらに含んで成る、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
複数の光学モデルレンズの各々の光学式設計は、複数の計算モデル眼のうちの１つを用いてその視覚的性能の評価から導出されたその視覚的性能情報に基づいて最適化され、視覚的性能情報が、波面収差、点像分布関数（ＰＳＦ）、線広がり関数（ＬＳＦ）、変調伝達関数（ＭＴＦ）、位相伝達関数、コントラスト閾値関数、コントラスト感度関数（ＣＦＳ）、ビットマップ画像分析、ゴースト分析、焦点距離分析、及び光学パワー分析から成るグループの中から選択された単数又は複数の要素を含んで成る、請求項４４〜５２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５４】
複数の光学モデルレンズの各々の光学式設計が、光学式設計最適化ループ内の重みづけされたオペランドとして、母集団の複数の公称セグメントのうちの１つの公称セグメントの眼の平均化された収差を表わす一組の収差係数セットを使用することによって最適化される、請求項４４〜５３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５５】
複数の光学モデルレンズ各々の光学式設計は人工頭脳（ＡＩ）プログラム又はニューラルネットワークを用いることによって最適化される、請求項４４〜５３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５６】
複数の最適化された光学モデルレンズを、各々、コンタクトレンズを作製するための複数の機械的パラメータセットへと変換する段階は、光学式ＣＡＤ又は機械式ＣＡＤのいずれかの受理システムが、意図された設計のＮＵＲＢ又はＢｅｉｚｉｅｒ表面を構築できるようにする翻訳フォーマットを用いて、最適化された光学モデルレンズの設計を光学式ＣＡＤシステム及び機械式ＣＡＤシステムの間で双方向翻訳することによって実施される、請求項４４〜５５に記載の方法。
【請求項５７】
眼科用レンズの光学計測を特徴づけするためのシステムにおいて；
（ａ）単色点光源；
（ｂ）前記単色点光源の前の回折制限されたモデル眼であって、後面及び１母集団の平均された角膜トポグラフィをもつ反対側の前面を有するモデル眼；
（ｃ）モデル眼の前面上で涙液膜をシミュレートするための潤滑システム；
（ｄ）人間の中心窩をシミュレートし前記光源と前記モデル眼の間にあるアパーチャであって、前記シミュレートされた中心窩が光路に沿って手動式手段又は精密動作制御システムを介して焦点ずれがゼロの位置まで移動する能力を有している、アパーチャ；及び
（ｅ）前記モデル眼の前の波面センサー、
を含んで成るシステム。
【請求項５８】
光源がレーザーである、請求項５７に記載のシステム。
【請求項５９】
眼の瞳孔又は虹彩をシミュレートするための付加的なアパーチャをさらに含んで成り、付加的アパーチャが波面センサーと屈折性光学要素の間の光学経路に沿って位置設定されている、請求項５７又は５８に記載のシステム。
【請求項６０】
眼科用レンズが、モデル眼上に取付けられているもののコンタクトレンズの後面とモデル眼の前面の間の涙液膜によりモデル眼から分離されているコンタクトレンズであり、モデル眼が、１母集団の眼の平均屈折力に等しい屈折力を有する、請求項５７〜５９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６１】
眼科用レンズが、モデル眼の光学軸に沿ってモデル眼の前面とアパーチャの間にある１つの位置に設置された眼内レンズであり、モデル眼が、１母集団の角膜の平均屈折力に等しい屈折力を有する、請求項５７〜５９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６２】
矯正する必要のある眼の望ましい波面収差を生成するためのコンピュータシステムにより制御され得るマイクロ電気機械デバイス（ＭＥＭ）をさらに含んで成り、ＭＥＭが波面センサーとモデル眼の間の計測システムの光学経路内に位置設定されている、請求項５７〜６１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６３】
ＭＥＭが変形可能な鏡である、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６４】
特定の光学ゾーンに試験下の眼科用レンズの領域を制限するためのハードウェア又はソフトウェア手段をさらに含んで成る、請求項５７〜６３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６５】
眼科用レンズの光学計測を特徴づけするための方法において：
（１）（ａ）単色点光源；
（ｂ）前記光源の前の回折制限されたモデル眼であって、後面及び１母集団の平均された角膜トポグラフィをもつ反対側の前面を有するモデル眼；
（ｃ）モデル眼の前面上で涙液膜をシミュレートするための潤滑システム；
（ｄ）人間の中心窩をシミュレートし前記光源と前記モデル眼の間にあるアパーチャであって、前記シミュレートされた中心窩が光路に沿って手動式手段又は精密動作制御システムを介して焦点ずれがゼロの位置まで移動する能力を有している、アパーチャ；及び
（ｅ）前記モデル眼の前の波面センサー、
を含んで成る光学計測システム中で；
眼科用レンズが設置される前に第１の波面収差を決定する段階；
（２）光学計測システム内に前記眼科用レンズを設置する段階；
（３）中に据えつけられた眼科用レンズを有する光学計測システムから導出された第２の波面収差を決定する段階；及び
（４）第２の波面収差から第１の波面収差を差引くことによって第３の波面収差を得る段階であって、第３の波面収差が眼科用レンズによる影響を受けている段階、
を含んで成る方法。
【請求項６６】
光源がレーザーである、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
光学計測システムが眼の瞳孔又は虹彩をシミュレートするための付加的なアパーチャをさらに含んで成り、付加的アパーチャが波面センサーと屈折性光学要素の間の光学経路に沿って位置設定されている、請求項６５又は６６に記載の方法。
【請求項６８】
眼科用レンズが、モデル眼上に取付けられているもののコンタクトレンズの後面とモデル眼の前面の間の涙液膜によりモデル眼から分離されているコンタクトレンズであり、モデル眼が、１母集団の眼の平均屈折力に等しい屈折力を有する、請求項６５〜６７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６９】
眼科用レンズが、モデル眼の光学軸に沿ってモデル眼の前面とアパーチャの間にある１つの位置に設置された眼内レンズであり、モデル眼が、１母集団の角膜の平均屈折力に等しい屈折力を有する、請求項６５〜６７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７０】
光学計測システムが、矯正する必要のある眼の望ましい波面収差を生成するようにコンピュータシステムにより制御され得るマイクロ電気機械デバイス（ＭＥＭ）をさらに含んで成り、ＭＥＭが波面センサーとモデル眼の間の計測システムの光学経路内に位置設定されている、請求項６５〜６９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７１】
ＭＥＭが変形可能な鏡である、請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
第１の波面収差が、矯正する必要のある眼の望ましい波面収差と光学計測システムの固有収差の和であり、第３の波面収差が、眼科用レンズを伴う眼の矯正不能な波面収差又は眼科用レンズによる影響を受ける付加的な望ましくない収差である、請求項６５〜７１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７３】
カスタマイズされたコンタクトレンズを注文する方法において：
（１）カスタマイズされたコンタクトレンズを探索するためのクライアントコンピュータシステムからの最初の要求をサーバーシステムにより受理する段階であって、該最初の要求が、患者の眼の特徴的データセットを含み、患者の眼の特徴的データセットが患者の眼の収差及び角膜トポグラフィを含む段階；
（２）患者の眼の特徴的データを、サーバーシステム内の問合せエンジンにより読取り可能なフォーマットでの問合せ命令に変換する段階；
（３）在庫管理識別番号（ＳＫＵ）のリストを得るようにＳＫＵデータベースに対しサーチを行なうために該問合せ命令を使用する段階であって、リスト内のＳＫＵの各々が眼の角膜トポグラフィに適切に対応しかつ眼の収差を適切に矯正する能力をもつ段階；
（４）クライアントコンピュータシステムの制御下でＳＫＵ識別子と共にＳＫＵリストの各々に関連したレンズ情報を表示する段階；
（５）クライアントコンピュータシステムの制御下でＳＫＵ識別子でＳＫＵを、又は新しいカスタマイズされたコンタクトレンズを作製する選択肢を選択する段階；
（６）ＳＫＵ識別子でコンタクトレンズを注文するように、又は作製されるべき新しいカスタマイズされたコンタクトレンズを注文するように、クライアントコンピュータシステムの制御下で、患者及び／又はその患者を担当する眼科医を識別する顧客識別子と共に、第２の要求を送る段階；
（７）サーバーシステムにより第２の要求を受理する段階；
（８）受理された第２の要求の中で顧客識別子により識別される眼科医及び／又は患者についての以前に記憶された付加的な情報を検索する段階；及び
（９）検索された付加的情報を用いて、受理された第２の要求の中で顧客識別子により識別される眼科医又は患者のためにカスタマイズされたコンタクトレンズを納入する命令を生成する段階、
を含んで成る方法。
【請求項７４】
レンズ情報が、対応する眼の角膜トポグラフィに対する各レンズの適合性及び特定のＳＫＵでの到達可能な視力を含んで成る、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
対応する眼の角膜トポグラフィに対する各レンズの適合性は、対話型三次元図形表示としてクライアントコンピュータシステム内で表示される、請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
特定のＳＫＵでの到達可能な視力は、網膜の画質をシミュレートする図形表示としてクライアントコンピュータシステム内に表示される、請求項７４又は７５に記載の方法。
【請求項７７】
一対のカスタマイズされたコンタクトレンズを注文するための方法において、請求項７３〜７６のいずれか１項に記載の方法に従ってコンタクトレンズを注文する段階を含んで成る方法であって、該方法の各段階が：
（１）一対のカスタマイズされたコンタクトレンズを探索するためのクライアントコンピュータシステムからの最初の要求をサーバーシステムにより受理する段階であって、該最初の要求が、患者の第１及び第２の眼の特徴的データセットを含み、患者の第１及び第２の眼の特徴的データセットが２つの眼の各々の収差及び角膜トポグラフィを含む段階；
（２）患者の第１及び第２の眼の特徴的データセットを、サーバーシステム内の問合せエンジンにより読取り可能なフォーマットでの問合せ命令に変換する段階；
（３）ＳＫＵの第１及び第２のリストを得るようにＳＫＵデータベースに対しサーチを行なうために該問合せ命令を使用する段階であって、第１のリスト内のＳＫＵの各々が第１の眼の角膜トポグラフィに適切に対応できかつ第１の眼の収差を適切に矯正する能力をもち、第２のリスト内のＳＫＵの各々が、第２の眼の角膜トポグラフィに適切に対応できかつ第２の眼の収差を適切に矯正する能力をもつ段階；
（４）クライアントコンピュータシステムの制御下でＳＫＵ識別子と共に２つのＳＫＵリストの各々に関連したレンズ情報を表示する段階；
（５）クライアントコンピュータシステムの制御下で第１のＳＫＵ識別子及び第２のＳＫＵ識別子で一対のＳＫＵを、又は新しいカスタマイズされたコンタクトレンズ対を作製する選択肢を選択する段階；
（６）第１及び第２のＳＫＵ識別子で一対のコンタクトレンズを注文するように、又は作製されるべき新しいカスタマイズされたコンタクトレンズ対を注文するように、クライアントコンピュータシステムの制御下で、患者及び／又はその患者を担当する眼科医を識別する顧客識別子と共に、第２の要求を送る段階；
（７）サーバーシステムにより第２の要求を受理する段階；
（８）受理された第２の要求の中で顧客識別子により識別される眼科医及び／又は患者についての以前に記憶された付加的な情報を検索する段階；及び
（９）検索された付加的情報を用いて、受理された第２の要求の中で顧客識別子により識別される眼科医又は患者のためにカスタマイズされたレンズ対を納入する命令を生成する段階、
