JP2002500381A - 複合ホログラフィック多焦点レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、回折屈折率を提供する、組み合わせ体積ホログラフィック光学素子を提供する。光学レンズは、プログラムされた活性化角度（そこで、ホログラフィック光学素子が回折屈折率を提供する）を有する。本発明は、また光学レンズに適切な多層ホログラフィック素子を製造するための方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、ホログラフィック素子を含み、そして少なくとも二つの屈折率を提
供する多焦点レンズに関する。

【０００２】 眼用レンズ（それらは視覚欠陥を矯正するために眼の上又は中に配置される）
のための種々の二焦点レンズの意図された製品、例えばコンタクトレンズ及び眼
内レンズが入手し得る。一つの慣用の二焦点眼用レンズのデザインは、同心の同
時視覚タイプである。別の慣用の二焦点眼用レンズのデザインは、回折同時視覚
タイプである。

【０００３】 更に、別の慣用の二焦点眼用レンズのデザインは、転移タイプである。転移レ
ンズは、異なる屈折率をを有する二つの明確な局在化された視覚区画を有する。
眼の上での二焦点レンズの位置は、装着者が、現時点での焦点から異なる距離に
位置している対象を見たいと所望したとき、一つの区画から他へ移動しなければ
ならない。

【０００４】 最近、眼用レンズでの二焦点機能を提供するための有効に制御し得る試みが提
案されている。別々に塗布された熱着色被覆を有する同時二焦点レンズは、一つ
の例である。

【０００５】 先行技術の多焦点レンズの欠点を無くした多焦点機能を確実に提供する眼用レ
ンズに対する必要性がまだ残っている。更に、ホログラフィック光学素子を製造
するために容易に加工することができる光学材料に対する必要性がまだ残ってい
る。

【０００６】 本発明により、体積ホログラフィック光学素子（それは、屈折率を提供する）
を有する光学レンズが提供され、そしてこの体積ホログラフィック光学素子は、
組み合わせ又は複合ホログラフィック素子である。光学レンズは、ホログラフィ
ック光学素子がその中で光学回折を提供するプログラムされた活性化角度を有す
る。本発明は、光学レンズのために適切な多層ホログラフィック素子を製造する
ための方法もまた提供する。この方法は、第一の光源を準備する工程；第一の光
源ビームを第一及び第二の光ビームへ分割する工程；逆に配置された第一及び第
二の表面（ここで、表面は平面、凹面又は凸面である）を有する記録し得るホロ
グラフィック素子を準備する工程；第一及び第二の光ビームを、記録し得るホロ
グラフィック素子の、それぞれ第一及び第二の表面へ向ける工程；第二の光源ビ
ームを準備する工程；第二の光源ビームを、第三及び第四光ビームへ分割する工
程；及び第三及び第四の光ビームを、記録し得るホログラフィック素子の、第一
及び第二の表面へ向ける工程を有し、該第一及び第三光ビーム並びに第二及び第
四光ビームが、記録し得るホログラフィック素子中に、回折格子構造、望ましく
は体積回折格子構造を記録するために適切な層の関連を有する。本発明は、更に
、複合ホログラフィック素子を製造するための方法を提供する。この連続的方法
は、第一の成形用型中に第一の重合性又は架橋性流体材料を準備する工程；第一
の体積回折格子構造を光学材料中に記録し、それにより第一の非−流体ＨＯＥ層
を形成させる工程；第二の成形用型（ここで、第二の成形用型は、第一のＨＯＥ
層より大きなキャビティ容量を有し、一つの表面に第一のＨＯＥ層を保持する）
を準備する工程；第一のＨＯＥ層を覆い第二の成形用型中第二の重合性又は架橋
性流体材料を準備する工程；及び第二の光学材料中に第二の回折格子構造を記録
する工程を有し、それにより第二の非−流体ＨＯＥ層を形成させ、ここで、第一
及び第二のＨＯＥ層は、可干渉的に結合している。

【０００７】 本発明は、組み合わせ体積ホログラフィック光学素子を有する活性化し得る多
焦点光学レンズを提供する。この組み合わせ体積ホログラフィック光学素子は、
光学素子を、活性化された状態と不活性化状態の間で小さな角度変化を有するよ
うにし、回折及び色収差を減少させる。

【０００８】 本発明は、有効な多焦点眼用レンズを提供する。更に、本発明は、眼鏡のため
の有効な多焦点眼用レンズを提供する。これ以後、用語「眼用レンズ」は、別に
断らない限り、眼用及び眼鏡用レンズの両方を示すために用いられる。本発明の
有効な光学レンズは、一つ以上の屈折率を提供する。更に詳細には、このレンズ
は、少なくとも一つの屈折率及び活性化されることができる少なくとも一つの更
なる屈折率を有する。慣用の二焦点レンズとは異なり、本発明の有効な多焦点レ
ンズは、レンズの他の屈折率からの光学的干渉なしにか又は実質的な干渉なしに
同時に一つの所望の屈折率を提供するように、有効に、かつ選択的に制御するこ
とができる。

【０００９】 有効な光学レンズは、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）を含み、そして有
効な光学レンズのための適切なＨＯＥは、透過体積ＨＯＥである。体積ＨＯＥは
、光学材料の屈折率での周期的変化としてプログラム又は記録される、干渉縞模
様を含む。屈折率でのこの周期的変化は、光学材料の内部にピーク屈折率の平面
、すなわち体積回折格子構造を創造する。ＨＯＥ中の干渉縞模様の平面は、以下
で更に議論される。

【００１０】 図１に戻ると、この図は、典型的な本発明の有効二焦点レンズ１０を示してい
る。本発明の有効な光学レンズは、二つ以上の屈折率を有することができるけれ
ども、説明のために二焦点レンズが参照として開示されていることに注意すべき
である。レンズ１０は、第一の素子１２及びＨＯＥ１４を有するコンタクトレン
ズである。ＨＯＥ１４は、第一の光学素子１２に埋め込まれるか、又は包み込ま
れて、ＨＯＥがレンズ１０と組み合わせて移動するような、複合レンズ１０を形
成する。第一の光学素子１２は、第一の屈折率を提供し、それは非正視状態、例
えば近視を矯正する。別の方法として、第一の光学素子１２は、ＨＯＥ１４の担
体として作用する平面レンズであることができる。ＨＯＥのために、光学素子は
、光がＨＯＥに予めプログラムされた角度又は予めプログラムされた角度範囲の
内側、すなわち活性化角度（それは、光学素子を活性化する）で入るときにのみ
、光の経路を改変するように設計される。したがって、活性化角度の外側である
角度で、光が入るとき、ＨＯＥ１４は、光の経路を改変又は実質的に改変するこ
となく完全にか又は実質的に完全に、入射光を透過させる。言い換えると、ＨＯ
Ｅ１４は、入射光のその角度が、予めプログラムされた角度の内側にあるときを
除いて、平面レンズとして働くことができる。ＨＯＥが活性化されたとき、ＨＯ
Ｅ中でプログラムされた、縞模様又は体積回折格子構造が光の経路を改変し、レ
ンズ１０の第一の屈折率から異なる屈折率を提供する。活性化し得る屈折率に加
えて、ＨＯＥは、ＨＯＥ１４の形状及びＨＯＥ１４の組成物の屈折率からの屈折
率を提供する。そのような付加的な屈折率は、入射光がＨＯＥを活性化しない角
度でレンズ１０に入るときに、第一の光学材料を補充し有効なレンズ１０の第一
屈折率を提供する。ここで用いる用語「活性化角度」は、入射光の投射角（それ
は、入射光の進む方向により形成される角度、及びＨＯＥ表面に垂直の軸により
決められ、入射光は、ＨＯＥの干渉縞回折格子構造により回折されるように、ブ
ラッグの条件を満足させ、以下に更に議論される）を示す。励起化角度は、単一
の値であるべきではなく、角度の範囲であることができることが注意されるべき
である。ブラッグ条件に一致したとき、入射光の１００％までが可干渉的に回折
される。

