(57)【要約】広くて伸長した焦点範囲を介してイメージ品質を向上するためのシステム及び方法は、眼の手術技術と、コンタクトレンズや眼内レンズ（IOL）等の眼用レンズとを含む。典型的なIOL光学は、回折又は位相シフトプロファイルとして機能する環状表面構造を含む。あるケースでは、単一のりングIOLは、前面及び背面を備え、前面及び背面にはプロファイルを設けることができる。プロファイルは、微細構造又は中心エシュレット格子等の内方部と外方部とを有することができる。内方部と外方部との間は、内方部と外方部とを連結する遷移ゾーンであればよい。
2013515284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸を中心として配置された前面及び背面と、
前面及び背面に課せられた隔離したエシュレット格子と、
を備えた眼用レンズ。
【請求項２】
前記前面及び／又は前記背面は回折プロファイルを有する請求項１に記載の眼用レンズ。
【請求項３】
前記前面及び／又は前記背面は、環状プロファイルを有する請求項１に記載の眼用レンズ。
【請求項４】
前記エシュレット格子は、レンズの中心ゾーン内に配置されている請求項１に記載の眼用レンズ。
【請求項５】
前記エシュレット格子は、レンズの中心回折ゾーンを囲む環状リング内に配置されている請求項１に記載の眼用レンズ。
【請求項６】
前記レンズは、前記環状リングを囲む球面状ゾーンを備える請求項５に記載の眼用レンズ。
【請求項７】
前記エシュレット格子は、一定の位相シフトを特徴とする請求項１に記載の眼用レンズ。
【請求項８】
前記エシュレット格子は、１と７ｍ２の間の表面積であることを特徴とする請求項１に記載の眼用レンズ。
【請求項９】
前記エシュレット格子は、約１から約５ｍｍの範囲内の直径を有する請求項８に記載の眼用レンズ。
【請求項１０】
前記エシュレット格子は、放射状カーブを特徴とする請求項１に記載の眼用レンズ。
【請求項１１】
前記レンズは、さらに、球面カーブ又は非球面カーブを特徴とする周辺部を備えた請求項１に記載
【請求項１２】
前記周辺部は回折プロファイルを有する請求項１２に記載の眼用レンズ。
【請求項１３】
さらに、約０．５μｍから約４μｍの範囲内の値を有するステップ高さに特徴がある繊維部を備えた請求項１に記載の眼用レンズ。
【請求項１４】
前記ステップ高さは、デザイン波長の約０．２５倍から約３倍の間の位相シフトを提供する請求項１３に記載の眼用レンズ。
【請求項１５】
前記レンズは、少なくとも約０．７５Dの範囲を超える少なくとも３５％のMTF容量を提供する請求項１に記載の眼用レンズ。
【請求項１６】
純粋な光学機能を有する底回折名を示す回折初期ゾーンと、
前記回折初期ゾーンを囲む回折周辺ゾーンと、
を備える眼用レンズ。
【請求項１７】
さらに、前記回折初期ゾーンを前記回折周辺ゾーンに物理的に連結する遷移部を備え、前記遷移部は光学的特徴を光学的に提供する請求項１６に記載の眼用レンズ。
【請求項１８】
さらに、エシュレット格子を備え、前記回折初期ゾーンは第１定数位相シフトを特徴とし、前記エシュレット格子は前記第１定数位相シフトと同じか又は異なる第２定数位相シフトを特徴とする請求項１６に記載の眼用レンズ。
【請求項１９】
レンズ表面に設ける分離したエシュレット格子のサイズを決定する測定値に基いて、瞳孔サイズの測定結果を利用する眼用レンズのデザイン方法。
【請求項２０】
前記測定値は、患者のグループの瞳孔サイズに基いている請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願の特許請求の範囲は、２００９年１２月１８日に出願された分割出願番号61/288,255に対して米国特許第１１９条（ｅ）の規定より優先権を主張し、参照文献として明細書に組み込まれた全ての内容を含む。本出願は、ここで一緒に出願された後述する出願、すなわち、有限エシュレットレンズ、システム及び方法、米国特許出願番号      、角度が位相遅延を変化させる眼用レンズ、システム及び方法、米国特許出願番号      、及び、少なくとも１つの回転非対称回折構造を有する眼用レンズ、システム及び方法、米国特許出願番号      に関係する。また、これら３出願の全内容は参考として明細書に組み込まれている。また、本願は、２００８年４月２４日に出願された米国特許出願番号61/047,699及び12/109,251と、２００９年４月２３日に出願された米国特許出願番号12/429,155と、２００９年２月１７日に出願された米国特許出願番号12/372,573と、２００８年８月２３日に出願された米国特許出願番号12/197,249と、２００８年４月１３日に出願された米国特許出願番号12/120,201と、２０１０年４月３０日に出願された米国特許出願番号12/771,550とに関係している。全てパリ優先権主張の基礎とされている。
【０００２】
本発明の実施形態は、視力処置技術に関し、特に、例えば、コンタクトレンズ、角膜インレー又はアンレー、有水晶の人工水晶体や、ピギーバック人工水晶体（人工水晶体を有する眼に移植された人工水晶体）を含む人工水晶体等の眼用レンズに関する。
【背景技術】
【０００３】
老眼とは、眼の調節特性に影響を及ぼす健康状態のことである。物体が、若くて正確に機能する眼に接近するとき、毛様体筋の収縮と毛様小ゾーンの弛緩の効果により、眼の水晶体は形状を変化させ、その結果、その視力と近距離での焦点能力を得ることができる。この調整機能により眼は近くと遠くの物体に焦点を合わすことができるのである。
【０００４】
一般に、老眼は人の年齢に応じて進むもので、自然の連続的な調整機能の喪失に関係している。老眼は、距離が変化する物体に迅速かつ容易に焦点を合わせる能力を喪失させる。通常、老眼の影響は、４５歳後に顕著になる。６５歳までに、水晶レンズは、殆ど全ての弾性特性を喪失し、限定的に形状を変化させる能力のみが残る。
【０００５】
また、歳を取ることにより、眼の調整機能が衰えると共に、白内障が原因で水晶体が曇る。白内障は、水晶体の硬質な中心核、水晶体のより柔らかい周辺皮質部、あるいは、水晶体の後部で発生する。白内障では、曇った水晶体を人工水晶体に置き換える手術を行うことができる。眼の水晶体を、眼内レンズすなわち「ＩＯＬ」と言われる人工水晶体に置き換えている。
【０００６】
単焦点ＩＯＬは、単一の距離のみ、通常、遠方焦点に視覚を調節する傾向がある。移植にとって最も適切なＩＯＬの倍率を正確に予測するには限界があり、不適切なＩＯＬの倍率は、手術後に、患者に屈折異常の後遺症を残す可能性がある。したがって、ＩＯＬ移植を受けた患者は、好ましい遠方の視覚を得るために眼鏡を掛けることが必要となる恐れがある。控えめに言っても、単焦点ＩＯＬは、単一距離のみでの視力の治療を行い、かつ、代表的な矯正は遠方距離用であるため、通常、好ましい近距離視力、及び、時には中距離視力に必要とされる。一般に、用語「近距離視力」は、患者の眼から約１〜２フィートの距離もあり、物体が眼の網膜にほぼ焦点があっているときの視力に対応している。一般に、用語「遠距離視力」は、少なくとも約６フィート異常の距離の物体がほぼ眼の網膜に焦点があっているときの視力に対応している。用語「中距離視力」は、患者の眼から約２〜５フィートの距離にある物体がほぼ眼の網膜に焦点があっているときの視力に対応している。
【０００７】
単焦点ＩＯＬについての限界に取り組むための種々の試みがなされている。例えば、多焦点ＩＯＬは、原則として、２つの焦点、一方が近距離で、他方が遠距離であって、適宜、ある程度の中距離焦点を備えたものを提供する。そのような多焦点ＩＯＬ又は二焦点ＩＯＬは、２つの距離で良好な視力を提供することになり、屈折及び回折多焦点ＩＯＬを含む。幾つかの例では、２つの距離に視力を矯正するようにした多焦点ＩＯＬは、約３．０又は約４．０ジオプターの近距離レンズ倍率を提供する。
【０００８】
例えば、多焦点ＩＯＬは、異なる焦点距離に光エネルギーを向けるために回折光学面に頼っている。このため、患者は近くと遠くの物体の両方をはっきりと見ることができる。また、多焦点レンズ（コンタクトレンズ等を含む）は、水晶レンズを除去することなく、老眼の治療を行うようにしてきた。また、単焦点又は多焦点のいずれかの回折光学面は、色覚異常を抑えるように設計されている。
【０００９】
回折単焦点又は他焦点レンズは、屈折の倍率を付与する所定の屈折率と湾曲面を有する材料を使用することができる。回折レンズは、レンズの全ての光学的な倍率に寄与する回折倍率をレンズに与える回折プロファイルを有する。一般に、回折プロファイルは多数の回折ゾーンを特徴とする。眼のレンズ用に使用されるとき、これらのゾーンは通常環状レンズゾーンすなわちレンズの光軸周りに配置されたエシュレット格子である。各エシュレット格子は、光学ゾーン、この光学ゾーンと隣接するエシュレット格子の光学ゾーンとの間の遷移ゾーン、及び、エシュレット幾何学構造とで構成されている。エシュレット幾何学構造は、内径、外径、光学ゾーンの形状すなわち傾斜、高さすなわちステップ高さ、及び、遷移ゾーンの形状を含む。エシュレット格子の外表面すなわち直径は、主に、レンズの回折倍率を決定し、エシュレット格子間の遷移部のステップ高さは、主に、異なる付加倍率間の配光を決定する。また、これらエシュレット格子は回折プロファイルを構成する。
【００１０】
レンズの多焦点回折プロファイルは、２以上の光学倍率、例えば、１つが近傍視力用であり、１つが遠方視力用であるような光学倍率を提供することにより老眼を軽減するのに使用してもよい。また、レンズは、本来のレンズを置き換えたり、あるいは、元の水晶体の前方に配置したりする眼の水晶体嚢内に配置される眼球内レンズの形態を取る。また、レンズは、コンタクトレンズ、最も一般的なニ焦点コンタクトレンズの形態、あるいは、明細書に記載される他の形態としてもよい。
【００１１】
