(57)【要約】本発明は、ひとつの表面が波面収差の補正および角膜の表面形状のデータを組み込まれたレンズを提供する。さらに、本発明は、そのようなレンズの製造方法を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼の高次の眼の収差および上記眼の角膜の表面形状による収差を補正する第１の表面を有するコンタクトレンズ。
【請求項２】
第１の表面がコンタクトレンズの前面である、請求項１記載のコンタクトレンズ。
【請求項３】
第１の表面がコンタクトレンズの後面である、請求項１記載のコンタクトレンズ。
【請求項４】
角膜の表面形状による収差に対する補正が頂点垂直に対して偏心している、請求項１記載のコンタクトレンズ。
【請求項５】
（ａ）装着者個々の眼に対する角膜の表面形状のデータを得る過程と、
（ｂ）上記装着者個々の上記眼に対する高次の眼の収差を測定する過程と、
（ｃ）上記高次の眼の収差および上記角膜の表面形状による収差を補正する表面をコンタクトレンズに提供する過程と
を有する、コンタクトレンズの設計方法。
【請求項６】
眼の低次の眼の収差を測定する過程と、上記低次の眼の収差を補正するために、球面屈折力、円柱屈折力、または上記球面屈折力および円柱屈折力の両方を提供する過程とをさらに有する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
上記高次の眼の収差および上記角膜の表面形状による収差に対する補正が提供された表面がコンタクトレンズの後面である、請求項６記載の方法。
【請求項８】
上記高次の眼の収差および上記角膜の表面形状による収差に対する補正が提供された表面がコンタクトレンズの前面である、請求項６記載の方法。
【請求項９】
角膜の表面形状による収差に対する補正を頂点垂直に対して偏心させる過程をさらに有する、請求項５記載の方法。
【請求項１０】
角膜の表面形状による収差に対する補正を頂点垂直に対して偏心させる過程をさらに有する、請求項６記載の方法。
【請求項１１】
角膜の表面形状による収差に対する補正を頂点垂直に対して偏心させる過程をさらに有する、請求項７記載の方法。
【請求項１２】
角膜の表面形状による収差に対する補正を頂点垂直に対して偏心させる過程をさらに有する、請求項８記載の方法。
【請求項１３】
（ａ）装着者個々に対して、角膜の表面形状のデータ、低次の眼の収差、および高次の眼の収差のひとつまたは複数のデータを得る過程と、
（ｂ）上記過程（ａ）で得られたデータを製造業者に伝達する過程と、
（ｃ）上記データを用いて、低次の眼の収差、高次の眼の収差、および角膜の表面形状による収差のうちのひとつまたは複数の収差に対する補正を提供するレンズの設計を生成する過程と、
（ｄ）上記レンズの設計に基づいてレンズを製造する過程と
を有する、コンタクトレンズの製造方法。
【請求項１４】
過程（ｂ）が、製造業者のウエブサーバーのデータベースにアップロードできるデータファイルを生成することによって実行される、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
高次の眼の収差および角膜の表面形状による収差に対する補正をレンズのひとつの表面に提供する過程をさらに有する、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
角膜の表面形状による収差に対する補正を頂点垂直に対して偏心させる過程をさらに有する、請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
角膜の表面形状による収差に対する補正を頂点垂直に対して偏心させる過程をさらに有する、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
請求項５記載の方法によって製造されたレンズ。
【請求項１９】
請求項１５記載の方法によって製造されたレンズ。
【請求項２０】
請求項１７記載の方法によって製造されたレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼科用レンズの設計および製造に関する。より詳しくは、本発明はひとつの表面に波面収差の補正および角膜の表面形状のデータの両方を組み込んだレンズに提供する。
【背景技術】
【０００２】
屈折異常の補正にコンタクトレンズを用いることはよく知られている。通常のコンタクトレンズの限界は、コンタクトレンズでは、装着者個々の基本的な球面−円柱屈折異常または低次の収差のみが矯正されて、眼のより高次の収差は矯正されないことである。さらに、通常のコンタクトレンズは角膜の表面形状による収差を考慮に入れていない。最近では、一方の表面または両方の表面で高次の収差を補正するレンズが開発されている。さらに、一方の表面または両方の表面で角膜の表面形状による収差を補正するレンズも開発されている。しかし、ひとつの表面で高次の収差および角膜の表面形状による収差の両方を結合して補正するレンズが必要とされている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００３】
