JP2001519916A - 屈折率勾配レンズ - Google Patents

屈折率勾配レンズ

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Abstract

(57)【要約】 少なくとも3個の異なる分離した層(40)の複合体から成り、各層(40)が遠くから近くを見る時に広く自然な視力の変化を与える進行型多焦点レンズを可能にする異なる屈折率を有する、光学レンズまたは半仕上げレンズブランク(10)のような光学製品を提供する。加えて、複合体屈折率勾配進行型多焦点レンズを簡単迅速かつ安価に製造するための方法を提供する。基礎層および外側層(50)の間に配置された遷移領域(45)は別々に分離して設けられた1個以上の遷移層(40)を含み、当該基礎層の屈折率および外側層の屈折率の中間値、好ましくは、当該基礎層の屈折率および外側層の屈折率の相乗平均値に近い値の有効屈折率を有する。この遷移領域は多数の遷移層を含むことが可能であり、各遷移層は異なる別々の屈折率を有している。このレンズは不所望な周辺非点収差がほとんどなく、広い視野領域を含み、使用者への適合が容易であり、ほとんど目立たない良好な外観を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 屈折率勾配レンズ 発明の技術分野 本発明は遠焦点から近焦点まで連続的に進行する屈折力を有する光学レンズお よび半仕上げレンズブランクのような光学製品に関し、特に、不要な周辺非点収 差の量を減少した屈折率勾配進行型多焦点レンズおよび付加領域を定める広いぼ やけ混合領域の無い屈折率勾配二焦点レンズに関する。 発明の背景 市販の多焦点レンズは種々の材料から構成されるが、一般には、プラスチック またはガラスにより形成されている。これらのレンズは多くの形状、大きさがあ り、線入りのもの、混合型、あるいは、進行型のものがある。これらの構成にお いて、線入りの二焦点レンズは近視補正を必要とする者によって長い間使用され てきた。このような線入り二焦点セグメントはガラスの場合は溶着され、プラス チックの場合は成形される。いずれの場合においても、この二焦点セグメント線 は見て分かるものであり、レンズにおける光学的な近焦点部分と遠焦点部分の接 合部または遠焦点および近焦点を与える半仕上げブランクを示している。Bugbee (米国特許第1,509,636号)、Meyrowitz(米国特許第1,445,22 7号)およびCulver(米国特許第2,053,551号)は溶着線入り二焦点型 または多焦点型レンズ構成を教示している。このような線入り二焦点型構成は多 年にわたって有効的に用いられているが、これらには幾つかの欠点があった。す なわち、第1に、これらは見て分かりやすく外観的に不都合であること、第2に 、セグメント線が、遠い物体から近い物体を見る場合、または、その逆の場合に 、ぼやけを生じること、第3に、遠い物体から近い物体を見る場合、または、そ の逆に戻す場合に、焦点距離が急変することが挙げられる。すなわち、三焦点構 成にしなければ、中間屈折力(焦点距離)領域を有する光学的領域が全くないこ とになる。 また、PCT国際公開第WO82/03129号に開示されるような混合型二 焦点構成は遠焦点および近焦点の光学的領域間の鮮明な境界線が残っている二焦 点型構成であるが、この境界線は混合されていて見た目ではかなり分かりにくく なっている。従って、この混合型二焦点構成は線入り型二焦点構成の外観的不都 合点を解消しようとしているが、遠い物体から近い物体を見る場合、または、そ の逆に戻す場合に、広い混合されたぼやけ領域を形成してしまい、中間視野域を 形成することもできない。 進行性付加型レンズは、遠近補正を行なう進行性の屈折力を備えて遠い物体か ら近い物体を見る場合、または、その逆に戻す屈折力を備える進行性の視野変化 域を形成する多焦点レンズの1種である。つまり、この進行性付加型レンズは上 述のような問題を解消することを意図している。しかしながら、この進行性付加 型構成は上述の線入り型または混合型の二焦点レンズの幾つかの欠陥を解消する f、光学的構成において不都合点があり、後述するようなレンズ光学に関する視 覚的機能を損なう。もちろん、進行性付加型レンズは見た目には分からず、遠焦 点から近焦点への屈折力の自然な変化を与える。 このような進行性付加型レンズの製造方法は、例えば、Harsingny(米国特許第 5,488,442号)、Maitenaz(米国特許第4,253,747号)、Maitena z(米国特許第3,687,528号)、Cretin他(米国特許第3,785,725 号)、Maitenaz(米国特許第3,910,691号)、Winthrop(米国特許第4,0 55,379号)、Winthrop(米国特許第4,056,311号)およびWinthrop (米国特許第4,062,629号)に開示されている。しかしながら、これら のレンズはその構成に固有の幾つかの欠陥がある。すなわち、第1の欠陥は、約 3mm乃至約8mmの比較的狭い視野チャネル幅で、+/−0.50ジオプトリ 以上の非点収差により特徴付けられる二本の子午線状仮想線間距離が定められる ことである。この視野チャネルは遠焦点から近焦点に至る焦点距離の進行的な変 化を示すものであり、線入り型二焦点構成のような屈折率の急激な変化を起こす ことなくほとんど自然に遠くから近くを見ることが可能である。第2の欠陥は進 行性付加レンズが約22mm以下の比較的狭い視野領域しか提供できないことで ある。第3の欠陥は進行性の光学的構成の特性により生じる不所望の周辺非点収 差である。このような不所望な周辺非点収差は使用者において相当な視覚的ゆが みを生じる。従って、製造者は視覚特性を向上するためにこのような不所望の非 点収差量を制限しようとしており、異なる構成による許容範囲のものが増加して いる。