(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-23
(45)【発行日】2023-03-31
(54)【発明の名称】眼内レンズおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
A61F 2/16 20060101AFI20230324BHJP
【FI】
A61F2/16
(21)【出願番号】P 2021500966
(86)(22)【出願日】2019-07-12
(86)【国際出願番号】 CN2019095785
(87)【国際公開番号】W WO2020011250
(87)【国際公開日】2020-01-16
【審査請求日】2021-01-26
(31)【優先権主張番号】201810769524.5
(32)【優先日】2018-07-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201821112563.X
(32)【優先日】2018-07-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201811032706.0
(32)【優先日】2018-09-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201821448242.7
(32)【優先日】2018-09-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】520193806
【氏名又は名称】アイブライト メディカル テクノロジー (ペキン) カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001379
【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ワン、ツァオ
(72)【発明者】
【氏名】グオ、シューヤン
(72)【発明者】
【氏名】シィエ、ジェンビン
【審査官】齊藤 公志郎
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2017/0245985(US,A1)
【文献】特表2017-526517(JP,A)
【文献】特表2014-522672(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2007/0258143(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2010/0057202(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61F 2/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
人工レンズであって、
前記人工レンズの光学部には、その中心に位置する焦点拡張エリアが含まれ、前記焦点拡張エリアの前面および/または後面は、非球面であり、二次元座標の平面rZ上における前記非球面の曲線は下式によって表現され、
ここで、Rは、前記非球面のベース球面の曲率半径とし、rは、前記曲線上の任意点から横軸Zまでの垂直距離とし、z
(r)は、前記曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離とし、A
2iは、前記非球面の高次項の係数とし、m、nは何れも1以上の整数でかつn>mであり、Qは、非球面係数とし、
前記非球面の面形上の各点は、前記曲線が横軸Z周りに回転して対称変化することで得るものであり、
前記焦点拡張エリアには、前記曲線上のr=1.5mmの箇所およびr=1.0mmの箇所が含まれており、前記人工レンズのr=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値
|ΔD|は、|ΔD|≧0.50Dである人工レンズ。
【請求項2】
請求項1に記載の人工レンズであって、
r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差
|ΔD|は、ΔD≧0.50Dである人工レンズ。
【請求項3】
請求項1に記載の人工レンズであって、
眼のモデルにおいて、3mmの口径且つ100lp/mmの空間周波数でのMTFが0~0.42または0.13~0.37または0.13~0.28である人工レンズ。
【請求項4】
請求項1に記載の人工レンズであって、
白内障患者の本来の水晶体に代わる無水晶体眼用眼内レンズとして具体的に実現される人工レンズ。
【請求項5】
請求項4に記載の人工レンズであって、
前記無水晶体眼用眼内レンズは、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値|ΔD|が0.60D~2.70Dまたは1.00D~2.70Dである人工レンズ。
【請求項6】
請求項4に記載の人工レンズであって、
下式のように、前記非球面のr=1.5mmの箇所における高度とr=1.0mmの箇所における高度との差によって、前記無水晶体眼用眼内レンズの非球面度合いが表現され、
Δ
z=
z(r=1.5)-
z(r=1.0)
ここで、Δ
zは、前記非球面の面形の高度の差とし、
z(r=1.5)は、前記非球面上の、横軸
Zまでの垂直距離が1.5mmとなる箇所における前記非球面の高度とし、
z(r=1.0)は、前記非球面上の、横軸
Zまでの垂直距離が1.0mmとなる箇所における前記非球面の高度とし、
前記無水晶体眼用眼内レンズの前記非球面のr=1.5mmの箇所における高度とr=1.0mmの箇所における高度の差Δ
zは、0.002~0.138mmまたは0.003~0.138mmまたは0.004~0.138mmである人工レンズ。
【請求項7】
請求項4に記載の人工レンズであって、
前記非球面は、等価曲率半径の比例係数ηによって限定され、
前記比例係数ηは、二次元座標の平面rZにおける前記非球面の前記曲線上の異なる位置での等価曲率半径
(以降、「R
*」と表記する)の比例であり、
前記等価曲率半径R
*は、下式によって表現され、
ここで、rは、前記曲線上のある点から横軸Zまでの垂直距離とし、すなわち、当該点と頂点の間の前記非球面の高度差であり、z
(r)は、前記曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離とし、
前記無水晶体眼用眼内レンズの前記非球面のr=1.5mmの箇所とr=1.0mmの箇所との前記比例係数ηは、0.44~10.00または0.46~10.00または0.44~0.99または0.46~0.99である人工レンズ。
【請求項8】
請求項4に記載の人工レンズであって、
前記無水晶体眼用眼内レンズは、前面と後面とを有する光学部を備え、
前記前面および前記後面のうちの一方は、前記非球面を有し、他方は、多焦点構成を有し、
前記多焦点構成によって、前記無水晶体眼用眼内レンズに2つまたはより多くの焦点が備えられることで、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での前記無水晶体眼用眼内レンズの焦点距離応答曲線において、2つまたはより多くのピークがあり、
前記2つまたはより多くのピークのうち、少なくとも一対の隣接ピークに対応する屈折度数の差の絶対値は、1.6D以上であり、前記少なくとも一対の隣接ピーク間のMTF最低値は、0.05以上である人工レンズ。
【請求項9】
請求項8に記載の人工レンズであって、
二次元座標の平面rZにおける前記非球面の前記曲線は、下式によって表現され、
ここで、Rは、前記非球面の前記ベース球面の曲率半径とし、rは、前記曲線上の任意点から横軸Zまでの垂直距離とし、z
(r)は、前記曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離とし、A
2iは、前記非球面の高次項の係数とし、m、nは何れも1以上の整数でかつn>mであり、Qは、非球面係数とし、
前記非球面の面形上の各点は、前記曲線が横軸Z周りに回転して対称変化することで得るものであり、
前記非球面は、二次元座標の平面rZにおける前記非球面の前記曲線上の異なる位置での等価曲率半径R
*の比例である比例係数ηによって限定され、
前記等価曲率半径R
*は、下式によって表現され、
ここで、rは、前記曲線上のある点から横軸Zまでの垂直距離とし、すなわち、当該点と頂点との間の前記非球面の高度差であり、z
(r)は、前記曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離とし、
前記非球面は、r=1.5mmの箇所とr=1.0mmの箇所との前記比例係数ηが1.02~1.93または1.04~1.86または1.06~1.86である人工レンズ。
【請求項10】
請求項8に記載の人工レンズであって、
3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での前記無水晶体眼用眼内レンズの焦点距離応答曲線において、少なくとも一対の隣接ピークの屈折度数の差の絶対値は、1.6D~2.8Dまたは2.0D~2.5Dまたは2.2D~2.5Dまたは2.4~2.5Dである人工レンズ。
【請求項11】
請求項8に記載の人工レンズであって、
前記非球面は、前記無水晶体眼用眼内レンズの光学部の中心領域であって直径5mm以内または4mm以内または3mm以内の範囲に位置する人工レンズ。
【請求項12】
請求項8に記載の人工レンズであって、
前記無水晶体眼用眼内レンズは、2つまた
は3つの焦点を有する人工レンズ。
【請求項13】
請求項8に記載の人工レンズであって、
前記多焦点構成は、複数の回折リングであり、
光学部の中心に最も近い回折リングの半径は、0.59~0.80mmまたは0.63~0.72mmまたは0.63~0.68mmまたは0.63~0.64mmである人工レンズ。
【請求項14】
請求項13に記載の人工レンズであって、
光学部の直径3mmの範囲内における前記回折リングの数が3~7個または4~5個または5個である人工レンズ。
【請求項15】
請求項13に記載の人工レンズであって、
前記回折リングにおいて、r軸から最も離間する位置を第1位置とし、r軸から最も近接する位置を第2位置とし、前記第1位置からr軸までの距離と前記第2位置からr軸までの距離との差を前記回折リングの高度とすると、前記回折リングの高度は、1.02~2.66μmである人工レンズ。
【請求項16】
請求項1に記載の人工レンズであって、
水晶体のある眼に挿入され、屈折矯正機能を奏する有水晶体眼内レンズとして実現される人工レンズ。
【請求項17】
請求項16に記載の人工レンズであって、
前記有水晶体眼内レンズは、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値|ΔD|が0.50D~4.04Dであり、または|ΔD|が0.84D~4.04Dである人工レンズ。
【請求項18】
請求項16に記載の人工レンズであって、
下式のように、前記非球面のr=1.5mmの箇所における高度とr=1.0mmの箇所における高度との差によって、前記有水晶体眼内レンズの非球面度合いが表現され、
Δ
z=
z(r=1.5)-
z(r=1.0)
ここで、Δ
zは、前記非球面の面形の高度の差とし、
z(r=1.5)は、前記非球面上の、横軸
Zまでの垂直距離が1.5mmとなる箇所における前記非球面の高度とし、
z(r=1.0)は、前記非球面上の、横軸
Zまでの垂直距離が1.0mmとなる箇所における前記非球面の高度とし、
前記有水晶体眼内レンズの前記非球面のr=1.5mmの箇所における高度とr=1.0mmの箇所における高度との差Δ
zは0.009~0.146mmである人工レンズ。
【請求項19】
請求項16に記載の人工レンズであって、
前記非球面は、等価曲率半径の比例係数ηによって限定され、
前記比例係数ηは、二次元座標の平面rZにおける前記非球面の前記曲線上の異なる位置での等価曲率半径R
*の比例であり、
前記等価曲率半径R
*は下式によって表現され、
ここで、rは、前記曲線上のある点から横軸Zまでの垂直距離とし、すなわち、当該点と頂点の間の前記非球面の高度差であり、z
(r)は、前記曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離とし、
前記有水晶体眼内レンズの前記非球面のr=1.5mmの箇所とr=1.0mmの箇所との前記比例係数ηは、0.74~1.23または1.01~1.23である人工レンズ。
【請求項20】
請求項1に記載の人工レンズであって、
眼の外部に装着される接触レンズとして具体的に実現される人工レンズ。
【請求項21】
請求項20に記載の人工レンズであって、
前記接触レンズのr=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値|ΔD|は0.50D~1.515Dであり、または|ΔD|は0.627D~1.515Dである人工レンズ。
【請求項22】
請求項20に記載の人工レンズであって、
下式のように、前記非球面のr=1.5mmの箇所における高度とr=1.0mmの箇所における高度との差によって、前記接触レンズの非球面度合いが表現され、
Δ
z=
z(r=1.5)-
z(r=1.0)
ここで、Δ
zは、前記非球面の面形の高度の差とし、
z(r=1.5)は、前記非球面上の、横軸
Zまでの垂直距離が1.5mmとなる箇所における前記非球面の高度とし、
z(r=1.0)は、前記非球面上の、横軸
Zまでの垂直距離が1.0mmとなる箇所における前記非球面の高度とし、
前記接触レンズの前記非球面のr=1.5mmの箇所における高度とr=1.0mmの箇所における高度の差Δ
zは、0.0389~0.0946mmまたは0.0431~0.0946mmである人工レンズ。
【請求項23】
請求項20に記載の人工レンズであって、
前記非球面は、等価曲率半径の比例係数ηによって限定され、
前記比例係数ηは、二次元座標の平面rZにおける前記非球面の前記曲線上の異なる位置での等価曲率半径R
*の比例であり、
前記等価曲率半径R
*は下式によって表現され、
ここで、rは、前記曲線上のある点から横軸Zまでの垂直距離とし、すなわち、当該点と頂点の間の前記非球面の高度差であり、z
(r)は、前記曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離とし、
