(57)【要約】  非軸対称の厚さの変化によって関連する前面および後面を有するプリズムバラスト型トーリックレンズなどのコンタクトレンズは、３次収差、特に垂直コマ収差を示しうる。非球面変更などの波面変更子が、非軸対称の厚さの変化に関連付けられる波面収差を少なくとも部分的に補償するために、レンズに組み込まれる。変更の大きさは、全個体群の目的に基づき、レンズの残っている波面収差に関する目標値を設定するように調整されることができる。
2009518692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクトレンズの製作方法であって、
球面補正またはシリンドリカル補正を行うために、光軸に沿って整列される前面および後面を有するコンタクトレンズ本体を形成するステップと、
光軸を中心として前記コンタクトレンズ本体を向けるための指向特徴部を組み込むために、非軸対称の厚さの変化によって前面および後面を関連付けるステップと、
前記指向特徴部の非軸対称の厚さの変化に関連付けられる光学欠陥を識別するステップと、
前記非軸対称の厚さの変化に関連付けられる前記光学欠陥を少なくとも部分的に補償する波面変更子として、前記前面および後面の少なくとも一方を適応させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記識別ステップは、厚さの変化に関連付けられる非軸対称波面収差として前記光学欠陥を識別するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記識別ステップは、厚さの変化に関連付けられるコマ収差を識別するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記適応ステップは、厚さの変化に関連付けられる前記コマ収差を少なくとも部分的に補償するために、前記波面変更子を配置するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記識別ステップは、３次波面収差を含むものとして前記光学欠陥を識別するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記適応ステップは、前記３次波面収差を少なくとも部分的に補償するために前記波面変更子を配置するステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記適応ステップは、前記コンタクトレンズ本体の前面に前記波面変更子を組み込むステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記厚さの変化は、前記球面補正またはシリンドリカル補正との組み合わせにおいて、複数のより高次の収差を生成し、前記識別ステップおよび適応ステップは、欠陥として前記より高次の収差を識別して、該より高次の収差を少なくとも部分的に補償するために前記波面変更子を配置するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 
【請求項９】
コンタクトレンズの製作方法であって、
光軸を中心にしてコンタクトレンズ本体を向けるために、非軸対称の厚さの変化を有するコンタクトレンズ本体を形成するステップと、
非軸対称の厚さの変化に関連付けられる光学収差を識別するステップと、
前記厚さの変化に関連付けられる識別された前記光学収差を少なくとも部分的に補償するために、前記コンタクトレンズ本体の光学特性を変更するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記識別ステップは、前記光軸に沿って前記レンズ本体による透過によって示される垂直コマ収差として前記光学収差を識別するステップを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。 
【請求項１１】
前記変更ステップは、前記厚さの変化に関連付けられる前記垂直コマ収差を少なくとも部分的に補償するために、前記コンタクトレンズ本体の光学特性を変更するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。 
【請求項１２】
