JP6031081B2 - 光学セクタを有する眼用レンズ - Google Patents

Description

本発明は、主レンズ部及び凹部を備える眼用レンズに関する。

このタイプの眼用レンズの１つの特別なタイプは、多焦点眼内レンズ（ＭＩＯＬ）である。これは通常、中心にレンズ部を備え、このレンズ部の周辺には支持部（haptic）が設けられている。このタイプのレンズは、最新の技術では一般に知られている。これらは、白内障手術の後で眼のレンズの置き換えとして使用され、例えば、読書距離視力及び又は中間視力を得るために同心の環状光学区域をＭＩＯＬに設ける試みが多くなされている。「同時視力多焦点」では、遠距離区域と近距離区域の間の関係が非常にクリティカルである。このタイプのレンズが適正に機能するためには、実質的に同じ量の光が近距離区域及び遠距離区域の両方を通って目に入ることができなければならない。これは、視力がどちらの視力補正の方にも偏らないようにするために必要である。明らかに、日常生活では照明レベルの変動が大きく、それに応じて瞳孔（pupil）の径が変わるので、それぞれの区域のサイズを選択する場合には、ある妥協点に達しなければならない。「瞳孔依存性」とも呼ばれるこの問題は、瞳孔サイズの違いが実質的に患者ごとに異なるのでさらに複雑になる。これらのタイプのレンズの例は、米国特許第４，６３６，０４９号明細書、第４，４１８，９９１号明細書、第４，２１０，３９１号明細書、第４，１６２，１７２号明細書、第３，７２６，５８７号明細書、及び米国特許出願第２００６／０２１２１１７号明細書、欧州特許第０５９００２５Ｂ１号明細書、米国特許第６１２６２８６号明細書で見ることができる。これらの環状同心設計のＭＩＯＬの別の問題は、環状区域移行部で黄斑に向けられる光によるゴースト像及びぼやけである。現在のＭＩＯＬの別の大きな欠点は、コントラスト感度の損失である。コントラスト感度は、所与のサイズの標的に対し患者が検出できる最低コントラストレベルを決定する。通常は、ある範囲の標的サイズが使用される。このようにコントラスト感度は、鋭敏さとは異なる。コントラスト感度は、サイズ及びコントラスの２つの変数を評価するが、鋭敏さはサイズだけを評価する。コントラスト感度は、様々な音周波数の、患者が検出できる最低レベルの音の大きさを決定する聴覚試験によく似ている。患者は、音がかろうじて聞こえるようになったちょうどそのときにボタンを押し、音がもはや聞こえなくなったときにボタンを解放するように求められる。この手順は、ある範囲の音周波数に対する聴覚感度を試験するのに使用される。聴覚試験が視覚の鋭敏さと同じように評価されるなら、すべての音周波数が１つの高レベルの音の大きさで試験されることになる。

同時視力多焦点性能の瞳孔依存性の問題は、回折の原理のもとで動作する同時視力多焦点の別の実施形態によって軽減されることが主張されている。これらのタイプのレンズの例は、米国特許第４，６４１，９３４号明細書及び第４，６４２，１１２号明細書に提示されている。回折光学の性質により、入ってくる光の少なくとも２０％が失われ、患者はハロー及びグレアに煩わされる。

瞳孔独立性（pupil independency）を解決するために、米国特許第４，９２３，２９６号明細書に開示されているものなど、いくつかの試みがなされている。同特許には、一連の実質的に別々の近見視力区域及び遠見視力区域に分割されたレンズが記載されている。この開示からは、これらの視力区域をどのように作り、かつ又は一緒に接合するかが明らかではない。国際公開第９２／０６４００号パンフレットには、非球面眼用レンズが記載されている。その各表面区域は三次元で画定され、接合部のない、連続した平滑な表面を互いに組み合わさって形成する。当業者には、このようなレンズでは光学的特性が大きく低下してしまうことが明らかであろう。米国特許第４９２１４９６号明細書には、回転対称で半径方向にセグメント化されたＩＯＬが記載されている。このＩＯＬは、各セグメントの材料が、異なる屈折度を作り出すために屈折率が異なっていなければならないので、表面に接合部がない。

遠距離部及び近距離部を備えた別のレンズが、本発明者のProcornea Holding B.Vによる欧州特許第０８５８６１３（Ｂ１）号明細書及び米国特許第６４０９３３９（Ｂ１）号明細書に記載されており、これらの特許は、参照により完全に記載したものとして組み込む。これらの文献では、コンタクトレンズを開示しているが、ＩＯＬにも言及している。このタイプのレンズは、読書部（reading part）が遠距離部の（想像上の）境界線内にある点で、他のレンズと異なる。つまり、読書部は、遠距離部（Ｒｖ）の外側境界線の想像上の半径の上又はその内側にある。読書部が使用される場合、これは、レンズの中心から延びるセクタとして作られることが好ましい。このレンズには多くの可能性があることが判明した。しかし、さらに改善する余地がある。

米国特許第６４０９３３９（Ｂ１）号明細書に開示されているＭＩＯＬでは、大規模な臨床試験後に、セクタ境界の間の段差をつなぐのに使用される移行プロファイルが最適ではないことが判明した。この結果、使用可能な光学領域が低減し、光エネルギー及びコントラスト感度の著しい損失が生じることになる。この特許で開示された光学構成が明瞭な二焦点像をもたらすのに対し、大きな瞳孔サイズでハローを低減し、同時に、近距離及び中間距離でコントラストが高い鮮明な視野を有するには、多焦点像が必要である。特に、欧州特許第０８５８６１３（Ｂ１）号明細書及び米国特許第６４０９３３９（Ｂ１）号明細書では、移行部は滑らかで、Ｓ字形又はサイン形の曲線をなして両方の光学部間の段差をまたがなければならないことを開示している。２００３年９月公開のMandellの米国特許第６８７１９５３号明細書には、驚くべきことに、段差をつなぐためのＳ字形曲線タイプの同じ使用法が開示され、欧州特許第０８５８６１３（Ｂ１）号明細書に記載されたものと全く同じレンズ構成になっている。コンタクトレンズと関連する場合の両方の適用例におけるＳ字形曲線の目的は、光学部間の移行部を可能な限り平滑にして、まぶたの摩擦を低減することである。その特許に記載されている幅広の移行部の欠点は、それがまた光エネルギーの高損失を生じさせることであり、コントラスト感度を低減させることが分かった。米国特許第６８７１９５３号明細書は、移行部をより広くして、さらに平滑な移行部を作り出すことを開示している。コンタクトレンズの交替原理により、現在、コンタクトレンズは、視線が下方注視のときに眼の上方に移動する。移行部の光の損失は、コンタクトレンズのこれらの交替条件のもとでは規定されない。しかし、その反対がＭＩＯＬでは当てはまる。このようなレンズは眼内で固定される。半経線セクタの光学使用可能領域は低減され、そのため網膜黄斑（macular）に向けられる光エネルギーが少なくなる。この結果、遠見視力又は近見視力の光学性能が悪くなる。さらに、異なる光条件のもとで瞳孔サイズが変化することにより、望ましくないハロー効果が、大きい瞳孔サイズで生じ得ることが判明した。したがって、この現象を低減し、同時に多焦点性を導入するには、アポダイズされた屈折度プロファイルを読書部に有することが有利である。

米国特許第７，００４，５８５号明細書では、セグメント化された光学区域に対し融合設計をした多焦点コンタクトレンズを開示している。このコンタクトレンズは、下方読書区域を利用可能にするために、眼の上で容易に移動しなければならない。さらに、移行部又は融合区域は、ぼやけ及びゴースト像を回避するように設計されなければならない。その目的のために、融合区域は、着用者の快適さを改善するように移行部が滑らかでなければならない。さらに、融合区域には、眼の網膜黄斑領域から離れる方向に光を屈折する曲率の大きさが含まれるべきである。様々な光学区域が互いに及ぼす影響は、可能な限り小さくなければならない。この文献では、その問題を特許権所有者が特定しているように見える。しかし、融合区域を可能な限り平滑にし、読書区域を特別に設ける解決策は複雑であるように見える。しかし、眼用レンズ設計は、さらに改善することができる。特にＩＯＬデバイスでは、さらなる改善の余地がある。

米国特許第７，２３７，８９４号明細書では、眼用レンズは、光学区域の中心の下の半径中心を用いて設計された。しかし、その方法では、像シフトを回避することが困難である。