前記接触レンズの前記非球面のr=1.5mmの箇所とr=1.0mmの箇所との前記比例係数ηは、0.978~1.026または0.978~0.99である人工レンズ。
【請求項24】
請求項1に記載の人工レンズであって、
前記焦点拡張エリアは、直径4.0mm以下の範囲内に分布し、または直径3.5mm以下の範囲内に分布し、または直径3.0mm以下の範囲内に分布している人工レンズ。
【請求項25】
請求項1に記載の人工レンズであって、
前記人工レンズの光学領は、
前記焦点拡張エリアの外側に位置し、前記人工レンズの屈折度数を滑らかに過渡される環形の過渡エリアと、
前記過渡エリアの外側に位置し、収差に対する修飾および矯正の役割を有る環形の収差補正エリアをさらに含む人工レンズ。
【請求項26】
請求項25に記載の人工レンズであって、
前記過渡エリアの幅は、0.25mm以上であり、または0.25~2.0mmであり、または0.25~1.0mmである人工レンズ。
【請求項27】
請求項25に記載の人工レンズであって、
前記過渡エリアは、複数の環形領域の組み合わせである人工レンズ。
【請求項28】
請求項8に記載の人工レンズの製造方法であって、
(1)眼の被写界深度を特定するステップと、
(2)前記人工レンズの2つまたはより多くの焦点のうち、少なくとも一対の隣接焦点の屈折度数の差の絶対値が1.6D以上になるように、前記2つまたはより多くの焦点のそれぞれに対応する屈折度数を特定するステップと、
(3)非球面が提供した被写界深度と、前記2つまたはより多くの焦点のうちの前記少なくとも一対の隣接焦点の屈折度数の差の絶対値とは、眼の被写界深度と前記非球面が提供した被写界深度との合計が前記少なくとも一対の隣接焦点の屈折度数の差の絶対値よりも小さくならないような関係を満たすように、前記非球面を特定するステップと、
(4)前記前面および前記後面のうちの一方には、前記ステップ(3)で特定された前記非球面が備えられるとともに、前記前面および前記後面のうちの他方には、前記ステップ(2)で特定された個々の屈折度数を有する2つまたはより多くの焦点を提供する多焦点構成が備えられるように、前記人工レンズを製造するステップと、を含む人工レンズの製造方法。
【請求項29】
請求項28に記載の人工レンズの製造方法であって、
前記ステップ(3)において、前記非球面が提供した被写界深度と、前記2つまたはより多くの焦点のうちの前記少なくとも一対の隣接焦点の屈折度数の差の絶対値とは、眼の被写界深度と前記非球面が提供した被写界深度との合計が前記少なくとも一対の隣接焦点の屈折度数の差の絶対値に等しくなるような関係を満たすように、前記非球面を特定する人工レンズの製造方法。
【請求項30】
請求項28に記載の人工レンズの製造方法であって、
前記ステップ(4)は、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での前記人工レンズの焦点距離応答曲線において、少なくとも一対の隣接ピーク間のMTF最低値が0.05以上になるように、前記人工レンズを製造するステップをさらに含む人工レンズの製造方法。
【請求項31】
請求項1に記載の人工レンズの製造方法であって、
前記人工レンズは、眼の過剰な解像度を利用して焦点拡張を実現するように構成され、
前記方法は、
(1)人工レンズ眼の視力需要に応じて、前記人工レンズ眼の解像度限界dを特定するステップと、
(2)前記人工レンズ眼の解像度限界dに基づき、前記人工レンズ眼のカットオフ空間周波数f
jを特定するステップと、
(3)前記カットオフ空間周波数f
jおよびMTFと空間周波数fとの曲線MTF(f)に基づき、期待空間周波数(カットオフ空間周波数f
j)でのMTF値であるMTF(f
j)を特定するステップであって、前記MTFと空間周波数との曲線は、MTF=a
0+a
1f+a
2f
2+・・・a
nf
nのように表現され、a
0、a
1、a
2、・・・a
nは多項式の係数であるステップと、
(4)前記人工レンズは、眼のモデルにおいて、口径3mmで、前記期待空間周波数f
jにおける最低MTF値が前記MTF(f
j)となるように、前記人工レンズを製造するステップとを含む人工レンズの製造方法。
【請求項32】
請求項31に記載の人工レンズの製造方法であって、
前記ステップ(4)は、前記人工レンズを有する前記人工レンズ眼によって達成できる視力範囲を、「
タンブリングE」の視標および小数で記録する場合に、視力VAが0.5~1.2または0.5~1.0または0.5~0.8になるようにするステップをさらに含む人工レンズの製造方法。
【請求項33】
請求項31に記載の人工レンズの製造方法であって、
前記ステップ(4)は、前記人工レンズを、前記眼のモデルにおいて、口径3mmで、空間周波数100lp/mmにおけるMTFが0~0.42または0.13~0.37または0.13~0.28であるようにするステップをさらに含む人工レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、眼内レンズ(人工の水晶体)およびその製造方法に関し、より具体的には、全距離における連続的視力を提供可能で、近見距離が十分に近い眼内レンズおよびその製造方法に関する。本発明は、人工レンズにも関し、より具体的には、過剰な解像度を利用した焦点の拡張を実現する人工レンズに関する。本発明の人工レンズは、具体的に、白内障患者の本来の水晶体に代わる無水晶体眼用眼内レンズと、水晶体のある眼内に挿入され屈折矯正機能を奏する有水晶体眼内レンズとを含む眼内に挿入される眼内レンズとして適用でき、眼の外部に装着される接触レンズとしても適用できる。本発明は、人工レンズを製造するための方法にも関する。
【背景技術】
【0002】
白内障は、普遍的な老年者の病気の一つであり、一定の年齢に達すると、発症率がほぼ100%になり、世界範囲内における失明に至る病気のうち、一番危険なものである。手術を通じて濁った本来の水晶体を取り除き、眼内レンズを挿入することは、白内障に対する唯一な有効的治療方法である。人々の生活水準の向上に伴い、白内障手術は、視力を取り戻す手術から屈折矯正手術に変わり、見えるだけではなく、鮮明・長時間・快適に見えることは患者から求められ、異なる視機能の需要を満たさなければならない。その中では、メガネからの脱却は、白内障患者の術後に多くの視機能需要において最も重要なことである。白内障患者は、普通の単焦点眼内レンズが挿入される手術後に、遠見では鮮明になるが、近見では老眼鏡をかけなければならない。各種の多焦点眼内レンズは、眼の手術後にメガネからの脱却需要を満たすための、重要な開発方向になる。多焦点眼内レンズは、回折または分節状屈折によって、光エネルギーを異なる焦点に分配することで、遠見および近見の視機能を奏する眼内レンズであって、患者の中間距離および近距離の視力欠損問題を解決している。現代の眼科技術の進歩につれて、現代の多焦点眼内レンズには、複数種類のものが開発された。最も早く開発されたものとして、2焦点眼内レンズであり、回折または屈折によって、眼に2つの独立な焦点を提供し、眼の近見距離に基づいて、多種の加入屈折力(加入度数)に分けられ、例えば、加入屈折力+4.0Dの多焦点眼内レンズによって、遠見と近見距離がそれぞれ約32cmを眼に提供でき、加入屈折力+3.0Dの多焦点眼内レンズによって、遠見と近見距離がそれぞれ約42cmを眼に提供できる。しかしながら、このような多焦点眼内レンズによる視力は非連続で、中間距離視力が欠損しているとともに、2つの焦点が遠く離れていて、焦点がシャップであり、互いに大きく影響し合うため、グレア現象が一般的に現れ、患者は慣れにくい。その後に開発された多焦点眼内レンズは、連続的視力のほうに進んでいて、主に2つのタイプがある。2つのタイプのうち、1つは、「無段階に焦点距離調整可能」という方式であるジョンソン会社のSymfony ZXR00型の眼内レンズ(特許番号US8,747,466B2)であり、多焦点眼内レンズの加入屈折力を+1.5Dに設計し、眼自身の1.5Dの被写界深度を利用して、レンズの2つの焦点を繋いて、全距離における視力を図っている。このような眼内レンズの欠点として、近見能力が不足していて、加入屈折力が+1.5Dで、眼自身の片側0.75Dの被写界深度を加えて、合計+2.25Dの加入屈折力、即ち、眼から約58cmの近見距離が図られるが、例えば本や新聞を読むなどのような本当の近見条件において、相変わらず老眼鏡が必要となり、メガネからの脱却の目的を実現できていない。もう一つは、3焦点眼内レンズであり、典型的にZEISSのAcri.lisa三焦眼内レンズであり、近見の加入屈折力が+3.33Dになり、中間距離の加入屈折力が+1.67Dになり、遠・中・近の3つの焦点を実現でき、近見距離が十分で、中間距離の視力もあるものの、視距離が連続でないとともに、光エネルギーを3つの焦点に分けたため、各焦点が得られる光エネルギーが減少され、像面が暗くなる。海外にも焦点がより多い多焦点の眼内レンズ、例えば4焦点、5焦点の眼内レンズを開発する会社がある。このような多焦点眼内レンズの一般的特徴として、焦点同士の間隔がより近くなることで、眼の被写界深度が焦点と繋ぐ役割を果たし、焦点の増加につれて、焦点ごとの光エネルギーも減少し、焦点の間ではより滑らかになる分、眼が受けるグレア干渉も減少する。しかしながら、像面がより暗くなることは、一般的に存在する問題となる。
【0003】
多焦点眼内レンズは、現在、新しい解決手法を検討している段階におり、多くの種類が開発されたが、連続的で十分な近見距離が得られ、かつグレアが少なく、像面が明るくなるような解決手法を探し出すことは、業界の共通目標となる。
【0004】
眼に屈折異常が発生する際に、各種類の人工レンズを用いて矯正することができる。視力矯正用人工レンズは、主として以下のような種類がある。1つは、眼と直接に接触しないものであって、典型的なものとして各種類のフレームメガネである。もう1つは、眼の組織と直接に接触するものであって、例えば、角膜と直接に接触するようなコンタクトレンズおよび手術で眼内に挿入されるような各種の眼内レンズである。本発明の別の側面は、主に眼組織と接触する眼科の人工レンズに関する。
【0005】
眼内レンズは、眼内挿入物の一種であって、白内障患者の取り除かれた水晶体に代わる無水晶体眼用眼内レンズと、水晶体のある眼内に挿入され屈折矯正機能を奏する有水晶体眼内レンズとを含む。無水晶体眼用眼内レンズは、主に白内障手術後の無水晶体眼の視力矯正に用いられ、挿入位置によって前房型と後房型に区別され、光学領が一般的に正の屈折度数を有し、一般的には両凸または凹凸構成である。有水晶体眼内レンズは、その挿入位置によって前房型と後房型に区別される。前房型有水晶体眼内レンズとは、眼内レンズが患者の虹彩の前に挿入され、虹彩で挟んで固定されるかまたは隅角で支持して固定されるものを指す。後房型有水晶体眼内レンズとは、眼内レンズが虹彩の後と本来の水晶体の前に挿入され、毛様溝で固定されるかまたはフローティング方式で眼中に浮かぶものを指す。有水晶体眼内レンズは、高度近視の患者に対する近視矯正に多く用いられ、光学領に一般的に負の屈折度数を有し、一般的に前面が平面且つ後面が凹面である設計または両凹の設計とし、その用途によって、乱視設計を付随してもよい。
【0006】
眼内レンズは、その図られる光学機能によって複数の種類に区分されており、例えば球面および非球面の眼内レンズまたは乱視矯正が付加されるToric単焦点眼内レンズ等の、最も優れる遠見視力の実現を目標とする単焦点眼内レンズと、遠・中・近見視力を目標とする各種の多焦点眼内レンズと、全距離の視力を目標とする調節可能な眼内レンズ等を含む。
【0007】
白内障患者は、一般的に手術前の長い間に視覚的ぼけ、明度の低下やコントラスト感度の低下などの視覚的問題を経験し、かつ中高年者は、水晶体の分光透過率が青年者より低いため、単焦点眼内レンズの挿入後、多くの患者に羞明やめまいなどの不快感が現れる。これは、単焦点眼内レンズによって、全体の光エネルギーを網膜に照射したため、患者自身の状態に対して、画像の明度および鮮明度がともに高すぎるからである。そして、単焦点眼内レンズが提供してくる解像度は、眼の区別できる限界よりも高く、解像度が過剰である。臨床上、アンチブルーライトのイエローの眼内レンズを用いることで、羞明をある程度で緩和できるが、色覚的に敏感である一部の光は濾過され、色差の問題を来し、且つ眼内レンズによって提供される過剰な解像度を依然として有効に利用できていない。さらに、単焦点眼内レンズが挿入された患者にとって、中間距離および近距離の視力がないことは一般的な問題であり、患者が遠用焦点以外の距離にあるいずれかの物体も鮮明に見えなく、生活の質に影響が出てくる。
【0008】
多焦点眼内レンズは、回折や分節状屈折の方式で、光エネルギーを別々の像点に分配し、遠見、近見の機能を奏することで、患者の中間距離、近距離の視力欠損の問題を解決するものである。像点の設置によって、2焦点や3焦点等様々の形態に区分できる。多焦眼内レンズは、その光エネルギー分配のメカニズムによって、暗い像面、グレア、像点の非連続などの問題が一般的に存在し、各像面の相互干渉および光エネルギーの損失により、解像度を、眼の区別できる限界以下に急速に低下させ、各種の収差が網膜で明確に感知され、遠近視学の質ともに悪く、眼内レンズによる全距離視力の実現にあたって、その過渡期の製品であるとされている。
【0009】
これをベースに導入された被写界深度の大きい眼内レンズは、自身が一定の加入屈折力を備えたものであり、幅の小さい近見距離を提供でき、眼自身の被写界深度の一部を利用して近見距離の拡張を図り、像点非連続の問題を解決できる。被写界深度の大きい眼内レンズは、主に2つのタイプに区分される。1つは、多焦点眼内レンズと類似する設計方法を採用して、加入屈折力を非常に小さく設計するものであり、典型的な例として、AMO会社のSymfony ZXR00眼内レンズ(US8747,466B2)がある。しかし、このようなものは、多焦点眼内レンズと同様に、グレアの欠点は改善されておらず、且つ近見距離が非常に限られている。もう1つは、高次収差の介入手法を採用するものである。そのようなものは、瞳孔によって高次収差が制限され、瞳孔が大きいほど、近見の効果が強くなり、通常の瞳孔サイズ、例えば3mm以内の瞳孔では、効果が非常に限られている一方、瞳孔の大きい場合、解像度が低すぎて、グレアのような視覚干渉が生じてくる。
【0010】
現在、過剰な解像度を有効且つ合理的に利用して被写界深度を拡張可能な眼内レンズは存在していない。
【0011】
