(57)【要約】本発明は、所望のレンズ設計を、コンピュータ制御製造システムで製造されるコンタクトレンズ、好ましくはカスタマイズされたコンタクトレンズ又は複雑な表面設計を有するコンタクトレンズの形状に変換する方法を提供する。方法は、中心軸、前面及び反対側の後面を有するコンタクトレンズのレンズ設計を提供すること、所定の数の点を、それぞれが中心軸から外に放射状に延びる所望の数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿って、所定の表面許容差の範囲内でレンズ設計の表面に投影すること、及びスポークごとに、第一導関数で連続し、一連の弧及び場合によっては直線を含む半経線を生成することを含み、各弧は、少なくとも３個の連続する点を所望の同心性許容差の範囲内で球面数学関数に当てはめることによって画定され、各直線は、少なくとも３個の連続する点を接続することによって得られる。
2005534066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望のレンズ設計を、製造システムで製造されるコンタクトレンズの形状に変換する方法であって、
（１）中心軸、前面及び反対側の後面を有するコンタクトレンズのレンズ設計を提供すること、
（２）所定の数の点を、それぞれが中心軸から外に放射状に延びる多数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿って、所定の表面許容差の範囲内でレンズ設計の表面に投影すること、及び
（３）スポークごとに、第一導関数で連続し、一連の弧及び場合によっては直線を含む半経線を生成すること
を含み、各弧が、少なくとも３個の連続する点を指定の同心性許容差の範囲内で球面数学関数に当てはめることによって画定され、各直線が、少なくとも３個の連続する点を接続することによって得られるものである方法。
【請求項２】
各半直径スポークに沿ってレンズ設計の表面に投影される点の数を、中心軸からレンズエッジまでの距離を少なくとも約１ミクロンの点間隔で割ることによって決定する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
点間隔が約５〜約２５ミクロンである、請求項２記載の方法。
【請求項４】
表面の湾曲が鋭く変化する領域にさらなる点を投影することをさらに含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
さらなる点を投影するステップを、
（ｉ）半直径スポークに沿って投影したすべての点を、それぞれが３個の連続する点、すなわち第一の点、中間点及び第三の点で構成される一連の群にグループ分けすること、
（ii）中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離を所定の表面許容差と比較することにより、一度に一群ずつ中心軸からエッジまで又はエッジから中心軸まで群の中間点における表面の湾曲を解析すること、
（iii）中間点と、群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離が所定の表面許容差よりも大きいならば、群の第一の点と中間点との間にさらなる点を投影すること、及び
（iv）半直径スポークに沿って投影された点の一連の群それぞれの中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離が所定の表面許容差以下になるまでステップ（ｉ）〜(iii）を繰り返すこと
を含む手順にしたがって実施する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
等間隔の半直径スポークの数が２４〜３８４である、請求項５記載の方法。
【請求項７】
コンタクトレンズが、カスタマイズされたコンタクトレンズ又は複雑な表面設計を有するコンタクトレンズである、請求項６記載の方法。
【請求項８】
多数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿ってレンズ設計の表面に投影される点の数を、
（Ｉ）約５〜約２５ミクロンの点間隔によって離れる等間隔の点を、表面の１個以上の複雑な構造が位置する方位角にある半直径プロービングスポークに沿って投影すること、
（II）すべての点を、それぞれが３個の連続する点、すなわち第一の点、中間点及び第三の点で構成される一連の群に分割すること、
（III）中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離を所定の表面許容差と比較することにより、一度に一群ずつ中心軸からエッジまで又はエッジから中心軸まで群の中間点における表面の湾曲を解析すること、
（IV）中間点と、群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離が所定の表面許容差よりも大きいならば、群の第一の点と中間点との間にさらなる点を、第一の点とさらなる点との点間隔がさらなる点と中間点との点間隔に等しくなるように投影すること、