しかしながら、実用面において、すべての進行性型レンズ構成は、最も可 能に広いチャネルで、不所望な非点収差量が最も低く、かつ、最も広い付加屈折 力領域のレンズを提供する上で不充分であった。さらに、第4の最大の欠陥は、 その進行性に患者が適合するのが困難であることであり、加えて、第5の欠陥は これらの構成により可能な適合誤差の許容範囲が狭いことである。 そこで、上述の線入り型、混合型、三焦点型および進行性多焦点型構成による 固有の欠陥を解消するべく多くの試みが行なわれてきた。しかしながら、これま で、商業的に実行可能な他の構成は何ら見つかっていない。Frieder(米国特許 第4,952,048号)およびFrieder(米国特許第4,869,588号) に開示される眼鏡用レンズ構成はこれらの問題の幾つかに関係しているが、製造 の困難さおよび中程度以上の付加屈折力における外観上の欠陥により、十分な問 題解消には至っていない。すなわち、これらの特許は、+1.75ジオプトリ乃 至+3.00ジオプトリの範囲の中程度以上の付加屈折力において、幾つかの改 善点を有するレンズを開示しているが、近屈折力領域の周辺部を形成する前(凸 )面部が前方に膨らんで視野領域の両側の光学的ゆがみが顕著である。つまり、 このような欠陥により商業的外観が損なわれる。さらに、このようなレンズを製 造する困難さによって、当該レンズの商業的実施が難しい。 Maeda(米国特許第4,944,584号)は最初に部分的硬化した基板層を 使用する屈折率勾配型レンズを開示している。この場合、第2の未硬化樹脂層が 加えられ、硬化中にこれら2層間に拡散を生じることにより、当該第1の層およ び第2の層の屈折率間で連続的に変化する屈折率勾配を有する第3の拡散層を形 成する。このような拡散層を実現するためには、第2の層を含む組合せ体を特定 温度で20時間乃至26時間加熱する。しかしながら、このような拡散層を形成 するために要する硬化時間は商業的観点から好ましくない。さらに、部分的に硬 化したレンズまたは半仕上げレンズの型外しを含むMaedaに開示される方法は生 産効率の点で不充分であるということか知られている。従って、Maedaの第3の 連続的に変化する屈折率勾配拡散層を実現するのは理論的に可能ではあるが、製 造面の不都合によって、Maedaのレンズを商業的に成功させるのは容易でない。 さらに、二焦点レンズおよび多焦点レンズに関する上述の不都合点に加えて、 これらのレンズ様式は付加屈折力領域において屈折力を増加するために、同等の 遠屈折力の単一視軸レンズよりも厚い。従って、このようなレンズ前面の厚さの 増加によって、その外観が損なわれ、かつ、レンズの重量が増える。そこで、こ のような不都合点を解消するための幾つかの方法が提案されている。 Blum(米国特許第4,873,029号)は所望の多焦点セグメントが成形さ れ、かつ、異なる屈折率の樹脂層を表面に付加した予備成形ウエハの使用を開示 している。この手法においては、予備成形ウエハが成形プロセス中に消費されて 最終的にレンズの一部を形成する。しかしながら、このような手法は外観的に改 善されたレンズを製造できるが、数百のガスケットと後部凸球面状のトリック(t oric)成形型を必要とする。このような成形型は最終的に仕上げレンズの凹面側 を形成する。さらに、この手法によると、必然的な屈折率の不整合部分や種々の 材料による屈折率変化における不連続部分によって、二焦点または多焦点領域が 識別できる。 例えば、Dasher(米国特許第5,223,862号)、Maeda(米国特許第4,9 44,584号)、Yean(米国特許第5,258,144号)、Naujokas(米国特許 第3,485,556号)、Okano(米国特許第5,305,028号)、Young(米 国特許第3,878,866号)、Hensler(米国特許第3,542,535号)お よびBlum(米国特許第4,919,850号)等の種々の特許には、屈折率勾配 型二焦点、多焦点または進行型レンズ様式が開示されている。しかしな がら、現状では、化学技術、製造およびコストの面の制限によって、このような 屈折率勾配型の多焦点レンズを製造することは商業的に適合しない。 また、欧州特許出願第PCT/US93/02470号において、Soaneは二 焦点で前部光学ウエハ予備成形体の後部凹面側に非点収差領域を有する多焦点レ ンズの製造方法を開示している。すなわち、Soaneは適正な曲率の適当な後部凸 状成形型を用いて前部光学ウエハ予備成形体の後部に当該光学ウエハ予備成形体 とは異なる屈折率を有する樹脂材料を硬化する方法を開示している。しかしなが ら、この手法は多数の前部光学予備成形体を用意する必要がある。 上記を鑑みて、不所望な周辺非点収差がほとんどなく、視野領域が広く、少な い装置の準備で製造でき、使用者への適合が容易でその許容範囲の比較的広い、 遠くから近くを見る場合に視力変化が広くて自然な進行性多焦点型レンズの提供 が望まれている。加えて、同等の距離仕様の単一視軸レンズとほぼ同じ厚さであ り、外観的にほとんど識別できないような進行性多焦点型レンズの提供が望まれ ている。さらに、上記光学製品の製造においてその処理時間が減縮できる製造方 法が望まれている。 発明の概要 本発明は複合屈折率勾配進行型多焦点予備成形物、レンズまたは半仕上げレン ズブランクのような光学製品、および、複合屈折率勾配進行型多焦点光学予備成 形物、レンズまたは半仕上げレンズブランクを迅速簡単かつ安価に製造するため の方法を提供することによって従来技術の上記および他の不都合点を解消するも のである。上記のレンズのような光学製品は増減可能な可変の厚さの領域を有す る基礎層、遷移領域および外側層を含む少なくとも3個の異なる層の複合体から 構成されている。この複合体の各層は分離して供給されて、1個以上の隣接層に 結合される。加えて、各層は、遠くから近くを見る場合に視力変化が広くて自然 な進行型多焦点レンズを可能にするように、異なった別々の屈折率を有している 。