复曲面眼用透镜的制作方法

本发明涉及散光矫正用的复曲面眼用透镜。

背景技术：

作为散光矫正用的眼用透镜的例子，可举出眼镜或隐形眼镜、人工晶状体等。这些眼用透镜具有被称为复曲面的光学面。复曲面是指如橄榄球或甜甜圈的侧面那样至少2个经线的曲率半径不同的透镜的面形状。而且，具有该复曲面的透镜被称为复曲面透镜（圆环状透镜）。

由于复曲面而在面上设定的彼此正交的方向上在透镜的屈光力产生差。能够通过利用该屈光力的差来矫正散光。然后，以往，提出了用于更灵活地设计透镜面的形状的技术或用于使人工晶状体在眼内的位置稳定的技术（专利文献1、2）。此外，还提出了以有利地抑制后发白内障的发病的方式构成光学部和支承部的连接部的技术（专利文献3）。此外还提出了使用数式定义复曲面的技术（专利文献4）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第5173723号说明书；

专利文献2：国际公开第2015/136997号；

专利文献3：国际公开第2006/123427号；

专利文献4：专利第4945558号公报。

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在以往的散光矫正用的眼用透镜中，由于未设想控制透镜的边缘的厚度，所以存在边缘的厚度对从后发白内障防止的观点出发的人工晶状体的设计造成障碍的可能性。也就是说，如果从后发白内障防止的观点出发，期望边缘厚度为规定的厚度以上，但是，当单纯以边缘厚度为基准来确定透镜形状时，透镜的中心厚度变厚，因此，存在利用小切开的插入变得困难而增加插入时的负担的可能性。

本件公开的技术是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于实现能够在不降低透镜设计的自由度的情况下设计有助于后发白内障防止的透镜的、复曲面眼用透镜，即具有能够期待后发白内障防止效果的厚度的边缘且中心厚度不会不必要地变厚的复曲面眼用透镜。

用于解决课题的方案

在本件公开的复曲面眼用透镜中，在光学部的俯视中，光学部的边缘厚度为大致固定的大致平坦部被设置为与光学部的复曲面的强主经线重叠。由此，以往，当强主经线方向的边缘厚度变薄而在该部分设置支承部时，存在不会稳定地得到将光学部向眼内的后囊按压的力的担忧，但是，根据本件公开的复曲面眼用透镜，即使在该部分设置支承部，也确保了规定的边缘厚度，因此，稳定地得到将光学部向后囊按压的力，从防止后发白内障的观点出发，能够实现自由度更高的透镜设计。此外，大致平坦部的边缘厚度在俯视中比与复曲面的弱主经线重叠的光学部的边缘厚度薄，并且在将大致平坦部形成为复曲面的情况下在俯视中比与复曲面的强主经线重叠的光学部的边缘厚度厚。

进而，针对在复曲面眼用透镜中厚度比规定的最低厚度薄的区域，将复曲面替换为厚度为最低厚度的平面，由此，形成大致平坦部也可。此外，为使大致平坦部缓和的倾斜面或曲面或者将它们组合后的形态也可。

此外，在复曲面眼用透镜的光学部的俯视中，设置由式（1）和（2）提供离透镜中心的距离为r的位置的所述光学部的边缘厚度h（r）的、大致平坦部，

[数式1]

[数式2]

假设h（high）是与所述复曲面眼用透镜的强主经线重叠的部分的边缘厚度，h（low）是与所述复曲面眼用透镜的弱主经线重叠的部分的边缘厚度也可。此外，h相当于规定的最低厚度。

复曲面眼用透镜的透镜面上的任意的经线方向上的截面形状由包括

[数式3]

的式子表现，c是复曲面眼用透镜中的近轴曲率，r是离复曲面眼用透镜的透镜中心的距离，k是复曲面眼用透镜中的与透镜光轴旋转对称的面的圆锥常数，c、r、k针对透镜面上的经线方向是共同的，a（θ）和b（θ）由式（4）和（5）提供，

[数式4]

[数式5]