米国特許第４，６３６，０４９号明細書 米国特許第４，４１８，９９１号明細書 米国特許第４，２１０，３９１号明細書 米国特許第４，１６２，１７２号明細書 米国特許第３，７２６，５８７号明細書 米国特許出願第２００６／０２１２１１７号明細書 欧州特許第０５９００２５Ｂ１号明細書 米国特許第６１２６２８６号明細書 米国特許第４，６４１，９３４号明細書 米国特許第４，６４２，１１２号明細書 米国特許第４，９２３，２９６号明細書 国際公開第９２／０６４００号パンフレット 米国特許第４９２１４９６号明細書 欧州特許第０８５８６１３（Ｂ１）号明細書 米国特許第６４０９３３９（Ｂ１）号明細書 米国特許第６８７１９５３号明細書 米国特許第７，００４，５８５号明細書 米国特許第７，２３７，８９４号明細書

上記で説明した従来技術の欠点の少なくとも一部を、本発明によって克服する。

この目的のために、本発明は、表面を有する主レンズ部と、前記主レンズ部の前記表面に対して陥凹している表面を持つ凹部と、光学中心と、前記光学中心を通る光軸とを備える眼用レンズを提供する。前記主レンズ部が、前記凹部との少なくとも１つの境界を有し、前記主レンズ部が、約−２０〜約＋３５ジオプトリーの屈折度を有し、前記凹部が、前記光学中心から２ｍｍ未満の距離のところに配置され、前記凹部が、前記主レンズ部の屈折度に対して約＋１．０〜約＋５．０の相対ジオプトリーを有する近距離部を含み、前記陥凹レンズ部の前記主レンズ部との１つ又は２つ以上の前記境界が、１つ又は２つ以上の融合部を形成するとともに、前記光軸から離れる方向に光を屈折するように形作られ、前記光学中心の周りの直径４ｍｍの円内で約１５％未満の光の損失をもたらす湾曲を有し、前記光の損失が、ＩＯＬからの合焦光の量を、前記凹部がない同一のＩＯＬからの合焦光の量と比べたときの割合として定義されている。

この眼用レンズにより、様々な光学部が、それらが互いに及ぼす影響が可能な限り小さくなるようにして、1つの単一のレンズに一体化されることが可能になる。例えば、この
レンズにより、読書部を備えた眼用レンズが、遠見視力、中間視力及び近見視力が互いに影響をほとんど又は全く及ぼさないようにして可能になる。実際、眼用レンズのコントラスト感度を大幅に高められることが判明した。過去には、レンズは、生じる擾乱を可能な限り少なくするように設計された。本発明では、急峻な移行部が、それらが光軸から離れていく光を屈折させる限り、許容されうることが判明した。実際には、これらの急峻な移行部によりレンズが光軸から離れていく光の１５％未満を屈折させる限り、この結果として、例えばコントラスト感度及び視力が改善されたＩＯＬが得られることになる。この光の損失は、実際には４ｍｍの瞳孔直径について定義される。

これに関して、光は、可視波長範囲の光と定義される。通常、これは約４００〜７００ｎｍである。

焦点が合った光の量は、ＩＯＬのすべての主焦点面内の焦点が合った光の合計である。したがって、例えば中心部が相対ジオプトリー０を有し、凹部が主レンズ部に対してある相対ジオプトリーを有する場合、そのレンズは通常、２つの焦点面を有し、１つが主レンズ部、１つが凹部のものである。凹部の光学領域が全レンズ領域の３０％で、主レンズ部の領域が７０％で、他に損失がない場合、合焦光の３０％が凹部の焦点面で利用可能であり、合焦光の７０％が主レンズ部の焦点面で利用可能である。

一実施形態では、レンズは、少なくとも１つの陥凹半経線光学セクタを備え、これは、半径方向及び／又は角度でサブ区域に細分される。すなわちレンズは、レンズ部の（想像上の）境界線内に配置された内側セクタ、中間セクタ及び外側セクタを備えることができる。内側セクタは第１の屈折度を有し、内側セクタに隣接する中間セクタは、第２の屈折度を有する。中間セクタに隣接する外側セクタは、第３の屈折度を有する。半経線セクタの境界線間の段差は、網膜黄斑に向けられる光エネルギーを最大限にするように、かつ瞳孔サイズが大きいときのぼやけ及びハローを低減するように最適化された移行プロファイルを用いた接合部になっている。眼用レンズ半経線セクタは、連続的な屈折度を有することができる。あるいは、光学サブ円セクタは一緒に融合される。これらの組合せもまた実施可能である。細分された（１つ又は２つ以上の）セクタは、読書距離及び中間距離で明瞭な視力を与えるのに対して、遠見視力及びコントラスト感度は、依然として単焦点眼用レンズと同等である。

本発明はまた、分散、すなわちレンズの光軸又は中心と眼の光軸との間のずれの、ある範囲にわたって、球面収差を含めて角膜収差がある（例えば様々な非球面性を有する）眼の中で良好に機能するレンズを実現するように構成することもできる。これは、ＩＯＬの位置決めがあまりクリティカルでなくなることを意味する。

一実施形態では、本発明の眼用レンズは、４つ以上の細分された半経線区域又は半経線セクタ区域を備えることができる。

本発明の別の実施形態では、レンズの反対面は、残留球面収差がほぼゼロまで低減されるように、非球面を備えることができる。例えば、それだけには限らないが、参照により本明細書に組み込まれる欧州特許第１８５０７９３号明細書、第１８５７０７７号明細書、又は米国特許出願公開第２００６２７９６９７号明細書に記載されているものなど。

本発明の別の実施形態では、半経線陥凹屈折読書部は、全側面に境界を備えることができ、例えば、それだけには限らないが、参照により本明細書に組み込まれる欧州特許第０８８８５６４Ｂ１号明細書、又は第１１９４７９７Ｂ１号明細書に記載されているものなど、追加の回折光学要素（ＤＯＥ）構造体を備えることもできる。

本発明の別の目的は、レンズの各部間の段差をつなぐ移行プロファイルの急傾斜を最適化し改善するための方法及び最適化曲線を提供することである。これらの融合部は、様々な部分間の移行部を改善した。これらの融合部を用いると、光エネルギーの損失が低減し、使用可能な（１つ又は２つ以上の）光学領域が著しく最大化する。例えば半経線境界の段差は、コサイン軌線又はシグモイド関数を用いる方法によってつなぐことができる。しかし、一実施形態では、最適化された移行関数が提案されている。最適化プロファイル関数の結果と整合するこれら導出された移行関数は、本発明の諸実施形態と整合性がある。

様々な部分間、例えば半経線細分読書部と遠距離部の間の寸法及び／又は屈折度比は、互いに変化しうる。患者の両眼に２つのレンズが使用される場合、一方のレンズを利き眼用に、他方のレンズを非利き眼用に構成することができる。つまり、一方の眼のレンズは、他方の眼用のレンズと異なる読書部又は遠距離部用の構成を有する。

瞳孔サイズと輝度の間に関数依存性があることも知られている。例えば、このようなデータは、Glen Myers, Shirin Berez, William Krenz及びLawrence Stark, Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol, 258: 813-819 (1990)で報告された。瞳孔サイズは、視界内の輝度（一般に明るさと呼ばれる）の重み付け平均の関数になる。瞳孔サイズは、網膜の外側領域よりも、中心視すなわち中心窩視に随伴する網膜の部分から受ける影響がずっと大きい。

以下の一覧表は、視界の明るさのいくつかのレベル、及び関連する「典型的な」状態を示す。

カスタマイズされた陥凹半経線レンズは、特定の視界明るさ状態を用いて、ある決まった瞳孔直径に対して最適の中心部及び又は読書部を計算することによって、設計することができる。

上述の補正遠距離セクタ及び半経線細分近距離セクタとは別に、追加的補正をレンズセクタに加えて、特定の視覚異常を最適化又は補正することができる。それだけには限らないが、非点収差及び球面収差などすべての種類の視覚異常の補正を可能にする追加的構造体を、本レンズの前側又は後側に配置できることを理解されたい。

例えば半経線読書セクタとして形成された凹部は、一実施形態では、眼内でレンズの下部又は底部（下側）に配置される。というのは、これは、読書時は下を見るという人の自然な傾向に対応するからである。しかし、半経線読書セクタの眼内の配置はクリティカルではなく、上側、下側、鼻側又は耳側に配置することができる。遠距離セクタと近距離セクタは、１人の患者の２つの眼で反対の配列で配置することさえできる。

本明細書で説明する眼用レンズ又は成形物は、当技術分野で知られている任意の方法で作ることができる。例えば、眼内レンズでは、レンズ部と支持部を別々に作り、後で一緒に接続することもまた可能である。しかし、これらを１つの要素として作ることもまた可能である。一実施形態によれば、これらの部分は、（射出）成形によって１つの要素として作られる。適正な各レンズ部を製作する次の加工は、旋盤加工とすることができる。米国特許第６４０９３３９Ｂ１号明細書に記載されているように、このような旋盤加工作業中に工具ビットは、回転ごとに、回転軸と平行な方向でレンズに向けて、またレンズから離して移動させることができる。こうするとレンズ部を旋盤加工によって製作することが可能になる。一実施形態によれば、この旋盤加工を非常に精巧に実施して、次の研磨作業を省略することも可能である。レンズの材料は、任意の所望の材料とすることができる。

