JPWO2013118177A1 - Diffractive multifocal ophthalmic lens and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

回折型の眼用レンズにおいて、要求される多焦点眼用レンズとしての基本的光学特性を確保しつつ像面の回折光の振幅分布を容易に調節して、回折レンズの光学特性をチューニングすることができる、新規な回折構造の設計工程を含む回折型多焦点眼用レンズの製造方法を提供すること。また、回折光によるハロ低減効果が発揮される、新規で設計が容易な回折構造を備えた回折型多焦点眼用レンズを提供すること。同心円状の複数のゾーンを有する回折構造が形成された回折型多焦点眼用レンズにおいて、各ゾーンがブレーズ形の位相関数を有していると共に、各ゾーンにおいて下式で表される関数gn(ρ)が、複数の該ゾーン間において頂点と節と極値の何れかで相互に一致するようにした。gn(ρ)=Sinc((φn−φn-1)/2−k(rn−rn-1)ρ/2f)In diffractive ophthalmic lenses, the optical characteristics of the diffractive lens can be tuned by easily adjusting the amplitude distribution of the diffracted light on the image plane while ensuring the basic optical characteristics required for a multifocal ophthalmic lens. A method for manufacturing a diffractive multifocal ophthalmic lens including a design process of a novel diffractive structure that can be performed. Moreover, the present invention provides a diffractive multifocal ophthalmic lens having a new and easy-to-design diffractive structure that exhibits a halo reduction effect by diffracted light. In a diffractive multifocal ophthalmic lens in which a diffractive structure having a plurality of concentric zones is formed, each zone has a blazed phase function, and each zone has a function gn ( ρ) is made to coincide with each other in any one of the vertex, the node, and the extreme value between the plurality of zones. gn (ρ) = Sinc ((φn−φn−1) / 2−k (rn−rn−1) ρ / 2f)

Description

本発明は、人眼に用いられて人眼光学系への矯正作用等を発揮するコンタクトレンズや眼内レンズなどの眼用レンズに係り、特に新規な構造の回折構造を備えた多焦点眼用レンズとその製造方法に関する。   The present invention relates to an ophthalmic lens such as a contact lens or an intraocular lens that is used for the human eye and exhibits a correction action on a human eye optical system, and more particularly for a multifocal eye having a diffractive structure having a novel structure. The present invention relates to a lens and a manufacturing method thereof.

従来から、人眼の光学系における屈折異常の矯正用光学素子や水晶体摘出後の代替光学素子などとして、眼用レンズが用いられている。そのなかでも、人眼に装着して用いられるコンタクトレンズや、人眼に挿入して用いられる眼内レンズは、人眼に直接に用いられて大きな視野を提供すると共に、見え方の違和感を軽減できることから、広く利用されている。   Conventionally, an ophthalmic lens has been used as an optical element for correcting refractive error in an optical system of the human eye, an alternative optical element after extracting a crystalline lens, or the like. Among them, contact lenses that are used by being attached to the human eye and intraocular lenses that are used by being inserted into the human eye are used directly by the human eye to provide a large field of view and reduce the sense of discomfort. Widely used because it can.

ところで近年では老眼年齢に達した人達においても継続してコンタクトレンズを使用する人が増えている。かかる老眼となった人は焦点の調節機能が低下しているため、近くのものにピントが合わせにくいという症状が現れる。よってかかる老眼患者に対しては近くのものにも焦点を合わすことができる多焦点コンタクトレンズが必要となる。また白内障手術を施術された患者においては調整機能を司る水晶体が除去されるため、その代替としての眼内レンズを挿入しても近方が見づらいという症状が残る。かかる眼内レンズにおいても複数の焦点を有する多焦点機能を有することが必要となっている。このように近年の高齢者社会を反映して多焦点眼用レンズの必要性は非常に高まっている。   Incidentally, in recent years, an increasing number of people who have reached presbyopia age continue to use contact lenses. The person with such presbyopia has a reduced focus adjustment function, so that a symptom that it is difficult to focus on a nearby object appears. Thus, for such presbyopic patients, a multifocal contact lens that can focus on nearby objects is required. Further, in patients who have undergone cataract surgery, the crystalline lens that controls the adjustment function is removed, so that the symptom that it is difficult to see the vicinity remains even if an intraocular lens is inserted as an alternative. Such intraocular lenses are also required to have a multifocal function having a plurality of focal points. Thus, the need for a multifocal ophthalmic lens is greatly increased reflecting the recent elderly society.