接触レンズは、眼の外部に装着され、眼の組織に接触して眼の結像系の屈折状態を矯正するためのものである。接触レンズは、角膜レンズと強膜レンズに区分される。角膜レンズとは、角膜のみを覆い、強膜に接触しない接触レンズであり、ハードおよびソフトの2種類に区分され、ハードの角膜レンズは「RGP」と通称されるものであり、ソフトの角膜レンズは、「コンタクトレンズ」と通称されるものである。強膜レンズとは、角膜および強膜の一部を同時に覆う接触レンズである。接触レンズは、一般的に負の屈折度数を有し、光学部が前面および後面の2つの面を備え、後面は、眼の角膜または角膜および強膜と形状がほぼ一致していて、凹面であり、前面は、屈折能力を図るためのものであり、一般的に凸面である。その光学性能から見て、主に単焦点接触レンズ、Toric接触レンズおよび多焦点接触レンズを含む。単焦点接触レンズは、主として単純な遠視または近視の屈折異常の矯正に用いられる。Toric接触レンズは、主として、乱視もある屈折異常の矯正に用いられる。多焦点接触レンズは、主として老眼または調節力不足の眼に対する視力矯正に用いられ、遠見領域の屈折力と近見領域の屈折力を提供し、場合によって中間距離領域の屈折力を提供する。多焦点接触レンズは、多くの老眼者に対して、視力の改善を提供したが、レンズが十分な動的特性に達して且つそれを維持した場合、即ち、角膜の表面において十分に移動した場合のみ、十分で効果的な視覚を得ることができる。それでも、上記の結果が得られた時に、放射能の流束分離、即ち、異なる屈折度数を有する2つの領域によって有効に分離されることが生じ、過渡視覚および夜間視覚に関する装着者の視覚能力を損ない、二次画像または「ゴースト」の画像が生じ得る。このように、装着者に鮮明な遠距離視力および鮮明な近距離視力をともに提供することさえも依然として課題となっていて、この目標を達成するために生じてきた視覚的な不快感や視覚障害を軽減または回避もできていないのも言うまでもない。
【0012】
現在、過剰な解像度を有効且つ合理的に利用し、被写界深度を拡張可能な接触レンズも、存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明の解決しようとする課題は、過剰な解像度を有効且つ合理的に利用し、被写界深度を拡張することである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明の一側面は、人工レンズに関する。本発明の一側面(後述する「第2側面」)にかかる人工レンズは、従来の単焦点人工レンズにおける過剰な解像度を合理的に利用し、人工レンズ眼の達成できる視力範囲を閾値とし、非球面を利用して人工レンズに焦点シフトの能力を生じさせることで、人工レンズ眼の被写界深度を拡張する。眼に本発明の一側面の人工レンズが挿入または装着されると、視覚解像度を影響することなく、瞳孔に依存しない、グレア干渉なしの遠・中・近の全距離視力や柔和な術後/装着後の視学質が得られる。
【0015】
本発明の一側面の第1実施例によれば、人工レンズが提供され、当該人工レンズの光学部には、その中心に位置する焦点拡張エリアが含まれ、前記焦点拡張エリアの前面と/または後面は非球面であり、二次元座標の平面rZ上における前記非球面の曲線は下式によって表現され、
【0016】
【0017】
ここで、Rは、前記非球面のベース球面の曲率半径とし、rは、前記曲線上の任意点から横軸Zまでの垂直距離とし、A2iは、非球面の高次項の係数とし、m、nはいずれも1以上の整数でかつn>mとし、Qは、非球面係数とし、
前記非球面の面形上の各点は、前記曲線が横軸Z周りに回転して対称変化することで得るものであり、
前記人工レンズのr=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値|ΔD|は、|ΔD|≧0.50Dである。
本発明の一側面の第1実施例によれば、本発明の一側面の第2実施例において、前記人工レンズは、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差|ΔD|は、ΔD≧0.50Dである。
【0018】
本発明の一側面の第1実施例によれば、本発明の一側面の第3実施例において、前記人工レンズは、眼のモデルにおいて、3mmの口径且つ100lp/mmの空間周波数でのMTFが0~0.42であり、好ましくは0.13~0.37であり、より好ましくは0.13~0.28である。
【0019】
本発明の一側面の第1実施例によれば、本発明の一側面面の第4実施例において、前記人工レンズは、白内障患者の本来の水晶体に代わる無水晶体眼用眼内レンズとして具体的に実現される。
【0020】
本発明の一側面の第4実施例によれば、本発明の一側面の第5実施例において、前記無水晶体眼用眼内レンズは、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値|ΔD|が0.60D~2.70Dであり、好ましくは|ΔD|が1.00D~2.70Dである。
【0021】
本発明の一側面の第4実施例によれば、本発明の一側面の第6実施例において、前記無水晶体眼用眼内レンズは、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差ΔDが0.60D~2.49Dであり、好ましくはΔDが1.00D~2.49Dである。
【0022】
本発明の一側面の第4実施例によれば、本発明の一側面の第7実施例において、下式のように、前記非球面のr=1.5mmの箇所における高度とr=1.0mmの箇所における高度との差により無水晶体眼用眼内レンズの非球面度合いが表現され、即ち、
【0023】
Δz=z(r=1.5)-z(r=1.0)
【0024】
ここで、Δzは、前記非球面の面形の高度の差とし、z(r=1.5)は、前記非球面上の、横軸Zまでの垂直距離が1.5mmとなる箇所における前記非球面の高度とし、z(r=1.0)は、前記非球面上の、横軸Zまでの垂直距離が1.0mmとなる箇所における前記非球面の高度とし、
前記無水晶体眼用眼内レンズの前記非球面がr=1.5mmの箇所における高度とr=1.0mmの箇所における高度の差Δzは、0.002~0.138mmであり、好ましくは0.003~0.138mmであり、より好ましくは0.004~0.138mmである。
【0025】
本発明の一側面の第4実施例によれば、本発明の一側面の第8実施例において、前記非球面は、等価曲率半径の比例係数ηによって限定され、比例係数ηは、二次元座標の平面rZにおける非球面の曲線上の異なる位置での等価曲率半径
【0026】
【0027】
(以降、「R*」と表記する)の比例であり、
等価曲率半径R*は、下式によって表現され、
【0028】
【0029】
ここで、rは、曲線上のある点から横軸Zまでの垂直距離とし、すなわち、当該点と頂点の間の非球面の高度差であり、z(r)は、曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離とし、
前記無水晶体眼用眼内レンズの前記非球面がr=1.5mmの箇所とr=1.0mmの箇所との比例係数ηは、0.44~10.00であり、好ましくは0.46~10.00である。
【0030】
本発明の一側面の第4実施例によれば、本発明の一側面の第9実施例において、前記非球面は、比例係数ηによって限定され、前記比例係数ηは、二次元座標の平面rZにおける前記非球面の曲線上の異なる位置での等価曲率半径R*の比例であり、
ここで、等価曲率半径R*は下式によって表現され、
【0031】
【0032】
ここで、rは、曲線上のある点から横軸Zまでの垂直距離とし、すなわち、当該点と頂点の間における非球面の高度差であり、z(r)は、曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離とし、
前記無水晶体眼用眼内レンズの前記非球面のr=1.5mmの箇所とr=1.0mmの箇所との比例係数ηは、0.44~0.99であり、好ましくは0.46~0.99である。
【0033】
本発明の一側面の第1実施例によれば、本発明の一側面の第10実施例において、前記人工レンズは、水晶体のある眼に挿入され屈折矯正機能を奏する有水晶体眼内レンズとして実現される。
【0034】
本発明の一側面の第10実施例によれば、本発明の一側面の第11実施例において、前記有水晶体眼内レンズは、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値|ΔD|が0.50D~4.04Dであり、好ましくは|ΔD|が0.84D~4.04Dである。
【0035】
本発明の一側面の第10実施例によれば、本発明の一側面の第12実施例において、前記有水晶体眼内レンズは、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差ΔDが0.50D~3.06Dであり、好ましくはΔDが1.01D~3.06Dである。
【0036】
本発明の一側面の第10実施例によれば、本発明の一側面の第13実施例において、前記非球面のr=1.5mmの箇所における高度とr=1.0mmの箇所における高度との差によって、有水晶体眼内レンズの非球面度合いが表現され、即ち、
【0037】
Δz=z(r=1.5)-z(r=1.0)
【0038】
ここで、Δzは、前記非球面の面形の高度の差とし、z(r=1.5)は、前記非球面上の、横軸Zまでの垂直距離が1.5mmとなる箇所における前記非球面の高度とし、z(r=1.0)は、前記非球面上の、横軸Zまでの垂直距離が1.0mmとなる箇所における前記非球面の高度とし、
前記有水晶体眼内レンズの前記非球面のr=1.5mmの箇所における高度とr=1.0mmの箇所における高度との差ΔZは0.009~0.146mmである。
【0039】
本発明の一側面の第10実施例によれば、本発明の一側面の第14実施例において、前記非球面は、等価曲率半径の比例係数ηによって限定され、比例係数ηは、二次元座標の平面rZにおける前記非球面の曲線上の異なる位置での等価曲率半径R*の比例であり、
等価曲率半径R*は下式によって表現され、
【0040】
【0041】
ここで、rは、曲線上のある点から横軸Zまでの垂直距離とし、すなわち、当該点と頂点の間における非球面の高度差であり、z(r)は、曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離とし、
前記有水晶体眼内レンズの前記非球面のr=1.5mmの箇所とr=1.0mmの箇所との比例係数ηは、0.74~1.23であり、好ましくは1.01~1.23である。
【0042】
本発明の一側面の第1実施例によれば、本発明の一側面の第15実施例において、前記人工レンズは、眼の外部に装着される接触レンズとして具体的に実現される。
【0043】
本発明の一側面の第15実施例によれば、本発明の一側面の第16実施例において、前記接触レンズのr=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値|ΔD|は0.50D~1.515Dであり、好ましくは|ΔD|は0.627D~1.515Dである。
【0044】
本発明の一側面の第15実施例によれば、本発明の一側面の第17実施例において、前記接触レンズのr=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差ΔDは0.50D~1.445Dであり、好ましくはΔDは0.627D~1.445Dである。
【0045】
本発明の一側面の第15実施例によれば、本発明の一側面の第18実施例において、前記非球面のr=1.5mmの箇所における高度とr=1.0mmの箇所における高度との差によって、接触レンズの非球面度合いが表現され、即ち、
【0046】
Δz=z(r=1.5)-z(r=1.0)
【0047】
ここで、Δzは非球面の面形の高度の差とし、z(r=1.5)は、非球面上の、横軸Zまでの垂直距離が1.5mmとなる箇所における非球面の高度であり、z(r=1.0)は、非球面上の、横軸Zまでの垂直距離が1.0mmとなる箇所における非球面の高度とし、
前記接触レンズの前記非球面のr=1.5mmの箇所における高度とr=1.0mmの箇所における高度の差Δzは、0.0389~0.0946mmであり、好ましくは0.0431~0.0946mmである。
【0048】
本発明の一側面の第15実施例によれば、本発明の一側面の第19実施例において、前記非球面は、等価曲率半径の比例係数ηによって限定され、比例係数ηは、二次元座標の平面rZにおける前記非球面の曲線上の異なる位置での等価曲率半径R*の比例であり、
等価曲率半径R*は下式によって表現され、
【0049】
【0050】
ここで、rは、曲線上のある点から横軸Zまでの垂直距離とし、すなわち、当該点と頂点の間の非球面の高度差であり、z(r)は、曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離とし、
前記接触レンズの前記非球面のr=1.5mmの箇所とr=1.0mmの箇所との比例係数ηは、0.978~1.026であり、好ましくは0.978~0.99である。
【0051】
本発明の一側面の第1~第19実施例のうちのいずれか1項によれば、本発明の一側面の第20実施例において、前記焦点拡張エリアは、直径4.0mm以下の範囲内に分布し、好ましくは直径3.5mm以下の範囲内に分布し、より好ましくは、直径3.0mm以下の範囲内に分布している。
【0052】
本発明の一側面の第1~第19実施例のうちのいずれか1項によれば、本発明の一側面の第21実施例において、前記人工レンズの光学領は、前記焦点拡張エリアの外側に位置し、前記人工レンズの屈折度数を滑らかに過渡される環形の過渡エリアと、前記過渡エリアの外側に位置し、収差に対する修飾および矯正の役割を有る環形の収差補正エリアとをさらに含む。
【0053】
本発明の一側面の第21実施例によれば、本発明の一側面の第22実施例において、前記過渡エリアの幅は、0.25mm以上であり、好ましくは0.25~2.0mmであり、より好ましくは0.25~1.0mmである。
【0054】
本発明の一側面の第21実施例によれば、本発明の一側面の第23実施例において、前記過渡エリアは、複数の環形領域の組み合わせである。
【0055】
本発明の一側面の第24実施例によれば、眼の過剰な解像度を利用して焦点拡張が図られる人工レンズの製造方法であって、
(1)人工レンズ眼の視力需要に応じて、人工レンズ眼の解像度限界dを特定するステップと、
(2)前記人工レンズ眼の解像度限界dに基づき、前記人工レンズ眼のカットオフ空間周波数fjを特定するステップと、