【００１１】 図２は、図１の二焦点レンズ１０のＨＯＥ１４の機能を更に説明している。Ｚ
−軸、それは、ＨＯＥの表面に垂直であり、そして入射光Ｒの進む方向が屈折角
σを形成する。入射光Ｒが、ＨＯＥ１４の活性化角度の内側である投射角でＨＯ
Ｅに入るとき、光Ｒは、ＨＯＥの予めプログラムされた干渉縞模様、すなわち体
積回折格子構造により回折され、投射角σと異なる射出角ρを有する退出光Ｓと
してＨＯＥを出る。

【００１２】 図３は、本発明の有効な二焦点レンズの別の実施態様を示している。二焦点の
有効なレンズ１６は、第一の光学レンズ１７及びＨＯＥレンズ１８（それは、第
一の光学レンズ１７を完全に覆っている）を有する複合レンズである。別のもの
として、ＨＯＥレンズ１８は、眼の瞳のみを覆う寸法であることもできる。第一
の光学レンズ１７及びＨＯＥレンズ１８は、別々に製造され、例えば接着的又は
熱的に接合されることができる。別の方法として、第一の光学レンズ１７及びＨ
ＯＥレンズ１８は、複合レンズが製造されるように他を覆う一つを連続的に又は
同時に製造することができる。この連続的又は同時的な方法は、第一の光学レン
ズ及びＨＯＥレンズが一つの基本材料からか、又は二つの化学的に相溶し得る材
料から製造されるときに、特に適切である。有効なレンズ１６が内側の半分の第
一の光学レンズ及び外側の半分のＨＯＥレンズを有するレンズとして示されてい
るが、種々の屈折率の他の組合せを、本発明により製造することができる。

【００１３】 有効な二焦点レンズの更に別の実施態様は、非−複合の有効なＨＯＥ二焦点レ
ンズである。この実施態様において、有効なＨＯＥ二焦点の有効なレンズは、Ｈ
ＯＥを形成する光学材料から製造される。有効なレンズの形状及びＨＯＥ材料の
屈折率の組合せは、第一の屈折率を提供し、そしてＨＯＥレンズ中のプログラム
された体積回折格子構造は、第二の屈折率を提供する。この非−複合の有効ＨＯ
Ｅレンズの実施態様は、用いられるＨＯＥ材料が生物学的に適合し得る材料（し
たがって、眼の組織に不利な相互作用をしない）であるとき、特に適切である。
ここで用いられる用語「生物学的に適合し得る材料」は、患者の生物組織に隣接
して埋め込まれるか、又は置かれるときに、認められるほどに崩壊せず、顕著な
免疫応答又は有害な組織反応、例えば毒性反応又は顕著な刺激を誘導しない重合
性材料に与えられる。本発明のＨＯＥを製造するために特に適切である典型的な
生物学的に適合し得る材料は、MullerのU.S. Pat. No. 5,508,317 及びMuhlebac
hの国際特許出願 No. PCT/EP96/00246 に開示されており、ここで、参照として 組み込まれている特許及び出願は、以下に更に議論される。適切な生物学的に適
合し得る材料は、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、又はポリビニル
アミンの誘導体及び共重合体を含む高度に光架橋性又は光重合性材料である。

【００１４】 本発明のＨＯＥは、一つの活性化角度又は活性化角度の範囲を有するように設
計又はプログラムされ、そしてそのＨＯＥは、入射光を所望の位置に光を焦点さ
せるために入射光を回折させる。図４及び５は、複合の有効レンズ２０（これは
、近くの距離から発生する光を焦点するようにプログラムされているＨＯＥレン
ズ素子を含む）のＨＯＥ２１の機能を示している。遠い対象からの光２２が、Ｈ
ＯＥ２１を活性化しない角度でレンズに入るとき、光２２は、レンズ２０の第一
の光学素子の屈折率にしたがい、眼の水晶体（これは示していない）の屈折率と
の組み合わせで、眼の網膜、更に特定的にはくぼみ上の焦点２４に集まる。例え
ば、第一の光学素子２３は、＋２０ジオプタ〜−２０ジオプタの矯正屈折率を有
することができる。ＨＯＥレンズ２１は、ＨＯＥレンズ２１の形状及びＨＯＥ組
成物の屈折率からの固有の屈折率を有することに注意されるべきである。結果と
して、ＨＯＥレンズ２１は、有効なレンズ２０の屈折率に寄与することができる
。それにもかかわらず、固有の屈折率は、本発明の教示中で容易に因数化できる
ので、以後、本発明のＨＯＥレンズの回折機能の説明を簡単にするために、ＨＯ
Ｅレンズ２１の固有の屈折率は無視される。ＨＯＥレンズ２１が活性化されない
とき、ＨＯＥレンズ２１は、第一の光学レンズ素子２３によりもたらされる通常
の屈折経路を通ることからの光２２と干渉しない。しかしながら、光がＨＯＥレ
ンズ２１を活性化する角度でＨＯＥレンズに入る（すなわち、活性化角度の内側
で入る）とき、光は、ＨＯＥレンズ２１により回折される。図５に示したように
、入射光がＨＯＥレンズ２６を活性化する角度で有効なレンズ２５に入るとき、
レンズは、第一の光学レンズ２７及び眼の水晶体レンズと関連して、光を網膜、
更に特定的にはくぼみに集める。例えば、近くの対象２９から発生する光２８は
、その光がプログラムされた活性化角度の内側である角度でＨＯＥレンズに入る
とき、像３０をくぼみの上に形成する。

【００１５】 有効な二焦点レンズ、更に特定的には有効レンズのＨＯＥ部分に関して、入射
光の投射角は、種々な手段で変えることができる。例えば、有効なレンズは、入
射光の投射角を変えるために傾けることができ、すなわちレンズの装着者は、頭
の位置を保持して下を見ることにより光の投射角を変えることができる。別の方
法として、有効なレンズは、レンズの装着者により眼の一つ以上の筋肉で有効に
制御することができる位置制御機構を有することができる。例えば、有効なレン
ズは、レンズの動きを下まぶたで制御することができるような、きちんとしたバ
ラストをもつように形状化することができる。図５で示される有効なレンズ２５
の活性化角度が、本発明をより容易に説明するため過大に評価され、それにより
有効レンズの活性化角度は、図５で示されている傾斜角度ほど大きくないことに
注意すべきである。事実、本発明に適切なＨＯＥは、ホログラフィック技術で知
られているＨＯＥプログラム化方法により、異なる活性化角度の広い範囲を有す
るようにプログラムすることができる。したがって、一つの屈折率から他の屈折
率への切り替えるための有効レンズのために必要な動きの程度は、設計の基準及
びそれぞれのレンズの装着者の必要性により容易に変えることができる。

【００１６】 本発明の有効なレンズは、一つ以上の屈折率を提供するけれども、有効レンズ
は、一度に一つの屈折率により焦点される明瞭に認め得る像を形成する。結果と
して、有効レンズは、同心の同時の二焦点レンズのような慣用の二焦点レンズと
は異なり、にじみかつかぶった像を生成しない。図５に戻ると、有効レンズ２５
が、近くの対象２９を見るために位置したとき（すなわち、対象２９から発生す
る光の投射角が、ＨＯＥレンズ２６の活性化角度の内側である）、対象２９から
の光は、第一の光学レンズ２７及び眼の水晶体のレンズと関連して、ＨＯＥレン
ズ２６によりくぼみ３０の上に焦点される。同時に、遠くの対象から発生する光
の投射角は、有効レンズ２５の活性化角度の内側ではない。したがって、遠くの
対象からの入射光の経路は、ＨＯＥレンズ２６により改変されないが、遠くの対
象からの入射光の経路は、第一の光学レンズ２７及び眼の水晶体のレンズにより
、改変、すなわち屈折される。遠くの対象からの入射光は、したがって、くぼみ
の外側である区画３１に像を焦点させる。結果として、近く及び遠くの対象の焦
点された像は、同心的又は軸に沿っていない。像（くぼみ３１の外側に形成され
ている）は、有効レンズ２５の装着者により明瞭に認められず、周辺の視覚とし
て容易に無視される。結果として、有効レンズ２５の装着者は、遠くの対象から
発生する光からの汚される干渉なしに近くの対象を明瞭に見ることができる。

