(57)【要約】  本発明は、非水和状態において、かつ高い空間分解能を用いるはるかに速いやり方で、１回の又は連続した測定において形成マンドレル上で直接に１つ又は２つ以上の眼用デバイスを測定するために使用される方法及び波面測定装置を提供する。
2015507202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼用デバイスの物理的特性を測定するための装置であって、
自由造形技術を用いて眼用デバイスを形成するための光学マンドレルであって、光学効果を備える、前記光学マンドレルと、
前記光学マンドレルの光学効果を総じて相殺する１つ又は２つ以上のレンズを備えるレンズ相殺システムと、
前記眼用デバイスに向かう方向に放射線の波長を放出するように機能するエミッターと、
放出された波長に基づいて、透過波面を検出するように機能するセンサーであって、前記透過波面の強度及び位相が、前記眼用デバイスの物理的特性に基づいて異なることになる、前記センサーと、
前記エミッター及び前記センサーの一方又は両方と論理的通信をするプロセッサであって、反射波面の強度及び位相に基づいて論理的信号を送信するようにプログラムされた、前記プロセッサと、を備える、装置。
【請求項２】
前記光学マンドレル、前記レンズ相殺システム、前記エミッター、及び前記センサーが整列している、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光学マンドレル、前記レンズ相殺システム、前記エミッター、及び前記センサーがレール上に取り付けられている、請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４】
前記レールが縦型光学レールである、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記センサーがデジタル波面カメラを備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記デジタル波面カメラが、２つ又は３つ以上の強度プロファイルの透過光軸に沿った距離を連続して変更又は変化させるように移動可能である、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記デジタル波面カメラが振動の影響を受けない、請求項５又は請求項６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記デジタル波面カメラが、透過光軸に沿った異なる位置で第２の画像の生成を引き起こすビームスプリッターを更に備える、請求項５〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記デジタル波面カメラが、光源のダイアフラム及び前記光源と前記デジタル波面カメラとの間の作業距離に依存する１つ又は２つ以上の拡大レンズを更に備える、請求項５〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記レンズ相殺システム及び前記エミッターとの適切な整列のために前記光学マンドレルを配置するための運動学的取り付け具を更に備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記マンドレル固定具及び前記運動学的取り付け具を保持するための真空を更に含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
上面開口部及び底面開口部を更に備え、前記上面開口部が前記底面開口部よりもわずかに小さく、かつ前記マンドレル固定具の上部に前記マンドレルに接触せずに位置づけられて、通過する光ビームを制限して強度輸送方程式の解のための境界条件を画定することにより、物理的バリアを作り出す、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
異なる視野をカバーするために前記上面開口部を変更することが可能である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
測定のダイナミックレンジを更に改善するために前記底面開口部もまた変更することが可能である、請求項１２又は請求項１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記レンズ相殺システムが、管内に３つのレンズを備えるアセンブリを備え、光ビームが前記レンズのそれぞれを通過することができ、かつ前記レールに垂直に配置され得る、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
