JP2018525199A

JP2018525199A - 明視域が広げられ、軸上色収差が補正された３焦点眼内レンズ

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Publication number: JP2018525199A
Application number: JP2018527014A
Authority: JP
Inventors: クリストフ、ロベール、マリー、アルマン、パヌル; スアド、レッドゾビク; ロール、ボワザン; ダミアン、ガティネル; ジェローム、ジャン、デ．ロワック
Original assignee: Physiol SA
Current assignee: Physiol SA
Priority date: 2015-08-12
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2018-09-06
Anticipated expiration: 2036-08-12
Also published as: RU2745666C2; US11129707B2; AU2016306634A1; WO2017025624A1; CN107920889B; IL257214B; BR112018001423A2; US20180092739A1; EP3334376B1; RU2018108193A3; HUE065450T2; PL3334376T3; RU2018108193A; IL257214A; AU2016306634B2; KR102638476B1; CA2994211A1; EP3334376C0; CA2994211C; JP6773785B2

Abstract

前面（１６）と、後面（１８）と、光軸（２０）とを含んでおり、前面（１６）または後面（１８）の少なくとも一方に回折プロフィル（２４）が形成され、該回折プロフィル（２４）は、遠方視のための回折焦点（３０）と、中間視のための回折焦点（３２）と、近方視のための回折焦点（３４）とを提供する眼内レンズ（１０）（ＩＯＬ）が開示される。前記回折プロフィル（２４）は、第１の部分回折プロフィル（２６）と第２の部分回折プロフィル（２８）との重ね合わせに相当し、第１の部分回折プロフィル（２６）は、中間視のための回折焦点（３２）または近方視のための回折焦点（３０）に一致する次数＋ｎの焦点を有し、第２の部分回折プロフィル（２８）は、遠方視のための回折焦点（３０）に一致する次数＋ｎの焦点を有し、第２の部分回折プロフィル（２８）の＋ｎよりも高い次数の焦点が、近方視のための回折焦点（３４）に一致する。

Description

本発明は、眼内レンズに関し、とくには３つの焦点と前面または後面上の回折プロフィルとを有する眼内レンズに関する。このレンズは、遠距離から近距離までの広い明視域（ＥＲＯＶ）を提供し、線形色収差（ＬＣＡ）を低減する。

眼内レンズ（ＩＯＬ）は、最も多くの場合には白内障手術の後に水晶体を置き換える目的で、眼に埋め込むことができるレンズである。眼内レンズは、通常は、レンズを水晶体嚢内に支持するために用いられる側方の可撓な支持体、いわゆる「ハプティクス」を含む。眼内レンズは、屈折レンズ、回折レンズ、または屈折−回折レンズであってよい。屈折レンズは、屈折によって光軸上の焦点に向かって光を収束させ、この屈折焦点を、０次の回折焦点と呼ぶこともできる。回折レンズは、０次以外の回折次数ごとに１つの焦点を光軸上に形成する回折パターンを生成する。簡単に言えば、ｎ次の焦点は、ｎの波長の倍数の位相差を有する光波の建設的干渉（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）によって特徴付けられる。屈折−回折レンズは、両者の特徴を併せ持つ。

水晶体は、毛様体筋の作用による遠方視または近方視への眼の順応を可能にする或る程度の柔軟性を有している。毛様体筋は、水晶体の縁を引っ張ることによって、水晶体を平たくし、その焦点を変位させる。しかしながら、年齢によって毛様体筋が衰え、あるいは水晶体が眼内レンズによって置き換えられることで、患者が、この順応性を少なくとも部分的に失う可能性がある。この問題に対処するために、いくつかの種類の２焦点または多焦点眼内レンズが提案されている。

単焦点ＩＯＬは、通常は遠焦点である１つの距離においてのみ視力の矯正をもたらすように意図されている。単焦点ＩＯＬは、ただ１つの距離においてのみ視力の治療をもたらし、典型的な矯正は遠距離を目的とするため、良好な近方視、および場合によっては中間視のために、通常は眼鏡が必要である。

本明細書において使用されるとき、用語「近方視」は、例えば被検眼からの距離が約３０ｃｍ〜６０ｃｍの間である物体が実質的に眼の網膜上に焦点を有する場合にもたらされる視覚に相当し得る。

用語「遠方視」は、少なくとも約１８０ｃｍ以上の距離にある物体が実質的に眼の網膜上に焦点を有する場合にもたらされる視覚に相当し得る。

用語「中間視」は、被検眼からの距離が約６０ｃｍ〜約１５０ｃｍである物体が実質的に眼の網膜上に焦点を有する場合にもたらされる視覚に相当し得る。また、埋め込み用として最も適切なＩＯＬの度数を予測することは、精度に限界があり、ＩＯＬの度数が不適切であると、この技術分野において術後の「残余屈折」と呼ばれる異常が、患者に残る可能性があることに、注意すべきである。したがって、場合によっては、ＩＯＬの埋め込みを受けた患者が、良好な遠方視を達成するために眼鏡の着用も必要とする可能性がある。

通常はレンズの中心から外縁に向かって減少する変化する屈折度数を有する２焦点または多焦点屈折眼内レンズが、先行技術から知られている。そのような眼内レンズは、例えば、ｌｏｌａｂ（登録商標）ＮｕＶｕｅ（登録商標）、Ｓｔｏｒｚ（登録商標）ＴｒｕＶｉｓｔａ（登録商標）、Ａｌｃｏｎ（登録商標）ＡｃｕｒａＳｅｅ（登録商標）、ｌｏｐｔｅｘ（登録商標）、ＯｃｃｕｌｅｎｔｉｓＭＰｌｕｓ、およびＡＭＯ（登録商標）ＲｅＺｏｏｍ（登録商標）という商品名で販売されている。この設計は、例えば読書などの近方視が必要とされる状況においては、通常は明るさが大であり、したがって虹彩が閉じて、レンズの外側部分を隠し、光が最大の屈折度数を有する中央寄りの部分だけを通過できるという事実を利用している。いくつかの場合には、屈折眼内レンズは、角膜の非球面収差を部分的または完全に補正することで、偽水晶体眼、すなわち眼内レンズが埋め込まれた眼のコントラスト感度を改善するために、非球面のプロフィルを有することができる。

しかしながら、これらの純粋な屈折２焦点または多焦点レンズは、いくつかの欠点を有する。１つの問題は、それらの挙動が瞳孔の大きさに強く依存することである。さらに、いくつかの焦点を有するがゆえに、高いコントラストをもたらすことができず、とくには遠方視において明るさが少ないときにハローを生じる可能性がある。

加えて、いわゆる「屈折−回折」眼内レンズが、この分野において知られている。典型的には、これらのレンズは、遠方視のための屈折光学焦点（本明細書において使用される用語によれば、「０次回折次数」の焦点に相当する）および近方視のための少なくとも１つの１次回折焦点を提供する。３Ｍ（登録商標）によって開発された屈折−回折眼内レンズや、ＡＭＯ（登録商標）によって開発され、Ｔｅｃｎｉｓ（登録商標）という商品名で流通している屈折−回折眼内レンズなど、特定の屈折−回折眼内レンズは、これらの２つの焦点の両方の間で光を実質的に等しい割合で分配している。他方で、Ａｃｒｉ．Ｔｅｃ（登録商標）のＡｃｒｉ．ＬＩＳＡ（登録商標）３６６Ｄという眼内レンズは、コントラストの改善および遠方視におけるハローの形成の低減を目的として、近方視のための焦点よりも遠方視のための焦点の方により多くの光を向ける非対称な光の分布を呈している。

Ｊ．Ａ．ＤａｖｉｓｏｎおよびＭ．Ｊ．ＳｉｍｐｓｏｎによるＪ．ＣａｔａｒａｃｔＲｅｆｒａｃｔ．Ｓｕｒｇ．Ｖｏｌ．３２，２００６，ｐｐ．８４９−８５８の論文「Ｈｉｓｔｏｒｙａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅａｐｏｄｉｚｅｄｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒｌｅｎｓ」において、回折プロフィルがアポダイズされ、光軸からの距離が増すにつれてプロフィルの高さが小さくなっている屈折−回折眼内レンズが記載されている。これにより、Ａｌｃｏｎ（登録商標）によってＲｅＳＴＯＲ（登録商標）という商品名で販売されているこのレンズは、瞳孔の開口に応じて、遠方視のための焦点と近方視のための焦点との間の光の分配を変えることを可能にしている。