（Ｖ）一連の群それぞれの中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とをプロービングスポークに沿って連結する線との距離が所定の許容差以下になるまでステップ（II）〜(IV）を繰り返すこと、及び
（VI）多数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿ってレンズ設計の表面に投影される点の数及び隣接する点の対の点間隔を出力すること
を含む手順にしたがって決定する、請求項１記載の方法。
【請求項９】
等間隔の半直径スポークの数が２４〜３８４である、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
コンタクトレンズが、カスタマイズされたコンタクトレンズ又は複雑な表面設計を有するコンタクトレンズである、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
コンタクトレンズを製造する方法であって、
（１）中心軸、前面及び反対側の後面を有するコンタクトレンズのレンズ設計を提供すること、
（２）所定の数の点を、それぞれが中心軸から外に放射状に延びる多数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿って、所定の許容差の範囲内でレンズ設計の表面に投影すること、
（３）スポークごとに、第一導関数で連続し、少なくとも３個の連続する点を球面数学関数に当てはめることによって画定される一連の弧と、場合によっては少なくとも３個の連続する点を接続することによって得られる直線と、を含む半経線を生成すること、
（４）レンズの形状に関する情報をコンピュータ制御製造装置によって解釈可能な形態で含むデータファイルを作成すること、及び
（５）コンピュータ制御製造装置を使用して、コンタクトレンズ又はコンタクトレンズを製造するための成形ツールを製造すること
を含む方法。
【請求項１２】
各半直径スポークに沿ってレンズ設計の表面に投影される点の数を、中心軸からレンズエッジまでの距離を少なくとも約１ミクロンの点間隔で割ることによって決定する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
点間隔が約５〜約２５ミクロンである、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
表面の湾曲が鋭く変化する領域にさらなる点を投影することをさらに含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
さらなる点を投影するステップを、
（ｉ）半直径スポークに沿って投影したすべての点を、それぞれが３個の連続する点、すなわち第一の点、中間点及び第三の点で構成される一連の群にグループ分けすること、
（ii）中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離を所定の表面許容差と比較することにより、一度に一群ずつ中心軸からエッジまで又はエッジから中心軸まで群の中間点における表面の湾曲を解析すること、
（iii）中間点と、群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離が所定の表面許容差よりも大きいならば、群の第一の点と中間点との間にさらなる点を投影すること、及び
（iv）半直径スポークに沿って投影された点の一連の群それぞれの中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離が所定の表面許容差以下になるまでステップ（ｉ）〜(iii）を繰り返すこと
を含む手順にしたがって実施する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
等間隔の半直径スポークの数が２４〜３８４である、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
コンタクトレンズが、カスタマイズされたコンタクトレンズ又は複雑な表面設計を有するコンタクトレンズである、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
多数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿ってレンズ設計の表面に投影される点の数を、
（Ｉ）約５〜約２５ミクロンの点間隔によって離れる等間隔の点を、表面の１個以上の複雑な構造が位置する方位角にある半直径プロービングスポークに沿って投影すること、
（II）すべての点を、それぞれが３個の連続する点、すなわち第一の点、中間点及び第三の点で構成される一連の群に分割すること、
（III）中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離を所定の表面許容差と比較することにより、一度に一群ずつ中心軸からエッジまで又はエッジから中心軸まで群の中間点における表面の湾曲を解析すること、
