JP6431843B2 - キャリア及びフレネル膜を備える眼科用レンズの表面を決定する方法及びそのような表面を備える眼科用レンズ - Google Patents

Description

本発明の主題の１つは、フレネル層と、「キャリア」と呼ばれる連続表面とを重ねることによって形成される表面を有する、眼科用レンズの片面を定義する方法である。本発明は、そのような表面を備える眼科用レンズにも関する。本発明は、一連の命令を含むコンピュータソフトウェアパッケージにも関し、命令は、コンピュータにロードされると、本発明による方法のステップを上記コンピュータによって実行させる。本発明は、コンピュータソフトウェアパッケージの一連の命令を記憶するコンピュータ可読媒体を更に提供する。

本発明による方法は、上記面に入射する光に対する、キャリアの曲率変動によって誘導される幾何学的影響を補償するフレネル層を定義できるようにする。この方法は、眼科用レンズの面の曲率が眼鏡フレームへの嵌め込みを容易にするように構成される場合に特に有用である。

このセクションは、以下に説明され、且つ／又は特許請求される本発明の様々な態様に関連し得る当分野の様々な態様を読み手に紹介することを目的とする。この考察は、読み手が本発明の異なる態様を理解するのを容易にする背景情報を提供するため、価値があると見なされる。したがって、これらの記載はこの観点から読まれるべきであり、従来技術を区別することを意図しないことが理解されよう。

フレームに嵌め込まれることが意図される任意の眼科用レンズには、処方箋が関連付けられる。眼科処方箋は、正又は負の屈折力についての処方箋と、乱視についての処方箋とを含み得る。これらの処方箋は、装着者の視覚の欠陥を矯正するために、レンズの装着者の両目に対して行うべき矯正に対応する。レンズは、フレームに相対する装着者の両目の位置に応じてフレームに嵌め込まれる。

最も単純な場合、処方箋は、正又は負の屈折力及び任意選択的に乱視のみを指示し、その場合、レンズは「単焦点」であると言える。処方箋が乱視を含まない場合、レンズは軸対称である。レンズは単に、装着者の注視方向がレンズの対称軸に一致するようにフレームに嵌め込まれる。老眼の装着者の場合、近視での適応に伴う難しさにより、屈折力矯正の値は遠視と近視とで異なる。その場合、処方箋は遠視屈折力値と、遠視点と近視点の間の屈折力増分を表す加入度（又は屈折力累進）とで構成され、これは、遠視の屈折力処方箋と近視の屈折力処方箋とで要約される。累進多焦点レンズは、老眼の装着者に適するレンズであり、これらのレンズは、例えば、特許文献１又は特許文献２に記載されている。累進多焦点眼科用レンズは、遠視ゾーン、近視ゾーン、中間視ゾーンを含み、主累進経線はこれら３つのゾーンを通る。これらのレンズは、装着者の様々な実際のニーズに合わせて仕立てられるという点で非固有である。累進多焦点レンズの群が定義され、群のうちの各レンズは、遠視ゾーンと近視ゾーンとの屈折力の変動に対応する加入度によって特徴付けられる。より正確には、Ａと示される加入度は、遠視ゾーンでのＦＶ点と、近視ゾーンでのＮＶ点との間の経線上の屈折力の変動に対応し、これらの点はそれぞれ、遠視参照点及び近視参照点と呼ばれ、装着者が無限遠を注視しているとき、及び読んでいるときそれぞれでの、装着者の注視とレンズの表面との交点を表す。

従来、レンズは、そのベース（又はその正面の平均遠視球面）と、多焦点レンズの場合の屈折力加入度とによって定義され得る。片面のみが所与の加入度／ベース対で形成された半完成レンズから、単に、一般的な球面又はトロイダル形である処方箋面を機械加工することにより、各装着者に向けて仕立てられたレンズを準備することが可能である。

任意の眼科用レンズで、光学法則により、光線がレンズの中心軸から離れるにつれて生じる光学的欠点が説明される。これらの既知の欠点は、特に屈折力欠点及び乱視欠点を含み、総称として「光線傾斜欠点（ｒａｙ ｏｂｌｉｑｕｅｎｅｓｓ ｄｅｆｅｃｔ）」と呼ばれることがある。当業者は、これらの欠点を部分的にいかに補償するかを知っている。例えば、特許文献３は、乱視処方箋を有する装着者に向けて眼科用レンズを最適化することによって定義する方法を提案されている。傾斜欠点は、累進多焦点レンズでも認められている。例えば、特許文献４には、１組の多焦点眼科用レンズを最適化することによって定義する方法が記載されている。

眼科用レンズは、レンズ全体に広がり得る中央「光学有用」ゾーンを備える。「光学有用ゾーン」という表現は、装着者の満足のいく視覚的快適性を得るために、曲率及び乱視の欠点が最小化されているゾーンを意味するものとして理解される。累進レンズでは、中央光学有用ゾーンは、少なくとも遠視ゾーン、近視ゾーン、及び累進ゾーンをカバーする。

一般に、光学有用ゾーンはレンズ全体をカバーし、限られた値の直径を有する。しかし、特定の場合、「周縁」ゾーンが眼科用レンズの周囲に提供される。このゾーンは、処方された光学矯正の条件を満たさず、大きな傾斜欠点を含むため、「周縁」であると言える。したがって、中央光学有用ゾーンと周縁ゾーンとの間に接合部を提供しなければならない。

眼科用レンズがそのような周縁ゾーンを備える主に２つの状況がある。一方は、レンズが、フレームの形状、例えば、大きな玉形フロント角を有する細長いフレームによって必要とされ得る大きな直径を有する場合、他方は、屈折力処方が大きい場合、低減することが望ましい、大きな縁部厚又は大きな中心厚を有するガラスである。