本発明は、コンタクトレンズの設計方法およびその設計方法によって製造されたコンタクトレンズを提供する。本発明のコンタクトレンズは、低次および高次の収差と角膜の表面形状による収差とに対する補正を提供する。特に、コンタクトレンズの一方の表面が高次の波面収差および角膜の表面形状による収差に対する補正を提供する。
【０００４】
したがって、ある実施の形態では、本発明は、高次の眼の収差および角膜の表面形状による収差を補正する表面を有する（高次の眼の収差および角膜の表面形状による収差を補正する表面から本質的になる、および高次の眼の収差および角膜の表面形状による収差を補正する表面からなる）コンタクトレンズを提供する。他の実施の形態では、本発明は、（ａ）装着者個々の眼に対する角膜の表面形状のデータを得る過程と、（ｂ）装着者個々の眼に対する高次の眼の収差を測定する過程と、（ｃ）高次の眼の収差および角膜の表面形状による収差を補正するための表面をコンタクトレンズに提供する過程とを有する（（ａ）装着者個々の眼に対する角膜の表面形状のデータを得る過程と、（ｂ）装着者個々の眼に対する高次の眼の収差を測定する過程と、（ｃ）高次の眼の収差および角膜の表面形状による収差を補正するための表面をコンタクトレンズに提供する過程とから本質的になる、および（ａ）装着者個々の眼に対する角膜の表面形状のデータを得る過程と、（ｂ）装着者個々の眼に対する高次の眼の収差を測定する過程と、（ｃ）高次の眼の収差および角膜の表面形状による収差を補正するための表面をコンタクトレンズに提供する過程とかなる）コンタクトレンズの設計方法を提供する。
【０００５】
本発明を説明する目的で、「低次の眼の収差」は、基本的な球面−円柱屈折異常を装着者個々に引き起こしている収差を意味する。そのような収差は、典型的には、球面屈折力および円柱屈折力を用いて補正される。「高次の眼の収差」は、低次の収差および角膜の表面形状による収差以外の収差であって、眼から出射される波面と完全な波面との相違を生み出す収差を意味する。
【０００６】
装着者個々に対する角膜の表面形状のデータまたは情報は、任意のさまざまな公知の装置を用いて得られてよい。大まかに言って、そのようなデータは角膜トポグラファー、またはビデオ角膜鏡を用いて得られる。好ましくは、ｚ軸に沿った高い解像度を備えた角膜トポグラファーが用いられる。データは、角膜の長手方向の軸に平行に角膜の平均の球面の上および下で獲得される。データは角膜の前面、後面、または前面および後面について獲得される。
【０００７】
角膜の表面形状のデータが獲得された後、そのデータはレンズの設計および製造に用いるために適した形態に数学的に変換される。例えば、表面形状のデータは、任意の公知の方法によってレンズの表面に角膜の高さを写す（マッピングする）ことによって、レンズの後面（眼に面する表面）、前面（物体に面する表面）、または後面および前面の高度マップを決定するために用いられてよい。ソフトコンタクトレンズの製造では、好ましくは、写像（マッピング）はレンズの撓みによって導入された誤差が最小となるように行なわれる。
【０００８】
データが前面に組み込まれるレンズでは、好ましくは、角膜の高さのデータ（表面形状のデータ）は、撓んでいない状態のソフトコンタクトレンズに当てはめられ、次に、高さのデータがレンズの撓みを考慮に入れて変形される。そのような方法では、実用上の配慮から、理想的な角膜は球面であり、実際の角膜の高度がｆ（ｘ）として表され、実際の角膜に対する最適な球面状の適合面（フィッティング）がｇ（ｘ）として表されると仮定され、関数ｇ（ｘ）は半径Ｒa の球面の一部であると仮定される。大まかに言って、撓んでいないソフトコンタクトレンズの半径Ｒb は球面状であって最適な球面状の適合面ｇ（ｘ）より大きい。第１の過程は、角膜の高度ｆ（ｘ）が、最適な球面状の適合面ｇ（ｘ）がＲb と等しい半径となるような倍率で拡大される。変換を簡単にするためのひとつの方法は、関数ｆ（ｘ）を極座標表現で関数ｆ（θ）として表現することである。次に、倍率α＝Ｒb ／Ｒa を用いることによって、角膜の高度の拡大されたバージョンが以下の式で表現される。
ｆ(1) （θ）＝αｆ（θ）
【０００９】
第２の過程では、拡大された角膜の高度ｆ(1) （θ）は、ソフトコンタクトレンズによって覆われた領域が角膜の領域に対応するように縮小される。２次元の場合、この縮小は以下の式に基づいて行なわれる。
ｆ(2) （θ）＝α-1ｆ(1) ［（θ−π／２）／α＋π／２］＋Ｒb （１−１／α）
【００１０】
上記の式で与えられた写像変換は、角膜およびコンタクトレンズの後面が球面である場合に限定されない。むしろ、実際の角膜およびレンズの曲面を用いて、レンズおよび角膜の曲率の比率としての倍率αを計算してよい。一般的な場合には、倍率αはθの関数になり、すなわち、以下の式で表される。