前記識別ステップは、３次波面収差を含むものとして前記光学収差を識別するステップを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記変更ステップは、前記３次波面収差を少なくとも部分的に補償するために、前記コンタクトレンズ本体の光学特性を変更するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記形成ステップは、前記レンズ本体の前面および後面を形成するステップを含み、前記変更ステップは、前記厚さの変化に関連付けられる識別された前記光学収差を少なくとも部分的に補償するために、前記前面および後面の少なくとも一方を変更するステップを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記変更ステップは、前記識別された光学収差を少なくとも部分的に補償するために、前記レンズ本体の屈折率における変化を組み込むステップを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記屈折率における変化は、屈折率における非軸対称の変化であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。 
【請求項１７】
コンタクトレンズのバッチであって、
球面補正またはシリンドリカル補正を行うために、光軸に沿って整列される前面および後面を有する複数のレンズ本体と、
光軸を中心として前記コンタクトレンズ本体を向けるために、非軸対称の厚さの変化によって関連付けられる前面および後面と、
前記レンズ本体の中で残っている波面収差のために共通の目標値に前記非軸対称の厚さの変化を関連付ける波面収差を少なくとも部分的に補償する、該レンズ本体の前面および後面の少なくとも一方に組み込まれる波面変更子と、
を備えることを特徴とするバッチ。
【請求項１８】
前記非軸対称の厚さの変化に関連付けられる波面収差は、３次波面収差を含み、前記レンズ本体の中の共通の対象値は、前記３次波面収差の所定の量であることを特徴とする請求項１７に記載のバッチ。 
【請求項１９】
前記レンズ本体の中の共通の対象値の所定の量は、前記３次波面収差の実質的にゼロ量であることを特徴とする請求項１８に記載のバッチ。
【請求項２０】
前記レンズ本体の中の共通の対象値は、個体群によって示される類似の３次収差のための目標補償を提供するために、該個体群の研究に基づいた量であることを特徴とする請求項１８に記載のバッチ。
【請求項２１】
前記波面収差はコマ収差であり、前記共通の目標値はコマ収差の所定の量であることを特徴とする請求項１８に記載のバッチ。
【請求項２２】
前記波面変更子は、前記厚さの変化に関連付けられる前記波面収差を少なくとも部分的に補償する非軸対称の面形態として前記前面および後面の少なくとも一方に組み込まれることを特徴とする請求項１７に記載のバッチ。 
【請求項２３】
複数のコンタクトレンズであって、
それぞれが、コンタクトレンズ本体による波面伝搬に対して３次波面収差を寄与する構造的特徴を組み込む複数のコンタクトレンズ本体と、
相補的な３次波面収差に寄与し、その結果、構造的特徴によって構成される３次波面収差と組み合わせて、任意の残余３次波面収差が、前記コンタクトレンズ本体の中で実質的に同一であるようにする該コンタクトレンズ本体のそれぞれに組み込まれる波面変更子と、
を備えることを特徴とするコンタクトレンズ。
【請求項２４】
前記レンズ本体に組み込まれる構造的特徴は、異なる量の３次波面収差に寄与するが、残余３次波面収差の量は依然として実質的に同量であることを特徴とする請求項２３に記載のコンタクトレンズ。
【請求項２５】
前記レンズ本体の少なくとも一部は、異なる量の光学パワーを示すが、残余３次波面収差と実質的に同量であることを特徴とする請求項２３に記載のコンタクトレンズ。
【請求項２６】
前記残余３次波面収差が実質的にないことを特徴とする請求項２３に記載のコンタクトレンズ。
【請求項２７】
前記波面変更子は、異なる量のコマ収差に寄与することを特徴とする請求項２３に記載のコンタクトレンズ。 
【請求項２８】
前記構造的特徴は、着用者の眼に前記コンタクトレンズ本体を向けるために設けられることを特徴とする請求項２３に記載のコンタクトレンズ。 