新規の眼用レンズ光学構成はまた、例えば、コンタクトレンズ用に、また、いわゆる「付加レンズ」として偽水晶体眼内レンズ患者用に使用することもできる。これは、追加又は付加レンズであり、天然の既存レンズ又は人工眼内レンズの前に配置して屈折誤差を補正し、かつ又は読書能力を回復することができる。この付加レンズは、角膜インレー又は前房レンズとして、溝であるバッグ内に配置することができる。

Optocraft Germanyから市販されている高解像度Hartmann Shackシステム「SHSInspect Ophthalmic」などの最新のレンズ度数マッピング装置を用いると、局部屈折度及び広範囲の関連表面変化を決定することが可能である。したがって、このような測定で、本発明により作製されたレンズを非常に容易に特定することができる。

一実施形態では、湾曲により、前記光学中心の周りの直径４ｍｍの円内で生じる光の損失が約２％〜約１５％になる。実際には、凹部は通常、半径方向に４ｍｍよりもっと延びる。光の損失の計算では、２つの経線で、あるいはより正確には光学中心からレンズの縁まで伸びる半経線で囲まれた、又はその中に配置された融合部分が基準とされる。

光の実際の損失、又はより良好な輝度損失は、Lambda-X SA Rue de l'industrie 37 1400 Nivelles Belgiumから市販されているＰＭＴＦシステムを用いて測定することができる。この計測器は、輝度損失を測定することができる。この測定の手順については、以下で諸実施形態の説明において論じる。

一実施形態では、主レンズ部は、約−１０〜約＋３０ジオプトリーの屈折度を有する。

一実施形態では、凹部は、前記光学中心から１．５ｍｍ未満の距離のところに配置される。これに関して、この距離は、光学中心から最も近い半径方向距離と定義される。

一実施形態では、その近距離部は、前記主レンズ部に対して約＋１．５０〜約＋４．００ジオプトリーの相対ジオプトリーを有する。すなわち、例えばそれを読書部として使用することが可能である。中心部並びに主レンズ部及び凹部からなる光学素子はさらに、円環、円柱になるように設計することができ、あるいは高次の収差を補償するように設計することもできる。これらのタイプのレンズ設計は、当業者に知られているようなものであり、本発明の様々なレンズ部に付加的に適用することができる。

一実施形態では、半経線境界、又は前記主レンズ部を備えた前記陥凹レンズ部の各境界は、前記光学中心の周りの直径４ｍｍの円内で約１０％未満の光の損失をもたらす湾曲を有する。特に光軸から離れる屈折との組み合わせにおけるこの非常に低い光損失は、高いコントラスト感度及び良好な読書能力をすでにもたらしている。

一実施形態では、主レンズ部は、実質的に曲率半径がＲｖである湾曲部を有し、凹部の外側限界、すなわちその表面は、曲率半径Ｒｖ上、又は内側にある。

一実施形態では、眼用レンズはさらに、前記主レンズ部に対して−２．０〜＋２．０ジオプトリーの相対屈折度を有する中心部を備える。したがって、凹部の深さが減少し、それゆえに融合部が及ぼす影響が少なくなることが必要な可能性がある。

一実施形態では、前記中心部のサイズは、直径約０．２〜３．０ｍｍの外接円内に収まるサイズである。したがって、凹部から遠距離視力が受ける影響が可能な限り少なくなることが判明した。一実施形態では、前記中心部のサイズは、直径約０．２〜２．０ｍｍの外接円内に収まるサイズである。一実施形態では、前記中心部は実質的に円形である。

中心部があるレンズの一実施形態では、このレンズは、中心部と凹部の間に追加的融合部を備える。この融合部は通常、光軸に対して同心又はほとんど同心である。一実施形態では、追加的融合部は平滑な移行部を有する。あるいは、その傾きには屈曲部がある。この実施形態では、傾きの一次導関数は不連続である。したがって、表面の曲率半径には屈曲部がある。この実施形態の利点は、主レンズ部に対して凹部の深さが減少することである。あるいは、追加的融合部が階段関数に近く、それに接近し、又はそれになる。この追加的融合部は同心であるので、視覚にほとんど擾乱を生じさせない。

一実施形態では、凹部は、前記光学中心を通って伸びる半経線と境界を接し、それによって凹部は、経線区域の形状を有する。実際、主レンズ部と凹部を融合する融合部は、このようにして可能な限り経線に追従する。実際には、このような融合部は、光学中心を通って伸びる２つの半経線の間に配置される。

前記中心部を備える一実施形態では、前記凹部は、前記中心部と境界を接した少なくとも１つの境界のところにある。

前記中心部を備える一実施形態では、前記中心部は、約０．６０〜１．２０ｍｍの断面を有する。これにより、凹部が例えばコントラスト感度に及ぼす影響を可能な限り少なくできる。

経線区域として形作られた前記凹部を備える一実施形態では、前記凹部は、約１６０〜２００度の夾角を有する。このような実施形態では、主レンズ部との少なくとも２つの境界線が、実質的に経線に追従する。実際には、これらの境界線は融合部で形成される。既に上述したように、通常このような融合部は、２つの半経線の間に固定される。実際には、以下で説明する最適化曲線を使用すると、融合部は、経線に厳密には追従せずにわずかに湾曲する。一実施形態では、前記凹部は、約１７５〜１９５度の夾角を有する。

一実施形態では、眼用レンズは、約５．５〜７ｍｍの断面を有する。特に、眼内レンズ、又はコンタクトレンズのような他の眼球支持レンズの場合には、レンズはこのような直径範囲内となる。

一実施形態では、主レンズ部は遠距離レンズの形状である。

一実施形態では、凹部は読書部を形成する。

前記中心部を備える一実施形態では、前記凹部は、２つの半経線と、前記中心部と同心で前記中心部から任意の距離の緯線とにより境界される。

一実施形態では、前記凹部は、異なる屈折度を有する少なくとも２つのサブ区域を備える。

一実施形態では、これらのサブ区域は同心である。

一実施形態では、前記サブ区域の屈折度は、半径方向において増大する。

一実施形態では、前記サブ区域の屈折度は、半径方向において減少する。

一実施形態では、凹部の屈折度は、半径方向において増大する。したがって、主レンズ部と、中心部があればその間に、また凹部内に設けられた近距離部又は読書部との間に、中間視力部を設けることが可能である。これらの屈折度が増大する領域又は区域の間の融合は、慎重に設計されなければならない。融合部のより小さい段差の補償が必要になることがある。

一実施形態では、前記凹部は回折光学部を備える。この回折光学部は、凹部の表面に重ねることができる。一般に、レンズ表面上の回折光学重ね部が知られている。しかし、凹部の場合、回折光学重ね部により凹部の深さを減少できることがある。

一実施形態では、凹部は、第１の中心サブ区域と、前記第１のサブ区域の両側を挟むように隣接する２つの追加的サブ区域とを備える。その一実施形態では、前記第１のサブ区域は、追加的サブ区域の屈折度よりも大きい屈折度を有する。一実施形態では、２つの追加的サブ区域は、前記残りのレンズ部の屈折度よりも大きい屈折度を有する。

一実施形態では、経線が前記凹部の境界となる。実際には、２つの半経線が前記凹部の境界となり、それによって、凹部がセクタ部又はくさび部（パイ１切れのＶ字形のくさびのような）として画定される。眼用レンズが上記で画定された中心部を有する場合、このセクタ部は、先端の一部が取り去られたセクタ部の形成からの部分を有する。

一実施形態では、融合部は、１７°未満の角度、特定の実施形態では１５°未満の角度を挟む経線の内側にある。一実施形態では、融合部は、５°未満の角度を挟む経線の内側にあるように設計することさえできる。しかし、こうするには、曲線、及び曲線の傾きすなわち導関数の非常に慎重な設計が必要になる。

一実施形態では、前記融合部の傾きはＳ曲線をなすとともに、前記光学中心から１．６ｍｍのところの融合部の中心領域において、傾きすなわち１次導関数が０．１より大きい峻度を有し、一実施形態では、その最も急峻な部分で０．４より大きい峻度を有する。一実施形態では、前記融合部は、前記光学中心から２．８ｍｍのところの融合部の中心領域において、傾きすなわち導関数が０．２より大きい峻度を有し、一実施形態では、その最も急峻な部分で０．７より大きい峻度を有する。

