(57)【要約】【課題】改善されたカラーコンタクトレンズのデザイン方法を提供すること。【解決手段】本発明は、眼上のカラーコンタクトレンズのコンピュータ支援モデリングを可能にするカラーコンタクトレンズのデザイン方法を提供する。本発明の方法により、眼上のレンズの見え方を相当正確な予測が可能となり、臨床試験しなければならないデザインの数、および各デザインが経なければならない繰返しの回数が少なくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクトレンズのデザイン方法であって、
（ａ）虹彩を含むモデル眼イメージを用意するステップと、
（ｂ）虹彩パターンを含むコンピュータ作成コンタクトレンズを用意するステップと、
（ｃ）前記虹彩パターンが前記モデル眼の虹彩に重ね合わされるように前記コンタクトレンズを前記モデル眼上に重ね合わせるステップと、
（ｄ）前記虹彩を通過する光と前記虹彩パターンを通過する光の相互作用をシミュレーションするための手段を適用するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
照明の種類すなわちスペクトル、照明のレベル、照明の方向、および観察角度の１または複数を変更するステップを更に含む、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
前記モデル眼を、眼のデジタル写真、眼のスキャンイメージ、眼のアートレンダリング（artistic renderings）、またはこれらの組み合わせから選択する、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記モデル眼を、眼の写真または眼のスキャンイメージから選択する、方法。
【請求項５】
請求項２に記載の方法であって、
前記モデル眼を、眼のデジタル写真、眼のスキャンイメージ、眼のアートレンダリング、またはこれらの組み合わせから選択する、方法。
【請求項６】
請求項２に記載の方法であって、
前記モデル眼を、眼の写真または眼のスキャンイメージから選択する、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、
前記虹彩パターンのパラメータを、色相、彩度、色度、パターン、不透明度、パターン領域のカバー範囲、およびこれらの組み合わせからなる群から選択するステップを更に含む、方法。
【請求項８】
請求項２に記載の方法であって、
前記虹彩パターンのパラメータを、色相、彩度、色度、パターン、不透明度、パターン領域のカバー範囲、およびこれらの組み合わせからなる群から選択するステップを更に含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔発明の分野〕
本発明は、カラーコンタクトレンズのデザイン方法に関する。詳細には、本発明は、カラーコンタクトレンズを眼に装着することなくカラーコンタクトレンズのデザインを評価する方法を提供する。本願は、２００３年８月１日出願の米国仮特許出願第６０／４９１，７３９号の非仮出願である。
【０００２】
〔発明の背景〕
生まれつきの虹彩の色を変えるために、虹彩パターンを含む、薄く色がついた、すなわち、カラーコンタクトレンズが使用されていることはよく知られている。通常は、カラーコンタクトレンズに用いられるパターンは、人間の虹彩パターンのアートレンダリング（artistic rendering）で作成される。このデザイン方法の問題は、パターンおよびそのパターンに用いられる色が、レンズが眼に装着されたときのパターンの光学特性とスペクトル特性の相互作用が十分に考慮されずに作成されることである。このような光学特性には、限定するものではないが、反射、条件等色、およびある色の上に透明または半透明な色が配置された時の重なった見え方などの色加算（color summations）が含まれる。したがって、レンズの虹彩パターンの眼上の見え方は、幾何学的な外観と、眼の自然の虹彩の色とコンタクトレンズの色の混合との両方について予測不可能である。所望のデザインを得るためには、多数のデザインを繰り返し、眼上で試験しなければならないであろう。したがって、このような問題を解消したカラーコンタクトレンズのデザイン方法が要望されている。
【０００３】
〔発明および好適な実施形態の詳細な説明〕
