JPH01154119A - 多焦点眼科用レンズ - Google Patents

多焦点眼科用レンズ

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JPH01154119A
JPH01154119A JP63286595A JP28659588A JPH01154119A JP H01154119 A JPH01154119 A JP H01154119A JP 63286595 A JP63286595 A JP 63286595A JP 28659588 A JP28659588 A JP 28659588A JP H01154119 A JPH01154119 A JP H01154119A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (利用分野) 本発明は、光学位相板を有するコンタクトレンズおよび
眼内レンズの改良に関する。本明細書中に用いられる「
位相板」は、領域板と領域における光学面との組み合わ
せを利用するレンズの単一の光学部分のことであり、こ
の組み合わせは、光を回折させ、領域板の種々の次数(
例えば、零次、−次等)の焦点における光の所定の強度
分布を生じせしめる所定の波頭を作り出す。
本発明は、コンタクトレンズに関し、より特別には、例
えば同心環状領域を用いている2焦点位相板や「調整さ
れた」フレネルレンズのような、位相板光学系を利用し
たコンタクトレンズに関する。このようなレンズは、通
常、例えばアレン・エル・コーエン(Allen L、
 Cohen)により、アメリカ合衆国特許第4,21
0.391号、4,338.005号及び4.340.
283号において記述されている設計にならうものであ
る。上記のコーエンのレンズ設計では、同心環状領域の
半径II、JTは、はぼnl/lに比例し、領域が1以
上の焦点に集光させるように区切られている(本明細書
中では、「コーエンレンズ設計」と呼ぶ)。
位相板光学系を有するコーエンレンズ設計は、レンズ自
体を非常に薄くすることができる。2焦点または多焦点
効果を得るために、コンタクトレンズは位相板をもつよ
う設計される。位相板の比着色特性は、多焦点特性を有
するコンタクトレンズを含むコンタクトレンズの設計に
組み入れられることもできる。
位相板をもつコンタクトレンズが装用者にとっての何ら
かの問題を生み出すことは以前から知られている。ひと
つは、位相板を形成する環状に配されたエシャレット(
eshelettes)間の段差の非光学系エツジから
生じ、光の干渉によってコンタクトレンズ装用者に対し
て眩惑を起こす強い光が現れるグレア(glare)で
ある。
いま1つの潜在的な問題は、(i)ソフトコンタクトレ
ンズにおいては、代謝老廃物の付着した目の表面を洗浄
する涙液の交換をなすために、角膜へのレンズの密着に
おいて、十分な移動性を有する必要、および、(i)装
用中において必要な移動性を満足すべきソフトコンタク
トレンズの不十分な移動性から発生する。
ソフトコンタクトレンズにおけるコーエンレンズ設計の
環状領域仮配列での多数の多焦点フレネルエシャレット
は、レンズの移動性を制限しやすい。このようなレンズ
設計に、レンズが装用中に約0.5mm〜IIm程度の
移動が可能であるような十分な移動性を組み込むことが
望ましい。このことは、レンズの下に蓄積された代謝老
廃物の処理が行えるレンズの能力を向上させる。
特に、非光学系エツジからのグレア効果を最小にする、
および/または、上述した装用中における必要な移動度
を有している上記のコーエンの特許の環状配列内に設計
された多焦点コンタクトレンズを提供することが、本発
明の目的である。(発明の概要) 本発明は、光学領域内に位相板および純粋な屈折部を有
する、例えばコンタクトレンズや眼内レンズのような眼
科用レンズに関する。
より特別には、本発明は、光学領域内に位相板および純
粋な屈折部を有するコーエンレンズ設計の眼科用コンタ
クトレンズに関する。
本明細書中の「純粋な屈折m(pure refrac