を含むように修正されている方法。
【請求項７８】
個人の眼を検査し一対のカスタマイズされたコンタクトレンズを注文するためのシステムにおいて：
（１）患者の第１及び第２の眼の収差及び角膜トポグラフィデータを含む特徴的データセットを決定するセンサーシステム；
（２）（ｉ）サーバーシステムに接続するために患者及び／又は眼科医が使用しているクライアントコンピュータシステムを識別する顧客識別子；
（ii）（ａ）両方の眼の収差を矯正する能力をもつ一対のコンタクトレンズを探索するためにサーバーシステムに対し第１の要求を送るための送受信手段であって、第１の要求は、サーバーシステムが在庫管理識別番号（ＳＫＵ）の第１のリスト及び第２のリストに関連するレンズ情報をコンパイルし供給できるように第１及び第２の眼の特徴的データセットを内含し、ＳＫＵの第１のリストの各々が第１の眼の角膜トポグラフィに適切に対応する後面を有し、第１の眼の収差を適切に矯正でき、ＳＫＵの第２のリストの各々は、第２の眼の角膜トポグラフィに適切に対応する後面を有し第２の眼の収差に適切に対応でき、かつ、（ｂ）レンズ情報を受理するための送受信手段；
（iii）患者が一対のカスタマイズされたレンズを選択するのを助けるレンズ情報を表示するための表示手段；及び
（iv）第１のＳＫＵ識別子及び第２のＳＫＵ識別子により識別されるＳＫＵ対又はカスタマイズされたコンタクトレンズの新しい対を選択し、かつ、サーバーシステムがその注文を補完又は履行するために付加的な情報の位置を特定できるように顧客識別子と共にＳＫＵ対又はカスタマイズされたコンタクトレンズの新しい対を注文するようにサーバーシステムに対して第２の要求を送るための選択手段；
を含むクライアントコンピュータシステム、
を含んで成り、センサーシステムがクライアントコンピュータシステムに対し通信媒体を通して接続されているシステム。
【請求項７９】
カスタマイズされたコンタクトレンズを注文する方法において：
（１）カスタマイズされたコンタクトレンズを注文するための要求をサーバーシステムにより受理する段階であって、該要求が患者の眼の特徴的データセットを含み、患者の眼の特徴的データセットが眼の収差を含む段階；
（２）患者の眼の特徴的データセットを、サーバーシステム内の問合せエンジンにより読取り可能なフォーマットでの問合せ命令に変換する段階；
（３）眼の収差を適切に矯正する能力をもつＳＫＵを得るようにＳＫＵデータベースに対しサーチを行なうため問合せ命令を使用する段階；及び
（４）顧客識別子により識別される眼科医又は患者のためにカスタマイズされたコンタクトレンズの納入命令を生成する段階、
を含んで成る方法。
【請求項８０】
患者の眼の特徴的データセットが患者の眼の角膜トポグラフィデータをさらに含んで成る、請求項７９に記載の方法。
【請求項８１】
一対のカスタマイズされたコンタクトレンズを注文するための方法において、請求項７９又は８０に記載の方法に従ってコンタクトレンズを注文する段階を含んで成り、該方法の各段階が：
（１）一対のカスタマイズされたコンタクトレンズを注文するための要求をサーバーシステムにより受理する段階であって、該要求が患者の第１及び第２の眼の特徴的データセットを含み、患者の第１及び第２の眼の特徴的データセットが眼の収差を含む、段階；
（２）患者の第１及び第２の眼の特徴的データセットを、サーバーシステム内の問合せエンジンにより読取り可能なフォーマットでの問合せ命令に変換する段階；
（３）第１のＳＫＵ及び第２のＳＫＵを得るようにＳＫＵデータベースに対しサーチを行なうための問合せ命令を使用する段階であって、第１のＳＫＵが第１の眼の収差を適切に矯正する能力をもち、第２のＳＫＵが第２の眼の収差を適切に矯正する能力をもつ段階；及び
（４）カスタマイズされたレンズ対を納入するための命令を生成する段階、
を含むように修正される、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】自動レンズ設計及び製造システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カスタマイズされた眼科用レンズ、特に眼の高次単色収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズに関する。さらに本発明は、高次単色収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズの光学式設計を評価／最適化するのに有用な、個人に合わせて計算モデル眼を創出するための方法及びシステム、眼の高次単色収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズの最小在庫管理単位を創出し生産するための方法及びシステム、高次単色収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズを製造するためのシステム及び方法、眼科用レンズの計測を特徴づけするためのシステム及び方法、及びカスタマイズされた眼科用レンズの注文を出すための方法を開示している。
【背景技術】
【０００２】
個人に視力の改善又は視覚的恩恵を提供する必要性がこれまでに存在し、今も存在し続けている。既知の解決法の１つは、不利な視覚条件を矯正する上でコンタクトレンズを使用することである。現在のコンタクトレンズは、比較的単純な表面設計をもち、一般に回転対称又は円環状である。これらのコンタクトレンズは、焦点ずれ、乱視及びプリズムといったような人間の眼の低次収差を矯正することができる。眼のこれらの低次単色収差のみをもつ人にとっては、その視力は、現行のコンタクトレンズを装用することによって２０／２０以上改善させることができる。しかしながら、現行のコンタクトレンズは、標準外の量の球面収差、コマ収差及びその他の不正高次収差といったような人間の眼の高次単色収差を矯正することができない。これらの高次収差は、網膜上に形成された画像をぼやけさせ、視力を損う可能性がある。網膜画質に対するこれらの高次収差の影響は、例えば、高齢者の眼、瞳孔の大きい正常な眼、及び不正乱視、円錐角膜、角膜ジストロフィ、金属角膜移植術後、潰瘍性角膜炎、外科的修復を伴う及び伴わない角膜外傷性傷害、及び屈折矯正手術後の次善の成果、を患う数多くの人々の眼の場合のように、一部のケースにおいて著しいものとなりうる。これらの人々にとっては、２０／２０以上の視力は、カスタマイズされたコンタクトレンズ又は人間の眼の高次単色収差を矯正する能力をもつコンタクトレンズによって達成することができる。
【０００３】
現行のコンタクトレンズとは異なり、カスタマイズされたコンタクトレンズ又は高次収差を矯正する能力をもつコンタクトレンズは、不可避的に複雑な表面設計及び／又は空間的屈折率分布をもつ必要がある。複雑な表面及び空間的屈折率分布を伴うこのようなコンタクトレンズの設計、生産及び計測特徴づけは、現行のレンズ設計、製造及び特徴づけ技術では満たすことができない。
【０００４】
ＵＳ−Ａ−６，２４１，３５５号は、回転対称の制限の無いスプラインベースの数学的表面を用いたコンピュータ支援のコンタクトレンズ設計方法を開示している。該特許は、コンタクトレンズの前面、後面及び周縁システムの各々を、付随する平滑度制約条件セットを満たす単数又は複数の区分的関数によって描写することができること、そしてかくして複雑な形状をもつ角膜に対してフィットする後面をもつようにコンタクトレンズを生産することができる、ということを教示している。しかしながら、該特許は、高次収差を矯正する能力をもつコンタクトレンズをいかに設計し製造するかについては開示しておらず、又、高次収差を矯正する能力をもつコンタクトレンズの設計及び製造を達成できるということを示唆してもいない。
【０００５】
ＵＳ−Ａ−５，７７７，７１９号及び６，０９５，６５１号は、生体の眼の少なくとも３次の波面収差を矯正するためのコンタクトレンズを、生体の眼の収差について補償するように可変鏡を制御する最終補正信号に基づいて製造することができるというコンセプトを開示している。該特許は、人間の眼の高次収差をHartmann-Shack波面センサーを用いることによって測定し、その後補償用光学コンポーネントとして可変鏡を用いて閉フィードバックループ内でそれを矯正できるということを教示しているが、収差を補償するために反射性光学要素（すなわち可変鏡）を制御する最終補正信号を、収差を矯正する能力を持つ屈折性光学要素（すなわちコンタクトレンズ）を生産する信号へと変換するように定義された方法やアルゴリズムも、高次収差を矯正するようにコンタクトレンズを製造できることを示す例も、全く存在していない。
【０００６】
ＵＳ−Ａ−６，０８６，２０４号は、原型のコンタクトレンズの前面から作り直した前面をもつ改良済みの又は新しいコンタクトレンズを提供することによって、既知の前面形状をもつ原型のコンタクトレンズが備わった眼の焦点ずれ及び乱視状態を凌いで光学収差を矯正するための方法を開示している。該特許は、もとのコンタクトレンズが備わった眼の光学収差をまず測定し、次に、改良された前面形状を決定するように原型のコンタクトレンズが備わった状態でのその眼の光学収差の数学的分析を実施し、最後に、材料を除去、付加又は圧縮するか又は表面化学を改変させる方法により、改良済みの前面を製造することによって、改良済みの又は新しいコンタクトレンズが生産されることを教示している。ＵＳ−Ａ−６，０８６，２０４に開示されている方法には幾つかの制限条件がある。まず第１に、後面は可変的でなく、原型のコンタクトレンズによって予め決定される。第２に、高次収差を矯正することのできない最初のコンタクトレンズを製造し、次に患者がこれを試し、そして最終的にこれを修正しなければならず、そうでなければ原型のコンタクトレンズのものと同じ後面をもつ新しいコンタクトレンズが製造される。ＵＳ−Ａ−６，０８６，２０４号に開示されている方法は、長いレンズ設計サイクル及びコンセプト評価時間がかかる可能性がある。
【０００７】
ＷＯ−Ａ−０１／１１４１８は、ソフトコンタクトレンズ設計を創出するために一次屈折異常測定値と角膜トポグラフィデータ及び眼球波面データを統合するシステム及び方法を開示している。ＷＯ−Ａ−０１／１１４１８は、特定の角膜トポグラフィにのみ整合させられているか又は特定の角膜トポグラフィに基づいた平均的形状であるコンタクトレンズ裏面を達成することによって、よりフィットするコンタクトレンズを設計することができるということを教示している。しかしながら、ＷＯ−Ａ−０１／１１４１８は、高次収差を矯正する能力をもつコンタクトレンズをいかに設計し製造するかについては開示も示唆もしていない。
【０００８】
眼の高次収差を矯正する能力をもつコンタクトレンズを設計及び／又は製造するシステム及び方法に対するニーズはなおも残っている。同様に、眼の高次収差を矯正する能力をもつコンタクトレンズの計測を特徴づけするためのシステム及び方法に対するニーズも同様に存在している。
【０００９】
発明の要約
本発明の第１の目的は、カスタマイズされた眼科用レンズを設計するためのシステム及び方法を提供することにある。
【００１０】
カスタマイズされた眼科用レンズを生産するためのシステム及び方法を提供することも又、本発明の１つの目的である。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、カスタマイズされた眼科用レンズを製造するためのシステム及び方法を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらにもう１つの目的は、カスタマイズされた眼科用レンズ又は高次収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズの計測を特徴づけするためのシステム及び方法を提供することにある。
【００１３】
これらの及びその他の目的は、本書で記述されている発明のさまざまな態様によって達成される。
【００１４】
