(57)【要約】【課題】多焦点眼科用レンズを提供する。【解決手段】本発明は、一般に、例えば、屈折合焦能力を提供する中央屈折領域と、２つの回折合焦能力を提供する回折領域と、を利用する多焦点眼内レンズなどの多焦点眼科用レンズを提供する。多くのケースにおいては、レンズの中央領域によって提供された屈折合焦能力は、一方の回折合焦能力に実質的に等しい遠合焦能力に対応し、他方の回折能力は、近合焦能力に対応する。従って、多くのケースにおいては、レンズの合焦特性は、特に、小さな瞳孔サイズにおいては、遠方焦点能力によって決定される。【選択図】図１Ｂ
2009082723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方の表面及び後方の表面を有するオプティックであって、１つの屈折合焦能力を提供する中央屈折領域を有するオプティックと、
近及び遠回折合焦能力を提供するべく、前記表面の一方に配設された回折領域と、
を具備する眼内レンズ（ＩＯＬ）。
【請求項２】
前記前方の表面及び後方の表面のそれぞれは、中央屈折領域を含む請求項１記載のＩＯＬ。
【請求項３】
前記回折領域の前記遠合焦能力は、前記オプティックの中央屈折領域によって提供された前記屈折合焦能力に実質的に対応する請求項１記載のＩＯＬ。
【請求項４】
前記前方の表面及び後方の表面のいずれかの前記中央屈折領域は、約０．５ｍｍ〜約２ｍｍの範囲内の直径を有する請求項２記載のＩＯＬ。
【請求項５】
前記前方の表面及び後方の表面のそれぞれの前記中央屈折領域は、実質的に球面のプロファイルを有する請求項２記載のＩＯＬ。
【請求項６】
前記中央屈折領域の外側の前記回折領域は、実質的に非球面のベースプロファイルを有する請求項５記載のＩＯＬ。
【請求項７】
前記回折領域は、自身が配設される前記表面の前記中央屈折領域を少なくとも部分的に取り囲む請求項２記載のＩＯＬ。
【請求項８】
前記回折領域は、複数の段差によって互いに分離された複数の回折ゾーンを有する請求項１記載のＩＯＬ。
【請求項９】
前記段差は、実質的に均一な高さを有する請求項８記載のＩＯＬ。
【請求項１０】
前記段差は、不均一な高さを呈する請求項８記載のＩＯＬ。
【請求項１１】
前記段差の高さは、前記オプティックの中心からの増大する距離の関数として減少する請求項１０記載のＩＯＬ。
【請求項１２】
前記段差の高さは、前記オプティックの中心からの増大する距離の関数として増大する請求項１０記載のＩＯＬ。
【請求項１３】
前記段差の高さは、前記回折領域の内側境界から前記領域内の中間位置に向かって増大し、且つ、前記位置から前記回折領域の外側境界に向かって減少する請求項１０記載のＩＯＬ。
【請求項１４】
前記オプティックは、外側屈折領域を具備する請求項１記載のＩＯＬ。
【請求項１５】
前記外側屈折領域は、前記中央領域によって提供された前記屈折合焦能力に実質的に等しい合焦能力を提供する請求項１４記載のＩＯＬ。
【請求項１６】
前記表面の少なくとも一方は、前記レンズの収差を制御するべく適合された非球面のベースプロファイルを呈する請求項１記載のＩＯＬ。
【請求項１７】
前記非球面のベースプロファイルは、負の円錐定数によって特徴付けられる請求項１６記載のＩＯＬ。
【請求項１８】
前方の表面及び後方の表面を有するオプティックであって、前記表面のそれぞれは、屈折遠焦点能力を前記オプティックに付与するべく適合された中央屈折領域を有する、オプティックと、
前記表面の前記中央屈折領域を取り囲むべく前記表面の少なくとも一方に配設された環状回折領域と、
を具備し、
この場合に、前記回折領域は、回折近焦点能力と、前記屈折遠焦点能力に実質的に等しい回折遠焦点能力と、を提供する、眼科用レンズ。
【請求項１９】
前記環状回折領域は、複数の段差によって互いに分離された複数の回折ゾーンを具備する請求項１８記載の眼科用レンズ。
【請求項２０】
前記段差は、実質的に均一な高さを呈する請求項１９記載の眼科用レンズ。
【請求項２１】
前記段差は、不均一な高さを呈する請求項１９記載の眼科用レンズ。
【請求項２２】
前記眼科用レンズは、ＩＯＬである請求項１８記載の眼科用レンズ。
【請求項２３】
前方の表面及び後方の表面を有するオプティックであって、中央及び外側屈折領域を有するオプティックと、
前記表面の少なくとも一方に配設された回折領域と、
を有し、
この場合に、前記中央及び前記外側領域は、異なる屈折能力を提供し、前記回折領域は、少なくとも２つの異なる回折能力を提供する、眼科用レンズ。
【請求項２４】
前記中央屈折領域は、遠焦点光学能力を提供し、前記外側屈折領域は、近焦点光学能力を提供する請求項２３記載の眼科用レンズ。
【請求項２５】
前記回折領域は、前記遠焦点屈折能力に実質的に等しい１つの合焦能力と、前記近焦点屈折能力に実質的に等しい別の合焦能力を提供する請求項２４記載の眼科用レンズ。
【請求項２６】
前記レンズは、ＩＯＬである請求項２４記載の眼科用レンズ。
【請求項２７】
屈折遠焦点光学能力を提供する中央屈折領域を有するオプティックと、
回折近合焦能力及び回折中間合焦能力を提供する前記オプティックの少なくとも一方の表面上に配設された回折構造と、
を具備する眼科用レンズ。
【請求項２８】
前記オプティックは、前記遠焦点光学能力に屈折的に寄与する外側屈折領域を更に具備する請求項２７記載の眼科用レンズ。
【請求項２９】
