色収差の矯正を変化させるＩＯＬ
眼科用レンズは、４５０ｎｍより小さい波長を有する可視光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタを含む。また、レンズは、５５０ｎｍを上回る第１の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、第１の波長範囲の入射可視光に対して、縦方向の色収差を１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合された第１の回折構造も含む。レンズはまた、半径方向の第１の回折構造の外側にあり、４５０ｎｍと５５０ｎｍとの間の第２の波長範囲の可視光に対する焦点を生成するように適合された第２の回折構造も含む。また、第２の回折構造は、第１の回折構造より大きい量において、第１の波長範囲の縦方向の色収差を許容する一方で、第２の波長範囲の入射可視光に対する縦方向の色収差を、１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年６月９日に出願された、米国仮出願番号第６１／１８５，５１０号の優先権を主張し、その内容は、参照することによって本出願に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、本出願が優先権を主張する出願と同日に出願された、出願番号第６１／１８５，５１２号の優先権を主張する、同時係属中の出願番号第１２／７８０，２４４号、タイトル「中央単焦点回折領域を伴う、ゾーン回折多焦点眼内レンズ」に関連する。
【０００３】
本発明は、概して眼科用レンズに関し、より具体的には、色収差に補償を提供する眼内レンズ（ＩＯＬ）に関する。
【背景技術】
【０００４】
眼内レンズは、白内障手術によって、曇った生まれついての水晶体を置き換えるために、日常的に採用される。他の場合には、眼内レンズは、患者の視力を改善するために、生まれついての水晶体を保持しつつ、患者の目に埋め込むことができる。単焦点ＩＯＬおよび多焦点ＩＯＬの両方が知られている。単焦点ＩＯＬが、単一の焦点力を提供する一方で、多焦点ＩＯＬは、偽調節として一般に知られる、ある程度の遠近調節を提供するように、複数（通常２つ）の焦点力を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，４７０，９３２号
【特許文献２】米国特許第５，５４３，５０４号
【特許文献３】米国特許第４，６５５，５６５号
【特許文献４】米国特許第５，６９９，１４２号
【特許文献５】米国特許第５，１１７，３０６号
【特許文献６】米国特許第７，４４１，８９４号
【特許文献７】米国特許第７，４８１，５３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、多くの従来のＩＯＬは、そこに入射する光エネルギーを患者の網膜上に集中させる効率を低下させ得る、色収差を呈する。このような従来のＩＯＬは、通常、レンズに固有のおよび／または患者の目の視覚系に存在する、色収差に対処するように設計されていない。
【０００７】
従って、従来のＩＯＬと比較して改善された性能を伴う、強化された眼科用レンズ、具体的には、ＩＯＬへの継続的なニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の特定の実施形態では、眼科用レンズは、４５０ｎｍより小さい波長を有する可視光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタを含む。また、レンズは、５５０ｎｍを上回る第１の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、第１の波長範囲の入射可視光に対して、縦方向の色収差を１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合された第１の回折構造も含む。レンズはまた、半径方向の第１の回折構造の外側にあり、４５０ｎｍと５５０ｎｍとの間の第２の波長範囲の可視光に対する焦点を生成するように適合された第２の回折構造も含む。また、第２の回折構造は、第１の回折構造より大きい量において、第１の波長範囲の縦方向の色収差を許容する一方で、第２の波長範囲の入射可視光に対する縦方向の色収差を、１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合される。
【０００９】
別の実施形態では、ＩＯＬを製造する方法は、５５０ｎｍを上回る第１の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、第１の波長範囲の入射可視光に対して、縦方向の色収差を１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合された第１の回折構造用の第１の外形を決定するステップを含む。方法はまた、半径方向の第１の回折構造の外側にあり、４５０ｎｍと５５０ｎｍとの間の第２の波長範囲の可視光に対する焦点を生成するように適合された第２の回折構造用の第２の外形を決定するステップも含む。また、第２の回折構造は、第１の回折構造より大きい量において、第１の波長範囲の縦方向の色収差を許容する一方で、第２の波長範囲の入射可視光に対する縦方向の色収差を、１ジオプタより小さくするように減少させる。それから、方法は、第１の外形および第２の外形を伴う眼科用レンズを形成し、かつ４５０ｎｍより小さい波長を有する可視光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタを組み込むステップを含む。
【００１０】
別の実施形態では、ＩＯＬを製造する方法は、４５０ｎｍを下回る波長を有する光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタを決定するステップを含む。また、方法は、明順応状態に対して選択される瞳孔サイズ内の半径を有する、少なくとも１つの中央回折構造用の第１の外形を決定するステップも含む。少なくとも１つの回折構造は、明所視に対する最大の視覚受容性に対応する波長範囲において、縦方向の色収差を１ジオプタより小さくなるまで矯正するように構成される。方法はさらに、第１の回折構造の半径の外側にある、光学領域に対する第２の外形を決定するステップを含む。光学領域は、縦方向の色収差を、少なくとも１つの回折構造によって許容される縦方向の色収差より大きい量において許容するように構成される。光学領域によって許容される縦方向の色収差は、明所視に対する最大の視覚受容性から、暗所視に対する最大の視覚受容性へ光エネルギーをシフトし、光学領域によって許容される縦方向の色収差は、暗所視に対する最大の視覚受容性に対応する波長範囲において１ジオプタより小さい。それから、方法は、光学フィルタ、ならびに少なくとも１つの中央回折領域および光学領域に対する第１および第２の外形を伴う、眼科用レンズを製造するステップを含む。
【００１１】
以下に簡潔に論じられる図面との関連において、続く詳細な説明を参照することにより、本発明の種々の側面のさらなる理解を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態に従う、ＩＯＬの概略側面図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａから前表面の底部外形が差し引かれた、図１Ａに描写するＩＯＬの前表面の外形を示す。
【図２】図２は、本発明の別の実施形態に従い、ＩＯＬの周縁に延在する、複数の回折構造を有する、ＩＯＬの概略側面図を示す。
【図３】図３は、本発明の別の実施形態に従い、第１および第２の回折構造を分離する環状屈折領域を有する、ＩＯＬの概略側面図を示す。
【図４】図４は、レンズの後表面が、球面収差効果を制御するために非球面底部外形を呈する、本発明の別の実施形態に従う、ＩＯＬの概略側面図を示す。
【図５】図５は、本発明の特定の実施形態に従い、ＩＯＬを製造する方法を図示するフローチャートを示す。
【図６】図６は、本発明の特定の実施形態に従い、ＩＯＬを製造する別の例としての方法を図示するフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、概して、２つの回折構造を伴う眼内レンズを提供し、共通の焦点が、矯正を必要とする色の範囲を制限する光学フィルタと連動して使用される、２つの異なる波長範囲に色収差を提供する。第１の回折構造は、５５０ｎｍを上回る比較的長い波長に、色収差の矯正を提供する一方で、第１の回折構造を囲む第２の回折構造は、より長い波長範囲では色収差を許容しながら、より短い波長範囲内で色収差の矯正を提供する。作動中、回折構造の組み合わせは、小瞳孔状態において、色収差に優れた矯正を提供する。外側回折素子は、大きい瞳孔状態では、微光状態での目の最高感度に対応して、より短い波長に色収差のない鮮明な画像を提供するように機能する。限定された範囲の光と共に、回折素子の組み合わせは、種々の照明状態下ではっきりした視覚を可能にするように、異なる波長範囲における色収差の矯正を効果的に管理する。
【００１４】
続く実施形態では、本発明の種々の側面の顕著な特徴が、眼内レンズ（ＩＯＬ）との関係で議論される。また、本発明の教授は、コンタクトレンズなど、他の眼科用レンズにも適用することができる。用語「眼内レンズ」およびその略称「ＩＯＬ」は、目の生まれついてのレンズを置き換えるように、または、生まれついて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増強するように、目の内部に埋め込まれるレンズを表すよう、本明細書において相互交換可能に使用される。角膜内レンズおよび有水晶体眼内レンズは、生まれついてのレンズを除去することなく、目の内部に埋め込まれてもよいレンズの例である。