しかしながら、技術水準のこれらの屈折−回折眼内レンズも、いくつかの欠点を有する。とりわけ、ほぼ純粋に２焦点であり、遠方視のための焦点と近方視のための焦点との間に、中間視において不快を感じ得るような開きがある。

少なくとも１つの中間焦点を有する多焦点屈折−回折レンズも提案されている。国際公開第９４／１１７６５号パンフレットに、中間視のための次数０の焦点と、近方視のための次数＋１の焦点と、遠方視のための次数−１の焦点とを有する屈折−回折レンズが提案されている。しかしながら、このレンズは、３つの焦点の間の光の実質的に等しい分配しか可能にておらず、とくには瞳孔の開口とは無関係に、近焦点と遠焦点との間の光の等しい分配しか可能にしていない。

国際公開第２００７／０９２９４９号パンフレットに、複数の回折プロフィルを含んでおり、各々の回折プロフィルが次数＋１の別個の焦点を有している眼内レンズが提案されている。異なるプロフィルは、ＩＯＬの光学部分の別個の同心領域に配置され、したがって焦点間の光の分配は、上記で参照した屈折多焦点眼内レンズから知られている様相と同じ様相で、瞳孔のサイズに強く依存する。例えば、焦点の数が、瞳孔の開口につれて変わると考えられ、すなわち瞳孔のサイズが小さいとき、レンズは２焦点であり、第３の焦点は、瞳孔の拡大時にのみ有効である。

さらに、技術水準のほぼ全ての回折および屈折−回折眼内レンズは、＋１よりも大きい次数の使用できない焦点へと向かう光のかなりの部分を失うという欠点を有する。

国際公開第２０１１／０９２１６９号パンフレット（以下では、ＷＯ’１６９と称する）が、３つの有用な焦点を提供し、これら３つの焦点の間の光の分配が必ずしも瞳孔のサイズに依存しない眼内レンズを記載している。このレンズは、例えば近方視および中間視にそれぞれ割り当てられる次数＋１の２つの異なる焦点を得るために、２つの重ね合わせられた部分回折プロフィルを仮想的に表示する一方で、組み合わせられたプロフィル（すなわち、第１および第２の部分プロフィルの重ね合わせ）の０次が、遠方視に向けられる。したがって、このレンズは、２つの有用な回折焦点および１つの有用な屈折焦点を有する。ＷＯ’１６９のＩＯＬの顕著な利点は、＋１よりも大きい回折次数に起因する光の損失が抑えられることにある。このために、第１の部分プロフィルの次数＋１の回折焦点は、光軸上で、第２の部分回折プロフィルに関する＋１よりも高次（例えば、＋２）の焦点に実質的に一致してもよい。このようにして、第２の部分プロフィルのこの高次の前記焦点に向けられた光は、失われず、むしろ典型的には近方視のための焦点である第１の部分プロフィルの次数＋１の焦点を補強するために使用される。

上記の３焦点レンズは、とりわけ中間距離における視覚について、多くの患者にとって視覚の質の改善につながるが、さらなる改善が有益であると考えられる。とくには、軸上色収差（ＬＣＡ）の低減が、視覚の質にとって有益であり得る。多焦点レンズという特定の事例において、ＬＣＡの低減が複数の焦点に関係すると考えられる場合、患者は、広大な拡張された距離範囲にわたって像品質の向上という恩恵を受けることができる。

標準的な２焦点レンズの設計は、遠方の度数および近距離のための追加の度数をそれぞれもたらす回折次数０および次数＋１の間で光を分割する。このような２焦点レンズは、とりわけ遠焦点において、色収差を充分には補正または処理できない。国際公開第２０１４／０３３５４３号パンフレットに、光を次数＋１および次数＋２に向けるために適した回折２焦点眼内レンズが記載されているが、０次は有効でなく、あるいは少なくとも有用な焦点を提供するには不充分である。このようなレンズは、ＴｅｃｎｉｓＳｙｍｆｏｎｙ（登録商標）という商品名で市販されており、２つの焦点、すなわち次数＋１によってもたらされる遠方視のための焦点および次数＋２によってもたらされる近方視のための焦点について、有水晶体眼の色収差を低減または補正すると報告されている。

国際公開第９４／１１７６５号パンフレット国際公開第２００７／０９２９４９号パンフレット国際公開第２０１１／０９２１６９号パンフレット国際公開第２０１４／０３３５４３号パンフレット

本発明の根底にある課題は、広い明視域を提供すると同時に、軸上色収差に起因する視覚の低下も回避する眼内レンズを提供することである。

この目的は、請求項１に記載の眼内レンズ（ＩＯＬ）によって解決される。好ましいさらなる発展が、従属請求項に規定される。

本発明のＩＯＬは、前面、後面、および光軸を含む。前面または後面の少なくとも一方に、回折プロフィルが形成され、この回折プロフィルは、
遠方視のための回折焦点、
中間視のための回折焦点、および
近方視のための回折焦点
を提供する。

回折プロフィルは、第１の部分回折プロフィルと第２の部分回折プロフィルとの重ね合わせに相当し、
第１の部分回折プロフィルは、中間視のための回折焦点または近方視のための回折焦点に一致する次数＋ｎの焦点を有し、
第２の部分回折プロフィルは、遠方視のための回折焦点に一致する次数＋ｎの焦点を有し、
第２の部分回折プロフィルの＋ｎよりも高い次数の焦点が、近方視のための回折焦点に一致する。

ここで、第１および第２の部分回折プロフィルの各々は、それぞれの段高さを有する複数の段を有し、前記段高さは、前記回折プロフィルの少なくとも一部分において以下の条件、すなわち
ｎ＜ａ_１＋ａ_２＜ｎ＋１
を満たし、ここで

であり、

は、回折プロフィルの前記一部分における第１の部分回折プロフィルの段の平均高さであり、

は、回折プロフィルの前記一部分における第２の部分回折プロフィルの段の平均高さであり、
λ＝５５０ｎｍであり、
ｎ_２は、レンズ材料の屈折率であり、
ｎ_１＝１．３３４５であり、
ｎ＝１または２である。

ここで、ｎ_１は、１．３３４５になると想定される埋め込み媒体の屈折率に近い。

さらに、特定の段高さの条件が「前記回折プロフィルの少なくとも一部分に」当てはまるという特徴は、その条件が回折プロフィル全体に当てはまっても、回折プロフィルの一部分だけに当てはまってもよいことを示す。また、本発明の回折プロフィルが前面または後面の少なくとも一方に形成されるという事実は、当然ながら、他のプロフィルがこのＩＯＬの他の領域に形成されることを排除しない。しかしながら、以下で示される実施形態において、本発明による回折プロフィルは、例えば４．５ｍｍなどの大きな瞳孔開口においてさえも、本質的にＩＯＬの有効領域全体に広がる。

したがって、本発明のＩＯＬが３つの回折焦点を有するのに対し、ＷＯ’１６９のＩＯＬは回折焦点を２つだけしか有さず、すなわち近方視および中間視のための回折焦点を有する一方で、遠方視のための焦点は屈折焦点である。回折焦点のみを有するＩＯＬの利点は、軸上色収差（ＬＣＡ）を低減できることである。ＬＣＡは、異なる波長の光が光軸上の異なる位置に集光される現象である。屈折レンズにおいて、ＬＣＡは、屈折率の波長依存性に起因する。大部分の材料において、屈折率は、波長が短くなるにつれて大きくなり、すなわち屈折レンズの屈折焦点度数は、波長が短くなるにつれて大きくなる。

他方で、回折光学素子もＬＣＡに悩まされるが、その影響は反対であり、波長が長いほど光学度数が大きくなる（換言すると、焦点距離が短くなる）。これは、屈折および回折の両方の光学度数をもたらすレンズにおいては、２つの反対向きの影響が少なくとも部分的に打ち消し合うため、全体として色収差を大きく軽減できることを意味する。本発明のＩＯＬは、有意な屈折焦点を持たないが、それにもかかわらず屈折度数を有し、したがってＬＣＡへの対応する寄与を示す。したがって、本発明の場合のように、ＩＯＬが遠方視のための回折焦点を有する場合、ＩＯＬの屈折度数によって影響されたＬＣＡは、遠方視のための焦点においてすでに少なくとも部分的に補償されていると考えることができる。これは、遠方視が、ＬＣＡが著しく邪魔になるような弱い光の条件下で必要とされることが多いため、とくに重要である。