tiveportion) Jなる語は、「オプティク
ス(Optics) J第9版22ページ、フィンチャ
ムら(Fincham etal、)による「幾何光学
の基本法則(FundamentalLaws of 
Geometrical 0ptics) Jに従って
作用するIまたはそれ以上の数のレンズの領域を意味す
る。これらのレンズ領域は、滑らか、または、比較的滑
らかな前面および後面により特徴付けられる。これより
後は、純粋な屈折部は「チャンネル」、「純粋な屈折チ
ャンネル」および「位相チャンネル」としても引用され
ることがある。
本発明の好ましい実施例によれば、純粋な屈折部は、位
相板の焦点倍率を決定する。
さらに別の実施例によれば、本発明は、位相板および通
過光を対称的に減速させる純粋な屈折部(以下、簡単に
「対称チャンネル」と記す)を含むコーエンレンズ設計
の多焦点レンズに関する。
対称チャンネルは、位相板の光波を構造的に干渉するた
めに、光を回折して、所望の焦点に像を結ぶ、または、
像を強調する。対称チャンネルは、基本的には単焦点能
を呈するものとみなされる。
好ましい実施例において、位相板部分は光学領域の中央
に位置し、純粋な屈折部は光学領域の残りの周辺環状部
を形成する。さらに好ましい実施例によれば、純粋な屈
折部は、純粋な屈折チャンネルを形成するように、レン
ズのベースカーブから所定距離をもって配置される。ま
たさらに好ましい実施例によれば、純粋な屈折チャンネ
ルは、コンタクトレンズのベースカーブに平行になるよ
うに設計され、光学領域の位相板部分の零次回折焦点に
集光する。
本発明の最も好ましい実施例によれば、位相板は光学領
域の中央部を占めており、零次と一次の回折焦点の間に
均等に分光するように位相板は半波長エシャレットをも
って設計される。これは、多焦点能を有する各位相板領
域を用い、多焦点合わせを達成するための光波干渉とと
もに、複数の位相板を利用することにより、コーエンレ
ンズ設計を用いる便利な方法である。最も好ましい実施
例の最も好ましい面において、純粋な屈折チャンネルは
、位相板の周辺に位置し、レンズのベースカーブより下
方4分の1波長の深さのところに配置される。
本発明の実際の好ましい実施例によれば、変移領域は、
純粋な屈折チャンネルと位相板との境目に位置し、環状
屈折チャンネルの周端部は、レンズが目に対して装用状
態に変形するように、開いたままになっている。
(実施例) 本発明は、特に、レンズの光学領域よりも面積が小さい
範囲内に配置される位相板を有するように設計されたコ
ンタクトレンズに関するものである。これはまず、第1
図のレンズにより示され、図示の光学領域OZが4つの
環状領域(r I+  r 2+r3+r4)に分割さ
れ、環状屈折部が周辺に配置される。コンタクトレンズ
の光学領域のこの幾何構成による利点は、 *装用者に与えるグレアが殆どなく、 *レンズの移動特性が改善され、 *位相板の倍率に屈折能が付加されることである。
位相板領域の半径の関係は、コーエンレンズ設計の特性
式に従う。即ち、 r、−(2mw() l/2 m:m次の領域を示す整数 W:光波長 f:1次回折の焦点距離 である。
第2図のコンタクトレンズは、光学領域の中央部に連続
半波長位相板を有する。これは、2焦点コンタクトレン
ズであり、光を均等に零次回折と1次回折との間に分光
する。領域板エシャレットの深さh″は、次式で与えら
れる。
h=w/2(n″−n) n′:コンタクトレンズの屈折率 n :目の涙液層の屈折率 さらに、このレンズの純粋な屈折部Rは、位相板部分と
同じベースカーブをもって連続しており、それによって
、位相板の零次回折焦点に集光する。
一般的に、レンズが位相板光学系を含む面積よりも大き
い光学領域で構成されていると、屈折光および回折光は
、レンズの1あるいは複数の焦点において干渉を受ける
。このことは、ある場合には、集光像の品質を下げる結
果となる。これは、位相板エシャレットPPHによる振
幅PPAが結局、屈折部Rによる位相が90度ずれてい
る振幅RAとなり、結局、合成振幅Aとなる第2図によ
って示される。