【００１５】
図１Ａおよび１Ｂは、光軸ＯＡを中心として配置される、前表面１４および後表面１６を有するオプティック１２を含む、本発明の一実施形態に従う眼内レンズ（ＩＯＬ）１０を概略的に描写する。第１の回折構造１８は、前表面の中央部上に配置され、単焦点構造１８の外側境界（Ａ）から、前表面の外側屈折領域１９の内側境界（Ｂ）に延在する、第２の回折構造２０によって囲まれる。
【００１６】
図１Ａに示す通り、本実施形態では、ＩＯＬ１０の前表面１４および後表面１６の両方が、概して、凸底部外形を有する。この例では、前後表面の底部外形は、レンズ本体がＩＯＬの遠焦点光学能力に屈折的に寄与するように、湾曲している。さらに、上述の通り、前表面の外側屈折領域１９は、第２の回折構造の外側境界からレンズの周縁に延在し、例えば、微光状態で、大きい瞳孔サイズ用の遠焦点光学能力に屈折的に寄与してもよい。
【００１７】
代替として、前後表面の湾曲は、レンズ本体が、レンズの近焦点光学能力に屈折的に寄与するであろうように、選択することができる。他の場合、前後表面は、レンズの遠近焦点光学能力が、レンズ本体からの実質的な（もしある場合）屈折の寄与なしに、第１および第２の回折構造からの回折の寄与によるように、実質的に平坦な外形を有することができる。
【００１８】
オプティックは、複数の生体適合高分子材料を含む、いずれの好適な生体適合材料から形成することができる。このような材料のいくつかの例は、限定するものではないが、Ａｃｒｙｓｏｆ（２‐フェニルエチルアクリレートおよび２‐フェニルエチルメタクリレートの架橋共重合体）、シリコン、およびヒドロゲルとして一般に知られる商用レンズを形成するのに利用される、柔らかいアクリル樹脂材料を含む。本発明に従う技術は、有意な色分散を生成する、１．５以上の高屈折率の材料に特に好適であってもよい。好適な光学フィルタは、ＩＯＬ１０に対して提案される材料の中に組み込むことができる材料を含んでもよく、視力を改善させること、および／または生まれついての水晶体と類似して、潜在的に有害な波長から網膜組織を保護することで知られる範囲に対応してもよい。例えば、好適な材料は、特許文献１および特許文献２に記載するＡｃｒｙｓｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ発色団であり、これら文献は参照することにより本出願に組み込まれる。図示しないものの、ＩＯＬ１０はまた、患者の目の中でその配置を促進することができる、複数の固定部材（例えば、ハプティック）を含むことができる。
【００１９】
本発明のある実施形態の利点は、単焦点ＩＯＬが、色収差矯正から改善される視力により、純粋に屈折力のある類似の単焦点ＩＯＬよりも、薄くなる場合があることである。類似の性能を得るためには、純粋に屈折力のあるＩＯＬは、軸外および周辺の光線に対するより優れた矯正など、より優れた屈折性能を有さなくてはならず、それには通常、より屈折力のある材料が必要とされる。色収差の矯正により、ＩＯＬの屈折特性に大幅な改良を必要とすることなく、視力を改善することができ、必要とされる屈折性材料は少なくなる。これは、より小さな切開を可能にするために、ＩＯＬの厚さを減少するように有利に活用されてもよい。さらに、色収差を矯正するように、より低い屈折率を有するものもある、複数の材料を使用する方法によって利点を提供するが、これによって、再び必要とされるレンズの材料の量が増加する。
【００２０】
本発明の種々の実施形態のＩＯＬの別の利点は、比較的低い回折力であり得る。可視波長に対するレンズ全体の色収差を均一に矯正することを試みた以前のレンズでは、回折力は、レンズの周縁でさえ、収差を矯正するために十分高い必要があり、回折素子用に高い能力を必要とした。また、レンズの公称屈折力が増加すると、色収差は対応してより大きくなり、故により大きな回折力を必要とする。Ｆｒｅｅｍａｎの特許文献３に従い、公称能力１２Ｄの比較的低能力レンズは、正味１ジオプタの縦方向の色収差矯正を生成するために、３．４Ｄの（負の）回折力を必要とするであろう。必要とされる回折力が増加すると、必要とされるエシェレット格子の数もまた増加し、回折構造によって生成される、グレアなど、より大きな視覚障害の可能性が生まれる。
【００２１】
以前のレンズとの対照として、本発明の種々の実施形態は、第１の回折構造および第２の回折構造の両方の回折力を、特許文献３の教授から予想されるより少なくすることを可能にし、故に、その他の方法で矯正によって生成される場合がある負の効果なしに、色収差の矯正によって改善された視機能を提供する。例えば、縦方向の色収差は、公称能力６Ｄのレンズで第１の回折構造に対して２．３９の回折力、２１Ｄの公称レンズ能力で３．５８の回折力、および３４Ｄの公称レンズ能力で４．５６の回折力で、中央ゾーン内では１ジオプタより小さくなるまで減少し得る。同じく、より低波長範囲内で色収差を矯正する、第２の回折構造の回折力は、比較的低くなり得る。例えば、５５０ｎｍより小さい目標範囲内の縦方向の色収差は、６Ｄの公称レンズ能力で２．８５Ｄの回折力、４．２２Ｄの公称レンズ能力で３．５８の回折力、および３４Ｄの公称レンズ能力で８．００の回折力に対して、１ジオプタより小さくなるまで減少し得る。
【００２２】
図１Ｂを参照すると、第１の回折構造１８は、回折構造１８が、１以上の次数に光を回折するように、複数のステップ高２４によって互いから分離される、複数のエシェレット回折格子２２を含む。この例では、ステップ高２４は、前表面の中央（すなわち、前表面と光軸の交差）からの距離が増加するのに応じて、高さの減少を呈する。好適な境界条件は、第１の回折構造１８と第２の回折構造の第１のエシェレット格子２４ｃとの間に円滑な遷移を提供するように選択される。一般的なステップ高の選択に関するさらなる詳細は、Ｌｅｅらの特許文献４に見つけることができ、同文献は全て本明細書に引用することにより組み込まれ、特に、グレアおよび／またはレンズの周縁の光と関連付けられる他の負の効果を減少させることができる方法による、回折パターンのアポディゼーションについて記載する。色収差の回折矯正に関するさらなる詳細は、Ｆｒｅｅｍａｎの特許文献３、およびＣｏｈｅｎの特許文献５に見つけかる場合があり、これらの文献は、本明細書に引用することにより組み込まれる。
【００２３】
ＩＯＬ１０の第１の回折構造１８は、負の縦方向の色収差を呈する。すなわち、その光学能力は、波長の増加と共に増加する（その焦点距離は、より長い波長に対して減少する）。対照的に、人間の目だけでなくＩＯＬ１０によっても提供される屈折力は、波長の増加に応じて減少する光学能力（焦点距離の増加）によって特徴付けられる、正の色収差を呈する。故に、第１の回折構造は、人間の目の正の色収差、ならびに遠見および／または近見視力用のレンズそれ自体の正の色収差を補正するように適合することができる。第１の回折構造１８は、比較的広い範囲の可視色に渡って最小色収差を提供するために、５５０ｎｍ以上の波長を含む波長範囲に対して、色収差に矯正を提供するように適合する。第１の回折構造１８は、明るい照明状態の典型である、小瞳孔サイズに対応する。明るい照明状態では、色の変動に敏感である、錐体細胞として知られる視覚受容体による、有意な感覚反応がある。これらの条件下における目の視覚受容性は、「明順応」視覚（明所視）と呼ばれる。特に、高視力の要因である人間の目の窩は、５５０ｎｍを上回る最高感度を伴う、２つのタイプの錐体細胞を含有する。故に、視力の点で、より厳密に色収差を矯正すること、すなわち、より長波長範囲に色収差の矯正を提供することによって、より大きな利点を得ることができる。本明細書に記載する波長範囲に渡って、１ジオプタより小さくなるまで縦方向の色収差を減少させることは、通常優れた視力を提供するのに適しており、そのため、十分な矯正の指標として、その値が本明細書で使用される。
【００２４】
また、第２の回折構造２０は、負の色収差矯正を呈する。しかしながら、回折構造１８および２０は、第２の回折構造２０の色収差矯正が、第１の回折構造１８よりも長くまで、色収差を波長範囲の上端に持続することを可能にする点で異なる。故に、例えば、第２の回折構造２０は、４５０ｎｍから５５０ｎｍまでのフィルタリングされる光の範囲に、色収差を矯正してもよい。第２の回折構造２０は、半径方向で第１の回折構造１８の外側にあるため、その領域での矯正は、微光と関連付けられるより大きな瞳孔状態に、より密接に対応する。これらの条件下では、通常、錐体細胞を刺激するのに不十分な光しかなく、視覚は、制限された感色性を有する桿体細胞として知られる、視覚受容体によって支配されることを意味する。これらの照明条件下における目の視覚受容性は、「暗順応」視覚（暗所視）と呼ばれる。これは、色収差からの視覚障害が、具体的に桿体細胞の最高感度（およそ４９８ｎｍ）から遠い色に対しては、深刻ではないことを意味する。故に、第２の回折構造２０の色収差矯正は、微光状態の最高感度エリアでは、それらの条件下で重要性が低い波長に対する、色収差に耐容性を示しながら、優れた視力に必要とされる光のより効果的な透過を可能にする。
【００２５】
また、記載する改変物は、遠視力の改善に関連する他の修正を伴い、有利に採用されてもよい。例えば、回折構造１８および２０は、１つが、その範囲に改善された視覚品質を提供するために、近見視力または遠視力の焦点に光を集めるように修正されてもよい。読書または他の近見視力活動がほとんど行われない微光状態において、より多くの光エネルギーは、視力をその範囲で改善するために、第２の回折構造２０によって遠い焦点に方向付けることができる。上記ＩＯＬ１０は、色収差矯正と合わせて使用して、改善された遠視力をも有利に提供することができる。
【００２６】