（IV）中間点と、群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離が所定の表面許容差よりも大きいならば、群の第一の点と中間点との間にさらなる点を、第一の点とさらなる点との点間隔がさらなる点と中間点との点間隔に等しくなるように投影すること、
（Ｖ）一連の群それぞれの中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とをプロービングスポークに沿って連結する線との距離が所定の許容差以下になるまでステップ（ii）〜(iv）を繰り返すこと、及び
（VI）多数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿ってレンズ設計の表面に投影される点の数及び隣接する点の対の点間隔を出力すること
を含む手順にしたがって決定する、請求項１１記載の方法。
【請求項１９】
等間隔の半直径スポークの数が２４〜３８４である、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
コンタクトレンズが、カスタマイズされたコンタクトレンズ又は複雑な表面設計を有するコンタクトレンズである、請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクトレンズ、好ましくはカスタマイズされたコンタクトレンズ又は複雑な表面設計を有するコンタクトレンズを設計及び／又は製造する方法に関する。特に、本発明は、所望のレンズ設計を、製造システムで製造されるコンタクトレンズの形状に変換する方法に関する。
【０００２】
コンタクトレンズは、多くの異なるタイプの視覚的な欠陥を矯正するために広く使用されている。現在のコンタクトレンズは、比較的簡単な表面設計を有し、一般に回転対称又は円環状であり、人の眼の低次収差、たとえば焦点ぼけ、乱視及びプリズムのみを矯正することができる。現在のコンタクトレンズは、人の眼の高次単色収差、たとえば非標準的な量の球面収差、コマ収差及び他の不正高次収差を矯正することはできない。これらの高次収差は、網膜上に形成される像を不鮮明にし、それが視力を損なわせることができる。網膜像の質に対するこれらの高次収差の影響は、場合によっては、たとえば高齢者の眼、大きな瞳孔を有する正常な眼ならびに不正乱視、円錐角膜、角膜ジストロフィー、全層角膜移植後、潰瘍性角膜炎の瘢痕、外科的再建の有無を問わない角膜外傷ならびに屈折矯正手術後の最適以下の結果を抱えている多くの人々の眼で深刻になることもある。これらの人々の場合、両眼２．０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の眼の高次単色収差を矯正することができるコンタクトレンズによって達成することができる。現在のコンタクトレンズとは違って、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ことができるコンタクトレンズは、必然的に、回転対称性を制限することなく複雑な表面設計を有しなければならない。
【０００３】
コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）技術の進歩が、たとえば多項式及び／又はスプラインベースの数学関数を使用して、カスタマイズされたコンタクトレンズを設計したのち、意図した設計の数学的高次面、たとえばＮＵＲＢＳ（Non-Uniform Rational B-splines）又はBeizier面を構成することを可能にする。そして、意図した設計の数学的高次面は、カスタマイズされたコンタクトレンズを直接製造する又はカスタマイズされたコンタクトレンズを製造するための成形ツールを製造するためのコンピュータ制御可能な製造装置（たとえば旋盤、磨砕機、成形設備又はレーザ）を制御する制御信号に変換されなければならない。しかし、レンズ設計の数学的高次面を少なくとも自動的に制御信号に変換することができる現在公知のプロセスは少ない。したがって、レンズ設計の数学的高次面を、カスタマイズされたコンタクトレンズを製造するためのコンピュータ制御可能な製造装置を制御する制御信号に自動的に変換することができる方法が要望される。
【０００４】
本発明の目的は、レンズ設計の数学的高次面を、カスタマイズされたコンタクトレンズを製造するためのコンピュータ制御可能な製造装置を制御する制御信号に変換する方法を提供することである。
【０００５】
本発明のもう一つの目的は、回転対称性を制限することなく、複雑な表面設計を有するカスタマイズされたコンタクトレンズを製造する方法を提供することである。
【０００６】
発明の概要
前記を達成するにあたり、本発明の一つの態様にしたがって、所望のレンズ設計を、製造システムで製造される眼科用レンズの形状に変換する方法が提供される。眼科用レンズは、いかなるコンタクトレンズであることもでき、好ましくはカスタマイズされたコンタクトレンズ又は複雑な表面設計を有するコンタクトレンズである。方法は、中心軸、前面及び反対側の後面を有するコンタクトレンズのレンズ設計を提供すること、所定の数の点を、それぞれが中心軸から外に放射状に延びる所望の数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿って、所定の表面許容差の範囲内でレンズ設計の表面に投影すること、及びスポークごとに、第一導関数で連続し、一連の弧及び場合によっては直線を含む半経線を生成することを含み、各弧は、少なくとも３個の連続する点を所望の同心性許容差の範囲内で球面数学関数に当てはめることによって画定され、各直線は、少なくとも３個の連続する点を接続することによって得られる。