例えば、１５°の玉形フロント角を有するラップアラウンド型フレームに向けて仕立てられることが意図される眼科用レンズの場合、レンズは６ジオプトリ（以下、「Ｄ」と示される）〜１０ジオプトリの高チャンファー（すなわち、高いベース）を有する正面と、光学中心及び装着者の視野において装着者の屈折異常の最適な矯正を達成するように特に計算された背面とを有する。例えば、所与の曲率を有する正面の場合、背面は、各装着者の屈折異常に応じて矯正を保証するように機械加工される。

正面の高チャンファーは、負屈折力を提供するレンズの場合、レンズが縁部で非常に厚く、又は正屈折力を提供するレンズの場合、レンズの中央において非常に厚いことを意味する。これらの大きな厚さはレンズの重量を増大させ、それにより、装着者の快適性を低減し、レンズを魅力的ではないものにする。加えて、特定のフレームでは、ガラスをフレーム嵌め込めるようにするために、縁部厚を制御しなければならない。

負のレンズの場合、縁部厚は、手動ファセット形成機を使用して研削することによって低減し得る。レンズは、光学最適化によっても制御可能に薄くし得る。レンズの面のうちの少なくとも１つについて、非球面性又は非トーリック性を計算し得、この非球面性又は非トーリック性は、同じ処方箋の低チャンファーレンズの装着状況と比較して、レンズの装着状況を斟酌し、高チャンファーレンズの中央及び縁部の厚さを低減できるようにする。

そのような光学非球面性又は非トーリック性を利用する解決策は、例えば、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、又はさらには特許文献９という文献に記載されている。

さらに、強度の処方を有するレンズの場合、トリミングされたレンズは、正のレンズ（遠視装着者）の場合には鼻側、負のレンズ（近視装着者）の場合には側頭部側に大きな縁部厚を有する。これらの過度な縁部厚は、レンズをフレームに嵌め込むことを難しくするとともに、これらのレンズの装着を面倒にする。

特許文献１０には、処方箋、装着者の両目に相対するレンズの位置についての情報、及びレンズを嵌め込まなければならないフレームの幾何学的形状についての情報を考慮して、眼科用レンズの２面を定義する方法が記載されている。

従来技術によるこの第１の解決策は、眼科用レンズの正面の曲率を適応させて、フレームへのレンズの嵌め込みの美観を改善する。

特許文献１１には、光学有用ゾーン、レンズの縁部及び／又は中央の厚さを低減できるようにする上述したものなど「周縁」ゾーンと呼ばれるゾーン、及び装着者の快適性のために最適化された曲率プロファイルを所有する接合ゾーンを備える眼科用レンズを定義する方法が記載されている。

この従来技術による解決策は、眼鏡フレームへの嵌め込みを容易にするために、レンズの片面に局所的な非球面正又は非トーリック性を生成することによって眼科用レンズの縁部及び／又は中央の厚さを低減することを提案し、他方の面は既知である。提案される解決策は、中央光学有用ゾーンと薄くなった周縁ゾーンとの接合部を提供する。処方箋は光学有用ゾーンでのみ配慮される。この解決策は、装着者の視覚が矯正されない「周縁」領域により、ありとあらゆる装着者にとって許容可能なものであるわけではない。

欧州特許第２２４９１９５Ｂ１号明細書 欧州特許第２２５１７３３Ｂ１号明細書 欧州特許出願公開第Ａ−０９９０９３９号明細書 国際公開第Ａ−９８１２５９０号パンフレット 米国特許出願公開第Ａ−６，６９８，８８４号明細書 米国特許出願公開第Ａ−６，４５４，４０８号明細書 米国特許出願公開第Ａ−６，３３４，６８１号明細書 米国特許出願公開第Ａ−６，３６４，４８１号明細書 国際公開第Ａ−９７３５２２４号パンフレット 欧州特許出願公開第２０２８５２９Ａ１号明細書 国際公開第２００８／０３７８９２号パンフレット

従来技術で提案される解決策は、フレームに眼科用レンズを嵌め込むことの美観に伴う問題及びフレームに眼科用レンズを嵌め込む必要があることから生じる問題を同時に解決することができない。

加えて、薄い厚さを有して、レンズの美的外観及び装着者の快適性を改善しながら、最適な光学性能で装着者の需要をよりよく満たすレンズがなお必要とされている。

本発明によって対処される技術的問題は、眼鏡フレームに眼科用レンズを嵌めるのをいかに容易にするかであり、レンズは、屈折力処方が配慮されないか、又は部分的にのみ配慮される「周縁」及び／又は接合ゾーンを有さない。このために、本発明は、眼科用レンズの片面に、キャリア及び非球面フレネル層を重ねることを提案し、キャリアは、眼鏡フレームへのレンズの取り付けを容易にするために制約される曲率プロファイルを有し、非球面フレネル層は、この変更によって誘導される幾何学的影響を補償する。