一実施形態では、前記融合部の少なくとも１つ、特に少なくとも１つの半経線融合部が、主レンズ部表面から陥凹部の表面へと伸びる第１の放物曲線をたどり、前記第１の放物曲線につながる中間曲線部を有し、凹部表面で終わる第２の放物曲線をたどるべく続くＳ字形曲線をなす。

一実施形態では、前記中間曲線部は、その最も急峻な部分で、前記光学中心から０．４ｍｍのところで少なくとも０．０５の１次導関数を有し、一実施形態では０．８ｍｍのところで少なくとも０．１、一実施形態では１．２ｍｍのところで少なくとも０．１５、一実施形態では１．６ｍｍのところで少なくとも０．２、一実施形態では２．０ｍｍのところで少なくとも０．３、一実施形態では２．４ｍｍのところで少なくとも０．４、一実施形態では２．８ｍｍのところで少なくとも０．５の１次導関数を有する。

本発明はさらに、溝であるバッグに角膜インレー又は前眼房レンズとして挿入されるべき付加眼内レンズであって、前記請求項のいずれかに記載の眼用レンズを含む付加眼内レンズに関連し、前記主レンズ部は、約−１０〜＋５ジオプトリーの屈折度を有する。

本発明はさらに、曲率半径Ｒｖを実質的に有する主レンズ部と、第１の光学特性及び約０．２〜２．０ｍｍの断面を有する実質的に円形の中心部と、凹部を含む経線部とを備える眼用レンズであって、前記凹部が、前記実質的に円形の中心部と、前記円形部の中心を通って伸びる２つの経線と、前記円形部に対し実質的に同心である下方の境界とにより境界され、前記経線部が前記レンズ内に凹部として形成され、前記凹部の外側限界が曲率半径Ｒｖ上、又は内側にあり、前記経線部が読書部を含む眼用レンズに関する。

本発明はさらに、上述の眼用レンズのうちの１つの製造方法に関し、この方法は、レンズブランクを回転機械加工ホルダ上に配置し、前記レンズブランクに１つ又は２つ以上の材料切除デバイスの作用を受けさせる旋盤加工のステップを含み、旋盤加工ステップ中に、前記眼用レンズ内に少なくとも１つの陥凹部分を形成するために、回転するレンズと前記材料切除デバイスとを回転軸方向に、互いに近づいたり離れたりするように動かすことを特徴とする。この製造方法は、必要な特性を有するレンズの製造を可能にする。

本発明はさらに、実質的に円形の中心レンズ部分と、前記中心レンズ部に隣接する下方レンズ部内の下方レンズ部分と、追加的レンズ部分とを備える眼球支持多焦点補正レンズに関し、下方レンズ部分が、前記中心レンズ部からレンズの縁に向かって伸びる２辺を含む凹部を有し、下方レンズ部分の外側限界が、原点と、前記追加的レンズ部分の半径Ｒｖと一致する曲率半径とを有する想像上の球の上又は内側にあり、前記２辺が、追加的レンズ部分表面から下方レンズ部の陥凹面に至る傾きを形成し、前記傾きが、追加的レンズ部分表面から下方レンズ部分表面へと伸びる放物曲線をたどり、続いて陥凹面のところで終わる第２の放物曲線をたどり続ける。

本発明はさらに、主レンズ部と、凹部と、光学中心と、前記光学中心を実質的に通る光軸とを備える眼用レンズに関し、前記主レンズ部が前記凹部との少なくとも１つの境界を有し、前記凹部が、前記光学中心から任意の距離に配置され、前記陥凹レンズ部の前記主レンズ部との境界が、前記光軸から離れる方向に光を屈折するように形作られた融合部として形成され、前記主レンズ部、中心部、凹部及び融合部が、術後６ヶ月以内に明所視光条件下で、通常は約８５ｃｄ／ｍ^２で、少なくとも１１〜１９歳と５０〜７５歳の母集団平均の間にあるＬｏｇＣＳ特性を空間周波数（ｃｐｄ）３〜１８で与えるように、互いに配置され形作られる。

このレンズの一実施形態では、約６〜１８の空間周波数（ｃｐｄ）で、そのＬｏｇＣＳ特性が、術後６ヶ月以内に明所視光条件下で、通常は約８５ｃｄ／ｍ^２で、健康な眼を持つ２０〜５５歳の大人の母集団平均を越える正常性の範囲にある。

本発明はさらに、主レンズ部と、光学中心から任意の距離に配置された凹部と、実質的に円形で約０．８〜２．８ｍｍの直径を有し、片側が前記凹部の境界となる前記光学中心の中心部とを備える眼内レンズに関し、前記中心部の直径が着用者の瞳孔直径に適合される。

一実施形態では、前記中心部の直径が、オフィス照明状態、すなわち２００〜４００ルクスにおける着用者の瞳孔直径の約２０〜４０％である。したがって、ＩＯＬは特注品になりうる。

本明細書で説明されている様々な態様及び／又は特徴は、組み合わせることができる。特徴及び態様はまた、例えば、本明細書で前に言及したような方法、特定のタイプの眼用レンズが得られる製造の態様に言及する、あるいは、融合区域又は移行区域のような特定のフィーチャ、凹部及びそのフィーチャ、又は中心部に言及する、１つ又は２つ以上の分割出願の一部を形成することもできる。

本発明を、添付図面に示された多焦点セクタ眼用レンズ（ＭＳＯＬ）の諸実施形態に関連してさらに説明する。

人間の眼の断面図である。 ＩＯＬを有する人間の眼の断面図である。 光学中心部及び凹部を有するＭＳＩＯＬの一実施形態の前面図である。 図３によるＭＳＩＯＬの側面図である。 図３によるＭＳＩＯＬの線IVに沿った断面図である。 図５による断面の詳細図である。 図３によるＭＳＩＯＬの前面斜視図である。 図３によるＭＳＩＯＬの後面斜視図である。 経線で分割された３つの光学セクタと１つの中心光学セクタに細分された凹部を有する、ＭＳＩＯＬの別の実施形態の前面図である。 図９によるＭＳＩＯＬの側面図である。 図９によるＭＬＩＯＬの前面斜視図である。 陥凹回折半経線セクタ要素があるＭＳＩＯＬの別の変形物の前面図である。 図１２によるＭＳＩＯＬの側面図である。 図１２によるＭＳＩＯＬの線XIVに沿った断面図である。 図１４による断面の詳細図である。 図１２によるＭＳＩＯＬの前面斜視図である。 最適化移行部軌跡と、ある移行部又は融合区域又は一部のコサイン軌跡とを比較して、最適化プロファイルを用いると同じ時間でより大きい変位が実現可能であることを示すグラフである。 期間［−１０，１０］についていかなる変倍も変換もしていないシグモイド関数を示すグラフである。 Ｓ字形移行中に経験された、又は効果的な加速度（２次導関数）を示すグラフである。 本明細書で局部的に説明されている方法により必要な移行時間及び距離を計算することによって移行区域幅が低減することを示すグラフであり、移行区域幅が中心近くでゼロである。 眼用レンズのいくつかの実施形態の様々な部分におけるエネルギー分布を示すグラフである。 眼用レンズの測定データを示す図である。 融合区域若しくは融合部又は移行区域若しくは移行部の峻度を示すグラフである。 空間周波数に対するＬｏｇＣＳを示す試験結果のグラフである。 諸実施形態のうちの１つの表面モデルを示す図である。 測定計器ＰＭＴＦの設定概略図である。

次に、本発明の好ましい一実施形態を詳細に説明する。図面に関して、同じ番号は全部の図面を通して同じ部分を示す。本明細書の説明において、また特許請求の範囲全体を通して用いられる以下の語は、文脈で明確な指示が特にない限り、本明細書で明示的に関連する意味を持つ。すなわち、「１つの（a）」、「１つの（an）」及び「その（the）」の意味は複数の指示内容を含み、「の中（in）」の意味は「の中（in）」及び「の上（on）」を含む。特に規定されない限り、本明細書で用いられるすべての科学技術用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。一般に、本明細書及び研究所手順で用いられる学術用語は、当技術分野でよく知られており、一般に用いられる。これらの手順には、当技術分野及び様々な一般的参考文献で提示されるものなど従来の方法が用いられる。

前方光学セクタは、後方面の幾何学的中心と同心であることが好ましいことを理解されたい。

「垂直経線」とは、ＭＳＩＯＬが既定の向きに眼の中に保持されているときに、前記ＭＳＩＯＬの前方面の上部から中心を通り底部まで垂直に伸びる想像上の線を指す。

「水平経線」とは、ＭＳＩＯＬが既定の向きに眼の中に保持されていときに、前記ＭＳＩＯＬの前方面の左側面から中心を通り右側面まで水平に伸びる想像上の線を指す。水平経線と垂直経線は互いに垂直である。