本発明は、その１つの態様において、個人の眼の収差を複製する計算モデル眼を創出するための方法を提供しており、特にカスタマイズされた眼科用レンズ又は高次収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズの設計及び生産において使用することができる。該計算モデル眼は、角膜トポグラフィと同一のトポグラフィを伴う第１の表面及び第２の表面をもつ少なくとも１つの屈折性光学素子及び画素格子をもつモデル中心窩を有するモデル網膜を含んで成る。眼の収差は、光学素子単独で又はこれを少なくとも１つの付加的な光学素子と組合わせた形で複製される。計算モデル眼を作り上げるための方法は、（１）眼の波面収差及び角膜トポグラフィデータを含む個人の眼の特徴的データセットを提供する段階；（２）第１の表面及び反対の第２の表面をもつ第１の光学的屈折性素子の第１の表面を表わす数学的記述へと角膜トポグラフィデータを変換する段階；（３）単独で又は第３の表面及び反対の第４の表面及び１つの屈折率分布をもつ第２の屈折性光学素子と組合せた形で第１の屈折性光学素子が眼の波面収差を複製するような形で、第１の屈折性光学素子の第２の表面を設計し最適化する段階；（４）人間の網膜の曲率をもち光受容体を表わす画素格子を有するモデル中心窩を含むモデル網膜を設計する段階；（５）中心窩と第１の屈折性光学素子の第１の表面の中心の間の距離が人間の眼の視軸長に等しくなるような形で、光学軸に沿って第１の屈折性光学素子とモデル網膜を配置する段階、を含んで成る。好ましくは、計算モデル眼は、第２の屈折性光学素子としてのモデル水晶体及び第１の屈折性光学素子としてのモデル角膜を含んで成り、モデル水晶体は、人間の眼の水晶体に基づいて構築されている。この好ましい実施形態においては、モデル角膜、モデル水晶体及びモデル網膜は、人間の眼の中のその対応する要素と同一の要領で配置されている。より好ましくは、計算モデル眼はさらに、サイズが２．０mm〜８．０mmであり、個人の年令及び／又は照明光の強度に従って調整可能である瞳孔を含んで成る。
【００１５】
本発明は、もう１つの態様において、眼科用レンズの光学式設計を最適化するための反復的プロセスを提供する。該反復的プロセスは、（１）個人の眼の収差を複製する計算モデル眼で眼科用レンズの光学式設計の視覚的性能情報を決定する段階（なおここで、計算モデル眼は、眼の角膜トポグラフィをもつレンズ支持面及び人間の網膜の曲率をもつモデル網膜及び光受容体を表わす画素格子を含むモデル中心窩を含んで成り、レンズ支持面の中心とモデル中心窩の間の距離は人間の視軸長に等しい）；（２）段階（１）で決定された視覚的性能情報に基づいて眼科用レンズの光学式設計を修正する段階及び（３）眼科用レンズの修正された設計の視覚的性能が最適化されるまで段階（１）及び（２）を反復する段階、を含んで成る。
【００１６】
本発明は、もう１つの態様において、カスタマイズされた眼科用レンズ又は高次収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズを設計するための方法及びシステムを提供する。レンズ設計方法は：（１）眼の波面収差及び角膜トポグラフィを含む個人の眼の特徴的データセットを提供する段階；（２）眼の波面収差を複製する計算モデル眼を創出する段階であって、該計算モデル眼が、眼の角膜トポグラフィを有するレンズ支持面及び光受容体を表わす画素格子を含むモデル中心窩をもつモデル網膜を含んで成り、モデル中心窩とレンズ支持面中心の間の距離が人間の眼の視軸長に等しい段階；（３）眼の波面収差を補償する能力をもつ光学モデルレンズを設計する段階；（４）計算モデル眼で前記光学モデルレンズの視覚的性能を評価する段階；（５）前記光学モデルレンズの視覚的性能情報を得る段階；（６）前記光学モデルレンズの視覚的性能が最適でない場合、眼の収差の矯正を改善するように前記視覚的性能情報に基づいて前記光学モデルレンズの設計を修正する段階；（７）前記光学モデルレンズの視覚的性能が最適になるまで、段階（４）〜（６）を反復する段階；そして（８）前記カスタマイズされた眼科用レンズ又は前記高次収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズを作製するため、最適化された光学モデルレンズを機械的パラメータセットに変換する段階、を含んで成る。レンズ設計システムは：（ａ）個人の眼の収差を複製する計算モデル眼を創出するためのモデル眼設計モジュールであって、該計算モデル眼が、眼の角膜トポグラフィを有するレンズ支持面及び光受容体を表わす画素格子を含むモデル中心窩及び人間の網膜の曲率をもつモデル網膜を含んで成り、モデル中心窩とレンズ支持面中心の間の距離が人間の眼の視軸長に等しいモデル眼設計モジュール；（ｂ）眼の波面収差を補償するため及び個人の眼の角膜トポグラフィ又は母集団研究から導出された平均された角膜トポグラフィに対応するように光学モデルレンズを設計するための光学式設計モジュール；（ｃ）（１）計算モデル眼で光学モデルレンズの視覚的性能情報を決定する段階、（２）前記光学モデルレンズの視覚的性能が最適でない場合に眼の収差の矯正を改善するように前記視覚的性能情報に基づいて光学モデルレンズの設計を修正し、必要とあらば光学モデルレンズの修正された設計の視覚的性能が最適化されるまで段階（１）及び（２）を反復する段階、を含んで成る反復的最適化プロセスを実施するためのレンズ設計用最適化モジュール；及び（ｄ）前記カスタマイズされた眼科用レンズ又は最適化された光学モデルレンズに基づいて、高次収差を矯正する能力をもつ前記眼科用レンズを作製するためのパラメータを収納するＣＡＤ出力ファイルを生成するための機械式設計モジュール、を含んで成るコンピュータシステムを内含するシステム。好ましくは、システムはさらに、眼の特徴的データセットを決定する能力をもつセンサーシステムをさらに含んで成る。
【００１７】
さらにもう１つの態様においては、本発明は、カスタマイズされた眼科用レンズ又は高次収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズを生産するための方法及びシステムを提供している。該レンズ生産方法は、上述のレンズ設計方法の８つの段階を含み、さらに以下の段階を含む：（９）レンズを製作するための機械的パラメータセットを、コンピュータ制御可能な製造用装置を制御する制御信号へと変換する段階；及び（１０）コンピュータ制御可能な製造用装置を用いてレンズを生産する段階。該レンズ生産システムは、コンピュータ制御可能な製造用装置及び、（ａ）個人の眼の収差を再現する計算モデル眼を創出するためのモデル眼モデル眼設計モジュールであって、該計算モデル眼が、眼の角膜トポグラフィを有するレンズ支持面及び光受容体を表わす画素格子を含むモデル中心窩及び人間の網膜の曲率をもつモデル網膜を含んで成り、モデル中心窩とレンズ支持面中心の間の距離が人間の眼の視軸長に等しいモデル眼設計モジュール；（ｂ）個人の眼の波面収差を補償するため及び個人の眼の角膜トポグラフィに対応するように光学モデルレンズを設計するための光学式設計モジュール；（ｃ）（１）計算モデル眼で光学モデルレンズの視覚的性能情報を決定する段階、（２）前記光学モデルレンズの視覚的性能が最適でない場合に眼の収差矯正を改善するように前記視覚的性能情報に基づいて光学モデルレンズの設計を修正し、必要とあらば光学モデルレンズの修正された設計の視覚的性能が最適化されるまで段階（１）及び（２）を反復する段階、を含んで成る反復的最適化プロセスを実施するためのレンズ設計用最適化モジュール；（ｄ）最適化された光学モデルレンズに基づいて、前記カスタマイズされた眼科用レンズ又は眼科用レンズを作製するためのパラメータを収納するＣＡＤ出力ファイルを生成するための機械式設計モジュール；（ｅ）前記カスタマイズされた眼科用レンズを生産するようにコンピュータ制御可能な製造用装置を制御する制御信号へと前記ＣＡＤ出力ファイルを変換するための信号モジュール；及び（ｆ）前記カスタマイズされた眼科用レンズを生産するようにコンピュータ制御可能な製造用装置を制御するための製造制御モジュール、を含むコンピュータシステムを内含する。好ましくは該システムはさらに、眼の特徴的データセットを決定する能力を持つセンサーシステムをも含む。
【００１８】
本発明は、さらなる態様において、眼の高次収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズの光学計測を特徴づけするためのシステム及び方法を提供する、計測特徴づけシステムは：（ａ）単色点光源；（ｂ）前記単色点光源の前の回折制限されたモデル眼であって、後面及び１母集団の平均された角膜トポグラフィをもつ反対側の前面を有するモデル眼；（ｃ）モデル眼の前面上で涙液膜をシミュレートするための潤滑システム；（ｄ）人間の中心窩をシミュレートし前記光源と前記モデル眼の間にあるアパーチャであって、前記シミュレートされた中心窩が光路に沿って手動式手段又は精密動作制御システムを介して焦点ずれがゼロの位置まで移動する能力を有している、アパーチャ；及び（ｅ）前記モデル眼の前の波面センサー、を含んで成る。好ましくは、該計測システムは、眼の瞳孔又は虹彩をシミュレートするための付加的なアパーチャをさらに含んで成り、付加的アパーチャは、波面センサーと屈折性光学要素の間の光学経路に沿って位置設定されている。光学計測特徴づけ方法は、（１）以上の計測システム内に前記コンタクトレンズを設置する段階及び（２）前記コンタクトレンズの計測を特徴づけする段階を含んで成る。
【００１９】
本発明は、もう１つのさらなる態様において、眼の収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズの製造方法をも提供している。本発明のレンズ製造方法は：（１）収差及び角膜トポグラフィを含む特徴データセットを得るため母集団からの各個人の眼を分析する段階；（２）収差及び角膜トポグラフィの母集団統計をコンパイルする段階；（３）母集団の複数の公称セグメントの１つを統計的に表わす平均した収差を各々が生成する複数の計算モデル眼を創出する段階であって、複数の計算モデル眼の各々が、その母集団の複数の公称セグメントのうちの１つについての平均された角膜トポグラフィを有するレンズ支持面及び光受容体を表わす画素格子を含むモデル中心窩を有するモデル網膜を含んで成り、モデル中心窩とレンズ支持面の中心の間の距離が人間の眼の視軸長に等しい段階；（４）各々が母集団の複数の公称セグメントのうちの１つの公称セグメントの平均された角膜トポグラフィに対応し、母集団の複数の公称セグメントのうちの１つの公称セグメントの眼の平均された収差を矯正する、複数の光学モデルレンズを設計する段階；（５）複数の計算モデル眼のうちの１つを用いて複数の光学モデルレンズの光学式設計を最適化する段階；（６）複数の最適化された光学モデルレンズを、各々１つのコンタクトレンズを作るための複数の機械的パラメータセットへと変換する段階；（７）各々コンタクトレンズのために１つの在庫管理識別番号（ＳＫＵ）を創出する段階；及び（８）特定のＳＫＵをもつ前記眼科用レンズを製造する段階を含んで成る。
【００２０】
本発明は、さらにもう１つの態様において、カスタマイズされたコンタクトレンズ対を注文するための方法において：（１）患者の第１及び第２の眼の波面収差及び角膜トポグラフィをクライアントコンピュータシステムに提供する段階；（２）両眼の収差を矯正する能力をもつ一対のカスタマイズされたコンタクトレンズを探索するため、クライアントコンピュータシステムの制御下で第１の要求をサーバーシステムに送る段階；（３）サーバーシステムにより第１の要求を受理する段階；（４）波面収差及び角膜トポグラフィをサーバーシステム内の問合せエンジンにより読取り可能なフォーマットでの問合せ命令へと変換する段階；（５）ＳＫＵの第１及び第２のリストを得るようにＳＫＵデータベースに対しサーチを行なうために該問合せ命令を使用する段階であって、第１のリスト内のＳＫＵの各々が第１の眼の角膜トポグラフィに適切に対応しかつ第１の眼の波面収差を適切に矯正する能力をもち、第２のリスト内のＳＫＵの各々が、第２の眼の角膜トポグラフィに適切に対応できかつ第２の眼の波面収差を適切に矯正する能力をもつ段階；（６）クライアントコンピュータシステムの制御下でＳＫＵ識別子と共に２つのＳＫＵリストの各々に関連したレンズ情報を表示する段階；（７）クライアントコンピュータシステムの制御下で第１のＳＫＵ識別子及び第２のＳＫＵ識別子で一対のＳＫＵを、又は新しいカスタマイズされたコンタクトレンズ対を作製する選択肢を選択する段階；（８）第１及び第２のＳＫＵ識別子で一対のコンタクトレンズを注文するように、又は作製されるべき新しいカスタマイズされたコンタクトレンズ対を注文するように、クライアントコンピュータシステムの制御下で、患者及び／又はその患者を担当する眼科医を識別する顧客識別子と共に、第２の要求を送る段階；（９）サーバーシステムにより第２の要求を受理する段階；（１０）受理された第２の要求の中で顧客識別子により識別される眼科医及び／又は患者についての以前に記憶された付加的な情報を検索する段階；及び（１１）検索された付加的情報を用いて、受理された第２の要求の中で顧客識別子により識別される眼科医又は患者のためにカスタマイズされたコンタクトレンズを納入する命令を生成する段階、を含んで成る方法を提供する。
【００２１】
本発明は、さらにもう１つの態様において、カスタマイズされたコンタクトレンズ対を注文するためのクライアントコンピュータシステム、及びカスタマイズされたコンタクトレンズ対についての注文を生成するためのサーバーシステムを提供する。
