JP2016051180A - 近視の進行の防止及び／又は遅延のための自由形式レンズの設計及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズに、近視の進行の遅延、遅滞、又は防止のうちの少なくとも１つを実現する自由形式度数プロファイルを採用する。【解決手段】 眼用レンズは、レンズの中心の第１ゾーン、中心から連続的に延在する第１周辺領域、中心とは異なるジオプトリー度数を有する第１周辺領域、及び第１周辺領域から連続的に延在し、第１周辺領域とは異なるジオプトリー度数を有する第２周辺領域を含み、それによって単焦点レンズと実質的に同等の視覚特性を有し、近視の進行を遅延、遅滞、又は防止する焦点深度及び軽減された像質感度を有する、連続性自由形式度数プロファイルを提供する。【選択図】 図６

Description

本発明は、眼用レンズに関し、より詳細には、近視の進行を、遅延、遅滞、又は防止するように設計された、コンタクトレンズに関する。本発明の眼用レンズは、中心窩視の矯正、増大した焦点深度、及び一定範囲の調節距離で最適化した網膜像を提供する自由形式度数プロファイルを備えており、精密作業時のぼけに対して、網膜像質のデグラデーションの感度が低くなるため、近視の進行を防止及び／又は遅延することができる。

視力の低下をもたらす一般的な容態に近視及び乱視があり、それに対して眼鏡、又は硬質若しくは軟質コンタクトレンズの形状で矯正レンズが処方される。これらの容態は概ね、眼球の長さと目の光学素子の焦点との間の平衡失調として説明される。近視眼は網膜の前面に焦点が合い、遠視眼は網膜の後面に焦点が合う。近視の症状は通常、眼軸長が目の光学成分の焦点距離よりも長くなる、つまり、眼球が長くなりすぎるために現れる。遠視の症状は通常、眼軸長が目の光学成分の焦点距離と比較して短すぎる、つまり、眼球が十分に成長しないために現れる。

近視は、世界の多数の地域で高い有病率を有する。この容態における最大の懸念は、例えば５又は６ジオプターを超える、高度近視への進行の可能性であり、そのような高度近視は視覚補助具なしで機能する、人の能力に大きく影響する。また、高度近視は、網膜疾患、白内障、及び緑内障の危険増加にも関係している。

矯正レンズは、目の全体の焦点を変更して、網膜面でより鮮明な像を与えるものであり、近視を矯正するには前面から、又は遠視を矯正するには後面からそれぞれ焦点を移す。ただし、この容態に対する矯正方法は、容態の原因に対処するものではなく、単なる補てつ物であるか、又は症状に対処することを意図したものである。更に重要なことに、目の近視性焦点ぼかし障害を矯正しても、近視の進行が遅延又は遅滞することはない。

ほとんどの目は、単純近視及び単純乱視を有しておらず、近視性乱視又は遠視性乱視を有している。乱視性の焦点ぼけは、点光源の像から、異なる焦点距離で相互に垂直の２本線が形成される原因となる。前述の考察において、近視及び遠視という用語は、単純近視又は近視性乱視、遠視、及び遠視性乱視をそれぞれ含むために使用される。

正視とは、水晶体が緩んでいる状態で無限遠の物体が比較的鮮鋭な焦点を持つ、明視の状態を示す。正常、つまり正視の成人の目では、離れた物体と近くの物体の両方から、開口部、つまり瞳孔の中央領域又は近軸領域を通過する光線が、倒立像を感知する網膜面の近くにある、眼内の水晶体によって集束される。ただし、ほとんどの正常な目は、概ね開口部５．０ｍｍに対して約＋０．５０ジオプター（Ｄ）の領域で、正の縦方向球面収差を示すことが観察されている。つまり、その周辺の開口部、つまり瞳孔を通過する光線は、目が無限遠に焦点を合わせた際に、網膜前面で＋０．５０Ｄに収束される。ここで使用する測定値Ｄは、レンズ又は光学系の焦点距離の逆数として定義される、メートル単位のジオプトリー度数である。

正常な目の球面収差は一定ではない。例えば、調節、つまり、主に水晶体に対する変化から誘導される目の光出力の変化は、球面収差が正から負に変わる原因となる。

近視は一般に、眼球の過度の軸成長又は伸長によって生じる。現在、主に動物実験から、眼球の軸成長は、網膜像の質及び焦点の影響を受ける場合があることが概ね認められている。多種の実験方法を利用して様々な動物種に対して行われた実験は、網膜像質の変化が、目の成長に一貫した予想可能な変化をもたらす場合があることを示している。

なお、ニワトリ及び霊長類の両方の動物モデルでは、正レンズ（近視性焦点ぼかし）又は負レンズ（乱視性焦点ぼかし）を介した網膜像の焦点ぼかしは、強制的な焦点ぼかしに対応した矯正のために成長する目に矛盾しない、目の成長における（方向及び大きさの両方に関して）予想可能な変化をもたらすことが分かっている。視覚的なぼけを伴う眼球の長さの変化は、強膜成長における変化によって調節されることが示されている。近視性のぼけと強膜成長率の減少を引き起こす正レンズによるぼけは、遠視屈折障害の現像をもたらす。遠視性のぼけと強膜成長率の増加を引き起こす負レンズによるぼけは、近視屈折障害の現像をもたらす。視束が損傷しても眼球の長さの変化は生じるように、網膜像の焦点ぼかしに応じたこれらの目の成長の変化は、主として局所的な網膜機構を介して伝わることが実証されており、局所的な網膜領域に対する強制的な焦点ぼかしは、その特定の網膜領域に限局化された目の成長の変化をもたらすことが示されている。