【請求項２９】
前記レンズ本体は、着用者の眼に前記レンズ本体を向けるためのプリズムバラストであり、前記波面変更子は、該プリズムバラストに関連付けられる光学収差を少なくとも部分的に補償することを特徴とする請求項２８に記載のコンタクトレンズ。 
【請求項３０】
前記波面変更子は、着用者の眼の光軸に対して非軸対称の収差に寄与することを特徴とする請求項２９に記載のコンタクトレンズ。
【請求項３１】
前記波面変更子は、前記プリズムバラストに関連付けられる垂直コマ収差を補償することを特徴とする請求項３０に記載のコンタクトレンズ。 
【請求項３２】
前記レンズ本体は前面および後面を含み、前記波面変更子は該前面および後面の一方に形成されることを特徴とする請求項２９に記載のコンタクトレンズ。 
【請求項３３】
前記波面変更子は、前記前面に形成されることを特徴とする請求項３２に記載のコンタクトレンズ。 
【請求項３４】
前記波面変更子は、複数のより高次の収差に寄与することを特徴とする請求項２９に記載のコンタクトレンズ。 
【請求項３５】
前記波面変更子によって寄与されるより前記高次の収差の少なくとも１つは、コマ収差であることを特徴とする請求項３４に記載のコンタクトレンズ。 
【請求項３６】
一連の眼の医用光学素子であって、
生物学的組織と接触するように適合される本体を有する複数の集束光学素子と、
レンズ本体の光学的透過に影響を及ぼす集束光学素子本体の非軸対称の構造的特徴と、
前記集束光学素子本体の光学的透過にさらに影響を及ぼす波面変更子と、
を備え、
前記波面変更子は、前記集束光学素子本体の結像性能に対する類似の改善を行う３次収差を示すことを特徴とする光学素子。
【請求項３７】
前記非軸対称の構造的特徴は３次収差に寄与し、前記波面変更子は、指向性特徴の３次収差を少なくとも部分的に補償することを特徴とする請求項３６に記載の光学素子。 
【請求項３８】
前記波面変更子は、結像性能を改善するために複数の３次収差または他のより高次の収差を補償すること特徴とする請求項３７に記載の光学素子。
【請求項３９】
前記波面変更子は、コマ収差および球面収差の両方に関する補正を提供することを特徴とする請求項３８に記載の光学素子。 
【請求項４０】
前記集束光学素子本体は前面および後面を備え、前記波面変更子は該前面および後面の一方に形成されることを特徴とする請求項３６に記載の光学素子。
【請求項４１】
前記波面変更子は、非軸対称の面として少なくとも部分的に形成されることを特徴とする請求項４０に記載の光学素子。
【請求項４２】
前記波面変更子は、前記集束光学素子本体における屈折率の変化によって少なくとも部分的に形成されることを特徴とする請求項３６に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリズムバラスト調整などの非軸対称の構造的特徴を組み込んだコンタクトレンズおよび他の眼の医用デバイスと、関連する光学収差を補償するそのようなレンズおよびデバイスの光学修正に関する。
【背景技術】
【０００２】
老眼および非点収差などの状態に関する光学補正は、光学視野軸を中心にした特定の角度配向に言及される。老眼に処置を施すための積み重ねられた焦点セグメントは、共通の垂直軸に沿って離隔される異なるパワーを有する。非点収差に処置を施すための円柱状光学補正は、共通の円柱軸に対して向けられる２つの直交方向において光学パワーを区別する。所望の光学補正を達成するために、老眼補正の垂直軸および非点収差補正の円柱軸は、光学視野軸を中心にして意図したとおりに角度方向に向けられなければならない。そのような補正を行うためのコンタクトレンズは一般に、着用者の目に装着されている間、光学視野軸を中心にしてレンズの好ましい角度配向を維持するために数種のバラストを組み込む。
【０００３】
バラストを提供するために、レンズの１つまたは複数の部分は、レンズの他の部分より厚いか、または薄く構成されることができる。たとえば、レンズの上部分から下部分まで垂直軸に沿って増大する厚さの変化（すなわち、下部分が上部分より厚い）を達成するために、前面は、レンズの後面に対して下方に偏心されることができる。
【０００４】