【００２２】
本発明のこれらの及びその他の態様は、以下の図面と合わせて以下の好ましい実施形態の説明を考慮することによって明らかになることだろう。当業者にとっては、開示の新しいコンセプトの精神及び範囲から逸脱することなく発明の数多くの変更及び修正を実施することができるということが明白となるだろう。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態は、縮小された計算モデル眼を創出するための方法において、（１）個人の眼の波面収差及び角膜トポグラフィデータを含む個人の眼の特徴的データセット提供する段階、（２）モデルレンズの前面を表わす数学的記述へと角膜トポグラフィデータを変換する段階；（３）モデルレンズが個人の眼の波面収差を複製するような形でモデルレンズの後面を設計し最適化する段階；（４）人間の網膜の曲率をもち光受容体を表わす画素格子を有するモデル中心窩を含むモデル網膜を設計する段階；（４）モデル中心窩とモデルレンズの前面の頂点の間の距離が、人間の眼の視軸長に等しくなるような形で、光学軸に沿ってモデルレンズ及びモデル網膜を配置する段階；を含んで成る方法である。
【００２４】
本書で用いる「計算モデル眼」というのは、好ましくはリラックス状態での個人の眼の光学的特性を表わす対話型コンピュータ光学モデルを意味する。
【００２５】
本書で用いる「縮小された計算モデル眼」というのは、（１）個人の眼の角膜トポグラフィをもつ前面と後面を有し、眼の収差を再現する能力をもつモデルレンズ及び（２）人間の網膜の曲率をもち、光受容体を表わす好ましくは２．５ミクロンの画素である。六角形の画素格子を含むモデル中心窩を有し、モデル中心窩とモデルレンズの前面の中心の間の距離が人間の眼の視軸長と同一になるように光学軸に沿って設置されているモデル網膜を含む対話型コンピュータ光学モデルを意味する。好ましくは、短縮された計算モデル眼はさらに、モデルレンズとモデル網膜の間にあるモデル瞳孔を含む。モデル瞳孔のサイズは約２．０mm〜８．０mmであり、個人の年令及び／又は照明光学パワーに従って調整可能である。好ましくはモデル中心窩のサイズは約２mmである。
【００２６】
「モデルレンズの後面」というのは、縮小計算モデル眼内で網膜に面しているモデルレンズの表面を意味する。「モデルレンズの前面」は、コンタクトレンズの設置できる表面を意味する。
【００２７】
「光学軸」は、計算モデル眼内のモデル中心窩及び全ての屈折性光学素子の表面の曲率中心を通る最良適合ラインを意味する。人間の眼の光学軸は、屈折面の曲率中心を通る最良適合ラインを意味する。
【００２８】
「人間の眼」というのは、一定の与えられた母集団の全ての正常な眼を統計的に代表する１つの眼を意味する。人間の眼は、人間の角膜、人間の水晶体、及び人間の網膜を含む。「人間の網膜」は、一定の与えられた母集団の全ての正常な眼の網膜を統計的に表わす網膜を意味する。「人間の角膜」は、一定の与えられた母集団の全ての正常な眼の角膜を統計的に代表する角膜を意味する。
【００２９】
「視覚軸長」という語は、リラックス状態の眼の視軸に沿った中心窩と角膜曲率測定上の極の間の距離を意味する。角膜曲率測定上の極というのは、リラックス状態の眼の角膜の前面における視軸の切片を意味する。人間の眼の視軸というのは、節点を介した中心窩画像と固定点を結ぶラインを意味する。
【００３０】
図３は、本発明の好ましい実施形態に従った縮小計算モデル眼を概略的に示す。モデルレンズ３２０は後面３２２及び反対側の前面３２１を有する。後面（凹面）（又はベースカーブ）１７及び前面（凸面）（又はフロントカーブ）１１を有するコンタクトレンズ１４は、モデルレンズ３２０の前面３２１上に設置される。モデルレンズ３２０の光学軸３５０は、人間の網膜の曲率を有するモデル網膜３３０内のモデル中心窩３４０の中心を通過する。モデル中心窩３４０は、約２．０〜８．０mmのサイズを有し、２．５ミクロンの画素の六角形格子（図示せず）を含む。前面３２１の頂点とモデル中心窩３４０の間の距離は、個人の眼の視軸長と同一である。
【００３１】
もう１つの好ましい実施形態は、解剖学的計算モデル眼を創出するための方法において、（１）個人の眼の波面収差及び角膜トポグラフィデータを含む個人の眼の特徴的データセット提供する段階；（２）人間の眼の自然の水晶体のものに等しい屈折力範囲をもつモデル水晶体を創出する段階；（３）モデル角膜の前面を表わす数学的記述へと角膜トポグラフィデータを変換する段階；（４）モデル角膜とデルレンズの組合せが個人の眼の波面収差を複製するような形でモデル角膜の後面を設計し最適化する段階；（５）人間の網膜の曲率をもち、光受容体を表わす六角形の画素格子をもつモデル中心窩を含むモデル網膜を設計する段階及び（６）モデル角膜の前面の頂点と中心窩の間の距離が、人間の眼の視軸長に等しくなるような形で光学軸に沿ってモデル角膜、モデル水晶体及びモデル網膜を配置する段階、を含んで成る方法である。好ましい実施形態においては、画素のサイズは約２．５ミクロンであり、モデル中心窩のサイズは直径２mmである。
【００３２】
本書で使用される「解剖学的計算モデル眼」は、個人の眼の収差を再現する能力をもちかつ、個人の眼の角膜トポグラフィをもつモデル角膜、好ましくは標準的に母集団の１つの年令群についての自然の水晶体を表わすモデル水晶体、及び人間の網膜の曲率をもつ中心窩を有するモデル網膜と好ましくは２．５ミクロンの画素である光受容体を表わす六角形の画素格子を含むモデル中心窩という三つの光学素子を少なくとも含んで成る対話型コンピュータ光学モデルを意味する。全ての光学素子は、人間の眼の中でのその配置と同じ要領で、光学軸に沿って配置されており、モデル角膜の頂点と中心窩の間の距離は、人間の眼の視軸長に等しい。解剖学的計算モデル眼内の光学素子の配置とは、光学軸に沿った互いとの関係におけるそれらの位置を意味する。例えば、網膜との関係における水晶体の位置は、水晶体の後面と中心窩の間の光学軸距離によって定義づけされる。水晶体の後面と中心窩の間の光学軸距離の値は周知であり、文献及び書籍内に見い出すことができる。好ましくは、解剖学的計算モデル眼はさらに、モデル角膜とモデル水晶体の間にある瞳孔を含んでいる。モデル瞳孔のサイズは、約２．０mm〜８．０mmであり、個人の年令及び／又は照明光強度に従って調整可能である。より好ましくは、解剖学的計算モデル眼はさらに、前眼房及び後眼房の中の流体といったような眼の中のその他の屈折性要素を含む。
【００３３】
本発明の解剖学的計算モデル眼は、眼の解剖学的に適正な表現であり、老眼をモデリングするための動的画像形成のより完全な記述を可能にする付加的な自由度を有する。
【００３４】
「モデル角膜の後面」は、凹面曲率を有しモデル水晶体に対面している表面を意味する。「モデルレンズの前面」というのは、コンタクトレンズを設置できる凸面曲率をもつ表面を意味する。
【００３５】
図４は、本発明の好ましい実施形態に従った解剖学的計算モデル眼を概略的に示している。モデル角膜４１０は、後面４１２及び反対側の前面４１１を有する。後面（凹面）（又はベースカーブ）１７及び前面（凸面）（又はフロントカーブ）１１をもつコンタクトレンズ１４が、モデル角膜４１０の前面に設置される。光学軸４５０は、モデル角膜４１０の全ての表面の曲率中心、モデル水晶体４２０及びモデル網膜３３０内のモデル中心窩３４０を通る最良適合ラインである。モデル網膜３３０は人間の網膜の曲率を有する。モデル水晶体４２０は、第１の凸面４２１、反対側の第２の凸面４２２及び中央平面を有する。モデル中心窩３４０は、直径２mmのサイズを有し、２．５ミクロンの画素の六角形格子（図示せず）を含む。モデル中心窩３４０とモデル角膜４１０の前面４１１の頂点の間の距離は、個人の眼の視軸長と同一である。モデル中心窩からモデル水晶体の後面までの光学軸距離は、７．６８mmである。
【００３６】
個人の眼の波面収差は、当業者にとって既知の適切なあらゆる方法により決定され得る。例えば、本書にその全体が参考として内含されている。J.Optical Soc. Am. １１：１−９でLiang et al.,は、Hartmann＋Shackシステムを用いてさまざまな瞳孔直径で眼の波面収差をいかにして決定するを教示している。波面収差は一般に、単位円全体にわたり直交する一組の関数であるゼルニケ多項式の形で数量化される。ゼルニケ多項式は直交多項式であることから、収差は分離可能であり、そのように処理され得る。第１次ゼルニケモードは、線形項である。第２次ゼルニケモードは、焦点ずれや乱視といった収差に対応する二次式項である。第３次ゼルニケモードは、コマ又はコマ様収差に対応する三次式項である。第４次ゼルニケモードは、球面収差ならびにその他のモードを含む。第５のゼルニケモードは、高次、不正収差である。瞳孔内の波面の局所的不規則性は、これらの高次ゼルニケモードによって表わされる。本書で用いられている眼の「高次」収差は、焦点ずれ及び乱視を超えた単色収差、すなわち三次、四次、五次及びそれ以上の次数の波面収差を意味する。
【００３７】
角膜トポグラフィデータは、角膜トポグラファー又はビデオケラトスコープを用いて収集できる。角膜トポグラフィデータは、眼科用レンズを設計するのに使用するために適した任意の形態でありうる。形態例としては、ゼルニケ多項式、ポイントクラウドデータなどがあるが、これらに制限されるわけではない。好ましくは、角膜トポグラフィデータは、眼の波面収差が数量化されている形態をとる。眼の特徴的データセット内に含まれる角膜トポグラフィデータは同様に、母集団研究から誘導された平均角膜トポグラフィでもありうる。かかる平均角膜トポグラフィデータは、任意には、計算モデル眼を創出するためのアルゴリズム内に１つのパラメータとして内含され得る。
【００３８】
人間の眼の視軸長というのは、一定の与えられた母集団の眼の視軸長を統計的に表わす視軸長を意味する。人間の眼の視軸長の値は、文献及び書籍内で見い出すことができ、計算モデル眼を創出するためのアルゴリズム内に１つのパラメータとして内含され得る。好ましくは、視軸長は、個人の眼の実際の測定された視軸長である。
【００３９】
個人の眼の特徴的データセットは、母集団研究に基づく母集団の公称セグメントを統計的に表わす既知の特徴的データセットでもありうる。このような眼の特徴的データセットは、カスタマイズされた眼科用レンズの統計及び製造において使用可能である。さらに、眼のこのような特徴的データセットは、カスタマイズされた眼科用レンズの在庫管理識別番号（ＳＫＵｓ）を創出し生産する上で使用することができる。
【００４０】
本書で使用されるような「カスタマイズされた眼科用レンズ」という語は、（１）個人の１つの眼の角膜トポグラフィに対応する表面の１つを有しかつ／又は眼の高次収差を矯正できるか又は非対称の表面設計を有しかつ／又は眼の高次収差を矯正できる眼科用レンズ；（２）個人の眼の収差測定値の入力を用いて設計されている眼科用レンズ；又は（３）個人の眼の収差測定値の入力を用いて設計される、二焦点、多焦点又は累進性多焦点特性をもつ眼科用レンズを意味する。
【００４１】
より好ましい実施形態においては、特徴的データセットは角膜パキメータデータをさらに含んでいる。かかる付加的データは、解剖学的計算モデル眼を構築するために有用である。モデル角膜の後面は、前面トポグラフィ及び角膜パキメータデータに基づいて生成可能である。かかる解剖計算モデル眼は、以下で記述するカスタマイズされた眼内レンズを設計し生産する上でも特に有用であり得る。
【００４２】
その全体が本書に参考として内含されているＵＳ−Ａ−５，９６３，３００は、波面収差、角膜トポグラフィデータ、角膜パキメトリ、瞳孔サイズ、網膜明瞭度、眼球明瞭度などを測定するための単一のシステム及び方法を開示している。
【００４３】
眼の角膜トポグラフィを記述するのに使用できる数多くの種類の数学的関数が存在する。数学的関数の例としては、円錐関数及び二次関数、任意の次数の多項式、ゼルニケ多項式、指数関数、三角関数、双曲線関数、有理関数、フーリエ級数及びウェーブレットが含まれる。好ましくは、眼の角膜トポグラフィを記述するためには、２つ以上の数学的関数の組合せが用いられる。より好ましくは、眼の角膜トポグラフィを記述するために、ゼルニケ多項式が用いられる。より一層好ましくは、眼の角膜トポグラフィを記述するために、ゼルニケ多項式及びスプラインベースの数学的関数が合わせて用いられる。当業者であれば、眼の角膜トポグラフィデータをいかにして眼の角膜トポグラフィを表わす数学的記述（単数又は複数の数学的関数）へと変換するかがわかるであろう。かかる数学的記述は、縮小されたＣＥＭの中のモデルレンズの前面として又は、解剖学的計算眼モデルの中のモデル角膜の前面として使用可能である。
【００４４】