前方の表面及び後方の表面を有するオプティックを提供することであって、前記オプティックは、１つの屈折合焦能力を提供する中央屈折領域と、近焦点及び遠焦点回折能力を提供する前記表面の一方に配設された回折領域と、を有する、ことと、
前記オプティックを患者の眼内に埋植することと、
を具備する視力を矯正する方法。
【請求項３０】
遠焦点を生成するように適合されたベースプロファイルを有する前方の表面及び後方の表面を有するオプティックを形成することと、
前記表面の少なくとも一方に、前記表面が中央屈折領域及び外側屈折領域を有するように、回折構造を生成することであって、前記回折構造は、近焦点光学能力をも提供しつつ、前記遠焦点光学能力に寄与する、ことと、
を具備する眼科用レンズを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、多焦点眼科用レンズに関し、更に詳しくは、屈折及び回折光学合焦能力を提供可能な多焦点眼内レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２００７年１０月２日付けで出願された米国仮特許出願第６０／９９７，２７９号に基づく優先権を米国特許法第１１９条の下に主張するものであり、この内容は、本引用により、そのすべてが本明細書に包含される。
眼内レンズ（ＩＯＬ）は、通常、曇った実際の水晶体を置換するべく、白内障手術の際に患者の眼内に埋植される。いくつかのＩＯＬは、回折構造を利用し、遠焦点能力のみならず、近焦点能力をも患者に提供する。換言すれば、このようなＩＯＬは、（しばしば、擬似調節と呼ばれる）ある程度の視力調節を患者に提供する。このようなＩＯＬを有する患者は、一般に、これらのレンズの多様な合焦特性を享受するが、特に明所視状態において、遠方視力の明瞭性を享受する人は、わずかな割合である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、機能強化された多焦点眼科用、並びに、特に、多焦点眼内レンズに対するニーズが依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様においては、本発明は、眼内レンズ（ＩＯＬ）を提供し、これは、前面及び後面を有するオプティックを具備し、この場合に、オプティックは、１つの屈折合焦能力を提供する中央屈折領域を含む。近及び遠回折合焦能力を提供するべく、回折領域がレンズ表面の少なくとも一方に配設される。多くのケースにおいては、屈折及び回折遠合焦能力は、実質的に等しい。
【０００５】
関係する一態様においては、前述のＩＯＬ内において、表面の一方（例えば、前面）は、回折領域によって取り囲まれた中央屈折領域を含み、この回折領域は、外側屈折領域によって取り囲まれる。いくつかのケースにおいては、中央屈折領域は、約０．５ｍｍ〜約２ｍｍの範囲内の直径を有することが可能である。
【０００６】
別の態様においては、回折領域は、複数の段差によって互いに分離された複数の回折ゾーン（例えば、２〜２０個のゾーン）を含む。いくつかのケースにおいては、段差は、実質的に均一な高さを呈するが、その他のケースにおいては、これらの高さは、非均一であってよい。例えば、段差は、それらの高さが、オプティックの中心からの増大する半径方向距離の関数として減少するように、アポダイズ（ａｐｏｄｉｚｅ）可能である。或いは、この代わりに、アポダイズされた段差は、オプティックの中心からの増大する半径方向距離の関数として増大する高さを呈することも可能であり、即ち、段差は、「逆アポダイス（ｒｅｖｅｒｓｅ  ａｐｏｄｉｅｚｅ）」可能である。別のケースにおいては、段差の高さは、回折領域の内側半径方向境界からその領域内の中間位置に向かって増大した後に、領域の外側半径方向境界に向かって減少可能であり、この逆も又同様である。
【０００７】
別の態様においては、多焦点眼科用レンズ（例えば、ＩＯＬ）が開示され、これは、中央屈折及び外側回折領域を含むように構成された前面及び後面を具備するオプティックを含む。更には、２つの回折合焦能力を提供するべく、回折領域が少なくとも一方の表面に配設される。
【０００８】
いくつかのケースにおいては、前述の眼科用レンズ内において、中央及び外側屈折領域は、異なる屈折能力を提供し、例えば、中央領域は、遠合焦能力を提供可能であり、外側屈折領域は、近合焦能力を提供可能であり、この逆も又同様である。そして、回折領域は、中央及び外側領域によって提供された屈折近及び遠合焦能力に対応する回折近及び遠合焦能力を提供可能である。
【０００９】
別の態様においては、近焦点光学能力を提供する中央屈折領域と、回折遠焦点及び回折近焦点光学能力を提供する回折領域と、を有するオプティックを含む多焦点眼科用レンズが開示される。多くのケースにおいては、屈折及び回折近焦点能力は、実質的に等しい。
【００１０】
別の態様においては、本発明は、屈折遠焦点光学能力を提供する中央屈折領域と、回折近焦点及び回折中間焦点光学能力を提供するオプティックの少なくとも一方の表面上に配設された回折領域と、を有するオプティックを含む眼科用レンズ（例えば、ＩＯＬ）を提供する。又、いくつかのケースにおいては、オプティクは、レンズの遠焦点又は近焦点能力に対して屈折的に寄与する外側屈折領域をも包含可能である。
【００１１】