(3)前記カットオフ空間周波数fjおよびMTFと空間周波数fとの曲線MTF(f)に基づき、期待空間周波数(カットオフ空間周波数fj)のMTF値であるMTF(fj)を特定するステップであって、前記MTFと空間周波数との曲線は、MTF=a0+a1f+a2f2+・・・anfnのように表現され、a0、a1、a2、・・・anは多項式の係数であるステップと、
(4)前記人工レンズは、眼のモデルにおいて、口径3mmで、前記期待空間周波数(カットオフ空間周波数fj)における最低MTF値が前記MTF(fj)となるように、人工レンズを製造するステップとを含む人工レンズの製造方法を提供する。
【0056】
本発明の一側面の第24実施例によれば、本発明の一側面の第25実施例において、前記ステップ(4)は、前記人工レンズを有する人工レンズ眼によって達成できる視力範囲を、「タンブリングE」の視標および小数で記録する場合に、視力(小数記録VA)が0.5~1.2になり、好ましくは0.5~1.0になり、より好ましくは0.5~0.8になるようにするステップをさらに含む。
【0057】
本発明の一側面の第24実施例によれば、本発明の一側面の第26実施例において、前記ステップ(4)は、前記人工レンズを、眼モデルにおいて、口径3mmで、空間周波数100lp/mmにおけるMTFが0~0.42であり、好ましくは0.13~0.37であり、より好ましくは0.13~0.28であるようにするステップをさらに含む。
【0058】
本発明はさらに、(後述する「第1側面」として)前面と後面とを有する光学部を備える眼内レンズであって、前記前面および前記後面のうちの一方は、非球面を有し、他方は、多焦点構成を有し、前記多焦点構成によって、前記眼内レンズに2つまたはより多くの焦点が備えられることで、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での前記眼内レンズの焦点距離応答曲線において、2つまたはより多くのピークがあり、前記2つまたはより多くのピークのうち、少なくとも一対の隣接ピークに対応する屈折度数の差の絶対値は、1.6D以上であり、前記少なくとも一対の隣接ピーク間のMTF最低値は、0.05以上である眼内レンズを提供する。
【0059】
一部の実施例において、二次元座標の平面rZにおける前記非球面の曲線は、下記の式によって表現される。
【0060】
【0061】
ここで、Rは、前記非球面のベース球面の曲率半径とし、rは、前記曲線上の任意点から横軸Zまでの垂直距離とし、z(r)は、曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離とし、A2iは、非球面の高次項の係数であり、m、nはいずれも1以上の整数でかつn>mとし、Qは、非球面係数とし、
前記非球面の面形上の各点は、前記曲線が横軸Z周りに回転して対称変化することで得るものであり、
前記非球面は、二次元座標の平面rZにおける前記非球面の曲線上の異なる位置での等価曲率半径R*の比例である比例係数ηによって限定され、
等価曲率半径R*は、下式によって表される。
【0062】
【0063】
ここで、rは、曲線上のある点から横軸Zまでの垂直距離であって、すなわち、当該点と頂点との間の非球面における高度差であり、z(r)は、曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離である。
【0064】
前記非球面は、r=1.5mmの箇所とr=1.0mmの箇所における比例係数ηが1.02~1.93であり、好ましくは1.04~1.86であり、より好ましくは1.06~1.86である。
【0065】
一部の実施例において、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での前記眼内レンズの焦点距離応答曲線において、少なくとも一対の隣接ピークの屈折度数の差の絶対値は、1.6D~2.8Dであり、好ましくは2.0D~2.5Dであり、より好ましくは2.2D~2.5Dであり、さらに好ましくは2.4~2.5Dである。
【0066】
一部の実施例において、前記非球面は、眼内レンズの光学部の中心位置の直径5mm以内に位置し、好ましくは直径4mm以内の範囲に位置し、より好ましくは直径3mm以内の範囲に位置する。
【0067】
一部の実施例において、前記眼内レンズは2つまたは3つの焦点を有する。
【0068】
一部の実施例において、前記多焦点構成は、複数の回折リングであり、そのうち、光学部の中心に最寄りの回折リングの半径は0.59~0.80mmであり、好ましくは0.63~0.72mmであり、より好ましくは0.63~0.68mmであり、さらに好ましくは0.63~0.64mmである。
【0069】
一部の実施例において、前記眼内レンズは、光学部の直径3mmの範囲内における回折リングの数が3~7個であり、好ましくは4~5個であり、より好ましくは5個である。
【0070】
一部の実施例において、前記回折リングにおいて、r軸から最も離間する位置を第1位置とし、r軸から最も近接する位置を第2位置とし、前記第1位置からr軸までの距離と前記第2位置からr軸までの距離との差を前記回折リングの高度とすると、前記回折リングの高度は1.02~2.66μmである。
【0071】
本発明はさらに、前面と後面とを有する光学部を備え、2つまたはより多くの焦点を有する眼内レンズの製造方法であって、
(1)眼の被写界深度を特定するステップと、
(2)前記眼内レンズの2つまたはより多くの焦点のうち、少なくとも一対の隣接焦点の屈折度数の差の絶対値が1.6D以上になるように、前記2つまたはより多くの焦点のそれぞれに対応する屈折度数を特定するステップと、
(3)前記非球面による被写界深度と、前記2つまたはより多くの焦点のうちの前記少なくとも一対の隣接焦点の屈折度数の差の絶対値とは、眼の被写界深度と前記非球面による被写界深度との合計が前記少なくとも一対の隣接焦点の屈折度数の差の絶対値よりも小さくならないような関係を満たすように、非球面を特定するステップと、
(4)前記前面および後面のうちの一方には、前記ステップ(3)で特定された非球面が備えられるとともに、他方には、前記ステップ(2)で特定された個々の屈折度数を有する2つまたはより多くの焦点を提供する多焦点構成が備えられるように、眼内レンズを製造するステップと、を含む眼内レンズの製造方法を提供する。
【0072】
一部の実施例において、前記ステップ(3)において、前記非球面による被写界深度と、前記2つまたはより多くの焦点のうちの前記少なくとも一対の隣接焦点の屈折度数の差の絶対値とは、眼の被写界深度と前記非球面による被写界深度との合計が前記少なくとも一対の隣接焦点の屈折度数の差の絶対値に等しくなるような関係を満たすように、非球面を特定する。
また、一部の実施例において、前記ステップ(4)は、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での前記眼内レンズの焦点距離応答曲線において、少なくとも一対の隣接ピーク間のMTF最低値が0.05以上になるように、眼内レンズを製造するステップをさらに含む。
【0073】
用語説明
【0074】
眼内レンズの屈折力とは、眼内状態において、波長546.07nmの近軸光の換算焦点距離の逆数であって、その単位がメトールの逆数(m-1)で、当該単位を「ディオプトリ」で表示し、記号が「D」である。
【0075】
眼内レンズの遠用屈折力とは、遠方物体が結像する屈折力である。
【0076】
眼内レンズの近用屈折力とは、近方物体が結像する屈折力である。
【0077】
眼内レンズの加入屈折力とは、物体が結像する際の遠用屈折力以外の屈折力と遠用屈折力との差である。
【0078】
2焦点眼内レンズは、一つの遠用屈折力および一つの近用屈折力を備え、遠、近用屈折力の差が加入屈折力となる。3焦点眼内レンズは、一つの遠用屈折力、一つの中間用屈折力および一つの近用屈折力を備え、中間用屈折力と遠用屈折力との差は中間用加入屈折力となり、近用屈折力と遠用屈折力との差は近用加入屈折力となる。その他も同様になる。
【0079】
より一般的に、屈折度数の差で、異なる焦点同士の屈折力の差異を表現する。
【0080】
焦点距離応答曲線とは、眼内レンズによってISO標準眼モデルにおいて結像し、ある測定口径で、ある空間周波数で、結像光路の異なる位置における眼内レンズのMTFを測定し、得られたMTF値を縦座標とし、結像光路上の位置を横座標として、曲線をプロットする。いくつかの場合において、屈折度数で結像光路上の位置を表し、つまり、横座標は、Dを単位とする屈折度数になり、結像光路上の位置は、下式によって屈折度数に変換される。
【0081】
【0082】
ここで、L0は、ある焦点の光路上における位置であり、mまたはmmを単位とし、D0は、眼内レンズのある焦点の屈折度数であり、Dを単位とし、ΔLは、光路上のある点と眼内レンズのある焦点との間隔であり、ΔDは、対応する当該点とある焦点との屈折度数の差であり、
ΔDは、デフォーカス量であって、焦点距離応答曲線において、結像光路上の異なる位置とある焦点との距離であり、屈折度数に変換された場合に、結像光路上の異なる位置とある焦点との屈折度数の差である。いくつかの場合では、デフォーカス量の大きさがより明瞭に示されるように、前記ある焦点の屈折度数を横座標の原点とする。
【0083】
焦点連続とは、焦点距離応答曲線の2つの隣接ピーク(2つの隣接焦点に対応する)の間におけるMTF最低値は、空間周波数50lp/mmで、0.05以上になることを指す。
【0084】
無水晶体眼用眼内レンズ:白内障患者の取り除かれた水晶体に代わって、白内障手術後の無水晶体眼の屈折状態を矯正するための眼内の人工レンズである。
【0085】
有水晶体眼内レンズ:水晶体のある眼の屈折異常を矯正するための眼内の人工レンズである。
【0086】
接触レンズ:角膜または強膜の表面に装着され、眼の屈折異常を矯正するための人工レンズである。
【0087】
人工レンズ眼:眼内に人工レンズが挿入され、または眼の外部に人工レンズが装着された眼であって、視力を正す他の措置が付加されていない。
【0088】
なお、定義されていなければ、本文に使用される全ての用語の含意は、本発明の属する分野の当業者の理解とは一般的に一致であり、不一致な場合、本説明書およびその定義に準ずる。
【図面の簡単な説明】
【0089】
【
図1】眼の被写界深度による中間距離視力を模式的に示す。
【
図2A】本発明の第1側面の創意工夫を模式的に示すものであって、眼内レンズの多焦点構成により、2つの焦点が提供されたことを模式的に示す。
【
図2B】本発明の第1側面の創意工夫を模式的に示すものであって、眼内レンズの非球面により、被写界深度が拡張されたことを模式的に示す。
【
図2C】本発明の第1側面の創意工夫を模式的に示すものであって、眼内レンズの多焦点構成と眼内レンズの非球面との共働で、2つの隣接焦点の間における連続的視距離の実現を模式的に示す。
【
図3】二次元座標の平面rZにおける前記非球面の曲線およびその上の1点であるMを模式的に示す。
【
図4A】本発明の第1側面に採用される非球面と、従来技術の非球面および球面との曲線の相違を示す。
【
図4B】本発明の第1側面に採用される非球面によって焦点を伸ばすことを模式的に示す。
【
図5】本発明の第1側面の眼内レンズに採用される回折リングの構成およびパラメータを模式的に示す。
【
図6】本発明の第1側面の一実施例による眼内レンズの2つの焦点の間における連続的視距離を模式的に示す。
【
図7】本発明の第1側面の一実施例による眼内レンズは、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での焦点距離応答曲線を示す。
【
図8】本発明の第1側面の一実施例による眼内レンズは、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での焦点距離応答曲線を示す。
【
図9】本発明の第1側面の一実施例による眼内レンズは、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での焦点距離応答曲線を示す。
【
図10】本発明の第1側面の一実施例による眼内レンズは、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での焦点距離応答曲線を示す。
【
図11】本発明の第1側面の一実施例による眼内レンズは、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での焦点距離応答曲線を示す。
【
図12】本発明の第1側面の一実施例による眼内レンズは、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での焦点距離応答曲線を示す。
【
図13】本発明の第1側面の一実施例による眼内レンズは、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での焦点距離応答曲線を示す。
【
図14】本発明の第1側面の一実施例による眼内レンズは、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での焦点距離応答曲線を示す。
【
図15】本発明の第1側面の一実施例による眼内レンズは、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での焦点距離応答曲線を示す。
【
図16】本発明の第1側面の一実施例による眼内レンズは、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での焦点距離応答曲線を示す。
【
図17】本発明の第1側面の一実施例による眼内レンズおよび従来の+2.4D多焦点眼内レンズは、3mmの口径且つ50lp/mmの空間周波数での焦点距離応答曲線を示す。
【
図18】本発明の第1側面による眼内レンズおよび従来の+3.0Dの多焦点眼内レンズは、実験室で米国軍用規格の全距離視標による測定結果を示す。
【
図19A】本発明の第1側面による眼内レンズは、Symfony ZXR00眼内レンズおよび従来の3焦点眼内レンズのそれぞれとの、実験室で米国軍用規格の全距離視標による測定結果の比較図であり、-0.9D~1.2Dのデフォーカス範囲の場合を示す。
【
図19B】本発明の第1側面による眼内レンズは、Symfony ZXR00眼内レンズおよび従来の3焦点眼内レンズのそれぞれとの、実験室で米国軍用規格の全距離視標による測定結果の比較図であり、1.5D~3.6Dのデフォーカス範囲の場合を示す。