ヒトにおいては、網膜像質が目の成長に影響する場合があるという概念を支持する間接的及び直接的証拠がある。眼瞼下垂、先天性白内障、角膜混濁、硝子体出血、及びその他の眼疾患など、形状視覚の破壊につながるすべての多様な眼状態は、若年層の異常な目の成長に関連することが分かっており、網膜像質における比較的大きな変化がヒト被験者の目の成長に影響することが示唆されている。また、ヒトの目の成長におけるより微細な網膜像変化の影響は、ヒトの目の成長及び近視現象に刺激をもたらす可能性がある、精密作業時におけるヒトの焦点調節システムの光学的過誤に基づいて仮定されている。

近視現象に関する危険因子の１つは、精密作業である。そのような精密作業時の調節に関連する調節ラグ又は負の球面収差により、目が近視性のぼけを経験する場合あり、上述のように近視の進行を刺激する。

更に、調節系は、能動的適応型光学系であり、光学設計と同様に近い物体に常に反応する。目の前方に配置する以前より既知の光学設計であっても、目が近くの物体に対してレンズ＋目システムで相互作用的に調節する際に、継続的な遠視性焦点ぼかしがなお存在し、近視の進行をもたらす場合がある。したがって、近視の進行速度を遅らせる１つの方法は、網膜像質に対する遠視性のぼけの影響を抑える光学素子を設計することである。このような設計により、遠視性焦点ぼかしのジオプターごとに、網膜像質の劣化が抑えられる。したがって、網膜は比較的、遠視性焦点ぼかしに対する感度が抑制されるということも意味する。特に、焦点深度（ＤＯＦ）及び像質（ＩＱ）感度は、網膜での遠視性焦点ぼかしの結果として、近視の進行に対する目の感度を定量化するために使用することができる。大きめの焦点深度及び低像質感度を使用した眼用レンズ設計では、遠視性焦点ぼかしに対する網膜像質のデグラデーションの感度が低くなるため、近視の進行が低速化する。

物体空間では、シーンの中で受け入れられる程度に鋭角に見える、最も近い物体と最も遠い物体との間の距離を被写体深度と呼ぶ。像空間では、これを焦点深度（ＤＯＦ）と呼ぶ。従来の単焦点光学設計では、レンズは単一焦点を有し、像の鮮鋭度は焦点の各側で急激に低下する。ＤＯＦを拡張した光学設計では、レンズは単一公称点を有している場合があるが、焦点の各側で像の鮮鋭度は緩やかに低下するため、正常な視覚条件下のＤＯＦ内では、鮮鋭度の低下はごくわずかとなる。

像質（ＩＱ）感度は、１〜５ジオプターの調節デマンドで網膜ＩＱ焦点ぼかし曲線の傾斜として定義することができる。これは、焦点ぼかしによって像質が変化する様子を示す。ＩＱ感度の値が大きいほど、調節時の焦点ぼかし誤差に対する像質の感度が強くなる。

本発明の自由形式レンズ設計は、焦点深度を高め、ＩＱ感度を低くして同等又は更に良好な距離視力矯正を確保し、それによって近視治療を提供することで、従来技術の制限を克服する。

一態様によれば、本発明は、近視の進行の遅延、遅滞、又は防止のうちの少なくとも１つのための眼用レンズを目的とする。眼用レンズには、眼用レンズの中心に第１ゾーンが含まれる。第１周辺領域は、中心から連続して延在し、中心とは異なるジオプトリー度数を有する。第２周辺領域は、第１周辺領域から連続して延在し、第１周辺領域とは異なるジオプトリー度数を有するため、単焦点レンズと実質的に同等の視覚特性を有し、更に近視の進行を遅延、遅滞、又は防止する焦点深度及び軽減されたＩＱ感度を有する、連続的な自由形式度数プロファイルを提供する。

別態様によれば、本発明は、単焦点レンズと実質的に同等の視覚特性を有し、更に近視の進行を遅延、遅滞、又は防止する焦点深度及び軽減されたＩＱ感度を有する、連続的な自由形式度数プロファイルを有した眼用レンズを提供することで、近視の進行の遅延、遅滞、又は防止のうちの少なくとも１つのための方法を目的とする。連続的な自由形式度数プロファイルには、眼用レンズの中心となる第１ゾーン、この中心から連続して延在し、中心とは異なるジオプトリー度数を有する第１周辺領域、及び第１周辺領域から連続して延在し、第１周辺領域とは異なるジオプトリー度数を有する第２周辺領域が含まれる。それに応じて、目の成長が変化する。

本発明の光学素子は、自由形式度数プロファイルを使用して設計されている。ここに説明するとおり、大きめの焦点深度及び低像質感度を使用したレンズ設計では、遠視性のぼけに対する網膜像質のデグラデーションの感度が低くなるため、近視の進行が低速化することが分かっている。したがって、本発明では、中心窩視矯正を提供する自由形式度数プロファイル、並びに近視の進行を治療又は遅延する焦点深度及び低像質感度を有するレンズを使用する。

また、本発明の自由形式レンズ設計は、被験者の目の平均瞳孔サイズに基づいた良好な中心窩視矯正とより高い治療有効性の両方を得られるようにカスタマイズすることができる。