数学的記述の形での縮小計算モデル眼内のモデルレンズの後面は、例えば、眼の波面収差から角膜トポグラフィより誘導された光学収差を差し引くことによってか又はモデルレンズの前面を光線追跡することによって設計できる。光線追跡技術は、当該技術分野において周知である。複数の市販されている光学式設計ソフトウェアパッケージが、光線追跡プログラムを含んでいる。光学式設計ソフトウェアの例としては、Focus Software, Inc.製のZemax及びBreault Research Organization製の高度システム解析プログラム（ＡＳＡＰ）がある。
【００４５】
好ましくは、縮小計算モデル眼におけるモデルレンズの後面のための数学的記述は、多項式であり、その係数は、モデルレンズが眼の波面収差を複製できるようにする最適化された後面を生成するため、最小二乗適合又は等価物といったような最適化ルーチンにおいて最適化させることができる。より好ましくは、縮小計算モデル眼が眼の波面収差を複製できるような形でモデルレンズの後面を最適化させるため、光学式設計最適化ループ内の重みづけされたオペランドとして、眼の波面収差を表わす１組の収差係数が使用される。
【００４６】
解剖学的計算モデル眼におけるモデル角膜の後面は、例えば、角膜トポグラフィ（モデル角膜の前面）及びモデル水晶体から誘導された光学収差を、眼の収差から差し引くことによってか、又はモデル角膜の前面を光線追跡することによって設計できる。好ましくは、数学的記述は多項式であり、その係数は、解剖学的計算モデル眼が、眼の波面収差を複製できるようにする最適化された後面を生成するため、最小二乗適合又は等価物といったような最適化ルーチンにおいて最適化させることができる。より好ましくは、解剖学的計算モデル眼が眼の波面収差を複製できるような形でモデル角膜の後面を最適化させるため、光学式設計最適化ループ内の重みづけされたオペランドとして、眼の波面収差を表わす１組の収差係数が使用される。
【００４７】
解剖学的計算モデル眼内のモデル水晶体の屈折力範囲は、一般的に、表面トポグラフィと屈折率の分布の任意の組合せに基づいて生成可能である。例えば、母集団の年令群を表わす眼の中の天然の水晶体の屈折率分布とトポグラフィを直接用いて、解剖学的計算モデル眼内のモデル水晶体を生成することが可能である。２つの表面のトポグラフィ、屈折率分布及び人間の眼の水晶体の屈折力範囲といったようなデータは、例えば「人間の眼の光学」（Atchison and Smith, eds.）, Butterworth-Heinemann : Boston ２０００及びLiou et al., J. Opt. Soc. Am. １４：１６８４〜１６９５といったような文献及び参考書籍から見い出すことができる。代替的には、単一の屈折率に基づいて、モデル水晶体の２つの表面のトポグラフィを変動させ最適化させて、人間の眼の中の天然の水晶体のものに対応する望ましい屈折力範囲を得ることができる。
【００４８】
好ましい実施形態においては、解剖学的計算モデル眼内でモデル水晶体の屈折力範囲を創出する上で、老視情報も好ましくは包含される。個人が老化するにつれて、眼の天然水晶体は、硬化し、厚みを増し、表面はより急勾配になる。硬化によって、眼の水晶体はその表面曲率（すなわち彎曲）を変更しにくくなる。このように眼の水晶体が彎曲する能力を失う身体条件を老視と呼ぶ。
【００４９】
好ましい１実施形態においては、計算モデル眼内でモデル瞳孔を創出するため、特に瞳孔サイズを調整するために、個人の年令が考慮に入れられる。個人の瞳孔のサイズの変動の仕方は、主として照明レベル及び個人の年令に依存し、予測不能である。同じ年令の人について、最高及び最低の膨張におけるその瞳孔のサイズは、同じ又は実質的に同じやり方で、照明レベルの関数として変化する。かくして、最高及び最低の膨張における個人の瞳孔のサイズは、その個人の年令に基づいて推定することができる。適切なサイズをもつ瞳孔は、老視を矯正するためのレンズの設計を評価するために特に有用となる。
【００５０】
計算モデル眼を構築するために使用されるアルゴリズムにおいては、好ましくは、色分散及びスタイルズ・クロフォード効果が包含される。
【００５１】
本発明の計算モデル眼は、点像分布関数（ＰＳＦ）線広がり関数（ＬＳＦ）、変調伝達関数（ＭＴＦ）、相間移動関数、コントラスト閾値関数、コントラスト感度関数（ＣＳＦ）といったようなメリット関数及び当事者が知っている又構築する他のメリット関数を決定することにより、眼科用レンズの光学的統計の視覚的性能を評価する上で使用可能である。発明の計算モデル眼は同様に、計算モデル眼が光受容体を表わす六角形の画素格子をもつモデル中心窩を有するモデル網膜を含んでいることからビットマップ画像分析、ブースト分析及び焦点距離及び光学パワー分析を実施する上でも使用可能である。ビットマップ画像分析及びゴースト分析は、２焦点／多焦点レンズの設計を最適化するために非常に有用な情報である。眼科用レンズの光学式設計の視覚的性能情報は、そのレンズの光学式設計を最適化する上で有用である。
【００５２】
コンタクトレンズの光学式設計の視覚的性能を評価するためには、そのコンタクトレンズを計算モデル眼内の第１の屈折性光学素子の前面上に設置する。
【００５３】
無水晶体症用の眼内レンズの光学式設計の視覚的性能を評価する場合には、まず最初に、モデル水晶体を解剖学的計算モデル眼から削除し、次にモデル角膜とモデル水晶体の間の１つの位置に、無水晶体症の眼内レンズを設置する。有水晶体眼内レンズの光学式設計の視覚的性能を評価する場合、有水晶体眼内レンズは、モデル角膜とモデル水晶体の間に設置される。好ましくは、解剖学的計算モデルは、眼のパキメータデータ及び角膜トポグラフィに基づいて作り上げられるモデル角膜を含む。
【００５４】
本発明の計算モデル眼は、点像分布関数（ＰＳＦ）、線広がり関数（ＬＳＦ）、変調伝達関数（ＭＴＦ）、相間移動関数、コントラスト閾値関数、コントラスト感度関数（ＣＳＦ）といったようなメリット関数及び当事者が知っている又は構築する他のメリット関数を決定することにより、又はビットマップ画像分析、ゴースト分析及び焦点距離及び光学パワー分析を実施することによって、眼科用レンズの光学式設計の視力を推定する上で使用することができる。
【００５５】
本発明のもう１つの好ましい実施形態は、眼科用レンズの光学式設計を最適化するための反復的プロセスにおいて、（１）個人の眼の収差を複製する計算モデル眼で眼科用レンズの光学式設計の視覚的性能情報を決定する段階（なお該計算モデル眼は、眼の角膜トポグラフィをもつレンズ支持面及び光受容体を表わす六角形画素格子を含むモデル中心窩を有するモデル網膜を含んで成り、モデル中心窩とレンズ支持面の中心の間の距離は、人間の眼の視軸長に等しい）、（２）段階（１）で決定された視覚的性能情報に基づいて眼科用レンズの光学式設計を修正する段階；及び（３）眼科用レンズの修正済み光学式設計の視覚性能が最適化されるまで、段階（１）及び（２）を反復する段階を含んで成るプロセスにある。好ましくは、視覚的性能情報には、点像分布関数（ＰＳＦ）、変調伝達関数（ＭＴＦ）、ビットマップ画像分析、ブースト分析及び焦点距離分析及び光学パワー分析から成るグループの中から選択された少なくとも１つのメリット関数が含まれる。
【００５６】
本発明のもう１つの好ましい実施形態は、カスタマイズされた眼科用レンズの設計方法において：（１）個人の眼の波面収差及び角膜トポグラフィを含む個人の眼の特徴的データセットを提供する段階；（２）個人の眼の波面収差を複製する能力をもつ計算モデル眼を創出する段階であって、該計算モデル眼が、個人の眼の角膜トポグラフィを有するレンズ支持面及び光受容体を表わす画素格子を含むモデル中心窩をもつモデル網膜を含んで成り、モデル中心窩とレンズ支持面の頂点の間の距離が視軸長に等しい段階；（３）人間の眼の波面収差を補償する能力をもつ光学モデルレンズを設計する段階；（４）計算モデル眼で前記光学モデルレンズの視覚的性能を評価する段階；（５）前記光学モデルレンズの視覚的性能情報を得る段階；（６）前記光学モデルレンズの視覚的性能が最適でない場合、眼の収差の矯正を改善するように前記視覚的性能情報に基づいて前記光学モデルレンズの設計を修正する段階；（７）前記光学モデルレンズの視覚的性能が最適になるまで、必要とあらば段階（３）〜（６）を反復する段階；そして（８）前記カスタマイズされた眼科用レンズを作製するため、最適な視覚的性能をもつ光学モデルレンズを機械的パラメータセットに変換する段階、を含んで成る方法にある。
【００５７】
本書で使用されている「レンズ支持面」は、縮小された計算モデル眼内のモデルレンズの前面又は解剖学的計算モデル内のモデル角膜の後面を意味する。
【００５８】
「光学的モデルレンズ」というのは、コンピュータシステム内で設計され、かつ一般に眼科用レンズの一部であるその他の非光学的システムを含まない眼科用レンズを意味する。コンタクトレンズの非光学的システムの例としては、ベベル、フロントベベル及びコンタクトレンズの前面及び後面を結びつけるエッジが含まれるが、これらに制限されるわけではない。
【００５９】
「ベベル」というのは、コンタクトレンズの後面のエッジにある非光学的表面ゾーンを意味する。一般に、ベベルは、著しく平坦な曲線であり、通常、コンタクトレンズのベースカーブ（光学的後面）と融合されており、エッジ近くの上向きテーパーとして現われる。これは、さらに急勾配のベースカーブ半径が眼をグリップするのを防ぎ、エッジがわずかに浮き上がることができるようにする。このエッジの浮き上りは、角膜を横断した涙の適切な流れにとって重要であり、レンズをより快適に適合させる。
【００６０】
「フロントベベル」というのは、光学ゾーンとエッジの間のコンタクトレンズの前面の非光学的表面ゾーンを意味する。「フロントベベル」の主たる機能は、レンズエッジの厚みを制御することにある。
【００６１】
コンタクトレンズの光学パワーが、なかんづく、レンズ材料の屈折率及びレンズの後面と前面の曲率間の代数的差の一関数であるということは、当業者にとって周知のことである。一般に、カスタマイズされたコンタクトレンズ又は眼の高次収差を矯正する能力をもつコンタクトレンズを設計する場合、レンズの後面はまず最初に、その眼の角膜トポグラフィ又は１母集団の１セグメントを統計的に表わす角膜トポグラフィに対応するように設計される。かかる設計をもつ後面は、眼の角膜に対する優れた又は適切な適合を提供し、従って、装用者の快適さを増強させる。このとき、レンズの前面は、設計されたレンズがその眼の収差を補償するような形で設計され、最適化される。
【００６２】
コンタクトレンズの後面は、眼の角膜トポグラフィに完全に整合する必要はないと考えられている。完全な整合は、コンタクトレンズの後面を角膜トポグラフィ上に正確に載せることができるということを意味している。眼の角膜トポグラフィに完全に整合する後面をもつコンタクトレンズは、レンズが不適切な眼上運動をする可能性があり、装用者の快適さに対し不利な影響を有する可能性がある。
【００６３】
個人の老視を矯正する能力をもつコンタクトレンズを設計する場合、制限的な意味なく、瞳孔の直径範囲、交番／同時機能、単眼／双眼機能、セグメント設計（例えばゾーンの形状及び数、離散的／累進ゾーン、レンズの追加度数など）及びその個人の年令及び職業因子を含めた光学式設計パラメータを包含させることが好ましい。
【００６４】
円錐角膜患者のためのコンタクトレンズを設計する場合には、そのコンタクトレンズのベースカーブ（凹面）は、好ましくは、その患者の角膜トポグラフィに対応するように設計される。
【００６５】
乱視を矯正するためのコンタクトレンズを設計する場合には、レンズの方向性及び使用すべき方向づけ方法を考慮に入れる必要がある。
【００６６】
ソフトコンタクトレンズが眼の上に置かれたとき、それが、下側にある角膜の形状に適合するということは、当該技術分野において周知のことである。ソフトレンズの湾曲（ラップ）の範囲は、レンズ材料の弾性係数によって左右される。好ましくは、ソフトレンズの湾曲は、光学レンズの設計及びＭＣＥでのその視覚的性能の評価において考慮に入れる必要のあることである。
【００６７】
眼科用レンズの前面、後面、周縁部を記述するためには、それらがそのレンズの設計を最適化できる充分なダイナミックレンジを有するかぎりにおいて、任意の数学的関数を使用することができる。数学的関数の一例としては、円錐関数及び二次関数、任意の次数の多項式、ゼルニケ多項式、指数関数、三角関数、双曲線関数、有理関数、フーリエ級数及びウェーブレットが含まれる。好ましくは、眼科用レンズのフロント表面（前面）及びベース表面（後面）を記述するために、２つ以上の数学的関数の組合せが使用される。より好ましくは、眼科用レンズのフロント表面（前面）及びベース表面（後面）を記述するためにゼルニケ多項式が使用される。さらに一層好ましくは、眼科用レンズのフロント表面（前面）及びベース表面（後面）を記述するために、ゼルニケ多項式及びスプラインベースの数学的関数が合わせて用いられる。
