JPH0148522B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特にコントクトレンズや眼鏡用レン
ズを含む眼科用レンズにおける改良に関するもの
である。

人間の眼は縦方向の色収差を示すので、同距離
にあつても色の異なる対象物の全てについて同時
に鮮鋭な焦点を結ばせたりすることが出来ないと
いうことが知られている。従つて同時に鮮鋭な焦
点を結ばせるためには、オレンジ色と赤色の対象
物は縁色の対象物よりも遠くに置かねばならず、
また青色と紫色の対象物は縁色の対象物より眼の
そばに置かねばならない。この効果の範囲は約１
ジオプトリーであり、近くにある対象物の青色要
素と遠くの視野の赤色要素とに再び焦点を結ばせ
たり、集中させたりすることを防ぐため、眼／脳
系統がこの効果を利用していると言える根拠もあ
る。

本発明は、縦方向に正の色収差を導入する負の
回折能（回折力）を有する眼科用レンズを提供す
るものである。このような導入された縦方向に正
の色収差は、眼の縦方向の自然な色収差に加算さ
れ、従つて色の効果の範囲を増加させる。このこ
とにより、眼／脳系統は、それぞれ異なる距離に
ある適切な色要素に集中することにより、眼の焦
点を調整する（視力調節）必要なしに、より広い
範囲で機能を果すことができる。この眼科用レン
ズにより導入されることが必要な縦方向に正の色
収差の範囲がＤ―ジオプトリーである場合には、
レンズの回折能は好ましくは約（−）3.4Dジオ
プトリーである。たとえば導入される必要な収差
の範囲が（＋）１ジオプトリーである場合（眼の
自然な範囲が（＋）１ジオプトリーであるから全
体の範囲は（＋）２ジオプトリーとなる）には、
レンズの回折能は約（＋）3.4ジオプトリーとな
るであろう。

眼科用レンズは屈折能（屈折力）を有している
ことが望ましく、これによりレンズの総和の屈折
力（パワー）または剰余の屈折力が回折能と屈折
能の代数的な合計により決定されるようにされて
いることが好ましい。所望により、屈折能は正で
あつて、総和の屈折力または剰余の屈折力がほぼ
ゼロになるように回折能とつり合う、または相殺
するような大きさであつてもよい。

たとえば、回折能が約（−）3.4ジオプトリー
のレンズの場合には、屈折能は約（＋）3.4ジオ
プトリーとなり、剰余の屈折力はほとんどない。
あるいは、回折能と屈折能との相対値は、レンズ
に総和のまたは剰余の屈折力を提供するような
値、たとえば眼科用レンズを使用する眼のために
必要とされる修正能を与えるような値であること
もできる。従つて屈折能が正で、正の剰余の屈折
力を与えるような回折能より大きな値を、または
正であるが、負の剰余の屈折力を与えるために回
折能より小さな値を、またはより大きな負の総和
の屈折力を与えるように、負の値をとることもで
きる。

屈折能は、軸断面から見てカーブしている球状
の曲度である表面によつて付与されていることが
好ましい。

回折能はトランスミツシヨンホログラムにより
付与されていることが好ましい。このホログラム
はレンズの表面層にまたはレンズの材料中に光学
的に生成させるか、あるいは機械的にレンズ上、
またはレンズ内に表面レリーフホログラムとして
生成させることができる。回折能はレンズの視覚
的に使用される全域に備えられてもよく、または
部分的に備えれてもよい。レンズは視覚的に使用
される全域に回折能を有するコンタクトレンズで
あつてもよい。あるいは、たとえば二焦点眼鏡も
しくは無境界遠近両用眼鏡の、接近部を見るため
の部分あるいは読書用部分に対応する部分のよう
な、視覚のために使用される領域の一部分に回折
能を有する眼科用レンズであつてもよい。別の可
能性としては、レンズは埋込みレンズであつても
よい。この場合、回折能はレンズの視覚のために
使用される全領域に付与されていることが好まし
い。

回折効率は可視スペクトルの領域全体の波長に
おいて50％よりも高いことが好ましく、最大回折
効率は70％よりも高いことが好ましい。可視スペ
クトルの領域全体における最大回折効率と最小回
折効率の差は20％よりも小さいことが好ましい。
たとえば最大回折効率がほぼ100％である場合に
は、最小回折効率は80％よりも高いことが望まし
い。

本発明のよりよい理解を可能とするために、以
下に添付した図面に基いて説明する。

第１図は、正常な人間の眼における色判別特性
を示す概略図（ただし比率を示すものではない）
であり、第２図は第１図と同様の概略図（ただし
比率を示すものではない）であるが本発明による
眼科用レンズが装着されている状態を示す。