本発明は、カラーコンタクトレンズのデザイン方法、その製造方法、およびその方法で製造されるレンズに関する。本発明の方法により、眼上のカラーコンタクトレンズのコンピュータ支援モデリングが可能となる。本発明の方法により、眼上のレンズの見え方について相当正確な予測が可能となる。「相当正確な」とは、評価のためにコンタクトレンズが実際に眼に装着されたかのように眼上のレンズの見え方を十分に予測できるほど正確であるという意味である。したがって、この方法により、臨床試験をしなければならないデザインの数、および各デザインが経なければならない繰返しの回数が減少する。
【０００４】
本発明の方法は、所定の照明および観察条件でカラーコンタクトレンズが重ね合わされたモデル眼を表示するために３次元グラフィックアート・ソフトウエア・プログラムに用いられる、２次元または３次元イメージを提供する。一実施形態では、本発明はカラーコンタクトレンズのデザイン方法を提供する。この方法は、（ａ）虹彩を含むモデル眼イメージを選択するステップと、（ｂ）虹彩パターンを含むコンピュータ作成コンタクトレンズを用意するステップと、（ｃ）虹彩パターンがモデル眼の虹彩に重なるようにモデル眼にコンタクトレンズを重ね合わせるステップと、（ｄ）モデル眼の虹彩を通過する光と虹彩パターンを通過する光の相互作用をシミュレーションするために手段を適用するステップと、を含む。別の実施形態では、この方法は、照明の種類すなわちスペクトル、照明のレベル、照明の方向、および観察角度のうちの１または複数を変更するステップを更に含む。
【０００５】
本発明の方法は、カラーコンタクトレンズ設計者および眼科医が利用することができるが、特にカラーコンタクトレンズ設計者に有用である。本発明の方法の各ステップを実施するためのパラメータを選択する際、使用者は、限定するものではないが、キーボード、スキャナ、マウス、タッチパッドすなわちタッチスクリーン等、またはこれらの組み合わせを含むあらゆる便利な入力装置を用いることができる。好適な実施形態では、使用者は、特定の虹彩パターンを有するカラーコンタクトレンズを作成し、様々な照明および観察条件下でそのコンタクトレンズを眼上で確認することができる。
【０００６】
本発明の方法の実施に有用なハードウエアには、ビデオグラフィック機能を有する、ＭＡＣＩＮＴＯＳＨ（商標）、ＷＩＮＤＯＷＳ（商標）、ＵＮＩＸ（商標）を用いたあらゆるコンピュータ等を含め、市販のあらゆるパーソナルコンピュータが含まれる。色較正モニタも必要である。較正は、Ｍｏｎａｃｏ（モナコ）のＥＺ ＣＯＬＯＲ（商標）などの市販のソフトウエアで行うことができる。
【０００７】
図１は、本発明の方法のフローチャートである。本発明の方法の第１のステップ１０２では、モデル眼イメージを、保存された眼イメージのライブラリから使用者が選択する。保存するイメージは、眼のデジタル写真またはスキャンイメージ、眼のアートレンダリング、またはこれらの組み合わせなどのあらゆる便利な手段から得ることができる。眼の写真またはスキャンイメージを使用するのが好ましい。限定するものではないが、眼球、強膜、角膜、虹彩、および瞳孔を含む眼の構造は、限定するものではないが、睫毛、眉毛、および皮膚の色などの眼の外側の顔の特徴を伴うのが好ましい。このような様々な構造および特徴は、別々の層として選択し適用する。このステップの実施に好適なソフトウエアは、市販の３ＤＳ ＭＡＸ（商標）、ＭＡＹＡ（商標）、ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ（商標）などである。
【０００８】
本発明の方法の第２のステップ１０３では、虹彩パターンを有するコンタクトレンズを用意する。このコンタクトレンズは、多層の球形シェルとして３次元モデルで表すことができる。各層の屈折率は、対象のレンズ材料の屈折率をシミュレーションするために数値化することができる。特定する他のレンズパラメータには、限定するものではないが、球状または円環状などの幾何学的形状、レンズの材料、厚み、および直径等が含まれ得る。
【０００９】
レンズの虹彩パターンのパラメータは、使用者によって選択され、限定するものではないが、色相、彩度、および色度を含む色、およびパターン、不透明度、およびパターン領域のカバー範囲等を含む。色は、好ましくはＲＧＢ（赤、緑、青）表色系を用いて色のパレットから選択することができる。虹彩パターンは、パターンに用いることができる広範な個々の構成要素を含むパターンライブラリから使用者が選択することができる。パターン構成要素は、限定するものではないが、ドット、線条、羽のような形状、および線などを含むあらゆる幾何学的形状またはフリーハンドで描いた構成要素とすることができる。