【００６８】
設計された光学式及び／又は機械式モデルレンズの表面トポグラフィ、屈折率分布、回折又はホログラフィ構造は、計算モデル眼でのその視覚的性能の評価からのフィードバックに従って最適化することができる。設計最適化においては、例えば最小二乗適合又は等価物といったような任意の既知の適切な最適化アルゴリズムを使用することができる。好ましくは、眼の波面収差を表わす一組の収差係数が、眼科用レンズの光学式設計の最適化における光学式設計最適化ループ内の重みづけされたオペランドとして使用される。より好ましくは、眼科用レンズの光学式設計の最適化においては、人工頭脳（ＡＩ）プログラム又はニューラルネットワークが使用される。
【００６９】
光学モデルレンズを設計するためには、既知のあらゆる適切な光学式コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）システムを使用することができる。光学式コンピュータ援用設計システムの例としては、Breault Research Organization及びＺＥＭＡＸ（Focus Software, Inc.）からの高度システム解析プログラム（ＡＳＡＰ）が含まれるが、これらに制限されるわけではない。好ましくは、光学式設計は、ＺＥＭＡＸ（Focus Software, Inc.）からの入力と共にBreault Research Organizationからの高度システム解析プログラム（ＡＳＡＰ）を用いて実施されることになる。ＡＳＡＰは、光学モデルレンズの視覚的性能の分析においても使用されることになる。
【００７０】
最適化された光学モデルレンズの設計は、例えば、機械式コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）システムにより、物理的レンズを作るための一組の機械的パラメータセットへと変換され得る。本発明では、既知の任意の機械式ＣＡＤシステムを使用するとこができる。好ましくは、光学式ＣＡＤ又は機械式ＣＡＤのいずれかの受理システムが意図された設計のＮＵＲＢ又はBeizier表面を構築できるようにする翻訳フォーマットを用いて、最適化された光学モデルレンズの設計を光学式ＣＡＤシステム及び機械式ＣＡＤシステムの間で双方向翻訳することができる。翻訳フォーマットの例としては、ＶＤＡ（Verband der Automobilindustrie）及びＩＧＥＳ（Initial Gaphics Exchange Specification）が含まれる。かかる翻訳フォーマットを使用することによって、レンズの全体的表面は、半径方向に非対称な形状をもつレンズの生産を容易にする連続した形状をとり得る。Beizier及びＮＵＲＢ表面は、多数のゾーンを融合させ、分析及び最適化することができるため、老視設計のために特に有利である。より好ましくは、機械式ＣＡＤシステムは、高次表面を精確にかつ数学的に表わす能力をもつ。かかる機械式ＣＡＤシステムの一例としては、Pro/ Engineerがある。
【００７１】
最適化された光学モデルレンズの設計を一組の機械的パラメータセットに変換する場合、一系統群の眼科用レンズのいくつかの共通の特長についてのパラメータをレンズ設計プロセスに取込むことができる。かかるパラメータの例としては、収縮、非光学的エッジゾーン及びその曲率、中心厚み、光学パワーの範囲などが含まれる。
【００７２】
本発明のもう１つの好ましい実施形態は、カスタマイズされた眼科用レンズを設計するためのシステムにおいて：（ａ）個人の眼の収差を複製する計算モデル眼を創出するためのモデル眼設計モジュールであって、該計算モデル眼が、眼の角膜トポグラフィを有するレンズ支持面及び光受容体を表わす六角形の画素格子を含むモデル中心窩及び人間の網膜の曲率をもつモデル網膜を含んで成り、モデル中心窩とレンズ支持面中心の間の距離が人間の眼の視軸長に等しいモデル眼設計モジュール；（ｂ）個人の眼の波面収差を補償するため及び角膜トポグラフィに対応するように光学モデルレンズを設計するための光学式設計モジュール；（ｃ）（１）計算モデル眼で光学モデルレンズの視覚的性能情報を決定する段階、（２）個人の眼の収差の矯正を改善するように前記視覚的性能情報に基づいて光学モデルレンズの設計を修正し、光学モデルレンズの修正された設計の視覚的性能が最適化されるまで段階（１）及び（２）を反復する段階、を含んで成る反復的最適化プロセスを実施するためのレンズ設計用最適化モジュール；及び（ｄ）最適化された光学モデルレンズに基づいて、前記カスタマイズされた眼科用レンズ又は高次収差を矯正する能力をもつ前記眼科用レンズを作製するためのパラメータを収納するＣＡＤ出力ファイルを生成するための機械式設計モジュール、内含するコンピュータシステムを含んで成るシステムにある。
【００７３】
好ましくは、レンズ設計システムは、個人の眼の特徴的データセットを決定するセンサーシステムをさらに含む。より好ましくは、コンピュータシステムはさらに、前記眼科用レンズを生産するため、前記ＣＡＤ出力ファイルをコンピュータ制御可能な製造用装置を制御する制御信号へと変換するための信号モジュールを含んで成る。
【００７４】
本発明のもう１つの好ましい実施形態は、カスタマイズされた眼科用レンズを生産するための方法において、（１）本発明の上述の設計方法に従って眼科用レンズを設計する段階；（２）コンピュータ制御可能な製造用装置を制御する制御信号を生成する段階；及び（３）前記眼科用レンズを生産する段階を含んで成る方法にある。
【００７５】
コンピュータ制御可能な製造用装置は、コンピュータシステムによって制御され得、眼科用レンズを直接生産する能力をもつ装置又は眼科用レンズを生産するための光学的工具である。本発明では、既知のあらゆる適切なコンピュータ制御可能な製造用装置を使用することができる。コンピュータ制御可能な製造用装置の例としては、旋盤、研削及びフライス加工機、成形装置及びレーザーがあるが、これらに制限されるわけではない。好ましくは、コンピュータ制御可能な製造用装置は、４５ｏ圧電カッターを伴う２軸旋盤又は、その全体が本書に参考として内含されているＵＳ−Ａ−６，１２２，９９９においてDurazo及びMorganにより開示された旋盤器具である。
【００７６】
好ましい実施形態においては、段階（２）は、ＣＡＤ出力ファイルをコンピュータ制御信号へと変換することのできるシステムによって実施される。
【００７７】
本発明のもう１つの好ましい実施形態は、カスタマイズされた眼科用レンズ又は高次収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズを製造するためのシステムにおいて、
（１）コンピュータ制御可能な製造用装置；及び
（２）−  個人の眼の収差を複製する計算モデル眼を創出するためのモデル眼設計モジュールであって、該計算モデル眼が、個人の眼の角膜トポグラフィを有するレンズ支持面及び光受容体を表わす画素格子を含むモデル中心窩及び人間の網膜の曲率をもつモデル網膜を含んで成り、モデル中心窩とレンズ支持面の間の距離が人間の眼の視軸長に等しいモデル眼設計モジュール；
−  個人の眼の波面収差を補償するため及び、個人の眼の角膜トポグラフィに対応するように光学モデルレンズを設計するための光学式設計モジュール；
−  （ｉ）計算モデル眼で光学モデルレンズの視覚的性能情報を決定する段階、（ii）眼の収差の矯正を改善するように前記視覚的性能情報に基づいて光学モデルレンズの設計をする段階及び、（iii）光学モデルレンズの修正された設計の視覚的性能が最適化されるまで段階（ｉ）及び（ii）を反復する段階、を含んで成る反復的最適化プロセスを実施するためのレンズ設計用最適化モジュール；
−  最適化された光学モデルレンズに基づいて、前記眼科用レンズを作製するためのパラメータを収納するＣＡＤ出力ファイルを生成するための機械式設計モジュール、
−  前記眼科用レンズを生産するようにコンピュータ制御可能な製造用装置を制御する制御信号へと前記ＣＡＤ出力ファイルを変換するための信号モジュール；及び
−  前記眼科用レンズを生産するようにコンピュータ制御可能な製造用装置を制御するための製造制御モジュール、
をさらに含んで成るコンピュータシステム、を内含するシステムにある。
【００７８】
好ましくは、カスタマイズされた眼科用レンズを製造するためのシステムはさらに、眼の収差及び眼の角膜トポグラフィをコンピュータシステムの制御下で決定できるセンサーシステムを含んで成る。より好ましくは、カスタマイズされた眼科用レンズを製造するためのシステムは、さらに、製造された眼科用レンズを特徴づけするための光学計測システムを含んで成る。
【００７９】
図１は、本発明の好ましい実施形態に従ったカスタマイズされた眼科用レンズの設計及び生産するためのシステムの概略的表示である。本発明のシステム１００は、少なくとも波面収差、角膜トポグラフィ及び視軸長を含む個人の眼１２の特徴的データセットを測定するセンサーシステム１１０を内含する。眼１２の特徴的データセットはコンピュータ１２０に提供される。コンピュータ１２０は、眼（１２）の収差を補償するように光学モデルレンズ及び特徴的データセットに基づいた計算モデル眼を設計する。光学モデルレンズの視覚的性能は、図３又は図４に示されているような計算モデル眼を用いてコンピュータ１２０によって評価される。コンピュータ１２０は、眼科用レンズ１４を設計するためのベースとして用いられる最適化された光学モデルレンズを再度設計し、眼科用レンズ１４のパラメータを収納するＣＡＤ出力ファイルを生成する。コンピュータ１２０は次にＣＡＤ出力ファイルを旋盤１３４用の制御信号へと変換させ、この旋盤が次に、眼１２のあらゆる収差を矯正することになる眼科用レンズ１４用の金型のためのインサート又は眼科用レンズ１４をカットする。適切な旋盤１３４の１例は、４５ｏ圧電カッターでの２軸旋盤である。
【００８０】
レンズ１４が旋盤１３４によってひとたびカットされると、レンズ１２の光学特性は、レンズ１４の計測データを生成する図５に示されているような光学計測システム１３８によって測定され、この計測データは、最適化された光学モデルレンズからの実際のレンズ１４の偏差を決定するための最適化された光学モデルレンズのデジタルモデルと比較される。コンピュータ１２０は、旋盤１３４への制御信号に対する必要な補正を計算し、新しいレンズ１４がカットされる。このプロセスは、実際のレンズ１４が適切な許容誤差内で最適な光学モデルレンズと整合するまで閉ループ内で続行する。
【００８１】
このプロセスは図２でさらに詳細に示されている。波面センサー１１０は、眼１２の光学特性を測定し、コンピュータ１２０内の常駐プログラムであるインタフェース２１２に伝送されるデータを生成する。インタフェース２１２は、眼１２の特徴的データセットを記述する高次多項式関数を生成する。この情報は、光学式コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）モジュール２１８内に供給される。光学式ＣＡＤ設計モジュールの１つの適切な例は、ＺＥＭＡＸからの入力を伴うＡＳＡＰである。
【００８２】
レンズ設計モジュール２１８は、眼１２の特徴的データセットに基づいて生成された計算モデル眼（図３又は図４）を含む光学式分析モジュール２２０によってその視覚的性能が評価される光学モデルレンズを設計するために用いられる。視覚的性能の結果は、最適化された光学モデルレンズを再設計するために、光学式ＣＡＤ設計モジュール２１８にフィードバックされる。光学式分析モジュール２２０は、モデルレンズの高次多項式記述を取込む光線追跡機能を実施する能力をもつ。ＩＧＥＳ（国際グラフィクス交換システム）翻訳モジュール２２２が、光学式分析モジュール２２０からの結果としてのデータを、機械式ＣＡＤモジュール２１４が使用できるフォーマットへと翻訳する。機械式ＣＡＤモジュール２１４の１つの適切な例は、PRO/ ENGINEERである。
【００８３】
機械式ＣＡＤモジュール２１４は同様に、収縮、ベースカーブ、中心厚み及び度数範囲といったようなパラメータに関係するデータを提供するファミリーテーブルセット２２８から及び／又はスタート部分２１６からもデータを受けとる。最小在庫管理単位（ＳＫＵ）データ２２６が、機械式ＣＡＤモジュール２１４に対し、作製中のレンズのタイプを記述するデータを提供し、ＩＧＥＳ／ＤＸＦデータ２２４が、モデルレンズのための製図フォーマットに関する情報を提供する。
【００８４】
機械式ＣＡＤモジュール２１４は、後置プロセッサ及びコンピュータ援用製造（ＣＡＭ）モジュール２３２に送られる設計データを生成する。ＣＡＭモジュール２３２は、旋盤１３４を制御する信号を生成する。レンズ１４は、旋盤１３４により作られ、設計プロセスのその後の反復の中で機械式ＣＡＤモジュール２１４が使用する計測データ２４０を生成する計測システム１３８によって分析される。