「曲面片」とは、互いに１次導関数で、好ましくは２次導関数で連続している曲率と直線の組み合わせを指す。

ＭＳＩＯＬの表面上の中心光学区域以外の区域に関して、「外側境界」とは、前方面の幾何学的中心からより遠く離れた区域の２つの周辺境界のうちの１つを指す。

ＭＳＩＯＬの表面上の中心光学区域以外の区域に関して、「内側境界」とは、前方面の幾何学的中心により近い区域の２つの周辺境界のうちの１つを指す。

「半経線」とは、ＭＳＩＯＬの前方面の幾何学的中心からレンズの縁部まで半径方向に伸びる想像上の線を指す。

「垂直経線の上部」とは、ＭＳＩＯＬが既定の向きに眼の内部に保持されているときに、前記ＭＳＩＯＬの前方面の幾何学的中心上方にある半分の垂直経線を指す。

「垂直経線の下部」とは、ＭＳＩＯＬが既定の向きに眼の内部に保持されているときに、前記ＭＳＩＯＬの前方面の幾何学的中心下方にある半分の垂直経線を指す。

２つ以上のセクタに関して、「連続移行」とは、これらのセクタの傾きが、少なくとも１次導関数で、好ましくは２次導関数で連続していることを意味する。

「垂直経線平面」とは、ＭＳＩＯＬの光軸、及びＭＳＩＯＬの前方面上の垂直経線を通過する平面を指す。

ＭＳＩＯＬの各セクタ又は各部分に関して、本明細書で「基本屈折度」、「屈折度」、「付加屈折度」及び「ジオプトリー屈折度」とは、レンズが、例えば角膜、ＭＳＩＯＬ、網膜、及びこれらの構成要素を取り囲む材料などの眼用レンズシステムの一部である場合に、セクタの実効的な屈折度又はジオプトリー屈折度を指す。この定義は、角膜の屈折度によって生じるＭＳＩＯＬ表面横断光線の発散又は角度の効果を含むことができる。いくつかの例では、ジオプトリー屈折度を計算するアルゴリズムは、細分されたセクタＭＳＩＯＬを内蔵する人間の眼の光線追跡モデルから開始することができる。ＭＳＩＯＬ表面上の特定の半径方向位置では、スネルの法則を適用して屈折の後の光線の角度を計算することができる。表面上のある点と光軸（対称軸）の間の距離の光路長を用いて、局部波面の局部曲率半径を定義することができる。このような手法を用いると、ジオプトリー屈折度は、この局部曲率半径で除算した屈折率の差の指数に等しくなる。

本発明は、眼用レンズの改善を目的とし、一態様では、少なくとも２つの半経線光学セクタを有する新規の多焦点セクタ眼内レンズ（ＭＳＩＯＬ）に関し、レンズは、半経線光学セクタのうちの少なくとも１つが半径方向細分又は角度細分され、遠距離部の（想像上の）境界線内に配置された内側セクタ、中間セクタ及び外側セクタを含むことができる。内側セクタは第１の屈折度を有し、第１の屈折度に近接する中間セクタは第２の屈折度を有する。第２の屈折度に近接する外側セクタは第３の屈折度を有するのに対して、半経線セクタの境界線間の段差は、網膜黄斑に向けられる光エネルギーを最大限にするように、かつ瞳孔サイズが大きいときのぼやけ及びハローを低減するように最適化された移行プロファイルを用いた接合部になっている。眼用レンズ半経線セクタは、連続屈折度プロファイル、又は一緒に融合された個別光学サブ円セクタ、あるいはこれらの組み合わせを有することができる。細分された（１つ又は２つ以上の）セクタにより、読書距離及び中間距離において明瞭な視覚が得られる。それに対して遠距離視力及びコントラスト感度は、単焦点眼用レンズと依然として同等であり、瞳孔サイズが大きいときのぼやけ及びハローが低減される。本発明はまた、分散のある範囲にわたって、球面収差を含めて様々な角膜異常（例えば非球面性）を有する眼の全体にわたって良好に機能するように構成することもできる。

眼用レンズは、通常主レンズ部の「基本屈折度」と定義される遠距離視力用の公称屈折度と、公称屈折度すなわち基本屈折度の上に付加された、読書視力のための「付加屈折度」とを有するように設計することができる。中間屈折度もまた、それが使用されるべき特定の環境に適したものが定義されることが多い。ＭＳＩＯＬの場合、ＭＳＩＯＬの公称屈折度すなわち基本屈折度は、一般に約−２０ジオプトリーから少なくとも約＋３５ジオプトリーの範囲内にあることが予想される。「付加屈折度」は一般に、約＋１ジオプトリーから少なくとも約＋５ジオプトリーの範囲にある。ＭＳＩＯＬの公称屈折度は、約１０ジオプトリーから少なくとも約３０ジオプトリーの間にあり、「付加屈折度」は約＋１．５０〜＋４．００ジオプトリーになることが望ましい。特定の応用例では、ＭＳＩＯＬの公称屈折度は約＋２０ジオプトリーであり、付加屈折度は、人間の眼の天然水晶体を置き換えるのに必要な典型的な屈折度の約＋３．００ジオプトリーである。

図１に、人間の眼１００の概略が、その天然レンズ１０６と共に示されている。眼は、硝子体１０１及び角膜１０２を有する。眼は、前眼房１０３、虹彩１０４、及びレンズを保持する毛様体筋１０５を有する。眼は後眼房１０７を有する。図２に、眼１００が、元の水晶体１０６が眼内レンズ１と置き換えられて示されている。

図３に、支持部２及びレンズ区域すなわちレンズ部３を有する眼内レンズ（ＩＯＬ）１の一実施形態が示されている。レンズ部３は、ＩＯＬ １の実際に光学的に有効な部分である。支持部２は、別の形状を有することもできる。この実施形態では、レンズ部３は、通常実質的に円形である中心部６を有する。これは、真円から少し逸脱してもよいが、ほとんどの実施形態では、特定の付加レンズ設計で可能な限り丸く又は円形になっている。レンズ部３はさらに、凹部領域に経線部を有する。この凹部は、レンズ部３の残りのレンズ部４の湾曲面の表面より下にある。言い換えると、残りのレンズ部４の湾曲面は曲率半径Ｒｖを有し、経線部の凹部は、曲率半径Ｒｖ上、又は内側にある（図４参照）。レンズ部の湾曲面が球面でなくてもよい、すなわち非球面でもよいことは明らかなはずである。実際、湾曲面は例えば、米国特許第７，００４，５８５号明細書の６、７及び８欄に記載されているものとすることができる。特にZernike多項式を使用して、眼用レンズのあらゆる湾曲面を記述することができる。この実施形態では、経線部は、２つの同心サブ区域７と８に分割される。

様々な部分、すなわち中心部６、内側経線部７及び外側経線部８それぞれが、残りのレンズ部４と異なる屈折角又は屈折度を有する。レンズ部３が、線ＲとＳの交差点を通る軸を有する球の一部とみなされる場合には、中心部６もまた、緯度の第１の線により境界されると定義することができる。この定義では、サブ区域７は、緯度の第１の線及び緯度の第２の線である２つの経線と境界を接すると定義することができる。この同じ定義に従って、サブ区域８は、緯度の第２の線及び緯度の第３の線である２つの経線と境界を接すると定義することができる。ほとんどの実施形態で、経線部（地図製作法で、この形状の領域は「経度区域」とも呼ばれる）は、「読書部」と呼ばれる。

ＭＳＩＯＬは、レンズ区域３の上又は内部に限定された近距離部又は読書部を備えるのに対し、これらの部分の間の移行部は、コサイン関数又はシグモイド関数で実施されるが、以下で論じる最適化移行関数を用いて接合されるのが望ましい。一般的な用語で、これらの一般的な移行部曲線はＳ字形曲線と呼ばれる。これらの移行部は、ある幅を有し、融合区域又は移行区域と呼ばれる。

一実施形態における近距離部又は読書部は、約１６０〜２００度の夾角αを有する。別の実施形態では、夾角は約１７５〜１９５度である。読書部は、少なくとも２つの想像上の円セクタ７と８に光学的に細分して、光軸又は幾何学的な軸の周りの半径方向に連続移行面を形成することができる。これらの円セクタ７、８の必要とされる形状（及び陥凹面の湾曲）は、光線追跡を用いて計算して、少なくとも球面収差の量を制御し、さらに像飛びを回避することができる。レンズ部３の基準線は想像線であり、寸法基準を目的とする。しかしこれらは、実際の製品では見えない。

この実施形態においてレンズ部３は、約５．５〜約７ｍｍの外径を有する。好ましい一実施形態では、この外径は約５．８〜６．２ｍｍである。中心部すなわち内側セクタ６は、少なくとも基本屈折度と等しい屈折度を有する。内側円セクタすなわち中心部６の屈折度は、付加屈折度の０％〜１００％であることが望ましい。