いわゆる「トーリックコンタクトレンズ」は、非点収差に関連する屈折異常を補正する円環状のオプティカルゾーンを含む。そのようなレンズの処方は通常、２次シリンドリカル補正と、バラストの配向軸から円柱軸の角度ずれを指定する回転角度との両方と共に、パワーと呼ばれる２次球面補正を指示する。トーリックコンタクトレンズの処方は通常、０°〜１８０°の範囲で、５°または１０°の増分における角度ずれを指定する。
【０００５】
多焦点コンタクトレンズは、レンズの異なる焦点合わせ部分が特定の方向に重ねられている場合には、類似のバラスト調整を必要とする可能性がある。たとえば、２重焦点コンタクトレンズまたは累進多焦点コンタクトレンズは、レンズの上部分とした部分との間でレンズの垂直軸に沿って変化する焦点合わせパワーを有することができ、着用者の眼に所望の垂直配向を維持するために、いくつかの形態のバラスト調整を必要とする可能性がある。この目的のために、同一の垂直軸に沿ってレンズの厚さが累進的に変化するバラスト調整を用いることができる。指向性レンズの異なる焦点合わせ部分は、非点収差の別個の補正を含むことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レンズの垂直軸に沿った厚さにおける累進的な変化は、焦点位置におけるわずかなシフトを生じるオプティカルゾーンによっていわゆる「プリズム」効果を示す傾向がある。光学的効果として、シフトが小さく、通常は、着用者の裸眼によって容易に適合されることができる。しかし、焦点位置におけるわずかなシフトに加えて、指向性の厚さの変化もまた、より高次の収差、特に３次効果である垂直コマ収差を生成する傾向がある。そのようなより高次の収差は、特により低い光条件下で結像性能を低下させる可能性がある。一般に、より高次の収差は、瞳サイズと共に重要性を増す傾向がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、１つまたは複数のその好ましい実施形態において、プリズムバラストなどのコンタクトレンズにおける指向性の厚さの変化または、波面収差に寄与するコンタクトレンズの他の非軸対称の構造的特徴を補償する。波面変更子は、非軸対称の構造的特徴に関連する波面収差を少なくとも部分的に補償するために、レンズに組み込まれることができる。補償量は、１つまたは複数の全体的な目標に基づくことが好ましい。たとえば、３次波面変更は、レンズの正味ゼロの３次波面収差を対象とする非対称の構造的特徴の関連する３次光学的効果を相殺するために、コンタクトレンズに組み込まれることができる。あるいは、全個体群の視覚特性に影響を及ぼすものとして、そのような目的のために、レンズの正味非ゼロの３次波面収差を対象とする、異なる大きさの３次波面変更が組み込まれることができる。種々の識別された個体群からの統計データは、レンズの残余波面収差のための全体的な対象化の選択を知らせるために用いられることができるが、構造的に補償する波面変更は、個別のコンタクトレンズ着用者の裸眼によって示される任意のより高次の収差に関係なく、処方の範囲を満たすコンタクトレンズに組み込まれることができる。
【０００８】
したがって、本発明によって考えられる改善したコンタクトレンズは、個別のコンタクトレンズ着用者の３次元視覚性能を測定することなく、非軸対称の構造的特徴を少なくとも部分的に補償する３次波面変更を組み込むことができる。波面変更は、非軸対称の構造的特徴の不都合な光学的効果を除去することが好ましい。しかし、より高次の補正はまた、定義可能な個体群によって示される統計的に著しいより高次の収差を補償するなどのより高次の効果のための全個体群の目的を対象とすることができる。光学的処方データ、眼の適合性データ、年齢、性別または病歴をはじめとする特性の１つまたは複数の組み合わせが、そのような群を定義することができる。
【０００９】
コンタクトレンズの製作方法としての本発明の１つの変型は、球面補正またはシリンドリカル補正を行うために、光軸に沿って整列される前面および後面を有するコンタクトレンズ本体を形成することを含む。前面および後面は、光軸を中心として非軸対称の厚さの変化によって関連付けられ、光軸を中心としてコンタクトレンズ本体を向けるための指向特徴を組み込む。非軸対称の厚さの変化に関連付けられる１つまたは複数の光学欠陥が、識別される。前面および後面の少なくとも一方は、非軸対称の厚さの変化に関連付けられる光学欠陥を少なくとも部分的に補償する波面変更子として作製される。