基礎層および外側層の間に遷移領域が介在しており、この遷移領域は少なくと も1個の遷移層から構成されている。この遷移領域は基礎層および外側層の屈折 率の中間の有効な屈折率を有している。好ましくは、この有効屈折率は基礎層お よび外側層の屈折率の相乗平均値に近い値である。加えて、本発明のレンズは不 所望な周辺非点収差がほとんどなく、広い視野領域を含み、使用者への適合が容 易でその許容範囲の比較的広く、ほとんど識別できない程度に良好な外観を有し ている。 加えて、本発明によれば、準備すべき前部光学予備成形物の数を大幅に減少で きる。例えば、付加屈折力が+1.00ジオプトリ乃至+3.00ジオプトリ、 球面屈折力が+4.00ジオプトリ乃至−4.00ジオプトリ、円筒面屈折力が 平面(plano)乃至−2.0ジオプトリであり、レンズの3個の基準曲面および 左右の眼球の条件で、非点収差屈折力が前部光学予備成形物の凹面側にSoane( 欧州特許出願第PCT/US93/02470号)に開示されるように付加され る場合に、各種レンズにおいて以下の材料または装置を用意する必要がある。す なわち、 1.二焦点レンズの場合:180個の異なる非点収差度×3個の基準曲面×2 個の眼球による分散度×9種の二焦点付加屈折力×1種の材料に基づく9,72 0個の非点収差二焦点補正用の異なる光学予備成形物が必要である。 2.単一視軸レンズの場合:180個の異なる非点収差度×3個の基準曲面× 1種の材料に基づく540個の非点収差二焦点補正用の異なる光学予備成形物を 必要とするのみである。 従って、上述の例では、各材料に要するバックアップ用の準備物に加えて、So aneは合計で10,260個の前部光学予備成形物を必要とする。これに対して 、本発明は180個の異なる非点収差度×3個の基準曲面×1種の材料に基づく 540個の準備物と3対の成形型を必要とするのみである。さらに、Soaneは多 数のガスケットと成形型を必要とし、必然的な屈折率の不整合および異なる屈折 率の遷移層部の欠落のために、商晶として目障りにならない程度の二焦点または 多焦点領域を形成することが困難である。図面の簡単な説明 図1は本発明による光学予備成形物の断面図である。 図2は遷移層を有する光学予備成形物の断面図である。 図3は成形型に対して配置された光学予備成形物の断面図である。 図4は外側層に対して配置された成形型の断面図である。 図5は本発明による光学製品の断面図である。 図6は本発明の別の実施形態の断面図である。 詳細な説明 図1は1.49の屈折率を有し、進行型多焦点領域の境界域を概ね定める凹面 部を形成する機械的手段により変形された変形部20を伴う凸状球面を有する材 料により形成された所定の球面仕様および非点収差仕様を有する光学予備成形物 10から成る基礎層を示している。この変形領域20は凸面上または凹面上のい ずれによって形成してもよい。しかしながら、本実施形態においては、この変形 は凸状面上で行なわれている。一方、凹面側には、非点収差曲面またはトリック 面30が配置されている。このため、適当なトリック光学予備成形物が選択され て特定仕様に対応する適当な非点収差軸に対して回転され、上記の光学的変形が 前部凸状球面において所望の非点収差軸に対して適正な方向に行なわれる。この 変形領域20は必要とされる非点収差軸を考慮に入れるばかりでなく、左右の眼 球の各々に対応する適当な異なる場所に形成される。 図示の都合により、表面の機械的変形を開示しているが、表面形状に必要とさ れる変形が行なえるものであれば如何なる方法も当然に有効である。例えば、上 記の表面窪みの形成は型押し、燃焼、刻設、削り、融蝕および注入成形のような 種々の方法で行なうことができる。さらに、この表面窪みの形成方法は上記予備 物の硬化条件ならびに当該予備成形材料の組成に幾分依存する。例えば、予備成 形物を削るためには、一般に、この予備成形物が完全に硬化していることが必要 である。 上記変形領域20は光学予備成形物10に形成されて概ね進行多焦点型領域の 境界を定める表面窪みを形成する。この窪みの所望の形状は屈折率に関係する既 知の光学的公式を用いて計算できる。すなわち、一般的には、nd=n11+n22であり、nは光学的物質の全体の屈折率、dはその物質の厚さ、n1は光学 予備成形物の屈折率、d1はその成形物の厚さ、n2は付加された層の屈折率、d2 はその層の厚さである。この場合、任意点の屈折力はその点における全体の屈 折率により決定でき、その値は表面等高線からその点に至る凹みまたは窪みの深 さ(垂れ下がり深さ)および当該凹部を充填する硬化樹脂の屈折率によって制御 できる。 上記の変形法ならびに上記光学予備成形物の材料によって変形が行なわれて所 望の表面形状が得られると、研磨、表面注入等の当業界において既知の方法によ りその新しく変形した表面をさらに変形して粗い表面を滑らかにすることもでき る。また、好ましい実施形態の一例においては、機械的に変形した表面を機械的 に研磨して粗い表面にしている。図2および図4に示すように、樹脂の薄い層が 変形領域20を含む光学予備成形物10の凸状表面全体に設けられて、遷移領域 45から成る遷移層40が形成される。また、別の実施形態においては、この遷 移層は、少なくとも変形領域20を含む予備成形物10の部分にのみ設けること もできる。 一般に、上記光学予備形成物に適する材料として、ガラス転移温度が約50℃ から約200℃の間で、屈折率が約1.44から約1.56の間の、アリル化合 物、アクリル酸化合物、メタクリル酸化合物、スチレン化合物およびビニル化合 物の共重合体が含まれる。例えば、このような材料には、ポリ(ジエチルビスア リルカーボネート)、ポリ(ビスフェノールAカーボネート)およびポリ(スチ レン)−(ビスフェノールAカーボネートジアクリレート)−(ビスフェーノー ルAカーボネートジメタクリレート)共重合体が含まれる。 