「図面の簡単な説明」の節に簡潔に記述された関連図面との関連において、以下の詳細な説明を参照することにより、本発明の様々な態様の更なる理解を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、包括的には、例えば、屈折合焦能力を提供する屈折領域と、２つの回折合焦能力を提供する回折領域と、を利用する多焦点眼内レンズなどの多焦点眼科用レンズを提供する。多くのケースにおいては、レンズによって提供された屈折合焦能力は、一方の回折合焦能力に実質的に等しい遠焦点光学能力に対応し、他方の回折能力は、近焦点光学能力に対応する。従って、多くのケースにおいては、レンズの合焦特性は、特に、小さな瞳孔サイズにおいては、その遠焦点能力によって決定される。後続する実施例においては、本発明の様々な態様の顕著な特徴を眼内レンズ（ＩＯＬ）との関連において説明する。又、本発明の開示内容は、コンタクトレンズなどのその他の眼科用レンズにも適用可能である。「眼内レンズ」という用語及びその略号である「ＩＯＬ」は、本明細書においては、眼の実際のレンズを置換するために、或いは、実際のレンズが除去されるかどうかとは無関係にその他の方法によって視力を向上させるために眼の内部に埋植されるレンズを表すべく、相互交換可能に使用される。角膜内レンズ及び有水晶体眼内レンズは、実際のレンズの除去を伴うことなしに眼の内部に埋植可能なレンズの例である。
【００１３】
図１Ａ及び図１Ｂは、光学軸ＯＡを中心として配設された前面１４及び後面１６を有するオプティック１２を含む本発明の一実施例による多焦点眼内レンズ（ＩＯＬ）１０を概略的に示す。以下に詳述されるように、ＩＯＬ１０は、遠及び近合焦能力を提供する。この実施例においては、ＩＯＬは、２重凸形プロファイルを有するが（前面及び後面のそれぞれのものが、凸形プロファイルを具備する）、その他の実施例においては、ＩＯＬは、例えば、凸形−凹形や平面−凸形などの任意のその他の適切なプロファイルを有することが可能である。いくつかの実装においては、オプティック１２は、約２ｍｍ〜約４ｍｍの範囲内の光学軸ＯＡからの最大半径（Ｒ）を有することが可能である。
【００１４】
前面１４は、環状回折領域２０によって取り囲まれた中央屈折領域１８と、外側屈折領域２２と、を含む。多くの実現形態においては、中央屈折領域１８は、約０．２５ｍｍ〜約１ｍｍの範囲内の光学軸ＯＡとの関係における半径（Ｒc）を有することが可能であるが、その他の半径も利用可能である。この例示的な実施例においては、後面１６は、回折構造を含んではいないが、その他の実施例においては、このような構造を包含することが可能である。後述するように、前面の中央屈折領域１８は、オプティックの屈折合焦能力に寄与し、この屈折合焦能力は、この実施例においては、ＩＯＬの遠焦点光学能力に対応する。一例として、いくつかのケースにおいては、オプティックの距離能力は、約−５〜約＋５５ジオプタの範囲、更に一般的には、約６〜約３４ジオプタの範囲、又は約１８〜約２６ジオプタの範囲であってよい。
【００１５】
この例においては、前面１４と後面１６の両方のベースプロファイルは、オプティックを形成する材料の屈折率と共に、ＩＯＬの中央屈折領域が、例えば、前述の範囲内のものなどの所望の合焦能力を有する単焦点屈折レンズとして効果的に機能するように選択された曲率を有する実質的に球面である。換言すれば、小さな瞳孔サイズの場合には、ＩＯＬは、単一の屈折合焦能力を提供する。
【００１６】
いくつかのその他の実現形態においては、１つ又は両方のレンズ表面は、（例えば、シャープな屈折焦点の生成を捉進するために）焦点深度を低減するなどによって収差を制御するように適合された非球面のベースプロファイルを呈することができる。一例として、このような実施例によるＩＯＬは、前面及び後面を有するオプティックを具備することができる。前面は、後面と協働して屈折光学能力を生成する屈折中央領域を包含することが可能である。以前の実施例と同様に、回折領域が屈折中央領域を取り囲むことができる。そして、回折領域は、屈折外側領域によって取り囲むことができる。このような実施例においては、前面は、非球面のベースプロファイルを有する。換言すれば、前面のベースプロファイルは、推定上の球面プロファイルとは異なる。多くの実現形態においては、ベースプロファイルの非球面性は、収差を制御することによってレンズの中央屈折領域による単一屈折焦点の生成を捉進するように設計される。例えば、前面の非球面ベースプロファイルは、負の円錐定数によって特徴付け可能であり、負の円錐定数は、レンズの中央屈折部分がシャープな屈折焦点を提供するように収差の影響を制御するレンズの屈折能力に基づいて選択可能である。一例として、円錐定数は、約−１０〜約−１０００の範囲内のもの（例えば、−２７）であってよい。この実施例においては、後面のベースプロファイルは、実質的に球面であり、その他の実施例においては、後面のベースプロファイルは、２つの表面の合成非球面プロファイルがレンズの中央部分による単一屈折焦点の生成を捉進するように、選択された程度の非球面性を呈することも可能である。その他の実現形態においては、中央屈折ゾーンは、表面が別種の非球面ベースプロファイルを有する際にも、単一の屈折焦点の生成を捉進するように、球面プロファイルを有することが可能である。
【００１７】
