JPS641772B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、コンタクトレンズにおける、もしく
はそれに関する改良に関するもので、特に二焦点
コンタクトレンズに関するものである。 よく適合しているコンタクトレンズの裏面は角
膜の曲率半径に近い半径を有している。そしてコ
ンタクトレンズの前面の曲率半径は、使用者が必
要とする屈析力の矯正の程度により決定される。
二焦点のコンタクトレンズの場合、老眼の使用者
が視力調節が不充分なため、それに代わる追加の
正の力が必要となる。仮にこの追加の力を曲率を
変えることにより実現するとなると、レンズの裏
面については一般的には曲率半径を増加させるこ
とが必要になり、これにより角膜とレンズの面と
の適合が悪くなる。しかしながら、例えばホログ
ラムにより与えられる回折力をコンタクトレンズ
の基礎的屈析力に加えることにより基礎的表面曲
率を変える必要がなくなることが、日本特許出願
昭57−72491号に提案されている。 本発明もまた光の回折を利用してコンタクトレ
ンズの一部もしくは全ての視力矯正力（光学力）
を与えることを特徴とするコンタクトレンズに関
するものである。この回折力は普通はコンタクト
レンズの軸に正しくあるいはほぼ沿つており、従
つてコンタクトレンズを装着している目の軸に沿
うことになる。軸に沿つた力を与えるホログラム
はインラインホログラムもしくは軸（アクシヤ
ル）ホログラムと呼ばれる。このようなホログラ
ムは、その中心が軸上になる規則的な輪状または
環状のパターンを有している。この輪帯部分の光
学効果に従つて、同中心の輪帯を有する回折的矯
正装置は、それぞれフレネルゾーンプレート
（FZPs）、フエーズゾーンプレート、キノホルム
レンズ、薄膜レンズ、ホログラフイー光学要素
（HOEs）などと名付けられている。これらの名
称は一般的には製造方法に由来する。回折力に必
要なものは、ある波長と等しい相差を有する光成
分（成分光）の振幅を加えることにより、その光
成分が発生する入射波面とは異なる曲率を有する
新しい連続波面を与えることである。コヒーレン
ト性（干渉性）との光学的用語は、このことが起
こりうる条件を定義するのに使われている。隣接
している輪帯部分間の相差が、装置の口径全体に
わたつて単純な数学的関係を示す時に、成分光の
波が干渉すると言われる。 上記のフレネルゾーンプレートは回折力を持た
ないフレネルレンズと混同してはならない。フレ
ネルレンズは多面体にカツトされた輪帯部分（ゾ
ーン）を有し、それらの間には不規則な同一性を
有する相差がある。これは主として沢山の（たと
えば100付近の）波長である実際の相差を有する
ためであり、従つて対応する残余の相差は製造法
における不規則な不正確さのために０から2πの
間のいかなる数値をもとりうる。レンズ全体にわ
たるいかなる振幅の追加は無意味であり、回折散
乱は発生するにしても、利用可能な回折は発生し
ない。従つてフレネルレンズの能力は各小面にお
ける屈析のみによつて決定され、各小面が対象物
の像を形成する。正確な設計を行なうことによ
り、これらの像は同じ場所に形成され、最終的像
の最終の強度は、構成する像の強度が追加されて
現れる。各小面における回折散乱であるため、た
とえすべての像が完全に重ねられている時でも、
鮮明度がきびしく限定される。 キノホルムレンズのような回折力を有する視力
矯正装置の場合、回折効果が像を形成するのに使
われ、屈析は二儀的となる。各ゾーンの相差は精
度が光の波長の約1/10に等しくなるように注意深
く調整される。このサブミクロン域の精度につい
ての基本的要求があるため、その製造法は、一般
的に光学素子と感光性材料を使用する製造方法、
たとえばホログラフイー、フアブリー・ペロー干
渉計とフオトレジスト材料を走査する方法、写真
材料を使うマスター線画法や写真石板方法、そし
て写真法で作られたマスクを介して食刻される薄
膜を使う方法などに限定される。このような方法
は回折格子をつくるのにも使われており、金属基