また、上記遷移領域の材料は、一般に、ガラス転移温度が約50℃から約10 0℃の間で、屈折率が約1.52から約1.65の間の、アリル化合物、アクリ ル酸化合物、メタクリル酸化合物、スチレン化合物およびビニル化合物の共重合 体が含まれる。例えば、このような材料には、ポリ(ポリオキシメチレンジアク リレート)−(エトキシル化ビスフェノールAカーボネートジアクリレート)− (フルフリルアクリレート)共重合体が含まれる。 遷移層40の屈折率は、所定の屈折率勾配の遷移中間点となるように、予備成 形物10および後続して設けられる外側層50の屈折率とは意図的に不整合に設定 されている。さらに、上記技法は進行型多焦点領域ができるだけ目立たないよう に用いられる。加えて、遷移層40を予備成形物10に設ける場合に、次の樹脂 層と良好に結合するように予備成形物10の表面を調整することができ、別の樹 脂を形成した後に残って目立つ外側表面の凹凸をほとんど滑らかにできる。 この遷移層40の屈折率は中間層からの内部反射を最小にするように設定され るが、異なる表面変形技法または異なる材料により形成された光学予備成形物を 使用する別の実施形態も可能であり、あるいは、被覆領域の屈折率を光学予備成 形物の屈折率に近づけたり、次に設けられる樹脂層の屈折率に近づけたり、必要 に応じて不均一にすることもできる。図6に示すように、本発明の別の実施形態 は少なくとも1個の付加的な遷移層40を備えており、当該遷移層は各層を部分 的または完全に硬化した後にその上に重ねられる。各遷移層40はそれぞれ異な る屈折率を有しており、これらの層が集合して、光学予備成形物10および外側 層50のほぼ相乗平均値となる有効屈折率を有する遷移領域45を形成する。この ような相乗平均値に近い有効屈折率を有する遷移領域を設けることによって、 屈折率の変化がゆるやかになり、仕上げの多焦点領域が目立たなくなる。なお、 この有効屈折率は上記の相乗平均値に近づける必要があるが、+/−0.03単 位の変化は許容範囲である。 さらに、外側層50に適する材料としては、一般に、ガラス転移温度が約60 ℃から約225℃の間で、屈折率が約1.56から1.70の間の、アリル化合 物、アクリル酸化合物、メタクリル酸化合物、スチレン化合物およびビニル化合 物の共重合体が含まれる。例えば、このような材料には、エトキシル化ビスフェ ノールAジアクリレート、エトキシル化ビスフェノールAジメタクリレート、エ トキシル化1,4−ジブロモ−ビスフェノールAジアクリレート、ビス(4−ア クリルオキシエトキシフェニル)ホスフィンオキサイド、1,4−ジビニルベン ゼン、ブロモスチレンおよびビニルカルバゾールが含まれる。 本発明の他の実施形態においては、1個以上の付加的な樹脂層を基礎層と遷移 領域の間に介在させることができる。また、付加的な樹脂層は遷移領域の遷移層 間あるいは遷移領域と1個以上の外側層の間に介在させることもできる。このよ うな1個以上の付加的な層は隣接層に十分に適合する表面エネルギーを有してい る必要があり、これによって、その樹脂がその下の層を良好に被覆することがで きる。 好ましい実施形態においては、遷移層40にはブラッシングが施されるが、こ の層には当該技術分野において容易に分かる他の技法を施してもよい。例えば、 このような技法として、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレイ コーティング等の方法が挙げられる。 遷移層40を光学予備成形物10の凸状表面に設けた時に、この遷移層40が 部分的に硬化しているのが好ましい。この硬化処理は、酸素存在下または非存在 下に、適当な開始剤、雰囲気環境および硬化供給源を用いる熱硬化、UV硬化、 可視光硬化またはこれらの組み合わせを含む任意の既知方法により行なうことが できる。好ましい実施形態においては、遷移層40はほぼ250nm乃至400 nmの範囲の紫外光を用いて無酸素の窒素環境内において部分的に硬化される。 しかしながら、無酸素の窒素環境内において約400nm乃至約450nmの範 囲の可視光を使用することも可能である。UV光源を硬化処理に用いる場合は、 遷移層に要する硬化時間が5分以下で、一般には、1時間を超えないために、迅 速に製造することができる。 図3および図4に示すように、変形領域20を光学予備成形物10内に形成し て所望の形状にした後に所望の遷移領域45を設ける場合に、この遷移領域45 を有する光学予備成形物は外側層50と共に容易に形成することができ、この外 側層50は遷移領域45上に樹脂を流し込んで形成するのが好ましい。外側層5 0は光学予備成形物10の材料とは実質的に異なる屈折率を有するように設けら れる。好ましい実施形態においては、この凸状の外側層50の樹脂は約1.66 の屈折率を有するように設けられ、光学予備成形物10の材料は約1.49の屈 折率を有しており、遷移層40の屈折率は約1.57で一定である。従って、1 .66の屈折率の凸状外側層50は1.574の屈折率の凸状遷移層40の上に 樹脂を流し込んで形成され、この遷移層40は1.49の屈折率の光学予備成形 物10に固定されている。この例は単一視軸球状成形型60を用いて行うのが好 ましく、当該成形型60は遷移層40を有する光学予備成形物10上に所望の外 側凸状曲面を注入成形するように選択される。予備成形物10の凸状曲面が球状 でない場合は、この外側凸状表面を注入成形するために選ばれた適当な単一視軸 成形型は球形よりも非球形の構成になる。この外側の曲率によって所望距離の屈 折力が制御できる。このような注入成形層を形成するための適当な技法かBlum( 米国特許第5,178,800号(以下、「’800号」))、Blum(米国特許第5, 147,585号(以下、「’585号」))、Blum(米国特許第5,219,49 7号(以下、「’497号」))およびBlum(米国特許第4,873,029号(以 下、「’029号」))に記載されているが、これらは単一視軸用の成形型を用い ている。