焦点ぼけ及び成形光学マンドレルの球面収差の一方又は両方を相殺して、結果的にマンドレルから出てくる光をコリメートすることを可能にするために、前記３レンズ相殺システムが、非球面レンズ、平凸レンズ、及び平凹レンズの１つ又は２つ以上を含むことができる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記プロセッサが実時間で機能して、前記眼用デバイスの１つ又は２つ以上の連続波面測定値を生成する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記放出された放射線が、単色波長の高品質光ビームである、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記放出された放射線が、約６３０ｎｍ〜約６３５ｎｍの単色波長を含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
眼用デバイスの波面測定値を得る方法であって、
眼用レンズ波面システムを整列させること、
成形光学マンドレルの光学測定値を取り、成形光学マンドレルの強度測定値を強度参照ファイルとして格納すること、
成形ガラスマンドレル上に形成され得るレンズを有する前記成形ガラスマンドレルの光学測定値を取り、その強度ファイルを格納すること、
実時間のレンズの光学波面の値を得るために、１つの強度ファイルを少なくとも１つの他の強度ファイルから減算することができるプロセッサでソフトウェアを使用すること、を含む、方法。
【請求項２１】
前記プロセッサが強度輸送方程式及びアルゴリズムを実施することを更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
強度データが、後に、光学波面に変換されうる、請求項２０又は請求項２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記光学波面が、光の強度及び位相の観点から光経路を説明する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記眼用レンズ波面システムが、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の装置を備える、請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本特許出願は、米国特許仮出願第６１／５７９，３３８号（２０１２年２月１０日出願）の優先権を主張し、その内容は本明細書に依存され、かつ組み込まれる。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、光デジタル波面センサーを用い、かつ前記眼用デバイスに接触せずに、眼用デバイスの正確な光学測定値を得るための方法及び装置を記載する。より具体的には、本装置は、１つ又は２つ以上の連続測定において、透過波面の強度及び位相の同時測定を得るために、光デジタル波面測定技術を用いる。
【背景技術】
【０００３】
様々なデバイス及び方法、すなわち光学計測を用いてコンタクトレンズの物理的特性を測定することは周知である。従来、光学計測には、入射ビームを光学的対象に方向付ける工程、得られた回折ビームを測定する工程、及び、構造のプロファイルなどの多様な特性を決定するために、回折ビームを分析する工程が含まれる。しかし多くの場合、従来の眼用レンズは、反応性モノマー材料を対向する鋳型部分の光学表面間に画定された空洞内に堆積させる注型成形によって作られる。かかる鋳型部分を使用してレンズを調製するために、未硬化ヒドロゲルレンズ配合物がプラスチック製の使い捨て前側湾曲部鋳型部分とプラスチック製の使い捨て後側湾曲部鋳型部分との間に置かれる。
【０００４】
前側湾曲部鋳型部分及び後側湾曲部鋳型部分は、典型的に、射出成形技術を介して成形され、射出成形では、溶融プラスチックが、少なくとも１つの光学品質表面を有する、高度に機械加工された鋼製成形具に押し込まれる。
【０００５】
前側湾曲部鋳型部分及び後側湾曲部鋳型部分は、接合され、所望のレンズパラメーターに従うレンズを形成する。その後に、レンズ配合物を例えば熱及び光に曝露することによって硬化することで、レンズを形成する。硬化後、鋳型部分は分離され、前記の従来の光学計測のために鋳型部分からレンズが取り出される。しかしながら、射出成形プロセス及び器具の性質は、特定の患者の眼又は特定の用途専用のカスタムレンズを形成することを困難にする。したがって、従来の説明では、自由形成技術を用いたカスタマイズされたレンズの形成のための方法及び装置が、第ＷＯ  ２００９／０２５８４８号及び第ＷＯ  ２００９／０２５８４５号などに説明されている。これらの技術の重要な側面は、レンズが新規な方法で製造され、２つのレンズ表面の片方が、注型成形、旋削、又は他の成形具を用いることなく、自由形成様式で形成されることである。
【０００６】