也可以构成为：h（high）是使用式（4）和（5）来设计复曲面眼用透镜的情况下的与强主经线重叠的部分的边缘厚度，h（low）是使用式（4）和（5）来设计复曲面眼用透镜的情况下的与弱主经线重叠的部分的边缘厚度。

进而，在复曲面眼用透镜的俯视中，从复曲面眼用透镜的边缘朝向透镜中心的方向上的大致平坦部的宽度为0.05mm以上0.5mm以下也可，在复曲面眼用透镜的俯视中，从复曲面眼用透镜的透镜中心观察的形成大致平坦部的角度范围夹持强主经线且为20°以上70°以下（相对于强主经线，单侧为10°以上35°以下）也可。人工晶状体的光学部直径通常为φ5mm~7mm，因此，在复曲面眼用透镜的俯视中，从复曲面眼用透镜的边缘朝向透镜中心的方向上的大致平坦部的宽度l也可以满足（光学部直径的1/100）≤l≤（光学部直径的1/10）这样的条件。

此外，将本件公开的复曲面眼用透镜在光学部的俯视中设置与光学部的边缘和光学部的复曲面连续的面，在该连续的面的光学部的边缘厚度为大致固定，该连续的面被设置为与光学部的复曲面的强主经线重叠也可。

发明效果

根据本件公开的技术，能够实现具有能够在不降低透镜设计的自由度的情况下设计有助于白内障防止的透镜的边缘的、复曲面眼用透镜。

附图说明

图1（a）~（c）是示出以往的复曲面人工晶状体（toricintraocularlens）的一个例子的示意图。

图2是示出以往的复曲面人工晶状体的边缘厚度的变化的一个例子的图表。

图3（a）~（c）是示出一个实施方式的复曲面人工晶状体的一个例子的示意图。

图4是示出一个实施方式的复曲面人工晶状体的边缘厚度的变化的一个例子的图表。

图5是示出一个变形例的复曲面人工晶状体的一个例子的示意图。

图6是示出另一变形例的复曲面人工晶状体的一个例子的示意图。

具体实施方式

在以下，对本发明的实施方式进行说明。再有，在以下的说明中，对复曲面人工晶状体进行说明，但是，本发明不限于复曲面人工晶状体，还能够应用于眼镜透镜等各种复曲面眼用透镜。

在复曲面人工晶状体中，由于复曲面（toricsurface）而在面上设定的彼此正交的方向（第1经线方向和第2经线方向）上在透镜的屈光力（refractivepower）产生差。能够通过利用该屈光力的差来矫正散光。通常地，该屈光力的差被称为圆柱屈光力。在复曲面，屈光力较大的方向的经线被称为强主经线，屈光力较小的方向的经线被称为弱主经线。

首先，对成为本发明的前提的技术进行说明。在本实施方式中，利用以下的式（6）规定透镜面来制作人工晶状体。再有，式（6）的第1项针对透镜的光轴规定旋转对称的透镜面，第2项以后规定复曲面。

[数式6]

。

在此，c是附加由式（6）的第2项以后规定的复曲面之前的透镜的旋转对称的基准面的曲率。x和y是第1方向和第2方向上的离透镜中心的距离，例如是强主经线方向和弱主经线方向上的离透镜中心的距离。此外，r是径向的距离（r²=x²+y²）。此外，k是附加由式（6）的第2项以后规定的复曲面之前的旋转对称的基准面的圆锥常数（conicconstant），c、r和k在x方向和y方向上是共同的。此外，a是附加复曲面的参数。式（6）的第2项以后的项表示展开（x²+y²）ⁿ（n=1、2…）时的各项。此外，第2项以后的各项的系数表示用于附加复曲面的参数。再有，式（6）的第1项是针对透镜的光轴规定旋转对称的透镜面的、规定的定义式的一个例子。此外，只要是与式（6）的第1项同等的规定透镜面的式子，则该第1项也可以为其他的式子。

当使用上述的式子时，能够遍及透镜整体规定透镜面。由此，能够以比以往高的自由度规定透镜面。特别地，还能够自由地规定如上述那样在以往的式子中不能规定的x方向和y方向以外（例如成为x=y的方向）的形状。