このために、本発明は、眼科用レンズの片面を定義する方法に関し、上記面は、フレネル層及び「キャリア」と呼ばれる連続表面を重ねることによって形成される表面を有し、上記キャリアは幾何学的中心と、第１の中央ゾーンと、環状周縁ゾーンとを備え、上記キャリアは軸対称であり、上記フレネル層、第１の中央ゾーン、及び周縁ゾーンは上記幾何学的中心を中心とし、第１の中央ゾーンは第１の円形境界によって区切られ、周縁ゾーンは、一方では第２の円形境界により、他方では面の縁部によって区切られ、本方法はコンピュータによって実施され、
（Ｓ１）上記第１の中央ゾーンにおける上記キャリアの第１の曲率プロファイルと、上記周縁ゾーンにおける上記キャリアの第２の曲率プロファイルを定義するステップと、
（Ｓ１０）上記第１の境界の第１の半径及び上記第２の境界の第２の半径を定義するステップと、
（Ｓ２０）第１の中央ゾーン及び上記環状周縁ゾーンまで連続する上記キャリアの遷移ゾーンの第３の曲率プロファイルを定義し、キャリアの上記第１の曲率プロファイル、上記第２の曲率プロファイル、及び上記第３の曲率プロファイルを含むキャリアの完全な曲率プロファイルを定義するステップと、
（Ｓ３０）面の目標曲率プロファイルを定義するステップであって、上記目標曲率プロファイルは、上記第１の中央ゾーンにおいて、キャリアの第１の曲率プロファイルと同一である、ステップと、
（Ｓ４０）上記目標曲率プロファイルとキャリアの上記完全な曲率プロファイルとの差に基づいて、連続曲率プロファイルを定義するステップと、
（Ｓ５０）上記連続曲率プロファイルを切断することによってフレネル層を定義するステップと、
を含む。

実施形態に応じて、本発明による眼科用レンズの片面を定義する方法は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含み得る。
− キャリアの上記第１の曲率プロファイルは、第１の中央ゾーンで第１の一定曲率を有し、面の目標曲率プロファイルは、第１の中央ゾーン、遷移ゾーン、及び周縁ゾーンで一定曲率を有し、上記一定曲率は上記第１の曲率に等しい。
− キャリアの上記第１の曲率プロファイルは、第１の中央ゾーンで第１の一定曲率を有し、キャリアの上記第２の曲率プロファイルは、周縁ゾーンで第２の一定曲率を有し、面の目標曲率プロファイルは、周縁ゾーンに一定曲率を有する。
− 幾何学的中心を中心とした複数のリングを備えるフレネル層、各リングは連続曲率プロファイル及び所与のリング高さに基づいて定義され、第１の半径及び上記リング高さは、フレネル層が、上記幾何学的中心を中心とし、１５ｍｍ以上の半径の円形の第２の中央ゾーン内にリングを有さないように定義される。
− 第３の曲率プロファイルは、キャリアが最高で四次まで連続して微分可能な表現を有し、キャリアの完全な曲率プロファイルが最高で四次まで連続して微分可能な表現を有し、且つ面の目標曲率プロファイルが、最高で四次まで連続して微分可能な表現を有するように定義される。
− 第３の曲率プロファイルは、幾何学的中心までの半径距離の関数として、三次多項式によって記述される。
− 第２の半径は、第２の半径の値が上記レンズの側頭部容量（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｃａｐａｃｉｔｙ）の値未満であるように定義される。
− 上記面は、レンズの正面又はレンズの背面である。

本発明による方法の一利点は、キャリアの曲率の変動の補償が、キャリアを備える面により届けられることに起因する。したがって、キャリアが半完成レンズの正面に配置される場合、半完成レンズの背面は、従来の半完成レンズと同じように、処方箋（トロイダル、プリズム、累進、装着条件等）に向けて機械加工するのに利用可能な状態を保つ。背面の機械加工は変更されない。

本発明は、面を備える眼科用レンズにも関し、上記面は、フレネル層及び上記フレネル層を担持するキャリアを有し、上記キャリアは幾何学的中心と、第１の中央ゾーンと、環状周縁ゾーンとを備え、上記キャリアは軸対称であり、上記フレネル層、第１の中央ゾーン、及び周縁ゾーンは上記幾何学的中心を中心とし、第１の中央ゾーンは第１の円形境界によって区切られ、周縁ゾーンは、一方では第２の円形境界により、他方では面の縁部によって区切られ、キャリアの第１の曲率プロファイルは上記第１の中央ゾーンにおいて第１の一定曲率を有し、キャリアは、上記環状周縁ゾーンにおいて、少なくとも一点において第１の曲率とは異なる第２の曲率プロファイルを有し、フレネル層は、幾何学的中心を中心とした複数の同心リングを備える。

本発明によれば、面は、上記幾何学的中心を中心とした第２の円形中央ゾーンを備え、このゾーンはリングを有さず、１５ｍｍ以上の半径を有し、第１の中央ゾーン外部に配置される面の全ての点は、上記第１の曲率に等しい一定曲率を有する。

実施形態により、本発明による面を備える眼科用レンズは、以下の特徴のうちの１つ又は複数を備え得る。
− フレネル層のリングは非球面プロファイルを有する。
− 上記面はレンズの正面である。
− 上記レンズは、負の処方箋に向けて作られ、ラップアラウンド型眼鏡のフレームに嵌め込まれることが意図される。
− 上記レンズは正の処方箋に向けて作られ、従来型の眼鏡のフレームに嵌め込まれることが意図される。
− 上記レンズは強度に正の処方箋に向けて作られ、従来型の眼鏡のフレームに嵌め込まれることが意図される。
− 上記面はレンズの背面である。
− 上記レンズは強度に負の処方箋に向けて作られ、従来型の眼鏡のフレームに嵌め込まれることが意図される。

本発明は、一連の命令を含むコンピュータソフトウェアパッケージにも関し、命令は、コンピュータにロードされると、本発明による方法のステップを上記コンピュータに実行させる。

本発明は、コンピュータソフトウェアパッケージの一連の命令を記憶するコンピュータ可読媒体に更に関する。

「従来型」処方箋に向けて作られる本発明による眼科用レンズは、所与の処方箋で、以下の利点を有する。即ち、周縁において、フレームがラップアラウンド型フレームである場合であっても、フレームの曲率に等しい曲率を有するように正面を構成し得るため、厚さ、ひいては重さがかなり低減され、嵌めるのが容易である。