第１図について述べれば、正常な人間の眼Ｅは
角膜Ｃと自然レンズＬとを有しており、レンズＬ
により、光はＦに集められて網膜上に像を形成す
る。自然レンズＬの形状を（眼の筋肉の働きによ
り）調節して焦点の長さを変え、それぞれの対象
物の距離からの光を点Ｆに集めることを達成する
ことにより、異なる距離にある対象物を見ること
ができる。このような眼の特性は「視力調節」と
して一般に知られている。しかしながら眼は縦方
向に色収差を示し、このことは、いちど視力調節
がなされた眼のレンズＬでは、同一の距離からの
異なる色すべてを同じ点に集めることはできない
ということを意味する。これは眼の媒質の屈折率
が、スペクトルの赤色端部におけるよりも青色端
部における方がやや大きいために起きることであ
る。従つて逆に、いちど視力調節を行なえば、眼
は或る距離の青色の対象物の像と、それより遠く
にある赤色の対象物の像を網膜上に鮮明に集める
ことができる。このことは第１図に示されてい
る。第１図では、青色対象物Ｂは眼に近く、そし
て赤色対象物Ｒは眼から遠くに置かれており、一
定の視力調節を行つたレンズＬによつて両方の対
象物からの光が網膜上のＦに鮮鋭な焦点が結ばれ
る。青色の対象物と赤色の対象物との間には縁色
の対象物Ｇ（波長555nm）が示されており、その
像も、上記の一定な視力調節により網膜上のＦに
焦点が結ばれている。距離の変化は可視スペクト
ルを通して連続的であり、青色、緑色、赤色の対
象物は例として挙げてあるということは理解され
るであろう。

特定の視力調節における各種の例のうちで或る
例として、第１図において、緑色の対象物Ｇが眼
Ｅから1mの距離にあり、眼のレンズＬが（角膜
Ｃの働きにより）緑色の対象物Ｇの像を網膜上の
Ｆに鮮鋭な焦点を結ぶように視力調節している状
態である場合を挙げれば、赤色の像を緑色の像と
がそれぞれ網膜上のＦに鮮鋭に焦点を結ぶために
は、赤色の対象物は眼Ｅから２メートルの距離に
あることが必要とされ、そして青色の対象物Ｂは
67cm（２／３メートル）のところになければなら
ない。このように、緑色光に対しては眼は１ジオ
プトリーのレンズ能を有するが、赤色光について
は１／２ジオプトリー、青色光については３／２
ジオプトリーの屈折力となる。従つて縦方向の色
収差の範囲は１ジオプトリーであり、そして近く
にある対象物の青色要素と遠くにある赤色要素に
集中することによつて再度焦点を結ぶことを避け
るように眼／脳系統がこのことを利用すると言え
る根拠がある。

第２図は眼Ｅの前に置かれた眼科用レンズ１を
示し、それはトランスミツシヨンホログラム２を
組み込んでいる。ホログラム２は負の回折能を有
していて、縦方向に正の色収差を導入し、それは
第１図について前述した人間の眼の自然な縦方向
の色収差に加算される。しかし、ホログラム２の
負の（回折の）レンズ能はそれだけでは、そのレ
ンズをかけている正常な目を実際には近視にして
しまう。これを補償するためには、レンズ１はホ
ログラム２の負の回折能の絶対値と同じ絶対値を
持つような正の屈折能を有すればよく、これによ
り該屈折力は相殺される。従つて、レンズの総和
の屈折力または剰余の屈折力はゼロとなるが、し
かし縦方向に正の色収差が導入され、これが眼の
色収差に加算されることになる。従つて、第２図
に示すように、第１図と同じ位置にある緑色の対
象物Ｇは網膜上のＦに鮮鋭な焦点を結ぶが、青色
の対象物ＢをＦにおいて鮮鋭な焦点を結ばせるた
めには、それを第１図の青色対象物Ｂよりも眼に
近い所に置かねばならず、赤色対象物ＲをＦにお
いて鮮鋭な焦点を結ばせるためには、それを第１
図の赤色対象物Ｒより眼から遠くの位置におけね
ばならない。