本発明の自由形式設計は、近視の進行を防止及び／又は遅延するための、単純かつコスト効果の高い、有効な手段及び方法を提供する。

本発明の前述の特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、以下の付属の図面に示される本発明の好ましい実施態様のより詳細な説明から明らかとなるであろう。
焦点ぼかしＺ^０ _２、球面収差Ｚ^０ _４項、並びに近視及び正視の母集団の輻輳の機能としての入射瞳直径の変化を図示したものである。 焦点ぼかしＺ^０ _２、球面収差Ｚ^０ _４項、並びに近視及び正視の母集団の輻輳の機能としての入射瞳直径の変化を図示したものである。 焦点ぼかしＺ^０ _２、球面収差Ｚ^０ _４項、並びに近視及び正視の母集団の輻輳の機能としての入射瞳直径の変化を図示したものである。 従来の球面レンズ、５．０ｍｍで＋１．５０Ｄの正の縦方向球面収差（ＬＳＡ）の非球面レンズ、及び＋１．５０Ｄ加入ジオプトリー度数のＡＣＵＶＵＥ（登録商標）二焦点レンズ（同心上に遠距離及び近距離が交互にあるレンズ）のそれぞれの度数プロファイルの図である。 従来の球面レンズ、５．０ｍｍで＋１．５０Ｄの正の縦方向球面収差（ＬＳＡ）の非球面レンズ、及び＋１．５０Ｄ加入ジオプトリー度数のＡＣＵＶＵＥ（登録商標）二焦点レンズ（同心上に遠距離及び近距離が交互にあるレンズ）のそれぞれの度数プロファイルの図である。 従来の球面レンズ、５．０ｍｍで＋１．５０Ｄの正の縦方向球面収差（ＬＳＡ）の非球面レンズ、及び＋１．５０Ｄ加入ジオプトリー度数のＡＣＵＶＵＥ（登録商標）二焦点レンズ（同心上に遠距離及び近距離が交互にあるレンズ）のそれぞれの度数プロファイルの図である。 本発明に従った第１自由形式レンズ設計の度数プロファイルの図である。 図３Ａの度数プロファイルにおける特定のポイントＡ、Ｂをハイライトしたものである。 図３Ａの自由形式レンズ設計の神経鮮鋭度（neural sharpness）及び焦点深度を示したグラフである。 図３Ａの自由形式レンズ設計の各種調節における神経鮮鋭度を示したグラフである。 本発明に従った第２の自由形式レンズ設計の度数プロファイルの図である。 図４Ａの度数プロファイルにおける特定のポイントＡ、Ｂ、及びＣをハイライトしたものである。 図４Ａの自由形式レンズ設計の神経鮮鋭度及び焦点深度を示したグラフである。 図４Ａの自由形式レンズ設計の各種調節状態における神経鮮鋭度を示したグラフである。 本発明に従った第３の自由形式レンズ設計の度数プロファイルの図である。 図５Ａの度数プロファイルにおける特定のポイントＡ、Ｂ、及びＣをハイライトしたものである。 図５Ａの自由形式レンズ設計の神経鮮鋭度及び焦点深度を示したグラフである。 図５Ａの自由形式レンズ設計の各種調節状態における神経鮮鋭度を示したグラフである。 本発明に従った例示的なコンタクトレンズの描示である。

図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃは、球面レンズ、瞳孔径５．０ｍｍで＋１．５０Ｄ ＬＳＡの非球面レンズ、及び＋１．５０Ｄ加入ジオプトリー度数のＡＣＵＶＵＥ（登録商標）二焦点レンズ（同心上に遠距離及び近距離が交互にあるレンズ）それぞれの度数プロファイルの図である。非球面レンズとＡＣＵＶＵＥ（登録商標）二焦点＋１．５０Ｄレンズの両方とも、近視の進行を遅延する効果を有する可能性があるとうい観測結果が出ている。このように、米国特許第６，０４５，５７８号で開示されているとおり、近視の防止及び／又は治療用のレンズを処方するには、変化する球面収差の範囲を超える機構が必要とされる。

本発明によれば、自由形式能プロファイルは、中心窩視矯正を提供する眼用レンズ用に開発されており、増大した焦点深度及び軽減したＩＱ感度を有し、それによって近視の進行を治療又は遅延することができる。

ある例示の実施形態に従い、自由形式度数プロファイルは以下のように記述することができる。

式中、Ｐはジオプトリー度数（Ｄ）を表し、
Ｒは、幾何学レンズ中心からの径方向距離を表し、
ＳＡは、球面収差の量を表し、
Ｐ_{ＰＣＨＩＰ}（ｒ）は、ポイントの数による、区分的３次エルミート補間多項式曲線コントロールを表す。Ｆｒｉｔｓｃｈ ｅｔ ａｌ．，Ｍｏｎｏｔｏｎｅ Ｐｉｅｃｅｗｉｓｅ Ｃｕｂｉｃ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ，ＳＩＡＭ Ｊ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｖｏｌ．１７，１９８０，ｐｐ．２３８〜４６を参照。

視覚矯正を測定するには、４．５ｍｍ ＥＰ（入射瞳）及び６．５ｍｍ ＥＰの神経鮮鋭度を網膜像質の決定子として使用する。網膜像質の良さを測定する、その他の適した手段及び／又は方法（例えば、ＭＴＦ曲線の下の領域、ストレール比）が使用される場合があることに注意することが重要である。

神経鮮鋭度は、次の等式で指定される。

式中、ｐｓｆ（ポイントスプレッドファンクション）は、ポイント目標の像であり、瞳関数Ｐ（Ｘ，Ｙ）の逆フーリエ変換の二乗振幅として算出される。また、Ｐ（Ｘ，Ｙ）は次の式によって表される。
Ｐ（Ｘ，Ｙ）＝Ａ（Ｘ，Ｙ）ｅｘｐ（ｉｋ Ｗ（Ｘ，Ｙ））， （３）
式中、ｋは波数（２Π／波長）であり、Ａ（Ｘ，Ｙ）は瞳孔座標系Ｘ，Ｙの光アポダイゼーション関数、ｐｓｆ_ＤＬは、同一の瞳孔直径に対する回折制限付きｐｓｆ、及びｇ_Ｎ（Ｘ，Ｙ）は二変数ガウシアンの神経重み関数である。神経鮮鋭度の詳細な定義及び計算については、Ｔｈｉｂｏｓ ｅｔ ａｌ．，Ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｗａｖｅ ｆｒｏｎｔ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｉｓｉｏｎ（２００４）４，３２９〜３５１を参照。ここでは、波面収差を利用して最善の目の矯正を決定するうえでの問題が述べられている。コンタクトレンズ及び目の波面Ｗ（Ｘ，Ｙ）は、以下に示すとおり、それぞれの合計である。
Ｗ_{ＣＬ＋ｅｙｅ}（Ｘ，Ｙ）＝Ｗ_ＣＬ（Ｘ，Ｙ）＋Ｗ_ｅｙｅ（Ｘ，Ｙ） （４）