さらに、本発明によるレンズは光学的に連続しており、光学的有用ゾーンはレンズの全てをカバーする。換言すれば、本発明によるレンズを装着したとき、装着者が見る像は、装着者が注視方向を変えた場合でもジャンプしない。

フレネル表面が利用されるが、フレネル表面の既知の欠点が軽減される。例えば、フレネル表面に起因する寄生像は、フレネル表面がレンズに適する構成を有する場合、装着者にとって不都合ではない。

より詳細には、眼科用レンズの特に有利な実施形態の４つの非限定的な例を以下に手短に与える。これらの例としての眼科用レンズの片面の定義に使用される方法の詳細についても以下に与える。

第１の有利な実施形態：この事例は、正の処方箋（ベース８）を有し、従来型のフレーム（ベース４）に嵌め込まれることが意図される最終眼科用レンズであると考えられる。

この処方箋に向けて作られる従来型のレンズは、フレームの曲率とレンズの正面の曲率との大きな差により、そのようなフレームに嵌め込むことが難しい。

所与の処方箋で、平坦周縁ゾーンを有する、正面が本発明による方法によって定義されるレンズ（ベース４）は、正面の周縁ゾーンの曲率がフレームの曲率に一致するように定義されるため、縁付きフレームにより容易に嵌め込まれる。本発明によるレンズを縁なしフレームに嵌め込むこともより容易であり、後者の場合、レンズの穿孔は、周縁ゾーンのより低い曲率によってより容易になる。

第２の有利な実施形態：この事例は、強度に正の処方箋（ベース１３）を有し、従来型のフレーム（ベース４）に嵌め込まれることが意図されるレンズであると考えられ、上記レンズは球面背面を更に有する。

従来型レンズの場合、レンズの直径は、正面の曲率が高いことによりはるかに小さく、これは、レンズの縁部がかなりの厚さであることを意味する。本出願人はＯＭＥＧＡ（登録商標）レンズを市販しており、その設計は、レンズの直径をかなり増大させることが可能であるが、そのためには、正面の曲率の逆数が犠牲になり、装着者の視野を制限するという影響がある。

所与の処方箋で、正面が本発明による方法によって定義され、したがって、平坦な周縁ゾーン（ベース４）を備えるレンズは、上述した理由と同じ理由で、嵌め込みがより容易である。従来技術によるレンズと比較して、本発明によるレンズの直径はより大きく、拡大された視野を有する。

第３の有利な実施形態：この事例は、負の処方箋（ベース４）を有し、面取りフレーム（ベース８）に嵌め込まれることが意図されるレンズであると考えられる。

この処方箋に向けて作られる従来型のレンズは、フレームの曲率とレンズの正面の曲率との大きな差により、そのようなフレームに嵌め込むことが難しい。

所与の処方箋で、湾曲した周縁ゾーン（ベース８）を有する、正面が本発明による方法によって定義されるレンズは、周縁ゾーンの曲率がフレームの曲率に一致するため、縁付きフレームにより容易に嵌め込まれる。さらに、そのようなレンズにより、広い範囲の処方箋を作成し得、上記範囲は場合により、レンズの材料の屈折率に応じて−６Ｄ〜−８Ｄに及ぶ。

第４の有利な実施形態：この事例は、強度に負の処方箋（−１０Ｄ）に向けて作られた従来の曲率（ベース４）を有する正面を有し、従来型のフレーム（ベース４）に嵌め込まれることが意図されるレンズであると考えられる。

そのようなレンズは一般に、周縁部においてかなりの厚さを有し、したがって一般に、直径は６０ｍｍ未満である。

所与の処方箋で、背面が本発明による方法によって定義される（すなわち、平坦な周縁ゾーン（ベース４）を有する背面キャリアを計算することにより）レンズは、所与の直径で、縁部においてより小さな厚さを有し、又は所与の縁部厚さで、より大きな直径を有する。

本発明は、添付図面を参照して与えられる、非限定的実施形態及びそれらの実装形態によりよく示され理解される。

本発明による方法によって定義される眼科用レンズの片面の概略断面図を示す。 図１ａに示される面のキャリアによって担持されるフレネル層の概略断面図を示す。 図１ａに示される面のキャリアの概略断面図を示す。 図１ｃに示されるキャリアの概略上面図を示す。 本発明による眼科用レンズの片面を定義する方法のフローチャートを示す。

本発明の説明が、本発明の明確な理解に関連する態様のみを示すために簡略化されており、眼科用レンズ面を定義する方法の多くの他の態様が、明確さのために無視されていることが理解される。しかし、これらの態様は当分野で周知であるため、それらの態様の詳細な考察は本明細書で提供されない。本開示は、当業者に既知の全てのこれらの変形形態及び変更形態を念頭に置いて読まれるべきである。

本特許出願との関連において、「眼科用レンズ」という表現は、両面が所与の装着条件下で装着者の視覚を矯正するような形状である最終眼科用レンズ又は半完成レンズブランクのいずれかを意味するものとして理解され、半完成レンズブランクは、仕上げられた面と、上述したような最終眼科用レンズを形成するために機械加工されることが意図される第２の面とを備える。この第２の状況では、仕上げられた面は凹形又は凸形であり得、将来の最終レンズの正面又は背面に対応する。

図１ｃの説明では、眼科用レンズの片面の半径方向断面図は、直交座標系で考慮され、直交座標系の横軸ｒはレンズの半径方向に従い、座標系の縦軸Ｄは面の幾何学的中心を通る。この面は、レンズの正面、すなわち、眼鏡装着者とは逆の面（本発明によるレンズの最初の３つの実施形態で上に示されたような）であるか、又はレンズの背面（本発明によるレンズの第４の実施形態で上に示されるような）であり得る。