一実施形態の中心部６は、約０．２〜２．０ｍｍの直径を有する。一実施形態では、中心部６の直径は約０．６０〜１．２０ｍｍである。中心部６は、完全な円形ではない場合には、本明細書に記載の直径範囲を有する外接円である。

円セクタすなわち中心部６は、少なくとも基本屈折度と等しい屈折度を有する。この実施形態では、凹部は、図示の２つのサブ区域を有し、第１のサブ区域７が中心部６に近い。この内側サブ区域は、約１．５〜２．３ｍｍの緯度半径を有する。一実施形態では、この半径は約１．８〜２．１ｍｍである。外側サブ区域８は、基本屈折度以上の屈折度を有する。一実施形態では、その屈折度は、付加屈折度の０〜１００％である。こうして、主レンズ部又は中心部と外側サブ区域８の近距離部との間に中間部が形成される。外側サブ区域８の緯度半径は、寸法が約２．２〜２．７ｍｍである。一実施形態では、この寸法は約２．３〜２．６ｍｍになりうる。この実施形態では、主レンズ部は、部分９のところにほとんど延びる。レンズ主レンズ部４が延びる外側限界半径は、約２．６〜２．８ｍｍの緯度半径を有することができる。一代替実施形態では、凹部が遠距離視力用の中心部に与える妨害又は影響を可能な限り少なくするように、いくつかの同心サブ区域を設けることができる。

ＩＯＬ １は、凹部７、８の境界となる２つの半経線融合区域すなわち融合部１０を有する。融合部１０の境界となるこれらの半経線境界は角度γを有する。一実施形態では、この角度は３５°未満になる。一実施形態では、この角度は１７°未満になる。特別には、角度γは５°未満になる。通常、この角度は約１°より大きい。

この実施形態の凹部はさらに、光軸Ｒに対し同心である融合区域１１を有する。主レンズ部４は、参照番号９で示される同心領域に延びている。

図９〜１１に、眼用レンズの別例のいくつかの図が、眼内レンズとして示されている。この実施形態では、再び凹部がサブ区域に分割されている。ここでは、２つの外側区域７が中心サブ区域８’の両側に角度配置されている。ＭＳＩＯＬは、全夾角αが１６０〜２００度、望ましくは１７５〜１９５度の凹部を有する主レンズ部４を備える。外側サブ区域７の夾角は、約１０〜３０度である。一実施形態では、この夾角は約１５〜２５度である。中心サブ区域８’の夾角βは、約８０〜１２０度である。一実施形態では、中心サブ区域８’は８５〜１００度である。

近見視力及び中間視力用のサブ区域７、８’の全夾角は、主レンズ部４と境界を接する。様々な部分間の移行部すなわち融合区域は、コサイン関数又はシグモイド関数に従う。一実施形態では、これらの区域は、後述の最適化移行関数に従う。この最適化移行プロファイルにより、これらの想像上の移行線の少なくとも１つは湾曲する。

サブ区域７及び８’は、幾何学的な軸の周りに半径方向に配置される。これらの円部の光学形状は、球面収差の量を制御するように、さらに像飛びを回避するように光線追跡されている。レンズ部の基準線は想像線であり、寸法基準だけを目的とし、実際の製品では見えない。レンズ部は、５．５〜７ｍｍの外径寸法を有する。一実施形態では、直径は約６ｍｍである。中心部６は、少なくとも主レンズ部の基本屈折度と等しい屈折度を有する。中心部の直径は、直径約０．２ｍｍ〜２．０ｍｍを有する。一実施形態では、この直径は約０．４０〜１．２０ｍｍである。凹部は、約１．５〜２．３ｍｍの半径方向幅を有することができる。一実施形態では、この幅は約１．８〜２．１ｍｍである。一実施形態では、外側サブ区域７は、付加屈折度の約３０〜６０％、すなわち中心部８’の相対ジオプトリーの約３０〜６０％の屈折度を有する。

図３〜８に示されるＭＳＩＯＬはまた、回折光学要素（ＤＯＥ）２０など別の光学デバイスと組み合わせて使用することもできる。図１２〜１６に示された一実施形態では、このような実施形態を示す。そのＭＳＩＯＬは、第１の屈折度を有する屈折半経線部として形成された陥凹レンズ部７を備える。凹部の全夾角γは、約１６０〜２００度とすることができる。一実施形態では、この夾角は約１７５〜１９５度である。回折光学要素２０は、凹部７の表面上に置かれる。回折光学要素は、大きく変倍したフィーチャで誇張して示されている。実際には、回折光学要素２０のフィーチャは、サイズが約０．５〜２ミクロンでありうる。一実施形態では、回折光学要素２０は、凹部７の外側半径方向部に設けることができる。こうして、中心部６は、主レンズ部４と比べて同じ屈折度を有することができ、あるいは最大約１ジオプトリーだけ異なりうる。凹部７の第１のサブ区域は、中心部６と比べて０．５〜２ジオプトリーだけ異なりうる。

図３〜８に記載された屈折読書部は、色収差を補正するための、あるいはＭＳＩＯＬの遠距離性能及び読書性能をさらに改善するための追加ＤＯＥ要素を有することができる。この要素は、図１２〜１６に描かれている。ＤＯＥ部２０は、球面収差の量を制御するように、さらにハロー及びまぶしさを低減するように光線追跡することができる。レンズ区域３はまた、約５．５〜７ｍｍの外径を有する。一実施形態では、この外径は約５．８〜６．２ｍｍである。中心部６は、少なくとも残りのレンズ部４の基本屈折度と等しい屈折度を有する。内側円セクタ７の屈折度は、付加屈折度の０％〜１００％であることが望ましい。ＤＯＥ ２０の屈折ベースとして使用される埋込み半経線円セクタは、付加屈折度の１０％〜１００％の屈折度を有する。凹部は、１．５〜２．３ｍｍの幅（中心区域の端部から融合部１１まで）を有する。一実施形態では、この幅は１．８〜２．１ｍｍである。ＤＯＥ ２０は、基本屈折度及び中間付加屈折度が得られるように構成することができる。

一実施形態では、図３〜１６に記載の実施形態の凹部の境界となる移行区域すなわち融合区域１０は、コサイン関数又はシグモイド関数に従うことができる。一実施形態では、移行区域１０は、後述の最適化移行関数に従う。移行区域すなわち融合区域１３及び１３’もまた、このような関数に従うことができる。

図３〜８に基づいたいくつかのレンズ構成を以下に、ＩＯＬに関して提示する。いくつかの瞳孔直径について、様々なセクタ（区域又は領域）でｍｍ^２の単位で扱われる領域が示される。いくつかのグラフには、様々なセクタによって覆われた領域に基づく、理論的に決定された相対光エネルギーが示される。（中心のセクタ半径とは、中心部の半径をさす。）これらの理論計算例は、あたかもレンズが曲率半径を有しないかのように、すなわち平坦面を有するかのように行われた。この方法は、計算を簡単にするために選択された。というのは、レンズ表面の湾曲が屈折度と共に変化するからである。以下の諸実施形態で使用される移行領域の表面積を計算する式は、次の通りである。

これらの値はまた、測定を用いて決定できることも判明した。この目的のために、ＰＭＴＦと呼ばれる計測器を使用することができる。この計測器は、Lambda-X SA, Rue de l'industrie 37, 1400 Nivelles, BELGIUMから入手することができる。測定手順では、ＩＯＬがＩＳＯモデル眼内に配置される。ＰＭＦＴの原理の概略図が図３６に示されており、光源３８０、空間的に規定された照明領域を与える標的３８１、コリメーティングレンズ３８２、開口３８３、レンズセットＬ１及びＬ２、キュベット内にＩＯＬを保持するＩＳＯ眼モデル３８４、平行移動テーブル３８６上の顕微鏡３８５、及び前記顕微鏡３８５の上に取り付けられたＣＣＤカメラ３８７が図示されている。以下で用いられる測定において、眼モデルは、瞳孔をシミュレーションするために直径４ｍｍの開口を有する。

測定手順及びデータ処理は次の通りであった。ＩＯＬの測定の順序は逆にすることができる。この測定では、光学区域を１つだけ有するＩＯＬを測定し、また、同じＩＯＬであるが本発明による光学区域を有するＩＯＬを同じ手順を用いて測定する。