かかる多焦点眼用レンズを実現する方法としては、屈折原理に基づき複数の焦点を形成する屈折型多焦点眼用レンズと、回折原理に基づき複数の焦点を形成する回折型多焦点眼用レンズの例が知られている。   As a method for realizing such a multifocal ophthalmic lens, there are a refractive multifocal ophthalmic lens that forms a plurality of focal points based on the refraction principle, and a diffractive multifocal ophthalmic lens that forms a plurality of focal points based on the diffraction principle. Examples are known.

後者の回折型の眼用レンズにおいては、レンズの光学部に同心円状に複数形成された回折構造を備えており、かかる複数の回折構造(ゾーン)を通過した光波の相互干渉作用によって焦点を与えるものである。それ故、屈折率の相違する境界面からなる屈折面での光波の屈折作用によって焦点を与える屈折型レンズに比して、レンズ厚さの増大を抑えつつ大きなレンズ度数を設定することが出来る等の利点がある。   The latter diffractive type ophthalmic lens has a plurality of concentric diffractive structures formed in the optical part of the lens, and is focused by the mutual interference of light waves that have passed through the diffractive structures (zones). Is. Therefore, it is possible to set a large lens power while suppressing an increase in the lens thickness as compared with a refractive lens that focuses by the refracting action of a light wave on a refracting surface composed of a boundary surface having a different refractive index. There are advantages.

一般に回折型多焦点レンズは、フレネル間隔というある規則に従いレンズ中心から周辺に向うにつれて回折ゾーンの間隔が徐々に小さくなった回折構造を有するものであり、かかる構造から生成する0次回折光と1次回折光を利用して多焦点とするものである。通常は、0次回折光を遠方視用の焦点とし、+1次回折光を近方視用の焦点とする。かかる回折光の分配によって遠近用の焦点を有するバイフォーカルレンズとすることができる。   In general, a diffractive multifocal lens has a diffractive structure in which the distance between diffraction zones gradually decreases from the center of the lens toward the periphery in accordance with a certain rule called Fresnel spacing. Multi-focality is achieved using origami. Usually, the 0th-order diffracted light is used as a focal point for far vision, and the + 1st-order diffracted light is used as a focal point for near vision. By the distribution of the diffracted light, a bifocal lens having a focal point for near and near can be obtained.

ところが、回折型の眼用レンズでは、夜間の遠方の光源を目視した場合に光源の周りに帯状、あるいはリング状の暈が発生しやすいという問題点がある。この暈のことを通常ハロと呼んでおり、特に遠方の街灯や自動車のヘッドライトなどの点状の光源に対して発生しやすく、眼用レンズの夜間の使用時における見え方の低下を招くという問題点がある。ハロは、多焦点レンズ、特に同時視型と呼ばれる多焦点レンズの結像特性を反映した現象の一つで、その成因に関して以下のように説明される。   However, the diffractive ophthalmic lens has a problem that band-like or ring-shaped wrinkles are likely to occur around the light source when a distant light source is viewed at night. This moth is usually called a halo, and is particularly likely to occur for point-like light sources such as distant street lights and automobile headlights, and causes a loss of visibility when the ophthalmic lens is used at night. There is a problem. Halo is one of the phenomena reflecting the imaging characteristics of a multifocal lens, particularly a multifocal lens called a simultaneous vision type, and its cause is explained as follows.

収差のない理想的な単焦点レンズでは、遠方からの光はレンズを通過し定められた焦点位置で光の振幅が最大限強め合うようにして結像する(図58(a))。その際、焦点位置での像面の強度分布は、像面中心に主たるピークが、その周辺にはエアリー半径で規定される極めて小さなサイドローブが存在するのみのシンプルな強度分布となる(図58(b)(c):(c)は(b)の拡大図である)。したがって単焦点レンズで遠方の光源を見た際はかかる強度分布を反映したハロのない像を与える(図58(d))。   With an ideal single focus lens having no aberration, light from a far distance passes through the lens and forms an image so that the amplitude of the light is strengthened to the maximum at a predetermined focal position (FIG. 58 (a)). At that time, the intensity distribution of the image plane at the focal position is a simple intensity distribution in which the main peak at the center of the image plane exists and there are very small side lobes defined by the Airy radius in the vicinity (FIG. 58). (B) (c): (c) is an enlarged view of (b)). Therefore, when a distant light source is viewed with a single focus lens, a halo-free image reflecting such intensity distribution is given (FIG. 58 (d)).