驚くべきことに、上記定義のパラメータａ_１およびａ_２を適切に選択することによって、以下でさらに詳しく示されるように、ＬＣＡの悪影響の大幅な軽減を可能にする純粋に回折焦点を有するきわめて有用な３焦点ＩＯＬを得ることができる。同時に、このＩＯＬは、３つの焦点を提供するがゆえに、やはり以下で示されるように、良好な広い明視野を呈する。本発明のＩＯＬのさらなる利点は、第２の部分プロフィルの＋１（ｎ＝１の場合）よりも大きい次数の焦点に対応する光が失われず、近方視の焦点に寄与することにある。

好ましい実施形態においては、ｎ＝１であり、ＩＯＬの第２の部分回折プロフィルは、
中間視のための回折焦点に一致する次数＋２の焦点と、
近方視のための回折焦点に一致する次数＋３の焦点と
を有する。

好ましい実施形態によれば、第１および第２の部分回折プロフィルの段高さは、前記回折プロフィルの少なくとも一部分において以下の条件、すなわち、ａ_２＞ａ_１を満たす。

好ましい実施形態においては、ｎ＝１であり、第１および第２の部分回折プロフィル２６、２８の段高さは、前記回折プロフィル２４の少なくとも一部分において以下の条件、すなわち、０．５＜ａ_１＜１、好ましくは０．５＜ａ_１＜０．７、最も好ましくは０．５３＜ａ_１＜０．６２、かつ０．５＜ａ_２＜１、好ましくは０．６＜ａ_２＜０．９、最も好ましくは０．７＜ａ_２＜０．８を満たす。ｎ＝２の場合、段高さは、上述のように２＜ａ_１＋ａ_２＜３という条件を満たし、さらに１＜ａ_１＜１．５および１＜ａ_２＜１．５という条件を満たす。

別の好ましい実施形態においては、第１のプロフィルの段高さａ_１が、＜１である一方で、第２のプロフィルの段高さａ_２が、＞１である。とくに好ましい実施形態において、第１および第２の部分回折プロフィルの段高さは、前記回折プロフィルの少なくとも一部分において以下の条件、すなわち
０．２５＜ａ_１＜０．４５、好ましくは０．３０＜ａ_１＜０．４０、最も好ましくは０．３３＜ａ_１＜０．３７、かつ
１．２０＜ａ_２＜１．４０、好ましくは１．２５＜ａ_２＜１．３５、最も好ましくは１．２８＜ａ_２＜１．３２
を満たす。

このパラメータの選択により、近方視のための回折焦点の強度を犠牲にして、中間視のための回折焦点における強度を、高めることができ、これは、一部の患者にとって好ましいことが明らかになっている。

好ましくは、中間視および遠方視のための回折焦点は、＋０．５〜＋１．５ジオプタの間に相当する距離にて光軸上に位置する。これに加え、あるいはこれに代えて、近方視および遠方視のための回折焦点は、＋１．５〜＋２．５ジオプタの間に相当する距離にて光軸上に位置する。

とくにはａ_１＜１かつａ_２＞１である実施形態において、中間視および遠方視のための回折焦点は、いくつかの実施形態において、＋１．５〜＋２．０ジオプタの間に相当する距離にて光軸上に位置し、とくには＋１．７５ジオプタに相当する距離にて光軸上に位置する。これに加え、あるいはこれに代えて、近方視および遠方視のための回折焦点は、＋３．０〜＋４．０ジオプタの間に相当する距離にて光軸上に位置し、とくには＋３．５ジオプタに相当する距離にて光軸上に位置する。

４．５ｍｍの瞳孔サイズおよび波長が５４３ｎｍの緑色光において、光軸上の位置の関数としての５０サイクル／ｍｍにおける好ましい実施形態によるＩＯＬの変調伝達関数（ＭＴＦ）は、遠方視、中間視、および近方視のための回折焦点に対応する識別可能なピークを示す。換言すると、この実施形態によれば、ＩＯＬの「３焦点性」は、瞳孔開口が充分に大きい場合に、光軸上の識別可能なＭＴＦピークに示される。以下の具体的な実施形態に関連して理解されるように、より小さい瞳孔開口において、ピークは、ＭＴＦ図においてもはや識別不可能であるように、ＭＴＦダイアグラムにおいて混ざり合うことができる。好ましい実施形態によれば、焦点は、５０サイクル／ｍｍにおけるＭＴＦが０．１以上、好ましくは０．１５以上であることを特徴とする。

好ましくは、４．５ｍｍの瞳孔サイズ、５０サイクル／ｍｍ、および波長が５４３ｎｍの緑色光において、
近方視のための焦点に対応するＭＴＦ値が、中間視のための焦点に対応するＭＴＦ値よりも大きく、かつ／または
遠方視のための焦点に対応するＭＴＦ値が、近方視のための焦点に対応するＭＴＦ値よりも大きい。

この実施形態によれば、遠方視が、弱い光の条件下で生じる大きな瞳孔サイズにおいて優先される。これに加え、あるいはこれに代えて、２．０ｍｍの瞳孔サイズ、５０サイクル／ｍｍ、および波長が５４３ｎｍの緑色光において、近方視のための焦点に対応するＭＴＦ値が、遠方視のための焦点に対応するＭＴＦ値よりも大きい。この実施形態によれば、例えば２．０ｍｍという小さい瞳孔開口において、近方視のための焦点が優先される。これは、近方視は、通常は例えば読書時などの良好な光条件において必要とされるがゆえに、好都合である。ＷＯ’１６９のＩＯＬを含む通常のＩＯＬにおいて、焦点間の光の分布は、瞳孔開口とはほとんど無関係であることに留意されたい。以下の具体的な実施形態の説明から明らかになるとおり、本発明のＩＯＬでは、開口に大いに依存する光の分配を提供することで、（光の弱い条件に対応する）大きな瞳孔サイズにおいては遠方視のための焦点に光の多くの部分を集めることができ、（良好な光条件に対応する）小さな瞳孔サイズにおいては、中間視および近方視のための焦点における強度の利益のために、遠方視のための焦点に集められる光の割合を著しく小さくすることができる。

別の実施形態においては、４．５ｍｍの瞳孔サイズ、５０サイクル／ｍｍ、および波長が５４３ｎｍの緑色光において、
近方視のための焦点に対応するＭＴＦ値が、中間視のための焦点に対応するＭＴＦ値よりも小さい。

これは、ａ_１＜１およびａ_２＞１の場合にとくに有用であることが判明している。

２．０ｍｍの瞳孔サイズ、５０サイクル／ｍｍ、および波長が５４３ｎｍの緑色光において、光軸上の位置の関数としてのＭＴＦは、好ましくは、近方視のための回折焦点から遠方視のための回折焦点まで延びる範囲において、常に０．１３よりも上、好ましくは常に０．２よりも上にとどまる。これにより、広い焦点範囲にわたる良好な視覚が可能になる。当業者であれば理解できるとおり、ＭＴＦは、優先日において有効なバージョンのＩＳＯ１１９７９−２ガイドライン「Ｏｐｈｔａｌｍｉｃｉｍｐｌａｎｔｓ−Ｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒｌｅｎｓｅｓｐａｒｔ２：ｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓ」の附属書Ｃに従って測定することができる。

好ましい実施形態においては、
第１の拡張された焦点深度が、近方視および遠方視のための回折焦点の焦点度数の間の差として定義され、
第２の拡張された焦点深度が、中間視および遠方視のための回折焦点の焦点度数の間の差として定義され
第１の拡張された焦点深度は、第２の拡張された焦点深度の整数倍であり、とくには２または３倍である。

好ましい実施形態において、回折プロフィルは、４μｍ〜１００μｍの間、とくには１０μｍ〜５０μｍの間の幅を有する非垂直な段を有する。これに加え、あるいはこれに代えて、回折プロフィルは、段の上部に０．１μｍ以上の最小曲率半径を有する丸みを帯びたエッジを有する。したがって、好ましい実施形態において、回折プロフィルは、垂直な段と鋭いエッジとを有する従来からの鋸歯状構造に相当しないが、より良好な光学性能のために平滑化されている。このような平滑化は、当技術分野において「軟化子」とも呼ばれる適切な平滑化関数による鋭い鋸歯状構造の畳み込みによって数学的に記述することができる。