【００１７】 同様に、有効レンズが遠くの対象（例えば、図４に示したように）を見る位置
であるとき、遠くの像からの光２２は、ＨＯＥ２１の活性化角度の外側の角度で
レンズに入る。したがって、光の経路は、ＨＯＥ２１により影響されず、第一の
光学素子２７及び眼の水晶体レンズにのみ影響され、それによりくぼみ２４の上
又は近くに遠くの対象からの像を焦点させる。同時に、近くの対象から発生する
光は、回折され、ＨＯＥにより焦点され、そしてくぼみの外側の区画上に投影さ
れる。したがって、有効レンズの装着者は、顕著な干渉なしに遠くの対象を明瞭
に見る。

【００１８】 本発明の有効レンズの非−にじみの利点は、眼の固有の解剖学を用いた、有効
レンズの設計の結果である。くぼみの外側での網膜受容体の濃度は、くぼみでの
それよりも劇的に低いことが知られている。結果として、像は周辺の像として網
膜により認識されず、装着者の脳により容易に無視されるので、くぼみの外側に
実質的に焦点したどのような像も明瞭に認識されない。事実、ヒトの眼の視覚の
鋭敏さは、視線の外、たった８°で約２０／１００に低下することが見出されて
いる。上記の有効な制御方法において、本発明の有効なレンズは、眼の固有の解
剖学を用いることにより一時に一つの屈折率からの明瞭な像を提供する。眼の固
有の網膜受容体の解剖学及びＨＯＥレンズでの活性化角度の異なる範囲を、プロ
グラム能力を用いることにより、本発明の有効なレンズは、独自にかつ選択的に
、異なる距離に位置する対象の明瞭な像を提供する。種々な同時二焦点レンズに
比べて、この有効なレンズは、障害のない明瞭な像を提供し、そして転移二焦点
レンズに比べて、この有効なレンズは、異なる距離からの像を選択的に提供する
ために、レンズの少しの動きのみを必要とするように、容易に設計することがで
きる。

【００１９】 本発明に適切なＨＯＥは、例えば重合性又は架橋性材料、特に流体の光学材料
から製造することができる。適切な重合性又は架橋性ＨＯＥは、更に以下に議論
される。説明のために、以後、用語重合性材料は、特に断らない限り、重合性又
は架橋性材料のために用いられる。本発明のＨＯＥを製造するための方法の例は
、図６に示されている。点−源対象光３２は、対象光３２の電磁波及び参照光３
４が干渉縞模様（これは、重合性材料中に記録され、それによりレンズ３３中に
体積回折格子構造を形成させる）を形成するように、光重合性光学材料３３（す
なわち、光重合性ＨＯＥ）に投影され、そして同時に平行化された参照光３４が
、光重合性ＨＯＥに投影される。光重合性ＨＯＥ３３は、対象光及び参照光の両
方により重合される光重合性材料である。好適には、対象光及び参照光は、ビー
ム分割機（beamsplitter）を用いて、一つの光源から発生させる。光の二つの分
割部分は、ＨＯＥに投影され、そこで分割光の対象光の経路は、点光源３２を形
成するように改変される。点光源対象光３２は、例えば慣用の凸面レンズを、光
がＨＯＥから離れた距離、すなわち点光源位置３２に焦点するように、光重合性
ＨＯＥ３３からいくらか離して配置することにより提供することができる。好適
な光源は、レーザー源であり、ＵＶレーザー源は更に好適である。光源の適切な
波長は、用いられるＨＯＥのタイプに依存するが、好適な波長範囲は、３００nm
〜６００nmである。光重合性ＨＯＥ３３が、充分に暴露され、重合されたとき、
得られたＨＯＥは、屈折率変調の模様、すなわち体積回折格子構造３５を含む。
更に、流体の重合性光学材料がＨＯＥを製造するために用いられるとき、光源は
、体積回折格子構造を形成しながら流体の光学材料を非−流体又は固体ＨＯＥへ
転換する。ここで用いる用語「流体」は、材料が流体のように流れることができ
ることを示す。

【００２０】 図７に戻り、重合されたＨＯＥ３６は、光３９が焦点の反対側からＨＯＥに入
り図６の平行にされた参照光３４の逆の経路に一致又は実質的に一致するとき、
図６の点光源対象光３２の位置に相当する焦点３８を有する。図６及び７は、正
の矯正屈折率を有するＨＯＥを製造するための方法の例を提供する。認められる
ように、負の矯正屈折率を有するＨＯＥは、また、少し改変した上述のＨＯＥ製
造装置で製造することができる。例えば、光源から離れてＨＯＥの他の側に焦点
を形成する収束性の対象光源を、負の矯正屈折率を有するＨＯＥを製造するため
に、点光源対象光に置き換えて用いることができる。本発明により、種々の矯正
屈折率を有する有効な多焦点レンズは、容易にかつ簡単に、種々の非正視状態、
例えば近視、遠視、老眼、規則性乱視、不規則性乱視及びそれらの組合せを矯正
するために、容易にかつ簡単に製造することができる。例えば、ＨＯＥの矯正屈
折率は、対象光の距離、位置及び／又は経路を変えることにより変えることがで
き、そしてＨＯＥの活性化角度は、対象光及び参照光の位置を変えることにより
変えることができる。

【００２１】 本発明により、適切なＨＯＥは、比較的急速に光重合又は光架橋することがで
きる重合性又は架橋性光材料から製造することができる。急速に重合性の光学材
料は、光学材料中に創造される屈折率に周期的変化をさせ、それにより光学材料
が重合され、固体の光学材料を形成する間に体積回折格子構造を形成させる。本
発明に適切な生物学的に適合し得る重合性材料の例は、Mullerの U.S. Pat. No.
5,508,317 に開示されている。重合性光学材料の好適な群は、 U.S. Patent No
. 5,508,31 7に記載されているように、１，３−ジオールの基本構造を有し、そ
こで１，３−ジオール単位の一定の割合が２−位に、重合性であるが、重合され
ていない基を有する１，３−ジオキサンへ改質されているそれらである。重合性
光学材料は、好適には、ポリビニルアルコールのヒドロキシ基の数に基づいて、
式（Ｉ）：

【００２２】

【化１】

【００２３】 （式中、 Ｒは、８個までの炭素原子を有する低級アルキレンであり、 Ｒ¹は、水素又は低級アルキルであり、そして Ｒ²は、好適には２５までの炭素原子を有するオレフィン性不飽和の、電子吸 引性の共重合性基である）の単位約０．５％〜約８０％を有し、少なくとも約２
，０００の重量平均分子量、Ｍ_wを有するポリビニルアルコールの誘導体である 。Ｒ²は、例えば、式Ｒ³−ＣＯ−（ここで、Ｒ³は、炭素原子２〜２４個、好適 には２〜８個、特に好適には２〜４個を有するオレフィン性不飽和の、共重合性
基である）のオレフィン性不飽和のアシル基である。

【００２４】 別の実施態様において、基Ｒ²は、式（II）：

【００２５】

【化２】

【００２６】 （式中、 ｐは、０又は１、好ましくは０であり； ｑは、０又は１、好ましくは０であり； Ｒ⁴及びＲ⁵は、それぞれ独立して、２〜８個の炭素原子を有する低級アルキレ
ン、６〜１２個の炭素原子を有するアリーレン、６〜１０個の炭素原子を有する
低級飽和二価脂環式基、７〜１４個の炭素原子を有するアリーレンアルキレン若
しくはアルキレンアリーレン、又は１３〜１６個の炭素原子を有するアリーレン
アルキレンアリーレンであり、そして Ｒ³は、上記と同義である）の基である。