一方、たとえば遠近の2焦点を有する回折型多焦点レンズでは、遠方からやってくる光は遠方焦点位置で光の振幅が最大限強め合って結像するとともに、近方焦点位置でも振幅が強め合うように設計されている。遠方からの光は遠方焦点の像面中心に主ピークを形成するが、近方焦点位置で強め合った光は、その後拡散して遠方焦点の像面位置に到達することとなる(図59(a))。一見すると遠方焦点の像面では図59(b)に示すようにかかる遠方焦点を形成する主ピークしか存在しないように見えるが、拡大すると図59(c)のように主ピークの周りに小ピーク群が存在していることが分かる。これは、前記したように近方結像用の光の成分が一種の迷光となって遠方焦点像面に紛れ込むこととなり、形成されたものである。このように小ピーク群の強度は主ピークの強度と比較すると極めて小さなものであるが、夜間という背景が暗い環境においては微弱な強度の光でも目立ちやすくなること、さらには人の眼の感度の高さと相まって網膜に感知されることとなり、ハロとして認識されるのである(図59(d))。   On the other hand, for example, in a diffractive multifocal lens having two near and far focal points, light coming from a distance forms an image with the maximum intensity of light at the far focus position, and the amplitude also increases at the near focus position. Designed. The light from the far side forms a main peak at the center of the image plane at the far focus, but the light strengthened at the near focus position is then diffused and reaches the image plane position at the far focus (FIG. 59 ( a)). At first glance, it appears that there is only a main peak that forms such a far focus as shown in FIG. 59 (b) on the image surface of the far focus, but when enlarged, a small peak around the main peak as shown in FIG. 59 (c). It can be seen that a group exists. As described above, this is formed because the component of the light for near-field imaging becomes a kind of stray light and is mixed into the far-focus image plane. In this way, the intensity of the small peak group is extremely small compared to the intensity of the main peak, but in the environment where the background is dark at night, it is easy to stand out even with weak light, and further the sensitivity of the human eye Coupled with the height, it is sensed by the retina and is recognized as a halo (FIG. 59 (d)).

いくつかの先行文献では回折型多焦点眼用レンズのハロの問題を取り上げ、その解決案を提示している。例えば、特開2007−181726(特許文献1)では、グレア、ハロを解消するために青色及び/または近UV光を遮断又は透過量を低下させた多焦点眼用レンズの例が開示されている。かかる先行文献では、ハロ、グレアの成因として散乱による影響を考えており、散乱されやすい短波長の光の透過を妨げることによってグレア、ハロを低減できるとしている。しかし、ハロに関しては散乱による寄与よりも近方焦点を生成するための光の本質的な挙動によるところが大きく、補助的な効果は期待できても本質的な解決にはなっていない。   Some prior literature addresses the halo problem of diffractive multifocal ophthalmic lenses and presents solutions. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-181726 (Patent Document 1) discloses an example of a multifocal ophthalmic lens in which blue and / or near UV light is blocked or the amount of transmission is reduced in order to eliminate glare and halo. . In this prior document, the influence of scattering is considered as a cause of halo and glare, and glare and halo can be reduced by preventing transmission of light having a short wavelength that is easily scattered. However, with regard to halo, it is largely due to the intrinsic behavior of light to produce a near focus rather than the contribution due to scattering, and although an auxiliary effect can be expected, it is not an essential solution.

特開2007−181726号公報JP 2007-181726 A

ここにおいて、本発明は上述の如き事情を背景として為されたものであり、その解決課題とするところは、回折型の眼用レンズにおいて、要求される多焦点眼用レンズとしての基本的光学特性を確保しつつ像面の回折光の振幅分布を容易に調節して、回折レンズの光学特性をチューニングすることができる、新規な回折構造の設計工程を含む回折型多焦点眼用レンズの製造方法を提供することにある。   Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is a fundamental optical characteristic as a required multifocal ophthalmic lens in a diffractive ophthalmic lens. Method of manufacturing a diffractive multifocal ophthalmic lens including a design process of a new diffractive structure, which can easily adjust the amplitude distribution of the diffracted light on the image plane and tune the optical characteristics of the diffractive lens Is to provide.