なお、これらの特許の内容は本明細書に参考文献として含まれる。さら に、これらの技法はInnotech社のExcalibur(登録商標)SurfaceCasting (登録商標)システムような市販のシステムにより実施できる。 外側層50を流し込むための成形型60は適当な硬化を可能にする任意の材料 により形成することができる。例えば、電鋳のニッケル、ガラスおよびプラスチ ックの使い捨て可能な成形型が使用できる。硬化処理に先だって、外側層50を 注入成形するための樹脂を成形型60内、または、成形型60と予備成形物10 との間の空孔部70内に入れるか、あるいは、成形型60に含まれた部分的に硬 化したポリマー層の形態で与えられるか、あるいは、光学予備成形物10に付着 した形態で供給することができる。外側層50が部分的に硬化したポリマー層で 後に硬化される形態で作成される場合は、屈折率遷移領域45を形成する1個以 上の遷移層40はこの部分的に硬化したポリマー外側層50に取り付けることが できる。この場合、部分的に硬化したポリマー層とこれに取り付けた屈折率遷移 層40は後で硬化されて光学予備生計物10上に成形される。上記の好ましい実 施形態は外側凸状曲面を光学予備成形物上に流し込んでいる間にガスケットを使 用しないが、別の実施形態においては、ガスケットを使用するものもある。 上記遷移領域が複数の層を含む場合、各層の屈折率は、その遷移領域が予備成 形物および外側層の相乗平均値に近い有効屈折率を有するように、選択される。 一例を挙げれば、予備成形物が約1.50の屈折率を有し、外側層が約1.70 の屈折率を有する場合に、遷移領域における3個の遷移層の屈折率は、これらの 層が予備成形物から外側層に進行するに従って、それぞれ約1.54、約1.6 0および約1.66である。 すなわち、遷移領域45は1個以上の別々の層により構成されており、その各 層は異なる屈折率を有して、当該遷移領域45が光学予備成形物10と外側層5 0の屈折率の中間にあってそれらの相乗平均値にほぼ等しい値の有効屈折率を有 するように、形成される。なお、遷移領域における各遷移層の屈折率は層全体に わたって概ね一定である。 硬化工程において、部分的に硬化した遷移層40ならびに表面注入成形外側樹 脂層50は所望の程度に硬化して屈折率勾配進行型多焦点レンズまたは半仕上げ ブランクを形成する。本発明の好ましい実施形態においては、上記の屈折率勾配 は、変形した光学予備成形物の凸状表面形状、当該光学予備成形物の球状凹面お よび非点収差表面形状および当該変形および調整された光学予備成形物の凸面上 に所望の外側凸状曲面を付加して所望の屈折力を与える単一視軸球状凹型成形型 の表面により定まる各材料の厚さにより、約1.40から約1.66に変化する 。Innotech社のSurfaceCastingと称する市販製品は所望仕様の遠距離屈折力がほ とんど変化しないように表面層を供給する。しかしながら、本発明においては、 外側層は遠距離屈折力をほとんど変化しないように制限される必要がない。さら に、Innotech社の市販のSurfaceCasting技法および上記米国特許第’800号、 米国特許第’585号、米国特許第’029号および米国特許第’497号と異 なり、本発明の進行付加型多焦点領域は、多焦点成形型により付加されたもので はなく、光学予備成形物10の変形した表面形状、並びに、屈折率勾配の異なる 変化した厚さを生じるために特異的に変形された表面形状の上に球状の面または 非球状の面を注入成形することにより得られる屈折率勾配によって形成される。 図5において、注入成形処理が完了すると、複合体屈折率勾配進行型多焦点レ ンズ100が成形型60から取り外される。さらに、この新しく成形した複合体 レンズ100は当該成形型の中、若しくは、その外において、当該技術分野にお いて周知の技法により、さらに硬化することができる。 本発明の方法は光学予備成形物、光学レンズおよび光学半仕上げブランクを作 成するために使用できる。必要であれば、幾つかまたは全ての層を形成する樹脂 は、各層において適正な屈折率を有する限り、光発色性にすることができる。加 えて、上記の好ましい実施形態は各層を形成するために樹脂を使用しているが、 当該層の複合体はガラスまたは樹脂とガラスの組み合わせによっても形成できる 。 上記の新しく形成した複合体レンズ100の外側層は反射防止コーティング、 耐きずコーティング、彩色、光発色コーティング、光発色剤注入コーティング、 耐よごれコーティングのような技法を含む光学工業分野において用いられる態様 で表面処理できる。さらに、レンズまたは半仕上げブランクの製造後に、供給と は逆に、種々のコーティング剤の型内転移を製造プロセスの一部として行なうこ ともできる。 本発明は二焦点型付加屈折力および左右の眼球に対する所望の分散を提供し、 適正な光学的トリック軸を設定する。好ましくは、これらの作用が光学予備成形 物の凸状表面の変形により達成される。本発明の他の実施形態においては、光学 予備成形物の変形部を、凸状表面に変形部を形成したのと同一または同様の方法 で、当該光学予備成形物の凹面側を変形することにより形成する。この場合、光 学予備成形物の表面変形および注入成形は、当該光学予備成形物の前面とは逆に 、その凹面側において行なう。 他の実施形態においては、光学予備成形物の表面変形形状を所定の深さおよび 形状で形成し、適当な表面曲率で成形型の二焦点または多焦点領域に対向して位 置合わせできるものもある。このことは適当な外側曲面部を設けるだけでなく、 仕上げレンズの二焦点または多焦点領域に付加的な境界形状を設けることによっ て達成される。この手法を用いることによって、上述の好ましい実施形態におい て用いる材料よりも屈折率の差の小さい材料を使用することが可能になる。