板の上にダイヤモンドなどで溝を設けることによ
りつくられた初期の回折格子よりはるかに優れて
いる。 本発明は、レンズを介して伝えられた光の回折
を起こすように配置された複数個の同中心の輪帯
部分からなり、各輪帯部分は、零次の伝導を犠牲
にし、また回折の必要な次数の逆の記号における
伝導を犠牲にして、設定波長の光を主として必要
とされる回折の次数と記号へと導くように光に輪
帯部分の幅方向に非対称の遅延を与え、一方では
該設定波長により置き換えられた他の一方の波長
の光が上記の回折の必要とされる次数と記号に優
先して零次で主として伝えられ、これにより、あ
る距離にある対象物からの該設定波長の光が必要
とされる回折の次数と記号を介して焦点に集めら
れ、そして別の距離にある対象物からの該波長の
光は零次伝導を介して焦点に集められることを特
徴とする回折力を有する二焦点コンタクトレンズ
を提供するものである。 回折の必要とされる次数としては、一次の回折
とすることが都合がよいであろう。 上記の同中心の輪帯部分は表面不連続そして／
または屈析率の変化により規定される。上記の各
輪帯部分を横切る方向に沿つた非対称の遅延は厚
みの変化、または回折率の変化またはその両方に
よりもたらされる。レンズ表面の輪部、好ましく
は裏面の輪部により輪帯部分が規定され、かつ非
対称の遅延がもたらされることが好ましい。この
ように、輪帯部分は特にレンズの表面の階段状部
分段により規定されてもよい。非対称の遅延は階
段状表面の輪部、たとえば三個またはできればそ
れ以上の各輪帯部分を横切る階段状領域により実
現することができる。または輪帯部分を横切る方
向に沿つてなめらかな曲線によりもたらされても
よい。どちらの場合も配置は輪帯部分の幅を横切
る方向に沿つて非対称となる。 レンズの回折力は、レンズの材料とレンズの前
面と裏面の基礎的曲率によりもたらされる屈析力
に追加されてもよい。上述の表面輪部を、基礎的
曲率を効果的に保つように基礎カーブの上に重ね
ることができる。とりわけ、異なる半径の曲率の
近似に適当なサイズの階段状部分とすることによ
りひとつの半径の曲率は不連続にしてもよい。各
輪帯部分を横切る方向に沿つた階段領域がある場
合には、これらの階段領域は基礎カーブの曲率半
径と同じ曲率半径を有することができる。各輪帯
部分を横切る方向に沿つたなだらかなカーブがあ
る場合には基礎カーブの曲率半径と異なる曲率半
径を有するが、輪帯部分の端部の階段状部分のサ
イズは基礎曲率に一般的に一致する表面を与える
ようなサイズであつてもよい。 本発明のレンズは回折力は持つ光学素子（視力
矯正装置の製造）に使われる上述したような技術
により製造できる。しかしなから、光学的にすぐ
れた表面を作る材料切断技術、特に、プラスチツ
ク材料で非球面レンズを製造するために開発され
たコンピユータ制御旋盤により製造することが好
ましい。 本発明の特徴は添付図面と実施例により、数値
をあげた以下の記載により更に理解されるであろ
う。以下の添付図面についての説明は理解をたす
けるためのものである。 第１図はコンタクトレンズを使用している目の
概略図を示す。 第２図と第３図は回折光学素子の同中心の輪帯
部分を概略的に示す。 第４図、第５図および第６図は各回折光学素子
の部分の概略横断面図を示す。 第７図は回折光学素子の設計として階段状の輪
郭からなめらかなカーブの輪郭への変換を示す図
である。 第８図はそれぞれの回折光学素子を通る光の伝
達をグラスに示したものである。 第９図は光学素子に対する異なる厚さの部分の
影響をあらわす図である。 第１０図は本発明に従う二焦点コンタクトレン
ズの一つの実施の態様の表面の軸方向の概略横断
面図である。 第１１図は本発明による二焦点コンタクトレン
ズの二番目の実施の態様の表面の軸方向の概略横
断面図である。 まず第１図について触れると、典型的な大人の
目の角膜の曲率半径は８mmである。従つて、よく
合うコンタクトレンズ２の裏面１の曲率半径はそ
れに近いものである。コンタクトレンズの前面３
の曲率半径は、使用者が必要としている回折力の