また、本発明は、回折光によるハロ低減効果が発揮される、新規で設計が容易な回折構造を備えた回折型多焦点眼用レンズを提供することも、目的とする。   It is another object of the present invention to provide a diffractive multifocal ophthalmic lens having a novel and easy-to-design diffractive structure that exhibits a halo reduction effect by diffracted light.

以下、前述の如き課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention made to solve the above-described problems will be described. In addition, the component employ | adopted in each aspect as described below is employable by arbitrary combinations as much as possible.

すなわち、本発明の第1の態様は、同心円状の複数のゾーンを有する回折構造が形成された回折型多焦点眼用レンズにおいて、前記各ゾーンがブレーズ形の位相関数を有していると共に、該各ゾーンにおいて下式で表される関数gn(ρ)が、複数の該ゾーン間において頂点と節と極値の何れかで相互に一致しているものである。
That is, according to the first aspect of the present invention, in the diffractive multifocal ophthalmic lens in which a diffractive structure having a plurality of concentric zones is formed, each zone has a blazed phase function, In each zone, the function g n (ρ) expressed by the following formula is mutually coincident among the plurality of zones at any one of the vertex, the node, and the extreme value.

本態様によれば、各ゾーンにおいて上式で表される関数gn(ρ)が、複数のゾーン間において頂点と節と極値の何れかで相互に一致している。かかる関数gn(ρ)は、後述するように、各ゾーンからの0次回折光の焦点像面における振幅分布の包絡線を表す。それ故、複数のゾーンに対する包絡線(関数gn(ρ))を、焦点像面の所定領域において、略揃えることが出来て、結果として、複数のゾーンに対する振幅分布全体の広がりを抑えることが出来るのである。また、回折型レンズにおける公知の課題であるハロは、焦点像面の振幅分布に基づく強度分布(光エネルギー分布)の大きさに比例してあらわれると考えられることから、ハロの広がりを抑えることが出来、見え方のクオリティを改善することも可能となるのである。According to this aspect, the function g n (ρ) expressed by the above equation in each zone is mutually coincident between a plurality of zones at any one of a vertex, a node, and an extreme value. The function g n (ρ) represents the envelope of the amplitude distribution on the focal image plane of the 0th-order diffracted light from each zone, as will be described later. Therefore, the envelopes (function g n (ρ)) for a plurality of zones can be substantially aligned in a predetermined region of the focal image plane, and as a result, the spread of the entire amplitude distribution for the plurality of zones can be suppressed. It can be done. In addition, halo, which is a known problem in diffractive lenses, is considered to appear in proportion to the intensity distribution (light energy distribution) based on the amplitude distribution of the focal image plane. It is possible to improve the quality of appearance.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、前記回折構造が、複数の前記ゾーンが下式を満足する領域を有しているものである。
According to a second aspect of the present invention, in the diffractive multifocal ophthalmic lens described in the first aspect, the diffractive structure has a region where a plurality of the zones satisfy the following formula. .

本態様によれば、第1の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、回折構造が、複数のゾーンが上式を満足する領域を有している。これにより、関数gn(ρ)が、複数のゾーン間において頂点で相互に一致するようにできる。従って、第1の態様と同様に、複数のゾーンに対する包絡線(関数gn(ρ))全体の広がりを抑えることが出来るようになることから、ハロの広がりを抑えることが出来るようになり、ひいては見え方のクオリティを改善することが出来るのである。According to this aspect, in the diffractive multifocal ophthalmic lens described in the first aspect, the diffractive structure has a region where a plurality of zones satisfy the above formula. As a result, the functions g n (ρ) can coincide with each other at the vertices between a plurality of zones. Accordingly, as in the first embodiment, since the spread of the entire envelope (function g n (ρ)) for a plurality of zones can be suppressed, the spread of halo can be suppressed, As a result, the quality of appearance can be improved.

本発明の第3の態様は、第1の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、前記回折構造が、複数の前記ゾーンが下式を満足する領域を有しているものである。
According to a third aspect of the present invention, in the diffractive multifocal ophthalmic lens described in the first aspect, the diffractive structure has a region where the plurality of zones satisfy the following formula. .