α＝Ｒb （θ）／Ｒa （θ）＝α（θ）
【００１１】
上述された写像変換は、３次元変換の場合に対しても一般化することができる。そのような場合、角膜の高さは関数ｆ（θ，φ）によって表現され、ここでθはアジマス（方位角）を表し、φは仰角を表している。もともとの高さのデータは以下の変換式を用いて曲率半径Ｒa （θ，φ）から拡大される。
ｆ(1) （θ，φ）＝αｆ（θ，φ）
ここで、
α＝Ｒb （θ，φ）／Ｒa （θ，φ）
【００１２】
レンズの所望の表面を得るために、関数ｆ(1) （θ，φ）は縮小される。しかし、３次元の場合、面積が保存されるような拡大操作を実行するときに選択される多くの選択肢が存在する。例えば、材料の変形が半径方向で均一であることが前提とされる場合、仰角のみが拡大されて、もともとの方位角はそのままとなるように拡大が実行される。これは、以下の式で表現される。
ｆ(2) （θ，φ）＝α-1ｆ(1) ［θ，（φ−π／２）／α＋π／２］＋Ｒb （１−１／α）
【００１３】
角膜の表面形状による収差に対する補正を表面に提供することに加えて、高次の眼の収差に対する補正が同じ表面に提供される。高次の収差のような眼の波面収差は、収差の測定を行なうための任意の適切な装置を用いて測定されてよい。適切な装置として、限定を意図するものではないが、アベロスコープ、点の広がりまたは線の広がりで眼の変調伝達関数を測定する装置、または、眼の光学的な波面を測定、推定、内挿、または算出する任意の同様の装置がある。
【００１４】
測定後、収差の測定値は、高さの差に数学的に変換されて、光路差として知られる指定された平均球面の値の上および下の高度マップが提供される。例えば、高度マップは、波面に亘って点ごとに光学的な波で測定された波面の誤差に波長を乗算することによって生み出される。収差の補正は、光路差、または眼の収差によるひずみを相殺する収差逆フィルタを導入することによって提供される。本発明のレンズでは、この補正は角膜の表面形状のデータが組込まれたのと同じ表面に提供され、その表面は好ましくはレンズの前面である。
【００１５】
高次の収差の測定に加えて、低次の収差が測定されて、遠用視力、および必要に応じて近用視力および中間視力を補正するための円柱屈折力および軸と球面屈折力とが提供されてよい。これらの測定は、通常の屈折力の測定方法の使用を含めた任意の方法によって行なわれてよい。代わりに、および好ましくは、これらの測定は、眼の波面収差の測定によって行なわれてよい。例えば、波面のデータをゼルニケ係数項に変換して、この情報を球面、円柱、軸の情報を導くために用いることで、低次の収差の測定が行なわれる。
【００１６】
角膜の表面形状のデータおよび高次の収差の測定値を用いて、レンズの表面が設計される。本発明のレンズの様々な実施の形態が可能である。ある実施の形態では、角膜の表面形状のデータは角膜トポグラファーを用いて測定され、高次の眼の収差が測定される。次に、レンズの後面が、角膜の表面形状による収差および高次の眼の収差を中和（相殺）するように設計される。レンズの両方の表面の光学領は、低次の収差を補正するための球面屈折力、円柱屈折力、または球面屈折力および円柱屈折力を有する。
【００１７】
好ましい実施の形態では、角膜の表面形状のデータが獲得されて、レンズの後面から前面への装着者個々の角膜の表面形状のプリントスルー（print-through）を推定するのに用いられる。代わりに、低次の収差を補正するのに必要な補正屈折力を実質的に備えた通常のレンズが装着者個々の眼に配置されて、実際のプリントスルーが測定されてもよい。前面は、このプリントスルーによる任意の収差を中和（相殺）するように設計される。次に、高次の収差が求められて、レンズの前面は角膜の表面形状による収差および高次の眼の収差を中和するように設計される。代わりに、全体の眼の波面収差を測定して、観測された全体の波面収差から角膜のプリントスルーによる波面収差を減算することによって、残りの収差の合計が求められてもよい。次に、高次の収差および低次の収差の両方を含むこの残りの収差の合計は、前面を適切に設計することによって相殺されてよい。
【００１８】
本発明のレンズのより好ましい実施の形態では、高次の眼の収差および角膜の表面形状による収差に対する補正は、ひとつの表面に提供されて、レンズの装着者の視線に対して偏心して提供されている。より詳しく述べると、高度（表面形状）マップは、レンズの機械的な中心から頂点垂直（vertex normal）に向けて偏心していて、波面収差は視線上に集中されている。好ましくは、偏心は約０ｍｍから約１．５ｍｍまでの範囲内にある。
【００１９】