多焦点眼鏡用レンズは、多くの患者のために視覚品質を改良されてはいるが、追加の改良が必要である。例えば、ある偽水晶体患者は望まない視認努力（光が変に見える現象（dysphotopsia））、例えば、眩しさや光輪を経験する。光輪は、使用されていない焦点イメージからの光が使用されている焦点イメージに重なる焦点はずれイメージを生成する際に発生する。例えば、遠望光源からの光がニ焦点ＩＯＬの遠方焦点によって網膜に映し出されていれば、ＩＯＬの近傍焦点は、遠方焦点によって形成されたイメージ上に焦点ぼけしたイメージを同時に重ねる。この焦点ぼけイメージは、焦点のあったイメージ周囲の光のリングすなわち光輪としてそれ自体明確となる。改良品の他の領域は、多焦点レンズの一般的な２焦点の周囲を回転する。一般に、多焦点眼鏡レンズは近傍及び遠方視力のために提供されるので、中間視力は妥協している。
【００１２】
したがって、焦点深さが伸びたレンズは、広い距離範囲で良好の視界を患者に提供する一方、白内障を抑制又はなくす。ＩＯＬの焦点深さを伸ばすための種々の技術が提案されている。例えば、あるアプローチは、半球レンズ屈折原理に基いており、僅かに増大する倍率の中心ゾーンを備えている。他の技術は、半球、又は、異なる屈折ゾーン倍率を備えた屈折ゾーンを備える。
【００１３】
ある提案された手術は確かに患者にとってあるメリットがあるものの、さらなる全身が切望されている。例えば、白内障なしに広くて伸長した焦点範囲を超えてイメージ品質を高めるＩＯＬシステムと方法を提供することが切望されている。本発明の実施形態は、上述の問題を処理する解決方法を提供し、その結果、これらの目立ったニーズの少なくとも幾つかに答える。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一般に、本発明の実施形態は、改良されたレンズと画像処理技術を提供する。典型的な実施形態は、眼のレンズ（例えば、コンタクトレンズ、角膜インレー又はアウトレイ、あるいは、例えば、水晶体ＩＯＬ及びピギーバックＩＯＬを含む眼球内レンズ（ＩＬ）等）を提供し、それらデザインと使用のための方法に関係する。
【００１５】
本発明の実施形態は、単一円形表面構造を有するＩＯＬ光学を含み、それは位相シフトプロファイルとして機能する。そのプロファイルは、偽水晶体眼の焦点深さを増大させるようにデザインされており、眼の元々ある水晶体が人造レンズに置き換えられる。そのような単一ＩＯＬ技術は、多くの回折リングを有する従来の多焦点ＩＯＬと関係する個別の二焦点を抑制する。この結果、従来の多焦点ＩＯＬに関係する、光が変に見える現象（dysphotopsia、例えば、光輪効果（halo effects））が本発明の実施形態に係るレンズによって軽減される。
【００１６】
典型的な単一リングＩＯＬは、前面及び背面を備える。前面又は背面にはプロファイルを設けることができる。プロファイルは、内方部及び外方部を有することができる。一般に、内方部は放射状の湾曲形状を示す。また、内方部は、微細構造、独立エシュレット格子、又は、中心エシュレット格子と呼ぶこともできる。内方部と外方部の間には、内方部と外方部を連結する遷移部があってもよい。
【００１７】
放射状形状に加えて、中心エシュレット格子は、双曲線、球面、非球面及びシヌソイドを含む種々の形状を取ることができる。エシュレット格子の内方部と外方部の間の遷移部は形状が変化してもよく、スムーズに変化していてもよい。
【００１８】
微細構造の外側の外方部の表面は、球面又は非球面のいずれとすることもできる。外方部の形状は、瞳孔サイズの範囲のために所望の光学性能を有するように適切なものとすることができる。所望の光学性能は、焦点深さ、遠方焦点の光学品質、及び、瞳孔サイズの機能としての最適焦点（又は遠方焦点）の変化等の要素に基づいている。形状が回折単焦点ＩＯＬ又は焦点深さの延びた回折ＩＯＬ又は眼の球面異常を矯正又は改良する回折デザインであれば、最適ルールが適用される。特別なデザインは、中心エシュレット格子と外方ゾーンの間の相互作用がデザインとして、すなわち最適化した状態で組み込まれていることによって達成される。ここに記載した技術は、ＩＯＬ、角膜インレー又はアウトレイ、及び／又は、コンタクトレンズを含む種々の光学レンズに適切である。
【００１９】
一態様では、本発明の実施形態は、患者の眼を手術するための眼用レンズのシステム及び方法を含む。典型的なレンズは、前方回折プロファイルを備えた前面と、背面回折プロファイルを備えた背面とを含んでいてもよい。それら表面は、光軸の周囲に設ければよい。また、レンズは、前方回折プロファイル、後方回折プロファイル、又は、その両方に設けた回折プロファイルを含めてもよい。典型的な実施形態では、回折プロファイルは、１つのエシュレット格子のみを含めればよい。任意で、エシュレット格子はレンズの中心ゾーン内に設けることができる。関連して、エシュレット格子は、レンズの中心回折ゾーンの周りの環状部として配置してもよい。あるケースでは、レンズは、エシュレット格子又は環状リングを囲む周辺ゾーンを備えてもよい。エシュレット格子は、連続する位相シフトを特徴としてもよい。
【００２０】
ある実施形態によれば、眼のレンズは、放射状曲線を特徴とするエシュレット格子を備えてもよい。エシュレット格子は、約1ｍｍから約４ｍｍの範囲内の直径があればよい。例えば、エシュレット格子は、約１．５ｍｍの直径であればよい。あるケースでは、エシュレット格子は、約１．０ｍｍから約５．０ｍｍの範囲内の直径とすることができる。エシュレット格子は、１から７ｍｍ２の表面積とすることができる。好ましくは、エシュレット格子は、１．５から４ｍｍ２の表面積であればよい。例えば、エシュレット格子は２．３ｍｍ２の表面積があればよい。
【００２１】
レンズの実施形態では、球面カーブ又は非球面カーブを特徴とする周辺部を備えていてもよい。あるケースでは、周辺部は屈折していてもよい。レンズは、約４ｍｍから約７ｍｍの範囲内の外径を有する周辺部を備えていてもよい。例えば、レンズは、約５ｍｍの外径を有する周辺部を備えていればよい。
【００２２】
レンズは、約０．５μｍから４ミクロンの範囲内の値を有するステップ高さを特徴とする遷移部を備えていてもよい。ある実施形態によれば、遷移部は、約１．５μｍから２．５μｍの範囲内の値を有するステップ高さを特徴とすることができる。また、ある実施形態では、遷移部は、１．７μｍの値を有するステップ高さを特徴とすることができる。他の実施形態では、ステップ高さは、約２．０ミクロンの値を有していてもよい。
【００２３】
伸長された焦点深さは、焦点範囲を超えた相対的な閾値に基づいていてもよい。例えば、イメージ品質は、白色光回折の制限ＭＴＦ（「ＭＴＦ容量」）での容量割合として、白色光ＭＴＦ曲線での容量によって示すようにしてもよい。あるケースでは、レンズは、２．０ｍｍの瞳孔に対して約−１．２５Ｄから０．２５Ｄの連続範囲で、少なくとも約３５％のＭＴＦ容量を提供することができる。言い換えれば、レンズは、少なくとも約１．５Ｄの連続範囲を超えて少なくとも３５％のＭＴＦ容量を提供することができる。本発明のある実施形態は、少なくとも０．７５Ｄｎｏ連続範囲を超える少なくとも３５％のＭＴＦ容量を提供する。他の実施形態は、約１．０Ｄの連続範囲を超える少なくとも３５％のＭＴＦ容量を提供することができる。実施形態は、少なくとも１．２５Ｄの連続範囲を超える少なくとも３５％のＭＴＦ容量を提供することができるのがより好ましい。あるケースでは、レンズは、少なくとも１．５Ｄの連続範囲を超える少なくとも１５ｍｍ毎に５０サイクルのＭＴＦを提供することができる。ある実施形態は、少なくとも１．０Ｄの連続範囲を超える少なくとも１５ｍｍ毎に５０のＭＴＦを提供する。他のケースでは、レンズは、少なくとも１．８Ｄの範囲を超える少なくとも７ｍｍ毎に１００サイクルのＭＴＦを提供することができる。ある実施形態は、少なくとも１．５Ｄの連続範囲を超える少なくとも７ｍｍ毎に１００サイクルのＭＴＦを提供する。
【００２４】
あるケースでは、回折プロファイルはデザイン波長を特徴とすることができ、レンズはデザイン波長の約０．２５から１倍の位相シフトを生成するステップ高さを特徴とすることができる。あるケースでは、回折プロファイルは、デザイン波長を特徴とすることができ、レンズはデザイン波長の０．１５から２倍の位相シフトを生成するステップ高さを特徴とする遷移部を備えることができる。ある実施形態によれば、レンズは、約０．５の位相シフトを生成するステップ高さを特徴とする遷移部を備えていてもよい。他の実施形態では、レンズは、約０．４のステップ高さを特徴とする遷移部を備えていてもよい。
【００２５】
他の態様では、本発明の実施形態は、単に光学機能を有する底回折面を示す回折主ゾーンと、回折主ゾーンを囲む回折周辺ゾーンとを有する眼のレンズを備えたシステム及び方法を含む。また、眼のレンズは、回折主ゾーンを回折周辺ゾーンに物理的に連結する遷移ゾーンを備えてもよい。遷移ゾーンは、光学的な特徴を提供するのは任意である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】多焦点回折眼用レンズを備えた眼の断面図である。
【図１Ｂ】移植された多焦点回折眼用レンズを有する眼の断面図である。
【図２Ａ】回折多焦点眼用レンズの正面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのレンズの断面図である。
【図３Ａ】従来の回折多焦点レンズの回折プロファイルの一部のグラフ表示である。
【図３Ｂ】従来の回折多焦点レンズの回折プロファイルの一部のグラフ表示である。
【図４】本発明の実施形態に係る単一微細構造レンズの態様を示す。
【図４Ａ】本発明の実施形態に係るレンズプロファイルの態様を示す。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に係るレンズプロファイルの態様を示す。
【図４Ｃ】本発明の実施形態に係るレンズのプロファイルの態様を示す。
【図４Ｄ】本発明の実施形態に係る単一微細構造レンズの態様を示す。
【図５】本発明の実施形態に係る模式眼の眼用システムレイアウトの態様を示す。
【図５Ａ】本発明の実施形態に係る関連デザインの態様を示す。
【図５Ｂ】本発明の実施形態に係る関連デザインの態様を示す。
【図５Ｃ】本発明の実施形態に係る関連デザインの態様を示す。