上の実施形態では、第２の回折構造２０は先端が切り詰められ、すなわち、レンズの周縁へは延在しない。代替の実施形態では、第１の切頂回折構造１８は、レンズの外側領域の色収差を許容する一方で、ＩＯＬ１０の中央エリアに色収差矯正を生成するように、色収差を許容する外側屈折構造と組み合わせることができる。他の代替の実施形態では、第２の回折構造２０は、レンズの周縁にまで延在することができる。例として、図２は、前表面４９Ａおよび後表面４９Ｂを有するオプティック４８を含むような、レンズ４６を概略的に示す。前の実施形態に類似して、第１の回折構造５０は、前表面４９Ａの中央領域上に配置され、第１の回折構造の外側境界からレンズの周縁に延在する、第２の回折構造５２によって囲まれる。第２の回折構造５２は、複数のステップによって互いから分離される、複数のエシェレット回折格子を含むことができ、この複数のステップ高は、実質的に均一な高さ、または上で論じたようにアポダイズされた高さを有することができる。この場合、第２の回折構造５２と関連付けられるステップは、前表面の中央からの距離の増加に応じて減少する高さを呈する。
【００２７】
図３は、前表面５８および後表面６０を伴うオプティック５６を有する別の実施形態に従う、ＩＯＬ５４を概略的に示す。第１の回折構造６２は、前表面の中央部上に配置される。前表面はさらに、環状屈折領域６６によって第１の回折構造６２から分離される、第２の回折構造６４を含む。外側屈折領域６８は二焦点構造を囲む。
【００２８】
いくつかの実施形態では、ある程度の非球面性は、球面収差効果を回復するために、ＩＯＬの前表面および／または後表面の底部外形に分け与えることができる。例として、図４は、光軸ＯＡを中心として配置される、前表面７４および後表面７６を有するオプティック７２を含むような、ＩＯＬ７０を概略的に示す。前の実施形態に類似して、第１の回折構造７８は、前表面７４の中央領域上に配置される一方、環状領域の形状にある第２の回折構造８０は、第１の回折構造を囲む。後表面の底部外形は、この場合、後表面と光軸の交差として定義される、後表面の中央からの距離の増加に応じて、偏差が徐々に増加し、推定球面外形（破線で示す）から逸脱する。いくつかの実施形態では、後表面の底部外形の非球面性は、円錐定数によって特徴付けることができる。非球面性は、ＩＯＬが呈する球面収差を変化させる、および／または予測される角膜の球面収差をある程度まで埋め合わせることができる。本実施形態では、後表面の底部外形は、ある程度の非球面性を呈するように適合されるが、他の実施形態では、このような非球面性は、前表面または両表面に分け与えることができ、回折構造１８および２０は、片方または両方の表面上に重畳されてもよい。また、非球面外形が、ある半径内の第１の多項式、およびその半径の外側の第２の多項式によって定義されてもよいように、非球面上に変化する非球面湾曲を有することも可能であり、その半径は、所望する場合、第１の回折構造１８および／または第２の回折構造２０の半径と一致し得る。また、底面曲線は、より高次の非球面性を含んでもよい。
【００２９】
図５は、本発明の特定の実施形態に従い、ＩＯＬを製造する例としての方法を示す、フローチャート１００である。ステップ１０２では、短波長光のフィルタリングに対する制限が決定される。典型的な例では、この制限は、ＩＯＬに対して提案される材料の中に組み込むことができる、既知の光学フィルタに対応してもよく、視力を改善するとして知られ、かつ、例えば、４５０ｎｍより短い波長を伴う光をフィルタリングして除去するといった、生まれついての水晶体に類似する範囲に対応してもよい。ステップ１０４では、当業者には明らかであろういずれの好適な変形物と共に、本明細書に記載する種々の実施形態のいずれにも従い、５５０ｎｍを上回る色収差の矯正を提供する、第１の回折構造用の外形が決定される。特に、第１の回折外形の決定では、所望の能力、前表面および／または後表面に対する好適な底面曲線、片方または両方の表面に分け与えられる、非球面性または他の収差矯正などを考慮に入れることができる。
【００３０】
ステップ１０６では、５５０ｎｍより大きい波長に対する色収差を許容する一方で、５５０ｎｍより小さい波長に対する色収差の矯正を提供する、第２の焦点回折構造用の外形が決定され、その外形は、当業者には明らかであろういずれの好適な変形物と共に、本明細書に記載する種々の実施形態のいずれに従っていてもよい。特に、第２の回折外形の決定には、所望の能力、前表面および／または後表面に対する好適な底面曲線、片方または両方の表面に分け与えられる、非球面性または他の収差矯正などを考慮に入れることができる。ステップ１０８では、ステップ１０２で選択された特性を伴う光学フィルタと共に、ステップ１０４および１０６で決定されたそれぞれの外形を有する第１および第２の回折構造を伴うＩＯＬが製造される。好適な製造技術は、ＩＯＬ材料への組み込みなど、光学フィルタをＩＯＬの中に提供するためのいずれの技術と共に、成形、切除、および／または旋盤加工を含むがそれらに限定されない、材料に好適な形成のいずれの方法を含んでもよい。
【００３１】
図６は、本発明の特定の実施形態に従い、ＩＯＬを製造する例としての方法を図示する別のフローチャート２００である。ステップ２０２では、ＩＯＬの光学フィルタに対する短波長の制限が決定される。ステップ２０４では、第１の回折構造用の外形が決定される。外形は、明所視に対する視覚の最高受容性の辺りで、光強度を最大化するために、色収差を矯正する。ステップ２０６では、第１の回折構造の外側にある第２の回折構造用の外形が決定される。外形は、最高感度から遠い波長の色収差を許容する一方で、暗所視に対する視覚の最高受容性の辺りで、光強度を最大化するために、色収差を矯正する。ステップ２０８では、光学フィルタ、ならびに第１および第２の回折構造を伴うＩＯＬが製造される。好適な製造技術は、ＩＯＬ材料への組み込みなど、光学フィルタをＩＯＬの中に提供するためのいずれの技術と共に、成形、切除、および／または旋盤加工を含むがそれらに限定されない、材料に好適な形成のいずれの方法を含んでもよい。
【００３２】
図６に示す方法の変形では、第１および第２の回折構造によって覆われる相対的エリアは、回折構造のそれぞれの彩度の頂点の間のように、可視光のエネルギーをシフトするように調整することができる。このような調整により、それぞれ明順応および暗順応範囲への、光エネルギーのより効率的な伝達を可能にすることができる。調整は、Ｈｏｎｇらの特許文献６および特許文献７に記載される、焦点間に光エネルギーをシフトするための技術に類似する場合があり、これら文献は本明細書に引用することにより組み込まれるが、この場合、エネルギーシフトは、波長に応じる相対的光強度に基づく。
【００３３】
別の実施形態では、屈折力のみがある外側領域を許容しながら、類似の効果を、第１の回折構造１８のみの境界を変化させることによって生成することができ、第２の回折構造用の外形の決定を、第１の回折構造の外側にある屈折性外形の決定と置き換える。このような実施形態では、第１の回折構造１８は依然として、明順応状態に対応する瞳孔サイズに対して、ＩＯＬの中央領域の色収差を矯正するが、第１の回折構造１８は、屈折力と組み合わせる際に、オプテッィクの残余部に入る光からの色収差により、明所視に対する視覚の最高受容性から、暗所視に対する視覚の最高受容性へと光エネルギーをシフトするように、ある半径で先端が切り詰められる。暗所視に対する最高感度での波長に対する人間の目の反応は、わずかに近視性になる傾向があるため、能力のわずかなシフトにより、暗所視の波長範囲で光強度を増加させるように、光を集めるのを助けることができる。故に、色収差を、レンズ全体に対して矯正する必要はない。むしろ、オプテッィク全体の色収差が考慮される時、色収差矯正の必要性のみにより、大瞳孔状態での優れた暗所視を可能にしながら、明所視に十分な矯正を提供する。この仕様のため、明所視向けの最高視覚感度に対する範囲は、５８０ｎｍ±３０ｎｍであり、暗所視向けの最高視覚感度に対する範囲は、５０５ｎｍ±３０ｎｍである。
【００３４】
当業者は、本発明の範囲から逸脱しない限り、種々の変更を上の実施形態に成すことができることを理解するであろう。例えば、単一レンズ表面上に第１および第２の回折構造の両方を配置させるよりむしろ、１つの構造をレンズの前表面上に、他方の構造をその後表面上に配置することができる。また、第１および第２の回折構造を超えるさらなる回折構造が含まれてもよい。さらに、前後表面の底部外形は、レンズ本体が、ＩＯＬの近焦点光学能力に屈折的に寄与するであろうように構成することができる。このような変形例、および当業者に明らかなその他は、主張する本発明の範囲に入ることは理解されるべきである。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年６月９日に出願された、米国仮出願番号第６１／１８５，５１０号の優先権を主張し、その内容は、参照することによって本出願に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、本出願が優先権を主張する出願と同日に出願された、出願番号第６１／１８５，５１２号の優先権を主張する、同時係属中の出願番号第１２／７８０，２４４号、タイトル「中央単焦点回折領域を伴う、ゾーン回折多焦点眼内レンズ」に関連する。
【０００３】
本発明は、概して眼科用レンズに関し、より具体的には、色収差に補償を提供する眼内レンズ（ＩＯＬ）に関する。
【背景技術】
【０００４】
眼内レンズは、白内障手術によって、曇った生まれついての水晶体を置き換えるために、日常的に採用される。他の場合には、眼内レンズは、患者の視力を改善するために、生まれついての水晶体を保持しつつ、患者の目に埋め込むことができる。単焦点ＩＯＬおよび多焦点ＩＯＬの両方が知られている。単焦点ＩＯＬが、単一の焦点力を提供する一方で、多焦点ＩＯＬは、偽調節として一般に知られる、ある程度の遠近調節を提供するように、複数（通常２つ）の焦点力を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，４７０，９３２号