【
図20】眼内に挿入された無水晶体眼用眼内レンズの模式図。
【
図21】眼内に挿入された有水晶体眼内レンズの模式図。
【
図22】眼の外部に装着された接触レンズの模式図。
【
図25】遠視力が0.5VAである眼に対応するMTF図。
【
図26】本発明の第2側面による非球面の曲線およびその座標系を示す。
【
図27】本発明の第2側面の無水晶体眼用眼内レンズおよび従来の単焦点眼内レンズの焦点距離の応答曲線で、+0.5D以上の焦点拡張を示す。
【
図28】本発明の第2側面の実施形態によって、焦点深度が拡大され、遠用焦点の視力に影響することなく、グレアなしであることを示す。
【
図29】本発明の第2側面の実施形態と従来の2焦点眼内レンズとの像質比較を示す。
【
図30】本発明の第2側面の無水晶体眼用眼内レンズの3つの領域の設計およびその屈折度数分布の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0090】
人間の眼の被写界深度とは、目がピントを合わせた後、焦点前後のある範囲内において明視な像が形成できることを意味している。関連研究によれば、人間の眼は、焦点前後において約1.5Dの被写界深度を形成可能である。
図1において、F1は人間の眼の近用焦点であり、F2は遠用焦点であり、遠用焦点と近用焦点との間は中間距離と称され、中間距離における視力が中間視力(IV)と称される。人間の眼の被写界深度は、遠用焦点および近用焦点のそれぞれに機能し、同時に遠用焦点および近用焦点の両側に対してそれぞれに片側の被写界深度を提供する。そのうち、焦点よりも近い方向の視力を提供する片側の被写界深度は、前方被写界深度(DOF
f)と称され、焦点よりも遠い方向の視力を提供する片側の被写界深度は、後方被写界深度(DOF
b)と称される。多焦点眼内レンズに対して、近用焦点の後方被写界深度や遠用焦点の前方被写界深度によって、一定の中間視力を提供できる。
【0091】
眼自身の被写界深度が単独に機能すれば、遠用焦点より近い方向および近用焦点より遠い方向にそれぞれ0.75Dの被写界深度を提供できる。多焦点眼内レンズの加入屈折力を1.5D以下(≦1.5D)とすると、被写界深度によって、焦点を連続させることができる。ジョンソン会社のSymfony ZXR00がこの設計原理を採用している。しかし、眼自身の被写界深度には限界があって、多焦点眼内レンズの近用焦点の設計限界が酷く制限され、近見視力の不足をきたした。
【0092】
以下、本発明の第1側面を詳細に述べる。本発明の第1側面は、前後の2つの光学面を備える人工レンズを提供する。前記2つの光学面のうち、一方の光学面は、多焦点構成を有し、2つまたはより多くの焦点を提供し、他方の光学面は、非球面を有する。前記非球面は、眼内レンズに慣用な直径、典型的に3mmの直径内で、本来一点に集光する光線を一節に分配し、焦点ごとにより近い方向に向かう片側の被写界深度の拡張を形成し、眼自身の被写界深度に結合し、2つまたはより多くの焦点のうちの少なくとも一対の隣接焦点を連結し、当該少なくとも一対の隣接焦点の間における連続的視力を実現する一方、近用焦点をより近くなるように拡張し、十分な近見能力を実現する。
図2a~
図2cは、本発明の第1側面の創意工夫を模式的に示す。
図2aは、眼内レンズ100の多焦点構成110によって近用焦点F1および遠用焦点F2が提供されたことを模式的示す。
図2bは、眼内レンズ100の非球面120によって、被写界深度の拡張が提供されたことを模式的に示す。
図2cは、多焦点構成110と非球面120との協働で、2つの隣接する焦点(F1およびF2)の間における連続的視距離の実現を模式的に示す。
図2aおよび
図2cでは、多焦点構成110には、複数の回折リングが含まれる。本発明の第1側面の眼内レンズの多焦点構成は、屈折の方式で、例えば、環形領域屈折や扇形領域屈折などを採用する方式で実現してもよい。
【0093】
本発明の第1側面の眼内レンズは、一方の光学面が非球面を含み、前記非球面が面形の変化で光の集光点を精確に分配し、集光位置を伸ばす。
図4aは、本発明の第1側面に採用される非球面210と、従来の非球面220および球面200との曲線の相違を示していて、
図4bは、本発明の第1側面に採用される非球面によって焦点を伸ばす効果を示した模式図である。二次元座標の平面rZにおける前記非球面の曲線は、下記の式によって表現される。
【0094】
【0095】
ここで、Rは、前記非球面のベース球面の曲率半径とし、rは、前記曲線上の任意点から横軸Zまでの垂直距離とし、A2iは、非球面の高次項の係数とし、m、nはいずれも1以上の整数でかつn>mであり、Qは、非球面係数とし、
前記非球面の面形上の各点は、前記曲線が横軸Z周りに回転して対称変化することで得るものである。
【0096】
前記眼内レンズは、他方の光学面が多焦点構成を有し、多焦点構成によって、眼内レンズに入射した光エネルギーを2つまたはより多くの焦点に分配する。加入屈折力を評価指標とする。加入屈折力と人間の眼の近見距離との間に換算関係がある。表1は、標準な人間の眼モデルで算出された多焦点眼内レンズの加入屈折力と近見距離の理論値との対応関係である。当然、人間の眼の条件によって、対応関係にわずかのばらつきがある。
【0097】
【0098】
本発明の第1側面による技術案では、非球面の提供した被写界深度と多焦点構成が提供した隣接焦点の屈折度数の差との間に、互いに制約且つ影響するという関係がある。例えば、遠近の2つの焦点を有する多焦点眼内レンズについて、眼内レンズの2つの隣接焦点の屈折度数の差の絶対値が高すぎると、非球面の設計の難しさが大幅に増加し、焦点の繋がりを実現するために非球面度を非常に大幅で増加させる必要があり、大きな非球面度によって、眼内レンズに収差の干渉をもたらしやすくなり、結像の質に影響をもたらす。さらに、この場合では、多焦点構成による加入屈折力は、人間の眼に十分な近見距離を実現したため、非球面の近用焦点に対する展延作用が無駄になる。逆に、2つの焦点の屈折度数の差が小さすぎると、非球面度が小さくなり得るが、近見能力が顕著に不足する。故に、多焦点眼内レンズの視距離を連続させ、十分な近見距離を実現するために、非球面の提供した被写界深度と多焦点構成の提供した隣接焦点の屈折度数の差とは、以下のような関係がある。
【0099】
人間の眼の被写界深度+非球面の提供した被写界深度≧少なくとも一対の隣接焦点の屈折度数の差の絶対値。
【0100】
より好ましくは、非球面による被写界深度と多焦点眼内レンズの焦点距離とは、以下のような関係がある。
【0101】
人間の眼の被写界深度+非球面の提供した被写界深度=少なくとも一対の隣接焦点の屈折度数の差の絶対値。
【0102】
ここで、人間の眼の被写界深度は、医学測定統計的データや実験室での眼モデル測定データ、または個体ごとの測定データを含む多くの手法で採り得る。一般的に、医学的統計における人間の眼の被写界深度は、0.5~1.8Dであり、実験室でのISO基準に基づく眼モデルにおいて、標準的な被写界深度は1.5Dである。
【0103】
表2は、前記関係式によって得られた、焦点を連続させる機能がある非球面の被写界深度の設計およびそれとマッチする加入屈折力であって、前記マッチング関係において、人間の眼が得られる合計の近見能力の設計値は、眼の片側の被写界深度(眼の被写界深度の半分)と、非球面の提供した被写界深度と、眼内レンズの加入屈折力との和になる。表では、"明視視力"とは、前記眼内レンズによって真に実現された、明視できる視力である。一般的に、多焦点眼内レンズは、より多くの光エネルギーを遠用焦点に分配し、近用焦点の光エネルギーが低いため、明視できる近見視力が一般的に加入屈折力と非球面の提供した被写界深度との和で現われ、それより近くなると、光エネルギーの影響で、視力の明視度が低下する。本発明の第1側面の実施例において、明視視力とは、50lp/mmでのMTFが約0.1になることを指す。50lp/mmでMTF=0.1によって、眼に約0.4のVA視力を実現できる。50lp/mmでの眼のMTF<0.05になると、MTFが0に近いとみなすことができ、目の解像度が足りなく、視力の非連続な点を呈する。
【0104】
【0105】
多焦点眼内レンズに対して、空間周波数50lp/mmで設計特徴が良好に反映され、3焦点眼内レンズであれば、50lp/mmでの焦点距離応答曲線は、明らかに3つのピークを有する構成になり、同様に、4焦点眼内レンズであれば、50lp/mmでの焦点距離応答曲線は、4つのピークを有する構成になる。2焦点眼内レンズであれば、50lp/mmでの焦点距離応答曲線は、2つのピークを有する構成になる。多焦点眼内レンズの50lp/mmでの焦点距離応答曲線における隣接ピーク間のピッチが1.5Dよりも大きくなると、焦点が非連続になるため、眼の被写界深度が焦点を十分に伸ばすことができなく、隣接ピーク間では明らかにMTF<0.05の視力非連続点が存在する。
【0106】
本発明の第1側面の眼内レンズは、従来の多焦点眼内レンズと明らかに相違する特徴として、本発明の第1側面の眼内レンズにおいて、多焦点構成の存在によって、空間周波数50lp/mmにおける眼内レンズの焦点距離応答曲線は、複数のピークを有する構成を備えさせ、少なくとも一対の隣接するピーク間のピッチが十分に大きく、例えば1.6Dより大きく、または1.6D~2.8Dであり、好ましくは2.0D~2.5Dであり、より好ましくは2.2D~2.5Dであり、さらに好ましくは2.4~2.5Dであるとともに、本発明の第1側面の眼内レンズの多焦点構成と被写界深度の大きい非球面との協働によって、焦点距離応答曲線の少なくとも一対の隣接するピーク間におけるMTF最低値は、空間周波数50lp/mmで0.05以上になることで、
図7ないし
図17に示されるように、非連続点が存在しない。
【0107】
本発明の第1側面の眼内レンズは、非球面が光学部の中心位置の直径5mm以内に、好ましくは4mm以内に、さらに好ましくは3mm以内に位置する。前記非球面は、眼内レンズの光学部の前後面のいずれかに位置してもよい。普通の非球面と区別して、本発明の第1側面の眼内レンズの非球面と球面との面形の相違が極めて大きい。このような面形の相違は、下式のように、光学部のある半径の箇所における前記非球面の面形の高度と同じ曲率半径を有する球面の面形の高度との関係によって限定される。
【0108】
【0109】
hは、光学部の半径1.5mmの箇所にける非球面の面形の高度とし、h0は、非球面と同じ曲率半径を有する球面の面形の高度とし、前記非球面と普通な非球面と球面との面形の相違は桁違いである。
【0110】
【0111】
表4ないし表22は、本発明の第1側面の一部の実施例であって、「ベース面形」とは、眼内レンズの屈折率、屈折力、中心厚、前後面の曲率半径および非球面係数に関する情報であり、回折リングのパラメータとは、眼内レンズにおける回折リングの半径および高度である。
【0112】
本発明の第1側面の一部の実施例において、非球面の提供した被写界深度が0.1D~1.3Dであり、好ましくは0.5D~1.0Dであり、より好ましくは0.7D~1.0Dである。
【0113】
本発明の第1側面の一部の実施例において、非球面は、等価曲率半径の比例係数ηによって限定され、比例係数ηは、下式のように、二次元座標の平面rZにおける非球面の曲線上の異なる位置m、nでの等価曲率半径
【0114】
【0115】
(以降、「R*」と表記する)の比例である。
【0116】
【0117】
等価曲率半径R*は下式によって表される。
【0118】
【0119】
ここで、rは、曲線上のある点から横軸Zまでの垂直距離であって、すなわち、当該点と頂点との間の非球面の高度差であり、
図3を参照して、z
(r)は、曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離である。
【0120】
本発明の第1側面において、前記非球面は、比例係数ηによって限定され、前記比例係数ηは、二次元座標の平面rZにおける前記非球面の曲線上の異なる位置での等価曲率半径R*の比例である。一部の実施例において、下式のように、非球面のr=1.5mmの箇所における等価曲率半径
【0121】
【0122】
とr=1.0mmの箇所における等価曲率半径
【0123】
【0124】
との比例係数ηによって、眼内レンズの非球面度合いが表現される。
【0125】
【0126】
一部の実施例において、本発明の第1側面の眼内レンズの非球面は、r=1.5mmの箇所とr=1.0mmの箇所との比例係数ηが1.02~1.93であり、好ましくは1.04~1.86であり、より好ましくは1.06~1.86である。
【0127】
本発明の第1側面の眼内レンズは、多焦点構成が眼内レンズの光学部の前後面のいずれの面に位置してもよいが、非球面と同一な面に位置しない。
【0128】
一部の実施例において、本発明の第1側面の眼内レンズの多焦点構成が複数の回折リングである。一部の実施例において、前記回折リングのうち第1の回折リングの半径は0.59~0.80mmであり、好ましくは0.63~0.72mmであり、より好ましくは0.63~0.68mmであり、さらに好ましくは0.63~0.64mmである。本発明の第1側面の眼内レンズは、光学部の直径3mmの範囲内において回折リングの数が3~7個であり、好ましくは4~5個であり、より好ましくは5個である。本発明の第1側面の眼内レンズの回折リングの高度は、1.02~2.66μmである。本発明の第1側面において、回折リングの半径とは、光学部の中心から前記回折リングまでの距離であり、第1の回折リングとは、光学部の中心に最も近い回折リングである。
図5は、本発明の第1側面の眼内レンズに採用される回折リングの構成およびパラメータを模式的に示す。ここで、R1およびRiは、それぞれに第1および第iの回折リングとし、riは、第iの回折リングの半径とし、hは、回折リングの高度とする。
【0129】
他の実施例において、本発明の第1側面の眼内レンズの多焦点構成は、屈折の方式で、例えば、環形領域屈折や扇形領域屈折などを採用する方式で実現されてもよい。
【0130】
実施例1
【0131】
ベース面形のパラメータおよび回折リングのパラメータは、それぞれ表4および表5に示される。ここで、ベース面形は、眼内レンズの前後面の曲率半径、中心厚および非球面係数を含む。材料の屈折率を1.46とし、回折型2焦点の設計とし、後面を非球面とし、前面を回折リングとし、第1の回折リングの半径を0.80mmとし、回折リングの高度を1.77μmとし、屈折力を36.0Dとし、加入屈折力を+1.6Dとし、焦点深度を0.10Dとすると、近見+1.70D以上の加入屈折力に対応する近見距離の明視視力を実現でき、3mmの口径かつ50lp/mmの周波数での焦点距離応答曲線は、