特異なターゲットの輻輳における物体に対する、レンズ＋目システムの像質感度又は傾斜を決定するには、次の３つの主要工程が必要である。眼調節システムの連結効果の確認、対応する目標の調節状態の見積り、及び像質感度の計算。

工程１：眼調節システムの連結効果の確認：遠くから近くへとヒトの目を調節すると、２つ接眼レンズ構造が同時に変化する。虹彩径は小さくなり、水晶レンズは大きくなる。これらの解剖学的変化は、レンズ＋目システムにおいて連結したやり方で３つの光学関連パラメータ、すなわち、入射瞳直径、焦点ぼかし（例えば、ゼルニケの焦点ぼかしＺ_２ ^０）、及び球面収差（例えば、ゼルニケの球面収差Ｚ_４ ^０）の変化をもたらす。瞳孔サイズはターゲットが近づくと減少し、従来のゼルニケの焦点ぼかし及び球面収差は瞳孔サイズに大きく依存するため、これらのゼルニケ収差条件を従来のやり方で指定するのは簡単なことではないことに特に注意すべきである。代替手段として、ゼルニケの焦点ぼかし及び収差を異なる瞳孔サイズで測定するため、これらの条件は時折「ジオプター」方法で示されていた。従来のゼルニケ係数に変換する等式は、次のとおりである。
Ｚ_２０ ^{マイクロメートル}＝Ｚ_２０ ^{ジオプター＊}（ＥＰＤ／２）^２／（４^＊√３）
Ｚ_４０ ^{マイクロメートル}＝Ｚ_４０ ^{ジオプター＊}（ＥＰＤ／２）^４／（２４^＊√５）
式中、ＥＰＤは入射瞳の直径であり、Ｚ_２０ ^{ジオプター}（単位：Ｄ）及びＺ_４０ ^{ジオプター}（単位：Ｄ／ｍｍ^２）（図中及び文中では時折、この項の単位が「Ｄ」と省略されることもあるので注意が必要）は、「ジオプター」方法で指定されたゼルニケ焦点ぼかし及び球面収差条件であり、Ｚ_２０ ^{マイクロメートル}及びＺ_４０ ^{マイクロメートル}は、対応する従来のゼルニケ項である。

Ｇｈｏｓｈ ｅｔ ａｌ ２０１２（Ａｘｉａｌ Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｈａｎｇｅｓ ｗｉｔｈ Ｓｈｉｆｔｓ ｏｆ Ｇａｚｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｍｙｏｐｅｓ ａｎｄ Ｅｍｍｅｔｒｏｐｅｓ，ＪＯＶＳ，Ｓｅｐｔ ２０１２，ＶＯＬ ５３，Ｎｏ．１０）では、正視及び近視に関するターゲット輻輳に関連したこれら３つのパラメータの変化を測定している。図１Ａは焦点ぼかしとターゲット輻輳の図形表示、図１Ｂは球面収差とターゲット輻輳の図形表示、及び図１Ｃは入射瞳直径とターゲット輻輳の図形表示である。ターゲット輻輳が変化すると、これらの３つのパラメータは同時に変化する。これらのデータは、コンタクトレンズを付けていないヒト被験者の目で測定したものなので、これらの光学パラメータと、レンズ＋目システムのターゲット輻輳との関係とは異なる。それにもかかわらず、光学パラメータ（入射瞳サイズ、焦点ぼかし、及び球面収差）の変化は同じ解剖学ソースから発生しているため、これらのパラメータ間の連結関係は同一に保たれる。更に、異なる内挿法を使用して、実験データから３つのパラメータ間のそのような連結関係をモデル化することができる。

工程２：近くにある目標に対する対応する調節状態の見積り：調節時の入射瞳、焦点ぼかし、及び球面収差間の連結関係を工程１でモデル化した後は、それを使用して、所定の距離にあるターゲットに対するレンズ＋目システムの調節休止状態を見積もることができる。この工程の科学的な要点は、コンタクトレンズの存在下において目が近くのターゲットに対して調節する様子を見ることである。例えば、距離矯正されたレンズ＋目システム（図３Ａのレンズと目モデル０．０６Ｄ／ｍｍ^２ＳＡを組み合わせたシステムなど）にとって、近くの特定の距離にあるターゲット（２Ｄなど）は結果としてぼやける。このシステムの調節休止状態を決定するため、対応する像質が閾値まで上がるように、工程１で目の入射瞳、焦点ぼかし、及び球面収差が連結モデルごとに体系的に調節された。例えば図３Ｄから、像質（ＮＳ）を−１．６（おおよそ２０／２５ＶＡ）まで高めるためには、入射瞳、焦点ぼかし、及び球面収差が５．４ｍｍ、１．４Ｄ、０．０４Ｄ／ｍｍ^２となることが分かる。

特定のターゲット輻輳に対する像質感度の計算：調節状態、並びに対応する入射瞳、焦点ぼかし、及び球面収差が決定した後は、網膜像質感度又は傾斜を次のように容易に計算することができる。
ＩＱ感度＝ｄ．ＮＳ／ｄ．Ｒｘｘ， （５）
式中、ｄ．ＮＳ／ｄ．Ｒｘは、焦点ぼかし値への神経鮮鋭度の導関数である。例えば、標準的な目モデル及び距離２Ｄのターゲットを使用した設計３Ａの場合、対応するＩＱ感度は０．３になるように計算される。