【特許文献２】米国特許第５，５４３，５０４号
【特許文献３】米国特許第４，６５５，５６５号
【特許文献４】米国特許第５，６９９，１４２号
【特許文献５】米国特許第５，１１７，３０６号
【特許文献６】米国特許第７，４４１，８９４号
【特許文献７】米国特許第７，４８１，５３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、多くの従来のＩＯＬは、そこに入射する光エネルギーを患者の網膜上に集中させる効率を低下させ得る、色収差を呈する。このような従来のＩＯＬは、通常、レンズに固有のおよび／または患者の目の視覚系に存在する、色収差に対処するように設計されていない。
【０００７】
従って、従来のＩＯＬと比較して改善された性能を伴う、強化された眼科用レンズ、具体的には、ＩＯＬへの継続的なニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の特定の実施形態では、眼科用レンズは、４５０ｎｍより小さい波長を有する可視光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタを含む。また、レンズは、５５０ｎｍを上回る第１の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、第１の波長範囲の入射可視光に対して、縦方向の色収差を１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合された第１の回折構造も含む。レンズはまた、半径方向の第１の回折構造の外側にあり、４５０ｎｍと５５０ｎｍとの間の第２の波長範囲の可視光に対する焦点を生成するように適合された第２の回折構造も含む。また、第２の回折構造は、第１の回折構造より大きい量において、第１の波長範囲の縦方向の色収差を許容する一方で、第２の波長範囲の入射可視光に対する縦方向の色収差を、１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合される。
【０００９】
別の実施形態では、ＩＯＬを製造する方法は、５５０ｎｍを上回る第１の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、第１の波長範囲の入射可視光に対して、縦方向の色収差を１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合された第１の回折構造用の第１の外形を決定するステップを含む。方法はまた、半径方向の第１の回折構造の外側にあり、４５０ｎｍと５５０ｎｍとの間の第２の波長範囲の可視光に対する焦点を生成するように適合された第２の回折構造用の第２の外形を決定するステップも含む。また、第２の回折構造は、第１の回折構造より大きい量において、第１の波長範囲の縦方向の色収差を許容する一方で、第２の波長範囲の入射可視光に対する縦方向の色収差を、１ジオプタより小さくするように減少させる。それから、方法は、第１の外形および第２の外形を伴う眼科用レンズを形成し、かつ４５０ｎｍより小さい波長を有する可視光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタを組み込むステップを含む。
【００１０】
別の実施形態では、ＩＯＬを製造する方法は、４５０ｎｍを下回る波長を有する光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタを決定するステップを含む。また、方法は、明順応状態に対して選択される瞳孔サイズ内の半径を有する、少なくとも１つの中央回折構造用の第１の外形を決定するステップも含む。少なくとも１つの回折構造は、明所視に対する最大の視覚受容性に対応する波長範囲において、縦方向の色収差を１ジオプタより小さくなるまで矯正するように構成される。方法はさらに、第１の回折構造の半径の外側にある、光学領域に対する第２の外形を決定するステップを含む。光学領域は、縦方向の色収差を、少なくとも１つの回折構造によって許容される縦方向の色収差より大きい量において許容するように構成される。光学領域によって許容される縦方向の色収差は、明所視に対する最大の視覚受容性から、暗所視に対する最大の視覚受容性へ光エネルギーをシフトし、光学領域によって許容される縦方向の色収差は、暗所視に対する最大の視覚受容性に対応する波長範囲において１ジオプタより小さい。それから、方法は、光学フィルタ、ならびに少なくとも１つの中央回折領域および光学領域に対する第１および第２の外形を伴う、眼科用レンズを製造するステップを含む。
【００１１】
以下に簡潔に論じられる図面との関連において、続く詳細な説明を参照することにより、本発明の種々の側面のさらなる理解を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態に従う、ＩＯＬの概略側面図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａから前表面の底部外形が差し引かれた、図１Ａに描写するＩＯＬの前表面の外形を示す。
【図２】図２は、本発明の別の実施形態に従い、ＩＯＬの周縁に延在する、複数の回折構造を有する、ＩＯＬの概略側面図を示す。
【図３】図３は、本発明の別の実施形態に従い、第１および第２の回折構造を分離する環状屈折領域を有する、ＩＯＬの概略側面図を示す。
【図４】図４は、レンズの後表面が、球面収差効果を制御するために非球面底部外形を呈する、本発明の別の実施形態に従う、ＩＯＬの概略側面図を示す。
【図５】図５は、本発明の特定の実施形態に従い、ＩＯＬを製造する方法を図示するフローチャートを示す。
【図６】図６は、本発明の特定の実施形態に従い、ＩＯＬを製造する別の例としての方法を図示するフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、概して、２つの回折構造を伴う眼内レンズを提供し、共通の焦点が、矯正を必要とする色の範囲を制限する光学フィルタと連動して使用される、２つの異なる波長範囲に色収差を提供する。第１の回折構造は、５５０ｎｍを上回る比較的長い波長に、色収差の矯正を提供する一方で、第１の回折構造を囲む第２の回折構造は、より長い波長範囲では色収差を許容しながら、より短い波長範囲内で色収差の矯正を提供する。作動中、回折構造の組み合わせは、小瞳孔状態において、色収差に優れた矯正を提供する。外側回折素子は、大きい瞳孔状態では、微光状態での目の最高感度に対応して、より短い波長に色収差のない鮮明な画像を提供するように機能する。限定された範囲の光と共に、回折素子の組み合わせは、種々の照明状態下ではっきりした視覚を可能にするように、異なる波長範囲における色収差の矯正を効果的に管理する。
【００１４】
続く実施形態では、本発明の種々の側面の顕著な特徴が、眼内レンズ（ＩＯＬ）との関係で議論される。また、本発明の教授は、コンタクトレンズなど、他の眼科用レンズにも適用することができる。用語「眼内レンズ」およびその略称「ＩＯＬ」は、目の生まれついてのレンズを置き換えるように、または、生まれついて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増強するように、目の内部に埋め込まれるレンズを表すよう、本明細書において相互交換可能に使用される。角膜内レンズおよび有水晶体眼内レンズは、生まれついてのレンズを除去することなく、目の内部に埋め込まれてもよいレンズの例である。
【００１５】
図１Ａおよび１Ｂは、光軸ＯＡを中心として配置される、前表面１４および後表面１６を有するオプティック１２を含む、本発明の一実施形態に従う眼内レンズ（ＩＯＬ）１０を概略的に描写する。第１の回折構造１８は、前表面の中央部上に配置され、単焦点構造１８の外側境界（Ａ）から、前表面の外側屈折領域１９の内側境界（Ｂ）に延在する、第２の回折構造２０によって囲まれる。
【００１６】
図１Ａに示す通り、本実施形態では、ＩＯＬ１０の前表面１４および後表面１６の両方が、概して、凸底部外形を有する。この例では、前後表面の底部外形は、レンズ本体がＩＯＬの遠焦点光学能力に屈折的に寄与するように、湾曲している。さらに、上述の通り、前表面の外側屈折領域１９は、第２の回折構造の外側境界からレンズの周縁に延在し、例えば、微光状態で、大きい瞳孔サイズ用の遠焦点光学能力に屈折的に寄与してもよい。
【００１７】
代替として、前後表面の湾曲は、レンズ本体が、レンズの近焦点光学能力に屈折的に寄与するであろうように、選択することができる。他の場合、前後表面は、レンズの遠近焦点光学能力が、レンズ本体からの実質的な（もしある場合）屈折の寄与なしに、第１および第２の回折構造からの回折の寄与によるように、実質的に平坦な外形を有することができる。
【００１８】
オプティックは、複数の生体適合高分子材料を含む、いずれの好適な生体適合材料から形成することができる。このような材料のいくつかの例は、限定するものではないが、Ａｃｒｙｓｏｆ（２‐フェニルエチルアクリレートおよび２‐フェニルエチルメタクリレートの架橋共重合体）、シリコン、およびヒドロゲルとして一般に知られる商用レンズを形成するのに利用される、柔らかいアクリル樹脂材料を含む。本発明に従う技術は、有意な色分散を生成する、１．５以上の高屈折率の材料に特に好適であってもよい。好適な光学フィルタは、ＩＯＬ１０に対して提案される材料の中に組み込むことができる材料を含んでもよく、視力を改善させること、および／または生まれついての水晶体と類似して、潜在的に有害な波長から網膜組織を保護することで知られる範囲に対応してもよい。例えば、好適な材料は、特許文献１および特許文献２に記載するＡｃｒｙｓｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ発色団であり、これら文献は参照することにより本出願に組み込まれる。図示しないものの、ＩＯＬ１０はまた、患者の目の中でその配置を促進することができる、複数の固定部材（例えば、ハプティック）を含むことができる。