【００１０】
不透明度は、パターンが重ねられたモデル眼、パターン自体の性質、および虹彩パターンの組み合わせの所望の結果を考慮して使用者によって選択される。不透明度に加えて、パターンのカバー範囲も使用者によって選択される。パターンのカバー範囲は、そのパターンが配置されるレンズの領域の外径および内径を画定する。通常は、この領域は、内径が約４．０ｍｍ〜約６．０ｍｍで、外径が１０．０ｍｍ〜約１４．０ｍｍである。
【００１１】
虹彩パターンは、任意の好適なソフトウエアを用いてイメージファイルに構成し、イメージファイルにエクスポートすることができる。例えば、虹彩パターンは、ＡＤＯＢＥ ＰＨＯＴＯＳＨＯＰ（商標）などのビットマッププログラム、またはＣＯＲＥＬＤＲＡＷ（商標）などのベクトル系プログラムのいずれかで、様々な他の市販のプログラムをともに用いてレンダリングすることができる。次いで、虹彩パターンを、限定するものではないが、ＪＰＥＧ、ＢＭＰ、ＰＳＤ、ＴＩＦＦ、ＴＧＡ、または他の好適なファイル形式を含む好適なイメージファイルにエクスポートし、保存することができる。別法では、虹彩パターンは、モデル眼上のカラーコンタクトレンズの見え方のモデリングに用いられる３次元グラフィックアート・ソフトウエアで直接作成することができる。
【００１２】
レンダリングされた虹彩パターンは、任意の好適な表示手段に表示される。好適な表示手段には、限定するものではないが、ＣＲＴモニタおよび液晶モニタなどが含まれる。このような表示装置は、少なくとも２０４８×１５３６ピクセルの横倍率を有するのが好ましい。
【００１３】
次いで、ステップ１０４で、コンタクトレンズの虹彩パターンがモデル眼の虹彩上に重なるように、コンタクトレンズをモデル眼上に重ね合わせる。使用者が、虹彩パターンの個々の層または複合イメージを色および不透明度について調節しながら、虹彩パターンの個々の層または複合イメージをモデル眼に適用する。このようなパターンまたはイメージがｘおよびｙの直角座標でモデル眼に整合するように、このパターンまたはイメージをマップ（３次元空間の特定の位置に配置）する。追加的にｚ座標を指定して、このパターンを、モデル眼の虹彩から任意の所望の空間距離離れた位置に配置することができる。
【００１４】
モデル眼コンタクトレンズシステムが表示されたら、虹彩を通過する光と虹彩パターンを通過する光の相互作用をシミュレーションすることができる。３ＤＳ ＭＡＸプログラムなどのグラフィックアート・プログラムを用いて、カラーコンタクトレンズの様々な層およびモデル眼の関連する層を通過する光の結果をシミュレーションするために、いつかの方法を提供することができる。シミュレーションの好適な方法は光線追跡である。光の通過のシミュレーションでは、パターンおよびモデル眼の様々な要素の屈折率および幾何学的形状は、その様々な要素の材料、色、および不透明度と同様に考慮される。使用者による各変数の操作により、得られるパターンのイメージで、レンズの眼上の見え方を相当正確に表現することができる。
【００１５】
本発明の方法のオプションのステップでは、照明のスペクトルのレベルおよび方向ならびに観察視角は、限定するものではないが、３ＤＳ ＭＡＸ（商標）、ＭＡＹＡ（商標）、またはＬＩＧＨＴＷＡＶＥ（商標）を含む好適なソフトウエアを用いて変更することができる。これにより、日光、蛍光灯、または水銀灯などの照明の種類および様々な輝度の下でのモデル眼上のレンズの見え方をシミュレーションすることができる。照明条件および照明角度の一方または両方が異なる条件下で、カラーコンタクトレンズのパターンによる虹彩の色の変化をシミュレーションするために照明の方向を変更することができる。この機能により、特定の照明条件または様々な異なる照明条件の平均のいずれかに対して、複合イメージまたはパターンの各層の色および不透明度を最適化することができる。
【００１６】
