(57)【要約】  本発明は、老眼前の人が用いて好適なレンズを提供する。本発明のレンズは、著しい不要な非点収差が殆ど無い１つ又は複数の非円錐非球面を有する。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズをデザインするための方法であって、
ａ．）基本球面Ｐｓ（ｘ，ｙ）を用いてプログレッシブ付加面Ｐ（ｘ，ｙ）である第１の面をデザインするステップと、
ｂ．）複数のサグ値Ｐ０（ｘ，ｙ）として前記第１の面Ｐ（ｘ，ｙ）を表すステップと、
ｃ．）次式
【数１】
2008518255.tif 000008
を用い、その際、前記Ａを、次の３つの式
【数２】
2008518255.tif 000009
（但し、Ｘ０＝ｘ・ｃｏｓθ−ｙ・ｓｉｎθ，Ｙ０＝ｙ・ｃｏｓθ−ｘ・ｓｉｎθ，ｒ１は大なる曲率半径，ｒ２は小なる曲率半径，θは長軸の方向を示す）
【数３】
2008518255.tif 000010
（但し、Ｘ０＝ｘ・ｃｏｓθ−ｙ・ｓｉｎθ，Ｙ０＝ｙ・ｃｏｓθ−ｘ・ｓｉｎθ，ｒ１は大なる曲率半径，ｒ２は小なる曲率半径，θは長軸の方向を示し、Ａｉは非球面の項であり、Ｓ２＝ｘ２＋ｙ２である）
【数４】
2008518255.tif 000011
（但し、ｃは反転した曲率半径、Ｓ２＝ｘ２＋ｙ２であり、Ｋは円錐定数であり、Ａｉは非球面の項である）
のうちの１つ又は複数に応じた変化関数とし、
前記Ｗを、次式
【数５】
2008518255.tif 000012
（但し、Ｘ０及びＹ０は、局部変化が最大である場合の座標であり、σｘ及びσｙはｘ及びｙの値の標準偏差であり、ρはｘの値とｙの値との相関係数である）
に応じた重み関数とし、第２の面Ｎ（ｘ，ｙ）を規定するよう前記複数のサグ値Ｐ０（ｘ，ｙ）の１つ又は複数を局部的に変化させるステップと、
ｄ．）付加倍率を有し当該非円錐面の付加倍率の約５０％ないし６０％の最大の不要な非点収差を有する当該レンズの非円錐非球面を得るように前記基本球面Ｐｓ（ｘ，ｙ）に前記第２の面Ｎ（ｘ，ｙ）を付加するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記レンズが眼鏡レンズである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、ｅ．）前記非円錐非球面を平滑化するステップを有する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記非円錐非球面が凸状面である請求項１ないし３のうちいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
レンズ着用者の乱視及びプリズム作用の１つ又は複数について補正をなす凹状面をさらに有する請求項１ないし４のうちいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
前記凸状面は、１０ないし２２ｍｍのチャネル長をさらに有する請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多焦点眼科用レンズに関する。特に、本発明は、老眼前の人のための非円錐非球面レンズを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
単焦点レンズは、多くは４０歳未満の着用者の近視、遠視及び乱視を矯正するために日常的に用いられている。この年齢を超え老眼が始まると、複焦点レンズ、３焦点レンズ及びプログレッシブ付加レンズ（「ＰＡＬ」；ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ  ａｄｄｉｔｉｏｎ  ｌｅｎｓ）等の老眼用の多焦点眼科レンズが老眼の処置のために用いられる。