【図６Ａ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図６Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図６Ｄ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図７Ａ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図７Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図７Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図７Ｄ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図８Ａ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図８Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図８Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図８Ｄ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図９Ａ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図９Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図９Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図９Ｄ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１０Ａ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１０Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１１Ａ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１１Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１１Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１２Ａ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１２Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１２Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１３Ａ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１３Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１３Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１４Ａ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１４Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１４Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１５Ａ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１５Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１５Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１６Ａ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１６Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１６Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１７Ａ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１７Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１７Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインプロファイルの評価の態様を示す。
【図１８Ａ】本発明の実施形態に係るデザインの態様を示す。
【図１８Ｂ】本発明の実施形態に係るデザインの態様を示す。
【図１８Ｃ】本発明の実施形態に係るデザインの態様を示す。
【図１９Ａ】本発明の実施形態に係る測定された非焦点曲線の態様を示す。
【図１９Ｂ】本発明の実施形態に係る測定された非焦点曲線の態様を示す。
【図２０Ａ】本発明の実施形態に係る測定された非焦点曲線の態様を示す。
【図２０Ｂ】本発明の実施形態に係る測定された非焦点曲線の態様を示す。
【図２０Ｃ】本発明の実施形態に係る測定された非焦点曲線の態様を示す。
【図２１】本発明の実施形態に係る回折単一リングＩＯＬの態様を示す。
【図２２】本発明の実施形態に係る回折単一リングＩＯＬの態様を示す。
【図２３Ａ−１】本発明の実施形態に係る光が変に見える現象（dysphotopsia）のパフォーマンスの態様を示す。
【図２３Ａ−２】本発明の実施形態に係る光が変に見える現象（dysphotopsia）のパフォーマンスの態様を示す。
【図２３Ｂ−１】本発明の実施形態に係る光が変に見える現象（dysphotopsia）のパフォーマンスの態様を示す。
【図２３Ｂ−２】
【図２３Ｃ−１】本発明の実施形態に係る光が変に見える現象（dysphotopsia）のパフォーマンスの態様を示す。
【図２３Ｃ−２】本発明の実施形態に係る光が変に見える現象（dysphotopsia）のパフォーマンスの態様を示す。
【図２３Ｄ−１】本発明の実施形態に係る光が変に見える現象（dysphotopsia）のパフォーマンスの態様を示す。
【図２３Ｄ−２】本発明の実施形態に係る光が変に見える現象（dysphotopsia）のパフォーマンスの態様を示す。
【図２４】本発明の実施形態に係る光が変に見える現象（dysphotopsia）のパフォーマンスの態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の性質及び利点を完全に理解するために、添付図面に従って詳細な説明を参照することができる。
【００２８】
図示するために、ある前述の図面に示すプロファイル幾何学形状は、正確なスケールでは記載していない。図示するプロファイルの高さは、通常、約０．５μｍから８．０μｍの範囲であり、その高さは、患者、レンズ材料及び周囲の媒体の屈折率、及び、所望の位相シフト／遅れによって必要とされる矯正量等の要因に依存して変化する。
【００２９】
本発明の図面及び説明は本発明を明確に理解するのに適した要素を簡略化して図示したものであり、多くの他の要素が一般の眼用レンズ、移植された眼用器具、システム及び方法に見出される。したがって、当業者であれば、他の要素及び／又はステップが本発明を実施するのに切望され、及び／又は、必要とされていることが分かるであろう。しかしながら、そのような要素及びステップは公知であり、それらは本発明をよりよく理解する助けとはならないため、そのような要素及びステップの議論はここでは記載していない。ここでの記載は、当業者にとって公知の開示された要素及び方法についての全ての変形例や改良例としている。
【００３０】
本発明の実施形態は、画質を改良し、焦点の範囲を広げるシステム及び方法を含む。ここに記載されるシステム及び方法は、例えば、コンタクトレンズ、人工水晶体、眼鏡レンズ、角膜インレー又はアンレー等の種々の眼用レンズを含む。典型的な実施形態は、従来の単焦点レンズと比較して伸長した焦点深さを有し、従来の多焦点眼用レンズと比べて光が変に見える現象（dysphotopsia）を抑制する眼用レンズを含む。あるケースでは、そのような技術は、単一リング又はエシュレット格子を有し、一般に、伸長した焦点深さを含むＩＯＬの手法を備える。そのような手法は、光が変に見える現象（dysphotopsia）なしに、中間距離での良好な視力と同様に、患者に良好な距離の視力を提供できる。
【００３１】
一般に、本発明の実施形態は、改良されたレンズ及び画像システムを提供し、焦点深度を延ばしたレンズが有効である全てのシステム、例えば、携ゾーン電話のカメラや他の関連する装置のほか、監視又は外科手術用に使用されるものを含む、カメラ／ビデオのレンズに組み込むことができる。本発明の実施形態は、改良された眼用装具、システム及び方法として最も早く使用されることが理解できる。本発明の典型的な実施形態では、改良された眼用レンズ（例えば、コンタクトレンズ、眼用レンズ（ＩＯＬ）、角膜移植等を含む）や、それらの設計や仕様のための関連する方法が提供されている。本発明の実施形態には、単焦点回折又は屈折レンズ、２焦点回折又は屈折レンズ、及び、多焦点回折又は屈折レンズを使用することができる。例えば、本発明の実施形態には、多焦点ＩＯＬの反対面に、例えば、ＴＥＣＮＩＣＳ（登録商標）の多焦点、ＲＥＺＯＯＭ（登録商標）、又は、ＲＥＳＴＯＲ（登録商標）のＩＯＬを追加してもよい。言い換えれば、伸ばされた焦点深さの特性は、例えば、回折又は屈折多焦点の具体例に於ける反対面に付加してもよい。さらに、伸ばされた焦点深さの特性には、例えば、円環体ＩＯＬ、接眼レンズの球状、及び／又は、色覚異常を修正したＩＯＬ、及び／又は、調整ＩＯＬを追加することができる。一般に、伸ばされた焦点深さの特性には、視覚異常を修正するＩＯＬを追加するようにしてもよい。
【００３２】