矯正〔（＋）20ジオプトリーから（−）20ジオプ
トリーであろう〕の程度により６mmから12mmの範
囲で変わることができる。このようにレンズ２は
レンズの材料（屈析率）と前面３と裏面１の曲率
から与えられる屈析力を有することができる。二
焦点コンタクトレンズの場合、老眼の使用者の視
力調整の衰えを補うために追加の正の力が必要と
される。この力は使用者の要求と残された視力調
整機能により、0.5ジオプトリーから３あるいは
さらに４ジオプトリーの範囲で変わることができ
る。 ここで一般的な説明として２ジオプトリーと考
える。追加の力は回折により与えられ、とくにレ
ンズ２にフエーズゾーンプレートの方法でレンズ
を通過した光を回折するように配置された複数個
または一連の同中心の輪帯部分を設けることによ
り与えられる。 自然の目の瞳孔は近くで見るために、特に読書
のために充分な照明のもとでは４mmより大きくは
ならないので、コンタクトレンズの中心４mmの直
径領域について考えてみる。回折矯正装置は500
mmの焦点距離のために、この中心４mm直径領域の
上に約10の輪帯部分を必要とする。 このような輪帯部分は第２図に示され、そこで
は、各円は輪帯部分の外側の限界部分と次の輪帯
部分の内側の限界部分を規定し、輪帯部分の幅
（すなわち連続する円の半径の差）は等しい領域
の輪帯部分を与えるように外側に減少している。
もしこれらの輪帯部分の各々がそこを通過する光
に同様な影響を与えるように処理されていると、
この光の割合いは、（−）500mm、（−）250mmなど
と同じように250mmや125mmなどで焦点が合わせら
れる。これらの他の焦点は回折格子で発生する回
折と等しい回折の他の次数から生じる。 輪帯部分の最も簡単な処理は各輪帯部分の1/2
を不透明にすることである。第３図は各輪帯部分
の外側半分（領域）を不透明にしてあるところを
示し、第４図は、ゾーンプレートの４番目から７
番目の輪帯部分（ゾーン）を横切る方向の拡大横
断面を表わす。各輪帯部分の内側半分（第４図で
は下側の半分）だけが光を通すようになつてい
る。これらの半分の輪帯部分を通過する光の動き
は各々の透明な半分の輪帯部分の中心点から現わ
れる一連の小さな波の動きにまとめられる。これ
らの小さな波自体は、連続する波面にまとめられ
る。これらの最も簡単なものは第４図（零次伝導
をあらわす）にＡにより示されている。他の波面
は輪帯部分を横切つて、しかし一個またはそれ以
上の波をそれぞれの間にすべらせながら接続する
ことにより形成される。重要なものはＢの印がつ
いている（正の一次の回折をあらわす）もので、
なぜならこれは読書力が与えるのに必要な500mm
の焦点距離をもたらすからである。第４図に見ら
れるように、他の波面が形成され、他の焦点に導
びかれる；正の第二次の回折を表わすＣは（＋）
250mmの焦点を与え、負の第一次の回折を表す
B′は（−）500mmの焦点を与える。等しい透明と
不透明のゾーンプレートにより、250mmにおいて
像Ｃに行くエネルギーは零となる。 多くの成書ではゾーンプレートを半周期の輪帯
部分に分割し、等しい透明と不透明の状態にのみ
適用される数学的処理を与えている。現在のとこ
ろ一般的目的では、Rmはｍ番目の前記輪帯部分
の外側の半径として定義される。これにより下記
の式で特定される波面Ｂの焦点距離（f₁）が与え
られる。 f₁＝１／２・（（Rm）²）／（mλ） 波面B′の焦点距離（f′₁）は次の式により与え
られる。 f′₁＝１／２・（（Rm）²）／（−mλ） 波面Ｃの焦点距離（f₂）は次の式により与えら
れる。 f₂＝１／２・（（Rm）²）／（2mλ） （負の第二次の回折を表わす）波面C′の焦点距
離（f′₂）は次の式により与えられる。 f′₂＝１／２・（（Rm）²）／（−2mλ） 波面Ｄ（正の第三次の回折の代表）の焦点距離
（f₃）は次の式により与えられる。 f₃＝１／２・（（Rm）²）／（3mλ） そして以下は同様である。ただし、λは光の波
長である。 各輪帯部分（ゾーン）内の光の処理により各焦