自由形成された表面及び基部は、自由形成された表面内に含まれる、自由に流動する流動性媒体を含みうる。この組み合わせにより、時にレンズ前駆体と称されるデバイスがもたらされる。固定化放射線及び水和処理は、通常、レンズ前駆体を眼用レンズに変換するのに用いられうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この方法で作製された自由形成レンズは、レンズの物理的パラメータを確認するために測定する必要があり得る。したがって、前駆体から形成されたレンズを測定する装置及び方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、本発明は、光デジタル波面技術を用いることによって、例えば、レンズ内に水分が存在しない紫外線硬化されたレンズを含む乾燥したコンタクトレンズなどの眼用デバイスの測定値を決定するための非接触式光学器具を用いるための方法及び装置を目的とする。本発明の重要な利点のいくつかとしては、以下の１つ又は２つ以上が挙げられる。１回の実時間の光学測定によって、乾燥したコンタクトレンズの正確な測定値を得るためのはるかに早い方法、強度及び波面の直接可視化、高いダイナミックレンジ、ＣＣＤカメラの分解能に直接関係する高い空間分解能、振動の影響を受けないこと、並びにコスト効率。
【０００９】
本発明は、眼用デバイスの物理的特性を測定するための装置を提供するものであり、この装置は、
自由造形技術を用いて眼用デバイスを形成するための光学マンドレルが光学効果を備える、光学マンドレルと、
前記光学マンドレルの光学効果を総じて相殺する１つ又は２つ以上のレンズを備えるレンズ相殺システムと、
放射線の波長を眼用デバイスに向かう方向に放出するように機能するエミッターと、
放出された波長に基づいて、透過波面を検出するように機能するセンサーであり、透過波面の強度及び位相が、前記眼用デバイスの物理的特性に基づいて異なることになる、センサーと、
エミッター及びセンサーの一方又は両方と論理的通信をするプロセッサであり、反射する波面の強度及び位相に基づいて論理的信号を伝送するようにプログラムされた、プロセッサと、を備える。
【００１０】
この装置は、１つ又は２つ以上の物理的特徴を測定しうる。好ましくは、この装置は、眼用デバイスの波面測定値を得る。
【００１１】
本明細書に用いた用語「エミッター」は、「光源」を意味しうる。
【００１２】
光学マンドレル、レンズ相殺システム、エミッター、及びセンサーは整列されうる。好ましくは、レンズ相殺システム、エミッター、及びセンサーはレール上に取り付けられる。レールは縦型レール、好ましくは縦型光学レールでありうる。
【００１３】
装置において、センサーはデジタル波面カメラを備える。デジタル波面カメラは、２つ又は３つ以上の強度プロファイルの透過光軸に沿った距離を連続して変更又は変化させるために移動可能でありうる。デジタル波面カメラは、振動の影響を受けずにいられうる。デジタル波面カメラは、更に、透過光軸に沿った異なる位置で第２画像の生成を引き起こすビームスプリッターを備えうる。代わりに又は加えて、デジタル波面カメラは、更に、光源のダイアフラム及び光源とデジタル波面カメラとの間の作業距離に依存する、１つ又は２つ以上の拡大レンズを備えうる。
【００１４】
装置は更に、レンズ相殺システムとエミッターとの正しい整列のために、前記光学マンドレルを配置するための運動学的取り付け具を備えうる。
【００１５】
加えて、装置は更に、マンドレル固定具及び運動学的取り付け具を保持するための真空を含みうる。
【００１６】
装置は更に、上面開口部及び底面開口部を備える場合があり、前記上面開口部は、底面開口部よりもわずかに小さく、マンドレル固定具の上に前記マンドレルに接触することなく配置され、その結果、通過する光ビームを制限して強度輸送方程式の解のための境界条件を画定することにより、物理的バリアを作り出す。上面開口部を変更して、異なる視野をカバーしてもよい。底面開口部もまた、測定のダイナミックレンジを更に改善するために変更することができる。
【００１７】
本明細書に記載の装置に使用されるレンズ相殺システムは、管内の３つのレンズを備えるアセンブリを含むことができ、光ビームは、前記レンズのそれぞれを通過することができる。アセンブリは、レールに垂直に配置されうる。光ビームは、レールに垂直に配置されうる。この３レンズ相殺システムは、焦点ぼけ及び成形光学マンドレルの球面収差の一方又は両方を相殺して、結果的にマンドレルから出てくる光をコリメートすることを可能にするために、非球面レンズ、平凸レンズ、及び平凹レンズの１つ又は２つ以上を含むことができる。
【００１８】
プロセッサは実時間で機能して、前記眼用デバイスの１つ又は２つ以上の連続波面測定値を生成することができる。
【００１９】
放出された放射線は、単色波長を有する高品質光ビームでありうる。放出された放射線は、約６３０ｎｍ〜約６３５ｍｍの単色波長を含みうる。
【００２０】
本発明はまた、眼用デバイスの波面測定値を得る方法も提供し、この方法は、