【００８５】
図６Ａ〜６Ｃは、本発明の好ましい実施形態に従ったカスタマイズされた眼科用レンズを生産するためのプロセスの流れ図を示している。ステップ６０１では、患者の眼の特徴的データセットがコンピュータシステムに提供される。波面収差及び角膜トポグラフィデータを内含する特徴的データセットはステップ６０２において計算モデル眼を創出するためのベースとして用いられる。ステップ６０３では、老視を矯正する必要性がある場合、コンピュータシステムはステップ６０４で続行し、そうでなければコンピュータシステムはステップ６０５へ進む。ステップ６０４では、瞳孔直径範囲、交番／同時機能、単眼／双眼機能、セグメント設計（例えばゾーンの形状及び数、離散的／累進ゾーン、レンズの追加度数など）及びその個人の年令及び職業因子といったような光学式設計パラメータがコンピュータシステムに提供されるか又はデータベースから検索される。ステップ６０５では、カスタマイズされたコンタクトレンズの後面の特殊な形状が必要とされる場合、コンピュータシステムはステップ６０６で続行し、そうでなければコンピュータシステムはステップ６０７まで進む。ステップ６０６では、カスタマイズされたコンタクトレンズの後面の特殊な形状が設計される。ステップ６０７では、カスタマイズされたコンタクトレンズが乱視に必要とされる方向性機能を必要とする場合、コンピュータシステムはステップ６０８で続行し、そうでなければコンピュータシステムはステップ６０９へと進む。ステップ６０８では、方向性機能がコンピュータシステムにより設計される。既知の適切なあらゆる方向性機能を使用することができる。方向性機能の例としては、レンズ方向性を制御するように変動する厚みプロフィールを使用するプリズムバラスト、レンズ幾何形状の一部分がレンズ方向性の制御のために除去されるファセット表面、まぶたと相互作用することでレンズを方向づけするリッジ機能が含まれるが、これらに制限されるわけではない。ステップ６０９では、前面が設計され、設計されたレンズの視覚的性能は、ステップ６０２で生成された計算モデル眼を用いて、ステップ６１０で評価される。ステップ６１１では、設計されたレンズの視覚的性能が最適化されたならば、コンピュータシステムはステップ６１２で続行し、そうでなければ、コンピュータシステムはステップ６０９まで戻り、ここでレンズの設計は修正される。ステップ６１２では、コンピュータシステムは、カスタマイズされたコンタクトレンズの複数のＳＫＵを含むデータベースを問合せする。ステップ６１３では、最高の整合が位置特定されたならば、カスタマイズされたコンタクトレンズは、納入することが可能になり、そうでなければ、コンピュータシステムはステップ６１４で続行し、ここで新しいレンズＳＫＵが作り出されデータベース内に入力される。ステップ６１５では、コンピュータシステムは光学式設計を機械式設計へと変換し、その後、ステップ６１６でカスタマイズされたコンタクトレンズを生産するためコンピュータ制御可能な製造用装置を制御する制御信号を生成する。
【００８６】
本発明のもう１つの好ましい実施形態は、眼科用レンズを特徴づけするための光学計測システムである。図５は、本発明の好ましい実施形態に従った光学計測システムの概略的表示である。本発明の光学計測システム１３８は、単色点光源５０１及びシミュレートされた中心窩として役立つアパーチャ５１０を含んで成る。光源５０１からの単色光は、アパーチャ５１０を通過し、回折制限されたモデル眼５２０を照射する。１つの好ましい変形実施形態においては、モデル眼５２０は、コンタクトレンズ又は眼内レンズ（ＩＯＬ）のいずれがテスト対象であるかに応じて（１）人間の眼又は個人の眼の全体的屈折力に等しい屈折力をもつか又は（２）人間の角膜又は個人の角膜の屈折力をもつ屈折性コンピュータシステムでありうる。モデル眼５２０の前方表面は、人間の角膜の標準的トポグラフィ又は個人の特定的角膜トポグラフィに対応するためのトポグラフィを有する。コンタクトレンズ１０がモデル眼５２０上に取付けられ、コンタクトレンズ１０とモデル眼５２０の間のシミュレートされた涙液膜を生成する潤滑システム５１５によって潤滑される。コンタクトレンズ１０は、波面センサー５５０によって測定される波面収差を生成する。シミュレートされた中心窩５１０は、手動式手段又は精密動作制御システムを介して焦点ずれがゼロの位置まで光路に沿って移動する能力をもつ。ＩＯＬとモデル眼とモデル中心窩の間に設置することができ、その正確な位置は、ＩＯＬの後面からアパーチャ５１０までの７．６８mmという光学軸距離により定義づけされる。
【００８７】
単色点光源５０１は好ましくはレーザーである。焦点にシミュレートされた中心窩を置くことにより、本発明の計測システムは、回折制限されたモデル眼上に取付けられた眼科用レンズによりひき起こされる波面収差を決定する能力をもつ。個人の眼の波面収差及び計測試験の対象の眼科用レンズの波面収差の間に不一致が存在する場合、それは眼科用レンズの生産における誤差を指摘し、切断用旋盤を制御する制御信号をいかに調整するかの指示を提供することができる。本発明の計測システムに独特な特長の１つは、その部域内の波面センサーの検出に焦点を定めることによってレンズの特定の部域を特徴づけすることができるという点にある。
【００８８】
好ましくは、光学計測システムはさらに、モデル眼と波面センサーの間に位置設定された調整可能なサイズをもつ瞳孔を含んで成る。
【００８９】
より好ましくは、光学計測システムはさらに、モデル眼とＭＥＭの組合せが個人の眼の波面収差を複製するような形でコンピュータシステムにより制御可能なマイクロ電気機械装置（ＭＥＭ）を含んで成る。ＭＥＭは、波面センサーとモデル眼の間の計測システムの光学経路の中にある。眼科用レンズがこのような光学計測システム内に設置されると、あらゆる残留収差が眼科用レンズの質を反映する。本発明では、既知の適切な任意のＭＥＭを使用することができる。ＭＥＭの一例は、プログラミング可能なミラーアレイである。
【００９０】
本発明のもう１つの好ましい実施形態は、以下の段階を含む眼科用レンズの光学計測を特徴づけする方法にある：
（ａ）単色点光源；
（ｂ）前記光源の前の回折制限されたモデル眼であって、後面及び１母集団の平均された角膜トポグラフィをもつ反対側の前面を有するモデル眼；
（ｃ）モデル眼の前面上で涙液膜をシミュレートするための潤滑システム；
（ｄ）人間の中心窩をシミュレートし前記光源と前記モデル眼の間にあるアパーチャであって、前記シミュレートされた中心窩が光路に沿って手動式手段又は精密動作制御システムを介して焦点ずれがゼロの位置まで移動する能力を有している、アパーチャ；及び
（ｅ）前記モデル眼の前の波面センサー、
を含んで成る光学計測システム中に：
（１）眼科用レンズが設置される前に第１の波面収差を決定する段階；
（２）光学計測システム内に前記眼科用レンズを設置する段階；
（３）中に据えつけられた眼科用レンズを有する光学計測システムから導出された第２の波面収差を決定する段階；及び
（４）第２の波面収差から第１の波面収差を差引くことによって第３の波面収差を得る段階であって、第３の波面収差が眼科用レンズによる影響を受けている段階。
【００９１】
光学計測試験を受けるあらゆる眼科用レンズが、その光学式設計に従った程度まで個人の眼の波面収差を補償する波面収差を有するはずである。
【００９２】
眼科用レンズは、コンタクトレンズ又は眼内レンズでありうる。眼科用レンズがコンタクトレンズである場合、コンタクトレンズは、母集団の眼の平均屈折力に等しい屈折力を有するモデル眼上にとりつけられ、コンタクトレンズの後面とモデル眼の前面の間には涙液膜が存在する。
【００９３】
眼科用レンズが有水晶体眼内レンズである場合、有水晶体眼内レンズは、母集団の眼の平均屈折力に等しい屈折力をもつモデル眼上にとりつけられ、有水晶体眼内レンズは、モデル眼とアパーチャの間の位置に置かれる。
【００９４】
眼科用レンズが無水晶体症眼内レンズである場合、モデル眼は、母集団の角膜の平均屈折力に等しい屈折力をもつモデル角膜であり、眼内レンズはモデル眼とアパーチャの間の位置に置かれる。好ましくは、無水晶体症眼内レンズの後面からアパーチャまでの距離は、７．６８mmに等しい。
【００９５】
もう１つの好ましい実施形態においては、本発明は、眼科用レンズの光学計測を特徴づけするための方法において：
（ａ）単色点光源；
（ｂ）前記単色点光源の前の回折制限されたモデル眼であって、かつ人間の角膜の標準的トポグラフィ又は個人の眼の特定的角膜トポグラフィに対応するためのトポグラフィを有するモデル眼；
（ｃ）モデル眼上で涙液膜をシミュレートするための潤滑システム；
（ｄ）前記光源と前記モデル眼の間にあり、光路に沿って手動式手段又は精密動作制御システムを介して焦点ずれがゼロの位置まで移動する能力を有しているシミュレートされた中心窩；
（ｅ）前記モデル眼の前にあり、かつ前記コンタクトレンズにより引き起こされた波面収差を測定する能力をもつ波面センサー；及び
（ｆ）モデル眼と波面センサーの間にあり、矯正する必要のある眼の所望の波面収差を生成するコンピュータ制御可能なＭＥＭ、
を含んで成る光学計測システムの中に：
（１）眼科用レンズが設置される前に第１の波面収差を決定する段階；
（２）光学計測システム内に前記眼科用レンズを設置する段階；
（３）中に据えつけられた眼科用レンズを有する光学計測システムから導出された第２の波面収差を決定する段階；及び
（４）第２の波面収差から第１の波面収差を差引くことによって第３の波面収差を得る段階であって、第３の波面収差が眼科用レンズを伴う眼の矯正不可能な波面収差か又は眼科用レンズによる影響を受けている付加的な望ましくない収差である段階、
を含んで成る方法を提供している。
【００９６】
本発明の上述のレンズ設計及び製造方法及びシステムならびに計測方法及びシステムは、カスタマイズされた眼科用レンズを製造する上で用いることができる。カスタマイズされた眼科用レンズを製造するための方法は、以下の段階を含んで成る。カスタマイズされた眼科用レンズを製造する方法には、次の段階が含まれる：
（１）収差及び角膜トポグラフィを含む特徴データセットを得るため母集団からの各個人の眼を分析する段階；
（２）収差及び角膜トポグラフィの母集団統計をコンパイルする段階；
（３）母集団の複数の公称セグメントの１つを各々が表わす複数の計算モデル眼を該母集団のこの公称セグメントのための平均収差及び平均角膜トポグラフィに基づいて創出する段階；
（４）各々が母集団の複数の公称セグメントのうちの１つの平均角膜トポグラフィに対応し、母集団の対応する公称セグメントの平均収差を矯正する、複数の光学モデルレンズを設計する段階；
（５）複数の計算モデル眼のうちの１つを用いて複数の光学モデルレンズの光学式設計を最適化する段階；
（６）複数の最適化された光学モデルレンズを、各々１つのコンタクトレンズを作るための複数の機械的パラメータセットへと変換する段階；
（７）各各ンタクトレンズのために１つの最小在庫管理単位（ＳＫＵ）を創出する段階；及び
（８）特定のＳＫＵをもつ前記眼科用レンズを製造する段階。
【００９７】
ＳＫＵは、特定的眼科用レンズを識別しこの眼科用レンズを製造するための情報を含む。好ましくはＳＫＵは、１つの母集団の公称セグメントを表わす角膜トポグラフィ及び波面収差を含む。該波面収差及び角膜トポグラフィは、あらゆる形態、好ましくは重みづけされた多項式の形で数量化され得る。より好ましくは、波面収差及び角膜トポグラフィは、１つの同一の形態で数量化される。はるかに好ましくは、波面収差及び角膜トポグラフィはゼルニケ多項式プラススプラインベースの数学的関数で数量化される。ゼルニケ多項式は、少なくとも２次モード、好ましくは少なくとも３次モード、より好ましくは少なくとも５次モードを有することができる。
【００９８】
より好ましくは、ＳＫＵはさらにレンズ材料、収縮、非光学的エッジゾーン及びその曲率、中心厚み、ベベル、フロントベベル及ぶエッジから成るグループの中から選択された少なくとも１つの要素を含んで成る。
【００９９】
インタネットといったような通信網と合わせて、カスタマイズされた眼科用レンズを設計／製造するため及びカスタマイズされた眼科用レンズを製造するための上述の方法及びシステムは、カスタマイズされたレンズの注文及び納入が関与する電子ビジネスの処理を導く。
【０１００】