図7に示されるように、MTFが遠用焦点および近用焦点に一つずつピーク値を有し、遠用焦点および近用焦点のピーク値の間ではMTFの最小値が0.05以上であり、連続的な焦点を実現できた。
【0132】
【0133】
【0134】
実施例2
【0135】
ベース面形のパラメータおよび回折リングのパラメータは、それぞれ表6および表7に示されるように、材料の屈折率を1.55とし、回折型2焦点の設計とし、後面を非球面とし、前面を回折リングとし、第1の回折リングの半径を0.75mmとし、回折リングの高度を1.02μmとし、屈折力を36.0Dとし、加入屈折力を+1.8Dとし、焦点深度を0.40Dとすると、近見+2.20D以上の加入屈折力に対応する近見距離の明視視力を実現でき、3mmの口径且つ50lp/mmの周波数での焦点距離応答曲線は、
図8に示されるように、MTFが遠用焦点および近用焦点に一つずつピーク値を有し、遠用焦点および近用焦点のピーク値の間ではMTFの最小値が0.05以上になり、0.10に近い。
【0136】
【0137】
【0138】
実施例3
【0139】
ベース面形のパラメータおよび回折リングのパラメータは、それぞれ表8および表9に示されるように、材料の屈折率を1.48とし、回折型2焦点の設計とし、前面を非球面とし、後面を回折リングとし、第1の回折リングの半径を0.71mmとし、回折リングの高度を1.53μmとし、屈折力を20.0Dとし、加入屈折力を+2.0Dとし、焦点深度を0.50Dとすると、近見+2.50D以上の加入屈折力に対応する近見距離の明視視力を実現でき、3mmの口径且つ50lp/mmの周波数での焦点距離応答曲線は、
図9に示されるように、MTFが遠用焦点および近用焦点に一つずつピーク値を有し、遠用焦点および近用焦点のピーク値の間ではMTFの最低値が0.10まで達する。
【0140】
【0141】
【0142】
実施例4
【0143】
ベース面形のパラメータおよび回折リングのパラメータは、それぞれ表10および表11に示されるように、材料の屈折率を1.48とし、回折型2焦点の設計とし、前面を非球面とし、後面を回折リングとし、第1の回折リングの半径を0.68mmとし、回折リングの高度を1.72μmとし、屈折力を14.0Dとし、加入屈折力を+2.2Dとし、焦点深度を0.70Dとすると、近見+2.90D以上の加入屈折力に対応する近見距離の明視視力を実現でき、3mmの口径且つ50lp/mmの周波数での焦点距離応答曲線は、
図10に示されるように、MTFが遠用焦点および近用焦点に一つずつピーク値を有し、遠用焦点および近用焦点のピーク値の間ではMTFの最低値が0.05以上で、0.10に近い。
【0144】
【0145】
【0146】
実施例5
【0147】
ベース面形のパラメータおよび回折リングのパラメータは、それぞれ表12および表13に示されるように、材料の屈折率を1.48とし、回折型2焦点の設計とし、前面を非球面とし、後面を回折リングとし、第1の回折リングの半径を0.65mmとし、回折リングの高度を1.82μmとし、屈折力を14.0Dとし、加入屈折力を+2.4Dとし、焦点深度を0.90Dとすると、近見+3.30D以上の加入屈折力に対応する近見距離の明視視力を実現でき、3mmの口径且つ50lp/mmの周波数での焦点距離応答曲線は、
図11に示されるように、MTFが遠用焦点および近用焦点に一つずつピーク値を有し、遠用焦点および近用焦点のピーク値の間ではMTFの最低値が0.05以上である。
【0148】
【0149】
【0150】
実施例6
【0151】
ベース面形のパラメータおよび回折リングのパラメータは、それぞれ表14および表15に示さるように、材料の屈折率を1.48とし、回折型2焦点の設計とし、前面を非球面とし、後面を回折リングとし、第1の回折リングの半径を0.64mmとし、回折リングの高度を1.91μmとし、屈折力を20.0Dとし、加入屈折力を+2.5Dとし、焦点深度を1.0Dとすると、近見+3.50D以上の加入屈折力に対応する近見距離の明視視力を実現でき、3mmの口径且つ50lp/mmの周波数での焦点距離応答曲線は、
図12に示されるように、MTFが遠用焦点および近用焦点に一つずつピーク値を有し、遠用焦点および近用焦点のピーク値の間ではMTFの最小値が0.05以上である。
【0152】
【0153】
【0154】
実施例7
【0155】
ベース面形のパラメータおよび回折リングのパラメータは、それぞれ表16および表17に示されるように、材料の屈折率を1.46とし、回折型2焦点の設計とし、前面を非球面とし、後面を回折リングとし、第1の回折リングの半径を0.62mmとし、回折リングの高度を2.29μmとし、屈折力を5.0Dとし、加入屈折力を+2.6Dとし、焦点深度を1.1Dとすると、近見+3.70D以上の加入屈折力に対応する近見距離の明視視力を実現でき、3mmの口径且つ50lp/mmの周波数での焦点距離応答曲線は、
図13に示されるように、MTFが遠用焦点および近用焦点に一つずつピーク値を有し、遠用焦点および近用焦点のピーク値の間ではMTFの最小値が0.05以上である。
【0156】
【0157】
【0158】
実施例8
【0159】
ベース面形のパラメータおよび回折リングのパラメータは、それぞれ表18および表19に示されるように、材料の屈折率を1.46とし、回折型2焦点の設計とし、前面を非球面とし、後面を回折リングとし、第1の回折リングの半径を0.60mmとし、回折リングの高度を2.66μmとし、屈折力を5.0Dとし、加入屈折力を+2.8Dとし、焦点深度を1.3Dとすると、近見+4.10D以上の加入屈折力に対応する近見距離の明視視力を実現でき、3mmの口径且つ50lp/mmの周波数での焦点距離応答曲線は、
図14に示されるように、MTFが遠用焦点および近用焦点に一つずつピーク値を有し、遠用焦点および近用焦点のピーク値の間ではMTFの最小値が0.05以上である。
【0160】
【0161】
【0162】
実施例9
【0163】
ベース面形のパラメータおよび回折リングのパラメータは、それぞれ表20および表21に示されるように、材料の屈折率を1.48とし、回折型2焦点の設計とし、前面を非球面とし、後面を回折リングとし、第1の回折リングの半径を0.60mmとし、回折リングの高度を2.10μmとし、屈折力を20.0Dとし、加入屈折力を+2.8Dとし、焦点深度を1.5Dとすると、近見+4.30D以上の加入屈折力に対応する近見距離の明視視力を実現でき、3mmの口径且つ50lp/mmの周波数での焦点距離応答曲線は、
図15に示されるように、MTFが遠用焦点および近用焦点に一つずつピーク値を有し、遠用焦点および近用焦点のピーク値の間ではMTFの最小値が0.05以上である。
【0164】
【0165】
【0166】
以上をまとめ、本発明の第1側面は、眼内レンズであって、眼内レンズの光学部は、前後の2つの光学面を備えて、2つの光学面のうち一方の光学面には、被写界深度を拡張する機能を担う非球面が含まれていて、他方の光学面には、2つまたはより多くの焦点を提供する機能を担う多焦点構成が備えられていて、前記非球面が提供した被写界深度は、前記多焦点構成による2つまたはより多くの焦点のうちの少なくとも一対の隣接する焦点の屈折度数の差の絶対値とマッチし、非球面によって、多焦点構成の焦点を連続させる一方で、近用焦点の方向に被写界深度で近見視力を拡張し、切れ目のない連続的全距離視力および十分な近見視力を実現することを特徴とする。本発明の第1側面の眼内レンズは、空間周波数50lp/mmでの焦点距離応答曲線が、複数のピークを有する構造を備えており、少なくとも一対の隣接するピークの屈折度数の差の絶対値が1.6D以上になり、且つ当該少なくとも一対の隣接するピークの間ではMTF最低値が0.05以上で、視距離を連続させている。
【0167】
本発明の第1側面の創意工夫は、3焦点や4焦点などの多焦点の眼内レンズにも適用できる。表22は、本発明の第1側面の主旨を3焦点眼内レンズの実施例10に遂行するものである。当該実施例10において、材料の屈折率を1.48とし、水晶体の屈折力を14.0Dとし、光学部を両凸構造とし、被写界深度の大きい非球面が眼内レンズの前面に位置し、回折リングが眼内レンズの後面に位置し、直径3mmの範囲内に7個の回折リングが分布するようにして、第1の回折リングの半径を0.55mmとし、回折リングの高度を2.29μmと1.53μmとで交替に分布するようにした。眼内レンズの回折リングが提供した近見の加入屈折力は、+3.20Dで、中間距離の加入屈折力は、+1.6Dで、眼内レンズの非球面は、3mmの口径において、0.7Dの被写界深度を提供することで、3つの焦点を互いに連続させ、明視できる近見距離を3.90Dまで拡張させた。3mmの口径且つ50lp/mmの周波数での焦点距離応答曲線は、
図16に示されるように、MTFが遠用焦点、中間焦点および近用焦点に一つずつのピーク値、合計3つのピーク値を有し、隣接するピークの間では、MTFの最低値が0.05以上で、0.10に近い。
【0168】
【0169】
【0170】
中国特許出願201510010026.9および201610993382.1は、非球面と通じて多焦点眼内レンズに一定の球面収差を付与し、光線を焦点間に偏向させることで、多焦点および3焦点眼内レンズの中間視力を高めるような多焦点眼内レンズを提供した。しかし、それは、焦点を完全に連結させる作用を発揮できなく、かつその非球面はいずれかも普通の非球面範疇に属し、大きな瞳孔であるような条件でマイクロメートルのレベルの球面収差になるように呈され、大きな瞳孔の光学面が完全に使用される条件だけで(例えば、5.0mmより大きい)目的が実現でき、日常の正常瞳孔の条件では作用を発揮できない。前記のように、本発明の第1側面の非球面は、普通な非球面と非球面度とは桁違いの相違が存在しており、正常瞳孔の条件で焦点の拡張を実現でき、かつ回折リングとの整マッチング設計が必要とされ、焦点を完全に連結させる作用を発揮する。
【0171】
実施効果
【0172】
実施例5を例にして、屈折力を20.0Dとし、加入屈折力を+2.4Dの回折リングに、0.9Dの被写界深度を提供可能な非球面を付与し、目の片側の被写界深度DF1を0.75Dとすると、遠用焦点F2における眼の片側の被写界深度DF1と非球面の提供した被写界深度DF2と近用焦点F1における目の片側の被写界深度DF1との和が2.4Dになる。故に、回折リングを+2.4Dに設計すれば、
図6に示されるように、遠用焦点F2および近用焦点F1の間の視距離を連続的に確保でき、且つ非球面は、近用焦点F1に対して、片側の被写界深度を拡張する作用も発揮するとともに、近用焦点F1以内にも視力が得られる。
【0173】
当該実施例で達成できる近見限界として、
多焦点加入屈折力(2.4D)+非球面による大きな被写界深度(0.9D)+眼の片側の被写界深度=4.05D
のようになる。
【0174】
実際に、眼の片側の被写界深度は近用焦点側において、光エネルギーが低いため、一般的に明視視力が得られる近用焦点として、
多焦点加入屈折力(2.4D)+非球面による大きな被写界深度(0.9D)=3.3D
のようになる。
【0175】
故に、当該実施形態では、眼内レンズによって、無限遠から+3.3Dまでの範囲に、全距離連続かつ明視な視力を実現できる。
【0176】
図17は、本発明の第1側面の眼内レンズおよび従来の+2.4D多焦点眼内レンズの空間周波数50lp/mmにおける焦点距離応答曲線を示している。同図から、本発明の第1側面の眼内レンズは、非球面の大きな被写界深度の作用によって、遠用焦点および近用焦点の2つの焦点における焦点距離の応答に関して若干低下したが、遠用焦点から近方に向かう方向、遠用焦点から遠方に向かう方向および2つの焦点の間では、焦点距離の応答性が高まったことがわかる。近用焦点よりも近い方向にも、焦点距離の応答性も相応的に高められた。回折リング構造の2焦点の設計によって、眼内レンズの焦点距離応答曲線に2つのピークを有する構造が備えられ、大きな被写界深度の非球面構造によって、眼内レンズの2つの隣接する焦点の間では、MTF<0.05にならないようにさせ、連続的視距離が実現される。
【0177】
図18は、本発明の第1側面による眼内レンズおよび従来の+3.0Dの多焦点眼内レンズの、実験室で米国軍用規格の全距離視標の測定結果を示している。
図18において、上段の視標は、本発明の第1側面による眼内レンズの測定結果であり、下段の視標は、従来の+3.0Dの多焦点眼内レンズの測定結果である。それで、回折リングは+2.4Dの加入屈折力しか実現できていないが、本発明の第1側面による眼内レンズは、+3.3Dの加入屈折力でも明視でき、従来の多焦点眼内レンズと異なり、本発明の第1側面の眼内レンズによる視力が全距離で連続的になることがわかる。
【0178】
図19aおよび
図19bは、本発明の第1側面による眼内レンズと、Symfony ZXR00眼内レンズおよび従来の3焦点眼内レンズのそれぞれとの、実験室で米国軍用規格の全距離視標の測定結果の比較図である。
図19aおよび
図19bにおいて、上段の視標は、本発明の第1側面による眼内レンズの測定結果であり、中段の視標は、従来の+3.0Dの多焦点眼内レンズの測定結果であり、下段の視標は、Symfony ZXR00眼内レンズの測定結果である。それで分かるように、Symfony ZXR00眼内レンズは、全距離で連続的視力が得られるが、近見能力が不足していて、従来の3焦点眼内レンズは、遠・中・近見視力が得られ、且つ近見能力が十分であるが、視距離が非連続的になり、切れ目があり、且つ像面が暗い。一方、本発明の第1側面による眼内レンズは、十分な近見視力が得られ、且つ切れ目がなく全距離で連続し、像面の明るさが従来の3焦点眼内レンズよりも優れる。
【0179】
以下に本発明の第2側面を詳細に述べる。本発明の第2側面による人工レンズは、無水晶体眼用眼内レンズと、有水晶体眼内レンズと、接触レンズとを含む。
【0180】
図20は、眼内に挿入された無水晶体眼用眼内レンズの模式図を示している。同図において、符号5は無水晶体眼用眼内レンズを指し、符号6は虹彩を指し、符号7は角膜を指し、符号8は毛様溝を指している。
【0181】
図21は、眼内における有水晶体眼内レンズの模式図を示している。同図において、符号9は有水晶体眼内レンズを指し、符号6は虹彩を指し、符号7は角膜を指し、符号8は毛様溝を指し、符号10は本来の水晶体を指している。
【0182】