図１Ａ及び図１Ｂを再度参照すれば、オプティク１２は、任意の適切な生体適合型材料から形成可能である。このような材料のいくつかの例は、レンズの特定の用途に不可欠な屈折率を有する柔軟なアクリル、シリコーン、ヒドロゲル、又はその他の生体適合型高分子材料を含み、これらに限定されない。多くの実現形態においては、オプティックを形成する材料の屈折率は、約１．４〜約１．６の範囲内のものであってよい（例えば、オプティックは、１．５５の屈折率を有する、一般に、Ａｃｒｙｓｏｆ（登録商標）と呼ばれるレンズ材料（２−フェニルエチルアクリレート及び２−フェニルエチルメタクリレートの架橋コポリマー）から形成可能である）。
【００１８】
又、例示的なＩＯＬ１０は、患者の眼の内部においてＩＯＬの配置を捉進する複数の固定部材（例えば、ハプティック）１１をも含む。又、固定部材１１は、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、及びこれらに類似したものなどの適切な高分子材料から形成可能である。
【００１９】
又、前述のように、オプティック１２は、回折領域２０をも含み、回折領域は、その前面１４上に配設されるが、その他の実施例においては、これは、後面又は両方の表面上に配設することも可能である。回折領域２０は、オプティックの前面の中央屈折領域１８を取り囲む環状領域を形成する。この例示的な実施例においては、回折領域２０は、遠焦点光学能力及び近焦点能力を提供する。この例においては、回折構造によって提供される遠焦点光学能力は、ＩＯＬの中央屈折領域によって提供される屈折合焦能力に実質的に類似している。回折領域によって提供される近焦点光学能力は、例えば、約１Ｄ〜約４Ｄの範囲内のものであってよいが、その他の値も使用可能である。いくつかの実現形態においては、回折領域２０は、約０．５ｍｍ〜約２ｍｍの範囲内の幅（ｗ）を有することが可能であるが、その他の値も利用可能である。
【００２０】
いくつかの実施例においては、回折領域は、オプティック１２の外側境界に向かって延長可能であるが、この実施例においては、回折領域は中断されている。具体的には、回折領域は、レンズの中央屈折領域１８とその外側屈折領域２２の間に配設されている。屈折中央領域と同様に、外側屈折領域は、単一の屈折合焦能力を提供し、そして、単一の屈折合焦能力は、中央領域によって提供される屈折力に実質的に等しい。換言すれば、ＩＯＬの中央及び外側屈折領域は、レンズの遠焦点能力にのみ寄与し、回折領域（本明細書においては、ゾーン回折領域とも呼ばれる）は、それに入射する光エネルギーをレンズの遠及び近焦点の両方に導く。
【００２１】
表面のベースプロファイルを除いた前面の半径方向プロファイルである図２に概略的に示されているように、この例示的な実施例においては、回折領域２０は、前面１４の基礎をなすベース曲線上に配設された複数の回折ゾーン２４から形成される。回折ゾーンの数は、約２〜約２０個の範囲内のものであってよいが、その他の数も利用可能である。回折ゾーン２４は、複数の段差２６に互いに分離されている。この例示的な実現形態においては、段差２６の高さは、不均一である。具体的には、この例においては、段差の高さは、前面の中心（前面と光学軸ＯＡの交点）からの増大する距離の関数として減少している。換言すれば、段差は、レンズの光学軸からの増大する半径方向距離の関数として減少する高さを呈するようにアポダイズされている。後程詳述するように、その他の実施例においては、段差の高さは、その他のタイプの不均一性を呈することも可能であり、或いは、この代わりに、これらは、均一であってもよい。又、図２に示された概略的な半径方向プロファイルは、ＩＯＬの中央又は外側屈折領域の曲率が前面のベース曲率に対応することをも示している（従って、これらの領域は、図には、平坦なものとして示されている）。
【００２２】
段差は、回折ゾーンの半径方向の境界に配置される。この例示的な実施例においては、ゾーン境界の半径方向の位置は、次の関係に従って決定可能である。
【００２３】
ｒi2＝ｒ02＋２ｉλｆ      式（１）
【００２４】
ここで、ｉは、ゾーン番号を表し、ｒ0は、中央屈折ゾーンの半径を表し、λは、設計波長を表し、ｆは、近焦点の焦点長を表す。いくつかの実施例においては、設計波長λは、視覚応答の中心の５５０ｎｍの緑色光となるように選択される。
【００２５】
図２を継続して参照すれば、いくつかのケースにおいては、隣接するゾーンの間の段差の高さ、又はゾーン境界におけるそれぞれの回折要素の垂直の高さは、次の関係に従って定義可能である。
【００２６】
段差の高さ＝（λ／（２（ｎ2−ｎ1）））ｆapodize      式（２）
【００２７】
ここで、λは、設計波長（例えば、５５０ｎｍ）を表し、ｎ2は、レンズが形成される材料の屈折率を表し、ｎ1は、レンズが配置される媒体の屈折率を表し、ｆapodizeは、その値がレンズの前面と光学軸の交点からの増大する半径方向距離の関数として減少するスケーリング関数を表す。例えば、スケーリング関数は、次の関係によって定義可能である。
【００２８】
ｆapodize＝１−｛（ｒi−ｒin）／（ｒout−ｒin）｝exp，ｒin≦ｒi≦ｒout      式（３）
【００２９】
ここで、ｒiは、ｉ番目のゾーンの半径方向距離を表し、ｒinは、図２に概略的に示されている回折領域の内側境界を表し、ｒoutは、図２Ａに概略的に示されている回折領域の外側境界を表し、ｅｘｐは、アポダイゼーションゾーンの相対的な位置と、異なる要素の段差の高さの所望の低減に基づいて選択された値である。指数ｅｘｐは、レンズ表面にわたる回折効率の所望の変化の程度に基づいて選択可能である。例えば、ｅｘｐは、約２〜約６の範囲内の値をとることができる。
【００３０】