本発明によるレンズの面は、軸対称キャリア（図１ａで同じ直交座標系に示される）及び軸対称非球面フレネル層（図１ｂで同じ直交座標系に示される）を重ねることによって定義される。非球面フレネル層は、非球面連続層を切断することによって生成される微細構造を形成し、これについては後述する。「キャリア」という用語は、微細構造を担持する連続表面を示す。レンズの面上の任意の点で、軸Ｄに沿った点の高さは、連続表面の軸Ｄに沿った高さと、非球面フレネル層の軸Ｄに沿った高さとの代数和として表現し得る。

キャリアは、図１ｄでは上から示され、図１ｃでは直交座標系（ｒ，Ｄ）において断面で示される。キャリアは軸対称であり、半径によって定義される３つのゾーン、即ち円形中央ゾーン１０、環状周縁ゾーン１５、及び中央ゾーン１０と周縁ゾーン１５とを結びつける遷移ゾーン１２から構成される。

キャリアの表面は、数学的視点から、最高で四次まで連続して微分可能である。キャリアの遷移ゾーン１２は特に、この数学的連続性を可能にするとともに、中央ゾーン１０の光学特性が、周縁ゾーン１５に課される制約によって変更されないことを保証するように定義される。

面の３つのゾーン１０、１２、及び１５は、同じ点、好ましくは、キャリアを含む面の幾何学的中心でセンタリングされて、フレネル層の構成要素微細構造を生成しやすくする。

面の３つのゾーン１０、１２、及び１５は円形の輪郭を有する。図１ｄでは、面は半径Ｒの円形縁部を有し、中央ゾーン１０は、第１の半径Ｒ１の円を形成する第１の境界によって区切られる。周縁ゾーン１５は、一方では第２の半径Ｒ２の第２の円形境界により、他方では面の縁部によって区切られる。遷移ゾーン及び周縁ゾーンは環状形を有する。

各ゾーンの直径は固定されず、眼科用レンズが嵌め込まれることが意図されるフレームと、処方箋とに応じて設定し得る。中央ゾーン１０は、装着者の中央視覚の視野がリングを有さないことを保証するのに十分に大きなサイズである。遷移ゾーン１２の幅は、第１のゾーンの曲率プロファイルと第２のゾーンの曲率プロファイルとの間で幾何学的遷移を達成できるようにするのに十分に大きいが、レンズを取り付けなければならないフレームの曲率に環状周縁ゾーン１５が満足のいくように曲率を一致させることができるような十分な幅を有するのに十分な程小さくなければならない。

これに関連して、第１の境界の第１の半径Ｒ１及び第２の境界の第２の半径Ｒ２が考慮される。次に、遷移ゾーン１２は、第１の境界の半径Ｒ１に等しい内側半径と、第２の境界の半径Ｒ２に対応する外側半径との間に延在する。

図１ｃでは、キャリアの３つのゾーンが、キャリアの断面図に示される。キャリアは軸対称であるため、キャリアの様々なゾーンの表面は半径方向曲率プロファイルとして、すなわち、半径方向半分から生じる湾曲について以下に説明する。

中央ゾーン１０の曲率プロファイルは、「第１の曲率プロファイル」と呼ばれ、周縁ゾーン１５の曲率プロファイルは「第２の曲率プロファイル」と呼ばれる。第１及び第２のプロファイルは、処方制約及びフレーム曲率制約のそれぞれが課されるため、既知である。

遷移ゾーン１２の曲率プロファイルは、第３の曲率プロファイルと呼ばれる。

有利には、第３の曲率プロファイルは、対称軸までの半径方向距離の関数として三次多項式によって記述される。

図１ｂは、直交座標系（ｒ，Ｄ）でのフレネル層の断面図を示す。フレネル層のプロファイルは微細構造（「歯」とも呼ばれる）で構成され、それを上から見た表現は同心円リングの連続に対応する。フレネル層は、これもまたキャリアの幾何学的中心を中心とした第２の中央ゾーンを備え、このゾーンは、歯を有さず、１５ｍｍ以上の半径Ｒ３を有する。

この１５ｍｍという半径は、装着者の中央視覚、レンズと装着者の目の回転中心との間の距離が２５．５ｍｍに等しい場合には＋／−３０°の視野を包含するレンズのゾーンに対応する。装着者の中央視覚でのいかなる不快性（寄生反射）の発生も回避するために、この第２の円形ゾーンにはフレネルリングがないことが望ましい。そのような不快性が、フレネル層のリングと入射光との相互作用によって生じるおそれがあることが分かっている。

眼科用レンズの設計の分野の当業者は、「層」の処理の仕方を認識しており、知っており、層は、デカルト座標（ｘ，ｙ）によって参照される平面のありとあらゆる点での高さｚの変動を記述する仮想表面の表現である。層は、眼科用レンズの面によって担持される表面に点毎に追加し得る。別の表面への層の追加も「追加」又は「重ねる」と参照され、その本質は、高さ又は高度ｚに沿った構成要素の代数的な加算にある。層は、連続関数、「連続層」、又は「連続表面」の形態をとり得、そう呼ばれるが、軸Ｄに沿った不連続性若しくはＤの微分を含み得、又は離散表現を有し得る。連続層の使用例は、本出願人によって出願され、国際公開第２０１１／０００８４５Ａ１号パンフレットという参照下で公開されている国際特許出願において与えられる。