眼用レンズ波面システムを整列させること、
成形光学マンドレルの光学測定値をとり、成形光学マンドレルの強度測定値を強度参照ファイルとして格納すること、
成形ガラスマンドレル上に形成されえたレンズを有する成形ガラスマンドレルの光学測定値をとり、その強度ファイルを格納すること、
実時間のレンズの光学波面の値を得るために、１つの強度ファイルを少なくとも１つの他の強度ファイルから減算できるプロセッサでソフトウェアを使用すること、を含む。
【００２１】
方法は更に、プロセッサが強度輸送方程式及びアルゴリズムを実行する工程を含みうる。代わりに又は加えて、続いて強度データを光学波面に変換することができる。光学波面は、光の強度及び位相の観点から光経路を説明することができる。
【００２２】
本発明の方法に使用される眼用レンズ波面システムは、本明細書に記載の任意の装置を備えうる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を実施するために使用されうる方法の工程を示す。
【図２】デジタル光学波面技術を含む本発明の実施のために有用でありうる装置構成要素を示す。
【図３】本発明の実施のために有用でありうる例示的な運動学的取り付け装置構成要素を示す。
【図３Ａ】本発明の実施のために有用でありうる例示的な運動学的取り付け装置構成要素を示す。
【図３Ｂ】本発明の実施のために有用でありうる例示的な運動学的取り付け装置構成要素を示す。
【図４】マンドレル波面光学相殺がないものと比較したマンドレル波面光学相殺の例を示す。
【図４Ａ】マンドレル波面光学相殺後の乾燥したレンズの波面の例を示す。
【図５】本発明を実施するために使用されうる追加の方法の工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本開示は、眼用デバイスの光学波面測定値を得るための方法及び装置を提供する。以下のセクションでは、本発明の「発明を実施するための形態」が記載される。好ましい実施形態及び代替の実施形態の両方の説明は、完全ではあるが、例示的に過ぎず、変形、修正、及び代替が当、業者にとって明白であり得ることが理解される。したがって、例示的な実施形態は、特許請求の範囲によって定義される、基礎となる発明の態様の幅を限定しないことが理解される。
【００２５】
用語集
本明細書で使用するとき、「含む／備える（comprising）」という用語は、「含む（including）」並びに「〜からなる（consisting）」及び「〜から本質的になる（consisting essentially of）」も包含し、例えば、Ｘを「含む／備える（comprising）」装置は、単独でＸのみからなってもよく、又は追加のもの（例：Ｘ＋Ｙ）を含んでもよい。
【００２６】
本明細書で使用される場合、「流動性レンズ反応性媒体」は、天然の形態、反応した形態、又は部分的に反応した形態のいずれかで流動性であり、その一部分又は全部の反応性媒体が更なる加工を受けて眼用レンズの一部に形成される、反応性混合物を意味する。
【００２７】
本明細書で使用される「自由形成」とは、流動性媒体層の有無にかかわらず、ボクセル単位で化学放射線への露出を介して反応性混合物の架橋によって成形される表面で、鋳造成形、旋盤、又はレーザーアブレーションにより形作られないものを指す。
【００２８】
本明細書で使用される、「反応性混合物」又は、「ＲＭＭ」（反応性モノマー混合物）とも呼ばれることのある「レンズ形成混合物」という用語は、架橋して眼用レンズを形成し得る、モノマー又はプレポリマー材料を指す。レンズ形成混合物は、ＵＶ遮断剤、色調剤、光開始剤、又は触媒、及びコンタクトレンズすなわち眼内レンズなどの眼用レンズにおいて望まれ得る他の添加剤などの、１つ又は２つ以上の添加剤を含むことができる。
【００２９】
本明細書で使用される「レンズ前駆体」は、レンズ前駆成形体、及びレンズ前駆成形体と接触する流動性レンズ反応性混合物からなる複合物体を意味する。例えば、流動性レンズ反応媒体は、反応性混合物の塊内でレンズ前駆成形体を生成する過程で形成されてもよい。レンズ前駆成形体及び付着する流動性レンズ反応性媒体を、レンズ前駆成形体を生成するために使用される反応性混合物の塊から分離することによって、レンズ前駆体が作り出されてよい。更に、レンズ前駆体は、相当量の流動性レンズ反応性混合物を除去するか、又は相当量の流動性レンズ反応性媒体を非流動性の組み込み材料に転換するかのいずれかによって、異なる実体に転換されてよい。
【００３０】
本明細書で使用される場合、「レンズ前駆成形体」は、更なる加工を受けて、眼用レンズに組み込まれるものと一致する、少なくとも１つの光学品質表面を有する、非流動性物体を意味する。
【００３１】