【００１０】
光学欠陥は、厚さの変化に関連付けられる非軸対称波面収差として識別されることが好ましい。一般に、関連付けられる光学欠陥は、３次波面収差を含む。たとえば、垂直コマ収差などの１つの形態のコマ収差は、厚さの変化に関連付けられることができる。波面変更子は、厚さの変化に関連付けられる垂直コマ収差を少なくとも部分的に補償するために配置されることが好ましい。配置は、コンタクトレンズ本体の前面に波面変更子を組み込むことを含むことができる。さらに、厚さの変化は、球面補正またはシリンドリカル補正と組み合わせて、複数の他のより高次の収差を生成する可能性があり、波面変更子はまた、他のより高次の収差を少なくとも部分的に補償するために配置されることができる。
【００１１】
コンタクトレンズの製作方法としての本発明の別の変型は、光軸を中心にしてコンタクトレンズ本体を向けるために非軸対称の厚さの変化を伴うコンタクトレンズ本体を形成することを含む。非軸対称の厚さの変化に関連付けられる光学収差は、識別され、コンタクトレンズ本体の光学特性は、厚さの変化に関連付けられる識別された光学収差を少なくとも部分的に補償するために、変更される。
【００１２】
光学収差は、光軸に沿ってレンズ本体による透過によって示される垂直コマ収差などの３次波面収差として識別されることができる。コンタクトレンズ本体の光学特性は、３次波面収差を少なくとも部分的に補償するために変更される。たとえば、レンズ本体は好ましくは、前面および後面を含み、前面および後面の少なくとも一方は、厚さの変化に関連付けられる識別された光学欠陥を少なくとも部分的に補償するために変更されることができる。前面および後面を整形することの別法または追加として、屈折率における変化が、識別された光学収差を少なくとも部分的に補償するために、レンズ本体に組み込まれることができる。屈折率における変化は、屈折率における非軸対称の変化であることが好ましい。
【００１３】
コンタクトレンズのバッチとしての本発明の別の変型は、球面補正またはシリンドリカル補正を行うために、光軸に沿って整列される前面および後面を有する複数のレンズ本体を含む。前面および後面は、光軸を中心としてコンタクトレンズ本体を向けるために非軸対称の厚さの変化によって関連付けられる。レンズ本体の前面および後面の少なくとも一方に組み込まれる波面変更子は、レンズ本体の中で依然としてある任意の波面収差に関する共通の値を対象とすることによって、非軸対称の厚さの変化に関連付けられる波面収差を少なくとも部分的に補償する。
【００１４】
波面収差は、３次波面収差を含むことができ、レンズ本体の中の共通の対象値は、３次波面収差の所定の量である。レンズ本体の中の共通の対象値の所定の量は、３次波面収差のゼロ量であってもよい。あるいは、レンズ本体の中の共通の対象値は、個体群によって示される類似の３次収差を補償するために、個体群の研究に基づく量であってもよい。波面収差は、コマ収差であってもよく、共通の対象値は、コマ収差の所定の量であってもよい。波面変更子は、厚さの変化に関連付けられる波面収差を少なくとも部分的に補償する非軸対称の面の形態として前面および後面の少なくとも一方に組み込まれる。
【００１５】
複数のコンタクトレンズとしての本発明の別の変型は、それぞれが、コンタクトレンズ本体を介した波面伝搬に対する３次波面収差に寄与する構造的特徴を組み込む複数のコンタクトレンズ本体を含む。コンタクトレンズ本体のそれぞれに組み込まれる波面変更子は、相補的な３次波面収差に寄与し、その結果、構造的特徴によって構成される３次波面収差と組み合わせて、任意の残余３次波面収差が、レンズ本体の中で実質的に同一であるようにする。
【００１６】
レンズ本体に組み込まれる構造的特徴は、３次波面収差の異なる量に寄与する可能性があるが、残余３次波面収差の量は依然として実質的に同一であることが好ましい。レンズ本体の少なくとも一部は異なる量の光学パワーを示すことが好ましいが、残余３次波面収差と実質的に同量であることもまた好ましい。残余３次波面収差が、実質的にないことができる