【０００７】
本発明は、もう一つの態様で、眼科用レンズ、好ましくはカスタマイズされたコンタクトレンズ又は複雑な表面設計を有するコンタクトレンズを製造する方法を提供する。方法は、中心軸、前面及び反対側の後面を有するコンタクトレンズのレンズ設計を提供すること、所定の数の点を、それぞれが中心軸から外に放射状に延びる所望の数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿って、所定の許容差の範囲内でレンズ設計の表面に投影すること、スポークごとに、第一導関数で連続し、少なくとも３個の連続する点を球面数学関数に当てはめることによって画定される一連の弧及び場合によっては少なくとも３個の連続する点を接続することによって得られる直線を含む半経線を生成すること、レンズの形状に関する情報をコンピュータ制御製造装置によって解釈可能な形態で含むデータファイルを作成すること、及びコンピュータ制御製造装置を使用して、コンタクトレンズ又はコンタクトレンズを製造するための成形ツールを製造することを含む。
【０００８】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、好ましい実施態様の以下の記載を図面と併せて理解することによって明らかになる。当業者には自明であるように、開示の新規な概念の本質及び範囲を逸することなく、本発明の多くの改変及び変形を構成することができる。
【０００９】
好ましい実施態様の詳細な説明
以下、本発明の実施態様を詳細に参照する。当業者には、発明の範囲又は本質を逸することなく多様な改変及び変形を本発明に加えうることが明かであろう。たとえば、一つの実施態様の一部として例示又は記載される特徴を別の実施態様で応用してさらなる実施態様を生み出すことができる。したがって、本発明は、請求の範囲及びその均等物の範囲に入るような改変及び変形をも包含することを意図する。本発明の他の目的、特徴及び態様は、以下の詳細な説明に開示されるか、それから自明に理解される。本記載は、典型的な実施態様の記述にすぎず、本発明の広義な態様を限定するものとして意図されるのではないということが当業者には理解されよう。
【００１０】
断りない限り、本明細書で使用されるすべての専門用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。一般に、本明細書で使用される術語及び実験手順は当該技術で周知であり、一般に使用されている。これらの手順には、当該技術及び種々の一般的参考文献で提供されているような従来方法が使用される。ある語が単数形で記載されている場合、発明者は、その語の複数形をも考慮している。本明細書で使用される術語及び以下に記載する実験手順は当該技術で周知であり、一般に使用されている。
【００１１】
一つの実施態様で、本発明は、所望のレンズ設計を、製造システムで製造されるコンタクトレンズの形状に変換する方法を提供する。本発明の方法は、中心軸、前面及び反対側の後面を有するコンタクトレンズのレンズ設計を提供すること、所定の数の点を、それぞれが中心軸から外に放射状に延びる多数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿って、所定の表面許容差の範囲内でレンズ設計の表面に投影すること、及びスポークごとに、第一導関数で連続し、一連の弧及び場合によっては直線を含む半経線を生成することを含み、各弧は、少なくとも３個の連続する点を所望の同心性許容差の範囲内で球面数学関数に当てはめることによって画定され、各直線は、少なくとも３個の連続する点を接続することによって得られる。
【００１２】
コンタクトレンズのレンズ設計は、光学コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）システム及び機械的ＣＡＤシステムを使用して実施することができることが当業者には周知である。
【００１３】
光学ＣＡＤシステムは、光学モデルレンズを設計するために使用される。「光学モデルレンズ」とは、コンピュータシステムで設計され、一般に眼科用レンズの部品である他の非光学系を含まない眼科用レンズをいう。コンタクトレンズの典型的な非光学系としては、ベベル、レンチキュラー及びコンタクトレンズの前面と後面とをつなぐエッジがあるが、これらに限定されない。
【００１４】
「ベベル」とは、コンタクトレンズの後面のエッジに位置する非光学面ゾーンをいう。一般に、ベベルは、きわめてフラットなカーブであり、普通、コンタクトレンズのベースカーブ（光学後面）と複合しており、エッジの近くの上向きテーパとして見える。これは、より急峻なベースカーブ半径が眼をつかむことを防ぎ、エッジがわずかに浮き上がることを可能にする。このエッジの浮き上がりは、角膜上の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フィットさせる。