本明細書で使用され、時に「眼用デバイス」又は「レンズ」とも呼ばれる「眼用レンズ」は、眼中又は眼上に常駐する任意の眼用デバイスを示す。これらのデバイスは光学補正をもたらすことができ、又は美容用であっても良い。例えば、用語「レンズ」は以下のものを指すことができる。コンタクトレンズ、眼内レンズ、オーバーレイレンズ、眼用挿入物、光学挿入物、又は他の同様の、それによって視力が補正若しくは変更されるか、又はそれによって視力を妨げることなく眼の生理機能（例えば、虹彩の色）が美容的に向上されるデバイス。本発明の好ましいレンズは、シリコーンヒドロゲルを含むがこれに限定されないシリコーンエラストマー又はヒドロゲル、及びフルオロヒドロゲルから作製される、ソフトコンタクトレンズでありうる。
【００３２】
１つ又は２つ以上の眼用デバイスの測定値は、その非水和のレンズ状態で、自由形成技術を用いてその上でレンズが形成されうるマンドレル上で、とることができる。
【００３３】
本開示には、デジタル波面カメラ及び対物レンズが含まれる。また、管内部の３レンズマンドレル相殺システムと、その下の底面開口部と、マンドレル固定具と、物理的に接触せずにガラスマンドレルの上部に直接配置された上面開口部と、を含みうる運動学的取り付けデバイスアセンブリに取り付けることができるマンドレル固定具、光源、ピンホール、ダイアフラム、並びに装置の底部に配置された非球面レンズも含まれる場合がある。これらの構成要素の全ては、縦型光学レールに垂直に取り付けることができ、光源からの出力ビームがレールと平行になり、成形光学マンドレルを出る際にコリメートされうるように調整することができる。コリメート光は、平坦な波面を有する平行な光ビームであり得、それは、光の強度が光軸（「ｚ方向」と呼ばれる）に沿って変化しないことを意味する。
【００３４】
自由形成された非水和眼用レンズを測定するために、一連の工程を実施することができる。最初に、ベースマンドレルの光学波面を得るために、成形光学ガラスマンドレル上のレンズなしに、透過モードで成形光学ガラスマンドレルの光学測定値をとることができる。その波面データを、続いて、参照ファイルとして格納することができる。その後、前記運動学的取り付けアセンブリ上に取り付け可能な、それと同一のマンドレル固定具上に、レンズを作製することができる。その後、その上にレンズが取り付けられた成形光学ガラスマンドレルの光学測定値を透過モードでとることができ、その波面データファイルもまた格納することができる。２つのデータファイルは相互から減算することができ、それにより、透過でのレンズの光学波面測定値を与えることができる。測定は透過モードで行うことができるが、代わりに又は加えて、反射モードで測定することも等しく可能でありうる。
【００３５】
図１をここで参照すると、図１は、レンズの光学波面を得るために使用できる方法の工程を示すフローチャートである。様々な工程には、次の工程の１つ又は２つ以上が含まれうる。眼用レンズ波面（ＷＦ）システム１１０を整列させる工程、その後に、成形光学ガラスマンドレルの光学波面測定値をとり、その波面データを参照ファイル（波面１）１２０として格納する工程、その後に、その特定の光学（optic）で形成しえたレンズを有する成形光学ガラスマンドレルの光学波面測定値をとり、その波面データファイル（波面２）１３０を格納する工程、その後に、波面２ファイルを波面１ファイルから差し引き、眼用レンズ１４０の光学波面の値を得る工程。
【００３６】
ここで図２を参照すると、縦型光学レール２５５に垂直に取り付けられた例示的な波面測定システムの側面図が図示されている。光源２００は、装置を整列させるときに残りの構成要素についての参照として作用することができ、縦型光学レール２５５から約１２５ｍｍに配置することができる。装置を整列させることの客観的総目的は、光ビームが成形光学ガラスマンドレル２３５を出るときにレール２５５と平行なコリメート光ビームが作られることを可能にすることでありうる。約６３３ｎｍの波長を有しうる光源２００は、内部に様々な光学素子を有し、高品質光ビームを生成することができる。しかし、波長は変化してもよく、本明細書では例示を目的として６３３ｎｍと記載しているが、任意の他の単色波長を使用することができる。光ビームの直径を調整するピンホール２０５は、非コリメート光ビームを制限することができる。その後、非球面集束レンズ２１０が光ビームを集束させ、かつコリメートする。コリメートビームがマンドレル相殺光学システム２２０に入る前に、非球面集束レンズ２１０の真上に置かれうる、独立に又は「ＬＰ１Ａ」（軸調整可能）ステージ２６５の底面にのいずれかで取り付け可能な底面開口部２１５が存在しうる。調整可能な底面開口部２１５は非球面集束レンズ２１０からのコリメート光の直径を制御する。底面開口部２１５の目的は、均質かつ均一の強度プロファイルを可能にするように視野を制限し、かつデジタル波面カメラ（本明細書で「ＤＷＣ」とも呼ばれている）２５０の飽和を防止することでありうる。
【００３７】