図３Ａ、４Ａ、及び５Ａに示されているとおり、ポイントの数、等式（１）に入力した球面収差、高さ（Ｐ_{ＰＣＨＩＰ}へのＤ入力）、及び半径の値、並びにターゲット輻輳に基づいて、様々な連続性自由形式度数プロファイルが得られる。図に示されているとおり、連続性は、レンズの異なる領域の異なるジオプトリー度数間における平滑な遷移を有するものとして定義することができる。つまり、レンズの異なる領域間には急な変化も断続的な変化もない。

図３Ａに示されているとおり、度数プロファイルを有する第１自由形式レンズ設計について、これらの変数の代表的な値が表１に記載されている。

図３Ａは、第１設計又は実施形態の自由形式度数プロファイルを示している。眼用レンズのＲｘ又は処方は−３．００Ｄである。図３Ｂに図示されているとおり、レンズの中心（半径０）の度数は、中心の近軸度数（−３．００Ｄなど）より１．５０又は２．００ジオプター、正である。その後、度数は、中心からポイントＡの周辺部に向かって近軸度数（−３．００Ｄ）と同様の度数まで徐々に減少する。ポイントＡの位置は中心から１．５〜２．２ｍｍ離れている。次に、度数プロファイルはフラットになり、ポイントＢまでわずかに増加する。ポイントＢの度数は近軸度数に対応する。ポイントＢは、中心から２．０ｍｍ〜２．５ｍｍ離れている。度数は、ポイントＢから瞳孔の縁に向かって降下し始める。このような降下の大きさは０．５０Ｄ〜１．００Ｄである。

ここで図３Ｃを参照すると、像質（神経鮮鋭度で測定）は焦点ぼかし０．００ジオプターで最も鮮鋭であり、視覚系は焦点がちょうど合ったときに最も鮮鋭な像を伝えることが分かる。屈折誤差が視覚系に（正及び負の両方で）入り込むと、像質は降下し始める。ＤＯＦを定量化するため、神経鮮鋭度の閾値−２．２が選択されている。値が−２．２よりも大きい場合でも、患者はまだ読み取りに適した良好な近視領域を保っている。図３Ｃには、−２．２に水平の閾値線が描かれている。線は、焦点を通る曲線と交差している。２つの共通部分間の幅はＤＯＦに対応する。この実施形態において、ＤＯＦは１．２０Ｄである。

ここで図３Ｄを参照すると、図３Ａのレンズ設計に関して、２Ｄ、３Ｄ、４Ｄ、及び５Ｄ調節状態（ターゲット輻輳）の神経鮮鋭度、並びに算出された−０．４０Ｄ〜−０．６０Ｄの焦点ぼかし誤差がグラフに示されている。この誤差は通常、調節の遅れに付随する。それぞれの曲線は、肩部が神経鮮鋭度閾値−１．６で特性化され、特異な焦点ぼかし（Ｚ２０）、球面収差（Ｚ４０）、及び入射瞳サイズ（ＥＰ）を有している。肩部の傾斜は、軽減された網膜ＩＱ感度を示している。この実施形態におけるＩＱ感度はそれぞれ、０．２７、−０．１８、−０．４２、及び−０．４３である。

他の実施形態においては、図４Ａに図示されているような度数プロファイルを有する第２自由形式レンズ設計に関する変数の値が、表２に記載されている。

図４Ａは、第２設計又は実施形態の自由形式度数プロファイルを示している。眼用レンズのＲｘ又は処方は−３．００Ｄである。図４Ｂに図示されているとおり、中心の度数は近軸度数（−３．００Ｄ）に対応する。度数は、中心からポイントＣの周辺部まで累進的に増加する。このような増加の大きさは１．００〜１．５０Ｄである。ポイントＣは、中心から０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ離れている。次に、度数はポイントＡ、つまりレンズの中心の近軸度数に対して更にマイナスとなる約−０．５０Ｄの度数まで徐々に減少する。ポイントＡの位置は、中心から１．６ｍｍ〜２．４ｍｍ離れている。次に、度数プロファイルはフラットになり、ポイントＢまでわずかに増加する。ポイントＢの度数は近軸度数に対応する。ポイントＢは、中心から２．０ｍｍ〜２．８ｍｍ離れている。度数は、ポイントＢから瞳孔の縁に向かって降下し始める。このような降下の大きさは０．５０〜１．５０Ｄである。

ここで図４Ｃを参照すると、ＤＯＦを定量化するために、神経鮮鋭度の閾値−２．２が選択されている。線は、焦点を通る曲線と交差している。２つの共通部分の幅はＤＯＦに対応する。この実施形態において、ＤＯＦは１．３３Ｄである。

ここで図４Ｄを参照すると、図４Ａのレンズ設計に関して、２Ｄ、３Ｄ、４Ｄ、及び５Ｄ調節状態（ターゲット輻輳）の神経鮮鋭度、並びに算出された−０．５０Ｄ〜−０．７０Ｄの焦点ぼかし誤差がグラフに示されている。この誤差は通常、調節の遅れに付随する。それぞれの曲線は、肩部が神経鮮鋭度閾値−１．６で特性化され、特異な焦点ぼかし（Ｚ２０）、球面収差（Ｚ４０）、及び入射瞳サイズ（ＥＰ）を有している。肩部の傾斜は、軽減された網膜ＩＱ感度を示している。この実施形態におけるＩＱ感度はそれぞれ、０．７３、−０．１０、０．００、及び−０．０５である。