此外，式（6）的第1项为与球面透镜的式子或仅根据圆锥常数的非球面透镜的式子相同的形式。因此，在使用式（6）来设计复曲面人工晶状体的情况下，能够与以往同样地使复曲面人工晶状体的基本形状为旋转对称透镜。因此，使用式（6）进行透镜设计而制作的复曲面人工晶状体也能够无障碍地装填于以往的插入器。

再有，在以往，提出了使透镜的45°方向的边缘厚度与旋转对称透镜一致的方法，但是，如果边缘厚度的计算不在决定了复曲面的参数之后就不能计算。另一方面，在使用了本实施方式的式（6）的设计方法中，只要使x^2jy^2（n-j）（其中，j为n以外的自然数）的系数为0或为a2qx=-a2qy、a2qxa2py=0（p、q为自然数），则不需要边缘厚度的计算，能够设计使45°方向的边缘厚度与旋转对称透镜同等的形状。

此外，在以所谓的铸模方式制作透镜的情况下，需要考虑由透镜材料的收缩造成的透镜形状的变化。通过使用本实施方式的式（6）来设计透镜，从而只要透镜的基本形状与旋转对称透镜相同，则能够将收缩率看作与旋转对称透镜同等。因此，根据本实施方式的透镜设计方法，能够与使用作为非旋转对称透镜的复曲面人工晶状体来评价收缩率的以往的方法相比高效率地评价收缩率。

此外，如后述那样，也能够容易地计算x方向和y方向的近轴曲率，因此，近轴屈光力的计算也变得容易。因此，也能够根据式（6）的函数容易地进行近轴功率的计算。此外，通过使用式（6），从而能够控制复曲面人工晶状体的x方向和y方向上的球面像差。像这样，通过使用式（6）来进行透镜设计，从而对复曲面人工晶状体的复曲面进行规定的参数的自由度变高，能够设计与以往相比优选地校正各种像差的透镜面形状。

接着，关于式（6），导出透镜的光学面的任意的方向（角度θ）上的截面形状的表现式。在此，作为一个例子，考虑最大次数4次的情况。当在式（6）中假设x=rcosθ、y=rsinθ时，如以下那样变换而得到式（7）。

[数式7]

。

在此，

[数式8]

。

此外，

[数式9]

。

从式（7）可知那样，如果使用式（6），则能够以通常的光学面定义式表现在透镜面的任意的方向（任意的θ）的截面形状。此外，能够容易地进行与设计值的比较或在实际上制造的透镜的任意的截面内的光学模拟。

接着，以下使用式（6）、（7）的任一个并使用本发明的前提技术来对设计复曲面人工晶状体的情况下的例子进行说明。再有，在该说明中，假设将复曲面形成为山型（向上凸）的光学面。

图1是示出以往的复曲面人工晶状体的光学部100的一个例子的示意图。再有，在图1中，省略了复曲面人工晶状体的支承部的图示。此外，在图1所示的光学部100中，设定与光学部的光轴正交的xy平面，假设x轴与y轴彼此正交来进行说明。此外，设定与xy平面正交的z轴。光学部的边缘处的z轴方向的厚度对应于边缘厚度。

此外，图1（a）、（b）是光学部100的侧面图，图1（c）是从z轴的负侧即光学面104侧朝向z轴的正侧即光学面103侧观察光学部100的图。

如图1（c）所示那样，关于以往的复曲面人工晶状体的光学部100的两面，在xy平面上的整个区域即从透镜中心101（xy平面的原点o）遍及边缘102的区域形成光学面103、104。在本实施方式中，光学面103为球面形状或非球面形状而不具有复曲面。另一方面，光学面104为复曲面。此外，如图1（a）所示那样，在光学部100的边缘102形成边缘厚度比其他的部分的边缘厚度薄的薄壁部105。从透镜中心101观察而形成了薄壁部105的方向对应于所谓的强主经线的延伸方向。再有，在图1（c）中强主经线与x轴重叠。