構造的特徴は、着用者の眼の上でコンタクトレンズ本体を方位付けするために設けられることができる。たとえば、レンズ本体は、着用者の眼の上でレンズ本体を方位付けするためにプリズムバラスト調整が行われてもよく、波面変更子は、プリズムバラストに関連付けられる光学収差を少なくとも部分的に補償する。たとえば、波面変更子は、着用者の眼の光軸に対して非軸対称の収差に寄与する可能性がある。特に、波面変更子は、プリズムバラストに関連付けられる垂直コマ収差を補償することができる。波面変更子は、レンズ本体の前面または後面に形成されることができ、好ましくは前面に形成される。
【００１７】
一連の眼の医用光学素子としての本発明の別の変型は、生物学的組織と接触するように適合される本体と、レンズ本体の光学的透過に影響を及ぼす集束光学素子本体の非軸対称の構造的特徴と、を含む。波面変更子はさらに、集束光学素子本体の光学的透過に影響を及ぼす。波面変更子は、集束光学素子本体の結像性能に対する類似の改善を行う３次収差を示す。
【００１８】
非軸対称の構造的特徴は、３次収差に寄与する可能性があり、波面変更子は、指向性特徴の３次収差を少なくとも部分的に補償する。波面変更子はまた、結像性能を改善するために複数の他のより高次の収差を補償することが好ましい。たとえば、波面変更子は、コマ収差および球面収差の両方に関する補正を提供することができる。好ましくは、波面変更子は、非軸対称の面の変化として前面および後面の一方に形成される。しかし、波面変更子はまた、集束光学素子本体における屈折率の変化によって、少なくとも部分的に形成されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
多焦点コンタクトレンズおよびトーリックコンタクトレンズは、設計に応じて機能するために、関連付けられる角度配向を必要とするコンタクトレンズのタイプに含まれる。そのような角度に敏感なコンタクトレンズは通常、着用者の眼にレンズの特定の配向を与えるために、数種のバラストを有するように形成される。バラストは、レンズの無色の（ｎｅｕｔｒａｌ）角度配向を設定し、非点収差に適合させるための円柱軸の角度配向などの角度に敏感な処方が、この無色の配向に対して言及される。
【００２０】
通常、レンズは、いわゆるバラスト軸に沿って厚さの変化を有するように構成され、レンズの無色の配向を設定する。図１および図２に示されているように、一般的なトーリックレンズ１０の厚さの変化は、後レンズ面１４に対して前レンズ面１２を比較的垂直方向にずらすことによって達成されることができる。このずれは、前レンズ面１２の中心領域１６および後レンズ面１４の中心領域１８のほか、それらの対応する周辺領域２０および２２に影響を及ぼし、レンズ本体２４の指向性の厚さの変化を結果として生じる。そのようなトーリックコンタクトレンズに関するさらなる詳細は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，１１３，２３６号明細書で与えられ、本願明細書に参照によって援用されるものとする。
【００２１】
図３のグラフは、所期のバラスト軸２６と整列されたレンズの垂直軸によって切り取った一般的な厚さの変化を示している。厚さの輪郭は、球面補正およびシリンドリカル補正などをはじめとするさらなる因子によって影響されるが厚さの輪郭は、レンズ１０の上部分から下部分への方向において累進的に増大する傾向がある。累進的な厚さの変化は、レンズの所期のオプティカルゾーンによって広がり、大部分は光学プリズム効果としてレンズを介した光の伝搬に影響を及ぼす。この光学プリズム効果は、垂直プリズムに関する１次のゼルニケの多項式の項（すなわち、Ｚ１−１）として測定されることができる。関連付けられる角度の像の変位は、比較的小さく、着用者の裸眼によって容易に適合される。
【００２２】
しかし、厚さの変化はまた、より高次の収差、特に垂直コマ収差などの３次収差（すなわち、ゼルニケの項Ｚ３−１）として光学的に表されることが分かっている。従来のバラスト調整に帰因する垂直コマ収差の大きさは、６．０ｍｍのオプティカルゾーンにわたって、約０．１ミクロン〜０．３ミクロンの範囲にあると予測されている。図４Ａおよび図４Ｂは、５分角の角度に内在する文字「Ｅ」の回折限界シミュレート画像を、６．０ｍｍの瞳によって垂直コマ収差０．１ミクロンを示す文字「Ｅ」の回折限界シミュレート画像と対照している。文字「Ｅ」の画質は、垂直コマ収差によって低減されている。