偏心は任意の通常の方法によって行われてよい。例えば、高度マップ内の頂点垂直は、勾配がビデオ角膜鏡の円錐（コーン）の軸に垂直な角膜上の点である。したがって、中心のビデオ角膜鏡のリングは、カメラに向けて真っ直ぐに反射される。レンズを角膜の表面形状に整合させるために、角膜輪部のエッジに対して頂点垂直を配置することが必要である。角膜の表面形状は任意の通常の方法によって測定されてよく、使用されるべき高度マップが選択される。透明な幾何学的中心のオーバーレイテンプレートが用いられて、瞳孔に対する高度マップの幾何学的中心の位置が見つけられる。そのテンプレートは、任意の適切なデザインであってよい。好都合に用いられるテンプレートは、その中心から外向きに同中心に配置された複数のリングからなる。そのようなテンプレートは、リングが眼の角膜輪部と同中心になるように配置される。
【００２０】
本発明のレンズは、任意の公知の方法によって製造される。適切な方法には、限定を意図するものではないが、レンズの旋削またはレンズの成型がある。例えば、レンズのデザインが金属に切削されて、その金属が用いられてレンズ表面に対するプラスチック成型インサートが製造される。次に、適切な液体樹脂がインサートの間に配置されて、インサートが圧縮され、樹脂が硬化されてレンズが形成される。代わりに、本発明のレンズは旋盤によって切削されてもよい。
【００２１】
本発明のレンズは、ハードコンタクトレンズまたはソフトコンタクトレンズを製造するための任意の適切な材料で作られてよい。好ましくは、本発明のレンズは、ソフトコンタクトレンズである。ソフトコンタクトレンズを形成する例示的な材料は、限定を意図するものではないが、シリコーンエラストマー、限定を意図するものではないが米国特許第５，３７１，１４７号、同第５，３１４，９６０号、および同第５，０５７，５７８号（これらの米国特許は参照文献として引用される）に開示されたものを含むシリコーン含有マクロマー（macromers）、ヒドロゲル、シリコーン含有ヒドロゲル、それらの類似物、およびそれらの組み合わせがある。
【００２２】
さらに他の実施の形態では、本発明はコンタクトレンズの製造方法を提供し、その方法は、（ａ）角膜の表面形状のデータ、低次の眼の収差、高次の眼の収差のうちのひとつまたは複数のデータを装着者個々に対して得る過程と、（ｂ）過程（ａ）で得られたデータを製造業者に伝達する過程と、（ｃ）データを用いてレンズの設計を生成する過程と、（ｄ）レンズの設計に基づいてレンズを製造する過程とを有する（（ａ）角膜の表面形状のデータ、低次の眼の収差、高次の眼の収差のうちのひとつまたは複数のデータを装着者個々に対して得る過程と、（ｂ）過程（ａ）で得られたデータを製造業者に伝達する過程と、（ｃ）データを用いてレンズの設計を生成する過程と、（ｄ）レンズの設計に基づいてレンズを製造する過程とから本質的になり、（ａ）角膜の表面形状のデータ、低次の眼の収差、高次の眼の収差のうちのひとつまたは複数のデータを装着者個々に対して得る過程と、（ｂ）過程（ａ）で得られたデータを製造業者に伝達する過程と、（ｃ）データを用いてレンズの設計を生成する過程と、（ｄ）レンズの設計に基づいてレンズを製造する過程とからなる）。過程（ａ）は、限定を意図するものではないが、検眼士、視力矯正士、レンズ小売業者、およびそれらに類似した者を含めた任意の適切な実体によって実行されてよい。好ましくは、本発明の方法は、ビジネス対ビジネスのシステムとして実行される。
【００２３】
レンズの設計の生成は、典型的にはレンズ製造業者によって行われる。データは、限定を意図するものではないが、電話、ファックス、インターネットウエブサイト、それらの類似物、およびそれらの組み合わせを含めた任意の適切な方法によって製造業者に伝達される。好ましい実施の形態では、レンズ製造業者のインターネットウエブサイトを介して、顧客（レンズ装着者）がレンズ製造業者のサーバーシステム（ウエブサーバーまたはウエブサイト）と通信できる任意の手段を用いて伝達が行われる。ウエブサイトと通信するための適切な手段には、限定を意図するものではないが、パーソナルコンピューターおよびモデムが含まれる。好ましくは、製造業者のウエブサーバーのデータベースにアップロードされるデータファイルが生成される。
【国際公開パンフレット】
2004526985.tif 000002
2004526985.tif 000003
2004526985.tif 000004
2004526985.tif 000005
2004526985.tif 000006
2004526985.tif 000007
2004526985.tif 000008
2004526985.tif 000009
2004526985.tif 000010
2004526985.tif 000011
2004526985.tif 000012
2004526985.tif 000013
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004526985.tif 000014
【国際調査報告】
2004526985.tif 000015
2004526985.tif 000016