測定は、ＰＭＦＴの通常の使用法に従って行う。この場合にはまず、凹部がない基準ＩＯＬを測定した。焦点面において開口の像内の光を、ＣＣＤセンサ上の較正された輝度を積分することによって測定した。次に、凹部があるＩＯＬを測定した。この目的のために、まずＩＯＬの別々の焦点面、及び基準ＩＯＬの焦点面を置いた。輝度は、ＩＯＬの焦点面で測定した。したがって、遠距離領域（主レンズ部）、及び凹部内の近距離領域を有するＩＯＬの場合、２つの焦点面内の光を測定した。ＣＣＤカメラによる光測定から、各焦点面内の光を加算し、基準ＩＯＬの焦点面内の光と比較した。光損失の測定値は、理論的に計算された光損失と非常によく一致した。

実施形態１、図２４
セクタ角遠距離 １８２
セクタ角近距離 １７０
セクタ角移行部 ８ 各凹部４度移行
中心のセクタ半径 ０．５７

実施形態２、図２５
セクタ角遠距離 １７０
セクタ角近距離 １６０
セクタ角移行部 ３０ 各凹部１５度移行
中心のセクタ半径 ０．５７

ＩＯＬはまた、凹部なしで入手可能であった。このＩＯＬは、基準レンズとして使用した。このレンズは、主レンズ部で＋２０のジオプトリーを有する。本発明のレンズはさらに、この主レンズ部に対する相対ジオプトリーが＋３である凹部を有すること以外、全く同じである。上記の測定手順をＰＭＴＦを使用して用いた。表には、直径６００ｍｕの空間的に「大型の」円形光源、及び直径２００ｍｕの「小型の」光源を使用した結果が示されている。

測定結果と計算結果がこのように類似している。

実施形態３、図２６
セクタ角遠距離 １８２
セクタ角近距離 １７０
セクタ角移行部 ８ 各凹部４度移行
中心のセクタ半径 ０．２５

実施形態４、図２３
セクタ角遠距離 １４５
セクタ角近距離 １４５
セクタ角移行部 ７０ 各凹部３５度移行
中心のセクタ半径 １

実施形態５、図２２
セクタ角遠距離 １４５
セクタ角近距離 １４５
セクタ角移行部 ７０ 各凹部３５度移行
中心のセクタ半径 ０．００

実施形態２については、測定は、ＩＳＯ１１９７９−２に準じたOptocraft光学ベンチで行った。図２７〜２９に、屈折度が＋２２（図２７）、＋２９（図２８）、及び＋１５（図２９）の主レンズ部を有するデバイスの測定値が示されている。凹部は、（主レンズ部に対する）相対屈折度が＋３．０の近見視力部を有する。すべての例が、主部の屈折度が変化するＩＯＬと関連している。図２７で、下の右半分が凹部である。図２８では、凹部は上方左、図２９では、凹部は左側である。スケールは、波面／λ＝０．５４ミクロンである。図２７で、全スケールは−１０．６〜４．６、図２８で、スケールは約−６．８〜８．８、図２９で、スケールは−１２．４〜６．３である。通常色付きのスケールをグレースケールに変換した。

本明細書で説明しているタイプのＭＳＩＯＬを旋盤加工によって製造する場合、材料切除工具は通常、回転軸に平行に、回転角と同期して加工品から遠ざかり、また加工品に向かって移動する。このようにして、半経線読書セクタ７、８’、２０を主レンズ部４の中に作り出し、埋め込み、又は陥凹させることができる。移行部１０を主レンズ部４から凹部７、８の中に作るとき、工具と加工品すなわちレンズは互いの方に向かって移動しなければならない。移行部１０が凹部７、８から主レンズ部４までからなる場合は、工具とレンズは互いに遠ざかるように移動しなければならない。このように製造すると、移行区域１０、１３、１３’が（１つ又は２つ以上の）凹部を主レンズ部４から分離する。この移行区域の大きさは、可能な限り小さくすべきであることは明らかである。移行区域が可能な限り小さく又は狭く、したがって急峻である場合に、最良の結果が得られることが判明した。

最少の移行区域を作るために、切削工具とレンズは、互いの方に向かって、また互いに遠ざかるように可能な限り速く移動しなければならない。レンズに対して工具が移動することが多い。速い変位は、工具が、切削工具の製造者によって許容されている、又は切削工具によって可能な最速の加速度で移動しなければならないことを意味する。本発明の方法では、切削工具を停止位置１から停止位置２まで移動させる最適移行プロファイルを計算する。位置１は、遠距離部を加工するときの切削工具のｚ位置に対応し、位置２は、読書部を加工するときの切削工具の位置に対応し、又はその逆に対応する。

切削工具の移動が規定最大加速度によって制限されている場合には、２つの位置間の最速移行は、この最大加速度による高速工具の移動を移行中ずっと行うことによって実現される。簡単な力学から、時間ｔ_１の間最大加速度α_ｍａｘを加えた後の変位ｓは次式で表される。

ここで切削工具は次式の速度を有する。

高速工具を停止ｖ＝０に戻すために、高速工具システムに再び最大加速度を加えるが、今度は向きが反対である。簡単な力学から、高速工具を停止させるのに必要な時間ｔ_２は、高速工具を加速するのに必要であった時間と等しくなる。

移行時間がΔｔの場合、この移行時間の半分が高速工具を加速するのに必要であり、移行時間の半分が高速工具を再び停止させるのに必要である。これにより、工具の最大許容加速度を利用する最適化プロファイルは次式で与えられる。

について、

について、
ここで、Δｔは移行時間である。

高速工具の最大加速度α_ｍａｘに制限されたときの全体最大変位Δｓは、次式で表される。

変位Δｓを得るために必要な最少時間は、次式で表される。

この時間は、ある最大加速度に制限されている切削工具を用いて変位Δｓを得るための理論上の最少時間である。最大加速度に関して同じ制限を受ける他のすべての移行プロファイルでは、同じ変位Δｓを得るのにもっと長い時間が必要である。

重要なことは、旋盤加工によって製造される良好な特性の面を実際に得るには、主軸速度を最小限の毎分回転数に制限することである。主軸速度を最小値に制限した場合、より短い移行時間の結果としてより小さい移行区域が生じる。この場合の移行区域の、単位が度の角サイズφは、次式で計算することができる。

ここでＮは、単位が毎秒回転数の主軸速度である。

一般に、読書部と遠距離部の間の高さの差は、光学区域の周辺部から中心に向かって移動すると減少する。これは、中心に近づくと移行区域の角サイズを小さくできることを意味する。このようにして、光学区域の実効領域を最大にする。別の重要な利点は、こうして移行部が可能な限り急峻になることである。急峻な移行部は有利なことがあり、そうして移行区域の反射は、患者に妨害として知覚されることが少なく、又は知覚されない。このことから、最適化移行プロファイルを用いると、同じ大きさの移行プロファイルでより大きな変位を得ることが可能であると結論付けることができる。あるいは、ある特定の量の変位が、最適化移行プロファイルにより遠距離部から読書部へと変化するのに必要な場合、これをより速い方法で達成し、結果としてより小さい移行区域を得ることができる。
説明した最適化移行プロファイルの別の応用例は、こうである。最も制御された、又は正確な方法で時間Δｔ内に変位Δｓを得るには、最小加速度で移行を行うことが有利でありうる。時間Δｔ内に変位Δｓを得るのに必要な最小加速度は、次式で計算することができる。

移行プロファイルは、再び次式で与えられる。

について、

について、
ここで、Δｔは移行時間であり、ａは最大加速度、又は最も制御された移行を得るための規定加速度である。上述の移行は、水平斜面（horizontal slope）から始まり水平斜面で終わる。近距離部区域と読書部区域の両方が回転対称面である場合では、両方の区域が接線方向又は工具方向に水平斜面を有する。この場合、各区域は、移行プロファイルによって、１次導関数の不連続がなく平滑に接続することができる。一方又は両方の区域が、例えば、円環面又は偏心球面などの無理対称面を有する場合には、斜面は一般に、工具方向に水平ではなくなる。各区域のうちの１つが接線方向に水平斜面すなわちゼロの傾きを有さない場合に平滑な移行部を作るために、移行部は、移行プロファイルの開始部又は終止部の一部を除去することによって、両方の区域と移行区域がそれらの接続箇所において接線になるように作ることができる。図１７を参照されたい。上記と同じ分析をより一般的な方法で行うこともまた困難ではない。これは、工具が位置１で停止しており、位置２で降ろされているという想定である。あるいは、工具は、移行前に規定速度ｖ１から始動し、移行後に速度ｖ２にとどまることが可能である。最後の場合では、水平斜面で開始又は終止しなくてもよい移行プロファイルが得られる。もちろん、選択により、一方又は両方の光学区域と１本の線で接することなく移行を開始することも可能である。