【００２７】 低級アルキレンＲは、好適には８個までの炭素原子を有し、直鎖若しくは分岐
であってよい。適切な例は、オクチレン、ヘキシレン、ペンチレン、ブチレン、
プロピレン、エチレン、メチレン、２−プロピレン、２−ブチレン、及び３−ペ
ンチレンを含む。好適には、低級アルキレンＲは、６個までの炭素原子を有し、
特に好適には４個までの炭素原子を有する。メチレン及びブチレンが特に好適で
ある。Ｒ¹は、好適には、水素又は７個まで、特に４個までの炭素原子を有する 低級アルキル、特に水素である。

【００２８】 Ｒ⁴及びＲ⁵として、低級アルキレンＲ⁴又はＲ⁵は、好適には２〜６個の炭素原
子を有し、特に直鎖である。適切な例は、プロピレン、ブチレン、ヘキシレン、
ジメチルエチレン、そして特に好適には、エチレンを含む。アリーレンＲ⁴又は Ｒ⁵は、好適には、フェニレン（それは、非置換又は低級アルキル若しくは低級 アルコキシにより置換されている）、特に１，３−フェニレン若しくは１，４−
フェニレン又はメチル−１，４−フェニレンである。飽和二価脂環式基Ｒ⁴又は Ｒ⁵は、好適には、シクロヘキシレン又はシクロヘキシレン-低級アルキレン、例
えばシクロヘキシレンメチレン（それは、非置換又はメチル基の１個以上により
置換されている）、例えばトリメチルシクロヘキシレンメチレン、例えば二価イ
ソホロン基である。アルキレンアリーレン又はアリーレンアルキレンのアリーレ
ン単位Ｒ⁴又はＲ⁵は、好適には、フェニレン（これは、非置換又は低級アルキル
若しくは低級アルコキシにより置換されている）であり、そしてそのアルキレン
単位は、好適には低級アルキレン、例えばメチレン又はエチレン、特にメチレン
である。そのような基Ｒ⁴又はＲ⁵は、したがって、好適にはフェニレンメチレン
又はメチレンフェニレンである。アリーレンアルキレンアリーレンＲ⁴又はＲ⁵は
、好適には、アルキレン単位に４個までの炭素原子を有するフェニレン−低級ア
ルキレン−フェニレン、例えばフェニレンエチレンフェニレンである。基Ｒ⁴及 びＲ⁵は、それぞれ独立して、好適には２〜６個の炭素原子を有する低級アルキ レン、フェニレン（これは、非置換又は低級アルキルにより置換されている）、
シクロヘキシレン又はシクロヘキシレン−低級アルキレン（これは、非置換又は
低級アルキルにより置換されている）、フェニレン−低級アルキレン、低級アル
キレン−フェニレン又はフェニレン−低級アルキレン−フェニレンである。

【００２９】 式（Ｉ）の重合性光学材料は、例えばポリビニルアルコールを、式（III）：

【００３０】

【化３】

【００３１】 （式中、 Ｒ、Ｒ¹及びＲ²は、上記と同義であり、そして Ｒ′及びＲ″は、それぞれ独立して、水素、低級アルキル又は低級アルカノイ
ル、例えばアセチル若しくはプロピオニルである）の化合物と反応させることに
より製造される。得られた重合性光学材料の、望ましくは約０．５〜約８０％が
、化合物IIIにより置きかえられる。

【００３２】 本発明のために適切な重合性の光学材料の別の群は、Muhlebachの国際特許出 願 No. PCT/EP96/00246 に記載されている。そこに開示されている適切な光学材
料は、ポリビニルアルコールのヒドロキシ基の数又はポリエチレンイミン若しく
はポリビニルアミン中のイミン若しくはアミン基の数に基づいて、式（IV）及び
（Ｖ）：

【００３３】

【化４】

【００３４】 （式中、 Ｒ¹及びＲ²は、互いに独立して、水素、Ｃ₁−Ｃ₈アルキル基、アリール基、又
はシクロへキシル基であり、ここで、これらの基は、非置換又は置換されており
； Ｒ³は、水素又はＣ₁−Ｃ₈アルキル基、好適にはメチルであり；そして Ｒ⁴は、−Ｏ−又は−ＮＨ−橋、好適には−Ｏ−である）の単位の、約０．５ ％〜約８０％を含むポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン又はポリビニル
イミンの誘導体を含む。本発明に適切なポリビニルアルコール、ポリエチレンイ
ミン及びポリビニルアミンは、約２，０００〜１，０００，０００、好適には１
０，０００〜３００，０００、更に好適には１０，０００〜１００，０００、最
も好適には１０，０００〜５０，０００の数平均分子量を有する。特に適切な重
合性光学材料は、ポリビニルアルコールのヒドロキシル基の数に基づいて、Ｒ₁ 及びＲ₂のためにメチル基であり、Ｒ₃のために水素であり、Ｒ₄のために−Ｏ− （すなわち、エステル結合）である式（IV）の約０．５〜約８０％、好適には約
１〜約２５％、更に好適には約１．５〜約１２％を含むポリビニルアルコールの
水溶性誘導体である。

【００３５】 式（IV）及び（Ｖ）の重合性光学材料は、例えば式（VI）：

【００３６】

【化５】

【００３７】 （式中、 Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₃は、上記と同義である）のアザラクトンを、ポリビニルアルコ ール、ポリエチレンイミン又はポリビニルアミンと、上昇した温度、約５５℃〜
７５℃で、適切な溶媒中、場合により適切な触媒の存在下に反応させて製造する
ことができる。適切な溶媒は、ポリマー主鎖を溶解するものであり、非プロトン
性溶媒、例えばホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ヘキサメチレンホスホル
トリアミド、ジメチルスルホキシド、ピリジン、ニトロメタン、アセトニトリル
、ニトロベンゼン、クロロベンゼン、トリクロロメタン及びジオキサンを含むそ
れらである。適切な触媒は、第三アミン、例えばトリエチルアミン及び有機スズ
塩、例えばジブチルスズジラウラートを含む。

【００３８】 本発明に適切なＨＯＥの別の群は、慣用の体積透過ホログラフィック光学素子
記録媒体から製造することができる。ＨＯＥのための上述の重合性材料として、
対象光及び平行にされた参照光は、対象及び参照光の電磁波が干渉縞模様を形成
するように、ＨＯＥ記録媒体上に同時に投影される。干渉縞模様、すなわち体積
回折格子構造が、ＨＯＥ媒体中に記録される。ＨＯＥ記録媒体が充分に暴露され
るとき、記録されたＨＯＥ媒体は、既知のＨＯＥ現像方法により現像される。適
切な体積透過ホログラフィック光学素子記録媒体は、商業的に入手し得るホログ
ラフィック写真記録材料又はプレート、例えば二色性ゼラチンを含む。ホログラ
フィック写真記録材料は、Polaroid Corp.を含む種々の製造者から入手し得る。
写真記録材料がＨＯＥとして用いられるとき、しかしながら、眼の環境での材料
の毒性の影響が考慮されるべきである。したがって、慣用の写真用ＨＯＥ材料が
用いられるとき、ＨＯＥが生物学的に適合し得る材料で包まれれることが好適で
ある。ＨＯＥを包むための有用な生物学的に適合し得る光学材料は、本発明の有
効なレンズの第一の光学素子に適切である光学材料を含み、そのような適切な材
料は、以下に更に議論される。