読書は、瞳孔が小さくなる明るい状態で行われる。一方、夜間の運転は、瞳孔が大きくなる暗い状態で行われる。本発明の実施形態では、小さな瞳孔サイズのために中間又は近傍の視力を相対的に強調し、大きな瞳孔サイズのために遠方の視力を相対的に強化するレンズが含まれる。そのような眼用レンズでは、より大きな割合の光エネルギーが、夜間の運転等、遠方を見ている状態で、暗さに適したレンズ周辺部から遠方の頂点へと伝達される。すなわち、近傍又は中間の焦点は、例えば、読書やコンピュータ作業のための回折プロファイルの中心部よりも相対的により大きな光エネルギーを受け、例えば、レストランのメニューを見るといった暗い読書環境下で、深い焦点と中間又は近傍の視力とを提供する。
【００３３】
図１Ａは、多焦点ＩＯＬ１１を装着された眼Ｅの断面図である。図示するように、多焦点ＩＯＬ１１は、例えば、２焦点ＩＯＬを備えてもよい。多焦点ＩＯＬ１１は、眼Ｅの前方の角膜１２の少なくとも一部から光りを受け、通常、眼Ｅの光軸の中心に配置されている。参照しやすくするため、図１Ａ及び１Ｂには、角膜表面等、眼の他の部分の屈折特性は図示していない。多焦点ＩＯＬ１１の屈折及び／又は回折特性だけが図示されている。
【００３４】
各レンズ１１の主要面は、前方面と後方面を含み、一般に、例えば、両凸、平凸、平凹、メニスカス等の屈折プロファイルを有する。２つの面は共に、周囲房水、角膜、及び、全ての視覚系の他の視覚要素の特性に関して、眼Ｅによるイメージ性能についてレンズ１１の効果をもたらす。従来、単焦点ＩＯＬは、レンズを形成する材料の屈折率と、レンズの前後の表面の曲率すなわち形状とに基づく屈折倍率を有する。
【００３５】
若くて健康な眼では、被膜房１４の周囲の毛様体筋１７の収縮及び弛緩は、眼の調整、すなわち、物体が近くに移動する際、眼が焦点を維持する光学的能力を増大させるプロセスに寄与する。人の年齢に応じて、調整レベルは低下し、老眼すなわち近くの物体に焦点を合わせる能力の低下がもたらされる。したがって、従来、患者は、多焦点ＩＯＬ１１として提供されるように、２つの光学的能力、一方は近くの視力、もう一方は遠くの視力を有する矯正光学素子を使用している。
【００３６】
また、多焦点レンズは、レンズの屈折特性を特別に利用している。一般に、そのようなレンズは、老眼の影響を緩和するために、レンズの異なる領域に異なる倍率を備える。例えば、図１Ａに示すように、屈折多焦点レンズ１１の視野領域は遠方視認距離を見るのに適した倍率を有する。また、同じ屈折多焦点レンズ１１は、より高い表面曲率と、近距離を見るのに適した（ときどき、正の加算倍率として言及される）一般により高い全体倍率を有する内方領域を備えていてもよい。
【００３７】
多焦点屈折ＩＯＬ又はコンタクトレンズは共に、レンズの屈折特性に完全に依存するというよりも、図１Ｂに示すＩＯＬ１８として図示されるように、回折倍率を有することができる。例えば、回折倍率は、正又は負の付加倍率を備え、付加倍率は、レンズの全ての光学的倍率に十分に貢献する（又は主要ですらある）。回折倍率は、回折プロファイルを形成する多数の同心円の回折領域によって提供される。回折プロファイルは、前面又は背面、あるいは、その両方に設けてもよい。
【００３８】
回折多焦点レンズの回折プロファイルは、多数の回折オーダー（diffraction order）に入射光を方向付ける。光１３が眼の前方から進入すると、多焦点レンズ１８は光１３を方向付けて、遠方の物体を見るための網膜１６の遠距離焦点１５ａと、眼に近い物体を見るための近距離焦点１５ｂとを形成する。光源３からの距離に依存して、網膜１５の焦点は近距離焦点１５ｂであってもよい。一般に、遠距離焦点１５ａは０番目の回線オーダーに関係し、近距離焦点１５ｂは１番目の回折オーダーに関係する。但し、他のオーダーは同様に使用してもよい。
【００３９】
一般に、多焦点眼用レンズ１８は、光エネルギーの殆どを２つの視認オーダーに寄与させ、等しい（５０％：５０％）イメージ光エネルギー、すなわち、一方の視認オーダーは遠方視力に対応し、他方の視認オーダーは近傍視力に対応する光エネルギーを分離する目的を備える。但し、通常、幾らかの端数は非視認オーダーとなる。
【００４０】
幾つかの実施形態では、水晶体をそのままにする場合、矯正視力は患者の治療に使用できるフェイキック（phakic）ＩＯＬによって行われる。フェイキックＩＯＬは、隅角支持、虹彩支持、あるいは、溝支持すればよい。フェイキックＩＯＬでは、水晶体を交換するか、他のＩＯＬを利用することができる。また、本発明は、インレー、アンレー、遠近両用ＩＯＬ、眼鏡、及び、レーザ視力矯正ですら適用可能である。
【００４１】
図２Ａ及び２Ｂは、標準的な回折多焦点レンズ２０の態様を示す。多焦点レンズ２０は、上述の多焦点ＩＯＬ１８とほぼ同じある光学的特徴を有する。多焦点レンズ２０は、光軸２４を中心として配置した、前方レンズ面２１と後方レンズ面２２を有する。一般に、レンズ２０の面２１、２２は開放口（clear aperture）２５を形成されている。ここでは、用語「開放口」は、水晶体又は眼によって映し出され、焦点を合わされた距離からの光束の広がりを制限する水晶体又は眼の開口を意味する。通常、開放口は円形で、その直径によって特定され、眼の直径と等しいことがある。
【００４２】
患者の眼に装着されると、レンズ２０の光軸は、眼Ｅの光軸とほぼ一致する。レンズ２０の曲率は、レンズ２０に前方屈折プロファイルと後方屈折プロファイルとを付与する。屈折プロファイルは、前方面２１及び後方面２２又はその両方に組み付けてもよいが、図２Ｂは回折プロファイルを備えた前方面２２を示している。回折プロファイルは、光軸２４の周囲に配置される、多数の環状視覚ゾーンすなわちエシュレット格子２３に特徴を有する。一般に、分析的光学理論で無限のエシュレット格子を仮定した場合、標準多焦点回折ＩＯＬは少なくとも９つのエシュレット格子を有し、その数は３０を超えてもよい。簡単にするため、図２Ｂは、４つのエシュレット格子のみを示している。一般に、ＩＯＬは、両凸、可能であれば平凸、又は、凹凸であるが、ＩＯＬは平凸又は他の回折面の組み合わせとすることができる。
【００４３】
図３Ａ及び３Ｂは、多焦点レンズの一般的な回折プロファイルの一部のグラフ表示である。そのグラフは３つのエシュレット格子のみを示し、一般的な回折レンズは、少なくとも９から３２以上のエシュレット格子に及んでいる。図３Ａでは、エシュレット格子表面の各位置に於ける表面レリーフプロファイル（光線に垂直な平面から）の高さが、水晶体の光軸からの半径方向距離（ｒ又はｐ）２乗で示されている。多焦点レンズでは、各エシュレット格子２３は、Ｖｎに比例する光軸からの直径又は距離があればよい。ｎは光軸２４から数えられるエシュレット格子２３の数である。各エシュレット格子２３は特殊な光学ゾーン３０と遷移ゾーン３１とを有する。一般に、光学ゾーン３０は、図３Ａに示すように、ｐに対して表示されるとき、直線となる形状すなわち下方に向かう傾斜を有する。ｒに対して表示されるとき、光学ゾーン３０は、図３Ｂに示すように、放射状となる形状すなわち下方に向かう傾斜を有する。ここで図示するように、一般的な回折多焦点レンズでは、全てのエシュレット格子２３は表面積が同じである。エシュレット格子２３の面積はレンズ２０の付加倍率を決定する。そして、面積と半径は相関関係にあるので、付加倍率はエシュレット格子の半径とも関係がある。
【００４４】
図３Ａ及び３Ｂに示すように、隣接するエシュレット格子の遷移ゾーン３１は鋭くて不連続である。レンズ面の高さは、徐々に下方に向かって傾斜した後、垂直上方へと向かうように鋭く遷移し、急に、再度徐々に下方側へと傾斜するように遷移する。そのようにすることで、エシュレット格子２３は、エシュレット格子の最下点と最上点との間の距離によって決定される特徴的なステップ高さ３２をも有する。このため、回折面の傾斜（１回微分）及び／又は曲率（２回微分）は、遷移部に不連続に接近する。
【００４５】
有限微細構造
図４は、本発明の実施形態に係る単一微細構造のレンズプロファイル１００の断面図をグラフ表示したものである。レンズの半分のみが示されているが、レンズが回転対称であり、残りの半分は図４の左側でレンズを補完する鏡像となっている。単一リング表面のプロファイル１００は、内方部すなわち単一リング１１０、段部すなわち遷移部１２０、及び、外方部１３０を備える。内方部１１０は、プロファイル１００の中央位置１７０と遷移部１２０の間に広がり、外方部１３０は、遷移部１２０とプロファイル１００の周辺位置１８０との間に広がっている。一般に、中央位置１７０は、光軸上に設けられている（ある実施形態では、例えば、瞳孔中心又は偏心した眼軸等に合致するように偏心していてもよい。）。この特別な例では、遷移部１２０は光軸から約１．５ｍｍの距離に設けられており、周辺位置１８０はレンズの開口部の直径、ここでは光軸から約３．０ｍｍの距離に設けられている。あるケースでは、遷移部１２０は光軸からの距離が約０．５ｍｍから約２．０ｍｍの範囲内に設けることができ、周辺位置１８０は光軸から約２．５ｍｍから約３．５ｍｍの範囲内、又は、これよりも広い範囲（例えば、コンタクトレンズのために、その範囲はコンタクトレンズをＩＯＬに比べて光学的により強力な位置とするために約１５％大きくしてもよい。すなわち、当業者であれば、その適用物に依存して寸法を適宜変更することができる。）に設けることができる。
【００４６】
図４に示すように、レンズプロファイルの各位置での、光軸に垂直な基準面からの表面高さすなわち撓み（ｄ）は、レンズの光軸からの半径方向距離（ｒ）で表示されている。図示するように、変位量すなわち全撓み（ｄ）は約０ｍｍから約０．０７ｍｍの範囲内とすることができる。全撓みは、表面の屈折形状に依存し、ＩＯＬ用として、一般に、０ｍｍと約２ｍｍの間の値、又は、表面が凹状の場合、約−２ｍｍまでの値とすることができる。
【００４７】
内方部
内容部すなわちエシュレット格子１１０は、中心１１０ａ及び周縁１１０ｂを備える。内方部１１０の中心又は中心領域１１０ａでは、内方部１１０の撓み（ｄ）は、周辺曲部１６０の変位すなわち撓み（ｄ）とほぼ等しい。周縁１１０ｂでは、内方部１１０の撓み（ｄ）は回折底カーブ１４０の撓み（ｄ）とほぼ等しい。半径方向距離（ｒ）がゼロであれば、内方部１１０の撓み（ｄ）は周辺カーブ１６０の値に等しい。半径方向距離ゼロと周縁１１０ｂの半径方向距離、例えば、１．５ｍｍの間の撓み量（ｄ）は、徐々にかつ滑らかに周辺カーブ１６０の値（ｒ＝０）から放射状に回折底カーブ１４０の値（ｒ＝１．５ｍｍ）に変化する。図示するように、内方部１１０は、例えば、Applied Opticsの３１巻１９号、３７５０頁〜３７５４頁（１９９２年）のコーヘン（Cohen）の数式４ａのように、放射形状とすることができる。ある例では、内方部１１０は、双曲形状、球状、非球面、及び、シヌソイド形状を含む、種々の形状又はプロファイルのいずれかとすることができる。内方部１００の形状は屈折形状とすることができる。