底面開口部２１５の真上に、総じてマンドレル相殺光学システム２２０を形成する一連のレンズを備える管を内部に包含しうる運動学的取り付けデバイス２２５が存在しうる。例えば、非球面レンズと平凸レンズと平凹レンズとの３つのレンズのセットを使用しうる。マンドレル相殺光学システム２２０の目的は、成形光学ガラスマンドレル２３５の焦点ぼけ及び球面収差の両方を相殺することである場合があり、それは後に、マンドレル２３５から出てくる光をコリメートすることを可能にする。３つのレンズのマンドレル相殺光学システム２２０が存在する場合、３つのレンズの間の出力及び距離は、１０ｍｍ視野においてマンドレル２３５の光学効果が相殺されてＤＷＣが平坦な波面を検出するように設計されうる。さもなければ、マンドレル２３５の光学効果は、減算の際にレンズ波面の計算誤差をもたらしうる。マンドレル相殺光学システム２２０の真上には、運動学的取り付けデバイス２２５があってよく、その上にマンドレル固定具２３０を取り付けることが可能である。
【００３８】
ここで図３及び図３Ａの両方を参照すると、図３には例示的な運動学的取り付けデバイスアセンブリ３２５の概略図が示されている。図３Ａは、運動学的取り付けデバイスアセンブリ３２５の平面図を示す。成形光学アセンブリガラスマンドレル固定具３３０は、２つのアジャスターボールピン３１５（図３はそのうちの１つだけを示す）及びプランジャー３１０によって定位置に保持されうる。プランジャー３１０は、ばねピンアセンブリ３４５を例示するばねピンアセンブリねじ３４０によって捕捉されうるばね３２０を背後に有することができるグローブに乗っている。プランジャー３１０は、自由に出入りすることができ、ノッチ３５５においてマンドレル固定具３３０と係合することができる。ばね３２０がプランジャー３１０をノッチ３５５内に押し入れると、ノッチ３５５は、マンドレル固定具３３０を所望の位置にクロック（clock）して保つことができる。ばねピンアセンブリ３４５は、プランジャー３１０を介してマンドレル固定具３３０を左の方へ押し（図３）、その後、その縁は、アジャスターボールピン３１５に衝突する。どちらかのアジャスターボールピン３１５の調整により、マンドレル固定具３３０のＸ、Ｙの位置全体を調整することができる。マンドレル固定具３３０の高さ及びレベルは、ねじ３０５及び位置付けボール３００を調整することにより調整できる。真空３５０は、マンドレル固定具３３０と運動学的取り付け具３２５との間の空間に適用しうる。真空３５０は、ばね３２０及びプランジャー３１０がマンドレル固定具３３０をアジャスターボールピン３１５に対して押すことを抑制しない程度に、マンドレル固定具３３０をボール３００上に押し付けた状態に保持する。成形光学ガラスマンドレル３３５は、マンドレル固定具３３０上に配置しうる。運動学的取り付けデバイス３２５の異なる外形を用いることができる。
【００３９】
ここで図３Ｂを参照すると、図３Ｂは、運動学的取り付けデバイス３２５及び、マンドレル相殺光学システムの３つのレンズを収容している封入レンズ管３６０の破断図である。また、運動学的取り付け具３２５の内部に包含されているマンドレル相殺光学システムの場所も図示されうる。運動学的取り付けデバイス３２５は、ロッキングナット３２７を備えうる。
【００４０】
図２を再び参照すると、上面開口部２４０は、マンドレル固定具２３０の真上になるように、レール２５５に取り付けられうる。上面開口部２４０は、成形光学ガラスマンドレル２３５に実際に物理的に触れずにできるだけその近くになるようにマンドレル固定具２３０の真上に配置されうる。異なる外形の上面開口部２４０を使用してもよい。底面開口部２１５よりもわずかに小さくてよい上面開口部２４０は、成形光学ガラスマンドレル２３５を出るコリメート光ビームの直径を制限して、ＤＷＣ  ２５０が、上面開口部２４０によって制限された特定のゾーンにおいてのみコリメート光からの強度を得られるようにすることができる。異なる視野をカバーするように上面開口部２４０の直径を変更してもよい。上面開口部の目的は、上面開口部２４０の直径の外側の光の強度はゼロに等しい場合があると仮定する、強度輸送方程式の解のための境界条件を画定する開口部のみを光が通過するように制限することによって、物理的バリアを作り出すことでありえる。調整可能な上面開口部２４０、又は上面開口部２４０と底面開口部２１５との多様な組み合わせを使用して、測定のダイナミックレンジを改善することができる。
【００４１】
対物レンズ２４５を上面開口部２４０の真上に配置することができ、ＤＷＣ  ２５０を対物レンズ２４５に取り付けることができる。ＤＷＣ  ２５０は、Ｘ、Ｙステージ２６０に取り付けることができる。あるいは、ローテーションステージをここに取り付けてもよい。そこのＤＷＣの内部には、形成される第１の強度画像からの透過の光軸に沿った一定の距離で第２の強度画像をもたらすことができるビームスプリッターが存在しうる。２つの画像間の距離を別の固定値に変更すること、又は移動可能なカメラを用いて連続的に変化させることも可能である。ＤＷＣ  ２５０と光源２００のダイアフラムとの間の作業距離は、使用する対物カメラレンズの倍率に依存する場合がある。対物レンズカメラの倍率は．３３３である場合があり、作業距離は６９ｍｍである場合がある。