【手続補正書】特許法第184条の4第4項 【提出日】平成9年10月1日(1997.10.1) 【補正内容】 14.前記外側層の屈折率が前記光学予備成形物の屈折率よりも大きい請求項 13に記載の眼鏡レンズ。 15.前記光学予備成形物の屈折率が約1.44乃至約1.56である請求項 14に記載の眼鏡レンズ。 16.前記外側層の屈折率が約1.56乃至約1.70である請求項15に記 載の眼鏡レンズ。 17.前記光学予備成形物の屈折率が約1.49である請求項16に記載の眼 鏡レンズ。 18.前記外側層の屈折率が約1.66である請求項17に記載の眼鏡レンズ 。 19.a)一定の屈折率と表面凹みを有する基礎層を備える工程と、 b)樹脂の遷移領域を前記基礎層の少なくとも前記表面凹みに設ける工程とか ら成り、当該遷移領域が前記基礎層と前記外側層の屈折率とは異なる有効屈折率 を有し、かつ、少なくとも1個の遷移層を備えており、当該少なくとも1個の遷 移層がそれぞれ樹脂から構成されていて、前記基礎層および外側層の屈折率とは 異なる別々の屈折率を有しており、当該少なくとも1個の遷移層がそれぞれ次の 遷移層を設ける前に少なくとも部分的に硬化しており、さらに、 c)少なくとも前記遷移領域に樹脂の外側層を設ける工程から成り、当該外側 層が前記基礎層の屈折率および前記遷移領域の有効屈折率とは異なる屈折率を有 しており、当該遷移領域の有効屈折率が前記基礎層および外側層の屈折率の中間 値であり、さらに、 29.約1.49の屈折率を有する光学予備成形物と基礎層の凸状表面におけ る表面凹みとから成り、当該表面凹みが進行型多焦点領域を概ね定めており、前 記光学予備成形物が球面屈折力または非点収差屈折力またはこれらの両方を有し ており、さらに、 約1.66の屈折率を有する外側プラスチック層と、 前記光学予備成形物と外側層との間に結合した遷移領域とから成り、当該遷移 領域が少なくとも前記表面凹みを被覆する少なくとも1個のプラスチック遷移層 を含み、当該少なくとも1個の遷移層が前記基礎層および前記外側層の屈折率と は異なる別々の屈折率をそれぞれ有しており、前記遷移領域が前記光学予備成形 物および前記外側層の屈折率の相乗平均値に近い有効屈折率を有していることを 特徴とする複合体眼鏡レンズ。 30.厚さが変化する領域を有する光学予備成形物と、屈折率勾配を付与する 少なくとも2個の層から成る進行型多焦点光学レンズまたは半仕上げブランク。 31.前記基礎層の凸状表面に突出領域が設けられ、当該突出領域が進行型多 焦点領域を概ね定める請求項1に記載の光学製品。 32.前記光学予備成形物の凸状表面に突出領域が設けられ、当該突出領域が 進行型多焦点領域を概ね定める請求項12に記載の眼鏡レンズ。 33.a)一定の屈折率と突出領域を含む表面を有する基礎層を備える工程と 、 b)樹脂の遷移領域を前記基礎層の少なくとも前記突出領域に設ける工程とか ら成り、当該遷移領域が前記基礎層と前記外側層の屈折率とは異なる有効屈折率 を有し、かつ、少なくとも1個の遷移層を備えており、当該少なくとも1個の遷 移層がそれぞれ樹脂から構成されていて、前記基礎層および外側層の屈折率とは 異なる別々の屈折率を有しており、当該少なくとも1個の遷移層がそれぞれ次の 遷移層を設ける前に少なくとも部分的に硬化しており、さらに、 c)少なくとも前記遷移領域に樹脂の外側層を設ける工程から成り、当該外側 層が前記基礎層の屈折率および前記遷移領域の有効屈折率とは異なる屈折率を有 しており、当該遷移領域の有効屈折率が前記基礎層および外側層の屈折率の中間 値であり、さらに、 d)前記遷移領域および外側層を硬化して仕上げの光学製品を作成する工程と から成ることを特徴とする複合体光学製品の製造方法。 34.約1.49の屈折率を有する光学予備成形物と基礎層の凸状表面におけ る突出領域とから成り、当該突出領域が進行型多焦点領域を概ね定めており、前 記光学予備成形物が球面屈折力または非点収差屈折力またはこれらの両方を有し ており、さらに、 約1.66の屈折率を有する外側プラスチック層と、 前記光学予備成形物と外側層との間に結合した遷移領域とから成り、当該遷移 領域が少なくとも前記突出領域を被覆する少なくとも1個のプラスチック遷移層 を含み、当該少なくとも1個の遷移層が前記基礎層および前記外側層の屈折率と は異なる別々の屈折率をそれぞれ有しており、前記遷移領域が前記光学予備成形 物および前記外側層の屈折率の相乗平均値に近い有効屈折率を有していることを 特徴とする複合体眼鏡レンズ。 35.前記遷移層がブラッシング、スピンコーティング、ディップコーティン グまたはスプレイコーティングにより設けられる請求項19に記載の方法。 【手続補正書】 【提出日】平成11年9月22日(1999.9.22) 【補正内容】 請求の範囲 1.第1の屈折率および変化する厚さの領域を有する基礎層と、 前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する外側層と、 前記基礎層と外側層との間に結合する少なくとも1個の層から成る遷移領域と から成り、当該遷移領域の各層が前記基礎層と前記外側層の屈折率とは異なる別 々の屈折率を有しており、当該少なくとも1個の層の屈折率が各層全体に渡って ほとんど一定であり、前記遷移領域が前記基礎層および外側層の屈折率の相乗平 均値に近い値を有することを特徴とする光学製品。 2.前記基礎層の凸状表面上に表面凹みがあって、当該表面凹みが進行型多焦 点領域を概ね定める請求の範囲第1項 に記載の光学製品。 3.前記外側層の第2の屈折率が前記基礎層の第1の屈折率よりも大きい請求 の範囲第2項に記載の光学製品。 4.前記基礎層の第1の屈折率が約1.44乃至約1.56である請求の範囲 第3項 に記載の光学製品。 5.前記外側層の第2の屈折率が約1.56乃至約1.70である請求の範囲 第4項 に記載の光学製品。 6.前記基礎層の第1の屈折率が約1.49である請求の範囲第5項に記載の 光学製品。 7.前記外側層の第2の屈折率が約1.66である請求の範囲第6項に記載の 光学製品。 8.