点に入る光の量が制御される。等しい透明／不透
明の輪帯部分プレートの場合、値は次のようであ
る。

【表】 従つてこれは零次の伝導Ａと正と負両方の第一
次の回折ＢとB′の波面により比較的強い像をつ
くり、同様に、正と負の第三次と第五次の回折
Ｄ，D′，Ｆ，F′の波面により弱い像がつくられ
る。半分の輪帯部分領域の透明、不透明がかわる
がわる処理され、入射光の50％が吸収される。 不透明の領域を、光は通過させるが、小さな波
が通過できる1/2の波長と等しい量により遅れる
領域と置きかえることを考えてみる。これは薄膜
を重ねる技術を利用して伝導する光学材料からな
る非常に薄い層を領域の上に重ねることにより達
成できる。光は隣接する領域の空気を通過するよ
りもゆつくりとこの材料を通過する。各領域にお
ける動きは中心点から出てくる小さな波をもつて
まとめられる。第５図は第４図と同様の横断面図
である。しかしながら、隆起した領域は、第４図
の（零次の伝導の）波面Ａは今度は形成されず
（なぜなら相の遅れた小さな波がはさまれるから
である）、そしてこの像に行くエネルギーがない
ことを意味している。下記の表でわかるように、
ほとんどの光は正と負の最初の次数の回折像Ｂと
B′に行く。

【表】 このように、これは零次の伝導を犠牲にして正
の第一次の回折像Ｂにより多くの光を送るにもか
かわらず、負の第一次の回折像B′にもより多く
の光が送られる。 エネルギーをB′からＢに送るためには、光の
相の遅延に関するに非対称の作用を各輪帯部分内
に有することが必要である。従つて本発明によれ
ば、各輪帯部分の幅を横切る方向に沿つた光の非
対称の遅延がもたらされるので負の第一次の回折
B′を犠牲にして、光が主として正の第一次の回
折波面Ｂに向けられる。これのひとつのアプロー
チは各輪帯部分を、第５図の二個よりもむしろ三
個の等しい領域に分割し、光の相に階段の効果を
配置することである。各輪帯部分内のこれらの階
段の間の相差は、λが光の波長であるとしてλ／
３に等しくなければならない。 この作用は第４図や第５図と同様の横断面図で
ある第６図に示されている。波面形成は複雑すぎ
て描けないが、各像への結果的に生じる強さは次
の式により計算できる。 In＝｛sinπ（ｎ−１＋１／３）／π（ｎ−１＋１
／３）｝² これは次の結果をもたらす。

【表】 もし、階段作用を維持しながら輪帯部分が、第
６図のように三領域のかわりに、四つの領域に分
割されているならば、上の式おける1/3の値が1/4
に変わり、従つて： In＝｛sinπ（ｎ−１＋１／４）／π（ｎ−１＋１
／４）｝² となり次の結果をもたらす。

【表】

【表】 各輪帯部分内のこれらの段の間の相差はλが光
の波長を示すとするとλ／４と等しくなる。 各輪帯部分の幅の相の遅延の階段において階段
の数を増やす作用は利用できるより多くの光を正
の第一次の回折へ送ることである。最終的には階
段はなだらかなカーブになる。各輪帯部分は等し
い領域に分割され、等しい強さと広さを与えなが
ら階段を形成するので、各領域の幅は各輪帯部分
の内側の端から外側の端へ減少している。しかし
ながら、段の〓け上げ〓はそれぞれの場合におい
て同じである。従つてより多くの階段が導入され
れば、全体の形または輪部は曲線になり、直線に
はならない。第７図は六段の領域から連線する線
への遷移をあらわす。後者の場合輪帯部分の端に
おける相の全体の変化は、λを光の波長とすると
λ／４になることがわかる。 前述の説明は単に光の波長に言及しているが可
視できる光の波長は一つの値ではない。人間の目
は、色と呼ばれる波長の範囲を見ることができ、
色のスペクトルは青から緑や黄色を通つて赤に変
わる。青の光の波長は約400ナノメートル（0.4マ
イクロメートル）で、赤の光の波長は約700ナノ
メートル（0.7マイクロメートル）である。上の
表にのせた値を持つように回折レンズを設計する
ことは可能ではあるが、これらの値は光のひとつ
の波長にしか通用できない。このひとつの波長
（普通は設定波長と呼ばれる）は示された可視範