３０歳から４０歳の範囲では、各個人の近見視力は悪化していくことがあるが、大抵は、近距離及び中距離視力を矯正するレンズを使うことなく中距離及び近距離の作業のために焦点合わせを行うことができる十分な残存の眼の遠近調節能力を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、暗い場所においては、又は長時間にわたり中距離及び近距離視野の作業を行うためには、こうした人々は、目の緊張を和らげるのに或る程度付加的な倍率が有用であることに気づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、老眼前の人が用いるのに適したレンズ並びにそのデザイン及び製造方法を提供する。「老眼前」又は「老眼前の人」が意味するところは、近距離視力が漸減しつつあるが約０．７５ジオプタを超える近距離視力の矯正をまだ必要としない人である。本発明のレンズは、著しい不要な非点収差を実質的に持たない非円錐形の非球面レンズである。このようなレンズは、局部化された変化をプログレッシブ付加面に与えることにより提供される。
【０００５】
一実施形態において、本発明は、レンズをデザインするための方法であって、ａ．）基本球面Ｐｓ（ｘ，ｙ）を用いてプログレッシブ付加面Ｐ（ｘ，ｙ）である第１の面をデザインするステップと、ｂ．）複数のサグ（ｓａｇ）値Ｐ０（ｘ，ｙ）として前記第１の面Ｐ（ｘ，ｙ）を表すステップと、ｃ．）第２の面Ｎ（ｘ，ｙ）を規定するよう前記複数のサグ値Ｐ０（ｘ，ｙ）の１つ又は複数を局部的に変化させるステップと、ｄ．）当該非円錐面の付加倍率の約５０％ないし６０％の最大の不要な非点収差を有する非円錐非球面を得るように前記基本球面Ｐｓ（ｘ，ｙ）に前記第２の面Ｎ（ｘ，ｙ）を付加するステップと、を有する（又は実質的若しくは排他的に当該各ステップからなる）方法を提供する。他の実施形態では、本発明は、この方法により形成されるレンズを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
「レンズ」とは、眼鏡、コンタクト、眼内レンズ等を含む眼科用レンズ等を指し、これらに限定されるものではない。好ましくは、本発明のレンズは、眼鏡用レンズとするのがよい。「サグ値」の意味するところは、座標（ｘ，ｙ）に位置する面上の点と基準面上の対応の点との間のｚ軸の距離の絶対値である。本発明において、このｚ軸は、ｘ−ｙ平面に直交する軸である。
【０００７】
「非円錐非球面」とは、遠距離及び近距離視野のゾーンと、当該表面付加倍率が約０．２５ジオプタないし０．７５ジオプタの間にあり当該表面の最大の不要な非点収差が約０．５ジオプタ以下である当該遠距離及び近距離ゾーンに結合する屈折力が増大するゾーンとを有する連続した非球面である。通常の当業者であれば、非円錐非球面が当該レンズの凸状面である場合、遠距離視野ゾーンの曲率は近距離ゾーンの曲率よりも小さくなり、非円錐非球面がレンズの凹状面である場合、遠距離の曲率は近距離ゾーンのものよりも大きくなることを認識する筈である。
【０００８】
「不要な非点収差（ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ）」とは、望ましくなく、当該レンズ表面により導入又は生起され、着用者が遠距離、中距離又は近距離の対象物を見るときに当該着用者の眼の視線が入るレンズ表面の部分上の何処かに位置づけられる非点収差である。普通、人は、不要な非点収差が約０．５０ジオプタよりも大きいときに著しくなる像歪みを被ることになる。
【０００９】
本発明の方法の第１のステップでは、利便性の高い光学デザイン方法により第１のプログレッシブ付加表面が設けられる。当該表面Ｐ（ｘ，ｙ）は、プログレッシブ面すなわち１つ又は複数のプログレッシブ的及び逆累進的（ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ）表面を組み合わせた結果である面である。「プログレッシブ面」又は「プログレッシブ付加面」とは、遠距離及び近距離視野のゾーンと、当該表面の付加倍率が約０．７５ジオプタよりも大きく最大の不要な非点収差が約０．５ジオプタよりも大きい当該遠距離及び近距離ゾーンを結合する屈折力の増大したゾーンとを有する連続の非球面である。プログレッシブ面がレンズの凸状面である場合、遠距離ゾーンの曲率は近距離ゾーンのものよりも小さくなり、プログレッシブ面がレンズの凹状面である場合、その遠距離の曲率は当該近距離ゾーンのものよりも大きくなる。「逆累進面」は、遠距離及び近距離視野のゾーンと、当該表面の付加倍率が約０．７５ジオプタよりも大きく最大の不要な非点収差が約０．５ジオプタよりも大きい当該遠距離及び近距離視野のゾーンを結合する屈折力の減少したゾーンとを有する連続の非球面を意味する。この逆累進面がレンズの凸状面である場合、遠距離ゾーンの曲率は近距離ゾーンのものよりも大きくなり、逆累進面がレンズの凹状面である場合、遠距離ゾーンの曲率は近距離ゾーンのものよりも小さくなる。