第１図を用いて前述したように、眼の自然な縦
方向の色収差の範囲は約１ジオプトリーである。
これをたとえば２ジオプトリーに増加させたい場
合、すなわち、第２図において青色の対象物Ｂを
眼から50cmの位置に、赤色の対象物Ｒを４メート
ルかそれ以上（すなわち実際上無限に近づける）
の位置に置くようにしたい場合には、縦方向の色
収差の１ジオプトリーをホログラムから求めるこ
とが必要となる。これは回折能（−）3.4ジオプ
トリーのホログラムを使用することにより達成す
ることができる。このホログラム自体により眼は
30cmを越えるものを見ることができなくなる。こ
れを補償するためには、上記の屈折力の値がお互
いに相殺するようにレンズ１の屈折能を（＋）
3.4ジオプトリーにする必要がある。

眼Ｅが実際にある補正屈折力を必要とする場合
には、レンズ１のホログラム２の回折能とつり合
う必要はないが、補正のために眼に必要とされる
剰余の屈折力を残すようにあるいは総和の屈折力
を与えるように値を選ぶことができるということ
が理解されよう。たとえば、（＋）２ジオプトリ
ーの屈折誤差のある患者は、（−）3.4ジオプトリ
ーの回折能のホログラム２と（＋）5.4ジオプト
リーの屈折能とが結合されたレンズ１を使用する
ことができる。

眼に対して負の屈折力補正が必要ならば、ホロ
グラム２の回折能をレンズ１の屈折能より大きく
すればよく、またホログラム２の負の回折能より
さらに大きな負の補正能が必要ならば、ホログラ
ム２の屈折能に加えてレンズ１の屈折能も負にす
ることができる。患者がホログラム２の負の回折
能に等しい負の補正屈折力を必要としているよう
な特別な場合には、レンズ１の屈折能ゼロにする
ことができる。

縦方向の色収差の範囲を広くすれば（例えば、
２ジオプトリー）焦点を調節する（視力調節）必
要なしに眼が広い種類の働きをすることができる
ということは理解されよう。ホログラフイツク性
（回折性）と屈折性のレンズエレメントを組み合
わせて使用することにより、結果として現われる
屈折力は明らかに離れた距離または中間視野に必
要とされる屈折力と大体等しくなることができ、
一方では光の色（波長）と共に変化する屈折力は
著しく高められる。このホログラフイツクな光学
的エレメントを使用することにより、眼科用レン
ズを小型化、軽量化することができ、従つて使用
者が、容易にかつ気分良くに使用することができ
るようになる。

眼科用レンズ１は眼鏡の形態であつても、また
コンタクトレンズの形態であつてもよい。また欠
陥のある自然レンズＬのかわりに眼に外科的に挿
入される埋込みレンズであつてもよい。

コンタクトレンズ（または埋込みレンズ）の場
合にはホログラム２は、見るために使用される全
域に伸びているのがよい。

眼鏡の場合にはホログラム２を、二焦点レンズ
または遠近両用無境界レンズにおけると同様に、
読書用部分または接近部用部分上のみに設けるこ
ともできる。

ホログラム２はレンズ１の中にまたはレンズ１
の上に光学的に生成させることができ、または機
械的にはレンズ１の中に、あるいはレンズ１の上
に表面レリーフホログラムとして生成させてもよ
い。欧州特許出願番号82301793.4、公告番号
0064812 A2に述べられているように、ホログラ
ムは或る形状をとつてもよく、そして／あるいは
適宜な方法により生成させることもできる。該出
願の関連記載事項はここに参照文献として引用す
るものである。

レンズ１の屈折能は、軸断面に見た時に、カー
ブしている前方と後方の屈折表面３と４を示す第
２図のように、カーブしている屈折表面により与
えられ、また該表面は球状であつてもよい。基体
となる屈折レンズの縦方向の色収差はどれも非常
に小さく、ホログラフイツクエレメントの収差に
わずかな効果しか与えないことが理解されよう。

本発明は特に色（波長）による屈折力の変化を
利用するものであり、色または波長の条件がつけ
られていない屈折力（それが屈折、回折、剰余、
総和、補正などの屈折力であろうと）に関する記
載は、特にことわりがなければ、波長が555ナノ
メートルの緑色の光についてのものであるとみな
されるべきである。しかしながら、回折能と共に
縦方向の色収差の導入は、可視スペクトルの連続
領域にほぼ均一に、かつ非常に効率よく達成され
ていることが要求される。従つてできるだけ均一
に高い効率のホログラム２は、たとえばすべての
波長について50％よりも高く、好ましくは少なく
とも80％、そして可視スペクトルを全体における
最大効率と最小効率の差は20％よりも少ないこと
が必要である。