本発明を用いて、ハードまたはソフト・カラーコンタクトレンズを、任意の既知のレンズ形成材料またはこのようなコンタクトレンズの製造に適した材料から製造することができる。好ましくは、本発明のカラーコンタクトレンズはソフトコンタクトレンズであって、本発明のレンズの形成に選択される材料は、ソフトコンタクトレンズの製造に適した任意の材料である。本発明の方法を用いてソフトコンタクトレンズを形成するのに適した好適な材料には、シリコーンエラストマー、限定するものではないが言及することを以ってその開示内容の全てを本明細書の一部とする米国特許第５，３７１，１４７号、第５，３１４，９６０号および同第５，０５７，５７８号に開示されているものを含むシリコーン含有マクロマー（silicone-containing macromers）、ヒドロゲル、シリコーン含有ヒドロゲル（silicone-containing hydrogel）等、およびこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。より好ましくは、その表面は、限定するものではないが、ポリジメチルシロキサンマクロマー（polydimethyl siloxane macromers）、メタクリルオキシプロピルポリアルキルシロキサン（methacryloxypropyl polyalkyl siloxanes）、およびこれらの混合物を含むシロキサン、またはシロキサン官能基を含む物質、シリコーンヒドロゲル（silicone hydrogel）、またはヒドロゲルが含まれる。このようなシリコーンヒドロゲルまたはヒドロゲルは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、またはこれらの両方を含むモノマーからなるか、またはシロキサン、ヒドロゲル、シリコーンヒドロゲル、およびこれらの組み合わせなどのシリコーン含有ポリマー（silicone-containing polymer）からなる。ソフトコンタクトレンズの製造材料は、周知であり市販されている。好ましくは、このような材料は、アクアフィルコン（aquafilcon）、エタフィルコン（etafilcon）、ガリフィルコン（galyfilcon）、ジェニフィルコン（genfilcon）、またはレネフィルコン（lenefilcon）である。
【００１７】
〔実施の態様〕
（１）コンタクトレンズのデザイン方法であって、
（ａ）虹彩を含むモデル眼イメージを用意するステップと、
（ｂ）虹彩パターンを含むコンピュータ作成コンタクトレンズを用意するステップと、
（ｃ）前記虹彩パターンが前記モデル眼の虹彩に重ね合わされるように前記コンタクトレンズを前記モデル眼上に重ね合わせるステップと、
（ｄ）前記虹彩を通過する光と前記虹彩パターンを通過する光の相互作用をシミュレーションするための手段を適用するステップと、を含む、方法。
（２）実施態様（１）に記載の方法であって、
照明の種類すなわちスペクトル、照明のレベル、照明の方向、および観察角度の１または複数を変更するステップを更に含む、方法。
（３）実施態様（１）に記載の方法であって、
前記モデル眼を、眼のデジタル写真、眼のスキャンイメージ、眼のアートレンダリング、またはこれらの組み合わせから選択する、方法。
（４）実施態様（１）に記載の方法であって、
前記モデル眼を、眼の写真または眼のスキャンイメージから選択する、方法。
（５）実施態様（２）に記載の方法であって、
前記モデル眼を、眼のデジタル写真、眼のスキャンイメージ、眼のアートレンダリング、またはこれらの組み合わせから選択する、方法。
【００１８】
（６）実施態様（２）に記載の方法であって、
前記モデル眼を、眼の写真または眼のスキャンイメージから選択する、方法。
（７）実施態様（１）に記載の方法であって、
前記虹彩パターンのパラメータを、色相、彩度、色度、パターン、不透明度、パターン領域のカバー範囲、およびこれらの組み合わせからなる群から選択するステップを更に含む、方法。
（８）実施態様（２）に記載の方法であって、
前記虹彩パターンのパラメータを、色相、彩度、色度、パターン、不透明度、パターン領域のカバー範囲、およびこれらの組み合わせからなる群から選択するステップを更に含む、方法。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の方法の一実施形態のフローチャートである。
【図１】
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【国際調査報告】
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