【００１０】
本発明の方法を実施する場合、第１のプログレッシブ面Ｐ（ｘ，ｙ）のデザインは、例えばここで参照により全体が組み入れられる米国特許第５，８８６，７６６号において開示されているように、当該表面を複数のセクションに分割し、領域毎に曲面方程式を与える方法を用いて行われるのが好ましい。当該表面の最適化は、便利な方法により行われる。特定のレンズ着用者の付加的な特性は、デザイン最適化処理に導入可能であり、この処理には、限定はしないが、約１．５から約７ｍｍの瞳孔径の変化、当該表面の前方頂点の後方における約２５から約２８ｍｍの位置での像収束、約７から約２０度の広角傾斜等及びこれらの組み合わせが含まれる。
【００１１】
プログレッシブ面デザインのための遠距離及び近距離視野倍率は、レンズの倍率がレンズ着用者の視力を矯正するために必要とされるものとなるように選ばれる。当該表面の付加的屈折力は、代表的には約＋０．２５から＋０．７５ジオプタ、好ましくは＋０．５０から約０．７５ジオプタの間、最も好ましいのは０．６３ジオプタとするのがよい。一般的には、プログレッシブ面の遠距離の曲率は、約０．２５から約８．５０ジオプタに収まるものとされる。
【００１２】
第１のプログレッシブ面Ｐ（ｘ，ｙ）は、複数のサグ値として表現される。これらサグ値は、遠距離の曲率又は基本曲率に等しい曲率により、基本球面Ｐｓ（ｘ，ｙ）からＰ（ｘ，ｙ）を減ずることにより計算され、当該表面のサグ値Ｐｏ（ｘ，ｙ）を得るようにしている。そして、複数のサグ値のうちの１つ又は複数は、次の式を用いて非円錐面Ｎ（ｘ，ｙ）を得るように局部的に変化させられる。
【００１３】
【数１】
2008518255.tif 000002
【００１４】
ここで、Ａは変化関数であり、Ｗは重み関数である。
【００１５】
次のステップにおいて、非円錐形の非球面Ｎ（ｘ，ｙ）は、本発明の変化させられた非円錐非球面を得るために基本球面Ｐｓ（ｘ，ｙ）に加えられる。
【００１６】
重み関数Ｗは、何種類用いてもよい。使用すべき重み関数の選択は、変化させるべき領域の位置、サイズ及び形状によって決められることになる。変化させるべき光学部品の部分は、中央又は周辺に位置づけられ、環状領域のような所定の形状の局部又は広域の領域としてもよい。Ｗに対する１つの便利な形態は、
【００１７】
【数２】
2008518255.tif 000003
である。
【００１８】
ここで、Ｘ０及びＹ０は、その変化が最大になる座標に対応するものであり、σｘ及びσｙは、その分布のｘ及びｙの値の標準偏差であり、ρはｘの値とｙの値との相関係数である。
【００１９】
式ＩＩにおいて、このようなＷの式Ｉは、ｘ＝Ｘ０及びｙ＝Ｙ０において１．０に等しくなり、一方がＸ０及びＹ０から遠ざかるにつれてｘ及びｙの値でゼロに減る。したがって、Ｗが式ＩにおいてＡが乗じられる場合、その変化はＸ０及びＹ０において最大となる。また、標準偏差σｘ及びσｙは、重み関数の広がりを制御する。σｘ＝σｙの場合、重み関数は、ｘ及びｙ軸について対称となる。好ましくは、遷移領域における滑らかな勾配を可能にするためにσｘ及びσｙの大きな値を用いるのがよい。
【００２０】
当該デザインが満たさなければならない必要条件に応じて当該プログレッシブ面を変えるために数多くの異なる変化関数を用いることができるので、選ばれる変化関数は、当該表面になされるのに望ましい変化のタイプ及び当該変化がなされる位置に依存するものとなる。重み関数及び変化関数の併用により、当該光学部品の変化部分及び非変化部分の滑らかな混成が確実に行われる。適した関数の例には、次のようなものがある（但し、これに限定されるものではない）。トーリック面（円環状面）に対しては、