【００３９】 眼の技術において知られているように、眼用レンズは、装着者の快適さのため
に、薄い寸法厚さを有すべきである。したがって、寸法的に薄いＨＯＥが、本発
明で好適である。しかしながら、高度な回折効率を有するＨＯＥを提供するため
に、このＨＯＥは、光学的に厚く、すなわち光が干渉縞模様の面の一つ以上で回
折されねばならない。光学的に厚く、かつ寸法的に薄いＨＯＥを提供する一つの
方法は、ＨＯＥの長さ方向に傾けられた方向に干渉縞模様をプログラムすること
である。そのような傾いた体積回折格子構造は、ＨＯＥに、入射光の投射角と退
出光の退出角の間に大きな角度偏差を有するようにする。しかしながら、大きな
角度偏差を有するＨＯＥは、特に眼用レンズとして適切ではない。例えば、その
ようなＨＯＥが眼用レンズとして用いられ、ＨＯＥが活性化されるとき、視覚の
有効な線は、視覚の正常な直線から顕著に曲げられる。本発明の好適な実施態様
として、ＨＯＥレンズの設計においてのこの角度制限は、多層の組合せＨＯＥ、
特に二層ＨＯＥを用いることにより対処される。図８は、本発明の典型的な多層
ＨＯＥ４０を示している。より小さい角度偏差を有する寸法的に薄いＨＯＥを提
供するために、大きな角度偏差を有する二つの寸法的に薄いＨＯＥが、組合せＨ
ＯＥとして組み立てられる。この組合せＨＯＥ４０は、寸法的に薄い第一のＨＯ
Ｅ４２及び第二のＨＯＥ４４を有する。第一のＨＯＥ４２は、光が活性化角度α
でＨＯＥに入るとき、光退出ＨＯＥが退出角度β（それは、図８Ａで示されるよ
うに投影角度αより大きい）を形成するように、入射光を回折するようにプログ
ラムされている。第一のＨＯＥは、好適には約１０μm〜約１００μm 、更に好 適には約２０μm〜約９０μm 、最も好適には３０μm〜約５０μm の厚さを有す
る。第二のＨＯＥ４４は、第一のＨＯＥ４２の退出角度βに合致する活性化投射
角度βを有するようにプログラムされる。更に、第二のＨＯＥ４４は、光が活性
化角度βの内側で入るとき、入射光を焦点４６に焦点するようにプログラムされ
る。図８Ｂは、第二のＨＯＥ４４を示している。第二のＨＯＥは、好適には約１
０μm〜約１００μm 、更に好適には約２０μm〜約９０μm 、最も好適には３０
μm〜約５０μm の厚さを有する。

【００４０】 第一のＨＯＥ４２が第二のＨＯＥに隣接して配置され、入射光が第一のＨＯＥ
の活性化角度αに相当する角度に向けられているとき、多層ＨＯＥでの退出光は
、光を焦点４６に焦点させる。多層組合せＨＯＥを用いることにより、高度な回
折効率及び小さな偏差角度を有する寸法的に薄いＨＯＥを製造することができる
。高い回折効率及び小さな角度偏差に加えて、多層ＨＯＥを用いることが、他の
更なる利点（これは、分散収差及び色収差の矯正を含む）を提供する。可視光は
異なる波長を有する電磁波のスペクトルからなり、そして波長での差がＨＯＥに
より電磁波を異なって回折するので、単一のＨＯＥは、分散及び色収差を含む画
像を提供する。多層、特に二層のＨＯＥは、反対に働き、単層のＨＯＥにより生
成されることができるそれらの収差を矯正することができることが見出されてい
る。したがって、多層組合せＨＯＥは、有効なレンズのＨＯＥの要素として好適
である。

【００４１】 多層組合せＨＯＥは、別々に製造されたＨＯＥ層から製造することができる。
組合せＨＯＥの層が製造され、次いで可干渉性接触を有するように接着的又は熱
的に永久に接合される。別の方法として、組合せＨＯＥは、光学材料上のＨＯＥ
の一つ以上に記録することにより製造することができる。好適には、ＨＯＥの多
層は、同時に記録される。好適な実施態様として、図１０は、組合せＨＯＥを製
造するための同時記録方法を示している。同時記録の配置６０は、第一の光区画
及び第二の光区画を有する。第一の光区画は、第一の光源６２、ビーム分割機６
４、第一のミラー６６、第二のミラー６８及び光学材料ホルダー７０（それは、
重合性光学材料を保持する）を有する。光源６２、好適にはレーザー光源は、ビ
ーム分割機６４への光のビーム６３を提供し、そしてビーム分割機６４は、ビー
ム６３を二つの部分、好適には二つの同じ部分に分ける。二つの鏡６６及び６８
は、ビーム分割機６４の逆側の二つに配置され、光ビームの一つの分割部分（そ
れは、光ビームのはじめの経路６３に延びている）は、第一のミラー６６に導か
れ、そして反射された部分は、第二のミラーに導かれている。この二つのミラー
は、適当な相の光学材料に入り、光学材料ホルダー７０の一つの側（すなわち、
第一の平面表面）から体積回折格子構造を記録するように、二つの光ビームを導
く。

【００４２】 第二の光区画は、第一の光区画と同じ要素、すなわち光源７２、ビーム分割機
７４、第三のミラー７６、第四のミラー７８及び光学材料ホルダー７０（これは
、第一の光区画と共通である）を有する。第二の光区画の要素は、分割された光
ビームが、光学材料（それは、光学材料ホルダー７０により保持されている）に
、第一の光区画の逆側から入り、そして適切な記録相に、第二の表面から体積回
折格子構造を記録するように配置されている。得られた重合された光学素子は、
二つのＨＯＥ相を有する。

【００４３】 別の好適な実施態様として、図１１は、組合せＨＯＥを製造するための第二の
同時記録方法を示している。第二の同時記録配置８０は、また第一の光区画及び
第二の光区画を有する。二方向発光光源７１は、二つ光方向へ可干渉性光ビーム
を提供する。第一の光方向のために、光源８１からの光ビーム８３は、ミラー８
２によりビーム分割機８４へ反射される。光ビーム８３は、二つのビーム、好適
には二つの等しい部分、８５及び８７に分割される。第一のビーム８５は、はじ
めの光ビーム８３の経路を進行し、第二の光ビーム８７は、第一の光ビーム８５
の逆方向へ導かれる。両方のビーム８５及び８７は、ミラー８６及び８８により
それぞれ反射され、そして光学材料ホルダー９０へ導かれる。光学材料ホルダー
９０（それは、重合性光学材料を保持し、二つの平面又は比較的に平面の表面を
有する成形用型である）は、二つの光ビーム８５及び８７が、光学材料ホルダー
に、逆の平面の表面から入るように位置している。図１１の描画に基づいて、第
一の光ビーム８５は、光学材料ホルダー９０に、右側平面の表面から入り、そし
て第二の光ビーム８７は、光学材料ホルダー９０に、左側平面の表面から入る。

【００４４】 第二の光区画は、また第一の光区画と同じ要素−ミラー９２、ビーム分割機９
４、ミラー９６と９８の一組、及び光学材料ホルダー９０（それは、二つの光区
画で共通である）を有する。第二の光区画のビーム分割機９４は、二つの光ビー
ム、すなわち第三の光ビーム９５及び第四の光ビーム９７を提供し、ミラー９６
と９８の一組は、光ビームを、光学材料ホルダー９０に二つの平面の表面から入
るように導く。第一の光ビーム８５及び第三の光ビーム９５は、可干渉性であり
、光学材料ホルダーへ適切な相で入り、ホルダー９０で保持されている光学材料
中に、入り口の平面の表面の近くに位置している光学材料から始めて体積回折格
子構造を記録する。第二の光ビーム８７及び第四の光ビーム９７は、また可干渉
性であり、光学材料ホルダー９０へ、別の平面の表面から入る。二つの光ビーム
は、適切な相に、光学材料中に入り口の平面の表面の近くに位置している光学材
料から始めて体積回折格子構造を記録する。好適には、記録用配置８０は、光の
ビームの一組が互いに干渉しないように、第一と第三の光ビームを一つの可干渉
性かつ偏光された方向へ、そして第二と第四の光ビームを別の可干渉性かつ偏光
された方向へ偏光する光偏光子を、更に有する。更に、上記の同時記録方法の両
方のために、光ビームのそれぞれの組は、光学材料ホルダー（これは、入り口の
平面の表面に近くに位置している）中の光学材料の半分のみに、充分な重合化効
果を有し、それにより二つの明確なＨＯＥ層を効果的に形成させることが好適で
ある。本発明は、記録用光ビームを受光する二つの平面の表面を有する光学材料
ホルダー又は成形用型で上記に説明されているが、この表面は、凸面及び凹面の
表面、並びにその組合せを含む他の形態を有することができることに注意すべき
である。