本発明の好ましい実施例では、コンタクトレンズが、そ
の光学領域内に純粋な屈折チャンネルだけでなく位相板
も組み込んでいる場合、位相板像の品質を低下させるよ
りもむしろ向上させるために、チャンネルを別のものに
することが望ましい。
本発明の特徴的な実施例では、レンズの種々の領域の結
果的に生ずる位相は、最大限の構造的干渉を達成するた
めに、一致させられる。例えば、それらの領域は、互い
に環状に配置され、この構成は、レンズの形状と、昔か
らの種々の領域から光学領域における種々の変形領域を
補償するために、変化してもよく、そして、本発明の目
的は達成される。
集光像を強調し、本発明の別の利点を得る本発明の製作
物は、位相板焦点のうちの1つの結果的に生ずる位相と
、位相を一致させる対称チャンネルを利用する。この実
施例を含んだ結果的なレンズは、対称的な移相によって
、位相板とチャンネルとの間に存する位相関係を変える
隣接した純粋な屈折チャンネルを有する位相板を備える
チャンネルは、好ましくは、集光して、屈折光と回折光
の干渉効果を改善する。このようなチャンネルは、位相
板領域と純粋な屈折部表面の内側または外側に配置され
る。
第3図は、光学領域の純粋な屈折部と位相板部分との間
の位相を一致させるため、上述の対称的移相を強調する
位相チャンネルを有するよう設計されたレンズを図示す
るものである。第3図では、位相板エシャレットPPH
による振幅PPAと、純粋な屈折位相チャンネルPCに
よる振幅PCAとは、はぼ位相が一致しており、合成振
幅Aになっている。これらの位相は、レンズのベースカ
ーブから深さw/4(n’−n)のところに位相チャン
ネルを配置することで、一致させられる。
所望であれば、位相板と位相チャンネルは変移領域にお
いて分割させられても良い。第4図は、位相チャンネル
から位相板を分割させる、そのような変移領域を有する
レンズを示す。第4図のベクトル図に示すように、この
変移領域は、結果的に生じる光の振幅全体に殆ど影響を
与えていない。
以下に示すように、変移領域は、レンズの位相チャンネ
ルが目に対して装用状態変形の補償を行うことのできる
ソフトレンズ断面設計を可能にする。
ソフトコンタクトレンズの構成において、ソフトコンタ
クトレンズは装用状態に変形し、ぴったりとするよう目
の表面の形態をとる。装用状態のしくみは、ソフトコン
タクトレンズの中央厚をd1重液層の厚みをeとして、
第5図Aおよび第5図Bに示される。しかしながら、装
用状態に変形するために、第5図Bにおいて、涙液層の
欠乏およびコンタクトレンズ表面における凹所による空
気レンズの付加を勘案して、レンズの中央厚をd′とさ
れる。装用状態の標準コンタクトレンズ公式は以下のと
おりである。
d’=d+e(n−1)/(n″−1)変移領域を備え
るソフトコンタクトレンズは、装用状態変形を補償する
位相チャンネルの深さを調節することで、目になめらか
に装用される。本発明の別の実施例は、特に第6図に示
される。第6図において、レンズは半波長位相板と、レ
ンズのベースカーブ上方w/4(n’−1)の深さの位
相チャンネルとを備える。このレンズでは、ベースカー
ブの周辺部は、チャンネルの形成を防ぎ、完全装用状態
変形を考慮するために、切り取られる。
本実施例の別の図は第7図および第8図に示される。第
7図は、目Eの涙液層TL上に載っている位相チャンネ
ルPCを有するレンズPCが示される。一方、第8図は
、目Eの涙液層TLに載っている変移領域と装用状態補
償位相チャンネルCPCを有するレンズCLを示す。こ
のレンズは、レンズの前面に環状のくぼみDを装用部の
直上方に備えている。
本発明は、1つの光学領域内で純粋な屈折要素と同時に
回折要素を利用する公知のどのようなコンタクトレンズ
にも適用できる。特別な例として、第9図に、代わりの
半波長2焦点位相板を示す。
このレンズの例では、零次回折焦点には、90度+57
.5度に等しい位相の変位を起こすチャンネルが必要で
ある。この場合、チャンネルの深さは、次式によって決
定される。
深さ=w(180−147,5)/360(n’−n)