【００１９】
本発明のある実施形態の利点は、単焦点ＩＯＬが、色収差矯正から改善される視力により、純粋に屈折力のある類似の単焦点ＩＯＬよりも、薄くなる場合があることである。類似の性能を得るためには、純粋に屈折力のあるＩＯＬは、軸外および周辺の光線に対するより優れた矯正など、より優れた屈折性能を有さなくてはならず、それには通常、より屈折力のある材料が必要とされる。色収差の矯正により、ＩＯＬの屈折特性に大幅な改良を必要とすることなく、視力を改善することができ、必要とされる屈折性材料は少なくなる。これは、より小さな切開を可能にするために、ＩＯＬの厚さを減少するように有利に活用されてもよい。さらに、色収差を矯正するように、より低い屈折率を有するものもある、複数の材料を使用する方法によって利点を提供するが、これによって、再び必要とされるレンズの材料の量が増加する。
【００２０】
本発明の種々の実施形態のＩＯＬの別の利点は、比較的低い回折力であり得る。可視波長に対するレンズ全体の色収差を均一に矯正することを試みた以前のレンズでは、回折力は、レンズの周縁でさえ、収差を矯正するために十分高い必要があり、回折素子用に高い能力を必要とした。また、レンズの公称屈折力が増加すると、色収差は対応してより大きくなり、故により大きな回折力を必要とする。Ｆｒｅｅｍａｎの特許文献３に従い、公称能力１２Ｄの比較的低能力レンズは、正味１ジオプタの縦方向の色収差矯正を生成するために、３．４Ｄの（負の）回折力を必要とするであろう。必要とされる回折力が増加すると、必要とされるエシェレット格子の数もまた増加し、回折構造によって生成される、グレアなど、より大きな視覚障害の可能性が生まれる。
【００２１】
以前のレンズとの対照として、本発明の種々の実施形態は、第１の回折構造および第２の回折構造の両方の回折力を、特許文献３の教授から予想されるより少なくすることを可能にし、故に、その他の方法で矯正によって生成される場合がある負の効果なしに、色収差の矯正によって改善された視機能を提供する。例えば、縦方向の色収差は、公称能力６Ｄのレンズで第１の回折構造に対して２．３９の回折力、２１Ｄの公称レンズ能力で３．５８の回折力、および３４Ｄの公称レンズ能力で４．５６の回折力で、中央ゾーン内では１ジオプタより小さくなるまで減少し得る。同じく、より低波長範囲内で色収差を矯正する、第２の回折構造の回折力は、比較的低くなり得る。例えば、５５０ｎｍより小さい目標範囲内の縦方向の色収差は、６Ｄの公称レンズ能力で２．８５Ｄの回折力、４．２２Ｄの公称レンズ能力で３．５８の回折力、および３４Ｄの公称レンズ能力で８．００の回折力に対して、１ジオプタより小さくなるまで減少し得る。
【００２２】
図１Ｂを参照すると、第１の回折構造１８は、回折構造１８が、１以上の次数に光を回折するように、複数のステップ高２４によって互いから分離される、複数のエシェレット回折格子２２を含む。この例では、ステップ高２４は、前表面の中央（すなわち、前表面と光軸の交差）からの距離が増加するのに応じて、高さの減少を呈する。好適な境界条件は、第１の回折構造１８と第２の回折構造の第１のエシェレット格子２４ｃとの間に円滑な遷移を提供するように選択される。一般的なステップ高の選択に関するさらなる詳細は、Ｌｅｅらの特許文献４に見つけることができ、同文献は全て本明細書に引用することにより組み込まれ、特に、グレアおよび／またはレンズの周縁の光と関連付けられる他の負の効果を減少させることができる方法による、回折パターンのアポディゼーションについて記載する。色収差の回折矯正に関するさらなる詳細は、Ｆｒｅｅｍａｎの特許文献３、およびＣｏｈｅｎの特許文献５に見つけかる場合があり、これらの文献は、本明細書に引用することにより組み込まれる。
【００２３】
ＩＯＬ１０の第１の回折構造１８は、負の縦方向の色収差を呈する。すなわち、その光学能力は、波長の増加と共に増加する（その焦点距離は、より長い波長に対して減少する）。対照的に、人間の目だけでなくＩＯＬ１０によっても提供される屈折力は、波長の増加に応じて減少する光学能力（焦点距離の増加）によって特徴付けられる、正の色収差を呈する。故に、第１の回折構造は、人間の目の正の色収差、ならびに遠見および／または近見視力用のレンズそれ自体の正の色収差を補正するように適合することができる。第１の回折構造１８は、比較的広い範囲の可視色に渡って最小色収差を提供するために、５５０ｎｍ以上の波長を含む波長範囲に対して、色収差に矯正を提供するように適合する。第１の回折構造１８は、明るい照明状態の典型である、小瞳孔サイズに対応する。明るい照明状態では、色の変動に敏感である、錐体細胞として知られる視覚受容体による、有意な感覚反応がある。これらの条件下における目の視覚受容性は、「明順応」視覚（明所視）と呼ばれる。特に、高視力の要因である人間の目の窩は、５５０ｎｍを上回る最高感度を伴う、２つのタイプの錐体細胞を含有する。故に、視力の点で、より厳密に色収差を矯正すること、すなわち、より長波長範囲に色収差の矯正を提供することによって、より大きな利点を得ることができる。本明細書に記載する波長範囲に渡って、１ジオプタより小さくなるまで縦方向の色収差を減少させることは、通常優れた視力を提供するのに適しており、そのため、十分な矯正の指標として、その値が本明細書で使用される。
【００２４】
また、第２の回折構造２０は、負の色収差矯正を呈する。しかしながら、回折構造１８および２０は、第２の回折構造２０の色収差矯正が、第１の回折構造１８よりも長くまで、色収差を波長範囲の上端に持続することを可能にする点で異なる。故に、例えば、第２の回折構造２０は、４５０ｎｍから５５０ｎｍまでのフィルタリングされる光の範囲に、色収差を矯正してもよい。第２の回折構造２０は、半径方向で第１の回折構造１８の外側にあるため、その領域での矯正は、微光と関連付けられるより大きな瞳孔状態に、より密接に対応する。これらの条件下では、通常、錐体細胞を刺激するのに不十分な光しかなく、視覚は、制限された感色性を有する桿体細胞として知られる、視覚受容体によって支配されることを意味する。これらの照明条件下における目の視覚受容性は、「暗順応」視覚（暗所視）と呼ばれる。これは、色収差からの視覚障害が、具体的に桿体細胞の最高感度（およそ４９８ｎｍ）から遠い色に対しては、深刻ではないことを意味する。故に、第２の回折構造２０の色収差矯正は、微光状態の最高感度エリアでは、それらの条件下で重要性が低い波長に対する、色収差に耐容性を示しながら、優れた視力に必要とされる光のより効果的な透過を可能にする。
【００２５】
また、記載する改変物は、遠視力の改善に関連する他の修正を伴い、有利に採用されてもよい。例えば、回折構造１８および２０は、１つが、その範囲に改善された視覚品質を提供するために、近見視力または遠視力の焦点に光を集めるように修正されてもよい。読書または他の近見視力活動がほとんど行われない微光状態において、より多くの光エネルギーは、視力をその範囲で改善するために、第２の回折構造２０によって遠い焦点に方向付けることができる。上記ＩＯＬ１０は、色収差矯正と合わせて使用して、改善された遠視力をも有利に提供することができる。
【００２６】
上の実施形態では、第２の回折構造２０は先端が切り詰められ、すなわち、レンズの周縁へは延在しない。代替の実施形態では、第１の切頂回折構造１８は、レンズの外側領域の色収差を許容する一方で、ＩＯＬ１０の中央エリアに色収差矯正を生成するように、色収差を許容する外側屈折構造と組み合わせることができる。他の代替の実施形態では、第２の回折構造２０は、レンズの周縁にまで延在することができる。例として、図２は、前表面４９Ａおよび後表面４９Ｂを有するオプティック４８を含むような、レンズ４６を概略的に示す。前の実施形態に類似して、第１の回折構造５０は、前表面４９Ａの中央領域上に配置され、第１の回折構造の外側境界からレンズの周縁に延在する、第２の回折構造５２によって囲まれる。第２の回折構造５２は、複数のステップによって互いから分離される、複数のエシェレット回折格子を含むことができ、この複数のステップ高は、実質的に均一な高さ、または上で論じたようにアポダイズされた高さを有することができる。この場合、第２の回折構造５２と関連付けられるステップは、前表面の中央からの距離の増加に応じて減少する高さを呈する。
【００２７】
図３は、前表面５８および後表面６０を伴うオプティック５６を有する別の実施形態に従う、ＩＯＬ５４を概略的に示す。第１の回折構造６２は、前表面の中央部上に配置される。前表面はさらに、環状屈折領域６６によって第１の回折構造６２から分離される、第２の回折構造６４を含む。外側屈折領域６８は二焦点構造を囲む。
【００２８】