好ましい実施形態において、
第１の部分回折プロフィルは、

に位置する光軸に対する半径方向位置ｒ_ｎに中心があり、あるいはこれらの位置からの逸脱が平均で５％未満、好ましくは１％未満である半径方向位置に中心がある段位置を有し、第２の部分回折プロフィルは、

の半径方向位置に中心があり、あるいはこれらの位置からの逸脱が平均で５％未満、好ましくは１％未満である半径方向位置に中心がある段位置を有し、
ここで
ｎは、プロフィルの中心から数えた段の番号であり、
Ｆ_１は、第１の部分回折プロフィルの次数＋１の回折焦点の焦点距離であり、
Ｆ_２は、第２の部分回折プロフィルの次数＋１の回折焦点の焦点距離であり、
Ｆ_２は、Ｆ_１の整数倍であり、とくにはＦ_２＝２・Ｆ_１またはＦ_２＝３・Ｆ_１である。

好ましい実施形態において、ＩＯＬは、レンズ本体を有し、光軸は、ＩＯＬレンズ本体の幾何学的中心に対して偏心させられる。

好ましくは、本発明のＩＯＬは、眼の球面収差および／または眼の色収差を少なくとも部分的に補償し、さらには／あるいは明視野の拡大をもたらすようにさらに構成される。

本発明の一実施形態によるＩＯＬの概略の平面図である。図１によるＩＯＬの概略の断面図であり、近方視、中間視、および遠方視用のための回折焦点、ならびに仮想のそれぞれの焦点が示されている。図４ａおよび図４ｂに示される第１および第２の部分プロフィルの重ね合わせによって生成できる本発明のＩＯＬのための回折プロフィルの概略図である。図３の回折プロフィルの構築に使用される第１の部分プロフィルの概略図である。図３の回折プロフィルの構築に使用される第２の部分プロフィルの概略図である。図３のプロフィルの最初の２つの段の拡大図であり、２つの典型的な分散を有するガウス軟化子による畳み込みを用いた平滑化を示している。本発明の３焦点ＩＯＬについて、種々の瞳孔開口に関して、回折度数の関数としての５０サイクル／ｍｍにおけるＭＴＦを示している。先行技術による３焦点ＩＯＬについて、種々の瞳孔開口に関して、回折度数の関数としての５０サイクル／ｍｍにおけるＭＴＦを示している。本発明の実施形態による３焦点ＩＯＬについて、瞳孔開口の関数としての遠方視、中間視、および近方視のための焦点の間の光エネルギの分配を示している。先行技術による３焦点ＩＯＬについて、瞳孔開口の関数としての遠方視、中間視、および近方視のための焦点の間の光エネルギの分配を示している。遠方視、中間視、および近方視のための焦点における軸上色収差（ＬＣＡ）を、先行技術による２つの３焦点ＩＯＬおよび本発明による２つの３焦点ＩＯＬについて示しており、各々の場合において、一方のＩＯＬはＰＭＭＡから製作され、一方のＩＯＬは国際公開第２００６／０６３９９４号Ａ１パンフレットに記載の本出願の出願人の独自の疎水性アクリル材料ＧＦから製作されている。本発明の一実施形態によるＩＯＬの平面図であり、光学部分をＩＯＬの幾何学的中心に対して０．３ｍｍだけ偏心させた非対称設計を有している。

次に、本発明の原理の理解を促進する目的で、図面に示した好ましい実施形態を参照し、特定の言葉を使用して説明する。しかしながら、それらが決して本発明の技術的範囲を限定しようとするものではなく、説明されるＩＯＬにおけるそのような変更およびさらなる改良、ならびに本明細書に示されるとおりの本発明の原理のそのようなさらなる応用が、本発明が関係する技術分野の当業者にとって現時点または将来において普通に想到され得ると考えられることを、理解できるであろう。

本発明の実施形態による眼内レンズ１０の全体的な構成が、図１および図２に示されている。これらの図に見られるように、レンズは、中央光学体１２を含むとともに、レンズが患者の眼に埋め込まれたときにレンズを水晶体嚢内に支持するために、この典型的な構成においては２つの可撓な支持体１４であるいわゆる「ハプティクス（図２には示されていない）をレンズ１０の外縁に備えている。しかしながら、例えば、より多数のハプティクス、ループ状のハプティクス、など、他の代案の構成が、当業者にとって知られており、本発明による眼内レンズに適用可能である。

本発明の図示の実施形態による眼内レンズ１０は、回折型のレンズである。中央光学体１２は、前面１６および後面１８を含み、実質的に前後方向の軸２０を有する。前面１６および／または後面１８は、レンズ１０が光軸上の屈折焦点２２または「回折次数ゼロ」の焦点へと入射光の一部分を向けるような曲率を有する。換言すると、前面１６または後面１８に回折プロフィルが存在しない場合、図２の左側から光軸２０に平行に伝搬する入射光ビームは、屈折焦点２２に集光される。しかしながら、以下でより詳細に説明されるように、本発明による回折プロフィルの特定の選択によれば、実際に屈折焦点に導かれる光はごくわずかである。図示されているように、本発明の好ましい実施形態において、屈折焦点２２は、「無効化」され、あるいは図２において斜線によって示されている「仮想焦点」である。

図示の実施形態において、レンズ１０は、５．０ｍｍの開口または瞳孔サイズにおいて−０．１１μｍの非球面収差を有する非球面性を有する。この非球面性は、無水晶体眼の適度の正の球面収差を引き起こすことによって、コントラストに対する感度と視野深度との間の自然なバランスを保証し、人間の角膜の平均球面収差は、約＋０．２８マイクロメートルである。別の実施形態においては、非球面性がさらに高く、角膜収差をより高度に補償することができる。これは、さらに良好な像品質を可能にすると考えられるが、レンズの光学性能が、眼におけるレンズの偏心および傾きの影響を受けやすくなるという代償を伴う。

レンズ１０は、その前面１６に、図１に概略的にのみ示されている回折プロフィルに似たレリーフ２４を有する。回折プロフィル２４は、図３に示されており、図４ａに示される第１の回折プロフィル２６および図４ｂに示される第２の回折プロフィル２８の重ね合わせによって形成される。図３、図４ａ、および図４ｂにおいて、両方の軸の全ての単位は、μｍである。したがって、これらの図において、プロフィルの高さが、光軸２０からの半径距離ｒに対して大幅に誇張されていることを、見て取ることができる。

第１の回折プロフィル２６は、下記の関数を近似的に満たすキノフォーム型のプロフィルである。

式１：

用語「キノフォームプロフィル」は、例えば、ＤｏｎａｌｄＯ’Ｓｈｅａらによる「ＤｉｆｆｒａｃｔｉｖｅＯｐｔｉｃｓ−Ｄｅｓｉｇｎ，ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄＴｅｓｔ」（ＳＰＩＥｔｕｔｏｒｉａｌｔｅｘｔｓ；ＴＴ６２（２００４））に説明されており、位相制御面が滑らかに変化する回折光学素子を指す。これは、例えば入射波面に０およびπの位相差を導入する表面などの離散的ないくつかの位相制御面を有するいわゆる「バイナリ光学素子」とは異なる。この式において、Ｈ_１（ｒ）は、光軸に対する半径方向距離ｒの関数としての第１の部分回折プロフィル２６の高さであり、Ｒは、レンズの外縁から光軸までの半径方向距離であり、λは、眼の感度が最大である波長（一般に、５５０ｎｍ）であり、ｎ_２およびｎ_１は、レンズの材料およびその埋め込み媒体の屈折率であり、ａ_１は、振幅パラメータ（図示の実施形態においては、０．５７）であり、Ｆ_１は、この第１の部分回折プロフィル２６の次数＋１の焦点の焦点距離（この実施形態においては、＋１．８ジオプタについて５５５ｍｍ）である。

第２の部分回折プロフィル２８も、下記の関数を近似的に満たすキノフォーム型のプロフィルである。

式２：

この式において、Ｈ_２（ｒ）は、光軸に対する半径方向距離ｒの関数としての第２の回折プロフィル２８の高さであり、ａ_２は、振幅パラメータ（図示の実施形態においては、０．７４）であり、Ｆ_２は、この第２の部分回折プロフィル２８の次数＋１の焦点の焦点距離（この実施形態においては、＋０．９ジオプタについて１１１０ｍｍ）である。