別の例として、スケーリング関数は、次の関係によって定義可能である。
【００３１】
ｆapodize＝１−（ｒi／ｒout）3      式（４）
【００３２】
ここで、ｒiは、ｉ番目のゾーンの半径方向距離を表し、ｒoutは、アポダイゼーションゾーンの半径を表す。
【００３３】
図２を再度参照すれば、この例示的な実施例においては、ゾーン境界におけるそれぞれの段差は、ベースプロファイルを中心としており、その高さの半分がベースプロファイルの上にあり、残りの半分がプロファイルの下にある。段差の高さの選択に関する更なる詳細は、米国特許第５，６９９，１４２号において見出すことが可能であり、この内容は、本引用により、そのすべてが本明細書に包含される。
【００３４】
使用の際には、中央屈折領域は、ＩＯＬ１０が、中央屈折領域の半径方向サイズ以下の瞳孔サイズである小さな瞳孔サイズにおいて、単焦点屈折レンズとして効果的に機能するように、単一の遠焦点屈折能力を提供する。更に大きな瞳孔サイズの場合には、中央領域が単一の遠焦点光学能力の提供を継続する一方において、回折領域が、中央領域の屈折遠焦点能力に実質的に等しいものと、近焦点能力に対応するもう１つのものという２つの回折合焦能力を提供することにより、ＩＯＬの合焦能力への寄与を開始する。又、瞳孔サイズが更に増大するのに伴って、外側屈折領域２２も、レンズの遠焦点能力に「屈折的に」寄与する。遠焦点との関係において近焦点に分散する光エネルギーの比率は、例えば、中央及び外側屈折領域のサイズと回折領域と関連するパラメータ（例えば、段差の高さ）を介して調節可能である。更には、段差の高さがアポダイズされるケースにおいては、この比率は、瞳孔サイズの関数として変化可能である。例えば、回折構造の段差の高さの減少は、結果的に、瞳孔サイズが増大するのに伴って回折構造によって遠焦点に伝達される光エネルギーの比率の増大をもたらす。
【００３５】
更なる例示のために、図３は、レンズの遠及び近焦点の間の瞳孔サイズの関数として、離れた物体から発せられ仮想的に実現されたＩＯＬ１０上に入射する光エネルギーの局所的及び積分された分布に対応するグラフを示す（グラフＡ及びＢは、積分された分布に対応し、グラフＣ及びＤは、局所的な分布に対応する）。小さな瞳孔サイズの場合には（例えば、この例においては、約１．５ｍｍ未満）、ＩＯＬ上に入射する光のすべては（散乱及びその他の損失を無視する）、ＩＯＬの中央屈折領域により、ＩＯＬの遠焦点に導かれる。中間の瞳孔サイズの場合には（例えば、この例においては、約１．５ｍｍ〜約４．５ｍｍのレンジ内の瞳孔直径の場合）、光の一部は、ＩＯＬの回折構造によって提供されたＩＯＬの近焦点に導かれ、残りの光は、ＩＯＬの遠焦点に導かれる。瞳孔サイズが回折領域を横断するのに伴って、近焦点に導かれるエネルギーの局所的な比率は、回折領域の異なるゾーンを分離する段差の高さのアポダイゼーションに起因し、減少する。大きな瞳孔サイズにおいては、ＩＯＬの外側屈折領域がＩＯＬの遠焦点光学能力への寄与を開始する。
【００３６】
回折領域のアポダイゼーションは、前述のものに限定されるものではない。実際に、様々な段差の高さのアポダイゼーションを利用可能である。一例として、図４Ａ及び図４Ｂを参照すれば、いくつかの実施例においては、ＩＯＬ３０は、前面３２及び後面３４を包含可能であり、この場合に、前面は、中央屈折領域３６、中央屈折領域３４を取り囲む環状回折領域３８、及び外側屈折領域４０によって特徴付けられる。環状回折領域は、複数の段差３８ｂによって互いに分離された複数の回折ゾーン３８ａによって形成され、この場合に、段差は、回折領域の内側境界Ａからその外側境界Ｂに向かって増大する高さを示している。
【００３７】
このような段差の高さのアポダイゼーションは、本明細書においては、「逆アポダイゼーション」と呼ばれる。以前の実施例と同様に、回折領域は、ＩＯＬの遠焦点光学能力のみならず、その近焦点能力にも寄与し、例えば、近焦点能力は、約１〜約４Ｄの範囲のものであってよい。但し、以前の実施例とは異なり、回折領域によって遠焦点に伝達される入射光エネルギーの割合は、（光学軸からの増大する半径方向距離の関数としての段差の高さの増大に起因し）瞳孔サイズが増大するのに伴って減少する。
【００３８】
その他の実施例においては、回折領域内の段差の高さは、領域の内側境界から増大し、その領域内の中間位置において最大値に到達した後に、領域の外側境界に向かって減少可能である。一例として、図５Ａは、このような前面４６及び後面４８によって特徴付けられたオプティック４４を具備するＩＯＬ４２を示す。以前の実施例と同様に、前面４６は、中央屈折領域５０、屈折領域を取り囲む環状回折領域５２、及び回折領域を取り囲む外側屈折領域５４を含む。図５Ｂに提示された前面の半径方向プロファイルを参照すれば、環状回折領域は、複数の段差５８によって互いに分離された複数の回折ゾーン５６を含み、この場合に、段差の高さは、増大と、この後のレンズの中心からの増大する半径方向距離の関数としての減少を呈している。或いは、この代わりに、図５Ｃに概略的に示された別の実施例においては、段階の高さは、減少と、この後のレンズの中心からの増大する距離の関数としての増大を呈している。
【００３９】