【００４８】
遷移部
周縁１１０ｂでは、半径方向距離（ｒ）が１．５ｍｍであり、撓み（ｄ）の値は、回折底カーブ１４０の値から周辺カーブ１６０の値まで変化している。半径方向距離（ｒ）が遷移部１２０に対応する位置では、内方部１１０の撓み（ｄ）が回折底カーブ１４０の値に等しくなっている。関連して、プロファイル１００の変位量は、半径方向距離がゼロから約１．５ｍｍまで増加するのに応じて、周辺カーブ１６０の変位量に近付いている。変位量は垂直軸に沿って決定できる。変位量は位相遅れ量に依存して選択してもよい。一実施形態では、内方部１１０及び外方部１３０は、位置１１０ｂ／１３０ａの同じ垂直高さで終わらなくてもよい。これら終端位置を連結する１つの方法は、真っ直ぐな垂直線を使用してもよい。図示するように、回折遷移ステップは、プロファイルの鋭いステップを提供する。あるケースでは、遷移部は約０．５μｍから約４μｍの範囲内の値を有するステップ高さを特徴とする。ある実施形態では、遷移部は約１．５ｍｍから２．５ｍｍの範囲内の値を有するステップ高さを特徴とする。
【００４９】
外方部
外方部１３０は、内方すなわち中心縁１３０ａと周縁１３０ｂを備える。内方縁１３０ａでは、外方部１３０の撓み（ｄ）は周辺カーブ１６０の撓み（ｄ）とほぼ等しい。周縁１３０ｂでは、外方部１３０の撓み（ｄ）は周辺カーブ１６０の撓み（ｄ）とほぼ等しい。半径方向距離１．５ｍｍと半径方向距離３．０ｍｍの間に於けるプロファイル１００の外方部１３０の撓み（ｄ）は周辺カーブ１６０の値と等しい。プロファイル１００及び周辺カーブ１６０の撓みは１．５ｍｍから３．０ｍｍの間の半径方向距離とほぼ等しい。図示するように、外方部１３０は、通常の球面又は非球面の曲線、例えば、Tecnics製の非球面を提供することができ、それは視覚球面収差を修正又は処理する。Tecnics製ＩＯＬのより詳細な説明のため、米国特許7,615,073号を参照し、その内容は明細書に援用されている。実際に、非球面プロファイルを使用してもよい。あるケースでは、Tecnics製のプロファイル、すなわち視覚球面収差を改良し、抑制し、あるいは、減少させる非球面を使用することができる。また、屈折多焦点表面を使用することができるし、屈折非球面又はゾーン状非球面が焦点深さを長くする。回折多焦点は反対側にあってもよい。
【００５０】
多数のエシュレット格子を有するレンズを比較すれば、ステップ高さが増減し、半径方向距離が減少しており、本発明の実施形態は、そのようなステップ形状がなくなるようなレンズ構造を含んでいる。
【００５１】
人の瞳孔のサイズは照度を変化させる。明るい光の状態では瞳孔は小さく、薄暗いすなわち低い光の状態では瞳孔は大きい。さらに、人の瞳孔のサイズは調整運動を変化させる。調整運動がない場合、瞳孔は調整運動のある場合よりも大きくなる。したがって、より小さい瞳孔のために、中間又は近傍視力を相対的に強調するように設計することが望まれている。より大きな瞳孔のために、遠方視力を相対的に強調するように設計することが望まれている。そのような考えはＩＯＬ設計に影響している。
【００５２】
多焦点レンズに現れる、光が変に見える現象（dysphotopsia、例えば、光輪）は２つの焦点の分離に左右される。また、本発明の典型的な実施形態では、レンズは単一の微小構造のみを備えている。この結果、多数のエシュレット格子を有する回折多焦点ＩＯＬと比べて、別の焦点間での光の分離は完全ではない。
【００５３】
通常の読書すなわち明るい近傍視認状態では、瞳孔のサイズは小さく、例えば、直径で約１ｍｍと２ｍｍの間であり、眼はＩＯＬのレンズに殆ど関係なく、（例えば、ピンホール効果から）大きな焦点深さを有する。大きな瞳孔サイズ、例えば、約４〜５ｍｍ以上の直径では、通常、低い光の状態に適応し、ＩＯＬの倍率が普通に発揮される遠距離視力に関係する。したがって、多くの患者は中間の距離で見るために焦点深さを高めるＩＯＬから最も利益を受けている。単一のエシュレット格子又はリングを有するＩＯＬは、中間の瞳孔サイズのための焦点深さを増大させる一方、小さい瞳孔サイズの一般の減少した焦点深さを維持すると共に、大きな瞳孔サイズのための遠方視力の強化を維持している。同時に、単一のエシュレット格子と、視覚又は残されたレンズ（非エシュレット格子）の残された表面とは、殆ど全ての瞳孔サイズ用の不均一な表面を有するので、焦点間に不完全な裂け目がある。光の裂け目が不完全であるので、焦点の分離は、焦点深さの拡張と、光が変に見える現象（dysphotopsia、例えば、光輪）の希釈化とに貢献する。
【００５４】
図４Ａは、本発明の実施形態に係るレンズ回折プロファイルの一部のグラフ表示であり、単一微小構造の実施形態を説明する。図４Ａでは、エシュレット格子の表面に於ける各点の（光線に垂直な平面からの）表面レリーフプロファイルの高さが、レンズの光軸から半径方向距離（ｒ又はｐ）の２乗で描かれている。エシュレット格子は、特別な光学ゾーン９３０と遷移ゾーン９３１を持つことができる。光学ゾーン９３０は、図４Ａに示すように、ｐに描かれるときに直線となるような形状すなわち下方側に傾斜する形状を取ることができる。半径ｒに描かれるとき、光学ゾーン９３０は放射する形状すなわち下方側に傾斜する形状を取ることができる。図示されるように、中央の光学ゾーン９３０は中央の放射エシュレット格子を設けることができる。外方（屈折）ゾーンは、固定された偏心点を中心とする基本半径に続いている。あるケースでは、プロファイルはエシュレット格子すなわち中央部９２３ａと屈折ゾーンすなわち周辺部９２３ｂを備える。
【００５５】
図４Ａに示すように、光学ゾーン９３０と外方ゾーン９３３の間の遷移ゾーン９３１は、鋭くて不連続である。同様に、中央部すなわちエシュレット格子９２３ａと周辺部すなわち回折ゾーン９２３ｂの間の垂直遷移部も鋭くて不連続である。レンズ面の高さは、（例えば、光学ゾーン９３０を横切って）徐々に下方側に傾斜し、（例えば、遷移ゾーン９３１で）垂直上方に延びるように鋭く遷移し、遷移部は徐々に傾斜あるいはほぼ水平に急激に後方へと遷移している。そのようにすることで、エシュレット格子９２３ａ又は光学ゾーン９３０は、エシュレット格子の最下点と最高点の間の距離によって決まる特徴的なステップ高さ９３２をも有する。このため、回折面の傾斜（すなわち一次導関数）及び／又は曲面（すなわち二次導関数）は遷移部で不連続に隣接している。一次導関数はレンズの方向によって表示することができ、二次導関数はその線の曲がりによって表示することができる。
【００５６】
ある実施形態では、光は下方側の矢印Ａで示す方向から来て、プロファイルのエシュレット格子９３０に衝突する。ある実施形態では、理論上、光は光学ゾーンの垂直連結部に衝突しないため、プロファイルは非遷移ゾーンを有すると言うことができる。ある実施形態では、実際問題として、そのようなプロファイルを生成しようとするとき、例えば、切削することにより、（例えば、光学ゾーンがその隣接部に連結される場所で）尖った角を再生することは困難となるので、その角は、有限の測定可能な半径に対してある程度丸くなる。そのような丸みであれば光学的性能への影響を無視できる。関連する実施形態では、遷移ゾーン９３１は、エシュレット格子から隣接ゾーンまでの遷移部として捉えることができ、光学的性能を最適化する、例えば、鋭い遷移部からの散乱を最小化するために、特別な方法で形成することができる。
【００５７】
ある実施形態では、中心部９２３ａはエシュレット格子で構成され、周辺部９２３ｂは回折ゾーンで構成されている。
【００５８】
図４Ｂは、レンズの回折プロファイル９７１のグラフ表示であり、ｐに対するエシュレット格子９７２の特定ポイントでの表面レリーフプロファイルの高さを描いており、光線に垂直な平面から離れた所定の半径又は距離の２乗であり、従来の回折プロファイル９７５と共に点線で示されている。ある実施形態では、中心点９７２ａはエシュレット格子で構成することができ、周辺部９７２ｂは回折ゾーンで構成することができる。ある実施形態では、エシュレット格子は、ある主要ゾーンとある遷移ゾーンとを備える。
【００５９】
図４Ｂに示すように、エシュレット格子と隣接ゾーン９７８の間の遷移ゾーン９７６は、鋭くなく、又、不連続でもない。レンズ面の高さはスムーズに遷移している。また、エシュレット格子９７２、すなわち中心部９７２ａは、特別なプロファイル高さ９７４を有することができ、周辺部９７２ｂはエシュレット格子の最下点と最高点の間の距離によって決まる特別なプロファイル高さを有することができる。このため、図４Ｂは、中心エシュレット格子が他の形状となり、遷移ゾーンがあり、９７４ａに位相オフセット（高さ）が中心ゾーン９７４の位相オフセット（高さ）と相違しており、外方すなわち周辺ゾーンは二者択一の非球面形状を有することを図示している。
【００６０】
図４Ｃは、本発明に係るレンズプロファイルのグラフ表示であり、レンズの中心回折ゾーンを囲む単一のエシュレット格子を開示している。図４Ｃのレンズプロファイルの実施形態は、単一のエシュレット格子すなわち微小構造９８０ｅを有し、それは中心回折光学ゾーン９７０ｅの周囲の環状として配置されている。環状のエシュレット格子は、内径９８２ｅと外径９８４ｅ、プロファイル形状９８６ｅとプロファイル高さ９８８ｅ（オフセット１）とを有する。環状エシュレット格子９８０ｅは、プロファイル高さ９９８ｅ（オフセット２）を有する回折周辺ゾーン９９０ｅによって囲まれていてもよい。プロファイル高さ９８８ｅ、９９８ｅは、底／中心回折ゾーンからのそれぞれの距離に特徴があってもよい。なお、図４Ｃには示されていないが、回折中心及び周辺ゾーンは、視覚異常を改良するように設計された非球面や、例えば、球面とすることができる。図４Ａ，Ｂに示すように、微小構造と回折ゾーンの間の遷移部（例えば、垂直線）は、既に記載した通り、鋭くても滑らかでもよい。また、回折ゾーンは、球面又は非球面、あるいは、球面回折ゾーンと非球面回折ゾーンとを有する、それらの混合であってもよい。