【００４２】
ＤＷＣ  ２５０の３つの整列位置がありうる。第１に、ＤＷＣ  ２５０及び対物レンズ２４５を、位置１の縦型光学レール２５５上に配置しうる。位置１において、対物レンズ２４５はＤＷＣ  ２５０の上面開口部２４０を撮像し、焦点の合った第１の画像（画像１と呼ぶ）を生成する。第２に、ＤＷＣ  ２５０及び対物レンズ２４５を、位置２の縦型光学レール２５５の下に配置することができ、ここでは画像１はぼやける。その後、位置２で、ＤＷＣ  ２５０のビームスプリッターは第２の画像（画像２と呼ぶ）の生成をもたらすことができる。その後、最後に、ＤＷＣ  ２５０及び対物レンズ２４５は、画像１と画像２との間の最終位置に配置されてよい。最終位置では、画像１及び画像２の両方が等しくぼやけうる。
【００４３】
図４及び図４Ａの両方を参照すると、図４は、マンドレル光学相殺４００なしの参照のコンピュータ生成された光学波面の例、及びマンドレル光学相殺４１０を用いた参照マンドレルの光学波面である。図４Ａは、マンドレル光学波面４２０が取り除かれた後に得られた乾燥レンズのコンピュータ生成された波面の例を示す。システムを整列した後に、最初にとられた測定値は、例４１０として示されている、レンズなしのガラスマンドレルの光学参照測定値でありうる。そのデータは、波面１として参照することができ、格納することができる。その後に、レンズを有するガラスマンドレルの第２の光学測定値をとることができ、波面２と呼ばれるそのデータを格納することができる。最後に、波面１を波面２からデジタル減算して、４２０で例として示されているレンズ波面を得ることができる。
【００４４】
ここで図５を参照すると、図５は、ＤＷＣ  ５１０からの画像１（５２０）及び画像２（５３０）の取得によって波面測定５４０を行うことができるプロセスを例示する写真図５００を示す。測定中、２つの強度画像（画像１（５２０）及び画像２（５３０））を得ることができる。使用されるソフトウェアは、Ｐｈａｓｅｖｉｅｗが設計したＧｅｔｗａｖｅ  ｓｏｆｔｗａｒｅ（１．０．９版）と呼ばれるものでありうる。しかし、同じ機能を行う他のソフトウェアが使用されてもよい。例示を目的として、画像１（５２０）を強度分布１と呼ぶ場合があり、画像２（５３０）を強度分布２と呼ぶ場合がある。その後、これらの２つの強度分布画像を、それら２つの画像間の差に基づきソフトウェア内部で実施可能な計算に使用することができる。その後、測定のために光学波面を構築することができる。より具体的には、ソフトウェアは、以下の、強度輸送方程式と呼ばれる場合のある一般式を使用する。
【数１】
2015507202.tif 000003
【００４５】
強度輸送方程式は、ガラスマンドレルの測定又はその上にレンズを有するガラスマンドレルの測定を可能にするために、及び両方の測定からの強度データを収集するために、特定のアルゴリズムを用いるやり方で実施されうる。その後に強度データを光経路を説明する光学波面は、光の強度及び位相の観点から光経路を説明する。波面は、ゼルニケ係数、ピークツーバレー（「ＰＴＶ」）として、及びフラット波と比較したときの波面平方根（「ＲＭＳ」）の１つ又は２つ以上の条件で測定されうる。レンズを有さないガラスマンドレルの基準測定（波面１）及びレンズを有するガラスマンドレルの測定（波面２）の両方についての波面の計算の後に、２つの波面ファイル（波面２及び波面１）を互いから減算して、レンズの光学波面の値を得ることができる。
【００４６】
結論
上記で説明され、かつ下記の特許請求の範囲により更に定義される本開示は、１つ又は２つ以上の眼用デバイスの物理的特性を測定するための方法及び装置を提供する。
【００４７】
〔実施の態様〕
（１）  眼用デバイスの物理的特性を測定するための装置であって、
自由造形技術を用いて眼用デバイスを形成するための光学マンドレルであって、光学効果を備える、前記光学マンドレルと、
前記光学マンドレルの光学効果を総じて相殺する１つ又は２つ以上のレンズを備えるレンズ相殺システム（lens cancellation system）と、
前記眼用デバイスに向かう方向に放射線の波長を放出するように機能するエミッターと、
放出された波長に基づいて、透過波面を検出するように機能するセンサーであって、前記透過波面の強度及び位相が、前記眼用デバイスの物理的特性に基づいて異なることになる、前記センサーと、
前記エミッター及び前記センサーの一方又は両方と論理的通信をするプロセッサであって、反射波面の強度及び位相に基づいて論理的信号を送信するようにプログラムされた、前記プロセッサと、を備える、装置。