インタネットは、通信リンクを通して相互接続される多数のコンピュータ及びコンピュータネットワークを含む。相互接続されたコンピュータは、電子メール、ゴーファ及びワールドワイドウェブ（「ＷＷＷ」）といったようなさまざまなサービスを用いて情報を交換する。ＷＷＷサービスは、遠隔クライアントコンピュータシステムに情報の図形的ウェブページをサーバーコンピュータシステム（すなわちウェブサーバー又はウェブサイト）が送ることを可能にする。遠隔クライアントコンピュータシステムは、次にウェブページを表示することができる。ＷＷＷの各資源（例えばコンピュータ又はウェブページ）は、ユニフォームリソースロケータ（「ＵＲＬ」）によって一意的に識別可能である。特定のウェブページを検分するためには、クライアントコンピュータシステムは、要求（例えばハイパーテキストトランスファプロトコル（「ＨＴＴＰ」要求）内でそのウェブページについてのＵＲＬを特定する。この要求は、そのウェブページをサポートするウェブサーバーへと転送される。そのウェブサーバーがこの要求を受信した時点で、それはそのウェブページをクライアントコンピュータシステムへと送る。クライアントコンピュータシステムがそのウェブページを受理した時点で、それは標準的にブラウザを用いてウェブページを表示する。ブラウザとは、ウェブページの要求及びその表示をもたらす特殊用途のアプリケーションプログラムである。
【０１０１】
現在、ウェブページは標準的に、ハイパーテキストマークアップ言語（「ＨＴＭＬ」）を用い.定義づけされる。ＨＴＭＬは、ウェブページをいかに表示すべきかを定義づけする標準的タグセットを提供する。ユーザーがウェブページを表示するようにブラウザに指示した場合、ブラウザは、ウェブページを定義づけするＨＴＭＬ文書をクライアントコンピュータシステムに転送するようにサーバーコンピュータシステムに対し要求を送る。要求されたＨＴＭＬ文書がクライアントコンピュータシステムにより受理された時点で、ブラウザは、ＨＴＭＬ文書により定義づけされたとおりにウェブページを表示する。ＨＴＭＬ文書は、テキスト、図形、制御及びその他の機能の表示を制御するさまざまなタグを収納している。ＨＴＭＬ文書は、そのサーバーコンピュータシステム上又はその他のサーバーコンピュータシステム上で利用可能なその他のウェブページのＵＲＬを含むことができる。
【０１０２】
図７は、本発明の好ましい実施形態を例示するブロック図である。この好ましい実施形態は、ワールドワイドウェブを用いたインタネット上でのカスタマイズされた眼科用レンズの発注方法を提供している。
【０１０３】
図７を参照すると、サーバーシステム７１０は、サーバーエンジン７１１、レンズ設計エンジン７１３、問合せエンジン７１２、計測エンジン７１４（任意）、顧客識別子表７２２、さまざまなウェブページ７２１、患者データベース７３１、眼科医データベース７３２、ＳＫＵデータベース７３３、注文データベース７３４及び在庫データベース７３５を含む。
【０１０４】
サーバーエンジン７１１は、ＵＲＬにより識別されたウェブページにアクセスするようＨＴＴＰ要求を受信し、さまざまなクライアントシステムにウェブページを提供する。サーバーエンジンは同様に、クライアントコンピュータシステムがまず最初にサーバーシステムと相互作用するときに一度、クライアントコンピュータシステムに対し１つの顧客識別子を割当ててそれを送る。その後ずっと、クライアントコンピュータシステムは、サーバーシステムがメッセージのソースを識別できるように、サーバーシステムに送られる全てのメッセージと共にその顧客識別子を含み入れる。
【０１０５】
レンズ設計エンジン７１３は、カスタマイズされた眼科用レンズを設計するために上述の方法を実行するコンピュータプログラムである。レンズ設計エンジンは個人の眼の波面収差及び角膜トポグラフィに基づいて一対の眼科用レンズを設計し、角膜トポグラフィに対応し収差を矯正するために最適化された眼科用レンズ対についての物理的及び光学的パラメータセットを生成する。かかる物理的及び光学的パラメータセットは、新しいカスタマイズされたレンズ対を生産するために使用することもできるし、又ＳＫＵデータベースに対するサーチを行なうためのコンピュータプログラムである問合せエンジン７１２によっても利用され得る。問合せエンジンは、各々その眼の角膜トポグラフィに適切に対応できかつその眼の収差を適切に矯正できるＳＫＵのリストを両眼各々について発見するため１つのアルゴリズムを用いる。相応する眼の角膜トポグラフィに対する各レンズの適合性及び特定のＳＫＵでの到達可能な視力といったようなレンズ情報を伴うＳＫＵのこのようなリスト。好ましくは、相対する眼の角膜トポグラフィに対する各レンズの適合性は、対話型３次元図形表現としてクライアントコンピュータシステム内で表示され、特定のＳＫＵでの到達可能な視力は、例えばシミュレートされた網膜画質といった図形表現として同じコンピュータシステム内で表現される。
【０１０６】
本書で使用されている「コンタクトレンズが、眼の収差を適切に矯正できる」という文言は、そのレンズが、少なくとも眼科医により処方される通りの程度で眼の収差を矯正できるということを意味している。
【０１０７】
計測エンジン７１４は、レンズ設計エンジン７１３によって作り出される計算モデル眼を用いてＳＫＵ識別子により識別される眼科用レンズの光学計測を特徴づけすることのできるコンピュータプログラムである。計測エンジンは、その眼科用レンズの視覚的性能を決定しかつその眼科用レンズを備えた眼の視力を推定する。
【０１０８】
患者データベース７３１は、さまざまな患者又は潜在的患者についての患者名、請求書作成情報及び発送情報といったような患者特定的注文情報を収納している。
【０１０９】
眼科医データベース７３２は、さまざまな患者又は潜在的患者についての、眼科医が担当する患者の名前、眼科医の住所及び連絡先情報といったような眼科医特定的注文情報を収納する。
【０１１０】
ＳＫＵデータベース７３３は、これまでに生産された及び生産することのできるさまざまな眼科用レンズのＳＫＵの内容説明及び識別子を収納している。
【０１１１】
注文データベース７３４は、患者又は眼科医にまだ発送されていない各注文についてのエントリを収納する。
【０１１２】
在庫データベース７３５は、現在在庫にある眼科用レンズのＳＫＵ識別子を収納している。
【０１１３】
顧客識別子表７２２は、１つのクライアントコンピュータシステムと最後に結びつけられた患者又は眼科医に対する、そのコンピュータシステムを一意的に識別する包括的に一意的な識別子である各顧客識別子からのマッピングを収納している。
【０１１４】
クライアントコンピュータシステム７４０は、ブラウザ７４１、割当てられた顧客識別子７４５、及び入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースデバイス７４２を含んで成る。顧客識別子は、「クッキー」と呼ばれるファイルの中に記憶されている。入力デバイスは、人間のオペレータから入力（例えばデータ、指令など）を受けとり、通信媒体を介してかかる入力をクライアントコンピュータシステム７４０に転送する。本発明では、キーボード、位置決め装置（マウス、ローラーボール、トラックボール、ライトペンなど）、タッチスクリーンなどといった適切な入力デバイスを使用することができる。ユーザー入力は同様に記憶され、その後適宜データ／指令ファイルから検索可能である。出力デバイスが、人間のオペレータに対し情報を出力する。クライアントコンピュータシステムはかかる情報を、通信媒体を介して出力デバイスに転送する。本発明では、モニター、プリンタ、フロッピーディスクドライブ、テキスト音声合成器などといったような、周知の適切な出力デバイスを用いることができる。より好ましい実施形態においては、個人の眼の少なくとも波面収差、好ましくは少なくとも波面収差と角膜トポグラフィを測定できるセンサーシステムが、通信媒体を介してクライアントコンピュータシステムに接続されている。
【０１１５】
クライアントコンピュータシステムは、サーバーシステムと相互作用できるハードウェア及びソフトウェアの任意の組合せを含むことができる。一例としては、テレビジョンベースのシステムを含むクライアントコンピュータシステムがある。
【０１１６】
一対のカスタマイズされたレンズを注文するための本発明の方法が、インタネット以外のさまざまな環境において実現できるものであることがわかるだろう。インタネット以外の環境例としては、電子メール環境、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク及び２地点間ダイヤル呼出し接続があるが、これらに制限されるわけではない。
【０１１７】
本発明のレンズ発注システム及び発明の方法に付随する利点がいくつか存在する。１つの利点は、個人の眼の視覚条件の測定が迅速かつ精確であるという点にある。もう１つの利点は、患者が、自らに望ましい視力と装用快適性を与えてくれる眼科用レンズ対を選ぶ選択肢をもつことになるという点にある。本発明のレンズを注文システム及び方法では、ショッピングモールといったような公共の場所に検眼／発注ステーションを据えつけることが可能でありうる。患者は自らの眼を検査してもらい眼科用レンズ対を注文することができる。
【０１１８】
本発明のもう１つの好ましい実施形態は、個人の眼を検査し一対のカスタマイズされたコンタクトレンズを注文するためのシステムにおいて：
（１）患者の第１及び第２の眼の波面収差及び角膜トポグラフィデータを含む特徴的データセットを決定し、通信媒体を通してクライアントコンピュータシステムに接続されているセンサーシステム；
（２）（ｉ）サーバーシステムに接続するために患者及び／又は眼科医が使用しているクライアントコンピュータシステムを識別する顧客識別子；
（ii）両方の眼の収差を矯正する能力をもつ一対のコンタクトレンズを探索するためにサーバーシステムに対し第１の要求を送るため（なおここで第１の要求は、サーバーシステムがＳＫＵの第１のリスト及び第２のリストに関連するレンズ情報をコンパイルし供給できるように第１及び第２の眼の特徴的データセットを内含し、ＳＫＵの第１のリストの各々が第１の眼の角膜トポグラフィに適切に対応する後面を有し、第１の眼の収差を適切に矯正でき、ＳＫＵの第２のリストの各々は、第２の眼の角膜トポグラフィに適切に対応する後面を有し第２の眼の収差に適切に対応できる）及び（ｂ）レンズ情報を受理するための送受信手段；
（iii）患者が一対のカスタマイズされたレンズを選択するのを助けるレンズ情報を表示するための表示手段；及び
（iv）第１のＳＫＵ識別子及び第２のＳＫＵ識別子により識別されるＳＫＵ対又はカスタマイズされたコンタクトレンズの新しい対を選択し、かつ、サーバーシステムがその注文を補完又は履行するために付加的な情報の位置を特定できるように顧客識別子と共にＳＫＵ対又はカスタマイズされたコンタクトレンズの新しい対を注文するようにサーバーシステムに対して第２の要求を送るための選択手段；
を含むクライアントコンピュータシステム、
を含んで成るシステムである。
【０１１９】
好ましくは、眼の特徴的データセットはさらに、視軸長を含む。より好ましくは、眼の特徴的データセットは、さまざまな瞳孔サイズで決定される。
【０１２０】
好ましくは、レンズ情報には、相応する眼の角膜トポグラフィに対する各レンズの適合性及び特定のＳＫＵでの到達可能な視力が含まれる。相応する眼の角膜トポグラフィに対する各レンズの適合性は、好ましくは、対話型３次元図形表現としてクライアントコンピュータシステム内で表示される。特定のＳＫＵでの到達可能な視力は、図形表現、より好ましくはシミュレートされた網膜画質を表わす図形として同じコンピュータシステム内で表示される。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の好ましい実施形態に従って高次収差を矯正する能力を持つ眼科用レンズの設計及び製造システムの概略的表現である。
【図２】本発明の好ましい実施形態に従って高次収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズの設計及び製造方法を概略的に示す。
【図３】本発明の好ましい実施形態に従った縮小計算モデル眼を概略的に示す。
【図４】本発明の好ましい実施形態に従った解剖学的計算モデル眼を概略的に示す。
【図５】本発明の好ましい実施形態に従った計測システムを概略的に示す。
【図６Ａ】本発明の好ましい実施形態に従って高次収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズの設計及び製造用プロセスを描いた流れ図を示す。
【図６Ｂ】本発明の好ましい実施形態に従って高次収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズの設計及び製造用プロセスを描いた流れ図を示す。
【図６Ｃ】本発明の好ましい実施形態に従って高次収差を矯正する能力をもつ眼科用レンズの設計及び製造用プロセスを描いた流れ図を示す。
【図７】本発明の好ましい実施形態に従った一対のカスタマイズされた眼科用レンズを購入するために注文を行うためのシステム及び方法を概略的に描いたブロック図である。