他の実施形態においては、図５Ａに図示されているような度数プロファイルを有する第３自由形式レンズ設計に関する変数の値が、表３に記載されている。

図５Ａは、第３設計又は実施形態の自由形式度数プロファイルを示している。眼用レンズのＲｘ又は処方は−３．００Ｄ（近軸度数）である。図５Ｂに図示されているとおり、レンズの中心の度数は、近軸度数よりも１．００Ｄ、正であり、レンズの中心からポイントＣに向かって０．３ｍ〜０．６ｍｍに増加している。その後、度数プロファイルはポイントＣからポイントＡに向かって降下している。これは、近軸度数と同様で、レンズの中心から１．５ｍｍ〜２．０ｍｍとなる。度数は、レンズの中心から１．８〜２．４ｍｍの範囲でポイントＡからポイントＢへと増加し、更に瞳孔の縁に向かって増加している。ポイントＡと瞳孔の縁の間の増加は、２．００Ｄ〜４．００Ｄである。

ここで図５Ｃを参照すると、ＤＯＦを定量化するため、神経鮮鋭度の閾値−２．２が選択されている。線は、焦点を通る曲線と交差している。２つの共通部分間の幅はＤＯＦに対応する。この実施形態において、ＤＯＦは１．１７Ｄである。

ここで図５Ｄを参照すると、図５Ａのレンズ設計に関して、２Ｄ、３Ｄ、４Ｄ、及び５Ｄ調節状態（ターゲット輻輳）の神経鮮鋭度、並びに算出された−０．４０Ｄ〜−０．９０Ｄの焦点ぼかし誤差がグラフに示されている。この誤差は通常、調節の遅れに付随する。それぞれの曲線は、肩部が神経鮮鋭度閾値−１．６で特性化され、特異な焦点ぼかし（Ｚ２０）、球面収差（Ｚ４０）、及び入射瞳サイズ（ＥＰ）を有している。肩部の傾斜は、軽減された網膜ＩＱ感度を示している。この実施形態におけるＩＱ感度はそれぞれ、０．８３、０．７３、０．２８、及び１．１５である。

表４の下方に示されているとおり、入射瞳４．５ｍｍ及び６．５ｍｍの神経鮮鋭度が計算されている。また、焦点深度（ＤＯＦ）及びＩＱ感度も神経鮮鋭度の閾値−２．２及び−１．６でそれぞれ計算されている。

表４に示されているとおり、焦点深度及び低ＩＱ感度で測定した結果、図３Ａ、４Ａ、及び５Ａに図示されたレンズ設計は、非球面及びＡＣＵＶＵＥ（登録商標）二焦点＋１．５０レンズより良好な神経鮮鋭度を有し、近視治療の有効性が同等又はより優れている。

図６を参照すると、本発明の一実施形態に従うコンタクトレンズ５００の図表示がある。コンタクトレンズ５００は、光学ゾーン又は領域５０２と、周辺ゾーン又は領域５０４を含む。光学ゾーン５０２は、第１の中央ゾーン５０６と、少なくとも１つの周辺ゾーン５０８を含む。次の例では、光学ゾーン５０２の直径は８．０ｍｍになるように選択することができ、実質的に輪状の第１ゾーン又は領域５０６の直径は４．０ｍｍになるように選択できる。また、輪状の外側の周辺ゾーン又は領域５０８の境界線直径は、レンズ５００の幾何学中心からの測定によると、５ｍｍ及び６．５ｍｍとなり得る。図６は、本発明の例示の実施形態のみを示していることに注意することが重要である。例えば、この例示の実施形態においては、少なくとも１つの周辺ゾーン５０８の外側境界線が必ずしも視覚ゾーン５０２の外縁と一致しないのに対して、他の例示の実施形態ではこれらが一致する場合がある。外側のゾーン５０４は、視覚ゾーン５０２を取り巻き、レンズの位置決め及びセントレーションを含む標準的なコンタクトレンズの特徴を提供する。ある例示の実施形態によれば、外側のゾーン５０４には、目に装着したときのレンズの回転を低減するための安定化機構が１つ又は２つ以上含まれている。

図６の各種ゾーンは同心円として図示されており、領域又はゾーンは好適な丸形、又は楕円形などの非丸形を含むことに注意することが重要である。

目の入射瞳サイズ及び好ましい読み取り距離は部分母集団の間で様々であるので、特定の例示の実施形態における自由形式レンズ設計は、親の平均瞳孔サイズと読み取り距離に基づき、良好な中心窩視矯正及び近視治療有効性を得るようにカスタマイズすることができる。更に、瞳孔サイズは小児患者の屈折及び年齢と相関するので、一部の例示の実施形態においては、特定の年齢及び／又は患者の瞳孔サイズに基づいた屈折の小児部分母集団の亜群に向けてより最適化することができる。本質的に、自由形式能プロファイルは、中心窩視矯正、増加した焦点深度、及び低ＩＱ感度の間で最適のバランスを得るために、瞳孔サイズに対して調節又は適合することができる。

現在入手可能なコンタクトレンズは依然として、視力矯正のための費用効果の高い手段である。近視若しくは近目、遠視若しくは遠目、乱視、すなわち角膜の非球面性、及び、老眼、すなわち、遠近調節する水晶体の能力の損失を含めて、視覚障害を矯正するために、薄いプラスチックレンズが目の角膜にかぶせて装着される。コンタクトレンズは多様な形態で入手可能であり、様々な機能性をもたらすべく多様な材料から作製されている。