在图2中，示出从光学部100的透镜中心101观察的边缘厚度的角度方向上的变化的一个例子。在此，纵轴z（mm）是在光学面104的急转（zag）量。在图2的图表中，横轴的角度（φ；单位：°）为0°和180°的方向是光学部100的弱主经线方向。此外，角度为90°的方向是光学部100的强主经线方向。再有，角度为180°~360°的范围中的边缘厚度的变化与角度为0°~180°的范围中的边缘厚度的变化相同。如图2所示那样，光学部100的边缘厚度在强主经线方向上最薄。

因此，在薄壁部105中设置支承部的透镜设计的情况下，将支承部连接于边缘厚度较薄的部分，因此，存在不会稳定地得到将光学部按压到后囊（posteriorcapsule）的力的担忧，从防止后发白内障的观点出发存在不能说是期望的透镜设计的可能性。

相对于此，在图3中，示意性地示出本实施方式的复曲面人工晶状体的光学部200的一个例子。与图1同样，在图3中，省略了复曲面人工晶状体的支承部的图示。此外，与光学部100同样，在光学部200中，设定与光学部的光轴正交的xy平面，假设x轴与y轴彼此正交来进行说明。此外，设定与xy平面正交的z轴。在光学部的边缘的z轴方向的厚度对应于边缘厚度。图3（a）、（b）是光学部200的侧面图，图3（c）是从z轴的负侧即光学面204侧朝向z轴的正侧即光学面203侧观察光学部200的图。再有，在图3中，光学面203也为球面形状或非球面形状而不具有复曲面。另一方面，光学面204为复曲面。

在本实施方式中的复曲面人工晶状体的光学部200中，透镜中心201（xy平面的原点o’）处的中心厚度与以往的复曲面人工晶状体的光学部100的透镜中心101处的中心厚度同等，但是，在边缘202形成边缘厚度为大致固定的大致平坦部（以下称为“平坦部”）205。平坦部205被形成为包括从透镜中心201观察而与强主经线重叠的边缘。再有，与图1（c）同样，在图3（c）中，强主经线与x轴重叠。因此，在本实施方式中，如图3（c）所示那样，在边缘202，在光学部200的一个透镜面204的周围形成2个平坦部205。此外，平坦部205被形成为在光学部200的俯视中与x轴重叠且夹持透镜中心201。再有，平坦部205是在光学部的俯视中与光学部的边缘和光学部的复曲面连续的面的一个例子。

在此，使如图3（a）所示那样在平坦部205中离透镜中心201的半径r的位置处的边缘厚度为h（r）。通过适当地确定该h（r），从而在图3（c）所示的光学部200的俯视中从透镜中心201观察的形成平坦部205的角度φ的范围和平坦部205的x轴方向（光学部的半径方向）上的宽度l确定。（由于光学面204的复曲面被定义，所以，当边缘厚度h（r）确定时光学面204的复曲面与平坦部205的平面的交线确定。）在本实施方式中，作为一个例子，平坦部205中的最小边缘厚度h被设定为满足0.01mm≤h-h（high）≤0.05mm，对于边缘厚度h（r）比h薄的区域，也可以构成为h（r）=h。在本实施方式中复曲面透镜平坦部205被设置为其形状相对于x轴即强主经线为线对称。

在本实施方式中，如上述那样，如果确定平坦部205中的边缘厚度h（r），则平坦部205的平面形状确定。然而，在本实施方式中，也可以首先（优先地）确定平坦部205的平面形状。例如，平坦部205的端部e处的角度φ也可以被设定为满足55°≤φ≤80°。于是，从复曲面人工晶状体的透镜中心观察的形成平坦部的角度范围（角度宽度）夹持强主经线且为20°~70°（相对于强主经线，单侧为10°~35°）。此外，平坦部205的x轴方向上的宽度l也可以被设定为满足0.05mm≤l≤0.5mm。由于人工晶状体的光学部直径通常为φ5mm~7mm，所以在复曲面眼用透镜的俯视中，从复曲面眼用透镜的边缘朝向透镜中心的方向上的平坦部的宽度l也可以满足（光学部直径的1/100）≤l≤（光学部直径的1/10）这样的条件。在这些情况下，通过决定平坦部205的角度范围（角度宽度）或平坦部205的宽度l来确定边缘厚度h（r）。