【００１５】
「レンチキュラー」とは、コンタクトレンズ前面の、オプチカルゾーンとエッジとの間の非光学面ゾーンをいう。レンチキュラーの主な機能は、レンズエッジの厚さを制御することである。
【００１６】
光学モデルレンズを設計するためには、公知の適当な光学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。典型的な光学コンピュータ援用設計システムとしては、Breault Research OrganizationのＡＳＡＰ（Advanced System Analysis Program）及びＺＥＭＡＸ（Focus Software社）があるが、これらに限定されない。好ましくは、光学設計は、Breault Research OrganizationのＡＳＡＰ（Advanced System Analysis Program）をＺＥＭＡＸ（Focus Software社）からの入力とともに使用して実施される。
【００１７】
光学モデルレンズの設計は、たとえば、機械的ＣＡＤシステムにより、オプチカルゾーン、非オプチカルゾーン及び非オプチカル構造を含む一組の機械的レンズ設計に変換することができる。コンタクトレンズの典型的な非オプチカルゾーン及び構造としては、ベベル、レンチキュラー、コンタクトレンズの前面と後面とをつなぐエッジ、配向構造などがあるが、これらに限定されない。典型的な配向構造としては、変化する厚さプロフィールを利用してレンズ配向を制御するプリズムバラストなど、レンズ形状の一部を除去してレンズ配向を制御するファセット面（たとえばリッジオフゾーン）、まぶたと相互に作用することによってレンズを配向させるリッジ構造があるが、これらに限定されない。好ましくは、最適化された光学モデルレンズの設計を機械的レンズ設計に変換するとき、一群のコンタクトレンズに共通のいくつかの構造を組み込むことができる。
【００１８】
公知の適当な機械的ＣＡＤシステムを本発明で使用することができる。好ましくは、高次面を正確かつ数学的に表すことができる機械的ＣＡＤシステムを使用してコンタクトレンズを設計する。このような機械的ＣＡＤシステムの一例はPro/Engineerである。
【００１９】
好ましくは、コンタクトレンズの設計は、受け側のシステム、すなわち光学ＣＡＤ又は機械的ＣＡＤが意図した設計のＮＵＲＢｓ又はBeizier面を構成することを可能にする変換フォーマットを使用して、光学ＣＡＤシステムと機械的ＣＡＤシステムとの間で両方向に変換することができる。典型的な変換フォーマットとしては、ＶＤＡ（verband der automobilindustrie）及びＩＧＥＳ（Initial Graphics Exchange Specification）があるが、これらに限定されない。このような変換フォーマットを使用することにより、レンズの全面を、半径方向非対称形状を有するレンズの製造を容易にする連続形状にすることができる。Beizier及びＮＵＲＢｓ面は、多数のゾーンを複合し、解析し、最適化することができるため、老眼設計に特に有利である。
【００２０】
コンタクトレンズの光学及び機械的設計が完了したのち、レンズ設計は通常、ニュートラルなファイルフォーマット、たとえばＩＧＥＳ又はＶＤＡにあるか、専用のファイルフォーマット（たとえばPro/Eフォーマット）にある。所定の数の点が所望の数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿って所定の表面許容差の範囲内でレンズ設計の表面に投影される。
【００２１】
「表面許容差」とは、レンズ設計の表面上の理想位置からの投影点の位置偏差をいう。偏差は、レンズ設計の中心軸に対して平行又は垂直のいずれの方向であることもできる。
【００２２】
「スポーク」とは、中心軸から外に放射状に延び、中心軸に対して垂直である光線をいう。「半直径スポーク」とは、レンズ設計の中心軸からエッジまでの線分をいう。
【００２３】
「等間隔の半直径スポーク」とは、すべての半直径スポークが中心軸から外に放射状に延び、一つの等しい角度だけ互いに離れていることをいう。等間隔の半直径スポークの数は、レンズ設計の表面の複雑な構造及び／又はコンピュータ制御可能な旋盤の仕様に依存して、いかなる数であることもできる。好ましくは、Precitech社の数値制御式旋盤、たとえばVariform圧電セラミック高速ツールサーボアタッチメントを有するOptoform超精密旋盤（モデル３０、４０、５０及び８０）が本発明で使用される。Variform圧電セラミック高速ツールサーボアタッチメントを有するOptoform超精密旋盤（モデル３０、４０、５０及び８０）の場合、半経線の数は、１、２４、９６又は３８４であることができ、好ましくは２４又は９６である。
【００２４】
点は、半直径スポークに沿って、中心軸に対して平行な方向又は表面に対して垂直な方向で、レンズ設計の表面に投影することができる。投影される点の数は、多様な方法で決定することができる。
【００２５】