常用ソフトコンタクトレンズは通常、酸素透過性を得るために水と組み合わされた軟質のポリマー材料から作製される。終日装用ソフトコンタクトレンズは、１日使い捨て型であっても、連続装用型であってもよい。１日使い捨て型のコンタクトレンズは通常、１日にわたって装用され、次いで捨てられるが、長期装用の使い捨て型のコンタクトレンズは通常、最大で３０日の期間にわたって装用される。着色ソフトコンタクトレンズは、種々の機能性を得るために種々の材料を使用する。例えば、識別用着色コンタクトレンズは、落としたコンタクトレンズを発見する際に装用者を支援するために、明るい色合いを用いるものであり、強調着色コンタクトレンズは、装用者の生来の眼色を強調することを意図した半透明の色合いを有するものであるが、着色カラーコンタクトレンズは、装用者の眼色を変化させることを意図した、より暗く不透明な色合いを備え、光フィルタリングコンタクトレンズは、特定の色を強調する一方で他の色を弱めるように機能する。硬質ガス透過性ハードコンタクトレンズは、シロキサン含有ポリマーから作製されるものであるが、ソフトコンタクトレンズよりも硬質であり、したがってその形状を保ち、より耐久性の高いものである。二重焦点コンタクトレンズは、老眼である患者専用に設計されるものであり、軟質及び硬質の両方の種類で入手可能である。トーリックコンタクトレンズは、乱視である患者専用に設計されるものであり、同様に軟質及び硬質の両方の種類で入手可能である。上記の種々の特徴を組み合わせたコンビネーションレンズ、例えばハイブリッドコンタクトレンズもまた入手可能である。

本発明の自由形式レンズ設計は、任意の数の材料から形成される、任意の数の様々なコンタクトレンズに採用することができる。具体的には、本発明の自由形式レンズ設計は、常用ソフトコンタクトレンズ、硬質ガス透過性コンタクトレンズ、二焦点コンタクトレンズ、トーリックコンタクトレンズ、及びハイブリッドコンタクトレンズを含む、ここに記載したいずれのコンタクトレンズにも使用することができる。また、本発明はコンタクトレンズに関連して述べられているが、本発明の概念は眼鏡レンズ、眼内レンズ、角膜インレー及びオンレーに使用することもできる。

最も実際的で好ましいと思われる実施形態を示し記載したが、記載し示した特定の構成及び方法からの逸脱は、それ自体が当業者に示唆され、本発明の趣旨から逸脱することなく使用され得ることは明らかである。本発明は、説明及び図示される特定の構造に限定されるものではないが、付属の特許請求の範囲に含まれ得るすべての改変例と一貫性を有するものとして解釈されるべきである。

〔実施の態様〕
（１） 近視の進行の遅延、遅滞、又は防止のうちの少なくとも１つのための眼用レンズであって、
前記眼用レンズの中心の第１ゾーンと、
前記中心から連続的に延在している第１周辺領域であって、前記中心とは異なるジオプトリー度数を有する、第１周辺領域と、
前記第１周辺領域から連続的に延在し、前記第１周辺領域とは異なるジオプトリー度数を有する第２周辺領域であって、これにより、単焦点レンズと実質的に同等の視覚特性を有し、近視の進行を遅延、遅滞、又は防止する焦点深度及び軽減された網膜像質感度を有する、連続性自由形式度数プロファイルを提供する、第２周辺領域と、を含む、眼用レンズ。
（２） 約１Ｄ〜約５Ｄの範囲の調節状態で、前記軽減された網膜像質感度が＋１．５０〜−１．５０の範囲内である、実施態様１に記載の眼用レンズ。
（３） 約１Ｄ〜約５Ｄの範囲の調節状態で、前記軽減された網膜像質感度が＋０．５０〜−０．７５の範囲内である、実施態様１に記載の眼用レンズ。
（４） 約１Ｄ〜約５Ｄの範囲の調節状態で、前記軽減された網膜像質感度が＋０．２５〜−０．２５の範囲内である、実施態様１に記載の眼用レンズ。
（５） 前記第２周辺領域から連続的に延在し、前記第２周辺領域とは異なるジオプトリー度数を有する第３周辺領域を更に含む、実施態様１に記載の眼用レンズ。

（６） 前記第３周辺領域の後ろから瞳孔の縁まで前記度数が低下する、実施態様５に記載の眼用レンズ。
（７） 前記第３周辺領域の後ろから瞳孔の縁まで前記度数が増加する、実施態様５に記載の眼用レンズ。
（８） 前記眼用レンズの前記中心の度数が近軸度数（paraxial power）よりも正であり、前記第１周辺領域では近軸度数と実質的に同様の値まで前記度数が低下する、実施態様１に記載の眼用レンズ。
（９） 前記レンズの前記中心の度数が、近軸度数よりも１．５０〜２．００ジオプター、正である、実施態様８に記載の眼用レンズ。
（１０） 前記第１周辺領域が、前記眼用レンズの前記中心から１．５〜２．０ｍｍ離れている、実施態様８に記載の眼用レンズ。

（１１） 前記眼用レンズの前記中心の度数が実質的に近軸度数に相当し、前記度数が前記第１周辺領域では近軸度数よりも正の値に増加する、実施態様１に記載の眼用レンズ。
（１２） 前記第１周辺領域の度数が、近軸度数よりも１〜１．５ジオプター、正である、実施態様１１に記載の眼用レンズ。
（１３） 前記第１周辺領域が、前記眼用レンズの前記中心から０．５〜１ｍｍ離れている、実施態様１１に記載の眼用レンズ。
（１４） 前記第１周辺領域と前記第２周辺領域との間で度数が増加する、実施態様１に記載の眼用レンズ。
（１５） １つ又は２つ以上の安定化機構を有する外側領域を更に含む、実施態様１に記載の眼用レンズ。