【００４５】 同時記録方法は、上に開示された重合性又は架橋性光学材料からＨＯＥを製造
するために、特に適切である。重合性又は架橋性光学材料は、光−透過性の閉じ
られた光学材料ホルダー、すなわち成形用型中に配置される。同時記録の装置の
ための適切な成形用型は、コンタクトレンズを製造するための慣用のレンズ成形
用型を含む。典型的なレンズ成形用型は、透明又はＵＶ透過性の熱可塑性プラス
チックから製造され、二つの型半分、すなわちレンズの第一の表面を有する一つ
の型半分及びレンズの第二の表面を有する他の形半分を有する。

【００４６】 光学材料が成形用型中に置かれたとき、記録装置は、活性化され、光学材料を
重合し、二つの体積回折格子構造を、二つの型半分により画定されている二つの
逆の表面から光学材料中に同時に記録する。場合により、光学素子が体積回折格
子構造を形成した後、この記録用光装置を消灯し、そして光学素子を後−硬化工
程に付し、成形用型中の流体の光学材料のすべてを十分に重合させる。例えば、
光学材料を後−硬化させるために、参照光のみ点灯する。

【００４７】 同時記録方法により、組み合わせＨＯＥは、比較的簡単に製造することができ
、異なる活性化角度を有する種々のＨＯＥを、装置でのミラー及びビーム分割機
の位置及び角度を変えることにより製造することができる。好適には、光吸収性
化合物（例えば、ＵＶレーザーが用いられるとき、ＵＶ吸収剤材料）の有効量が
、成形用型の一つの側（すなわち、成形用型により画定される第一の表面）から
入射する光ビームが、成形用型の第二の側に近接して配置されている光学材料上
で強力な重合作用を持たないように、成形用型中で重合性光学材料に加えられる
。光吸収剤の添加は、ＨＯＥの明瞭な層が形成され、そして成形用型の一つの側
から入る重合光が、他の側から入る重合光で干渉されないことを保証する。光吸
収剤の有効量は、光吸収剤の効率に依存して変わり、そして光吸収剤の量は、光
学材料の適切な重合で顕著に妨害されるほど高くあるべきではない。好適な光吸
収剤は、生物学的に適合し得る光吸収剤であるが、特に本発明が眼用レンズを製
造するために用いられるとき、生物学的に非−適合の光吸収剤も用いることがで
きる。生物学的に非−適合の光吸収剤が用いられるとき、得られたＨＯＥは、Ｈ
ＯＥが充分に形成された後に、光吸収剤を除くために抽出されることができる。

【００４８】 光学材料のために適切なＵＶ吸収剤の例は、ｏ−ヒドロキシベンゾフェノンの
誘導体、ｏ−ヒドロキシフェニルサリシラート類及び２−（ｏ−ヒドロキシフェ
ニル）ベンゾトリアゾール類、ベンゼンスルホン酸及びヒンダードアミンを含む
。特に適切なＵＶ吸収剤は、局所的に許容し得るＵＶ吸収剤、例えば２，４−ジ
ヒドロベンゾフェノン、２，２′−ジヒドロキシ−４，４−ジメトキシベンゾフ
ェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノンなどである。典型的な実
施態様は、ＵＶ吸収剤、好適にはベンゼンスルホン酸誘導体、例えばベンゼンス
ルホン酸、２，２′−（〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジイルジ２，１
−エテンジイル）ビス−ナトリウム塩の０．０５〜０．２重量％を用いる。

【００４９】 本発明の別の実施態様として、組み合わせＨＯＥは、連続的記録方法により製
造することができる。重合性又は架橋性光学材料を含む閉じられた成形用型の部
品（それは、二つの成形用型の形半分の一組を有する）を、体積回折格子構造記
録工程に付し、次いで一つの型半分の光学的表面に付着している形成されたＨＯ
Ｅを離しながら、成形用型部品を開く。

【００５０】 重合性光学材料又は化学的に適合し得る第二の重合性光学材料が、第一のＨＯ
Ｅ層の上に置かれる。次いで、新規なペアーの形半分（それは、既に取除かれた
形半分よりもより大きなキャビティ容量を有している）を、第一のＨＯＥ層を有
する成形用型の型半分に合わせる。新規な成形用型の部品を、第二の体積回折格
子構造記録工程に付し、第二のＨＯＥ層を第一のＨＯＥ層の上に形成させる。得
られたＨＯＥは、二つの、連続的に形成され、結合されたＨＯＥ層を有する組み
合わせＨＯＥである。

【００５１】 本発明により、本発明のＨＯＥは、光の可視スペクトルのうちの全波長又は実
質に全波長の、好適には少なくとも約７０％、更に好適には少なくとも約８０％
、最も好適には少なくとも９５％の回折効率を有する。本発明に特に適切なＨＯ
Ｅは、可視光のスペクトルの全波長の１００％の回折効率を有する。しかしなが
ら、上記に特定されたよりも低い回折効率を有するＨＯＥも、本発明のために用
いることができる。したがって、本発明に好適なＨＯＥは、活性化角度と非−活
性化角度に間に鋭い移行角度を有し、漸進的移行角度を有せず、それによりＨＯ
Ｅの活性化及び脱活性化は、有効レンズの少しの移動により達成することができ
、活性化及び脱活性化段階の間の動きの間にＨＯＥにより形成される一時的映像
は存在しないか又は最小である。

【００５２】 有効レンズの第一の光学材料のために、ハードレンズ、ガス透過性レンズ又は
ヒドロゲルレンズに適切な光学材料を用いることができる。有効な眼用レンズの
第一の光学素子に適切な重合性材料は、ヒドロゲル材料、ガス透過性硬質材料、
及び眼用レンズ例えばコンタクトレンズを製造するに有用であると知られている
硬質材料を含む。適切なヒドロゲル材料は、典型的には、架橋された親水性の網
目組織を有し、ヒドロゲル材料の全重量に基づいて、水約３５％〜約７５％を保
持している。適切なヒドロゲル材料の例は、２−ドロキシエチルメタクリラート
及び１種以上のコモノマー、例えば２−ヒドロキシアクリラート、エチルアクリ
ラート、メチルメタクリラート、ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルアクリルアミド
、ヒドロキシプロピルメタクリラート、イソブチルメタクリラート、スチレン、
エトキシエチルメタクリラート、メトキシトリエチレングリコールメタクリラー
ト、グリシジルメタクリラート、ジアセトンアクリルアミド、ビニルアセタート
、アクリルアミド、ヒドロキシトリメチレンアクリラート、メトキシメチルメタ
クリラート、アクリル酸、メタクリル酸、グリセリルメタクリラート及びジメチ
ルアミノエチルアクリラートのコポリマーを含む。他の適切なヒドロゲル材料は
、メチルビニルカルバゾール又はジメチルアミノエチルメタクリラートを有する
コポリマーを含む。適切なヒドロゲルの他の群は、重合性材料、例えば、改質ポ
リビニルアルコール、ポリエチレンイミン及びポリビニルアミン、（例えば U.S
. Patent No. 5,508,317（Beat Mallerに発行されている）及び国際特許出願No.
PCT/EP96/01265に開示されている）を含む。非常に適切なヒドロゲル材料の更 に別の群は、シリコーンコポリマー（国際特許出願 No. PCT/EP96/01265に記載 されている）を含む。本発明のための適切なガス透過性硬質材料は、架橋された
シロキサンポリマーを含む。そのようなポリマーの網目組織は、適切な架橋剤、
例えばＮ，Ｎ′−ジメチルビスアクリルアミド、エチレングリコールジアクリラ
ート、トリヒドロキシプロパントリアクリラート、ペンタエリスリトールテトラ
アクリラート、及び他の同様の多官能性アクリラート又はメタクリラート、ある
いはビニル化合物、例えばＮ−メチルアミノジビニルカルバゾールを組み入れて
いる。適切な硬質材料は、アクリラート、例えばメタクリラート、ジアクリラー
ト及びジメタクリラート、ピロリドン、スチレン、アミド、アクリルアミド、カ
ーボナート、ビニル、アクリロニトリル、ニトリル、スルホンなどを含む。適切
な材料のうち、ヒドロゲル材料は、本発明に特に適切である。