第1の屈折率および変化する厚さの領域を有する基礎層と、 前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する外側層と、 前記基礎層と外側層との間に結合する少なくとも1個の層から成り、少なくと も前記変化する厚さの領域を被覆する遷移領域とから成り、当該遷移領域の各層 が前記基礎層と前記外側層の屈折率とは異なる別々の屈折率を有しており、当該 少なくとも1個の層の屈折率が各層全体に渡ってほとんど一定であり、前記遷移 領域が前記基礎層および外側層の屈折率の相乗平均値に近い値を有することを特 徴とする複合体眼鏡レンズ。 9.前記光学予備成形物の凸状表面上に表面凹みがあって、当該表面凹みが進 行型多焦点領域を概ね定める請求の範囲第8項に記載の眼鏡レンズ。 10.前記外側層の第2の屈折率が前記光学予備成形物の第1の屈折率よりも 大きい請求の範囲第9項 に記載の眼鏡レンズ。 11.前記光学予備成形物の第1の屈折率が約1.44乃至約1.56である 請求の範囲第10項に記載の眼鏡レンズ。 12.前記外側層の第2の屈折率が約1.56乃至約1.70である請求の範 囲第11項 に記載の眼鏡レンズ。 13.前記光学予備成形物の第1の屈折率が約1.49である請求の範囲第1 2項 に記載の眼鏡レンズ。 14.前記外側層の第2屈折率が約1.66である請求の範囲第13項に記載 の眼鏡レンズ。 15.a)第1の屈折率と表面凹みを有する基礎層を備える工程と、 b)少なくとも1個の樹脂層から成る遷移領域を前記基礎層の少なくとも前記 表面凹みに設ける工程とから成り、当該遷移領域が前記基礎層と前記外側層の屈 折率の相乗平均値に近い値の有効屈折率を有し、前記少なくとも1個の層がそれ ぞれ樹脂から構成されていて、各層全体に渡ってほとんど一定であって、前記基 礎層および外側層の屈折率とは異なる別々の屈折率を有しており、当該少なくと も1個の層がそれぞれ次の層を設ける前に少なくとも部分的に硬化しており、さ らに、 c)少なくとも前記遷移領域に樹脂の外側層を設ける工程から成り、当該外側 層が前記基礎層の屈折率とは異なる屈折率を有しており、さらに、 d)前記遷移領域および外側層を硬化して仕上げの光学製品を作成する工程と から成ることを特徴とする複合体光学製品の製造方法。 16.さらに、前記外側層を所望の曲率に成形処理する工程から成る請求の範 囲第15項に記載の方法。 17.前記外側層が部分的に硬化したポリマー層である請求の範囲第15項に 記載の方法。 18.さらに、前記外側層を設ける前に前記遷移領域を部分的に硬化する工程 から成る請求の範囲第15項に記載の方法。 19.前記遷移領域が約250nm乃至450nmの波長を有する光を用いて 部分的に硬化される請求の範囲第15項に記載の方法。 20.前記外側層が前記遷移層に表面注入成形によって設けられる請求の範囲 第15項に記載の方法。 21.さらに、前記基礎層および前記外側層の間に少なくとも1個の樹脂層を 設ける工程から成る請求の範囲第15項に記載の方法。 22.約1.49の屈折率を有する光学予備成形物と当該光学予備成形物の凸 状表面における表面凹みとから成り、当該表面凹みが進行型多焦点領域を概ね定 めており、前記光学予備成形物が球面屈折力または非点収差屈折力またはこれら の両方を有しており、さらに、 約1.66の屈折率を有する外側プラスチック層と、 前記光学予備成形物と外側層との間に結合した少なくとも1個の層から構成さ れ、少なくとも前記表面凹みを被覆する遷移領域とから成り、前記少なくとも1 個の層が前記光学予備成形物および前記外側層の屈折率とは異なる別々の屈折率 を有し、当該少なくとも1個の層のそれぞれの屈折率が各層全体に渡ってほとん ど一定であり、前記遷移領域が前記光学予備成形物および前記外側層の屈折率の 相乗平均値に近い有効屈折率を有していることを特徴とする複合体眼鏡レンズ。 23.前記基礎層の凸状表面に突出領域が設けられ、当該突出領域が進行型多 焦点領域を概ね定める請求の範囲第1項に記載の光学製品。 24.前記基礎層の凸状表面に突出領域が設けられ、当該突出領域が進行型多 焦点領域を概ね定める請求の範囲第8項に記載の眼鏡レンズ。 25.a)第1の屈折率と突出部を含む表面有する基礎層を備える工程と、 b)少なくとも1個の樹脂層から成る遷移領域を前記基礎層の少なくとも前記 突出部に設ける工程とから成り、当該遷移領域が前記基礎層と前記外側層の屈折 率の相乗平均値に近い値の有効屈折率を有し、前記少なくとも1個の層が樹脂か ら構成されていて、各層全体に渡ってほとんど一定であって、前記基礎層および 外側層の屈折率とは異なる別々の屈折率を有しており、当該少なくとも1個の層 がそれぞれ次の層を設ける前、に少なくとも部分的に硬化しており、さらに、 c)少なくとも前記遷移領域に樹脂の外側層を設ける工程から成り、当該外側 層が前記基礎層の屈折率および前記遷移領域の有効屈折率とは異なる屈折率を有 しており、さらに、 d)前記遷移領域および外側層を硬化して仕上げの光学製品を作成する工程と から成ることを特徴とする複合体光学製品の製造方法。 26.約1.49の屈折率を有する光学予備成形物と当該光学よび成形物の凸 状表面における突出部とから成り、当該突出部が進行型多焦点領域を概ね定めて おり、前記光学予備成形物が球面屈折力または非点収差屈折力またはこれらの両 方を有しており、さらに、 約1.66の屈折率を有する外側プラスチック層と、 前記光学予備成形物と外側層との間に結合した少なくとも1個の層から構成さ れ、少なくとも前記突出部を被覆する遷移領域とから成り、前記少なくとも1個 の層が前記光学予備成形物および前記外側層の屈折率とは異なる別々の屈折率を 有し、当該少なくとも1個の層のそれぞれの屈折率が各層全体に渡ってほとんど 一定であり、前記遷移領域が前記光学予備成形物および前記外側層の屈折率の相 乗平均値に近い有効屈折率を有していることを特徴とする複合体眼鏡レンズ。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.