=0.09w/(n’−n) 第10図は、ベースカーブBCに合った後面を有スるコ
ンタクトレンズCLを示す。中央部のベースカーブへの
切り込みは、零次および正の一次回折焦点に均等に光を
回折するように設計されたエシャレットPPEを有する
半波長位相板である。
このレンズには、後面ベースカーブへの切り込みによる
位相チャンネル、位相板の周辺には、零次回折焦点に光
を屈折させる4分の1波長位相板を備えている。
さらに、屈折チャンネルから位相板を分割させるための
変移領域を含む同様のレンズ設計が、第11図に示され
る。本発明のこの実施例では、後面がベースカーブBC
に合うコンタクトレンズCLは、(1)ベースカーブ中
央部の切り込み、エシャレッ1−PPEを有する半波長
位相板、(i)エシャレットPPHの周辺ベースカーブ
への切り込み、半波長位相チャンネルPC1および、(
i)PPEとPCの境目における、位相板エシャレット
の半分を含む変移領域TZを有している。
第12図の実施例は、レンズの装用状態変形補償のため
に、周辺位相チャンネルPCの深さを減少させた第11
図のレンズの変形例を示す。この場合のチャンネルは、
好ましいレンズの装用状態を容易にするために、開いた
ままになっている。
第13図は、−次回折のために設計され、周辺が一致し
た装用状態変形補償の環状位相チャンネルCPCと中央
部が置換された正の位相板を有するコンタクトレンズC
Lの断面図を示す。このレンズの位相板は、レンズのベ
ースカーブに平行ではない。これは、位相チャンネルが
、本発明の詳細な説明による零次回折焦点よりも、むし
ろ−次回近焦点において光を集めるようにされているた
めである。このため、レンズの純粋な屈折部は、距離倍
率よりもむしろ付加倍率を決定する。
第14図の実施例は、零次回折のための中央位相チャン
ネルPCとともに周辺部に配置された正位相板を有する
コンタクトレンズCLの断面図を示す。
第15図の実施例は、零次回折のだめの中実装用状態変
形補償位相チャンネルCPCの周辺部に配置された負位
相板を備えたコンタクトレンズCLを示す。このレンズ
の位相チャンネルは、レンズのベースカーブに平行であ
るが、距離倍率よりもむしろ付方n倍率を決定すること
ができることに留意すべきである。このことは、零次お
よび一次回折焦点に光を集めるようにされた負位相板を
用いているという事実より明らかである。
本発明に含まれる好ましいレンズは、直径が約4mn+
〜5mm、即ち約4.5mの同心円状位相板を含む約6
mm−8mmの光学領域、および、約0.5nvn−2
,Onwn幅の環状チャンネルを有する。
レンズの移動度が非常に大きいが、本発明の実施により
得られるグレアの減少のレベルが、最も望ましい状況で
は、レンズは光学領域の外部のキール(keel)構造
を考慮して変形されてもよく、移動度のレベルを下げる
が、なお、本発明の利点を有する。
本発明のレンズは、従来技術の過程により製造される。
例えば、ソフトコンタクトレンズのベース位相が無水物
によるものは、本発明のレンズ構造を得るために研唐さ
れてもよい。レンズは本発明のレンズ構造のかたどりさ
れたものでもよい。
レンズは、ガラス、および、コンタクトレンズの製造に
用いられる従来のプラスティックで製造されてもよい。
【図面の簡単な説明】 第1図は、4つの領域と周辺屈折部を有する中央位相板
を含む光学領域rOZJからなるコンタクトレンズの正
面図である。 第2図は、ベースカーブの中央部に切り込まれた環状位
相板エシャレッ) rPPEJと、周辺環状屈折部rR
Jとを含む光学領域を有するコンタクトレンズの横断面
図を示し、また、零次焦点における結果的ベクトル振幅
を示す図である。 第3図は、ベースカーブの中央部に切り込まれた環状位
相板エシャレット「PPE」と、環状変移領域rTZJ
により分割された位相チャンネルrPCJの形態をとる
周辺環状屈折部とを含む光学領域を有するコンタクトレ
ンズの横断面図を示し、また、零次焦点での結果的ベク
トル振幅を示す図である。 第4図は、ベースカーブの中央部に切り込まれた環状位