【００２１】
【数３】
2008518255.tif 000004
であり、ここで、Ｘ０＝ｘ・ｃｏｓθ−ｙ・ｓｉｎθ、Ｙ０＝ｙ・ｃｏｓθ−ｘ・ｓｉｎθ、ｒ１は大なる曲率半径、ｒ２は小なる曲率半径、θは長軸の方向である。
【００２２】
非トーリック面（非円環状面）に対しては、
【００２３】
【数４】
2008518255.tif 000005
であり、ここで、Ｘ０＝ｘ・ｃｏｓθ−ｙ・ｓｉｎθ、Ｙ０＝ｙ・ｃｏｓθ−ｘ・ｓｉｎθ、ｒ１は大なる曲率半径、ｒ２は小なる曲率半径、θは長軸の方向、Ａｉは非球面の項、Ｓ２＝ｘ２＋ｙ２である。
【００２４】
非球面に対しては、
【００２５】
【数５】
2008518255.tif 000006
であり、ここで、ｃは反転の曲率半径であり、Ｓ２＝ｘ２＋ｙ２であり、Ｋは円錐定数であり、Ａｉは非球面の項である。
【００２６】
任意であるが、本発明の方法の好ましい最終ステップにおいて、約０．０５ジオプタよりも大きな局部的倍率変化をもたらす曲率の不連続性を排除するための適切な当てはめ技術により平滑化されるようにしてもよい。あらゆる既知の技術が使用可能であり、これには多項式やスプライン関数等を用いた当てはめがあるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、結果として得られる表面に導入される不連続性を平滑にすることができるように変化関数及び重み関数を選ぶのがよい。
【００２７】
結果的に得られる非円錐非球面は、その変化が上に概説した制約の下で行われる場合、遠距離、近距離又はプリズム屈折力により第１の表面から大幅に変化するものではない。但し、大きな変化が生じると、倍率の適切な補償がレンズの相補的表面に導入され当該変化を取り込むようにしてもよい。これにより、このレンズをレンズ着用者の眼科的処方に適合させるようデザインされる他の表面は、最適化された非円錐非球面との組み合わせにより、又は当該非球面に付加されて用いられることができる。また、レンズの個々の表面が球面又は非球面の遠距離視野ゾーンを有するものとしてもよい。さらに、上記バリエーションのいずれの組み合わせも用いることができる。
【００２８】
好適な実施形態において、本発明のレンズは、その凸状面として本発明の表面及び相補的凹状面を有し、この凹状面が、着用者の乱視及びプリズム作用を矯正するものである。当該凸状表面は、約１０から約２２ｍｍのチャネル長を有するのが好ましい。この表面は、最大約２．００ジオプタ、好ましくは最大約１．００ジオプタ、より好ましくは最大約０．５０ジオプタの付加的なプラスの倍率を当該表面に与えるように非球面化された非球面遠距離ゾーンを有する。非球面化は、約１０ｍｍ、好ましくは約１５ｍｍ、より好ましくは約２０ｍｍの半径を有するフィッティングポイントに中心づけられた円の外側で行うことができる。
【００２９】
本発明のレンズは、眼科用レンズの製造に適した既知のあらゆる材料により構成することができる。このような材料は、商業的に入手可能なものであり、或いはそれらの製造の方法は知られているものである。さらに、こうしたレンズは、従来のレンズ製造技術により製造可能であり、これには、研削、レンズ全体の鋳造、モールディング、熱成形、積層法、表面鋳造又は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。
【００３０】
以下、次の限定しない実施例の考察によって本発明をさらに明らかにする。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
遠距離曲率に係る値９５．２ｍｍ及び付加倍率１．５０Ｄの市販されているプログレッシブレンズ（商標名Ｖａｒｉｌｕｘ  ＣＯＭＦＯＲＴ（Ｒ））の凸状のプログレッシブ面を、座標測定機を用いて測定しそのサグ値を得た。これらサグ値は、９４．５ｍｍの遠距離曲率に係る値と０．６３Ｄの付加倍率を得るように変倍された。円筒形の平均倍率の等高線プロットは、図１ａ及び図１ｂに示される。表１に示されるように、回廊長（ｃｏｒｒｉｄｏｒ  ｌｅｎｇｔｈ）は１２．２６ｍｍであり、最大の不要な非点収差は０．６３Ｄであった。付加倍率に対する非点収差の比は１．００であった。