囲内のまたはそれに近いいかなる値でもよいが、
他の波長の光は異なる焦点で異なる強さで像を形
成することがわかるであろう。 仮に、設定波長を400ナノメートルと仮定して、
異なる像へ行く可視スペクトル以上の波長におけ
る光のわり合いを第８図に示す。そこではは等
しい透明／不透明領域の場合（第４図）をあらわ
し、は二つの階段のある透明な領域の場合（第
５図）、は三つの階段のある透明な領域の場合
（第６図）、そしては連続線（なめらかなカー
ブ）の場合（第７図）をあらわす。これらのグラ
フから設定波長と異なる波長を考慮に入れるの
で、等しい透明／不透明ゾーンプレート設定を除
いてすべてのシステムで第一次の回折Ｂ像の強さ
の減少を示す。この減少のほとんどは、無限の焦
点距離を有する零次の伝導Ａ像の強さが増大する
というかたちであらわれる。このように、設定波
長からおきかえられた波長の光は正の第一次回折
よりもむしろ零次において主に伝導される。この
波長の変化の物理的理由は、例えば第５図のよう
に、付加された材料が特殊な波長だけの光に「正
確な」遅延を与えるためである。たとえば波長と
共に屈析率が変化しても、それはごくわずかな変
化である。遅延は波長に比例して屈折率の差と厚
みを乗じることにより与えられる。このように、
0.5の屈折率の差と0.8マイクロメーターの厚さが
同じ厚さの空気と比較して400ナノメートルの遅
延を与え、それが400ナノメートルの波長の青の
光の波長であると、この同じ遅延は700ナノメー
トルの波長の赤い光にとつては0.57波長になる。 異なる波長の光により各像の位置が異なること
に注意することが重要である。波面の各次数の焦
点距離の式は分母に光の波長であるλを含む。従
つて波長が増大すると（赤い光の方へ行くと）焦
点距離は短くなる。しかし、眼は波長と共にその
焦点距離において変化する。眼において効果の値
は正の力の回折レンズの値と反対の意味になる。
従つて400ナノメートルの設定波長において要求
される焦点距離が500mm（２−ジオプトリー）の
第一次の回折Ｂ像にとつて、700nmの赤い光の焦
点距離はわずか285mm（3.5D）である。しかしこ
の1.5Dの変化は（−）1.0Dの同じ波長の差以上
を持つ眼により事実上ゼロにされる。 各輪帯部分の幅を横切る方向に沿つて、三個ま
たはそれ以上の階段のある領域または対応するな
めらかなカーブを有するフエーズゾーン・プレー
トを持つコンタクトレンズは追加における光が主
に青の場合約＋２デイオプトルの追加を与えるこ
とができ、また一方でコンタクトレンズの屈析力
（もしあれば）は屈析異常を矯正し、主に赤に対
して遠くまで見える視力を与える。それ故に、近
くの対象物からの青い光は正の第一次回折を介し
て焦点に集められ、遠くの対象物からの赤い光は
零次の伝導により焦点に集められる。 第６図と第７図に側面を示した輪部に戻ると、
コンタクトレンズの表面はカーブしているが、こ
れらの図は平らな基板に描かれているところを示
しているということを理解すべきである。ここで
は、８mm半径の典型的な裏面のカーブが示されて
いる。必要とされる表面輪部は基礎的曲率を効果
的に維持する方法で基礎カーブ上に重ねることが
できる。表面層が加えられても曲率が変化しない
にもかかわらず、余分な厚みにより、曲率の中心
を変えられるが、同じ半径を保つか、または曲率
半径をほんのわずか短くするだけであると考える
べきであることが理解されるであろう。第９図で
はt′は階段のある領域（又は対応するなめらかな
カーブ）の余分の厚みを示し、R₁とR₂はそれぞ
れの曲率半径を示しており、この第９図はその相
違をあらわす。 仮にフイルム材料の分子を遠くから曲面に投射
することにより追加層の薄膜を積層して厚みを増
加させるとすれば、第９ａ図の描写の方はより正
確となる。しかし仮に余分の厚みが表面全体を、
例えばシングルポイントの点ダイヤモンド回転を
利用して、製造する時に与えられるなら、どちら
の描写も、あるいは２つの混合したものが有効に
なる。厚みの変化（２または３ミクロン）は基礎