第1の屈折率および変化する厚さの領域を有する基礎層と、 前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する外側層と、 前記基礎層と外側層との間に結合する遷移領域とから成り、当該遷移領域が前 記変化する厚さの領域を少なくとも被覆する遷移層を含み、当該遷移領域が前記 基礎層および外側層の屈折率の中間の値の有効屈折率を有することを特徴とする 光学製品。 2.前記遷移領域が複数の遷移層を含み、各遷移層が前記基礎層および前記外 側層の屈折率とは異なる別々の屈折率を有している請求項1に記載の光学製品。 3.前記遷移領域の有効屈折率が前記基礎層および前記外側層の屈折率の相乗 平均値に近い値である請求項1に記載の光学製品。 4.前記遷移領域の有効屈折率が前記基礎層および前記外側層の屈折率の相乗 平均値に近い値である請求項2に記載の光学製品。 5.前記基礎層の凸状表面上に表面凹みがあって、当該凹みが進行型多焦点領 域を概ね定める請求項1に記載の光学製品。 6.前記外側層の第2の屈折率が前記基礎層の第1の屈折率よりも大きい請求 項5に記載の光学製品。 7.前記基礎層の第1の屈折率が約1.44乃至約1.56である請求項6に 記載の光学製品。 8.前記外側層の第2の屈折率が約1.56乃至約1.70である請求項7に 記載の光学製品。 9.前記基礎層の第1の屈折率が約1.49である請求項8に記載の光学製品 。 10.前記外側層の第2の屈折率が約1.66である請求項9に記載の光学製 品。 11.一定の屈折率および変化する厚さの領域を有する光学予備成形物と、 前記基礎層の屈折率とは異なる一定の屈折率を有する外側層と、 前記光学予備成形物と外側層との間に結合する遷移領域とから成り、当該遷移 領域が前記変化する厚さの領域を少なくとも被覆する少なくとも1個の遷移層を 含み、当該少なくとも1個の遷移層が前記基礎層および前記外側層の屈折率とは 異なる別々の屈折率を各々に有しており、前記遷移領域が前記光学予備成形物お よび外側層の屈折率の中間の値の有効屈折率を有することを特徴とする複合体眼 鏡レンズ。 12.前記遷移領域の有効屈折率が前記光学予備成形物および前記外側層の屈 折率の相乗平均値に近い値である請求項12に記載の眼鏡レンズ。 13.前記光学予備成形物の凸状表面上に表面凹みがあって、当該凹みが進行 型多焦点領域を概ね定める請求項12に記載の眼鏡レンズ。 14.前記外側層の屈折率が前記光学予備成形物の屈折率よりも大きい請求項 13に記載の眼鏡レンズ。 15.前記光学予備成形物の屈折率が約1.44乃至約1.56である請求項 14に記載の眼鏡レンズ。 16.前記外側層の屈折率が約1.56乃至約1.70である請求項15に記 載の眼鏡レンズ。 17.前記光学予備成形物の屈折率が約1.49である請求項16に記載の眼 鏡レンズ。 18.前記外側層の屈折率が約1.66である請求項17に記載の眼鏡レンズ 。 19.a)一定の屈折率と表面凹みを有する基礎層を備える工程と、 b)樹脂の遷移領域を前記基礎層の少なくとも前記表面凹みに設ける工程とか ら成り、当該遷移領域が前記基礎層の屈折率と前記外側層の屈折率とは異なる有 効屈折率を有し、かつ、少なくとも1個の遷移層を備えており、当該少なくとも 1個の遷移層がそれぞれ樹脂から構成されていて、前記基礎層および外側層の屈 折率とは異なる別々の屈折率を有しており、当該少なくとも1個の遷移層がそれ ぞれ次の遷移層を設ける前に部分的に硬化しており、さらに、 c)少なくとも前記遷移領域に樹脂の外側層を設ける工程から成り、当該外側 層が前記基礎層の屈折率および前記遷移領域の有効屈折率とは異なる屈折率を有 しており、当該遷移領域の有効屈折率が前記基礎層の屈折率および外側層の屈折 率の中間値であり、さらに、 d)前記遷移領域および外側層を硬化して仕上げ状態の光学製品を作成する工 程とから成ることを特徴とする複合体光学製品の製造方法。 20.前記遷移領域の有効屈折率が前記基礎層の屈折率と前記外側層の屈折率 の相乗平均値に近い値である請求項19に記載の方法。 21.さらに、前記外側層を所望の曲率に成形処理する工程から成る請求項2 0に記載の方法。 22.前記外側層が部分的に硬化したポリマー層である請求項21に記載の方 法。 23.さらに、前記外側層を設ける前に前記遷移領域を部分的に硬化する工程 から成る請求項19に記載の方法。 24.前記遷移領域が約250nm乃至約450nmの波長を有する光を用い て部分的に硬化される請求項21に記載の方法。 25.前記遷移領域が約250nm乃至約400nmの波長を有する紫外光を 用いて部分的に硬化される請求項24に記載の方法。 26.前記遷移領域が約400nm乃至約450nmの波長を有する可視光を 用いて部分的に硬化される請求項24に記載の方法。 27.前記外側層が前記遷移層に表面注入成形によって設けられる請求項20 に記載の方法。 28.さらに、前記基礎層および前記外側層の間に少なくとも1個の樹脂層を 設ける工程から成る請求項20に記載の方法。 29.約1.49の屈折率を有する光学予備成形物と基礎層の凸状表面におけ る表面凹みとから成り、当該表面凹みが進行型多焦点領域を概ね定めており、前 記光学予備成形物が球面屈折力または非点収差屈折力またはこれらの両方を有し ており、さらに、 約1.66の屈折率を有する外側プラスチック層と、 前記光学予備成形物と外側層との間に結合した遷移領域とから成り、当該遷移 領域が少なくとも前記表面凹みを被覆する少なくとも1個のプラスチック遷移層 を含み、当該少なくとも1個の遷移層が前記基礎層および前記外側層の屈折率と は異なる別々の屈折率をそれぞれ有しており、前記遷移領域が前記光学予備成形 物および前記外側層の屈折率の相乗平均値に近い有効屈折率を有していることを 特徴とする複合体眼鏡レンズ。
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