【００６１】
図４Ｄは、０．５Λ（ラムダ）の位相遅れに一致する（テーブル２参照）、１．２１ｍｍのリング直径と２．０５μｍの２２０でのステップ高さとを備えたレンズ前面での単一微細構造レンズプロファイル２００の断面図のグラフ表示である。この例では、米国特許5,121,980（コーエン）号公報に記載されるように、リング直径は（２．０ジオプターである、従来のＩＯＬ回折レンズのためのリンク内径である）１．５ｍｍから倍率Λ／２による１．２１ｍｍまで削減された。内方部とレンズの半分の外方部の一部とだけが図示されているが、レンズは回転方向に対称であるので、他の半部は鏡像である。単一リング表面のプロファイル２００は内方部２１０すなわち単一リング、段部すなわち遷移部２２０、及び、外方部２３０を備える。外方部２３０は図４Ｄに示す位置を超えて２．５ｍｍまで延びている。内方部２１０は、プロファイル２００の中心位置２７０と遷移部２２０の間に延びている。外方部２３０は、遷移部２２０と周辺位置（図示せず）の間に延びている。
【００６２】
内方部すなわちエシュレット格子２１０は、中心部２１０ａと周縁２１０ｂを備える。内方部２１０の中心すなわち中心ゾーン２１０ａは、半径がゼロであり、内方部の撓み（ｄ）は、０．２５Λ（テーブル２参照）の位相遅れと一致し、周辺カーブ２６０から１．０３ｍｍで、回折底カーブ２４０の撓み（ｄ）と、周辺カーブ２６０の撓み（ｄ）の間である。周縁２１０ｂでは、内方部２１０の撓み（ｄ）は１３，８μｍでの回折底カーブ２４０の撓み（ｄ）とほぼ等しい。半径方向距離ゼロと、０．６１ｍｍｍでの周縁２１０ｂの半径方向距離との間の撓み量（ｄ）は、１．０３ｍｍ（ｒ＝０）から、１３．８ｍｍである、底カーブ２４０の値（ｒ＝０．６１ｍｍ）に徐々にかつスムーズに変化する。この変化は、放物線状に起こる。図示するように、内方部は、参照文献として挙げたEquation 4a of Cohen, Applied Optics, 31: 19, pp. 3750-3754 (1992)に記載される放物線を示す。
【００６３】
周縁２１０ｂでは、半径方向距離（ｒ）は０．６１ｍｍであり、撓み量（ｄ）は回折底カーブ２４０の値から周辺カーブ２６０の値まで変化する。半径方向距離（ｒ）は遷移部２２０に一致し、内方部の撓み（ｄ）は回折底カーブ２４０の値に等しい。関連して、プロファイルの変位は、半径方向距離がゼロから０．６１ｍｍまで増加するに連れて、回折底カーブの変位に近付く。ステップ高さは、０．５の位相遅れの結果、２．０５μｍとなる。
【００６４】
外方部２３０は、内方すなわち中心縁２３０ａと周縁（図示せず）を備える。内方縁２３０ａでは、外方部の撓み（ｄ）は、周辺カーブ２６０の撓み（ｄ）とほぼ等しい。周縁では、外方部の撓み（ｄ）は周辺カーブ２６０の撓み（ｄ）とほぼ等しい。半径方向距離０．６１ｍｍの外方部と半径方向距離２．５ｍｍの周辺部との間のプロファイルの撓み量（ｄ）は、周辺カーブ２６０の値に等しい。プロファイルと周辺カーブ２６０の撓みは、０．６１ｍｍと２．５ｍｍの半径方向距離値の間とほぼ等しい。外方部は、Tecnis製の非球面等、視覚球体異常を矯正して治療する通常の球面や非球面を提供することができる。
【００６５】
プロファイル要素
プロファイルのデザインは、１セットのパラメータの観点から特徴付けることができる。従来の多焦点レンズは、多数のエシュレット格子を有し、通常、パラメータすなわち付加倍率及び配光に特徴を有する。例えば、プロファイルの単一エシュレット格子は、付加倍率と配光（より詳細については後述する）として記載できる。共に２００８年４月２４日に出願された米国特許出願番号61/047,699号及び12/109,251号に記載されるように、レンズの付加倍率は、直径すなわち放射位置すなわちプロファイルエシュレット格子の場所に基づいており、配光は、エシュレット格子の相対的な高さに基づいている。
【００６６】
回折倍率及びエシュレット格子の幾何学構造
従来の回折ＩＯＬでは、エシュレット格子の直径（サイズすなわち幅又は表面積）はレンズの回折倍率に関係している。このため、ここに記載する単一エシュレット格子のデザインの種類は、付加倍率の観点で、従来の回折ＩＯＬのデザインに関して特徴がある。特に、ここで述べる実施形態に於ける単一エシュレット格子の半径は、同じ付加倍率を有する従来の回折IOLの内半径と等しい。当業者に公知であるので、付加倍率はここに記載する実施形態に係る単一エシュレット格子の光学的特徴は記載していない。ある実施形態では、レンズの回折倍率は、約０．５ジオプターから約３．０ジオプターの範囲内の値を有し、後述するテーブル１に詳述するようなエシュレット格子半径及び直径を示す。テーブル１は、種々のサンプルの直径を示し、Ｄはジオプターの倍率、Ｒはリング又はエシュレット格子のｍｍ単位での半径、Ｄｅはリングのｍｍ単位での直径をそれぞれ示す。他の実施形態では、単一のエシュレット格子は、回折面の周囲又は内側の環状である。テーブル１にはエシュレット格子の表面積が含まれる。
テーブル１
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【００６７】
エシュレット格子の位相遅れ及び幾何学構造
【００６８】
ステップ高さすなわちプロファイル高さは、位相遅れすなわち位相シフトプロファイルを決定する。より大きなステップ高さは、より大きな位相シフトに一致する。従来の回折ＩＯＬでは、位相シフトはレンズの配光に関係している。これにより、ここに記載される単一エシュレット格子のデザインの種々の幾何学構造は、従来の回折ＩＯＬのデザインに関連して、配光の観点で特徴がある。当業者に知られているので、配光として、ここに記載された実施形態の単一エシュレット格子の光学的特徴は記載しない。ある実施形態では、レンズは、所定のデザイン波長に対して約０．２５回と約１回の間の位相シフトを生み出すステップ高さに特徴がある。あるケースでは、回折プロファイルは、所定のデザイン波長に対して約０．１５回と約２回の間の位相シフトを生成するステップ高さに特徴がある。ある実施形態では、レンズは、約０．５の位相シフトを生成するステップ高さに特徴がある。他の実施形態では、レンズは、約０．４のステップ高さに特徴のある遷移部を備える。
【００６９】
エシュレット格子の遷移部の観点で、遷移部での撓みはオフセット値に等しい量で増加する。後述するテーブル２は、ＩＯＬ材料の例として有効な、（波長での）位相遅れと、（μｍ単位での）ステップ高さとの間の関係を示す種々のサンプルの寸法である。
テーブル２
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したがって、レンズが、図４に示すデザインに於ける、０．４２３位相シフトの２．５Ｄ倍率を有する典型的な実施形態では、単一のリングの半径は０．６６ｍｍであり、ステップ高さは１．７４μｍである。
【００７０】
瞳孔依存
典型的な実施形態では、単一リング中心すなわち単一中心エシュレット格子のデザインは、瞳孔サイズに依存する光学性能を有する。瞳孔が中心エシュレット格子のサイズよりも小さい、非常に小さい瞳孔のために、エシュレット格子は回折レンズとして機能し、ピンホール効果のために非常に大きな焦点深さを有する。瞳孔が中心エシュレット格子と外方ゾーンとを覆う、より高く中間の瞳孔サイズのために、レンズは、適切な位相シフトを備えた回折／屈折レンズとして機能する。中心エシュレット格子のサイズはレンズの瞳孔依存性に影響する。これにより、中心エシュレット格子のサイズが、特定の患者の瞳孔サイズに依存して選択される。例えば、患者の瞳孔サイズは、明るい光と暗い光、遠方視力と近傍視力、及び、光レベルと調整努力の異なる組み合わせで測定される。これらの異なる瞳孔サイズは、瞳孔力学で決められ、単一リングの光学デザイン又は単一エシュレット格子デザインのための入力パラメータとして使用できる。
【００７１】
例えば、患者が、２ｍｍ以下の、近傍視力による（高い調整努力を払って近距離で対象物を見る場合での）瞳孔直径を有するのであれば、この瞳孔寸法は明るい光と暗い光のいずれにも対応し、十分な近傍及び／又は中間視力を得るために、中心エシュレット格子のサイズ（例えば、図４Ａの中心エシュレット格子の外径）は２ｍｍ以下から選択できる。関連して、患者が近傍視力で２ｍｍ以上の瞳孔直径を有していれば、この瞳孔寸法が明るい光及び暗い光のいずれにも対応し、十分な近傍及び中間視力を得るために、中心エシュレット格子のサイズは２ｍｍ以上から選択できる。一般に、中心エシュレット格子の直径は、患者があらゆる状況下（例えば、明るい／暗い光、近傍／遠方視力）での最も小さい瞳孔サイズ以下とすることができる。種々のタイプの瞳孔力学のために、サイズ、プロファイル及びオフセットは、特別な患者あるいは患者のグループのためにレンズ性能を最もよくするように選択される。通常、これは、患者の瞳孔を測定する、異なる視認環境（光レベルと調整努力）の間でのトレードオフである。したがって、典型的な実施形態には、眼のレンズを設計する方法が含まれ、それは瞳孔サイズの測定を利用することがあり、レンズ表面に組み付ける絶縁エシュレット格子のサイズを決定する測定に基づいている。瞳孔サイズの測定は患者のグループによる。
【００７２】
特別な例の種々の評価
図４Ａに示す例について、多数の変形例が検討されている。これらの例では、中心エシュレット格子はサイズとステップ高さを変更されている。これにより、種々のエシュレット格子のデザインが、条件ｘＤ／ｙで従来の回折ＩＯＬデザインに関して特徴を有しており、ｘＤは、（例えば、エシュレット格子のサイズ及び／又は位置、ステップ高さに基づいて）エシュレット格子のデザインを示し、ｙ％は、第１次焦点に方向付けられた光の一部を示す。付加倍率及び配光は、中心エシュレット格子の幾何学構造を特徴付けるために使用されている。特に、ここに記載される単一のエシュレット格子の実施形態での半径は、同様な付加倍率を備えた従来の回折ＩＯＬの内半径と等しい。同様に、ステップ高さと、ここに記載される実施形態の単一のエシュレット格子の関連する位相遅れとは、同じ配光を備えた従来の回折ＩＯＬのステップ高さ／位相遅れと等しい。当業者が公知であるので、付加倍率及び配光について、ここに記載した実施形態の単一のエシュレット格子の光学的特徴は記載していない。