相板エシャレッl−rPPEJと、環状変移領域rTZ
Jにより分割された周辺環状位相チャンネルrPClと
を含む光学領域を有するコンタクトレンズの横断面図を
示し、また、零次焦点での結果的ベクトル振幅を示す図
である。 第5図Aおよび第5図Bはそれぞれ、非装用状態の涙液
レンズを示す涙液層rTLJに載っているソフトコンタ
クトレンズrcLJと、装用状態のときのくぼみ面「D
」により形成された空気レンズを示す涙液層rTLJに
載っているソフトコンタクトレンズrCLJの横断面図
である。 第6図は、ベースカーブの中央部に切り込まれた位相板
エシャレッl−rPPEJと、装用状態補償用周辺位相
チャンネル「CPC」とを含む光学領域を有するコンタ
クトレンズの横断面図である。 第7図は、目rEJの涙液層rTLJに載っている位相
チャンネルrPCJを含む光学領域を有するコンタクト
レンズrCLJの横断面図である。 第8図は、目「E」の涙液層rTLJに載っている装用
状態補償位相チャンネルrCPClを含む光学領域を有
するコンタクトレンズrCLJの横断面図であり、コン
タクトレンズrCLJが目の上で装用状態となったとき
に生じるレンズ前方表面のくぼみrDJを示す。 第9図は、ベースカーブの中央部に切り込まれた交換半
波長位相板と、周辺屈折位相チャンネルとを含む光学領
域を有するコンタクトレンズの横断面図であり、また、
零次焦点における結果的ベクトル振幅を示す図である。 第10図は、ベースカーブrBCJに切り込まれた位相
板エシャレットrPPEjと、位相チャンネルrpCl
とを含む光学領域を有するコンタクトレンズrCLJの
横断面図である。 第11図は、ベースカーブrBcJに切り込まれた位相
板エシャレットrPPEJと、変移領域rTZJにより
位相板から分割された位相チャンネルrPC」とを含む
光学領域を有するコンタクトレンズrCLJの横断面図
である。 第12図は、ベースカーブrBCJに切り込まれた位相
板エシャレットrPPElと、目への装用状態を考慮す
るために、合成変移領域と位相チャンネルとして形成さ
れる単一の補償位相チャンネルrCPCJとを含む光学
領域を有するコンタクトレンズrCLJの横断面図であ
る。 第13図は、−次回折のために設計された周辺装用状態
補償位相チャンネルrCP C」とともに、中央に配置
された負位相板を含む光学領域を有するコンタクトレン
ズrCLJの横断面図である。 第14図は、零次回折のために設計され、中央に配置さ
れた位相チャンネルrPc」の周辺に配置された正位相
板を含む光学領域を有するコンタクトレンズrCLJの
横断面図である。 第15図は、零次回折のために設計され、中央に配置さ
れた装用状態補償位相板rCPCJとともに周辺に配置
された負位相板を含む光学領域を有するコンタクトレン
ズrcLJの横断面図であCL・・・コンタクトレンズ oZ・・・光学領域 R・・・屈折部 PPE・・・位相板エシャレット 特+l願人 アレン・エル・コーエン 代 理 人 弁理士 青白 葆 はか1名第1図 第2図

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光学領域内に位相板と純粋な屈折部を有する眼科
    用コンタクトレンズ。
  2. (2)光学領域内に位相板と純粋な屈折部を有するコー
    エンレンズ設計(Cohen lens design
    )の眼科用コンタクトレンズ。
  3. (3)位相板と、透過光を対称的に減速させる零次の回
    折性のみを有する純粋な屈折部とを含むコーエンレンズ
    設計の多焦点レンズ。
  4. (4)受光部は、複数の環状位相板からなっていること
    を特徴とする特許請求の範囲第3項記載のコーエンレン
    ズ設計の多焦点レンズ。
  5. (5)零次回折領域は、位相板の光波を構造的に干渉す
    るために、光を回折して、所望の焦点に像を結ぶ、また
    は、像を強調することを特徴とする特許請求の範囲第3
    項記載のコーエンレンズ設計の多焦点レンズ。
  6. (6)零次回折領域は、レンズ中に1またはそれ以上の