此外，平坦部205中的边缘厚度h（r）被设定为比光学部200的弱主经线侧的边缘厚度薄并且比将平坦部205形成为光学部100的复曲面的情况下的边缘厚度厚。通过像这样设定边缘厚度h（r），从而光学部200的弱主经线侧的边缘厚度即与y轴重叠的部分的边缘厚度能够与以往的光学部100同样地构成。因此，根据本实施方式，仅控制平坦部205的边缘厚度，不考虑其他的部分的边缘厚度的控制也可，因此，光学部200的平坦部205的边缘厚度的控制变得容易。

在图4中示出从光学部200的透镜中心201观察的边缘厚度的角度方向上的变化的一个例子。在图4的图表中，横轴的角度（φ；单位：°）和纵轴的下垂量（z；单位：mm）与图2相同。在图4所示的例子中，光学部200的边缘厚度夹持强主经线方向（φ=90°）而在70°~110°的范围内为固定。即，在该范围内，形成平坦部205。再有，在图4所示的例子中，图3中的角度φ为70°。

因此，即使在平坦部205中设置支承部的透镜设计的情况下，也与在光学部100的薄壁部105中设置支承部的情况不同，以规定的厚度确保了边缘厚度，因此，利用支承部稳定地得到将光学部向后囊按压的力，成为有助于后发白内障的防止的透镜设计。

此外，在本实施方式中，在使用上述的式（6）、（7）的任一个式子来设计复曲面人工晶状体的光学部200的情况下，追加利用以下的式（8）、（9）的条件。

[数式10]

。

[数式11]

。

即，在本实施方式中，在使用上述的式（6）、（7）的任一个式子来设计复曲面人工晶状体的光学部200的情况下，针对边缘厚度h（r）比h薄的区域，设为h（r）=h。在此，h（high）是将光学部200与设计为以往的光学部100的情况下的强主经线（图中x轴）重叠的部分的边缘厚度，h（low）是将光学部200与设计为以往的光学部100的情况下的弱主经线（图中y轴）重叠的部分的边缘厚度。在此，h相当于规定的最低厚度。

在以往的复曲面人工晶状体的光学部的结构中，由于边缘厚度变薄，从白内障防止的观点出发存在在设计复曲面人工晶状体上造成障碍的可能性，但是，根据本实施方式，基于上述的条件，使用式（6）、（7）的任一个来设计光学部200，由此，能够实现与以往相比有助于白内障防止的复曲面人工晶状体的光学部。

本实施方式的复曲面人工晶状体可以用铸模制法来制作，也可以用切削加工制法来制作。但是，复曲面的加工通过能够一边与旋转速度同步一边将加工工具在光轴方向上移动的旋盘加工机进行是优选的。再有，在本实施例中，对光学面204为复曲面并且光学面203为球面或非球面的例子进行了说明，但是，应用本发明的光学面的结构不限于此。光学面204也可以具有非球面复曲面，光学面203和光学面204两方也可以包括复曲面。在光学面203和光学面204两方为复曲面并且强主经线共同的情况下，边缘厚度h（r）是指光学面203的强主经线中的厚度与平坦部205的厚度的差。

以上是关于本实施方式的说明，但是，上述的复曲面人工晶状体的结构不限定于上述的实施方式，能够在与本发明的技术的思想不失去相同性的范围内进行各种变更。例如，在上述的复曲面人工晶状体的设计中，如以下的变形例所示那样，也可以使用上述的式（6）、（7）以外的式子，在该情况下只要增加上述的式（8）、（9）所示的条件来设定即可。此外，上述的实施方式中的角度φ、宽度l、边缘厚度h（r）的每一个的值的范围只不过是一个例子，不是限定于上述的范围的主旨。进而，在上述的实施方式中，在光学部200的俯视中，平坦部205被形成为相对于x轴为线对称，但是，只要被形成为与光学部200的复曲面的强主经线（x轴）重叠，则也可以不相对于x轴为线对称。此外，也可以为使平坦部205的部分缓和的倾斜面或曲面或者组合它们那样的形态。