【００５３】 本発明により、第一の光学素子及びＨＯＥは、複合有効レンズ実施態様の一つ
が実施されるとき、薄層に分けられるか、又はＨＯＥは、第一の光学素子中に埋
め込まれ、有効レンズを形成する。更に、眼用の有効レンズが非−生物学的に適
合性ＨＯＥを用いて製造されるとき、ＨＯＥは、好適には第一の光学素子中に埋
め込まれ、ＨＯＥは長期の角膜の健康に悪影響を与えるかも知れないので、ＨＯ
Ｅは、好適には直接に眼の環境と接触しない。別の方法として、上記に議論した
ように、この有効なレンズは、生物学的に適合し得るＨＯＥを製造することがで
き、ＨＯＥは、有効レンズの回折及び屈折作用の両方を提供することができる。

【００５４】 図９は、本発明の別の実施態様を示している。二焦点眼鏡レンズ５０は、第一
の屈折率５２（これは屈折率を提供する）を有する第一の光学材料の層及びＨＯ
Ｅ５４（それは、第二の屈折率を提供する）の層を薄層に分けることにより形成
される。二つの層は、別々に作られ、次いで例えば、熱的に又は接着で接合され
る。複合レンズは、引き続いて眼鏡フレームに機械的に合わせ、一組の二焦点メ
ガネを提供する。第一の光学材料５２は、眼のガラス、例えばガラス、ポリカー
ボナート、ポリメチルメタクリラートなどを製造するための慣用の光学材料であ
り、そしてＨＯＥは、前述したように、入射光を焦点するようにプログラムされ
ることができるいかなるホログラム光学材料でもある。別の方法として、二焦点
眼鏡レンズは、形状化されたＨＯＥから製造することができ、ＨＯＥの光学形状
は、ＨＯＥが活性化されないときに屈折率を提供し、ＨＯＥの体積回折格子構造
が、それが活性化されるとき、回折能を提供する。

【００５５】 本発明の多焦点光学レンズは、有効にかつ選択的に制御され、慣用の二焦点レ
ンズと異なり、レンズの他の屈折率から光学干渉なしか又は実質的になしに一時
に一つの所望の屈折率を提供する。更に、有効レンズのＨＯＥのプログラムし得
る特性は、レンズを、慣用の矯正光学レンズにより容易に調節できない非正視状
態を矯正するために高度に適切にする。例えば、有効レンズは、対象光及び参照
光の相関位置を特定的に設計することにより、不規則な乱視状態の不均一かつ曲
げられた角膜曲率のための矯正手段を有するようにプログラムされるこことがで
きる。

【００５６】 本発明は、以下の実施例で更に説明される。しかしながら、この実施例は、そ
れに加えて、本発明を制限するものとして考えられない。

【００５７】

【実施例】

実施例１：Nelfilcon A レンズモノマー組成物約０．０６mlを、成形用型の雌型
の型半分の中心部分に置き、対応する成形用型の雄型の型半分を雌型の型半分の
上に置きレンズの成形品の部品を形成した。成形用型の雄型の型半分は、雌型の
型半分に接触しておらず、それらは約０．１mmで分離されている。レンズの型半
分は、石英から調製され、直径約１５mmの中心の円形レンズ部分を除いて、クロ
ムで遮蔽されている。簡単には、Nelfilcon A は、アクリルアミド架橋剤約０．
４８mmol/gを含む架橋性の改質されたポリビニルアルコールの生成物である。ポ
リビニルアルコールは、約７．５mol％のアセタート含量を有する。Nelfilcon A
は、約３１％の固形含量を有し、光開始剤、Durocure（登録商標）1173の約０ ．１％を含む。閉じられたレンズ成形用型部品を、レーザー装置の下に置いた。
レーザー装置は、３５１nmの波長を有する二つの可干渉性の平行にされたＵＶレ
ーザービームを提供し、一つのビームは、光学凸レンズを通りそれにより焦点は
、レンズ成形用型部品から５００mm離れて形成される。焦点を結んだ光は、点源
対象光として形成される。対象光と参照光の間に形成される角度は、約７°であ
る。この装置は、２ジオプターの加えられた矯正屈折率を有するＨＯＥを提供す
る。このレンズモノマー組成物は、約０．２ワットを有するレーザービームに約
２分間曝露し、完全に組成物を重合させ、かつ干渉縞模様を形成させた。レンズ
の成形用型は、中心部分を除いて遮蔽されているので、成形用型の円形の中心部
分で暴露されたレンズモノマーは、対象光と参照光に付され、重合される。成形
用型の部品は、開かれ、成形用型の雄型半分に付着しているレンズを分割する。
Nelfilcon A レンズモノマー組成物約０．０６mlを、再び、成形用型の雌型の型
半分の中心部分に置き、対応する成形用型の雄型の型半分を雌型の型半分の上に
置いた。成形用型の雄型半分と雌型半分は、約０．２mmで分離されている。閉じ
られた成形用型の部品を、光学凸面レンズが対象光装置から移動されることを除
いて、再びレーザー装置に暴露した。このモノマー組成物は、再び約２分間レー
ザービームに暴露し、この組成物を完全に重合させ、かつ干渉縞模様の第二の層
を形成させた。 得られた複合レンズは、レンズの形状及びレンズ材料の屈折率に基づく屈折率
、並びに活性化し得る＋２ジオプターの更なる矯正屈折率を有する。

【００５８】 実施例２：第二の層のためのレーザー方法を改変したことを除いて実施例１を繰
り返した。第二の層のために、第一の層のための格子構造記録方法を繰り返した
。得られたＨＯＥは、組み合わせＨＯＥであり、体積格子構造の二つの層を有し
ている。ＨＯＥの交差部分が電子顕微鏡で研究されたとき、体積格子構造の二つ
の明確な層が明瞭に観察された。

【００５９】 実施例３：図１１に関連して上記に議論したＨＯＥプログラム装置を、組み合わ
せＨＯＥを製造するために用いた。このプログラム装置は、対象光及び参照光区
画で等しく設計されている。この光源は、３５１nmの波長を有する平行化された
ＵＶレーザービームを提供し、かつこの光源は、それぞれの光ビームが光学材料
ホルダーに入るときに１〜２mW/cm²を与えるに十分なエネルギーを提供する。二
つの平面の石英スライド（それらは、約５０imで分離している）は、光学材料ホ
ルダーとして用いられ、架橋性光学材料の十分な量が、光学材料中に置かれ、１
４mmの直径を有する円形の円筒を形成する。用いられる架橋性光学材料は、ＵＶ
吸収剤−改質のNelfilcon Aである。Nelfilcon A は、Stilbene （登録商標）42
0（これは、Exitronから入手し得、そしてベンゼンスルホン酸、２，２（〔１，
１′−ビフェニル〕−４，４′−ジイルジ−２，１−エチレンジイル）ビス、ジ
ナトリウム塩である）の０．１重量％を加えることにより改質される。成形用型
中の光学材料が、両方の側から対象及び参照レーザービームにより４分間照射さ
れ、成形用型の両方の平面の表面から体積格子構造の二つの層を記録する。得ら
れた組み合わせＨＯＥは、二つの明確なＨＯＥの層を有する柔軟なヒドロゲルＨ
ＯＥである。二つのＨＯＥ層のそれぞれは、ヒドロゲルＨＯＥの厚さの約半分を
占める。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の有効な眼用レンズを示している。