テーブル３は、前記例に於けるＩＯＬ材料のための近傍及び遠方焦点の間の光割合、位相遅れ、及び、ステップ高さの関係を示す。
テーブル３
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例えば、２Ｄ／３５％のエシュレット格子のデザインは、半径０．７４の中心エシュレット格子を備えたレンズを示し、位相遅れは０．４２３で、ステップ高さは１．７４である。同様な用語が６〜２０頁で検討されたデザインと共に使用されている。
【００７３】
図５は、眼鏡レンズ３１０、角膜３２０、眼内レンズ３３０、及び、網膜３４０を含む模式眼の光学システムレイアウト３００を示す。角膜３２０は、平均的な白内障患者の球面収差を有する。また、模式眼は、人の眼の平均的な色収差を有する。これはいわゆるＡＣＥモデル、すなわち平均的な角膜モデルであり、白内障患者や、人の眼の色収差及び散乱のサンプルから集めた実際の波面測定に基づいている。その眼のモデルは、Norrby, S., Piers, P., Campbell, C, & van der Mooren, M. (2007) Model eyes for evaluation of intraocular lenses. Appl Opt, 46 (26), 6595-6605にほぼ記載されており、その内容は参照文献として組み込まれている。ＡＣＥモデルを使用することにより、種々のレンズプロファイルを評価することができる。眼鏡レンズの倍率を変更することにより、種々の焦点カーブを生成することができる。例えば、負の倍率の眼鏡レンズは、接近した距離で物体を見る効果と同じにすることができる。
【００７４】
図４Ａに示すような例について、多数の変形例が分析されており、焦点に対するイメージ品質はＡＣＥ眼モデルで計算されている。前記例のデザインに於ける瞳孔独立性能に関する情報を示すために、イメージ分析が２．０ｍｍ、３．０ｍｍ及び４．０ｍｍの瞳孔直径のために行われる。これは、図６Ａから９Ｄ及び図１０Ａから１３Ｃに図示されている。このため、図６Ａから９Ｄ及び図１０Ａから１３Ｃは単一のセットとして考えることができる。この一連の図では、エシュレット格子のサイズは直径１．２ｍｍから３．０ｍｍまで変化し、ステップ高さは０．６から３．７μｍまで変化する。この一連の図でのエシュレット格子の幾何学構造は条件ｘＤ／ｙに特徴がある。一般的なレンズ構造は、非球面の前面と球面の背面とを有する両凸レンズであった。単一のリングのデザインは、背面に適合していた。
【００７５】
図５Ａ〜５Ｃは参照用である。図５Ａは角膜の球面異常を矯正する正規の球面デザインを示す。図５Ｂは正規の球面デザインを示す。図５Ｃは４ジオプターの付加倍率を有する正規の回折多焦点デザインを示す。なお、図５Ｃの回折多焦点ＩＯＬは、図示しないが、グラフの横軸を超えるような第２のピークを有する。第２のピークは第１ピークとは形状、高さ及び幅が同じである。
【００７６】
横（ｘ）軸は、眼鏡倍率のジオプターで表示された非焦点量を示す。図の左半分は、負の眼鏡倍率に対応しており、眼鏡が眼を近視にする状況を示している。図の右半分は、正の眼鏡倍率に対応しており、眼鏡が眼を遠視にする状況を示している。縦（ｙ）軸は、白色回折制限ＭＴＦでの容量割合としての白色光ＭＴＦカーブの容量によって示されるイメージ品質を示す。これにより、網膜イメージ品質の測定として使用される。図の左部分は、２．５Ｄまでの眼鏡倍率に対応する、近傍及び中間視力のためのイメージ品質を示す。
【００７７】
図６Ａ、７Ａ，８Ａ及び９Ａに示すように、０．５Ｄの付加倍率を示すエシュレット格子のデザインには、正規の単焦点レンズを超える利点は殆どない。他のデザインは、少なくとも幾つかの瞳孔サイズのため、伸長された焦点深さを有することによる利点があるが、それらのエシュレット格子は付加倍率を有するようにデザインされており、図５Ｃに示す多焦点ＩＯＬ用等の２つの十分に分離されたピークを示す（ピークの間にはＭＴＦ量ゼロがある。）。多くのデザインは、それらのエシュレット格子が付加倍率を有するように設計されているにも拘わらず、多焦点デザインのために一般的であるように、非焦点カーブで２つの分離したピークを示す。例えば、図１２Ａ，１３Ａ，１３Ｂ及び１３Ｃは、増大した焦点深さを有する間、すなわち、白色光ＭＴＦカーブでの量が,増大した非焦点値の範囲のためにゼロ以上である間、ゼロジオプターから２．５Ｄまでの非焦点を変更する際、連続的に低下するイメージ品質を表示する。他のオプションは、例えば、図１０Ａ、１０Ａ−Ｃ，及び図１２Ｂ−Ｃで参照される例のために、ゼロと第１次焦点とを示すピークの間のイメージ品質で、非常に制限された落ち込みのみを有するこの性質に向かう傾向を示す。これらの例のために、イメージ品質でのこの小さな落ち込みは、より小さい瞳孔サイズ（２．０ｍｍ）のためにのみ出現する。幾つかのオプションは、例えば、図８Ｄ，９Ｄ，１０Ａ−Ｃ及び１１Ａ−Ｃで参照される例のために、瞳孔サイズが独立する遠方視力でのイメージ品質を示す。
【００７８】
図１４Ａから１７Ｃは、さらに、実際の患者の「肉眼」のコンピュータモデルで、図１０Ａから１２Ｃで参照されるプロファイルデザインの排出を示す。このコンピュータモデルは、患者の角膜から光学的により高次の異常と混合する。肉眼モデルの方法論は、Piers, P. A., Weeber, H. A., Artal, P. & Norrby, S. "Theoretical comparison of aberration-correcting customized and aspheric intraocular lenses" J Refract Surg 23, 374-84 (2007)に記載されており、その内容は参考として明細書に組み込まれている。「肉眼」のモデルは患者のＩＯＬデザインの光学的性能のよりよい予想と関係がある。
【００７９】
プロファイルデザインは、本発明の実施形態に係る単一リング回折レンズを含む。これらのグラフ表示は、非焦点カーブと関係するイメージ品質の特徴を示す。図１４Ａから１７Ｃは、１つのセットとして記載されている。この一連の図では、エシュレット格子のサイズは、直径約１．２ｍｍから１．５ｍｍに変化し、ステップ高さは０．６から１．７μｍに変化する。この一連の図でのエシュレット格子の幾何学構造は条件ｘＤ／ｙを特徴とする。一般のレンズ構造は、Tecnic製の非球面の前面と球面の背面とを有する両凸眼であった。単一リングデザインは背面に適合されていた。デザインプロファイルは２ｍｍ瞳孔、３ｍｍ瞳孔及び４ｍｍ瞳孔と評価されていた。図１８Ａから１８Ｃは参照として記載することができる。
【００８０】
図１８Ａは、角膜球面異常を矯正する正規の非球面デザインを示す。このデザインプロファイルの評価は、２ｍｍ瞳孔、３ｍｍ瞳孔及び４ｍｍ瞳孔と評価されている。図１８Ｃは図５Ｃに記載されたものと同様に、回折多焦点＋４Ｄに特徴がある。
【００８１】
ある実施形態では、ＡＣＥモデルに見られるような一般的な傾向は、肉眼モデルでも有効である。多くのデザインは、正規の単焦点ＩＯＬと比較する際、伸ばされた焦点深さを示す。遠方視力と近傍視力の間、例えば、図１０Ａ対図１４Ａ、図１１Ａ対図１５Ａ、図１１Ｂ対図１５Ｂ、図１１Ｃ対図１５Ｃ、図１２Ｂ対図１６Ｂ、及び、図１２Ｃ対図１６Ｃでのイメージ品質での落ち込みがあり、この落ち込みの大きさは抑えられる。その結果は、ある中間距離で顕著に落ちることなく、これらのオプションは距離範囲を超えたあるイメージ品質を提供することが示している。
【００８２】
図に示すように、レンズは、２．０ｍｍ瞳孔のために、約１．２５から約０．２５の範囲を介して少なくとも３５％のＩＴＦ容量を提供するようにしてもよい。言い換えれば、レンズは、２．０ｍｍ瞳孔のための少なくとも約１．５Ｄの連続する範囲を超える少なくとも３５％のＭＴＦ容量を提供することができる。本発明のある実施形態は、少なくとも約０．７５Ｄの連続範囲を超える少なくとも３５％のＭＴＦ容量を提供する。他の実施形態は、少なくとも約１．０Ｄの連続範囲を超える少なくとも３５％のＭＴＦ容量を提供する。より好ましい実施形態は、少なくとも１，２５Ｄの連続範囲を超える少なくとも３５％のＭＴＦ容量を提供することができる。
【００８３】
図１９Ａ及び１９Ｂは、３ｍｍ瞳孔（図１９Ａ）と５ｍｍ瞳孔（図１９Ｂ）に関するサンプルの測定された非焦点カーブを示す。これらサンプルは単一リングＩＯＬ、すなわち、図２１及び２２に記載したのと同様な単一リングエシュレット格子に対応している。横軸は、眼鏡平面での非焦点値をジオプター単位で表示している。縦軸は、５０サイクルの係数（ＭＴＦ）をミリ単位で表示している。グラフは、実際のレンズが、前記各デザインに応じて作成されるようにして、負の非焦点値で焦点深さを伸長していることを示している。図示するように、レンズは、３．０ｍｍ瞳孔のために約−１．０から約０．５までの範囲を介して少なくとも約１５ｍｍ毎に５０サイクルでＭＴＦを提供してもよい。言い換えれば、レンズは、３．０ｍｍ瞳孔のために少なくとも約１．５Ｄの連続範囲を超えるすくアンクとも１５ｍｍ毎に５０サイクルでＭＴＦを提供することができる。ある実施形態は、少なくとも１．０Ｄの連続範囲を超える少なくとも１５ｍｍ毎に５０サイクルでＭＴＦを提供する。
【００８４】
図２０Ａ−２０Ｃは、１．２１ｍｍのリング直径と１／２波長の位相遅れを備えた領域４に開示される実施形態のＡＣＥ眼モデルで測定された非焦点カーブを示す。横軸は、眼鏡平面での非焦点値をジオプター単位で示している。縦軸は、１００サイクルの係数（ＭＴＦ）をミリ単位で示している。３ｍｍ、４ｍｍ及び５ｍｍ瞳孔直径のためのデータが含まれる。図示するように、レンズは、３．０ｍｍ瞳孔のために約−１．０から約０．８の範囲を介して少なくとも約７ｍｍ毎に１００サイクルのＭＴＦを提供してもよい。言い換えれば、レンズは、３．０ｍｍ瞳孔のために少なくとも約１．８Ｄの連続範囲を超える少なくとも７ｍｍ毎に１００サイクルのＭＴＦを提供することができる。グラフは、実際のレンズが、各デザインに応じて作成されるようにして、焦点深さを伸長していることを示している。