【００２３】
０°の軸で−３．００ジオプトリの球面および−１．５ジオプトリの円柱の処方による１つの従来のトーリックレンズは、６ｍｍのオプティカルゾーンにわたって、０．１８４ミクロンの垂直コマ収差を示す。従来のトーリックレンズの垂直コマ収差に関連付けられる結像性能における低下は、図５のグラフにおいて明白であり、光学伝達関数の絶対値は、より低い空間周波数における理想的なレンズに対して著しく低減される。
【００２４】
垂直コマ収差に関連付けられる光学性能の実証可能な劣化にもかかわらず、視力における垂直コマ収差の影響は、あまり明白ではない。従来の視力検査は、垂直コマ収差の小量の影響を測定するために、適切な解像度に欠けている可能性がある増分スケールに基づいている。レンズまたは着用者の裸眼における他のより高次の収差はまた、１つのより高次の項の中の差を隠す可能性がある。にもかかわらず、プリズムバラストなどの非軸対称の構造的特徴に関連付けられる結果的な３次収差または他のより高次の収差を制御することは、固有のエラーを低減し、結像性能を改善する。このことはいずれも、そのような矯正レンズの性能を最適化するためには重要である。
【００２５】
プリズムバラストに関連付けられる測定または他の方法で計算された垂直コマ収差を制御するために、コンタクトレンズ１０の前面１２または後面１４の少なくとも一方は、非軸対称の非球面として形成される。好ましくは、非球面はフィット性に対する影響を削減するために、前面１２に形成される。前面のレンズの下がり（ｓａｇ）関数は、以下の式によって与えられる。
【数１】
2009518692.tif 000003
【００２６】
式中、Ｒは、ミリメートル単位の表面の頂点の半径であり、Ｋは、表面の円錐定数であり、単位はなく、Ｘはミリメートル単位の半径方向の位置であり、Ｚ３−１は、ミリメートル単位の垂直コマ収差に関するゼルニケ係数であり、ＮＲは、ゼルニケ係数に関する正規化半径であり、Ｑは単位の方位角の位置である。
【００２７】
垂直コマ収差に関するゼルニケ係数Ｚ３−１は、プリズムバラストによって誘発される垂直コマ収差を補償するように選択されることができ、補償レンズの正味の垂直コマ収差は、レンズに関する全体的な目標値に応じて、ゼロまたは非ゼロのいずれかである。結合効果により、レンズから垂直コマ収差を除去することができるように、ゼロの目標値は、垂直コマ収差に関して測定または他の方法で計算された値を相殺するために、非球面補正を必要とする。非ゼロの目標値は、全個体群の収差または他の使用状態を相殺するために同符号または異符号の垂直コマ収差の所望の量を残す。
【００２８】
垂直コマ収差に関するわずかな全体的な偏りが、一般的な個体群で見つかることを研究は示しているが、垂直コマ収差の測定量が有益である場合には、より多くの特定の個体群または使用状態を識別することが可能であると考えられる。識別された個体群は、年齢、性別、病歴のほか、従来の処方変数をはじめとする種々の基準によって定義されることが可能である。
【００２９】
コンタクトレンズは通常、バッチで製作され、球面補正およびシリンドリカル補正のほか、適合度変数に関する広範囲の光学処方を識別するために在庫保管単位（ＳＫＵ）に体系化される。好ましくは、それぞれのそのような処方は、垂直コマ収差に関する１つのみ、場合によっては２つの目標値に関連付けられる。各処方に関する垂直コマ収差の１つ目の標値は、目標値が、処方の中で変化する場合であっても、従来の処方の所望の範囲を満たすために維持されなければならないＳＫＵの数に加わることはない。各処方に関する垂直コマ収差の第２の利用可能な目標値は、維持されなければならないＳＫＵの総数を２倍にし、利用可能な処方の中でさらなる選択（すなわち目標値間の選択）を必要とする。
【００３０】
プリズムバラストに関する所望の補償はまた、所望の球面補正およびシリンドリカル補正を維持するために、他の３次（たとえば、三つ葉状）の項またはさらに高次の項のほか、より低次の項も含むことができる。プリズムバラストに関する補償はまた、球面収差（（Ｚ４０）などの収差に寄与しうる軸対称の構造的特徴をはじめとする波面収差に寄与する他の構造的特徴の補償と組み合わせることもできる。非ゼロの目標値はまた、収差または個体群で認識された非球面の適合度特性に関する非対称の個体群の分布を満たすために、球面収差などの他の収差を補償するように設定されることもできる。