第一の例では、１本の半直径スポークに沿って投影される点の数は、中心軸からレンズエッジまでの距離を少なくとも１ミクロン、好ましくは約５〜約２５ミクロン、より好ましくは約５〜約１５ミクロン、さらに好ましくは約１０ミクロンの点間隔で割ることによって決定することができる。「点間隔」とは、半直径スポーク沿いの２点間の距離をいう。
【００２６】
第二の例では、１本の半直径スポークに沿って投影される点の数は、次のように決定することができる。まず、表面の複雑な構造が位置する方位角にある半直径プロービングスポークに沿って等間隔の点を投影する。点の各対は、５〜２５ミクロンの点間隔によって離れている。次に、投影したすべての点を、それぞれが３個の連続する点、すなわち第一の点、中間点及び第三の点で構成される一連の群に分割する。各点は、一つの群又は二つの群に属することができる。たとえば、中心軸からエッジへの方向の順序では、群ｊは、点ｉ、点ｉ＋１及び点ｉ＋２で構成され、群ｊ＋１は、点ｉ＋１、点ｉ＋２及び点ｉ＋３で構成される。中間点ｉ＋１と、対応する群の第一の点ｉと第三の点ｉ＋２とを連結する線との距離を所定の表面許容差と比較することにより、一度に一群ずつ中心軸からエッジまで又はエッジから中心軸まで群の中間点における表面の湾曲を解析する。中間点と、群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離が所定の表面許容差よりも大きいならば、その点における表面の湾曲は鋭く、その群の第一の点と中間点との間にさらなる点を投影しなければならない。第一の点とさらなる点との点間隔は、さらなる点と中間点との点間隔に等しい。さらなる点を追加したのち、新たに追加された点を含むすべての点を再びグループ分けし、一連の群それぞれの中間点における表面の湾曲を解析する。一連群それぞれの中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とをプロービングスポークに沿って連結する線との距離が所定の表面許容差以下になるまでこのような反復処理を繰り返す。このようにして、所望の数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿ってレンズ設計の表面に投影される点の数及び隣接する点の一連の対の点間隔を決定することができる。
【００２７】
好ましい実施態様では、上記第一の例で記載した手順にしたがって点の数を決定し、次いで多数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿ってレンズ設計の表面に投影したのち、各半直径スポークに沿って投影された各点における表面の湾曲を検査して、それが鋭く変化するかどうかを調べる。投影された点における表面の湾曲が鋭く変化する場合、レンズ設計を忠実に表現するためにはさらなる点を投影しなければならないかもしれない。各半直径スポークに沿うすべての点を、それぞれが３個の連続する点、すなわち第一の点、中間点及び第三の点で構成される一連の群にグループ分けする。各点は、一つの群又は二つの群に属することができる。中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離を所定の表面許容差と比較することにより、一度に一群ずつ中心軸からエッジまで又はエッジから中心軸まで群の中間点における表面の湾曲を解析する。中間点と、群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離が所定の表面許容差よりも大きいならば、その群の第一の点と中間点との間にさらなる点を、第一の点とさらなる点との点間隔がさらなる点と中間点との点間隔に等しくなるように投影する。さらなる点を追加したのち、新たに追加された点を含むすべての点を再びグループ分けし、一連の群それぞれの中間点における表面の湾曲を解析する。一連の群それぞれの中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とをプロービングスポークに沿って連結する線との距離が所定の表面許容差の範囲内になるまでこのような反復処理を繰り返す。このようにして、レンズ設計の表面の複雑な構造を再現することができる。
【００２８】
半直径スポークごとに、第一導関数で連続的である半経線を生成する。半経線は、一連の弧及び場合によっては直線を含み、各弧は、少なくとも３個の連続する点を所望の同軸性許容差で球面数学関数に当てはめることによって画定される。「同軸性許容差」とは、所与の弧からのある点の許される偏差をいう。各直線は、少なくとも３個の連続する点を接続することによって得られる。好ましくは、中心軸からエッジまでの弧当てはめルーチンを開始する。
【００２９】
所望のレンズ設計を、製造システムで製造されるコンタクトレンズの形状に変換したのち、レンズの形状に関する情報をコンピュータ制御製造装置によって解釈可能である形態で含むデータファイルを作成する。
【００３０】