キャリアは連続層の一例である。

フレネル層は非連続層の一例であり、複数のリングと、リングを区切る軸Ｄに沿った複数の不連続部を備える。これらの不連続部は互いに彫られる。不連続部の中でも、他の不連続部が彫られていない不連続部は「第１の不連続部」と呼ばれる。２つの不連続部の間に、非球面プロファイルを有するリング又は「歯」が見られる。

連続表面からフレネル層を生成する技法は周知であり、一例は、本出願人によって出願された欧州特許出願公開第２２１７９６２Ａ１号明細書に記載されており、上記出願は、光学構成要素の凹面に固定されることが意図される湾曲パッチに関し、この技法については本明細書でこれ以上想起せず、フレネル層の半径方向プロファイルを連続表面の半径方向プロファイルから推測することができる方法の説明のための例について、手短に説明する。この方法は、リングの高さが一定のフレネル層を生成する。

切断高さｈが考慮される。

以下、連続層の点の「高さ」は、この点のＤに沿った成分を示す。連続層のプロファイルの点Ｍは、軸Ｄまでの半径方向距離ｒで参照される。連続層の半径方向プロファイルの各点Ｍに、ｒに等しい半径方向距離だけ、軸Ｄから隔てられたフレネル層の半径方向プロファイルの点Ｍ’が対応する。

連続表面の半径方向プロファイルからフレネル層の半径方向プロファイルを得るために、連続表面の半径方向プロファイルの点Ｍは、ｒ＝０から半径方向外側であると見なされる。点Ｍの高さが厳密に切断高さｈよりも低い場合、点Ｍ’の高さは点Ｍの高さと同じままである。高さｈに等しい高さを有する連続表面の点Ｍに、高さが０に設定されたフレネル層の点Ｍ’が対応する。これは第１の不連続部である。連続表面の半径方向プロファイルでのより大きな半径方向距離にある点の場合、点Ｍ’の高さは、点Ｍの高さが切断高さｈの整数倍に達するまで、点Ｍの高さと同じ変動を辿る。これが生じる半径方向距離において、対応する点Ｍ’の高さは再び０に設定され、これは第２の不連続部である。

したがって、フレネル層の半径方向プロファイルは、図１ｂの表現の尺度では、「飛び」とも呼ばれる軸Ｄに沿った不連続部によって区切られる「歯」の連続を含み、２点間の高さの差によって具現され、２点のうちの第１の点は切断高さに等しい高さを有し、２点のうちの第２の点はゼロの高さを有する。２つの不連続部間で、フレネル層の半径方向プロファイルは、連続層の半径方向プロファイルと同じように変化する。特に、フレネル層の半径方向プロファイルは局所的に、連続層の半径方向プロファイルと同じ曲率変動を含む。

フレネル層の半径方向プロファイルの「歯」は、フレネル層内の「フレネル」リングと呼ばれるものに対応する。連続表面の半径方向プロファイルは、フレネル層の各歯の半径方向プロファイルと同じように非球面である。したがって、非球面プロファイルのリングについても言える。

本発明によるレンズの一実施形態では、キャリアの第１の曲率プロファイルは第１の一定曲率を有し、キャリアの上記第２の曲率プロファイルは、少なくとも一点で局所的に第１の曲率とは異なる第２の曲率を有する。しかし、面の全ての点、さらには第１の中央ゾーン外部に配置される点であっても、フレネル層及びキャリアの追加を理由として、上記第１の曲率に等しい一定曲率を有する。フレネル歯のプロファイルは、第１及び第２の曲率の差を局所的に補償し、それにより、キャリアとフレネル層を重ねることから生成される面上のいずれの点で測定される曲率も全体的に一定であり、第１の曲率に等しい。

図２は、６つのステップＳ１、Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０、Ｓ４０、及びＳ５０を連続して含む、眼科用レンズの片面を定義する方法のフローチャートを示す。

開始点として、図１ａに示されるものと同様の眼科用レンズの面を考える。この面は円形を有し、半径Ｒの円形縁部で区切られ、第１の中央ゾーン及び周縁環状ゾーンを備えるキャリアを備える。第１の中央ゾーンは第１の円形境界で区切られ、周縁ゾーンは、一方では第２の円形境界により、他方では面の縁部によって区切られる。キャリアは、キャリアに直交し、キャリアの幾何学的中心を通る軸（Ｄ）を中心として軸対称である。第１の中央ゾーン及び環状周縁ゾーンは、同じ軸を中心として軸対称である。

ステップＳ１の本質は、第１の中央ゾーン及び周縁ゾーンの半径方向曲率半径を定義することにあり、上記プロファイルはそれぞれ第１のプロファイル及び第２のプロファイルと呼ばれる。

中央ゾーン１０は従来通り、処方箋で処方される屈折力矯正を提供する。その曲率プロファイルは与えられる。例えば、第１のプロファイルは、値が処方箋に直接関連する一定の曲率を有する。

第２のプロファイルは、第１のプロファイルから独立して定義される。例えば、面の縁部での曲率が、レンズを嵌め込まなければならない眼鏡フレームの曲率に略等しいように選ばれる。例えば、第２のプロファイルは、値がフレームの曲率に直接関連する一定の曲率を有する。

第１及び第２のプロファイルはそれぞれ、一定曲率か、又は複雑であるが、軸ｒに沿って連続変化を有し得る。

ステップＳ１０の本質は、第１の境界の第１の半径Ｒ１及び第２の境界の第２の半径Ｒ２を定義することにある。

半径Ｒ１に定義される値は１０ｍｍ〜１５ｍｍであり、さらに後述され、特にキャリアのプロファイルから定義され、キャリアに重ねられることが意図されるフレネル層は、１５ｍｍ以上の半径の第２の中央ゾーン内にリングを有さない。