（２）  前記光学マンドレル、前記レンズ相殺システム、前記エミッター、及び前記センサーが整列している、実施態様１に記載の装置。
（３）  前記光学マンドレル、前記レンズ相殺システム、前記エミッター、及び前記センサーがレール上に取り付けられている、実施態様１又は実施態様２のいずれかに記載の装置。
（４）  前記レールが縦型光学レールである、実施態様３に記載の装置。
（５）  前記センサーがデジタル波面カメラを備える、実施態様１〜４のいずれかに記載の装置。
【００４８】
（６）  前記デジタル波面カメラが、２つ又は３つ以上の強度プロファイルの透過光軸に沿った距離を連続して変更又は変化させるように移動可能である、実施態様５に記載の装置。
（７）  前記デジタル波面カメラが振動の影響を受けない、実施態様５又は実施態様６のいずれかに記載の装置。
（８）  前記デジタル波面カメラが、透過光軸に沿った異なる位置で第２の画像の生成を引き起こすビームスプリッターを更に備える、実施態様５〜７のいずれかに記載の装置。
（９）  前記デジタル波面カメラが、光源のダイアフラム及び前記光源と前記デジタル波面カメラとの間の作業距離に依存する１つ又は２つ以上の拡大レンズを更に備える、実施態様５〜８のいずれかに記載の装置。
（１０）  前記レンズ相殺システム及び前記エミッターとの適切な整列のために前記光学マンドレルを配置するための運動学的取り付け具を更に備える、実施態様１〜９のいずれかに記載の装置。
【００４９】
（１１）  前記マンドレル固定具及び前記運動学的取り付け具を保持するための真空を更に含む、実施態様１０に記載の装置。
（１２）  上面開口部及び底面開口部を更に備え、前記上面開口部が前記底面開口部よりもわずかに小さく、かつ前記マンドレル固定具の上部に前記マンドレルに接触せずに位置づけられて、通過する光ビームを制限して強度輸送方程式の解のための境界条件を画定することにより、物理的バリアを作り出す、実施態様１〜１１のいずれかに記載の装置。
（１３）  異なる視野をカバーするために前記上面開口部を変更することが可能である、実施態様１２に記載の装置。
（１４）  測定のダイナミックレンジを更に改善するために前記底面開口部もまた変更することが可能である、実施態様１２又は実施態様１３のいずれかに記載の装置。
（１５）  前記レンズ相殺システムが、管内に３つのレンズを備えるアセンブリを備え、光ビームが前記レンズのそれぞれを通過することができ、かつ前記レールに垂直に配置され得る、実施態様１〜１４のいずれかに記載の装置。
【００５０】
（１６）  焦点ぼけ及び成形光学マンドレルの球面収差の一方又は両方を相殺して、結果的にマンドレルから出てくる光をコリメートすることを可能にするために、前記３レンズ相殺システムが、非球面レンズ、平凸レンズ、及び平凹レンズの１つ又は２つ以上を含むことができる、実施態様１５に記載の装置。
（１７）  前記プロセッサが実時間で機能して、前記眼用デバイスの１つ又は２つ以上の連続波面測定値を生成する、実施態様１〜１６のいずれかに記載の装置。
（１８）  前記放出された放射線が、単色波長の高品質光ビームである、実施態様１〜１７のいずれかに記載の装置。
（１９）  前記放出された放射線が、約６３０ｎｍ〜約６３５ｎｍの単色波長を含む、実施態様１〜１８のいずれかに記載の装置。
（２０）  眼用デバイスの波面測定値を得る方法であって、
眼用レンズ波面システムを整列させること、
成形光学マンドレルの光学測定値を取り、成形光学マンドレルの強度測定値を強度参照ファイルとして格納すること、
成形ガラスマンドレル上に形成され得るレンズを有する前記成形ガラスマンドレルの光学測定値を取り、その強度ファイルを格納すること、
実時間のレンズの光学波面の値を得るために、１つの強度ファイルを少なくとも１つの他の強度ファイルから減算することができるプロセッサでソフトウェアを使用すること、を含む、方法。
【００５１】
（２１）  前記プロセッサが強度輸送方程式及びアルゴリズムを実施することを更に含む、実施態様２０に記載の方法。
（２２）  強度データが、後に、光学波面に変換されうる、実施態様２０又は実施態様２１のいずれかに記載の方法。
（２３）  前記光学波面が、光の強度及び位相の観点から光経路を説明する、実施態様２２に記載の方法。
（２４）  前記眼用レンズ波面システムが、実施態様１〜１９のいずれかに記載の装置を備える、実施態様２０〜２３のいずれかに記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ−１】
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【図３Ｂ−２】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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