もう一つの実施態様で、本発明は、眼科用レンズ、好ましくはカスタマイズされたコンタクトレンズ又は複雑な表面設計を有するコンタクトレンズを製造する方法を提供する。製造方法は、中心軸、前面及び反対側の後面を有するコンタクトレンズのレンズ設計を提供すること、所定の数の点を、それぞれが中心軸から外に放射状に延びる多数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿って、所定の許容差の範囲内でレンズ設計の表面に投影すること、スポークごとに、第一導関数で連続し、少なくとも３個の連続する点を球面数学関数に当てはめることによって画定される一連の弧及び場合によっては少なくとも３個の連続する点を接続することによって得られる直線を含む半経線を生成すること、レンズの形状に関する情報をコンピュータ制御製造装置によって解釈可能な形態で含むデータファイルを作成すること、及びコンピュータ制御製造装置を使用して、コンタクトレンズ又はコンタクトレンズを製造するための成形ツールを製造することを含む
【００３１】
コンピュータ制御可能な製造装置とは、コンピュータシステムによって制御することができ、眼科用レンズを直接製造することができる又は眼科用レンズを製造するための光学ツールを製造することができる装置である。いかなる公知の適当なコンピュータ制御可能な製造装置を本発明で使用してもよい。好ましくは、コンピュータ制御可能な製造装置は、数値制御式旋盤、好ましくは４５°圧電カッタを有する２軸旋盤又は全体を引用例として本明細書に取り込む米国特許第６，１２２，９９９号でDurazo及びMorganによって開示されている旋盤装置、より好ましくはPrecitech社の数値制御式旋盤、たとえばVariform圧電セラミック高速ツールサーボアタッチメントを有するOptoform超精密旋盤（モデル３０、４０、５０及び８０）である。
【００３２】
レンズの形状に関する情報をコンピュータ制御製造装置によって解釈可能である形態で含むデータファイルは、数値制御式旋盤の仕様に適合するように作成することができる。たとえば、Variformが非対称切削パスを実施する前には、ゼロ半経線を生成しなければならない。ゼロ半経線は、互いに他方の経線の、各半径方向位置における平均高さに基づく。ゼロ半経線は、Variformがその振動計算を基づかせることができるゼロ位置をVariformに与える。そして、ヘッダ及びレンズの形状に関する情報を旋盤によって解釈することができる形態で含むミニファイルを作成する。各半経線は多数のゾーン又は弧を有する。すべての半経線は同じ数のゾーンを有しなければならないため、ゼロ直径弧を作成することができるか、すべての経線でゾーンの数を均等化するための回数だけ最後のゾーンをコピーする。ファイルが完成したのち、それを旋盤にロードし、実行して、コンタクトレンズを製造することができる。
【００３３】
本発明の方法は、複雑な表面設計、たとえば図１に示す並進型コンタクトレンズの複雑な設計を有するコンタクトレンズの製造に使用することができる。並進型コンタクトレンズ１００は、トップ１０８、ボトム１０９、中心軸１０２、後面１０４及び反対側の前面１０６を有する。前面１０６は、オプチカルゾーン１１０、移行ゾーン１４０、斜面付きリッジゾーン１５０、リッジオフゾーン１６０及びレンチキュラーゾーン１７０を有する。
【００３４】
移行ゾーン１４０は、斜面付きリッジゾーン１５０からオプチカルゾーン１１０への滑らかな移行を提供する。移行ゾーン１４０は、オプチカルゾーン１１０の下縁１１４から斜面付きリッジゾーン１５６の上縁まで延びている。
【００３５】
斜面付きリッジゾーン１５０は、レンズ１００に垂直方向並進支持を提供する。斜面付きリッジゾーン１５０はオプチカルゾーン１１０の下方に配置されている。斜面付きリッジゾーン１５０は、上縁、斜面付き下縁、前面１０６から外に延びる緯線方向リッジ及び斜面付き下縁から下に延びる傾斜部を含む。眼が下向きに動くと、傾斜部、斜面付き下縁及び緯線方向リッジがユーザの下まぶたと係合することができ、レンズ１００を支持し、それによって眼の表面でのレンズ１００の並進を可能にする。
【００３６】
緯線方向リッジの高さは中間部よりも両端部で高く、二端には２個の突起部（１５２、１５３）が形成されている。緯線方向リッジは、緯線方向リッジを中間部で二等分し、中心軸を含む平面を基準にして鏡像対称性を有する。このような緯線方向リッジは、並進動の応力を下まぶたのレンズ係合部全体で均一に分散させることができるため、装用者の快適さを改善することができる。斜面付きリッジゾーンのこのような好ましい特徴は、円錐又はスプラインベースの数学関数によって画定される又はいくつかの異なる表面パッチでできている連続面を使用することによって達成することができる。
【００３７】
レンチキュラーゾーンから斜面付きリッジゾーンへの移行は、第一導関数（互いに正接）、好ましくは第二導関数で連続的である。傾斜路は、下まぶたがどこで斜面付きリッジゾーンに当たるのかに依存して、斜面付きリッジゾーンと下まぶたとの間に異なる程度の係合を提供する湾曲又は斜面を有している。このような傾斜路により、眼の下まぶたは、斜面付きリッジゾーンの少なくとも一部と常に係合し、それにより、第一注視（水平注視）における眼の上のレンズ位置及び／又は眼が水平（第一）注視（遠見視）から下方視（中間又は近見視）に変化するとき眼の表面上のレンズ並進量に影響する。
【００３８】