式１および２は、モジュロ関数によって定義される垂直な段および鋭いエッジを有する第１および第２の部分プロフィル２６，２８を定めるが、実際のプロフィルのエッジは丸みを帯び、段は垂直ではなくて傾斜を有すると考えられる。第１および第２の部分プロフィル２６，２８の適切な形状は、上述のプロフィル関数Ｈ_１（ｒ）およびＨ_２（ｒ）を、この技術分野において「軟化子」と称される対応する平滑化関数によって畳み込むことによって得られる。鋭いエッジおよび段の傾斜について所望の平滑化または丸みをもたらすと考えられる種々の適切な軟化子が存在する。実際に、当業者であれば理解できるとおり、任意の畳み込みが、ステップ関数の鋭いエッジの丸みおよび垂直な段の傾斜をもたらすと考えられる。

好ましい実施形態においては、軟化子Ｍ（ｒ）を、以下のようにガウス関数によって表すことができる。

プロフィル関数Ｈ（ｒ）と軟化子Ｍ（ｒ）との畳み込みは、通常の方法で以下のように定義される。

図４ｃが、分散σ^２が下記のように畳み込みパラメータ「ｃｏｎｖ」（単位は、マイクロメートル）に関して表現される軟化子Ｍ（ｒ）による組み合わせ後のプロフィルＨ（ｒ）（後述の式３を参照）の畳み込みの結果を示している。

図４ｃには、ｃｏｎｖの３つの値、すなわちｃｏｎｖ＝０μｍ、２５μｍ、および５０μｍについて、畳み込みの結果の例が示されている。ｃｏｎｖ＝０μｍの場合、軟化子Ｍ（ｒ）は、ディラック（Ｄｉｒａｃ）のデルタ関数に相当し、元のプロフィルＨ（ｒ）は影響を受けず、そのままである。ｃｏｎｖの値が大きくなるにつれて、段のエッジは丸みを増し、元の垂直な段の傾きが増加する。

プロフィルの鋭い段を畳み込みによって丸めることが、上述の先行の出願ＷＯ’１６９にすでに記載されており、傾斜した段および丸いエッジを図３、図４ａ、および図４ｂにおいても見ることができることに、注意されたい。

したがって、図３に示されるとおり、これらの部分プロフィル２６，２８の両者の重ね合わせからもたらされるレリーフまたは「プロフィル」２４は、以下の式にほぼ当てはまる。

式３：
Ｈ（ｒ）＝Ｈ_１（ｒ）＋Ｈ_２（ｒ）
この実施形態においては、Ｆ_２＝２・Ｆ_１であり、すなわち第１の部分プロフィル２６の１つおきの段の位置が、第２の部分プロフィル２８の段に一致し、あるいは換言すると、第２の回折プロフィルは、第１の回折プロフィルの半分の平均空間周波数を有する。したがって、組み合わせによるプロフィル２４は、第１の部分プロフィル２６の段に第２の部分プロフィル２８の段が加わることによる大きな段を、第１の部分プロフィル２６の２つの段のうちの１つに対応する小さな段と交互に有する。

プロフィルがアポダイズされない場合、式１および２における係数（１−ｒ^３／Ｒ^３）は、本明細書に示される実施形態の場合のように、単に１であることに留意されたい。

さらに、このようにして、第２の部分プロフィル２８の次数＋２の焦点は、光軸２０上で、第１の部分プロフィル２６の次数＋１の焦点と一致する。

図３、図４ａ、および図４ｂに示した実施形態において、ａ_１は０．５７であり、ａ_２は０．７４である。これは、例えばａ_１＝０．４４およびａ_２＝０．２７であるＷＯ’１６９に示された実施形態ときわめて異なる。この異なる振幅の選択は、全く異なる光学的挙動をもたらす。実際に、ＩＯＬ１０は、
第２の部分回折プロフィル２８の次数＋１の焦点に一致する遠方視のための焦点３０（図２を参照）
第２の部分回折プロフィル２８の次数＋２の焦点に一致し、第１の部分回折プロフィル２６の次数＋１の焦点にも一致する中間視のための焦点３２、および
第２の部分回折プロフィル２８の次数＋３の焦点に一致する近方視のための焦点３４
を有すると理解される。

別の実施形態においては、第２の部分プロフィル２８の段が、第１の部分プロフィル２６の２つおきの段に一致することができ、その場合、第１の部分プロフィル２６の次数＋１の回折焦点は、近方視のための焦点３４に一致および寄与すると考えられる。

図示の実施形態において、光軸２０上の屈折焦点２２に対応する位置、すなわち次数０の回折焦点に集光される光の量は、無視できる程度でしかない。

第１および第２の部分プロフィル２６，２８が、或る意味で、主に「全体プロフィル」２４の構築に役立つ仮想または「補助」プロフィルにすぎないことを、理解されたい。とくに、部分プロフィルの所与の焦点が、全体としての組み合わせられたプロフィルの回折パターンにも存在することは、それ自体は明らかではない。しかしながら、係数ａ_１およびａ_２が適切に選択されると、全体プロフィル２４は、個々の部分プロフィル２６，２８の回折焦点に実際に起因する回折焦点を示すと理解される。さらに、係数ａ_１およびａ_２を適切に選択することによって、以下で示されるように、全体プロフィル２４の異なる焦点間のエネルギの分配を、きわめて有用な方法で分配することができる。

本発明の発明者は、本発明の実施形態において、近方視のための焦点３４に向けられる光の割合が、ａ_１およびａ_２の合計に良好な近似にて依存する一方で、遠方視の焦点３０に向けられる光の割合に対する中間視の焦点３２に向けられる光の割合の比が、基本的に比ａ_１／ａ_２によって支配されることを発見した。さらに、本発明の発明者は、近方視、中間視、および遠方視のための３つの焦点の間の光の分配を見積もるための経験式を、以下のように導出した。

式４：％Ｎｅａｒ＝２０＊［（ａ_１＋ａ_２）ＥＸＰ（２＊（ａ_１＋ａ_２）／１．５）］
式５：％Ｉｎｔｅｒ／％Ｆａｒ＝１＊［（ａ_１／ａ_２）ＥＸＰ（２＊（ａ_１／ａ_２））］
式６：％Ｆａｒ＝［１００−Ｅｑ４］／［１＋Ｅｑ５］
式７：％Ｉｎｔｅｒ＝１００−Ｅｑ６−Ｅｑ４
ここで、「％Ｎｅａｒ」、「％Ｉｎｔｅｒ」、および「％Ｆａｒ」は、近方視、中間視、および遠方視のそれぞれの焦点３４，３２，３０に向けられる光エネルギの割合を示し、３つの割合は、合計で１００％になるように選択される。換言すると、これらの式は、それぞれの焦点の間の光の分配のみを反映し、それぞれの焦点の周囲の光の分布は反映していない。

上記の式４〜式７が、１＜ａ_１＋ａ_２＜２かつ０．５＜ａ_１＜１かつ０．５＜ａ_２＜１という条件で、光の実際の分布のかなり良好な予測を与えると理解される。

眼内レンズの光学的優先度を見積もる方法は、その変調伝達関数（ＭＴＦ）を実験的に決定することを含む。光学系のＭＴＦは、例えばＩＳＯ１１９７９−２の附属書Ｃに従って測定可能であり、所定の空間周波数の試験パターンにおいて光学系を透過するコントラストの割合を反映し、ここで周波数は「サイクル／ｍｍ」または「ｌｐ／ｍｍ」として定義され、「ｌｐ」は「線ペア」を意味する。一般に、空間周波数が高くなると、コントラストは低下する。第一近似として、所与の焦点に向けられた光の割合（Ｅｆ％）は、５０サイクル／ｍｍにおけるＭＴＦｐｅａｋ値から、以下の式
式８：％Ｅｆ＝ＭＴＦｐｅａｋ／（ＭＴＦｆａｒ＋ＭＴＦｉｎｔｅｒ＋ＭＴＦｎｅａｒ）＊１００
によって得られ、
ここでｆは、遠焦点、中間焦点、または近焦点のうちの１つを指す。

図５ａに、焦点度数（単位は、ジオプタ）に対する本発明の実施形態による３焦点レンズ１０のＭＴＦ曲線が、５０サイクル／ｍｍおよび単焦点緑色光（５４３ｎｍ）において、ＩＳＯ１規格による眼モデルにおける種々の瞳孔開口について示されている。点線の曲線は、４．５ｍｍの瞳孔サイズに対応し、１８．２５ｄｐｔの遠方視のための焦点、１９．１５ｄｐｔの中間視のための焦点、および２０．０５ｄｐｔの近方視のための焦点にそれぞれ対応する３つのピークを示している。２つの連続するＭＴＦピークの間のジオプタ（ｄｐｔ）での間隔は、０．９ｄｐｔであり、したがって遠焦点に対する＋０．９ｄｐｔおよび＋１．８ｄｐｔの２つの度数の追加にそれぞれ対応する。このレンズの場合、４．５ｍｍの開口において、３つの焦点の間の光の分配は、遠方視に４６．６７％、近方視に３３．３３％、中間視に２０％である。