的曲率半径（８mm、すなわち8000ミクロン）と比
較して非常に小さいので、その効果に目につくほ
どの違いはない。しかし第７図の最後の場合にな
めらかなカーブを定める時に二者は混乱をおこす
かもしれない。正確な曲線の側面が８mm半径の基
礎カーブに加えられる時、新しい曲率が生成する
ことがわかる。コンタクトレンズの裏面の場合に
は、側面を形成する材料が1.48の屈析率を有して
いるような時には側面のくぼみを満す涙液は屈析
率1.33である。このように屈析率の差Δnは0.15で
ある。それだから、コンタクトレンズの裏面は、
〔−Δn／ｒ〕ジオプトリー（ｒはメートル単位の
曲率半径）で表わされる視力矯正力を有し、これ
は〔−0.15〕／〔８×10^-3〕＝（−）18.75ジオプト
リーになる。これを（−）16.75ジオプトリーに
変化させるのにどんな曲率半径が必要とされるか
を計算することができ、このような変化は２ジオ
プトリーの読む力の増加を与える。この値はほぼ
９mmである。一方では、第７図の側面を８mmの半
径を基礎カーブに追加する効果を計算すると、新
しい表面もまたほぼ９mmの半径のカーブになるこ
とがわかる。フエーズゾーンプレートの概念の違
いは、この新しい曲率が最初の全体の波のゾーン
（輪帯部分）の境界までしか伸びないことである。
その点で、選ばれた設定波長における一つの波長
の相の遅延に等しい表面位置に鋭い変化が可能と
なる。これは、表面を８mm半径のカーブに戻すの
と同じ階段の大きさであることが計算によりわか
る。二番目のゾーンの側面はこの点から出発し、
これも曲率半径がほぼ９mmになる。再びこれは二
番目のゾーンの境界まで外側に進む。この点で、
それは８mm半径の基礎カーブから離れた一つの波
長のサイズとなる。このように、それぞれ９mmの
曲率半径を有する一連のゾーンはゾーンの端によ
り描かれた半径８mmの曲率上にセツトされる。こ
の８mm半径のカーブは各階段の下側の端によつて
も描かれる。この二つの８mm半径のカーブは実際
一つの階段分のサイズ離れている。 フエーズゾーンプレートにおいてと同じ大きさ
の複数個の同中心のゾーンからなり、そのゾーン
は９mmの曲率半径のなめらかなカーブをしたゾー
ン領域５の間の階段４により定められ、階段のサ
イズは、階段の上の端が８mm半径の曲率のカーブ
の上に置かれ、階段の底の端が８mm半径の曲率も
うひとつのカーブの上に置かれるようなサイズで
あることを特徴とする二焦点コンタクトレンズの
裏面の一部を示す第１０図に配置が描かれてい
る。第１０図において、それはスケールを表わし
ているものではなく、効果を誇張するために階段
のサイズはゾーンのサイズよりも大きく拡大され
ている。 第６図に示されているように階段がついた領域
のあるゾーンの場合、曲率半径８mmの値は変わら
ないが、この表面の位置は各階段のところで移動
し、各ゾーンの端で戻される。フエーズゾーンプ
レートにおけるのと同じサイズの複数個の同中心
ゾーンから成り、そのゾーンは階段６により規定
され、各ゾーンは曲率半径８mmの基礎カーブと一
致するようなサイズであることを特徴とする二焦
点コンタクトレンズの裏面の一部を第１１図に示
す。第１０図と同様に第１１図はスケールを表わ
すものではない。この配置で存在するただ一つの
曲率は半径８mmであるが、これは各ゾーンの1/3
で後にさがつているので各ゾーン内の表面は、追
加値にとつて必要とされる９mmの表面に近づく。 従つてこれらの両配置において、たとえ他の曲
率がどの場所にも存在しなくても、一つの半径の
曲率が不連続にできているので。それは異なる半
径のもう一つの曲率に近づく。便利な類推はタイ
ルばりの屋根のそれである。すなわち、一つ一つ
のタイルは定められた角度で傾斜しているが、屋
根全体の傾斜（又はピツケ）は、異なる角度とな
る。このような不連続の配置によりフエーズゾー
ンプレートを組みこんでいるレンズは一つの全体
的表面から二つの曲率を（従つて二つの焦点距離
と焦点力を）効果的に達成することができる。 このような表面を製造するには薄膜積層方法を