図22は、接触レンズが眼外部に装着された模式図を示している。同図において、符号11は接触レンズを指し、符号6は虹彩を指し、符号7は角膜を指し、符号8は毛様溝を指し、符号10は本来の水晶体を指している。
【0183】
以下の具体的な実施例は、単に本発明の第2側面をさらに解釈して説明するものに過ぎなく、本発明の第2側面は以下の具体的な実施形態に限定されない。本発明の原則、要旨に合致し且つ範囲内であれば、これらの実施形態に基づいて変化を加えたものも本発明の保護範囲内にある。
【0184】
視力とは、視学的解像力であり、眼によって区別できる外界の2つの物点間の最小距離という能力であり、通常は視角で評価され、視角が小さいほど、視力がより優れる。臨床上、視力表の設計によって、異なる表現手法になり、欧米では分数法で視力を記録し、測定距離を分子にして、視標が被測定眼に対して視角5分を張る際の被測定眼点までの距離を分母にする。例えば、測定距離を20ftとし、被測定眼の鮮明に見える最小視標は、被測定眼から40ftの距離で被測定眼に対して視角5分を張るようにすると、分数視力は20/40になる。また、測定距離を6mとし、被測定眼の鮮明に見える最小視標は、被測定眼から24mの距離で被測定眼に対して視角5分を張るようにすると、分数視力は6/24になる。小数視力は、分数視力の比率であり、例えば分数視力が20/40であれば、小数視力が0.5になる。小数視力を、視標が標準的測定距離に、被測定眼に対して張った視角の逆数で表してもよい。例えば、被測定眼の鮮明に見える最小視標は、標準的測定距離で被測定眼に対して視角2分を張るとすると、当該視標が1/2になり、すなわち0.5になる。5分法視力は、視標が標準的測定距離で被測定眼に対して張った視角MAR(すなわち、小数視力の逆数)を決定しておき、当該視角の常用対数log MARを算出し、5から視標のlog MARの算出値を引いたものである。例えば、0.5視標の逆数である2、lg2=0.3、5-0.3=4.7となり、ただそれらの意味は共通である。本発明の第2側面は、「タンブリングE」の視標、小数記録VAを例にして説明する。
【0185】
小数記録VAは、下式のように、視角の逆数で視力を表現する。
【0186】
【0187】
視角の単位は、アーク分であり、すなわち(1/60)°である。故に、視力のVA値は、0.5であり、それに対応する視角は、2アーク分=(2/60)°になる。
【0188】
「
タンブリングE」の視標の表現形態は、
図23における「E」が示したように、異なる視力間で、Eの大きさが異なる。遠見力に関して、眼が視標から6m離れて、視標の高度が下記のように換算できる。
【0189】
【0190】
仮に眼軸の長さが24mmである場合に、同様に、眼内に結像した当該視標の像の高度は、下記のようになる。
【0191】
【0192】
眼内に結像した当該視標の像の高度は、遠見力が0.5VAの人の区別できる限界である。
【0193】
人工レンズのMTFとは、人工レンズを眼モデルに入れ、眼モデルとともに一つの光学系を形成し、人工レンズ眼のMTFをシミュレーションして検出するものであって、その結像と、人工レンズ眼の内部における遠方物体の結像とは、原理や構造上に同じであるため、眼モデルにける人工レンズの達したMTF値は、当該IOLが挿入された眼の光学質を代表でき、MTFのオフセット空間周波数で眼の解像度限界を表現できる。
【0194】
典型的なMTFは、
図24に示されたように、そのMTF曲線と横軸との交点は、即ち光学系の区別できる限界であって、カットオフ空間周波数とも称される。空間周波数の単位は、lp/mmであり、つまり1mm内に区別できる線対(ラインペア)の数である。
【0195】
視力が0.5VAである眼が区別できる解像度限界d≒0.014mmを、空間周波数に換算すると、遠見力の場合において、眼のカットオフ空間周波数は下式のようになる。
【0196】
【0197】
すると、遠見力が0.5VAである眼に対応するMTF図は、
図25のようになる。
【0198】
上記のような眼の解像度限界dおよびカットオフ空間周波数fjを算出する方法の他に、その他の計算手法もある。例えば、眼の解像度限界は、最小解像角で、d=1.22λ/Dとして表現されてもよい。ここで、λは波長であり、Dは眼の瞳孔直径である。すると、カットオフ空間周波数fjは、fj=a/dとして表現でき、αは視角である。
【0199】
図25における類似の三角形関係に基づいて、空間周波数50lp/mmのMTF
50を下式のように算出できる。
【0200】
【0201】
よって、眼モデルにおける人工レンズのMTFは、50lp/mmの空間周波数で0.30以上になれば、遠見力0.5VAの要求を満たすことができる。
【0202】
類似する方法で計算すると、表24に示されるように、遠見力0.8VA、1.0VA、1.2VAおよび1.5VAのそれぞれの要求を満たす場合の、眼モデルにおける人工レンズのMTFが得られる。
【0203】
【0204】
以上、異なる視力の要求を満たす場合の、眼モデルにおける人工レンズのMTFを模式的に示したが、本発明の第2側面は、以上の計算方法に限定されなく、視力表示方法の相違性、視力と空間周波数曲線との関係の相違性などによって、計算方法の変化があり得るものであり、本発明の原則、要旨および範囲に合致するものであれば、いずれも本発明の保護範囲内にある。例えば、
図25に示された類似の三角形関係に基づき、空間周波数fでのMTFを計算する際に、MTFと空間周波数fとの関係が線形関係であると考えられるが、通常、MTFと空間周波数fとの関係が非線形関係と呈し、一般的な表示方法として、MTF(f)=a
0+a
1f+a
2f
2+・・・a
nf
nのようになり、a
0、a
1、a
2、・・・a
nは多項式の係数である。仮にMTFと空間周波数fとの関係を二次の非線形関係、即ち、MTF(f)=a
0+a
2f
2とし、カットオフ空間周波数をFとすれば、このときMTF(F)=0になり、空間周波数f=0の時のMTF値が1になり、即ちMTF(0)=1になる。すると、a
0=1,a
2=-1/F
2になり、任意の空間周波数fでのMTF値がMTF(f)=f
2/F
2+1になる。この場合に、MTF(f)とカットオフ空間周波数Fとの関係は、二次の非線形関係と呈する。実際には、具体的なMTF曲線に応じて、ある空間周波数fでのMTF値を確定する必要がある。
【0205】
以上のような異なる視力の要求を満たす場合の、眼モデルにおける人工レンズのMTFの模式的な計算において、空間周波数fの単位をlp/mm、即ちlmmあたりの線対の数としたが、lmmあたりの周期数のc/mmまたはmm-1としてもよい。一部の眼科の検査機器は、空間周波数fの単位として、1度あたりの明暗の縞が繰り返して現れる周期数を意味する、c/dまたはcpdである、1度あたりの波数を採用している。人間の眼を例にして、ノードから像の平面までの距離を17mmとすると、c/dおよびc/mmの2種類の単位の変換関係は、c/d=0.297c/mmのように近似される。実際の計算にあたって、具体的なパラメータに基づいて正確に変換する必要がある。
【0206】
従来の単焦点人工レンズは、人工レンズが回折限界、即ち最高MTFに到達できることを設計目標とし、普通はMTF≧0.43、一般的に0.50以上に到達できる。臨床上、単焦点人工レンズを挿入または装着後、視力が0.8VA以上に到達すれば、患者が視力状態に満足できる。人工レンズのMTFは、100lp/mmで0.31ないし0.42を超えると、その解像度が過剰になり、眼に明確に感知されることができない。
【0207】
これを基に、本発明の第2側面は、非球面設計を採用し、過剰な解像度を利用して、人工レンズの集光点を合理的に分散させることで、より長い焦点深度を提供する非球面人工レンズを提供する。本発明の第2側面の人工レンズは、標準的眼モデルにおいて、3mmの口径且つ100lp/mmの空間周波数でのMTFが0~0.42であり、好ましくは0.13~0.37であり、より好ましくは0.13~0.28である。挿入後に0.8VA~1.2VAの遠見力およびある程度の中間視力が得られる。非球面は、眼科レンズの設計に一般的に適用され、主に人工レンズが挿入された眼の球面収差の補正に用いられ、眼を、夜間の大瞳孔条件においても優れた結像質が得られるようにする。二次元座標の平面rZにおける非球面の曲線の表現式は下式のようになる。
【0208】
【0209】
ここで、Rは前記非球面のベース球面の曲率半径とし、rは前記曲線における任意点から横軸Zまでの垂直距離とし、A2iは非球面の高次項の係数とし、m、nはいずれも1以上の整数でかつn>mとし、Qは非球面係数とし、
前記非球面の面形上の各点は、前記曲線が横軸Z周りに回転して対称変化することで得るものである。
【0210】
前記非球面は、比例係数ηによって限定され、比例係数ηは、曲線上の異なる位置での等価曲率半径R*の比例である。
【0211】
【0212】
等価曲率半径R*は下式のように表される。
【0213】
【0214】
ここで、rは、曲線上のある点から横軸Zまでの垂直距離とし、すなわち、当該点と頂点との間の非球面の高度差であり、z(r)は、曲線上の当該点から縦軸rまでの垂直距離とする。
【0215】
本発明の第2側面において、非球面のr=1.5mmの箇所における等価曲率半径とr=1.0mmの箇所における等価曲率半径との比例係数ηによって、人工レンズの非球面度合いが表現される。即ち、
【0216】
【0217】
になる。
【0218】
本発明の第2側面において、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値|ΔD|によって、人工レンズのデフォーカス量が表現される。
【0219】
非球面の面形は、下式のように、r=1.5mmの箇所における非球面の高度とr=1.0mmの箇所における非球面の高度との差によって表現される。
【0220】
Δz=z(r=1.5)-z(r=1.0)
【0221】
ここで、Δ
zは非球面の面形の高度の差であり、
z(r=1.5)は、非球面上の、横軸
Zまでの垂直距離が1.5mmとなる箇所における非球面の高度であり、
z(r=1.0)は、非球面上の、横軸
Zまでの垂直距離が1.0mmとなる箇所における非球面の高度である。
図26は、本発明の第2側面による非球面の面形、rZ座標系およびその上の一点Mを示している。
【0222】
表25に、本発明の第2側面による人工レンズを、無水晶体眼用眼内レンズとして具体的に実施される一部の実施例、および標準的眼モデルにおいて、3mmの口径且つ100lp/mmの空間周波数でのMTFを示している。ここで、前記非球面は、無水晶体眼用眼内レンズの光学部の前面に位置する。当業者にとって、前記非球面が無水晶体眼用眼内レンズの後面に位置する、または前、後面のいずれも非球面にしてもよいことを、容易に理解される。表26は、前記非球面が無水晶体眼用眼内レンズの後面に位置する一部の実施例を模式的に示した。表25において、Qa、A4a、A6a、A8aは、前記無水晶体眼用眼内レンズの前面の非球面係数である。表26において、Qp、A4p、A6p、A8pは、前記無水晶体眼用眼内レンズの後面の非球面係数である。表25に示される実施例のうち、一部の実施例が係数(非球面係数)Q、A4a、A6aを採用していて、一部の実施例がさらに係数A8aを採用している。当業者にとって、非球面の表現式における任意の適宜の係数を組み合わせることで本発明の第2側面の目的を実現し得ることを、容易に理解される。以下において、符号の下付き文字「a」に関して、当該記号が前面に対応することを意味し、符号の下付き文字「p」に関して、当該記号が後面に対応することを意味する。
表25は、比較的高いおよび低いという2種の屈折率の条件において、面形や屈折度数が異なる無水晶体眼用眼内レンズの実施例を模式的に挙げた。
【0223】
【0224】
【0225】
本発明の第2側面の一部の実施例によれば、無水晶体眼用眼内レンズは、Liou標準的眼モデルにおいて、口径3mmで、100lp/mmにおけるMTFが0~0.42であり、好ましくは0.13~0.37であり、より好ましくは0.13~0.28である。本発明の第2側面に採用される標準的眼モデルとして、Liou非球面眼モデルが使用され、そのパラメータを表27に示す。
【0226】
【0227】
ただし、本発明の第2側面の方法に用いられる眼モデルのパラメータは、表27に示されたパラメータに限定されない。本発明の原則、要旨および範囲に合致すれば、そのパラメータを基に変更されたものも、本発明の保護範囲に入る。
【0228】
本発明の第2側面の一部の実施例によれば、無水晶体眼用眼内レンズは、口径3mmと2mmとで、非球面の面形の高度の差Δzが0.002~0.138mmであり、好ましくは0.003~0.138mmであり、より好ましくは0.004~0.138mmである。本発明の第2側面の一部の実施例によれば、無水晶体眼用眼内レンズは、口径3mmと2mmとで、非球面度合いの比例係数ηが0.44~10.00であり、好ましくは0.46~10.00である。本発明の第2側面の一部の実施例によれば、無水晶体眼用眼内レンズは、口径3mmと2mmとで、非球面度合いの比例係数ηが、0.44~0.99であり、好ましくは0.46~0.99である。水中での無水晶体眼用眼内レンズの屈折度数検出につき、常規の使用条件において、検出直径は、4.0mm以下であり、好ましくは直径3.5mm以下の範囲内であり、より好ましくは直径3.0mm以下の範囲内である。本発明の第2側面の無水晶体眼用眼内レンズによって、十分なデフォーカス量が実現できる。本発明の第2側面の一部の実施例によれば、無水晶体眼用眼内レンズは、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値|ΔD|は、0.50D以上であり、好ましくは|ΔD|は0.60D~2.70Dであり、より好ましくは|ΔD|は1.00D~2.70Dである。本発明の第2側面の一部の実施例によれば、無水晶体眼用眼内レンズは、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差ΔDは、0.50D以上であり、好ましくは、ΔDは0.60D~2.49Dであり、より好ましくは、ΔDは1.00D~2.49Dである。
【0229】
表28は、本発明の第2側面の人工レンズを、有水晶体眼内レンズとして具体的に実施した場合の一部の実施例、および有晶状体眼の眼モデルにおいて、口径3mmで、100lp/mmにおけるMTFを示している。
【0230】