これは、遠方視に４５．０６％、中間視に２２．８９％、近方視に３２．０５％の分布をもたらす上記の式４、式６、および式７による光の分布によく一致する。したがって、経験的な式４〜式７が、焦点間の光の分配を非常に良好に表現することが分かる。

さらに、図５ａにおいて、４．５ｍｍの瞳孔開口において、これら３つの焦点以外の場所へと向かう光がかなり少なく、とくには図５ａにあくまでも説明の目的で示されているにすぎない屈折または「０次」の焦点に対応する１７．３５ｄｐｔの位置に向かう光が少ないことを、見て取ることができる。したがって、０次の焦点は、単に「仮想の焦点」であり、あるいは「無効化」されていると理解される。

さらに図５ａは、５０サイクル／ｍｍにおけるＭＴＦ曲線を、３．７５ｍｍの瞳孔開口について一点鎖線で、３．０ｍｍの瞳孔開口について実線で、２．０ｍｍの瞳孔開口について破線で示している。図５ａから分かるように、瞳孔開口を４．５ｍｍから３．０ｍｍに減少させることによって、近方視および中間視のＭＴＦピークが、より広い単一のピークへと混ざり合うため、これらの小さな瞳孔開口において、ＩＯＬは本質的に２焦点となる。瞳孔開口を２．０ｍｍへとさらに絞ることにより、２つの残りのＭＴＦピークは、単一のきわめて広くかつきわめて高いピークをもたらす。これは、少なくとも部分的には、光の波面が穴の縁によってより大きな影響を被る小さな開口においてより顕著になる周知の「ピンホール」回折に起因し得る。

このピンホール回折が、焦点深度の拡大に寄与し、すなわち瞳孔開口が小さいほど、焦点の間のＭＴＦの落ち込みがますます少なくなることは、注目に値する。２．０ｍｍという小さい瞳孔開口においては、ピンホール効果が最大化され、ＭＴＦは、１８ｄｐｔと２０．５ｄｐｔの間の全範囲、すなわち近方視から遠方視までの全範囲にわたって、０．２よりも上である。さらに、２．０ｍｍなどの小さな瞳孔サイズにおいて、１８．２５ｄｐｔ（遠方視）のＭＴＦはかなり低下するが、近方視および中間視（２０．０５ｄｐｔおよび１９．１５ｄｐｔ）のＭＴＦは劇的に向上することを、見て取ることができる。これは、本発明の実施形態によるＩＯＬの所与の焦点に向けられた光の割合を瞳孔開口の関数として示している図６ａにおいても見て取ることができ、光の割合は、上記の式８で定義されるやり方でＭＴＦに関係している。

図６ａに見られるように、大きな瞳孔開口（４．５ｍｍ）においては、遠方視のための焦点へと向けられる光の割合が、近方視および中間視のための割合を上回るが、開口が小さくなるにつれて、近方視および中間視のための焦点へと向けられる光の割合が増加する一方で、遠方視のための焦点に向けられる光の割合は減少し、実際に他の２つの焦点の割合よりも低くなる。この挙動は、３焦点ＩＯＬにおいては珍しいが、実際にはきわめて好都合であり、なぜならば、遠方視は、多くの場合、瞳孔の自然な調節反射ゆえに瞳孔サイズが大きくなる傾向にある光の乏しい条件において必要とされる一方で、近方視および中間視は、典型的には、例えば読書またはコンピュータ作業などの良好な光の条件下で必要とされるからである。したがって、本発明の好ましい実施形態によるＩＯＬは、両方の要求をきわめてよく満たす。とくに、光の乏しい条件下で近方視および中間視のための焦点よりも遠方視のための焦点により多くの光をもたらすことは、大きな瞳孔開口および薄明視の条件のもとでハローなどの光現象を抑えることにより、焦点外のより近くの像があまり激しくないことで、像品質を改善するはずである。

本発明のＩＯＬの挙動を、ＭＴＦが図５ｂに比較用に示されており、それぞれの焦点間の光エネルギの分配が図６ｂに示されているＷＯ’１６９の３焦点ＩＯＬの挙動と比較すべきである。ＷＯ’１６９による実施形態においては、アポダイゼーションが使用されていたことに留意されたい。図５ｂから分かるように、本発明のＩＯＬと同様に、瞳孔のサイズが４．５ｍｍから３．０ｍｍへと減少するとき、近方視および中間視のための焦点に対応するピークが合流し、焦点深度が増加する。しかしながら、本発明のＩＯＬとは異なり、ＷＯ’１６９の先行技術の三焦点レンズでは、アポダイゼーションがないと、３つの焦点の間の光の相対的分配は、瞳孔のサイズにほぼ無関係である（図６ｂを参照）。したがって、アポダイゼーションのないこの先行技術のＩＯＬは、同じレンズにおいて光の少ない条件（大きな瞳孔開口）では遠方視を優位にし、良好な光条件（小さな瞳孔開口）では近方視を優位にすることが、不可能である。

本発明の３焦点ＩＯＬ１０のさらなる利点は、軸上色収差（ＬＣＡ）を減少または補正を可能にすることである。図７が、本発明による２つのＩＯＬおよびＷＯ’１６９による２つのＩＯＬについて、遠方視、中間視、および近方視のための焦点における軸上色収差（ＬＣＡ）を示している。ここで、「ＬＣＡｆ」は、所与の焦点（ｆ）における軸上色収差を示し、「ｆ」は、焦点のうちの該当の１つ（すなわち、遠方視、中間視、または近方視）を表す。これらの焦点の各々は、図７の横軸に示されている遠方視のための焦点と比べたときの追加の光学度数（単位は、ジオプタ）に対応する。したがって、典型的な実施形態においては、図７の横軸において、遠方視のための焦点は０ｄｐｔに対応し、中間視のための焦点は０．９ｄｐｔに対応し、近方視のための焦点は１．８ｄｐｔに対応する。

ＬＣＡｆの数値は、光が単色の赤色（６５０ｎｍ）から単色の青色（４８０ｎｍ）へと変化したときに、５０サイクル／ｍｍおよび４．５ｍｍの瞳孔サイズで光学ベンチにおいて測定され、ジオプタで表されるＭＴＦピークのシフトによって得られる。このシフトを、３つの焦点に対応する３つのＭＴＦピークの各々について測定することができ、その結果が図７に示されている。

図７において、実線は、異なる材料、すなわちＰＭＭＡ（ｘ印）およびＧＦ（黒丸）から作られたＷ０’１６９による２つのＩＯＬのＬＣＡｆの値を示しており、ここでＧＦは、国際公開第２００６／０６３９９４号Ａ１パンフレットに開示の本出願の出願人の独自の疎水性アクリル材料である。ＰＭＭＡおよびＧＦのアッベ数は、それぞれ５３．２３および４２．９９である。アッベ数は、材料の分散、すなわち波長による屈折率の変化の尺度であり、大きな値は分散が少ないことを示している。ＷＯ’１６９の３焦点レンズにおいて、遠方視のための焦点（図７の０ｄｐｔ）は、純粋に屈折焦点である。０ｄｐｔにおいて、先行技術の３焦点レンズは両方とも、ＬＣＡｆについて正の値を示し、ＰＭＭＡの場合には０．３ｄｐｔであり、ＧＦの場合には０．６５ｄｐｔである。これらの材料においては、波長が短くなるにつれて屈折率が大きくなり、青色光についての光学度数が赤色光についての光学度数よりも大きくなるため、ＬＣＡｆの正の値が予想される。さらに、アッベ数が小さいため、ＧＦレンズの方が、ＰＭＭＡレンズに比べてＬＣＡｆの値が大きくなることが分かる。