最大効率は好ましくは70％よりも高くあるべき
である。或るホログラムの例として、可視スペク
トルの両端における最小効率が約85％もしくはそ
れ以上、緑色の光のスペクトルの中央における最
大効率が約99％またはそれ以上である例を挙げる
ことができる。

レンズの回折能は、導入されるべき縦方向の正
の色収差の範囲がＤ―ジオプトリーである場合に
は、約（−）3.4Dジオプトリーであつてよい
（（−）3.4は光学的回折の有効（実効）分散また
はＶ値である）ということは前述した。しかしな
がら、回折能はレンズ全体に均一である必要はな
い。特に、ひとみが大きい時などにに発生する問
題を克服または低減するために、回折能と屈折能
の大きさをレンズの中央から外側にむかつて減ら
すこともできる。このように回折能と屈折能とを
中央と端とで変えることにより、レンズの剰余の
屈折力は全直径上で一定を保ちながら、色収差を
直径の増大にあわせて減らすことが可能となる。
回折能と屈折能の大きさは、遠くの対象物からの
赤色光を見るために使用されるレンズの全域にわ
たつて実質的に同じ焦点に留まるように減少して
いることが好ましい。（事実上無限大とされる遠
くの対象物から来る）赤色光を設定（指定）波長
とすると、屈折能の減少と回折能の減少との関係
は、回折能の減少がレンズを横切つて全体に屈折
能の減少と容易につり合うことができるような比
較的単純な関係になる。たとえば緑色光を設定波
長とすると、関係はより複雑になり従つてレンズ
を横切る全体のバランスはより難しくなる。

当業者により理解されるように、実際には、適
当に球状に曲がつた屈折面により、屈折能を中央
から端に減少させることができ、また回折能は実
際には適当な形状変化をともなう表面レリーフホ
ログラムにより中央から端にかけて減少させるこ
とができる。レンズの中央から端にかけて減少す
るのは回折能と屈折能の絶対値であり、回折能で
は負の値が減少し、そして屈折能では正の値が減
少し、レンズに剰余の屈折力を与えるそれらの大
きさの差（もしあるとすれば）は中央から端にか
けて同じであるということはもちろん理解される
であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、正常な人間の眼における色判別特性
を示す概略図（ただし比率を示すものではない）
であり、第２図は第１図と同様の概略図（ただし
比率を示すものではない）であるが本発明による
眼科用レンズが装着されている状態を示す。 Ｅ…眼、Ｃ…角膜、Ｌ…眼のレンズ（自然レン
ズ）、Ｆ…網膜上の焦点、Ｒ…赤色の対象物、Ｇ
…緑色の対象物、Ｂ…青色の対象物、１…眼科用
レンズ、２…ホログラム、３…前方の屈折表面、
４…後方の屈折表面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 眼の縦方向の自然の色収差に加算されてその
   色収差の幅を増加させるような縦方向に正の色収
   差を与える負の回折能を有することを特徴とする
   コンタクトレンズ、眼鏡用レンズまたは埋込みレ
   ンズのような眼科用レンズ。 ２ 導入されることが必要な縦方向に正の色収差
   の幅がＤ―ジオプトリーである時に回折能が約
   （−）3.4Dジオプトリーであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の眼科用レンズ。 ３ 好ましくは正の屈折能である屈折能を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または２
   項記載の眼科用レンズ。 ４ 屈折能が回折能とつり合うような大きさであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   眼科用レンズ。 ５ 回折能と屈折能との相対値が総和または剰余
   の屈折力をレンズに供給するような値であること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の眼科用
   レンズ。 ６ 好ましくは球状にカーブしているような軸断
   面が曲線を示す面により屈折能が付与されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項から５項
   のいずれかの項記載の眼科用レンズ。 ７ 好ましくは遠方の対象物からの赤色光が、レ
   ンズの見るために使用される領域の全域にわたつ
   て実質的に同じ焦点にとどまるように、回折能と
   屈折能のそれぞれの大きさがレンズの中央から外
   側に向つて減少していることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項から６項のいずれかの項記載の眼
   科用レンズ。 ８ 回折能がトランスミツシヨンホログラムによ
   り付与されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から７項のいずれかの項記載の眼科用レ
   ンズ。 ９ 回折効率が可視スペクトル全体の波長におい
   て50％よりも高く、好ましくは最大回折効率が70
   ％よりも高いことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項から８項のいずれかの項記載の眼科用レン
   ズ。 １０ 可視スペクトル全領域における最大回折効
   率と最小回折効率との差が20％より小さいことを
   特徴とする特許請求の範囲第９項記載の眼科用レ
   ンズ。