    チャンネルを構成することを特徴とする特許請求の範囲
    第3項記載のコーエンレンズ設計の多焦点レンズ。
  7. (7)レンズが多焦点レンズであることを特徴とする特
    許請求の範囲第2項記載のコーエンレンズ設計の眼科用
    コンタクトレンズ。
  8. (8)純粋な屈折部表面は、位相板の回折倍率のうちの
    1つと同じ倍率をもつように設計されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第7項記載のコーエンレンズ設計
    の眼科用コンタクトレンズ。
  9. (9)純粋な屈折部表面は、コンタクトレンズのベース
    カーブに対して平行に設計され、それにより光学領域の
    位相板の零次回折焦点に光を集中させることを特徴とす
    る特許請求の範囲第8項記載のコーエンレンズ設計の眼
    科用コンタクトレンズ。
  10. (10)位相板は中心に配置され、純粋な屈折部表面は
    残りの光学領域の周辺環状部を形成することを特徴とす
    る特許請求の範囲第9項記載のコーエンレンズ設計の眼
    科用コンタクトレンズ。
  11. (11)純粋な屈折部表面は、レンズ中に1またはそれ
    以上のチャンネルを形成するように、レンズのベースカ
    ーブから所定間隔をもって離れていることを特徴とする
    特許請求の範囲第10項記載のコーエンレンズ設計の眼
    科用コンタクトレンズ。
  12. (12)純粋な屈折部のチャンネルは、コンタクトレン
    ズのベースカーブに対してほぼ平行に設計されており、
    それにより光学領域の位相板の零次回折焦点に光を集中
    させることを特徴とする特許請求の範囲第11項記載の
    コーエンレンズ設計の眼科用コンタクトレンズ。
  13. (13)位相板は、零次回折焦点と一次回折焦点との間
    に均等に分光させるように、半波長エシャレット(es
    helettes)を有するように設計されており、チ
    ャンネルは位相板の周辺に配置され、ベースカーブの下
    方4分の1波長の深さのところに配置されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第12項記載のコーエンレン
    ズ設計の眼科用コンタクトレンズ。
  14. (14)変移領域は、純粋な屈折部のチャンネルと位相
    板との間の接合部に配置されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第10項記載のコーエンレンズ設計のコン
    タクトレンズ。
  15. (15)変移領域は、位相板を囲む環状領域であること
    を特徴とする特許請求の範囲第14項記載のコーエンレ
    ンズ設計の眼科用コンタクトレンズ。
  16. (16)純粋な屈折部のチャンネルの周端は、レンズが
    目に対して装用状態に変形するように、開いていること
    を特徴とする特許請求の範囲第11項記載のコーエンレ
    ンズ設計の眼科用コンタクトレンズ。
  17. (17)変移領域は、純粋な屈折部のチャンネルと位相
    板との間の接合部に配置されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第16項記載のコーエンレンズ設計の眼科
    用コンタクトレンズ。
  18. (18)純粋な屈折部のチャンネルの周端は、レンズが
    目に対して装用状態に変形するように、開いていること
    を特徴とする特許請求の範囲第13項記載のコーエンレ
    ンズ設計の眼科用コンタクトレンズ。
  19. (19)純粋な屈折部は、レンズの位相板の焦点倍率に
    寄与する移相をもたらすことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の眼科用コンタクトレンズ。
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