ＷＯ’１６９の先行技術のＩＯＬにおいては、近方視（１．８ｄｐｔ）のための焦点が、第１の部分回折プロフィルの次数＋１の回折焦点に対応し、これに第２の部分回折プロフィルの次数＋２の焦点の寄与が追加される。中間視（０．９ｄｐｔ）のための焦点は、第２の部分回折プロフィルの次数＋１の回折焦点に対応する。本発明の概要において説明したように、回折焦点のＬＣＡは、波長が長くなるにつれて回折光学度数が大きくなるという意味で、「負」である。したがって、回折焦点における負のＬＣＡが、中間視のための焦点における全体としてのＬＣＡｆを０．０５（ＰＭＭＡ）および０．４０（ＧＦ）へと低下させ、近方視のための焦点における全体としてのＬＣＡｆを０．０８（ＰＭＭＡ）および０．１５（ＧＦ）へとさらに低下させる。

さらに図７には、破線で、本発明による２つのＩＯＬについてのＬＣＡｆの値が示されており、ここでｘ印は、やはりＰＭＭＡに基づく実施形態を表し、黒丸印は、ＧＦでの実施形態を表している。図７に見られるように、本発明のＩＯＬについて、ＬＣＡｆ曲線は、同じ材料で作られたそれぞれの先行技術のＩＯＬと比べてより低い値へと垂直方向に移動している。とくに、遠方視（０ｄｐｔ）のための焦点に関して、ＧＦレンズの値ＬＣＡｆは０．４ジオプタまで低下し、ＰＭＭＡレンズのＬＣＡｆ値は−０．０３ｄｐｔまで低下し、これは、本発明のこのＰＭＭＡに基づく実施形態において、遠方視のための焦点について実質的に軸上色収差がないことを意味する。

遠方視のための焦点におけるＬＣＡがＷＯ’１６９の先行技術の３焦点レンズと比べて小さくなる理由は、本発明によれば、遠方視のための焦点が回折焦点、すなわち第２の部分プロフィルの次数＋１の焦点であり、したがってレンズの屈折度数に起因する正のＬＣＡを少なくとも部分的に補償する負のＬＣＡをもたらすからである。したがって、とくにはＧＦ材料が使用される場合に、本発明の３焦点レンズは、ＷＯ’１６９の先行技術の３焦点レンズと比べ、ＬＣＡに関して明らかに好ましいと理解される。

ＰＭＭＡに基づく先行技術のＩＯＬに関しては、ＬＣＡｆの平均値がすでにかなり低く、遠方視のための焦点において適度な正の値であり、近方視のための焦点において適度な負の値であり、中間視のための焦点において軸上色収差がほとんど消失する。実際、先行技術のＰＭＭＡ製３焦点レンズのＬＣＡは、ＧＦに基づく本発明の３焦点レンズのＬＣＡに類似している。本発明の３焦点ＩＯＬのＰＭＭＡ版は、遠方視についてＬＣＡが消失するという利点を有するが、近方視のための焦点においてＬＣＡが−０．７ｄｐｔという大きな負の値になるという代償を伴う。近方視におけるＬＣＡｆの負の値は、無水晶体眼のＬＣＡ、すなわち角膜ＬＣＡを補正するために好都合であるかもしれない。

三焦点ＩＯＬは、遠方視（例えば、＋０ｄｐｔ）から近方視（例えば＋１．８ｄｐｔ）までの広い明視域（ＥＲＯＶ）を、中間距離における視覚の不連続または大きなギャップを伴うことなくもたらすと考えられる。図５ａおよび図５ｂのＭＴＦ図から、このようなＥＲＯＶを本発明の３焦点レンズならびにＷＯ’１６９のＩＯＬで実際に得られることが分かる。レンズのＥＲＯＶ性能は、ＵＳＡＦターゲットのキャプチャをターゲットを「デフォーカスする」ことによって行うこと、すなわち対象画像を記録しながらＩＯＬの光軸に沿ってＵＳターゲットを変位させることによって、より直接的な方法でバイタル条件下で評価することができる。本出願の出願人は、本発明のＩＯＬおよびＷＯ’１６９のＩＯＬについて、種々の波長（緑色、赤色、および青色）および種々の瞳孔開口（２．０、３．０、３．７５、および４．５ｍｍ）におけるＵＳＡＦ像を体系的にキャプチャした。単色の緑色光について、本発明のＩＯＬおよびＷＯ’１６９のＩＯＬの両方が、一定の像品質を有する０ｄｐｔから＋２ｄｐｔまでのＥＲＯＶを示すことが確認された。とくに、どちらの３焦点ＩＯＬも、とりわけ２．０ｍｍを超える瞳孔開口において０．７５ｄｐｔ〜１．２５ｄｐｔの間で像品質の低下を示した市販の２焦点ＩＯＬよりも優れていた。

光源を緑色光から赤色光または青色光に変化させると、２つの回折焦点を有する市販の回折２焦点レンズは、赤色光および青色光において基本的に遠距離および近距離のそれぞれの単焦点となり、それに付随して近距離および遠距離のそれぞれの画像品質が低下した。これとは対照的に、ＷＯ’１６９および本発明による２つの３焦点ＩＯＬは、青色光および赤色光のどちらにおいても３焦点のままであり、緑色光における性能と比べて像品質が青色光については遠距離で、赤色光については近距離でわずかに影響を被るが、０ｄｐｔから２．２５ｄｐｔまでの完全なＥＲＯＶを有する。

さらに、本発明のＩＯＬのＵＳＡＦ画像をＷＯ’１６９によるＩＯＬのＵＳＡＦ画像と比較すると、図５ａおよび図５ｂの比較ならびに図６ａおよび図６ｂの比較から予想されるとおり、本発明のＩＯＬの像品質が、大きな瞳孔開口（４．５ｍｍなど）における遠方視および小さな瞳孔開口における近方視について優れていることが分かる。すなわち、そこに示されるとおり、本発明のＩＯＬは、焦点間の光の分配が瞳孔のサイズにおおむね無関係であるＷＯ’１６９のＩＯＬとは対照的に、小さな瞳孔開口での近方視および大きな瞳孔開口での遠方視に有利である。

眼の軸上色収差は、眼の軸上色収差と同量かつ反対の軸上色収差を有する光学素子によって補正することができるが、そのような素子の整列がきわめて重要であり、さもないと、偏心量に比例して追加の横色収差が引き起こされる（ＺｈａｎｇＸ，ＢｒａｄｌｅｙＡ，ＴｈｉｂｏｓＬＮ．Ａｃｈｒｏｍａｔｉｚｉｎｇｔｈｅｈｕｍａｎｅｙｅ：ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｈｒｏｍａｔｉｃｐａｒａｌｌａｘ．ＪＯｐｔＳｏｃＡｍ，１９９１；８：６８６−９１を参照）。しかしながら、人間の瞳孔の中心は、水晶体嚢の中心に対して同心には位置せず、光軸および視軸と同軸ではない。節点によって凝視点を中心窩へと結ぶ視軸の近傍において、軸上色収差の補正は、横色収差の発生をもたらさない。一実施形態においては、光学眼内レンズ（ＩＯＬ）のハプティクスを、ＩＯＬの光学中心を推定される視軸の位置または入射瞳の中心に一致させることができるよう、非対称となるように好都合に設計することができる。図８が、本発明の実施形態によるＩＯＬ１０の概略の平面図であり、光学部分、すなわち回折プロフィル２４が、ＩＯＬの外径に関して０．３ｍｍだけ偏心している。

本発明を、特定の典型的な実施形態を参照して説明してきたが、特許請求の範囲によって定義される本発明の全体的な範囲を変更することなく、これらの例について修正および変更を行うことができることは明らかである。

例えば、代案の実施形態において、本発明による眼内レンズは、キノフォーム以外の種々の回折プロフィルを有してもよく、あるいは２つの重ね合わせられる部分回折プロフィルの段の周期性および距離の間の異なる比を示してもよい。部分回折プロフィルは、レンズの前面または後面の一部分においてのみ重ね合わせられてもよい。レンズは、その前面および／または後面に異なる曲率を有してもよく、さらには／あるいは曲率を有さなくてもよく、これらの曲率は、必要に応じて、非球面であっても、非球面でなくてもよい。さらに、３つの焦点を達成するために、とりわけ本明細書において上述した本発明によるレンズよりも次数が１単位だけ上であるなど、回折次数の他の組み合わせを考慮することができる。この特定の場合、段の高さは、条件２＜ａ_１＋ａ_２＜３に従うと考えられる。