【0231】
本発明の第2側面によれば、MTFは、有水晶体眼内レンズを水晶体のある眼の眼モデルに入れて得た結果である。ここで、水晶体のある眼の眼モデルは、Liou標準的眼モデルに20.0Dの眼内レンズモデルが追加されたものであり、眼内レンズモデルのパラメータを表29に示している。その中では、Ra、Rpは、それぞれ前後面の曲率半径であり、dは中心厚であり、nは屈折率であり、Q、A4、A6は非球面係数であり、その非球面が眼内レンズモデルの前面に位置する。
【0232】
【0233】
表28に示される有水晶体眼内レンズは、前面を平面に後面を凹面にする面形を有し、非球面が、眼内レンズの後面に位置し、凹面である。当業者にとって、前記有水晶体眼内レンズの面形として、両凹、前面が凸面で後面が凸面、または前面が平面で後面が凹面にするものなどの他の種類であってもよいことを、容易に理解される。前記非球面は、有水晶体眼内レンズの前面に位置する、または前、後面をともに非球面にしてもよい。表30は、一部の実施例を模式的に示している。表30に示された実施例は、非球面係数Q、A4、A6、A8を採用しているが、当業者にとって、非球面表現式における任意の非球面係数を組み合わせて本発明の第2側面の目的を実現可能であることを、容易に理解される。
【0234】
【0235】
中国特許出願CN201510441713.6には、近視型の周辺デフォーカスの状態を実現し、近視患者の近視度数の増加を抑制するための、周辺の等価曲率半径の絶対値が中心の等価曲率半径よりも大きい非球面の有水晶体眼内レンズが提供されている。本発明の第2側面は、当該特許出願の技術案との相違点として、本発明の第2側面の非球面の作用領域は日常使用の小口径であり、好ましくは直径3.5mmの口径であり、より好ましくは直径3.0mmの口径であって、小口径内で急な屈折力変化を実現する必要がある一方、中国特許出願CN201510441713.6は、周辺デフォーカスをコントロールすることを旨とし、周辺デフォーカスが一般的に直径4mm以上の大口径に作用し、且つ、解像度の低下を引き起こさないように、屈折力の分布が平坦になる傾向がある。
【0236】
本発明の第2側面の一部の実施例によれば、有水晶体眼内レンズは、人工レンズ眼の眼モデルにおいて、3mmの口径でのMTFが100lp/mmにおいて0~0.42であり、好ましくは0.13~0.37であり、より好ましくは0.13~0.28である。
【0237】
本発明の第2側面の一部の実施例によれば、有水晶体眼内レンズの非球面は、口径3mmと2mmとで、非球面の面形の高度の差Δzが0.009~0.146mmである。
【0238】
本発明の第2側面の一部の実施例によれば、有水晶体眼内レンズは、口径3mmと2mmとで、非球面度合いの比例係数ηが0.74~1.23である。
【0239】
本発明の第2側面の一部の実施例によれば、有水晶体眼内レンズは、口径3mmと2mmとで、非球面度合いの比例係数が1.01~1.23である。
【0240】
水中で有水晶体眼内レンズの屈折力の検出を行う際に、常規の使用条件において、直径3.5mm以下の範囲内であることが好ましく、直径3.0mm以下の範囲内であることがより好ましい。本発明の第2側面の有水晶体眼内レンズによれば、十分なデフォーカス量が実現できる。本発明の第2側面の一部の実施例によれば、有水晶体眼内レンズは、口径3mmと2mmとで、屈折度数の差の絶対値|ΔD|≧0.50Dであり、好ましくは|ΔD|は0.50D~4.04Dであり、より好ましくは|ΔD|は0.84D~4.04Dである。本発明の第2側面の一部の実施例によれば、有水晶体眼内レンズは、口径3mmと2mmとで、屈折度数の差ΔD≧0.50Dであり、好ましくはΔDは0.50D~3.06Dであり、より好ましくは、ΔDは1.01D~3.06Dである。
【0241】
表31は、本発明の第2側面による人工レンズを、接触レンズとして具体的に実施される場合の一部実施例、および上記の水晶体のある眼の眼モデルの角膜表面に置いて、口径3mmで100lp/mmにおけるMTFを示している。ここで、非球面は接触レンズの前面および/または後面に位置する。表31に示された実施例において、係数(非球面係数)Q、A4、A6、A8が採用されているが、当業者にとって、非球面表現式における任意の適宜係数を組み合わせて本発明の第2側面の目的を実現可能であることを、容易に理解される。
【0242】
【0243】
本発明の第2側面の一部の実施例によれば、接触レンズは、眼モデルにおいて、口径3mmで100lp/mmにおけるMTFが0~0.42であり、好ましくは0.13~0.37であり、より好ましくは0.13~0.28である。
【0244】
本発明の第2側面の一部の実施例によれば、接触レンズは、口径3mmと2mmとで、非球面面形の高度の差Δzが0.0389~0.0946mmである。
【0245】
本発明の第2側面の一部の実施例によれば、接触レンズは、口径3mmと2mmとで、非球面面形の高度の差Δzが0.0431~0.0946mmである。
【0246】
本発明の第2側面の一部の実施例によれば、接触レンズは、口径3mmと2mmとで、非球面度合いの比例係数ηが0.978~1.026である。
【0247】
本発明の第2側面の一部の実施例によれば、接触レンズは、口径3mmと2mmとで、非球面度合いの比例係数ηが0.978~0.99である。
【0248】
空気中において接触レンズの屈折度数を検出する際に、常規の使用条件で、検出直径は、4.0mm以下であり、好ましくは直径3.5mm以下の範囲内であり、より好ましくは直径3.0mm以下の範囲内である。本発明の第2側面の接触レンズによれば、十分なデフォーカス量が実現できる。本発明の第2側面の一部の実施例によれば、接触レンズは、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値|ΔD|は、0.50D以上であり、好ましくは|ΔD|は0.50D~1.515Dであり、より好ましくは|ΔD|は0.627D~1.515Dである。本発明の第2側面の一部の実施例によれば、接触レンズは、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値ΔDは0.50D以上であり、好ましくはΔDは0.50D~1.445Dであり、より好ましくは、ΔDは0.627D~1.445Dである。
【0249】
過剰な解像度を焦点の拡張に用いるために、本発明の第2側面による人工レンズは、光学領の中心部位に非球面度合いの大きい非球面面形を採用して、焦点拡張エリアと称する。焦点拡張エリアの範囲が大きすぎると、急すぎる非球面によって、人工レンズに大量の収差が生じる。そのため、本発明の第2側面による人工レンズの光学領は、3つの領域を含み、そのうち、中心に位置する領域は、焦点拡張エリアであり、焦点拡張エリアは人工レンズの直径4.0mm以下の範囲内に分布され、好ましくは直径3.5mm以下の範囲内に分布され、より好ましくは直径3.0mm以下の範囲内に分布されていて、焦点拡張エリアの前面および/または後面は、非球面であるようにしてもよい。最も外側に位置する領域は、収差に対する修飾および補正の役割を有する環形領域である収差補正エリアであり、焦点拡張エリアと収差補正エリアとの間に環形領域である過渡エリアが存在し、前記過渡領域の幅は0.25mm以上であり、好ましくは0.25~2.0mmであり、より好ましくは0.25~1.0mmであるようにしてもよい。一部の実施例において、前記過渡エリアは、複数の環形領域の組み合わせであっても良い。
【0250】
本発明の第2側面による人工レンズにおいて、焦点拡張エリアによって、幅の大きい屈折度数変化が提供され、眼の遠・中・近の視野の需要を満たすことができ、収差補正エリアによって、人工レンズを、暗い条件または眼の瞳孔の大きい条件の場合に優れた像質を提供させることができ、過渡エリアによって、人工レンズの屈折度数を滑らかに過渡させ、屈折度数の急変による像揺れを防止し、且つ人工レンズの表面を滑らな光学面と呈させることができる。
【0251】
表32、表33および表34は、本発明の第2側面による人工レンズを、無水晶体眼用眼内レンズ、有水晶体眼内レンズおよび接触レンズとして具体的に実施した一部の実施例を示している。本発明の第2側面の人工レンズの光学領は、中心に位置する焦点拡張エリアと、焦点拡張エリアよりも外側に位置する環形の過渡エリアと、過渡エリアよりも外側に位置する環形の収差補正エリアとの3つの領域に区分され、そのうち、焦点拡張エリアの前面曲率半径はRa1であり、過渡エリアの前面曲率半径はRa2であり、収差補正エリアの前面曲率半径はRa3である。焦点拡張エリア、過渡エリアおよび収差補正エリアの後面の曲率半径が同じであり、いずれもRpであり、Qpは、後面曲率半径Rpの非球面係数である。焦点拡張エリア、過渡エリアおよび収差補正エリアの前面は、いずれも非球面であり、それぞれの非球面係数Q、A4、A6を有する。CTは、人工レンズの光学領の中心厚である。
【0252】
図30は、無水晶体眼用眼内レンズを例として、光学領が上記のような3つの領域に区分される無水晶体眼用眼内レンズの構成図およびその光学領全体における屈折度数分布曲線を示している。
図30に示された無水晶体眼用眼内レンズは、焦点拡張エリア1と、過渡エリア2と、収差補正エリア3とを含む。
【0253】
【0254】
【0255】
【0256】
本発明の第2側面の非球面による焦点拡張の思想は、各種の光学面設計の製品と結び合わせることができ、単焦点人工レンズ、回折型多焦点人工レンズ、屈折型多焦点人工レンズやトーリック人工レンズなどを含むが、これらに限定されない。
【0257】
本発明の第2側面は以下の実施効果がある(無水晶体眼用眼内レンズを例にして説明する)。
【0258】
(1)従来の単焦点眼内レンズよりも高いデフォーカス量を提供し、焦点の拡張を実現する。
【0259】
従来の非球面眼内レンズの面形は、中心から縁に亘って球面に対して微小な漸進的面形変化があり、縁に近づくほど変化量が大きくなり、例えば3mm以内の小口径で、面形の差異がほぼ無視できる。従来の非球面眼内レンズの屈折度数は、口径の変化に伴う変化量も小さい。20Dの従来の非球面眼内レンズを例にして、よく見られる球面収差0、球面収差-0.18μm、球面収差-0.20μmおよび球面収差-0.27μmの眼内レンズに関して、r=1.5mmの箇所とr=1.0mmの箇所との屈折度数の差ΔDは、それぞれ約0D、-0.33D、-0.35Dおよび-0.45Dになり、口径が大きくなるに伴って、屈折度数が小さくなっていく。これに対して、本発明の第2側面の無水晶体眼用眼内レンズは、r=1.5mmの箇所における屈折度数とr=1.0mmの箇所における屈折度数との差の絶対値|ΔD|≧0.50Dである。角膜の屈折力の分布は、口径が大きくなるに伴い、屈折力が次第に大きくなる。従来の非球面眼内レンズは、眼全体の屈折力を一致させ、より高い解像度に達するために、口径が大きくなるに伴い、その屈折力分布が小さくなる。本発明の第2側面の無水晶体眼用眼内レンズは、口径の変化に伴う屈折力の変化関係が、大きくなるかまたは小さくなるかに限定されなく、肝心なこととして、口径の変化に伴う屈折力の変化量の大きさであって、眼の解像度を影響しない前提で、正常環境の瞳孔大きさの条件において(瞳孔3mmほど)、より大幅のデフォーカス変化を実現し、焦点の拡張を実現することを旨としていて、その焦点拡張効果が
図27に示された焦点距離応答曲線からわかる。
【0260】
本発明の第2側面の主導的思想の下で、無水晶体眼用眼内レンズによって、眼に+0.5D以上の焦距拡張を提供できる。眼自身は、約+1.0Dの被写界深度を有し、眼自身の被写界深度との協働作用によって、本発明の第2側面の無水晶体眼用眼内レンズを挿入後、眼に1.5D以上の中間距離を提供でき、且つ全距離視力が明視になる。
図28に示されたのは、本発明の第2側面の無水晶体眼用眼内レンズの全距離USAF視標であり、両端点の像質は、従来の多焦点の遠近焦点の像質と同じレベルに保って、且つ両端以内において明視度が単焦点眼内レンズに近いことがわかる。解像度に関して、単焦点眼内レンズとの差異が大きくない。
【0261】
(2)グレアなしの明視できる遠見力を提供する。
【0262】
近見・中間視力を実現する既存のすべての無水晶体眼用眼内レンズの解決手段において、遠見視力が非常に大きく影響され、分光や焦点干渉などの影響によって、いずれもグレアが生じ、手術後の視覚効果に影響をもたらす。本発明の第2側面の実施形態は、実質的に、人工レンズ眼の過剰の解像度を利用して、中間視力を実現するとともに、遠用焦点の像質に影響せず、グレア干渉が生じない。
【0263】
図29は、本発明の第2側面の一実施形態において、同等な光強度で測定された、本発明の第2側面の無水晶体眼用眼内レンズおよび従来の多焦点眼内レンズ(加入屈折力+2.8D)の像質を示している。本発明の第2側面の無水晶体眼用眼内レンズの像質は、全距離において良好な解像度を示していて、最優解像度にグレア干渉がなく、両端の明視度が低下したものの、多焦点眼内レンズに一般的に存在するハレーション現象が生じていない。さらに、本発明の第2側面の無水晶体眼用眼内レンズの結像が連続的で、中間に切れ目がない。
【0264】
(3)瞳孔に依存しない。
【0265】
本発明の第2側面の非球面作用エリアは、常規な瞳孔大きさの範囲内に分布していて、眼の瞳孔が常規の大きさ(直径約2.5~3.0mm)になっている時には、非球面の変化に起因する屈折度数のデフォーカスは、眼に十分な焦点深度を提供し、中間視力を提供するように設定されていて、眼の瞳孔が小さい時(例えば、強い光または小さい瞳孔で、瞳孔の直径≦1.5mm)には、本発明の第2側面の無水晶体眼用眼内レンズの附加的焦点深度が限られるが、眼自身の焦点深度が拡大するため、眼には相変わらず良好な中間視力が得られる。
【0266】
上記の実施効果は、有水晶体眼内レンズおよび眼の外部に装着される接触レンズに適用できる。
【0267】
例示的な実施例(1つまたは複数)を参照しながら本発明を説明したが、当業者にとって、本発明は本文に記載した特定構成および構成要素に限らず、請求項の範囲に限定される本発明の要旨および範囲を逸脱しない限り、以上の記載から種々の修正、変化および変形可能であることを、容易に理解される。本発明は、上記記載したステップの順番に制限されなく、一部のステップが別の順番でおよび/または他のステップと同時に行うことができる。したがって、本発明は、開示した(一つまたは複数)具体的な実施例に限定されなく、請求の範囲に入るすべての実施例が含まれる。