斜面付きリッジゾーンに傾斜部を組み込む一つの利点は、それが、まぶたがリッジを「駆け上がる」ための滑らかな移行ゾーンを提供することができることである。この緩やかな係合は、リッジが常に係合するため、快適さを増し、眼の中でレンズの感覚を減らすことにより、装用者に恩恵を与える。
【００３９】
斜面付きリッジゾーンに傾斜部を組み込むもう一つの利点は、傾斜路が第一注視（水平）における眼の上でレンズ位置を決定することができるため、並進型コンタクトレンズの製造において所望の視覚性能のためのレンズ設計を確実に具現化することができることである。
【００４０】
図１に示すレンズ設計の変換は次のように実施する。まず、ユーザが一連のパラメータ、たとえば表面許容差、同軸性許容差、レンズ設計の向き、前面及び後面それぞれに生成されるスポークの数、０．０でのゼロ点の生成、Ｚ軸の向き及び形状に変換されるレンズ面のタイプ（凹面又は凸面）を設定する。次に、中心軸に対して平行な方向で多数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿ってレンズ設計の表面（たとえば前面）に投影する点の数。前面の２個の突起部の一方が位置する方位角にある半直径スポーク２１０を半直径プロービングスポークとして選択する。等間隔の点を、点の各対が１０ミクロンの点間隔によって離れる半直径プロービングスポークに沿って投影する。
【００４１】
次に、投影したすべての点を、それぞれが３個の連続する点、すなわち第一の点、中間点及び第三の点で構成される一連の群に分割する。各点は、一つの群又は二つの群に属することができる。中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離を所定の表面許容差と比較することにより、一度に一群ずつ中心軸からエッジまで又はエッジから中心軸まで群の中間点における表面の湾曲を解析する。中間点と、群の第一の点と第三の点とを連結する線との距離が所定の表面許容差よりも大きいならば、その群の第一の点と中間点との間にさらなる点を、第一の点とさらなる点との点間隔がさらなる点と中間点との点間隔に等しくなるように投影する。さらなる点を追加したのち、新たに追加された点を含むすべての点を再びグループ分けし、一連の群それぞれの中間点における表面の湾曲を解析する。一連の群それぞれの中間点と、対応する群の第一の点と第三の点とをプロービングスポークに沿って連結する線との距離が所定の表面許容以下になるまでこのような反復処理を繰り返す。このようにして、所望の数の等間隔の半直径スポークそれぞれに沿ってレンズ設計の表面に投影される点の数及び隣接する点の一連の対の点間隔を決定する。
【００４２】
上記のように決定した点の数を、９６本の半直径スポークそれぞれに沿って、図１に示すレンズ設計の前面に投影する。９６本の半直径スポークそれぞれに、第一導関数で連続的である半経線を生成する。半経線は、一連の弧及び場合によっては直線を含み、各弧は、少なくとも３個の連続する点を所望の同軸性許容差の範囲内で球面数学関数に当てはめることによって画定される。各直線は、少なくとも３個の連続する点を接続することによって得られる。好ましくは、中心軸からエッジまで弧当てはめルーチンを開始する。
【００４３】
上記手順にしたがって、図１に示すレンズ設計の後面の形状への変換を同様に実施することができる。
【００４４】
図１に示すレンズ設計を、製造システムで製造されるコンタクトレンズの形状に変換したのち、ヘッダの情報及びレンズの形状に関する情報を含むミニファイルを作成する。このミニファイルはまた、互いに他方の経線の、各半径方向位置における平均高さに基づき、その振動計算を基づかせることができるゼロ位置をVariformに与えるゼロ半経線を含む。このミニファイルで、すべての半経線は同じ数のゾーンを有する。これは、すべての経線でゾーンの数を均等化するための回数だけ半経線の最後のゾーンをコピーすることによって達成される。ミニファイルが完成したのち、それを、Variform圧電セラミック高速ツールサーボアタッチメントを有するOptoform超精密旋盤（モデル３０、４０、５０又は８０）にロードし、実行して、並進型コンタクトレンズを製造する。
【００４５】
読者が過度の実験を行うことなく本発明を実施することができるよう、特定の好ましい実施態様を具体的に参照しながら本発明を詳細に記載した。当業者は、本発明の範囲及び本質を逸することなく前記構成部品、組成及び／又はパラメータの多くを妥当な範囲で変更又は改変しうるということを容易に理解するであろう。さらに、表記、見出し、例材料などは、本文書の読者理解を高めるために設けたものであり、本発明を範囲を限定するものと読むべきではない。したがって、本発明は、請求の範囲ならびにその妥当な拡張及び等価によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】オプチカルゾーン、オプチカルゾーンの下方の斜面付きリッジゾーン及びオプチカルゾーンの上方のリッジオフゾーンを前面に有する並進型コンタクトレンズの設計を示す。
【図１】
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【国際調査報告】
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