（１６） 中心窩視矯正と、近視の進行治療に効果的な焦点深度及び軽減された網膜像質感度との間のバランスを得るために、前記連続性自由形式度数プロファイルが瞳孔サイズに基づいて調節可能である、実施態様１に記載の眼用レンズ。
（１７） 前記眼用レンズが、コンタクトレンズを含む、実施態様１に記載の眼用レンズ。
（１８） 前記眼用レンズが、眼鏡レンズを含む、実施態様１に記載の眼用レンズ。
（１９） 前記眼用レンズが眼内レンズ、角膜インレー、又は角膜オンレーを含む、実施態様１に記載の眼用レンズ。
（２０） 近視の進行の遅延、遅滞、又は防止のうちの少なくとも１つのための方法であって、
単焦点レンズと実質的に同等の視覚特性を有し、近視の進行を遅延、遅滞、又は防止する焦点深度及び軽減された網膜像質感度を有する連続性自由形式度数プロファイルを有した眼用レンズを提供することであって、前記連続性自由形式度数プロファイルが、前記眼用レンズの中心の第１ゾーンと、前記中心から連続的に延在し、前記中心とは異なるジオプトリー度数を有する第１周辺領域と、前記第１周辺領域から連続的に延在し、前記第１周辺領域とは異なるジオプトリー度数を有する第２周辺領域と、を含む、ことと、目の成長を変化させることと、による、方法。

（２１） １Ｄ〜５Ｄの範囲の調節状態で、前記軽減された網膜像質感度が＋１．５０〜−１．５０の範囲内である、実施態様２０に記載の方法。
（２２） 約１Ｄ〜約５Ｄの範囲の調節状態で、前記軽減された網膜像質感度が＋０．５０〜−０．７５の範囲内である、実施態様２０に記載の方法。
（２３） 約１Ｄ〜約５Ｄの範囲の調節状態で、前記軽減された網膜像質感度が＋０．２５〜−０．２５の範囲内である、実施態様２０に記載の方法。
（２４） 前記眼用レンズが、コンタクトレンズを含む、実施態様２０に記載の方法。
（２５） 前記眼用レンズが眼内レンズ、角膜インレー、又は角膜オンレーを含む、実施態様２０に記載の方法。

（２６） 中心窩視矯正と、近視の進行治療に効果的な焦点深度及び軽減された網膜像質感度との間のバランスを得るために、瞳孔サイズに基づいて前記連続性自由形式度数プロファイルを調節することを更に含む、実施態様２０に記載の方法。
（２７） 前記眼用レンズへ１つ又は２つ以上の安定化を追加することを更に含む、実施態様２０に記載の方法。

Claims (19)

1. 近視の進行の遅延、遅滞、又は防止のうちの少なくとも１つのための眼用レンズであって、
   前記眼用レンズの中心の第１ゾーンと、
   前記中心から連続的に延在している第１周辺領域であって、前記中心とは異なるジオプトリー度数を有する、第１周辺領域と、
   前記第１周辺領域から連続的に延在し、前記第１周辺領域とは異なるジオプトリー度数を有する第２周辺領域であって、これにより、単焦点レンズと実質的に同等の視覚特性を有し、近視の進行を遅延、遅滞、又は防止する焦点深度及び軽減された網膜像質感度を有する、連続性自由形式度数プロファイルを提供する、第２周辺領域と、を含む、眼用レンズ。
2. 約１Ｄ〜約５Ｄの範囲の調節状態で、前記軽減された網膜像質感度が＋１．５０〜−１．５０の範囲内である、請求項１に記載の眼用レンズ。
3. 約１Ｄ〜約５Ｄの範囲の調節状態で、前記軽減された網膜像質感度が＋０．５０〜−０．７５の範囲内である、請求項１に記載の眼用レンズ。
4. 約１Ｄ〜約５Ｄの範囲の調節状態で、前記軽減された網膜像質感度が＋０．２５〜−０．２５の範囲内である、請求項１に記載の眼用レンズ。
5. 前記第２周辺領域から連続的に延在し、前記第２周辺領域とは異なるジオプトリー度数を有する第３周辺領域を更に含む、請求項１に記載の眼用レンズ。
6. 前記第３周辺領域の後ろから瞳孔の縁まで前記度数が低下する、請求項５に記載の眼用レンズ。
7. 前記第３周辺領域の後ろから瞳孔の縁まで前記度数が増加する、請求項５に記載の眼用レンズ。
8. 前記眼用レンズの前記中心の度数が近軸度数よりも正であり、前記第１周辺領域では近軸度数と実質的に同様の値まで前記度数が低下する、請求項１に記載の眼用レンズ。
9. 前記レンズの前記中心の度数が、近軸度数よりも１．５０〜２．００ジオプター、正である、請求項８に記載の眼用レンズ。
10. 前記第１周辺領域が、前記眼用レンズの前記中心から１．５〜２．０ｍｍ離れている、請求項８に記載の眼用レンズ。
11. 前記眼用レンズの前記中心の度数が実質的に近軸度数に相当し、前記度数が前記第１周辺領域では近軸度数よりも正の値に増加する、請求項１に記載の眼用レンズ。
12. 前記第１周辺領域の度数が、近軸度数よりも１〜１．５ジオプター、正である、請求項１１に記載の眼用レンズ。
13. 前記第１周辺領域が、前記眼用レンズの前記中心から０．５〜１ｍｍ離れている、請求項１１に記載の眼用レンズ。
14. 前記第１周辺領域と前記第２周辺領域との間で度数が増加する、請求項１に記載の眼用レンズ。
15. １つ又は２つ以上の安定化機構を有する外側領域を更に含む、請求項１に記載の眼用レンズ。
16. 中心窩視矯正と、近視の進行治療に効果的な焦点深度及び軽減された網膜像質感度との間のバランスを得るために、前記連続性自由形式度数プロファイルが瞳孔サイズに基づいて調節可能である、請求項１に記載の眼用レンズ。
17. 前記眼用レンズが、コンタクトレンズを含む、請求項１に記載の眼用レンズ。
18. 前記眼用レンズが、眼鏡レンズを含む、請求項１に記載の眼用レンズ。
19. 前記眼用レンズが眼内レンズ、角膜インレー、又は角膜オンレーを含む、請求項１に記載の眼用レンズ。

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