【図２】 図２は、本発明の有効なレンズのためのホログラフィック光学素子の回折機能
を示している。

【図３】 図３は、本発明の有効な眼用レンズを示している。

【図４】 図４は、ホログラフィック光学素子の透過機能を示している。

【図５】 図５は、素子が活性されたとき、ホログラフィック光学素子の回折機能を示し
ている。

【図６】 図６は、ホログラフィック光学素子を製造するための典型的方法を示している
。

【図７】 図７は、ホログラフィック光学素子の屈折率を示している。

【図８】 図８は、本発明の組合せホログラフィック光学素子を示している。

【図８Ａ】 図８Ａは、本発明の組合せホログラフィック光学素子を示している。

【図８Ｂ】 図８Ｂは、本発明の組合せホログラフィック光学素子を示している。

【図９】 図９は、本発明の眼鏡複合レンズを示している。

【図１０】 図１０は、組み合わせＨＯＥを製造するための典型的な方法を示している。

【図１１】 図１１は、組み合わせＨＯＥを製造するための別の典型的な方法を示している
。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｈ 1/04 Ｇ０３Ｈ 1/04 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 バンヤイ，ウィリアム チャールズ アメリカ合衆国 カリフォニルア 44303 イー パロ アルト クーリー アベニ ュー 1914 アパートメント ２ (72)発明者 フォークト，ユルゲン スイス国 ツェーハー−4112 フリュー ウンテラー ラントスクローンヴェーク １ (72)発明者 スウィーニー，ドナルド アメリカ合衆国 カリフォルニア 94551 リバーモア ピーオーボックス 808 ローレンス リバーモア ナショナル ラ ボラトリー (72)発明者 ツァン，シャオシャオ アメリカ合衆国 ジョージア 30174 ス ワニー ハント リバー ウェイ 470 Ｆターム(参考） 2H006 BC03 BC04 BC07 2H049 CA06 CA09 CA15 CA17 CA28 2K008 AA09 BB03 DD12 EE07 FF17 HH01 HH06 HH18 HH19

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の光学素子及び透過体積ホログラフィック光学素子を含
   む光学レンズであって、 該第一の光学素子が第一の焦点で第一の屈折率を提供し、そして該ホログラフィ
   ック光学素子が第二の焦点で第二の屈折率を提供し、該ホログラフィック光学素
   子が組み合わせのホログラフィック光学素子であり、そしてブラッグ条件に一致
   したとき、入射光の１００％までを回折する光学レンズ。
2. 【請求項２】 該組み合わせホログラフィック光学素子が、ホログラフィッ
   ク素子の二つの層を有する、請求項１記載の光学レンズ。
3. 【請求項３】 ホログラフィック素子の該二つの層が、別々に製造される層
   である、請求項２記載の光学レンズ。
4. 【請求項４】 ホログラフィック素子の該二つの層が、同時に記録される層
   である、請求項２記載の光学レンズ。
5. 【請求項５】 生物学的に適合し得る、請求項１記載の光学レンズ。
6. 【請求項６】 コンタクトレンズである、請求項１記載の光学レンズ。
7. 【請求項７】 眼鏡のレンズである、請求項１記載の光学レンズ。
8. 【請求項８】 二層ホログラフィック素子を製造する方法であって、 ｈ）第一の光源ビームを準備する工程、 ｉ）該第一の光源ビームを、第一及び第二の光ビームへ分割する工程、 ｊ）逆に置かれた第一及び第二の表面（該表面は、平面、凹面又は凸面である）
   を有する、記録し得るホログラフィック素子を準備する工程、 ｋ）該第一及び第二の光ビームを、該記録し得るホログラフィック素子の該第一
   及び第二の表面へそれぞれ導く工程、 ｌ）第二の光源ビームを準備する工程、 ｍ）該第二の光源ビームを、第三及び第四の光ビームに分割する工程、及び ｎ）該第三及び第四の光ビームを、該記録し得るホログラフィック素子の該第一
   及び第二の表面へそれぞれ導く工程を含み、ここで該第一及び第三の光ビームが
   、該記録し得るホログラフィック素子の該第一の表面から回折格子構造を記録す
   るための適当な相の関連を有し、該第二及び第四の光ビームが、該記録し得るホ
   ログラフィック素子の該第二の表面から回折格子構造を記録するための適当な相
   の関連を有する方法。
9. 【請求項９】 該記録し得るホログラフィック素子が、架橋性又は重合性光
   学材料を含む、請求項８記載の方法。
10. 【請求項１０】 該記録し得るホログラフィック素子が、該光ビームに曝露
    したとき、非−流体光学材料を形成する流体光学材料である、請求項９記載の方
    法。
11. 【請求項１１】 該記録し得るホログラフィック素子が、ＵＶ吸収剤を更に
    含む、請求項９記載の方法。
12. 【請求項１２】 該方法が、該参照ビームで記録された素子を後硬化する工
    程を更に含む、請求項９記載の方法。
13. 【請求項１３】 透過体積ホログラフィック光学素子を含む光学レンズであ
    って、 該光学素子が、プログラムされた励起化角度を有し、ここで該光学素子が、該励
    起化角度の外側の角度で該光素子に入射する光のための第一の屈折率を提供し、
    そして該励起化角度の内側の角度で該光素子に入射する光のための第二の屈折率
    を提供し、ここで該ホログラフィック光学素子が、組み合わせのホログラフィッ
    ク光学素子である光学レンズ。
14. 【請求項１４】 該光学レンズが、眼用レンズである、請求項１３記載の光
    学レンズ。
15. 【請求項１５】 該光学レンズが、コンタクトレンズである、請求項１３記
    載の光学レンズ。
16. 【請求項１６】 該組み合わせのホログラフィック光学素子が、ホログラフ
    ィック素子の少なくとも二つの層を有する、請求項１３記載の光学レンズ。
17. 【請求項１７】 複合ホログラフィック素子を製造するための方法であって
    、 ｑ）第一の成形用型中に第一の重合性又は架橋性の流体の光学材料を準備する工
    程； ｒ）第一の体積回折格子構造を該光学材料中に記録し、それにより第一の非−流
    体ＨＯＥ層を形成させる工程； ｓ）第二の成形用型（該第二の成形用型は、該第一のＨＯＥ層より大きいキャビ
    ティ容量を有する）を準備し、その一つの表面上に該第一のＨＯＥ層を保持する
    工程； ｔ）該第一のＨＯＥ層の上に該第二の成形用型中の第二の重合性又は架橋性流体
    光学材料を準備する工程；及び ｕ）第二の体積回折格子構造を該第二の光学材料中に記録し、それにより第二の
    非−流体ＨＯＥを形成させる工程を含み、ここで該第一及び第二のＨＯＥ層が、
    可干渉性的に接合されている方法。
18. 【請求項１８】 該第一及び第二の流体光学材料が、同じ流体光学材料であ
    る請求項１７記載の方法。
19. 【請求項１９】 該第一及び第二の流体光学材料が、化学的に適合し得る光
    学材料である、請求項１７記載の方法。
20. 【請求項２０】 二層ホログラフィック素子を製造するための方法であって
    、 ｔ）逆に配置されている第一及び第二の表面を有する記録し得るホログラフィッ
    ク素子を準備する工程； ｕ）第一の光源ビームを準備する工程； ｖ）該第一の光源ビームを、第一及び第二の光ビームに分割する工程； ｗ）該第一及び第二の光ビームを、該記録し得るホログラフィック素子の該第一
    の表面へ導く工程； ｘ）第二の光源ビームを準備する工程； ｙ）該第二の光源ビームを、第三及び第四の光ビームに分割する工程；及び ｚ）該第三及び第四の光ビームを、該記録し得るホログラフィック素子の該第二
    の表面へ導く工程を含み、ここで該第一及び第二の光ビームが、該記録し得るホ
    ログラフィック素子の該第一の表面から回折格子構造を記録するための適当な相
    の関連を有し、該第三及び第四の光ビームが、該記録し得るホログラフィック素
    子の該第二の表面から回折格子構造を記録するための適当な相の関連を有する方
    法。