第２の半径Ｒ２の定義により、第１の中央ゾーン及び周縁ゾーンに連続する遷移ゾーンを区切ることができる。第２の半径Ｒ２と第１の半径との距離が大きいほど、遷移ゾーンでの曲率プロファイルへの制約は少なくなる。

第２の半径は、例えば、フレームの形状に応じて定義される。

第２の半径は、例えば、側頭部容量に応じて定義される。

特に、第２の半径は、曲率がフレームの曲率に一致するゾーンから幾何学的中心を隔てる距離に対応する。側頭部容量は、面の中心と、側頭部側（すなわち、装着者の側頭部の側）、すなわち、フレームが見られるロケーションのレンズの縁部とを隔てる距離に対応する。したがって、測定部容量が少なくとも第２の半径よりも大きいことが有利である。

ステップＳ２０の本質は、この遷移ゾーンの第３の曲率プロファイルを定義することにある。

有利には、第３の曲率プロファイルは、キャリアが最高で四次まで連続して微分可能な表現を有するように定義される。

有利には、第３の曲率プロファイルは、幾何学的中心までの距離の関数としての三次多項式によって記述される。ステップＳ２０はコンピュータを使用して実行される。この本質は、例えば、Ｒ１の近傍で第１のプロファイルの曲率に一致するとともに、Ｒ２の近傍で第２のプロファイルの曲率に一致する曲率プロファイルを定義して、デジタルフォーマットで、キャリアの完全な曲率プロファイルを提供することにあり、このプロファイルは部分的に、第１の中央ゾーン、遷移ゾーン、及び周囲ゾーンで定義される。

有利には、ステップＳ１０及びステップＳ２０を同時に実行して、第１及び第２の半径並びに第３のプロファイルを最適に定義し得る。

ステップＳ３０の本質は、面の目標曲率プロファイルを定義することにあり、この目標曲率プロファイルは、上記第１の中央ゾーンではキャリアの第１の曲率プロファイルと同一である。ステップＳ３０は、コンピュータを使用して実行され、例えば、その本質は、デジタルフォーマットで目標曲率プロファイルを定義することにある。

この目標曲率プロファイルは、面の点で測定されることが望ましいプロファイルである。目標プロファイルは非球面又は完全な球面であり得る。

有利には、面の目標曲率プロファイルは軸Ｄを中心として軸対称である。

有利には、面の目標曲率プロファイルは非球面である。

有利には、面の目標曲率プロファイルは、最高で四次まで連続して微分可能な表現を有する。

ステップＳ４０の本質は、上記目標プロファイルとキャリアの上記完全な曲率プロファイルとの差に基づいて、フレネル層の曲率プロファイルを定義することにある。

目標曲率プロファイル及びキャリアの完全な曲率プロファイルは、構成によりそれぞれ最高で四次まで連続して微分可能な表現を有し、既知である。ステップＳ４０は、例えば、コンピュータを使用して実行される。Ｓ４０の本質は、例えば特に、目標曲率プロファイルとキャリアの完全な曲率プロファイルとの差をデジタル形態で得ることにある。したがって、面の幾何学的中心を通り、キャリアに直交する対称軸Ｄを中心として軸対称（図示せず）を有する連続表面の半径方向プロファイルが構築される。

ステップＳ５０の本質は、ステップＳ４０で得られる連続曲率プロファイルを切断することにより、フレネル層を定義することにある。連続曲率プロファイルが非球面である場合、フレネル層にも同じことが言え、その場合、フレネル層は「非球面フレネル層」と示される。

ステップＳ５０との関連の中で、幾何学的中心を中心とし、１５ｍｍよりも大きな半径Ｒ３を有する第２の円形中央ゾーン内部のフレネル層内のリングがないという制約が課される。このようにして、装着者はいかなる視覚的不快性も経験しないことが保証される。構成により、連続表面の半径方向プロファイルが第１の中央ゾーンでゼロの曲率を有することにより、この制約を満たすことを容易にする。

こうして定義されるキャリア及びフレネル層は、レンズの面の直接機械加工によって単一動作で機械加工し得る。

有利には、キャリアの第１の曲率プロファイルは、第１の中央ゾーンで第１の一定曲率を有し、面の目標曲率プロファイルは、第１の中央ゾーン、遷移ゾーン、及び周縁ゾーンで一定曲率を有し、この曲率は上記第１の曲率に等しく、換言すれば、目標曲率プロファイルは、上記第１の曲率に等しい一定曲率を有する。

有利には、キャリアの第１の曲率プロファイルは、第１の中央ゾーンで第１の一定曲率を有し、キャリアの上記第２の曲率プロファイルは、周縁ゾーンで第２の一定曲率を有し、面の目標曲率プロファイルは、周縁ゾーンで一定曲率を有する。

上述した方法は、４つの上述した有利なレンズ例を生成するために実施し得る。以下の表に、４つの眼科用レンズ例を生成するために本発明による方法で使用される特定のパラメータを集めた。

上記では、「一実施形態」という表現は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特徴を本発明の少なくとも１つの実施形態に包含し得ることを意味するものと理解される。上記詳細な説明の様々な箇所での「一実施形態では」という表現の例は、全てが必ずしも同じ実施形態を参照するわけではない。同様に、別個又は代替の実施形態は必ずしも、他の実施形態を相互に除外するわけではない。

１０ 中央ゾーン
１２ 遷移ゾーン
１５ 環状周縁ゾーン

Claims (13)