いくつかの実施形態では、ある程度の非球面性は、球面収差効果を回復するために、ＩＯＬの前表面および／または後表面の底部外形に分け与えることができる。例として、図４は、光軸ＯＡを中心として配置される、前表面７４および後表面７６を有するオプティック７２を含むような、ＩＯＬ７０を概略的に示す。前の実施形態に類似して、第１の回折構造７８は、前表面７４の中央領域上に配置される一方、環状領域の形状にある第２の回折構造８０は、第１の回折構造を囲む。後表面の底部外形は、この場合、後表面と光軸の交差として定義される、後表面の中央からの距離の増加に応じて、偏差が徐々に増加し、推定球面外形（破線で示す）から逸脱する。いくつかの実施形態では、後表面の底部外形の非球面性は、円錐定数によって特徴付けることができる。非球面性は、ＩＯＬが呈する球面収差を変化させる、および／または予測される角膜の球面収差をある程度まで埋め合わせることができる。本実施形態では、後表面の底部外形は、ある程度の非球面性を呈するように適合されるが、他の実施形態では、このような非球面性は、前表面または両表面に分け与えることができ、回折構造１８および２０は、片方または両方の表面上に重畳されてもよい。また、非球面外形が、ある半径内の第１の多項式、およびその半径の外側の第２の多項式によって定義されてもよいように、非球面上に変化する非球面湾曲を有することも可能であり、その半径は、所望する場合、第１の回折構造１８および／または第２の回折構造２０の半径と一致し得る。また、底面曲線は、より高次の非球面性を含んでもよい。
【００２９】
図５は、本発明の特定の実施形態に従い、ＩＯＬを製造する例としての方法を示す、フローチャート１００である。ステップ１０２では、短波長光のフィルタリングに対する制限が決定される。典型的な例では、この制限は、ＩＯＬに対して提案される材料の中に組み込むことができる、既知の光学フィルタに対応してもよく、視力を改善するとして知られ、かつ、例えば、４５０ｎｍより短い波長を伴う光をフィルタリングして除去するといった、生まれついての水晶体に類似する範囲に対応してもよい。ステップ１０４では、当業者には明らかであろういずれの好適な変形物と共に、本明細書に記載する種々の実施形態のいずれにも従い、５５０ｎｍを上回る色収差の矯正を提供する、第１の回折構造用の外形が決定される。特に、第１の回折外形の決定では、所望の能力、前表面および／または後表面に対する好適な底面曲線、片方または両方の表面に分け与えられる、非球面性または他の収差矯正などを考慮に入れることができる。
【００３０】
ステップ１０６では、５５０ｎｍより大きい波長に対する色収差を許容する一方で、５５０ｎｍより小さい波長に対する色収差の矯正を提供する、第２の焦点回折構造用の外形が決定され、その外形は、当業者には明らかであろういずれの好適な変形物と共に、本明細書に記載する種々の実施形態のいずれに従っていてもよい。特に、第２の回折外形の決定には、所望の能力、前表面および／または後表面に対する好適な底面曲線、片方または両方の表面に分け与えられる、非球面性または他の収差矯正などを考慮に入れることができる。ステップ１０８では、ステップ１０２で選択された特性を伴う光学フィルタと共に、ステップ１０４および１０６で決定されたそれぞれの外形を有する第１および第２の回折構造を伴うＩＯＬが製造される。好適な製造技術は、ＩＯＬ材料への組み込みなど、光学フィルタをＩＯＬの中に提供するためのいずれの技術と共に、成形、切除、および／または旋盤加工を含むがそれらに限定されない、材料に好適な形成のいずれの方法を含んでもよい。
【００３１】
図６は、本発明の特定の実施形態に従い、ＩＯＬを製造する例としての方法を図示する別のフローチャート２００である。ステップ２０２では、ＩＯＬの光学フィルタに対する短波長の制限が決定される。ステップ２０４では、第１の回折構造用の外形が決定される。外形は、明所視に対する視覚の最高受容性の辺りで、光強度を最大化するために、色収差を矯正する。ステップ２０６では、第１の回折構造の外側にある第２の回折構造用の外形が決定される。外形は、最高感度から遠い波長の色収差を許容する一方で、暗所視に対する視覚の最高受容性の辺りで、光強度を最大化するために、色収差を矯正する。ステップ２０８では、光学フィルタ、ならびに第１および第２の回折構造を伴うＩＯＬが製造される。好適な製造技術は、ＩＯＬ材料への組み込みなど、光学フィルタをＩＯＬの中に提供するためのいずれの技術と共に、成形、切除、および／または旋盤加工を含むがそれらに限定されない、材料に好適な形成のいずれの方法を含んでもよい。
【００３２】
図６に示す方法の変形では、第１および第２の回折構造によって覆われる相対的エリアは、回折構造のそれぞれの彩度の頂点の間のように、可視光のエネルギーをシフトするように調整することができる。このような調整により、それぞれ明順応および暗順応範囲への、光エネルギーのより効率的な伝達を可能にすることができる。調整は、Ｈｏｎｇらの特許文献６および特許文献７に記載される、焦点間に光エネルギーをシフトするための技術に類似する場合があり、これら文献は本明細書に引用することにより組み込まれるが、この場合、エネルギーシフトは、波長に応じる相対的光強度に基づく。
【００３３】
別の実施形態では、屈折力のみがある外側領域を許容しながら、類似の効果を、第１の回折構造１８のみの境界を変化させることによって生成することができ、第２の回折構造用の外形の決定を、第１の回折構造の外側にある屈折性外形の決定と置き換える。このような実施形態では、第１の回折構造１８は依然として、明順応状態に対応する瞳孔サイズに対して、ＩＯＬの中央領域の色収差を矯正するが、第１の回折構造１８は、屈折力と組み合わせる際に、オプテッィクの残余部に入る光からの色収差により、明所視に対する視覚の最高受容性から、暗所視に対する視覚の最高受容性へと光エネルギーをシフトするように、ある半径で先端が切り詰められる。暗所視に対する最高感度での波長に対する人間の目の反応は、わずかに近視性になる傾向があるため、能力のわずかなシフトにより、暗所視の波長範囲で光強度を増加させるように、光を集めるのを助けることができる。故に、色収差を、レンズ全体に対して矯正する必要はない。むしろ、オプテッィク全体の色収差が考慮される時、色収差矯正の必要性のみにより、大瞳孔状態での優れた暗所視を可能にしながら、明所視に十分な矯正を提供する。この仕様のため、明所視向けの最高視覚感度に対する範囲は、５８０ｎｍ±３０ｎｍであり、暗所視向けの最高視覚感度に対する範囲は、５０５ｎｍ±３０ｎｍである。
【００３４】
当業者は、本発明の範囲から逸脱しない限り、種々の変更を上の実施形態に成すことができることを理解するであろう。例えば、単一レンズ表面上に第１および第２の回折構造の両方を配置させるよりむしろ、１つの構造をレンズの前表面上に、他方の構造をその後表面上に配置することができる。また、第１および第２の回折構造を超えるさらなる回折構造が含まれてもよい。さらに、前後表面の底部外形は、レンズ本体が、ＩＯＬの近焦点光学能力に屈折的に寄与するであろうように構成することができる。このような変形例、および当業者に明らかなその他は、主張する本発明の範囲に入ることは理解されるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４５０ｎｍより小さい波長を有する可視光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタと、
５５０ｎｍを上回る第１の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、前記第１の波長範囲の入射可視光に対して、１ジオプタより小さい縦方向の色収差を減少させるように適合された第１の回折構造と、
半径方向の前記第１の回折構造の外側にあり、前記第１の回折構造より大きい量において、前記第１の波長範囲の縦方向の色収差を許容する一方で、４５０ｎｍと５５０ｎｍとの間の第２の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、前記第２の波長範囲の入射可視光に対する縦方向の色収差を、１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合された第２の回折構造と、を具備する眼科用レンズ。
【請求項２】
前記第１の回折構造の回折効率が、５８０ｎｍの設計波長に対して１００％である請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項３】
前記第２の回折構造の回折効率が、５０５ｎｍの設計波長に対して１００％である、請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項４】
当該眼科用レンズが最大６Ｄの全体能力を有し、前記第１の回折構造および前記第２の回折構造各々が３Ｄより少ないそれぞれの回折力を有する請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項５】
前記レンズが最大２１Ｄの全体能力を有し、前記第１の回折構造および前記第２の回折構造各々が４．２５Ｄより少ないそれぞれの回折力を有する請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項６】
前記光学フィルタが紫外線吸収材料を含む請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項７】
前記眼科用レンズが、２‐フェニルエチルアクリレートおよび２‐フェニルエチルメタクリレートの架橋共重合体から形成される請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項８】
前記第１の回折構造の前記焦点が、前記第２の回折構造の前記焦点と一致する請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項９】
前記第２の回折構造の前記焦点が、遠視力の焦点である請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項１０】
前記第１の回折構造が半径少なくとも２ｍｍにまで延在し、前記第２の回折構造が半径少なくとも３ｍｍにまで延在する請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項１１】