例として、図６は、初期の増大と、この後の瞳孔サイズの関数としての段差の高さの減少によって特徴付けられた回折領域を具備する仮想的に実現されたＩＯＬ４２上に入射する離れた物体からの光エネルギーの分布を概略的に示す。ＩＯＬは、６ｍｍの直径を具備し、中央屈折領域、回折領域、及び外側屈折領域のそれぞれのものは、１．５ｍｍの半径方向の幅を具備するものと仮定される。グラフＡ及びＢは、それぞれ、近及び遠焦点内へのエネルギーの積分された分布を示し、グラフＣ及びＤは、それぞれ、これらの焦点内へのエネルギーの局所的な分布を示す。小さな瞳孔サイズ（例えば、ＩＯＬの中央屈折領域の半径方向の幅未満の瞳孔直径）の場合には、ＩＯＬは、その上部に入射した光をＩＯＬの遠焦点上に屈折的に合焦することにより、単一焦点屈折レンズとして効果的に機能する。瞳孔サイズが増大し、ＩＯＬの回折領域を入射光の一部に露出させるのに伴って、入射光の一部がＩＯＬの近焦点に送られる。段差の高さの不均一性に起因し、この局所的な比率は、増大して最大値に到達した後に、外側屈折領域と回折構造の境界に向かって減少する（そして、遠焦点に導かれる光の局所的な比率は、減少して最小値に到達した後に、外側屈折領域と回折構造の境界に向かって増大する）。瞳孔サイズが更に増大するのに伴って、外側屈折領域がＩＯＬの遠焦点能力への屈折的な寄与を開始する。
【００４０】
更にその他の実施例においては、回折領域の異なるゾーンを分離する段差の高さは、（例えば、製造公差内において）実質的に均一であってよい。例示のために、図７は、基礎をなすベースプロファイルが取り除かれたこのようなレンズの表面（例えば、レンズの前面）の半径方向プロファイルを概略的に示す。半径方向表面プロファイルは、表面が、（表面のベース曲率と実質的に等しい曲率を有する）中央屈折領域Ａ、回折領域Ｂ、及び外側屈折領域Ｃを含むことを示している。回折領域Ｂは、複数の段差６２によって互いに分離された複数の回折ゾーン６０によって特徴付けられる。段差６２の高さは、実質的に均一である。
【００４１】
一例として、実質的に均一な段差の高さを具備した、それぞれのゾーン境界において選択された位相シフトを提供する、ＩＯＬのいくつかの実現形態においては、ゾーン境界の半径方向位置は、次の関係に従って決定可能である。
【００４２】
ｒi2＝ｒ02＋２ｉλｆ      式（５）
【００４３】
ここで、ｉは、ゾーン番号を表し（ｉ＝０は、中央ゾーンを表す）、λは、設計波長を表し、ｆは、近焦点の焦点長を表し、ｒ0は、中央ゾーンの半径を表す。いくつかの実施例においては、設計波長λは、視角応答の中心の５５０ｎｍの緑色光となるように選択される。いくつかのケースにおいては、中央ゾーンの半径（ｒ0）は、
【００４４】
【数１】
2009082723.tif 000003
【００４５】
となるように設定可能である。
【００４６】
更には、隣接するゾーン間の段差の高さは、次の関係に従って定義可能である。
【００４７】
段差の高さ＝ｂλ／（ｎ2−ｎ1）      式（６）
【００４８】
ここで、λは、設計波長（例えば、５５０ｎｍ）を表し、ｎ2は、レンズが形成される材料の屈折率を表し、ｎ1は、レンズが配置される媒体の屈折率を表し、ｂは、例えば、０．５又は０．７などの小数である。
【００４９】
いくつかの実施例においては、回折領域は、中央屈折領域の外側境界からオプティックの外側境界に向かって延長可能である。一例として、図８は、前面６６及び後面６８を含むこのようなＩＯＬ６４を概略的に示す。前面は、屈折後面と協働してオプティックに屈折遠焦点能力を付与する中央屈折領域７０を含む。前面上に配設された回折領域７２は、中央屈折領域の外側境界からオプティックの外側境界に向かって延長し、且つ、回折近焦点及び回折遠焦点光学能力を提供する。この例示的な実現形態においては、回折遠焦点能力は、オプティックの屈折中央領域によって提供される屈折遠焦点能力に実質的に等しい。この例においては、回折領域は、実質的に均一な高さを具備する段差によって分離された複数の回折ゾーンによって形成されるが、その他の実現形態においては、段差の高さは、不均一であってよい（例えば、それらは、アポダイズ可能である）。
【００５０】
前述の実施例においては、中央領域は、遠焦点光学能力を提供しているが、その他の実施例においては、中央領域が近焦点光学能力を提供可能であり、回折領域が、その近焦点光学能力に「回折的に」寄与しつつ、オプティックの遠焦点光学能力を提供可能である。一例として、図９を参照すれば、このようなＩＯＬ７４は、前面７６及び後面７８を包含することが可能であり、この場合に、前面は、中央屈折領域７６ａ、環状回折領域７６ｂ、及び外側屈折領域７６ｃを含む。この実施例においては、前面及び後面のベース曲率は、レンズを形成する材料の屈折率と共に、後面と、前面の中央領域が協働して、例えば、約１〜約４Ｄの範囲内の合焦能力などの近焦点光学能力を提供するように、選択される。このような近焦点が図９に焦点Ａとして概略的に示されている。同様に、外側屈折領域も、後面との組み合わせにおいて、オプティックの近焦点光学能力に寄与する。そして、回折領域は、（図に示された焦点Ｂに対応する）遠焦点光学能力及び近焦点光学能力を提供し、この場合に、回折及び屈折近焦点能力は、実質的に等しい。この例においては、回折領域は、実質的に均一な段差の高さを有する複数の段差によって互いに分離された複数の回折ゾーンを含む。その他の実現形態においては、段差の高さは、例えば、以前の実施例との関連において前述した方式により、不均一であってよい。
【００５１】