好ましい典型的な実施形態を、図面および以上の説明において詳細に図示および明記したが、これらは純粋に例示であり、本発明を限定するものではないと考えられるべきである。これに関して、好ましい典型的な実施形態のみが図示および明記されており、特許請求の範囲に定義される本発明の保護の範囲に現在または将来において包含される全ての変種および変更が保護されるべきであることに、留意されたい。

Claims

前面（１６）と、後面（１８）と、光軸（２０）とを含む眼内レンズ（１０）（ＩＯＬ）であって、
前記前面（１６）または後面（１８）の少なくとも一方に、回折プロフィル（２４）が形成されており、該回折プロフィル（２４）は、
遠方視のための回折焦点（３０）と、
中間視のための回折焦点（３２）と、
近方視のための回折焦点（３４）と
を提供し、
前記回折プロフィル（２４）は、第１の部分回折プロフィル（２６）と第２の部分回折プロフィル（２８）との重ね合わせに相当し、
前記第１の部分回折プロフィル（２６）は、前記中間視のための回折焦点（３２）または前記近方視のための回折焦点（３０）に一致する次数＋ｎの焦点を有し、
前記第２の部分回折プロフィル（２８）は、前記遠方視のための回折焦点（３０）に一致する次数＋ｎの焦点を有し、
前記第２の部分回折プロフィル（２８）の＋ｎよりも高い次数の焦点が、前記近方視のための回折焦点（３４）に一致し、
前記第１および第２の部分回折プロフィル（２６、２８）の各々は、それぞれの段高さを有する複数の段を有し、前記段高さは、前記回折プロフィルの少なくとも一部分において以下の条件、すなわち、ｎ＜ａ_１＋ａ_２＜ｎ＋１を満たし、
ここで

であり、

であり、

は、前記回折プロフィル（２４）の前記一部分における前記第１の部分回折プロフィル（２６）の段の平均高さであり、

は、前記回折プロフィル（２４）の前記一部分における前記第２の部分回折プロフィル（２８）の段の平均高さであり、
λ＝５５０ｎｍであり、
ｎ_２は、レンズ材料の屈折率であり、
ｎ_１＝１．３３４５であり、
ｎ＝１またはｎ＝２である、
ＩＯＬ（１０）。
ｎ＝１であり、前記第２の部分回折プロフィルは、
前記中間視のための回折焦点に一致する次数＋２の焦点と、
前記近方視のための回折焦点に一致する次数＋３の焦点と
を有する、請求項１に記載のＩＯＬ（１０）。
前記第１および第２の部分回折プロフィル（２６、２８）の前記段高さは、前記回折プロフィル（２４）の少なくとも一部分において以下の条件、すなわち
ａ２＞ａ１
を満たす、請求項１または２に記載のＩＯＬ（１０）。
ｎ＝１であり、前記第１および第２の部分回折プロフィル（２６、２８）の前記段高さは、前記回折プロフィルの少なくとも一部分において以下の条件、すなわち
０．５＜ａ_１＜１、好ましくは０．５＜ａ_１＜０．７、最も好ましくは０．５３＜ａ_１＜０．６２、かつ
０．５＜ａ_２＜１、好ましくは０．６＜ａ_２＜０．９、最も好ましくは０．７＜ａ_２＜０．８
を満たす、請求項１から３のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
ｎ＝１であり、前記第１のプロフィルの前記段高さａ_１が、＜１である一方で、前記第２のプロフィルの前記段高さａ_２が、＞１であり、前記第１および第２の部分回折プロフィル（２６、２８）の前記段高さは、前記回折プロフィルの少なくとも一部分において以下の条件、すなわち、０．２５＜ａ_１＜０．４５、好ましくは０．３０＜ａ_１＜０．４０、最も好ましくは０．３３＜ａ_１＜０．３７、かつ
１．２０＜ａ_２＜１．４０、好ましくは１．２５＜ａ_２＜１．３５、最も好ましくは１．２８＜ａ_２＜１．３２
を満たす、請求項１から３のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
前記中間視および前記遠方視のための回折焦点（３２、３０）は、＋０．５〜＋１．５ジオプタの間に相当する互いの距離にて前記光軸（２０）上に位置する、請求項１から５のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
前記近方視のための回折焦点（３４）および前記遠方視のための回折焦点（３０）は、＋１．５〜＋２．５ジオプタの間に相当する互いの距離にて前記光軸（２０）上に位置する、請求項１から６のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
前記中間視および前記遠方視のための回折焦点（３２、３０）は、＋１．５〜＋２．０ジオプタの間に相当する互いの距離にて前記光軸（２０）上に位置する、請求項１から５のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
前記近方視のための回折焦点（３４）および前記遠方視のための回折焦点（３０）は、＋３．０〜＋４．０ジオプタの間に相当する互いの距離にて前記光軸（２０）上に位置する、請求項１から５または８のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
４．５ｍｍの瞳孔サイズおよび波長が５４３ｎｍの緑色光において、前記光軸上の位置の関数としての５０サイクル／ｍｍにおける変調伝達関数（ＭＴＦ）が、前記遠方視、中間視、および近方視のための回折焦点（３０、３２、３４）に対応する識別可能なピークを示す、請求項１から９のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
４．５ｍｍの瞳孔サイズ、５０サイクル／ｍｍ、および波長が５４３ｎｍの緑色光において、
前記近方視のための焦点（３４）に対応するＭＴＦ値が、前記中間視のための焦点（３２）に対応するＭＴＦ値よりも大きく、
前記近方視のための焦点（３４）に対応するＭＴＦ値が、前記中間視のための焦点（３２）に対応するＭＴＦ値よりも小さく、かつ／または
前記遠方視のための焦点（３０）に対応するＭＴＦ値が、前記近方視のための焦点（３４）に対応するＭＴＦ値よりも大きい、
請求項１から１０のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
２．０ｍｍの瞳孔サイズ、５０サイクル／ｍｍ、および波長が５４３ｎｍの緑色光において、前記近方視のための焦点（３４）に対応するＭＴＦ値が、前記遠方視のための焦点（３０）に対応するＭＴＦ値よりも大きい、請求項１から１１のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
２．０ｍｍの瞳孔サイズ、５０サイクル／ｍｍ、および波長が５４３ｎｍの緑色光において、前記光軸（２０）上の位置の関数としてのＭＴＦが、前記近方視のための回折焦点（３４）から前記遠方視のための回折焦点（３０）まで延びる範囲において、常に０．１３よりも上、好ましくは常に０．２よりも上にとどまる、請求項１から１２のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
第１の拡張された焦点深度が、前記近方視および遠方視のための回折焦点（３４、３０）の焦点度数の間の差として定義され、
第２の拡張された焦点深度が、前記中間視および遠方視のための回折焦点（３２、３０）の焦点度数の間の差として定義され
前記第１の拡張された焦点深度は、前記第２の拡張された焦点深度の整数倍であり、とくには２または３倍である、請求項１から１３のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
前記回折プロフィルは、４μｍ〜１００μｍの間、とくには１０μｍ〜５０μｍの間の幅を有する非垂直な段を有する、請求項１から１４のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
前記回折プロフィルは、０．１μｍ以上の最小曲率半径を有する丸みを帯びたエッジを有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
前記第１の部分回折プロフィルは、

に位置する前記光軸に対する半径方向位置ｒ_ｎに中心があり、あるいは該位置からの逸脱が平均で５％未満、好ましくは１％未満である半径方向位置に中心がある段位置を有し、前記第２の部分回折プロフィルは、

の半径方向位置に中心があり、あるいは該位置からの逸脱が平均で５％未満、好ましくは１％未満である半径方向位置に中心がある段位置を有し、
ここで
ｎは、前記プロフィル（２４）の中心から数えた段の番号であり、
Ｆ_１は、前記第１の部分回折プロフィル（２６）の次数＋１の回折焦点の焦点距離であり、
Ｆ_２は、前記第２の部分回折プロフィル（２８）の次数＋１の回折焦点の焦点距離であり、
Ｆ_２は、Ｆ_１の整数倍であり、とくにはＦ_２＝２・Ｆ_１またはＦ_２＝３・Ｆ_１である、請求項１から１６のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。
レンズ本体を有しており、前記光軸（２０）は、前記ＩＯＬレンズ本体の幾何学的中心に対して偏心させられており、当該ＩＯＬ（１０）は、眼の球面収差および／または眼の色収差を少なくとも部分的に補償し、さらには／あるいは明視野の拡大をもたらすようにさらに構成されている、請求項１から１７のいずれか一項に記載のＩＯＬ（１０）。