採用することができ、特に沢山のレンズを成形す
る型にこの方法を採用することができる。その他
の製造方法としては高性能の旋盤を使つて表面を
直接カツトする方法がある。切断点は普通は一点
のダイヤモンドであり、光学能力のすぐれた表面
を得ることができる。このような旋盤は１ミクロ
ン以内に切断ダイヤモンドを置き、ダイヤモンド
運搬アームの回転の中心を±0.2ミクロン以内の
同じ位置にもどすことができるようなコンピユー
ター制御システムを有する。第１０図からわかる
ように、半径９mmで回転するよう配置された旋盤
は一つの波長の遅延の階段のサイズにより各ゾー
ンの端に移動し二番目のゾーンの端まで９mmの半
径を切り続けることができる。選択的に８mm半径
に切断するように準備された旋盤はレンズ全体に
わたつて曲面を切り、そして同じ半径ではあるが
第１１図で８と９の印のついたやや深い位置に切
断するために戻るように使用することができる。 前述したように、得られるレンズの表面は規則
的な一連の関連しているサイズの不連続な階段に
より中断されているなめらかな曲面（カーブ）で
ある。なめらかなカーブの曲率は二焦点作用の一
つの焦点を決定し、規則的な一連の階段は二焦点
作用のもう一つの焦点を決定する。これらの焦点
に行く利用できる光の割合は階段のサイズにより
決定される。 各ゾーンまたは階段のいずれかは設定波長にお
いて一つの波長（又は一つの波長の倍数）の遅延
に等しい量だけ移すことができる。この目的は入
射光の波長が変化するので、二つの像の間の強さ
の転換率に影響を与えるためである。従つて、例
えば、二番目のゾーンは一つの波長により隆起さ
せることができ、また三番目や四番目もまたそう
である。設定波長においてフエーズゾーンプレー
トの作用は一つの、または１の倍数の波長の移動
を許さないことである。 特に上に述べたように、回折力はコンタクトレ
ンズの裏面上の、すなわち、表面レリーフホログ
ラム上の一連の丸い丘（又は谷）により与えられ
る。表面レリーフホログラムは、代わりにコンタ
クトレンズの全面にあることもできることが理解
されるであろう。さらに、回折力は表面レリーフ
又は厚みの変化のかわりに屈析率により与えるこ
とができることも理解されるであろう。どの場合
でも変化は各ゾーンの幅を横切る方向の光の必要
とされる非対称の遅延をもたらすようなものでな
ければならない。さらに、コンタクトレンズはレ
ンズの材料やレンズの表面の基礎的曲率から生じ
る屈析力を有すると述べたが、コンタクトレンズ
はその視力矯正力が完全に回折であるようにゼロ
の屈析力を有することもできる。またさらに、前
述したように、その設定波長の光が主にむけられ
ている一つの記号（正として述べられている）へ
回折の次数が好ましくは第一次であるにもかかわ
らず、その他の次数でも、その次数の回折の記号
の方へ設定波長の光が主に向くように適切に設定
されているレンズに使用することができる。上記
の400ナノメートルの設定波長（青い光）は零次
で主に伝えられる700ナノメートルの波長（赤い
光）から巧妙に置き換えられる特に好ましい設定
波長であるが、それは例としてあげたものであ
り、その他の設定波長も使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はコンタクトレンズを使用している目の
概略図を示す。第２図と第３図は回折光学素子の
同中心の輪帯部分を概略的に示す。第４図、第５
図および第６図は各回折光学素子の部分の概略横
断面図を示す。第７図は回折光学素子の設定とし
て階階段状の輪郭からなめらかなカーブの輪郭へ
の変換を示す図である。第８図はそれぞれの回折
光学素子を通る光の伝達をグラフに示したもので
ある。第９図は光学素子に対する異なる厚さの部
分の影響をあらわす図である。第１０図は本発明
に従う二焦点コンタクトレンズの一つの実施の態
様の表面の軸方向の概略横断面図である。第１１
図は本発明による二焦点コンタクトレンズの二番
目の実施の態様の表面の軸方向の概略横断面図で