５５０ｎｍを上回る第１の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、前記第１の波長範囲の入射可視光に対して、１ジオプタより小さい縦方向の色収差を減少させるように適合された第１の回折構造用の第１の外形を決定するステップと、
半径方向の前記第１の回折構造の外側にあり、前記第１の回折構造より大きい量において、前記第１の波長範囲の縦方向の色収差を許容する一方で、４５０ｎｍと５５０ｎｍとの間の第２の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、前記第２の波長範囲の入射可視光に対する縦方向の色収差を、１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合された第２の回折構造用の第２の外形を決定するステップと、
前記第１の外形および前記第２の外形を伴う眼科用レンズを形成し、かつ、４５０ｎｍより小さい波長を有する可視光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタを組み込むステップと、を含む眼科用レンズを製造する方法。
【請求項１２】
前記第１の回折構造の回折効率が、５８０ｎｍの設計波長に対して１００％である請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第２の回折構造の回折効率が、５０５ｎｍの設計波長に対して１００％である請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記レンズが最大６Ｄの全体能力を有し、前記第１の回折構造および前記第２の回折構造各々が３Ｄより少ないそれぞれの回折力を有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記レンズが最大２１Ｄの全体能力を有し、前記第１の回折構造および前記第２の回折構造各々が４．２５Ｄより少ないそれぞれの回折力を有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記光学フィルタが紫外線吸収材料を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記眼科用レンズが、２‐フェニルエチルアクリレートおよび２‐フェニルエチルメタクリレートの架橋共重合体から形成される請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の回折構造の前記焦点が、前記第２の回折構造の前記焦点と一致する請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の回折構造の前記焦点が、遠視力の焦点である請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
４５０ｎｍから６５０ｎｍまでのフィルタリングされる波長範囲を下回る波長を有する光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタと、
光を前記フィルタリングされる波長範囲のままにするために焦点を生成し、前記フィルタリングされる波長範囲の入射可視光に対して、縦方向の色収差を１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合された少なくとも１つの回折構造と、を具備する眼科用レンズ。
【請求項２１】
４５０ｎｍを下回る波長を有する光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタと、
明順応状態に対して選択される瞳孔サイズ内の半径を有する、少なくとも１つの中央回折構造であって、明所視に対する最大の視覚受容性に対応する波長範囲において、１ジオプタより小さくなるまで縦方向の色収差を矯正するように構成される少なくとも１つの回折構造と、
前記第１の回折構造の前記半径の外側の光学領域であって、前記光学領域は、縦方向の色収差を、前記少なくとも１つの回折構造によって許容される前記縦方向の色収差より大きい量において許容するように構成され、前記光学領域によって許容される前記縦方向の色収差は、明所視に対する最大の視覚受容性から、暗所視に対する最大の視覚受容性へ光エネルギーをシフトし、前記光学領域によって許容される前記縦方向の色収差は、前記暗所視に対する最大の視覚受容性に対応する波長範囲において１ジオプタより小さい、光学領域と、を具備する眼科用レンズ。
【請求項２２】
前記光学領域が、当該眼科用レンズの屈折領域である請求項２１に記載の眼科用レンズ。
【請求項２３】
前記光学領域が、前記明所視に対する最大の視覚受容性に対応する前記波長範囲において、前記少なくとも１つの中央回折構造より大きい度合いまで色収差を許容する第２の回折構造を有する請求項２１に記載の眼科用レンズ。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの中央回折構造および前記第２の回折構造によって被覆される相対的エリアが、前記暗所視に対する最大の視覚受容性への前記光エネルギーのシフトを、少なくとも部分的に生成する請求項２３に記載の眼科用レンズ。
【請求項２５】
前記光学領域の屈折力が、暗所視に対する近視シフトを補正するために、光に焦点を当てるよう調整される請求項２３に記載の眼科用レンズ。
【請求項２６】
眼科用レンズを製造する方法であって、
４５０ｎｍを下回る波長を有する光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタを決定するステップと、
明順応状態に対して選択される瞳孔サイズ内の半径を有する、少なくとも１つの中央回折構造用の第１の外形を決定するステップであって、前記少なくとも１つの回折構造は、明所視に対する最大の視覚受容性に対応する波長範囲において、１ジオプタより小さくなるまで縦方向の色収差を矯正するように構成されるステップと、
前記第１の回折構造の前記半径の外側の光学領域に対する第２の外形を決定するステップであって、前記光学領域は、縦方向の色収差を、前記少なくとも１つの回折構造によって許容される前記縦方向の色収差より大きい量において許容するように構成され、前記光学領域によって許容される前記縦方向の色収差は、明所視に対する最大の視覚受容性から、暗所視に対する最大の視覚受容性へ光エネルギーをシフトし、前記光学領域によって許容される前記縦方向の色収差は、前記暗所視に対する最大の視覚受容性に対応する波長範囲において１ジオプタより小さいステップと、
前記光学フィルタ、および、前記少なくとも１つの中央回折領域および前記光学領域に対する前記第１および第２の外形を有する前記眼科用レンズを製造するステップと、を含む方法。
【請求項２７】
前記第１の外形を決定する前記ステップが、前記第２の外形を決定すると同時に、前記中央回折構造に対する前記半径を決定するステップを含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記暗所視に対する最大の視覚受容性への前記光エネルギーのシフトを、少なくとも部分的に生成するように、前記少なくとも１つの中央回折構造および前記第２の回折構造によって被覆される相対的エリアを決定するステップをさらに含む請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
暗所視に対する近視シフトを補正するために、光に焦点を当てるよう調整されるように、前記光学領域の屈折力を決定するステップをさらに含む請求項２５に記載の方法。
【請求項１】
４５０ｎｍより小さい波長を有する可視光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタと、
５５０ｎｍを上回る第１の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、前記第１の波長範囲の入射可視光に対して、１ジオプタより小さい縦方向の色収差を減少させるように適合された第１の回折構造と、
半径方向の前記第１の回折構造の外側にあり、前記第１の回折構造より大きい量において、前記第１の波長範囲の縦方向の色収差を許容する一方で、４５０ｎｍと５５０ｎｍとの間の第２の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、前記第２の波長範囲の入射可視光に対する縦方向の色収差を、１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合された第２の回折構造と、を具備する眼科用レンズ。
【請求項２】
前記第１の回折構造の回折効率が、５８０ｎｍの設計波長に対して１００％である請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項３】
前記第２の回折構造の回折効率が、５０５ｎｍの設計波長に対して１００％である、請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項４】
当該眼科用レンズが最大６Ｄの全体能力を有し、前記第１の回折構造および前記第２の回折構造各々が３Ｄより少ないそれぞれの回折力を有する請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項５】
前記レンズが最大２１Ｄの全体能力を有し、前記第１の回折構造および前記第２の回折構造各々が４．２５Ｄより少ないそれぞれの回折力を有する請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項６】