【００３１】
波面収差に関する目標値は、一定の全個体群の目的に一致しうる。しかし、本発明は、主に、関連付けられる波面収差に関する限定数の目標値を満たすようにするために、レンズの非軸対称の構造的特徴を補償することに向けられている。垂直コマ収差の他の発生源をはじめとする他の波面収差または対象の波面収差は、レンズ設計において適合されることができる。たとえば、球面収差および偏心の組み合わせは、コマ収差などの３次収差を生成する可能性がある。
【００３２】
好ましくは、レンズ１０の前面１２および後面１４の一方または両方を再整形することにより、所望の補償を達成する。一旦、関連付けられるゼルニケの項などによって表面の修正が定義されると、所望の波面変更をレンズのバッチ製作に組み込むことが好ましいため、レンズ面は、旋盤、レーザ彫刻または成形をはじめとする種々の従来の手段によって再整形されることができる。
【００３３】
屈折率の変化はまた、非軸対称の構造的特徴を補償するために必要とされる必要な波面変更にさらに影響を及ぼすために、レンズ本体２４に組み込まれることもできる。たとえば、屈折率の変化は、レンズの上部分と下部分との間の垂直軸に沿って、レンズ本体２４において構成されることができる。感光性光学材料が、レンズ本体２４に組み込まれて、それらの屈折率を変化させるために露光されることも可能である。レンズは、球面をさらに再整形するために、さらなる光学境界によって形成されることも可能であり、複数の層に形成されることも可能である。
【００３４】
非軸対称の構造的特徴を補償するために、波面変更子を組み込んだ一連のコンタクトレンズは、ボシュロム・インコーポレイティッド（Ｂａｕｓｃｈ  ａｎｄ  Ｌｏｍｂ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）から「ピュアビジョントーリック（ＰｕｒｅＶｉｓｉｏｎ  Ｔｏｒｉｃ）」の商標名で市販されている連続装用トーリックプリズムバラスト型コンタクトレンズに基づくことができる。考慮されるレンズは、ポリプロピレン成形樹脂およびバラフィルコンＡコポリマーを用いてキャストされ、−３．００ジオプトリの球面パワーを有する。結果として生じる垂直コマ収差のための３つの異なる目標に関するレンズ寸法は、以下の表において提示される。
【表１】
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【００３５】
レンズの前面の非球面変化は、任意のセンタリング、配向または快適問題における結果を予想していない。垂直コマ収差補正の所期の利点が他のより高次の収差による相殺または制圧がないことを保証するために、垂直コマ収差に関する所望の目標値を達成する間、他のより高次の収差を対象とすることが必要である場合もある。
【００３６】
本発明は、一定の具体的な実施形態に対して記載されたが、他の修正も本発明の全体的に基づけば、当業者には容易に明白となるであろう。たとえば、本発明は主に、コンタクトレンズにおける改善に向けられているが、結像性能に影響を及ぼす非軸対称の構造的特徴を有する他の眼の医用光学素子もまた、本発明から恩恵を受けることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】レンズの性能および断面形状の両方に作用する異なる領域を示すトーリックレンズの正面図
【図２】バラスト軸に対応する垂直方向の直径に沿って切り取ったトーリックレンズの側面断面図
【図３】バラスト軸に沿ったレンズの所期の厚さの変化のグラフ
【図４Ａ】垂直コマ収差の影響を示す回折限界および収差を有する画像
【図４Ｂ】垂直コマ収差の影響を示す回折限界および収差を有する画像
【図５】異なる空間周波数でコントラストの度合いの垂直コマ収差の影響を示す変調伝達関数のグラフ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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