ある。 １……コンタクトレンズの裏面、２……コンタ
クトレンズ、３……コンタクトレンズの前面、６
……階段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レンズを介して伝えられた光の回折を起こす
   ように配置された複数個の同中心の輪帯部分から
   なり、各輪帯部分は、零次の伝導を犠牲にし、ま
   た回折の必要な次数の逆の記号における伝導を犠
   牲にして、設定波長の光を主として必要とされる
   回折の次数と記号へと導くように光に輪帯部分の
   幅方向に非対称の遅延を与え、一方では該設定波
   長により置き換えられた他の一方の波長の光が上
   記の回折の必要とされる次数と記号に優先して零
   次で主として伝えられ、これにより、ある距離に
   ある対象物からの該設定波長の光が必要とされる
   回折の次数と記号によつて焦点に集められ、そし
   て別の距離にある対象物からの該波長の光は零次
   伝導によつて焦点に集められることを特徴とする
   回折力を有する二焦点コンタクトレンズ。 ２ 上記の必要とされる回折の次数が一次の回折
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   よるレンズ。 ３ レンズ表面の輪郭により輪帯部分が規定さ
   れ、かつ非対称の遅延がもたらされることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項による
   レンズ。 ４ レンズの裏面の輪郭により輪帯部分が規定さ
   れ、かつ非対称の遅延がもたらされるることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項によるレンズ。 ５ レンズ表面にある階段形状により輪帯部分が
   規定されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項から第４項のいずれかによるレンズ。 ６ 非対称の遅延が、各輪帯部分を横切る階段状
   の領域を有する階段状表面の輪郭によりもたらさ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第５項のいずれかによるレンズ。 ７ 非対称の遅延が、各輪帯部分を横切るなめら
   かなカーブによりもたらされることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第５項のいずれかによ
   るレンズ。 ８ 回折力が、レンズの材料とレンズの前面と裏
   面の基礎的曲率によりもたらされる屈析力に付加
   的されているものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項から第７項のいずれかによるレン
   ズ。 ９ 表面の輪部が、基礎的曲率を効果的に保持す
   るように基礎カーブの上に重ねられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第８項と第３項から第
   ７項のいずれかによるレンズ。 １０ 各輪帯部分を横切る階段状領域のそれぞれ
   が基礎カーブの曲率半径と同じ曲率半径を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第９項と第６項
   によるレンズ。 １１ 各輪帯部分を横切るなめらかなカーブが基
   礎カーブの曲率半径とは異なる曲率半径を持つ
   が、輪帯部分の端部の階段部のサイズは基礎的曲
   率に一般的に一致する表面を与えるようなサイズ
   であることを特徴とする特許請求の範囲第９項と
   第７項によるレンズ。 １２ カツトにより製造された表面輪部を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１
   １項によるレンズ。 １３ コンピユーター制御旋盤よりカツトされた
   表面輪郭を有する特許請求の範囲第１２項による
   レンズ。