前記光学フィルタが紫外線吸収材料を含む請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項７】
前記眼科用レンズが、２‐フェニルエチルアクリレートおよび２‐フェニルエチルメタクリレートの架橋共重合体から形成される請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項８】
前記第１の回折構造の前記焦点が、前記第２の回折構造の前記焦点と一致する請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項９】
前記第２の回折構造の前記焦点が、遠視力の焦点である請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項１０】
前記第１の回折構造が半径少なくとも２ｍｍにまで延在し、前記第２の回折構造が半径少なくとも３ｍｍにまで延在する請求項１に記載の眼科用レンズ。
【請求項１１】
５５０ｎｍを上回る第１の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、前記第１の波長範囲の入射可視光に対して、１ジオプタより小さい縦方向の色収差を減少させるように適合された第１の回折構造用の第１の外形を決定するステップと、
半径方向の前記第１の回折構造の外側にあり、前記第１の回折構造より大きい量において、前記第１の波長範囲の縦方向の色収差を許容する一方で、４５０ｎｍと５５０ｎｍとの間の第２の波長範囲の可視光に対する焦点を生成し、前記第２の波長範囲の入射可視光に対する縦方向の色収差を、１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合された第２の回折構造用の第２の外形を決定するステップと、
前記第１の外形および前記第２の外形を伴う眼科用レンズを形成し、かつ、４５０ｎｍより小さい波長を有する可視光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタを組み込むステップと、を含む眼科用レンズを製造する方法。
【請求項１２】
前記第１の回折構造の回折効率が、５８０ｎｍの設計波長に対して１００％である請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第２の回折構造の回折効率が、５０５ｎｍの設計波長に対して１００％である請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記レンズが最大６Ｄの全体能力を有し、前記第１の回折構造および前記第２の回折構造各々が３Ｄより少ないそれぞれの回折力を有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記レンズが最大２１Ｄの全体能力を有し、前記第１の回折構造および前記第２の回折構造各々が４．２５Ｄより少ないそれぞれの回折力を有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記光学フィルタが紫外線吸収材料を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記眼科用レンズが、２‐フェニルエチルアクリレートおよび２‐フェニルエチルメタクリレートの架橋共重合体から形成される請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の回折構造の前記焦点が、前記第２の回折構造の前記焦点と一致する請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の回折構造の前記焦点が、遠視力の焦点である請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
４５０ｎｍから６５０ｎｍまでのフィルタリングされる波長範囲を下回る波長を有する光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタと、
光を前記フィルタリングされる波長範囲のままにするために焦点を生成し、前記フィルタリングされる波長範囲の入射可視光に対して、縦方向の色収差を１ジオプタより小さくなるまで減少させるように適合された少なくとも１つの回折構造と、を具備する眼科用レンズ。
【請求項２１】
４５０ｎｍを下回る波長を有する光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタと、
明順応状態に対して選択される瞳孔サイズ内の半径を有する、少なくとも１つの中央回折構造であって、明所視に対する最大の視覚受容性に対応する波長範囲において、１ジオプタより小さくなるまで縦方向の色収差を矯正するように構成される少なくとも１つの回折構造と、
前記第１の回折構造の前記半径の外側の光学領域であって、前記光学領域は、縦方向の色収差を、前記少なくとも１つの回折構造によって許容される前記縦方向の色収差より大きい量において許容するように構成され、前記光学領域によって許容される前記縦方向の色収差は、明所視に対する最大の視覚受容性から、暗所視に対する最大の視覚受容性へ光エネルギーをシフトし、前記光学領域によって許容される前記縦方向の色収差は、前記暗所視に対する最大の視覚受容性に対応する波長範囲において１ジオプタより小さい、光学領域と、を具備する眼科用レンズ。
【請求項２２】
前記光学領域が、当該眼科用レンズの屈折領域である請求項２１に記載の眼科用レンズ。
【請求項２３】
前記光学領域が、前記明所視に対する最大の視覚受容性に対応する前記波長範囲において、前記少なくとも１つの中央回折構造より大きい度合いまで色収差を許容する第２の回折構造を有する請求項２１に記載の眼科用レンズ。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの中央回折構造および前記第２の回折構造によって被覆される相対的エリアが、前記暗所視に対する最大の視覚受容性への前記光エネルギーのシフトを、少なくとも部分的に生成する請求項２３に記載の眼科用レンズ。
【請求項２５】
前記光学領域の屈折力が、暗所視に対する近視シフトを補正するために、光に焦点を当てるよう調整される請求項２３に記載の眼科用レンズ。
【請求項２６】
眼科用レンズを製造する方法であって、
４５０ｎｍを下回る波長を有する光を、少なくともフィルタリングして除去するように使用可能な光学フィルタを決定するステップと、
明順応状態に対して選択される瞳孔サイズ内の半径を有する、少なくとも１つの中央回折構造用の第１の外形を決定するステップであって、前記少なくとも１つの回折構造は、明所視に対する最大の視覚受容性に対応する波長範囲において、１ジオプタより小さくなるまで縦方向の色収差を矯正するように構成されるステップと、
前記第１の回折構造の前記半径の外側の光学領域に対する第２の外形を決定するステップであって、前記光学領域は、縦方向の色収差を、前記少なくとも１つの回折構造によって許容される前記縦方向の色収差より大きい量において許容するように構成され、前記光学領域によって許容される前記縦方向の色収差は、明所視に対する最大の視覚受容性から、暗所視に対する最大の視覚受容性へ光エネルギーをシフトし、前記光学領域によって許容される前記縦方向の色収差は、前記暗所視に対する最大の視覚受容性に対応する波長範囲において１ジオプタより小さいステップと、
前記光学フィルタ、および、前記少なくとも１つの中央回折領域および前記光学領域に対する前記第１および第２の外形を有する前記眼科用レンズを製造するステップと、を含む方法。
【請求項２７】
前記第１の外形を決定する前記ステップが、前記第２の外形を決定すると同時に、前記中央回折構造に対する前記半径を決定するステップを含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記暗所視に対する最大の視覚受容性への前記光エネルギーのシフトを、少なくとも部分的に生成するように、前記少なくとも１つの中央回折構造および前記第２の回折構造によって被覆される相対的エリアを決定するステップをさらに含む請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
暗所視に対する近視シフトを補正するために、光に焦点を当てるよう調整されるように、前記光学領域の屈折力を決定するステップをさらに含む請求項２５に記載の方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１２−５２９６７１（Ｐ２０１２−５２９６７１Ａ）
【公表日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１５００２（Ｐ２０１２−５１５００２）
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３７３７１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４４３１５
【国際公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５０４３８９９９１）ノバルティス アーゲー (806)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３７３７１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４４３１５
【国際公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５０４３８９９９１）ノバルティス アーゲー (806)
【Ｆターム（参考）】
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