利用这样的复曲面人工晶状体的设计方法，能够设计以下的复曲面人工晶状体：在光学部的俯视中，设置与光学部的边缘和光学部的复曲面连续的面（平坦部205），在该连续的面的光学部的边缘厚度为大致固定，该连续的面被设置为与光学部的复曲面的强主经线重叠。

接着，在以下说明上述的实施方式的变形例。在以下的说明中，使复曲面人工晶状体的强主经线方向为x方向，使弱主经线方向为y方向，但是，x和y也可以相反。再有，在上述的各专利文献中记载了在以下说明的式子的导出的细节，因此，省略说明。作为规定以往的复曲面的式子，可举出表示由包括x轴和光轴的平面形成的透镜截面的形状的式（10）和表示由包括y轴和光轴的平面形成的透镜截面的式（11）。在此，rx和ry分别表示由包括x轴和光轴的平面形成的透镜截面的曲率半径和由包括y轴和光轴的平面形成的透镜截面的曲率半径。再有，rx≠ry。cx和cy分别表示由包括x轴和光轴的平面形成的透镜截面的曲率和由包括y轴和光轴的平面形成的透镜截面的曲率。在此，cx=1/rx，cy=1/ry。kx和ky分别表示x方向上的圆锥常数（圆锥常数）和y方向上的圆锥常数。再有，在专利文献4（日本专利第4945558号）中，存在kx≠ky的记载。

[数式12]

。

[数式13]

。

此外，作为在以往的复曲面人工晶状体的设计中使用的式子，代替式（10）、（11）而可举出式（12）、（13）。再有，rx≠ry。此外，在日本专利4945558号中，存在kx≠ky的记载。

[数式14]

。

[数式15]

。

在使用式（10）和（11）或式（12）和（13）的情况下，仅能够规定x方向和y方向的透镜截面的形状，不能规定透镜整体的截面形状。

或者，还存在使用式（14）来设计复曲面人工晶状体的方法。

[数式16]

。

在使用上述的式（10）~（14）来设计复曲面人工晶状体的情况下，通过追加式（8）、（9）的条件来设计，从而与上述的实施方式同样地能够通过以规定的厚度确保光学部的强主经线方向上的边缘厚度来进行有助于后发白内障的防止的透镜设计。

在图5、6中示出了示出上述的实施方式的变形例的复曲面人工晶状体300、400的概略结构的部分放大图。再有，在图5、6中未示出的结构与上述的复曲面人工晶状体200的结构相同，因此，省略图示和详细的说明。在本变形例的复曲面人工晶状体300、400中，代替上述的复曲面人工晶状体200的平坦部205，分别形成曲面部305、倾斜部405。与上述的平坦部205同样，曲面部305和倾斜部405与光学面204不同，不是以发挥作为复曲面人工晶状体的像差校正功能为目的而形成的部分。在该方面，可以说作为具有与光学部的边缘和光学部的复曲面连续的面的部分，不仅包括上述的平坦部205，而且还包括倾斜部405。进而，可以说具有与光学面204在光学的功能的方面不同的面的曲面部305也被包括在具有与光学部的边缘和光学部的复曲面连续的面的部分中。

像这样，在采用形成了曲面部305的复曲面人工晶状体300或形成了倾斜部405的复曲面人工晶状体400的情况下，也与上述的复曲面人工晶状体200同样地，以规定的厚度确保了边缘厚度，因此，利用支承部稳定地得到将光学部向后囊按压的力，成为有助于后发白内障的防止的透镜设计。

进而，根据上述的复曲面人工晶状体200、300、400的设计方法，还能够期待在决定边缘厚度时能够使光学部的中心厚度比以往的复曲面人工晶状体100的设计中的中心厚度薄的效果。即，根据上述的实施方式的设计方法，可以说即使将光学部的中心厚度设定得比以往的复曲面人工晶状体的设计中的中心厚度薄也能够确保上述的边缘厚度。

附图标记的说明

200光学部

202边缘

205平坦部。