1. 眼科用レンズの片面を定義する方法であって、前記面は、フレネル層と前記フレネル層と高さ方向に重なって位置する「キャリア」と呼ばれる連続表面とによって形成される表面を有し、前記キャリアは幾何学的中心と、第１の中央ゾーンと、環状周縁ゾーンとを備え、前記キャリアは軸対称であり、前記フレネル層、前記第１の中央ゾーン、及び前記周縁ゾーンは前記幾何学的中心を中心とし、前記第１の中央ゾーンは第１の円形境界によって区切られ、前記周縁ゾーンは、一方では第２の円形境界により、他方では前記面の縁部によって区切られ、前記方法はコンピュータによって実施され、
   （Ｓ１）前記第１の中央ゾーンにおける前記キャリアの第１の曲率プロファイルと、前記周縁ゾーンにおける前記キャリアの第２の曲率プロファイルを定義するステップと、
   （Ｓ１０）前記第１の境界の第１の半径及び前記第２の境界の第２の半径を定義するステップと、
   （Ｓ２０）前記第１の中央ゾーン及び前記環状周縁ゾーンまで連続する前記キャリアの遷移ゾーンの第３の曲率プロファイルを定義し、前記キャリアの前記第１の曲率プロファイル、前記第２の曲率プロファイル、及び前記第３の曲率プロファイルを含む前記キャリアの完全な曲率プロファイルを定義するステップと、
   （Ｓ３０）前記面の目標曲率プロファイルを定義するステップであって、前記目標曲率プロファイルは、前記第１の中央ゾーンにおいて、前記キャリアの前記第１の曲率プロファイルと同一である、ステップと、
   （Ｓ４０）前記目標曲率プロファイルと前記キャリアの前記完全な曲率プロファイルとの差に基づいて、連続曲率プロファイルを定義するステップと、
   （Ｓ５０）前記連続曲率プロファイルを切断することによって前記フレネル層を定義するステップと、
   を含み、
   前記フレネル層が前記キャリアの幾何学的中心を中心としており、
   前記キャリアの前記第１の曲率プロファイルが、前記第１の中央ゾーンで第１の一定曲率を有することと、前記キャリアの前記第２の曲率プロファイルが、前記周縁ゾーンで第２の一定曲率を有することと、前記面の前記目標曲率プロファイルが、前記第１の中央ゾーン、前記遷移ゾーン、及び前記周縁ゾーンで一定曲率を有し、前記一定曲率は前記第１の曲率に等しいこととを特徴とする、方法。
2. 前記フレネル層は前記幾何学的中心を中心とした複数のリングを備え、各リングは、連続曲率プロファイル及び所与のリング高さに基づいて定義されることと、前記方法は、前記フレネル層が前記幾何学的中心を中心とした円形の１５ｍｍ以上の半径の第２の中央ゾーン内でリングを有さないように、前記リング高さが定義されることとを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記第３の曲率プロファイルが、前記キャリアの前記完全な曲率プロファイルが最高で四次まで連続して微分可能な表現を有するように定義されることと、前記面の前記目標曲率プロファイルが、最高で四次まで連続して微分可能な表現を有することとを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記第３の曲率プロファイルが、前記幾何学的中心までの半径距離の関数として、三次多項式によって記述されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記第２の半径が、前記第２の半径の値が前記レンズの側頭部容量の値未満であるように定義されることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
6. 面を備える眼科用レンズであって、前記面は、フレネル層と前記フレネル層と高さ方向に重なって位置する「キャリア」と呼ばれる連続表面とによって形成される表面を有し、前記キャリアは幾何学的中心と、第１の中央ゾーンと、環状周縁ゾーンとを備え、前記キャリアは軸対称であり、前記フレネル層、前記第１の中央ゾーン、及び前記周縁ゾーンは前記幾何学的中心を中心とし、前記第１の中央ゾーンは第１の円形境界によって区切られ、前記周縁ゾーンは、一方では第２の円形境界により、他方では前記面の縁部によって区切られ、前記キャリアの第１の曲率プロファイルは前記第１の中央ゾーンにおいて第１の一定曲率を有し、前記キャリアは、前記環状周縁ゾーンにおいて、少なくとも一点において前記第１の曲率とは異なる第２の曲率プロファイルを有し、前記フレネル層は、前記幾何学的中心を中心とした複数の同心リングを備え、
   前記フレネル層が第２の中央ゾーンを備え、前記第２の中央ゾーンは、円形であり、１５ｍｍ以上の半径を有し、前記幾何学的中心を中心とし、リングを有さないことと、前記第１の中央ゾーン外部に配置される前記面の全ての点が、前記第１の曲率に等しい一定曲率を有し、
   前記フレネル層が前記キャリアの幾何学的中心を中心としている眼科用レンズ。
7. 前記フレネル層の前記リングが非球面プロファイルを有することを特徴とする、請求項６に記載の眼科用レンズ。
8. 前記面が前記レンズの正面であることを特徴とする、請求項６又は７に記載の眼科用レンズ。
9. 前記レンズが、負の処方箋に向けて作られ、ラップアラウンド型眼鏡のフレームに嵌め込まれることが意図されることを特徴とする、請求項８に記載の眼科用レンズ。
10. 前記レンズが正の処方箋に向けて作られ、従来型の眼鏡のフレームに嵌め込まれることが意図されることを特徴とする、請求項８に記載の眼科用レンズ。
11. 前記レンズが強度に正の処方箋に向けて作られ、従来型の眼鏡のフレームに嵌め込まれることが意図されることを特徴とする、請求項８に記載の眼科用レンズ。
12. 前記面が前記レンズの背面であることを特徴とする、請求項６又は７に記載の眼科用レンズ。
13. 前記レンズが強度に負の処方箋に向けて作られ、従来型の眼鏡のフレームに嵌め込まれることが意図されることを特徴とする、請求項１２に記載の眼科用レンズ。

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