【００３２】
（実施例２）
遠距離曲率に係る値１０３．３ｍｍ及び付加倍率１．５０Ｄの市販されているプログレッシブレンズ（商標名ＤＥＦＩＮＩＴＹ（Ｒ））の凸状及び凹状面は、そのサグ値を得るために座標測定機を用いて測定された。これらサグ値は、遠距離曲率に係る値１０５．４ｍｍ及び付加倍率０．６３Ｄを得るように変倍された。円筒形の平均倍率の等高線プロットは、図２ａ及び図２ｂに示されている。表１に示されるように、回廊長は１３．０９ｍｍであり、最大の不要な非点収差は０．４２Ｄであった。付加倍率に対する非点収差の比は、０．６７であった。
【００３３】
（実施例３）
凸状プログレッシブ面は、屈折率１．４９８の材料を用いてデザインされた。このレンズの基本曲線は、１０５．９ｍｍであり、付加倍率は０．６３ジオプタであった。２段変化は、第１の円環状変化関数及び定重み関数を用い、その後に式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）を用いて以下に挙げる定数による第２のトーリック（ｔｏｒｉｃ）変化関数及び重み関数を用いて行われた。
Ａ１（ｘ，ｙ）＝１．３０ｘＡＴｏｒｉｃ（ｘ，ｙ，１００００，５０００，４５）
Ｗ１（ｘ，ｙ）＝１．００
Ａ２（ｘ，ｙ）＝−１．５０ｘＡＴｏｒｉｃ（ｘ，ｙ，１００００，５０００，９０）
Ｗ２（ｘ，ｙ）＝Ｗｅｉｇｈｔ（ｘ，ｙ，０，６０，１００，２０，０）
【００３４】
図３ａ及び図３ｂは、結果として得られる非円錐非球面の円筒形の平均倍率の等高線プロットを示す。表１に示されるように、回廊長は１３．５７ｍｍであり、最大の不要な非点収差は０．３２Ｄであった。付加倍率に対する非点収差の比は０．５１であった。
【００３５】
（実施例４）
凸状のプログレッシブ面（累進面）は、屈折率１．４９８の材料を用いてデザインされた。このレンズの基本曲線は、１０５．９ｍｍであり、付加倍率は０．６３ジオプタであった。以下に挙げる定数によるトーリック変化関数のＡ及び定重み関数は、式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）を用いて非円錐非球面を作るために用いられた。
Ａ（ｘ，ｙ）＝ＡＴｏｒｉｃ（ｘ，ｙ，１００００，３０００，４５）
Ｗ（ｘ，ｙ）＝１．００
【００３６】
図４ａ及び図４ｂは、結果として得られる非円錐非球面の円筒形の平均倍率の等高線プロットを示す。表１に示されるように、回廊長は１１．９９ｍｍであり、最大の不要な非点収差は０．３８Ｄであった。非点収差の付加倍率に対する比は０．６０であった。
【００３７】
【表１】
2008518255.tif 000007
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１ａ】第１の従来技術のプログレッシブ付加レンズの不要な非点収差の円筒形等高線マップである。
【図１ｂ】図１ａのレンズの倍率等高線マップである。
【図２ａ】第２の従来技術のプログレッシブ付加レンズの不要な非点収差の円筒形等高線マップである。
【図２ｂ】図２ａのレンズの倍率等高線マップである。
【図３ａ】本発明の第１のレンズの望ましくない乱視の円筒形等高線マップである。
【図３ｂ】図３ａのレンズの倍率等高線マップである。
【図４ａ】本発明の第２のレンズの不要な非点収差の円筒形等高線マップである。
【図４ｂ】図４ａのレンズの倍率等高線マップである。
【図１ａ】
2008518255.tif 000013
【図１ｂ】
2008518255.tif 000014
【図２ａ】
2008518255.tif 000015
【図２ｂ】
2008518255.tif 000016
【図３ａ】
2008518255.tif 000017
【図３ｂ】
2008518255.tif 000018
【図４ａ】
2008518255.tif 000019
【図４ｂ】
2008518255.tif 000020
【国際調査報告】
2008518255.tif 000021
2008518255.tif 000022