切削工具の最大加速度は、次式で表される。

２０度の移行角で主軸速度１２００回転／分（２０回転／秒）。

秒

秒

では

では

主軸速度Ｎ＝１５回転／秒。Δｓ＝０．０５ｍｍ、

＝０．００４５秒

＝１５×３６０×０．００４５＝２４度

最適に達しない他のプロファイルを用いることによって移行部を作ることもまた可能である。例えば、コサイン関数によって記述された移行プロファイルを使用することもできる。

ここでＡは振幅、ωは角周波数である。移行はω＝０で開始し、ω＝πで終止する。このコサインプロファイルに従うときに加わる加速度は次式で表される。

コサインプロファイルにおける最大加速度は、ω＝０とω＝πにおいて反対の方向に生じる。したがって、加速度の絶対振幅は次式で表される。

旋盤で利用可能な、又は許容される最大加速度は、移行プロファイル中の非常に小さな軌跡中にしか使用されないので、高速工具で得られる変位は、本明細書で説明した最適移行プロファイルよりもかなり小さい。

比較の目的で、最適化移行プロファイルを用いた上記の例（図１７）で使用されたのと同じ移行時間及び最大加速度でコサイン移行を計算する。

角周波数ωは、次式で移行時間から計算することができる。

最大加速度

で可能な最大振幅は、次式で表される。

半径Ｒｄの遠距離部は、次式で表される。

このような移行を定義するために使用される別の関数は、国際公開第９７１６７６０号パンフレット、及び米国特許第６８７１９５３号明細書に記載されているシグモイド関数である。シグモイド関数は、次式のように定義される（図１８）。

ｙ（ｔ）が時間ｔの関数としての変位であれば、シグモイドプロファイルでの加速度（図１９）は次式で与えられる。

式は、プロファイル中の加速度が一様でないことを示す。可能な最大加速度は、移行中ずっとは利用されない。移行の速度は、加速プロファイルの両極端で制限される。図１９を参照されたい。

シグモイド関数は、変倍及び平行移動して必要な移行をモデル化することができる。コサイン移行で示されたのと同じように、シグモイド関数で記述された移行が最適に達しないことが容易に分かる。これは、移行中に最大加速度に限定される場合である。
・ 固定時間間隔での最大変位は小さい。
必要な工具移動に要する時間は長くなり、その結果として幅広い移行区域が生じる。

半径Ｒｒの読書部

読書部から遠距離部まで移動したときの矢の（sagitta）差、すなわち高さの差（図３０参照）：

移行が光学中心から距離ｒ離れた、角度αの２つの経線間で行われたときに、段差を取るために使用可能な半径方向距離ｓ：

第１の半分の部分の移行プロファイル

は、段差の半分に等しくなければならない。

移行プロファイル中間の傾き：

図３１を参照すると、眼用レンズの光学中心からの半径方向距離の関数として、融合部の最も急峻な部分の傾きすなわち１次導関数のグラフが、１５度の角度を挟む２つの半経線の線の間の融合区域について示されており、図３２では、４度の角度を挟む２つの半経線で囲まれた融合部について示されている。以下に、いくつかの値が表の形で示されている。

融合区域の形状及び傾き（１次導関数）は、例えばTaylor Hobson, the United Kingdomから市販されている3D Optical Profiler又はForm talysurfを使用して、高精度で測定することができる。図３５は、本発明によるレンズの表面マップを示す。

急峻な傾き及び中心部の慎重な選択により、レンズのコントラストが向上することが臨床試験で判明した。最近行われた欧州人の、対象２５人で４９個の眼の多中心臨床研究（ファイルされたPardubice研究データ）では、２４人の対象が本発明のＭＳＩＯＬを両側移植された。これらの対象は、典型的な欧州人の白内障患者の母集団のサンプル抽出である。コントラスト感度は、明所視光条件下で、Vector Vision Inc, Greenville, Ohio ,USA、米国特許第５０７８４８６号明細書のCSV1000計測器を用いて測定した。この研究で、CSV1000を用いて測定した以下のＬｏｇＭａｒ（Logarithmic Mean Angle Resolution）値が、空間周波数３、６、１２及び１８ｃｐｄについて見出された。

ＭＩＯＬの２つのマーケットリーダとのコントラスト感度比較を行った。AcrySof ReSTOR SN60D3 (Alcon)は屈折／回折ＭＩＯＬであり、ReZoom (Advanced Medical Optics)は、視力結果の改善を目ざしたマルチゾーン屈折多焦点レンズである。

Journal Cataract Refract Surg 2008; 34:2036-2042 Q 2008 ASCRS and ESCRSに掲載された「Multifocal Apodized Diffractive IOL versus Multifocal Refractive IOL」という題名の最近の論文では、AcrySof ReSTOR SN60D3 IOLを両眼移植された２３人の患者、及びReZoom IOLを両眼移植された２３人の患者についてコントラスト感度が測定された。本発明者らの研究における対象の数は２４人であり、したがって、この論文の結果との直接比較が可能である。それによれば、最新技術の同心屈折多焦点レンズと比較して、少なくとも２５％の平均コントラスト感度改善が示される。本発明のレンズ構成により、健康な眼では、３ｃｐｄで（１．６７７）、６ｃｐｄで（２．０７）、１２ｃｐｄで（１．８３１）、１８ｃｐｄで（１．４３７）の平均コントラスト感度が得られる。図３３及び図３４に、いくつかの年齢グループの平均母集団の能力（Pop Norm http://www.vectorvision.com/html/educationCSV1000Norms.html）、術前の試験グループの能力（pre-op）、及びLS 312-MFで示したＭＩＯＬによる能力と比較した場合の結果が示されている。これらの結果は、術後６ヶ月、すなわち手術の後の６ヶ月でも変わらないことが判明した。

上記の説明及び図面は、本発明のいくつかの実施形態を例示するために記載されたものであり、保護の範囲を限定するためではないこともまた明らかであろう。保護の範囲及び本発明の本質内にあって、従来技術の技法と本特許の開示との明白な組み合わせである、本開示を始めとするより多くの実施形態が当業者には明らかであろう。

Claims (13)

1. −表面を有する主レンズ部と、
   −前記主レンズ部の前記表面に対して陥凹している表面を持つ凹部であって、前記主レンズ部との少なくとも１つの境界を有し、かつ近距離視力部を含む凹部と、
   −光学中心及び前記光学中心を通る光軸と、
   −前記主レンズ部と前記凹部との境界を有するように配置された中心部であって、実質的に円形であり、前記光学中心を備える中心部と、
   を備える眼内レンズであって、
   前記近距離視力部が、前記主レンズ部の屈折度に対して付加屈折度を有し、前記主レンズ部に対する中心部の相対屈折度が、前記付加屈折度の０％〜１００％であるか、或いは
   前記中心部の相対屈折度が、前記主レンズ部の屈折度に対して−２．０〜＋２．０ジオプトリーである、前記眼内レンズ。
2. 中心部が、直径０．２〜３．０ｍｍの外接円内に収まるサイズである、請求項１に記載のレンズ。
3. 中心部が、直径０．２〜２．０ｍｍの外接円内に収まるサイズである、請求項２に記載のレンズ。
4. 凹部が、２つの半経線により主レンズ部と境界されている、請求項１〜３のいずれかに記載のレンズ。
5. 半経線が光学中心を通って伸びる、請求項４に記載のレンズ。
6. 凹部が、中心部と同心であり、前記中心部から距離をおいて位置する緯線により境界される、請求項４又は５に記載のレンズ。
7. 主レンズ部が、遠距離視力用に構成されている、請求項１〜６のいずれかに記載のレンズ。
8. 主レンズ部が、読書視力用に構成されている、請求項１〜７のいずれかに記載のレンズ。
9. 近距離視力部が、主レンズ部の屈折度に対して＋１．０〜＋５．０ジオプトリーの相対屈折度を有する、請求項１〜８のいずれかに記載のレンズ。
10. 近距離視力部が、主レンズ部の屈折度に対して＋１．５〜＋４．０ジオプトリーの相対屈折度を有する、請求項９に記載のレンズ。
11. 主レンズ部が、−２０〜＋３５ジオプトリーの屈折度を有する、請求項１〜１０のいずれかに記載のレンズ。
12. 主レンズ部が、−１０〜＋３０ジオプトリーの屈折度を有する、請求項１１に記載のレンズ。
13. −実質的に曲率半径がＲｖである主レンズ部と、
    −第１の光学特性及び０．２〜２．０ｍｍの断面を有する実質的に円形の中心部と、
    −凹部を含む経線部とを備える眼内レンズであって、
    前記凹部が、前記実質的に円形の中心部と、実質的に前記中心部の中心を通って伸びる２つの経線と、前記中心部に対し実質的に同心である下方の境界とにより境界され、前記経線部が前記レンズ内に、曲率半径Ｒｖ上、又は内側にある外側限界を有する凹部を形成し、前記経線部が読書視力部を含む、前記眼内レンズ。