【００８５】
図２１は、典型的な回折単一リングＩＯＬを示し、その幾何学構造は１．０Ｄ／１００デザインプロファイルを特徴とする。図２２は、典型的な回折単一リングＩＯＬを示し、その幾何学構造は２．０／１０デザインプロファイルを特徴とする。
【００８６】
用語単一微細構造は、肉眼で見るとき、例えば、図２１−２２に示すように、丁度単一リングを表面に見ることができるということを意味する。言い換えれば、全眼表面に１つの光学位相遷移部がある。適宜、用語単一微細構造は、レンズ表面の内部に示した１つの単一エシュレット格子のみを有することを意味する。他の実施形態では、単一エシュレット格子は、レンズの中心部の周囲の環状部である。環状エシュレット格子は、２つの位相遷移部を有することができ、一方はエシュレット格子の内径であり、他方はエシュレット格子の外径である。
【００８７】
図２１−２２に示される典型的な実施形態のようなＩＯＬは、アクリル樹脂材料で形成することができる。エシュレット格子は、背面又は前方に設けることができ、周辺ゾーンは非球面であればよい。反対面は（例えば、角膜球面異常を矯正する）非球面であればよい。
【００８８】
後述するテーブル４は、種々のサンプルの寸法を提供し、Ｄｅはリングすなわちエシュレット格子の直径をミリ単位で示し、ステップ高さはプロファイルの高さをμｍ単位で示す。上述のテーブル３に示すように、単一エシュレット格子のデザインの幾何学構造は、付加倍率及び光割合に関する従来の回折ＩＯＬの名称に特徴を有する。
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【００８９】
図２３Ａ−１から２３Ｄ−２及び２４は、ＡＣＥ眼モデルの４．０ｍｍ瞳孔のためのサンプルに於ける、光が変に見える現象（dysphotopsia、例えば、光輪）の測定性能を示す。これらの図は、白色光の伸長された光源のイメージに基づいており、約５０ｍの距離に於ける車のヘッドライドを示し、ＩＯＬサンプル、すなわち実際のレンズの寸法に対応している。図２３Ａ−１は、２．０／３０デザインの光輪を示す。図２３Ｂ−１は、非球面単焦点のイメージを示す。図２３Ｃ−１は、＋１Ｄ付加倍率を備えた回折２焦点レンズのイメージを示す。図２３Ｄ−１は、４Ｄ付加倍率を備えた回折多焦点レンズのイメージを示す。これらの図面は、図２３Ａ−１に示す２．０Ｄ／３０デザインの光輪の量が、図２３Ｄ−１に示す回折多焦点レンズや、図２３Ｃ−１に示す１Ｄ付加倍率を備えた回折２焦点レンズと比較して減少することを示している。図２３Ａ−２，２３Ｂ−２，２３Ｃ−２及び２３Ｄ−２は、それぞれより見やすいように、図２３Ａ−１，２３Ｂ−１，２３Ｃ−１及び２３Ｄ−１の負の画像を提供する。
【００９０】
図２４は、図２３Ａ−１，２３Ｂ−１，２３Ｃ−１及び２３Ｄ−１の光源イメージに対応する測定された光散乱（迷光）のグラフ表示を示す。横軸は、視角を単位「度」で表示し、縦軸は散乱パラメータで示された散乱量を表示する。散乱パラメータは、視角の二乗を光エネルギーの対数として規定されている。図３７Ａ−１、２７Ｂ−１、３７Ｃ−１及び３７Ｄ−１に示すように、図２４の逆光グラフでの光輪のサイズは、ゼロと約０．５度の間である。ピークは光輪の一部である。言い換えれば、純粋な逆光は視角０．５度以上で測定される。縦軸は、任意の単位を有する。図２４は、１．５Ｄ／３０％デザイン（ライン２３Ａ）、２．３Ｄ／３０％デザイン（ライン２３Ｂ）、及び２．０Ｄ／１０％（ライン２３Ｃ）の逆光を示す。逆光量は、これら３つのデザインでほぼ同じである。参考までに、図２４は非球面単焦点（ライン２３Ｄ）に対応する逆光イメージを示し、それは＋１Ｄ付加倍率（ライン２３Ｅ）を備えた回折ニ焦点レンズや、４Ｄ付加倍率（ライン２３Ｆ）を備えた回折多焦点レンズと同様である。図２４は、３デザインの逆光量は、単一エシュレットを有する回折多焦点レンズよりも小さく、正規の単焦点レンズよりも僅かに大きい。また、図２４は、単一エシュレットを有する３つのデザインの逆光量がどのような顕著な光輪をも生成しない図２３Ａ−１から図２３Ｄ−２の結論を裏付けている。
【００９１】
上述の例が放射状のエシュレットであり、エシュレット格子及び外包ゾーンデザインは、予め決められた非機能回折次数での光量を削減するためには設計されていない。これらの特徴の付加的な態様は、予め明細書に組み込まれた米国特許出願番号12/429,155 出願日２００９年４月２３日に記載されている。前記出願に記載されたのと同様な原理を使用することにより、他の回折次数での光量は増大し、これら回折次数の使用閲覧が楽になる。
【００９２】
本発明の実施形態は、多焦点レンズと、多焦点レンズの各焦点深さを伸長することとを組み合わせる。同様に、本発明の実施形態は、調整レンズデザインを組み合わせるようにしてもよく、調整レンズの調整範囲は伸長可能である。さらに、本発明に実施形態は、円環レンズ、非球面レンズ、色収差を矯正するレンズ等の眼球収差を矯正するレンズを組み合わせるようにしてもよい。色収差を矯正するための実施形態は、例えば、個々の分離した波長によってエシュレット格子の位相遅れを増大させる。例えば、前述の例では、０．５の位相遅れが使用され、２．０５μｍのステップ高さに対応し、他の実施形態では、１．５の位相遅れを有し、６．１５μｍのステップ高さに対応している。したがって、この実施形態は、遠方焦点に第１次回折を方向付け、第２次回折が中間及び近傍範囲での焦点深さを成立させている。
【００９３】
典型的な例がある程度詳細に記載されており、例として、明瞭に理解するために、当業者であれば、種々の改良、適応、及び変化が実行されることが分かる。このため、特許請求の範囲の範囲は、ここに記載される好ましいバーションの詳細な説明に限定されるべきではない。
【符号の説明】
【００９４】
１１…多焦点ＩＯＬ
１２…角膜
１３…光
１４…被膜房
１５ａ…遠距離焦点
１５ａ…近距離焦点
１６…網膜
１７…毛様体筋
【図１Ａ】
2013515284.tif 000007
【図１Ｂ】
2013515284.tif 000008
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2013515284.tif 000014
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
2013515284.tif 000018
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2013515284.tif 000020
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
2013515284.tif 000023
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
2013515284.tif 000026
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
2013515284.tif 000034
【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
2013515284.tif 000040
【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
2013515284.tif 000045
【図１５Ａ】
2013515284.tif 000046
【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
2013515284.tif 000049
【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
2013515284.tif 000051
【図１７Ａ】
2013515284.tif 000052
【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図４】
2013515284.tif 000055
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
2013515284.tif 000058
【図５Ａ】
2013515284.tif 000059
【図５Ｂ】
2013515284.tif 000060
【図５Ｃ】
2013515284.tif 000061
【図１８Ａ】
2013515284.tif 000062
【図１８Ｂ】
2013515284.tif 000063
【図１８Ｃ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ−１】
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【図２３Ａ−２】
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【図２３Ｂ−１】
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【図２３Ｂ−２】
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【図２３Ｃ−１】
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【図２３Ｃ−２】
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【図２３Ｄ−１】
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【図２３Ｄ−２】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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