ＩＯＬ７４の回折領域によって近及び遠焦点内に導かれる光エネルギーの比率は、例えば、患者のニーズに基づいて、調節可能である。一例として、ＩＯＬ７４の多くの実現形態においては、回折領域は、レンズの屈折部分がそれに入射した光をＩＯＬの近焦点に導くと共に、光エネルギーの大部分を遠焦点内に導くように適合される。一例として、回折領域によって近焦点に導かれるものとの関係における遠焦点に導かれる光エネルギーの比率は、約２〜約４の範囲内のものであってよい。２００６年８月２３日付けで出願された「Ｔｒｕｎｃａｔｅｄ  Ｄｉｆｆａｒａｃｔｉｖｅ  Ｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒ  Ｌｅｎｓｅｓ」という名称の係属中の米国特許出願第１１／４４４，１１２号は、回折構造を調節して多焦点眼科用レンズの近及び遠焦点に導波される光エネルギーの比率をシフトさせる様々な方法を開示しており、この内容は、本引用により、そのすべてが本明細書に包含される。
【００５２】
いくつかのその他の実施例においては、ＩＯＬの中央屈折領域は、遠焦点屈折能力を提供可能であり、回折領域は、近焦点及び中間焦点能力を提供する。一例として、図１０は、レンズの前面８２の中央屈折領域８２ａ及びその屈折後面８４によって特徴付けられた、回折領域８６によって取り囲まれた中央屈折領域を有するこのようなレンズ８０を概略的に示す。この例においては、回折領域の異なる回折ゾーンを分離する段差の高さは、実質的に均一であるが、その他の実現形態においては、段差の高さは、不均一であってよい。そして、外側屈折領域８８が回折領域８６を取り囲んでいる。図１０に概略的に示されているように、オプティックの中央及び外側屈折領域は、遠焦点Ａを提供し、回折領域は、近焦点Ｂ及び中間焦点Ｃを生成するように適合される。いくつかの実現形態においては、遠焦点と関連する合焦能力は、約６〜約＋３４Ｄの範囲内のものであってよく、近焦点と関連する能力は、約１〜約４Ｄの範囲内のものであってよく、中間焦点に対応する能力は、約０．５Ｄ〜約３Ｄの範囲内に位置する。
【００５３】
いくつかのその他の実施例においては、ＩＯＬは、中央屈折領域、その表面上に配設された環状回折領域、及び外側屈折領域を包含することが可能であり、この場合に、中央及び外側屈折領域は、異なる屈折合焦能力を提供する。一例として、図１１に概略的に示されているように、このようなＩＯＬ９０などの中央屈折領域９０ａは、（遠焦点Ａに対応する）ＩＯＬの遠焦点光学能力に寄与可能であり、ＩＯＬの外側屈折領域９０ｂは、（近焦点Ｂに対応する）ＩＯＬの近焦点光学能力に「屈折的に」寄与する。そして、回折領域９０ｃは、ＩＯＬの近及び遠合焦能力の両方に「回折的に」寄与する。このような中央及び外側領域の屈折合焦特性における差は、例えば、個々の中央領域のものとは異なる表面曲率（表面プロファイル）を有するように、レンズ表面の１つ又は両方の外側領域を構成することにより、実現可能である。
【００５４】
いくつかのケースにおいては、レンズ表面の少なくとも一方のベースプロファイルは、焦点深度を制御するためなどのように収差を制御するべく、選択された程度の非球面性を呈することができる。例えば、回折領域が配設される前面は、球面プロファイルを呈することが可能であり、後面は、ある程度の非球面性を示す。一例として、非球面プロファイルを有するためのレンズ表面の１つ又は複数のものの構成に関する更なる開示は、２００６年４月４日付けで出願された「Ｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒ  Ｌｅｎｓ」という名称の係属中の米国特許出願第１１／３９７，３３２号において見出すことが可能であり、この内容は、本引用により、本明細書に包含される。
【００５５】
その他のケースにおいては、レンズ表面の少なくとも１つのものは、乱視を矯正するべく、円環状のベースプロファイル（表面の２つの直交する方向に沿った２つの異なる曲率によって特徴付けされたプロファイル）を有することが可能である。
【００５６】
いくつかの実施例においては、オプティックの生体適合型高分子材料は、レンズが、有る程度の青色光のフィルタリングを提供できるように、１つ又は複数の染料を含浸可能である。このような染料のいくつかの例は、（「Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｂｌｅ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄｙｅｓ  Ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ｕｓｅ  Ｉｎ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ  Ｌｅｎｓｅｓ」という名称の）米国特許第５，５２８，３２２号、（「Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｂｌｅ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄｙｅｓ  Ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ｕｓｅ  Ｉｎ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ  Ｌｅｎｓｅｓ」という名称の）米国特許第５，４７０，９３２号、（「Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｂｌｅ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄｙｅｓ  Ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ｕｓｅ  Ｉｎ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ  Ｌｅｎｓｅｓ」という名称の）米国特許第５，５４３，５０４号、及び（「Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｂｌｅ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄｙｅｓ  Ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ｕｓｅ  Ｉｎ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ  Ｌｅｎｓｅｓ」という名称の）米国特許第５，６６２，７０７号に提供されており、これらの内容のすべては、本引用により、本明細書に包含される。
【００５７】
様々な既知の製造法を利用し、本発明の開示内容による眼科用レンズ（例えば、ＩＯＬ）を形成可能である。例えば、このような技法を利用し、まず、屈折オプティックを形成し、次いで、オプティックの一方の表面に、回折領域が表面の中央屈折領域を取り囲むように、環状回折領域を生成することが可能である。
【００５８】
当業者は、本発明の範囲を逸脱することなしに、前述の実施例に特定の変更を実施可能であることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１Ａ】本発明の一実施例による多焦点ＩＯＬの概略平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示された多焦点ＩＯＬの概略側面図である。
【図２】前面のベースプロファイルが取り除かれた状態の、図１Ａ及び図１Ｂに示されたＩＯＬの前面の半径方向プロファイルを示す。
【図３】０〜約６ｍｍの範囲の瞳孔サイズにおける図１Ａ及び図１Ｂに示されたＩＯＬの仮想的に実現されたものの遠及び近焦点の間の光エネルギーの局所的な及び積分された分布に対応するグラフを示す。
【図４Ａ】逆アポダイスされた回折領域を有する一実施例による多焦点ＩＯＬの概略側面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示されたＩＯＬの前面の（表面のベースプロファイルが取り除かれた）半径方向プロファイルである。
【図５Ａ】本発明の一実施例による多焦点ＩＯＬの概略側面図である。
【図５Ｂ】表面上に配設された回折領域の異なる回折ゾーンを分離する段差が、高さにおける増大と、この後のレンズの中心からの増大する半径方向距離の関数としての減少と、を呈することを示す図５ＡのＩＯＬの（表面ベースプロファイルが取り除かれた）前面の半径方向プロファイルである。
【図５Ｃ】表面上に配設された回折領域の異なる回折ゾーンを分離する段差が、高さにおける減少と、この後のレンズの中心からの増大する半径方向距離の関数としての増大と、を呈することを示す一実施例によるＩＯＬの（表面ベースプロファイルが取り除かれた）表面の半径方向プロファイルである。
【図６】図５Ｂに示されたものに類似した回折領域を具備するレンズの近及び遠焦点の間の光エネルギーの局所的な及び積分された分布に対応するグラフを示す。
【図７】表面上に配設された回折領域の異なる回折ゾーンを分離する段差が、実質的に均一な高さを示す一実施例によるＩＯＬの（表面ベースプロファイルが取り除かれた）表面の半径方向プロファイルである。
【図８】レンズの前面上に配設された回折領域がレンズの周辺部に向かって延長する本発明の一実施例によるＩＯＬの概略側面図である。
【図９】レンズの中央屈折領域が近焦点光学能力を提供する本発明の一実施例によるＩＯＬの概略側面図である。
【図１０】レンズの中央屈折領域が遠焦点光学能力を提供し、レンズの前面上に配設された回折構造が近焦点及び中間焦点光学能力を提供する本発明の一実施例によるＩＯＬの概略側面図である。
【図１１】異なる屈折合焦能力を提供する中央屈折領域及び外側屈折領域を有する本発明の一実施例によるＩＯＬの概略側面図である。
【図１Ａ】
2009082723.tif 000004
【図１Ｂ】
2009082723.tif 000005
【図２】
2009082723.tif 000006
【図３】
2009082723.tif 000007
【図４Ａ】
2009082723.tif 000008
【図４Ｂ】
2009082723.tif 000009
【図５Ａ】
2009082723.tif 000010
【図５Ｂ】
2009082723.tif 000011
【図５Ｃ】
2009082723.tif 000012
【図６】
2009082723.tif 000013
【図７】
2009082723.tif 000014
【図８】
2009082723.tif 000015
【図９】
2009082723.tif 000016
【図１０】
2009082723.tif 000017
【図１１】
2009082723.tif 000018
【外国語明細書】
2009082723000001.pdf