本態様によれば、第1の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、回折構造が、複数のゾーンが上式を満足する領域を有している。これにより、関数gn(ρ)が、複数のゾーン間において節で相互に一致するようにできる。従って、第1の態様と同様に、複数のゾーンに対する包絡線(関数gn(ρ))全体の広がりを抑えることが出来るようになることから、ハロの広がりを抑えることが出来るようになり、ひいては見え方のクオリティを改善することが出来るのである。According to this aspect, in the diffractive multifocal ophthalmic lens described in the first aspect, the diffractive structure has a region where a plurality of zones satisfy the above formula. As a result, the functions g n (ρ) can be made to coincide with each other in the nodes between the plurality of zones. Accordingly, as in the first embodiment, since the spread of the entire envelope (function g n (ρ)) for a plurality of zones can be suppressed, the spread of halo can be suppressed, As a result, the quality of appearance can be improved.

本発明の第4の態様は、第1の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、前記回折構造が、複数の前記ゾーンが下式を満足する領域を有しているものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the diffractive multifocal ophthalmic lens described in the first aspect, the diffractive structure has a region where a plurality of the zones satisfy the following expression. .

本態様によれば、第1の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、回折構造が、複数のゾーンが上式を満足する領域を有している。これにより、関数gn(ρ)が、複数のゾーン間において極値で相互に一致するようにできる。従って、第1の態様と同様に、複数のゾーンに対する包絡線(関数gn(ρ))全体の広がりを抑えることが出来るようになることから、ハロの広がりを抑えることが出来るようになり、ひいては見え方のクオリティを改善することが出来るのである。According to this aspect, in the diffractive multifocal ophthalmic lens described in the first aspect, the diffractive structure has a region where a plurality of zones satisfy the above formula. As a result, the functions g n (ρ) can coincide with each other in extreme values between a plurality of zones. Accordingly, as in the first embodiment, since the spread of the entire envelope (function g n (ρ)) for a plurality of zones can be suppressed, the spread of halo can be suppressed, As a result, the quality of appearance can be improved.

本発明の第5の態様は、第1〜第4の何れか1つの態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、前記回折構造の0次回折光により遠方視用焦点が設定されていると共に、該回折構造の+1次回折光により近方視用焦点が設定されているものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the diffractive multifocal ophthalmic lens described in any one of the first to fourth aspects, a far vision focus is set by the 0th-order diffracted light of the diffractive structure. At the same time, the near vision focus is set by the + 1st order diffracted light of the diffractive structure.

本態様によれば、回折構造の0次回折光により遠方視用焦点が設定されていると共に、回折構造の+1次回折光により近方視用焦点が設定されている。これにより、1つの眼用レンズで遠方および近方の両方に対応することが出来、遠近両用の多焦点眼用レンズとして利用できる。   According to this aspect, the far vision focus is set by the 0th order diffracted light of the diffractive structure, and the near vision focus is set by the + 1st order diffracted light of the diffractive structure. Thereby, it is possible to deal with both far and near with one ophthalmic lens, and it can be used as a multifocal ophthalmic lens for both far and near.

本発明の第6の態様は、回折型多焦点眼用レンズの製造方法において、同心円状の複数のゾーンを有する回折構造が形成された回折型多焦点眼用レンズを製造するに際して、前記各ゾーンの位相関数をブレーズ形として、目標とする回折光の焦点位置を設定する工程と、該各ゾーンにおいて下式で表される関数gn(ρ)を求める工程と、前記各ゾーンにおける前記関数gn(ρ)が、複数の該ゾーン間において一致点を設定して前記ブレーズ形状を決定する工程とを、含むものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a diffractive multifocal ophthalmic lens, when manufacturing a diffractive multifocal ophthalmic lens in which a diffractive structure having a plurality of concentric zones is formed, The target function of the diffracted light is set as a blazed phase function, the function g n (ρ) represented by the following equation is obtained in each zone, and the function g in each zone n (ρ) includes the step of determining the blaze shape by setting coincidence points between the plurality of zones.

本態様によれば、各ゾーンにおける関数gn(ρ)について、複数のゾーン間で一致点を設定してブレーズ形状を決定する工程とを、含んでいる。これにより、第1の態様と同様に、複数のゾーンに対する0次焦点像面の振幅分布の包絡線(関数gn(ρ))を揃えることが出来るようになる、すなわち、複数のゾーンに対する包絡線全体の広がりを抑えることが出来るようになるのである。回折型レンズにおける公知の課題であるハロは振幅分布に基づく強度分布に比例してあらわれることから、ハロの広がりを抑えることが出来、見え方のクオリティを改善することが出来るのである。According to this aspect, for the function g n (ρ) in each zone, the step of setting the coincidence point between the plurality of zones and determining the blaze shape is included. As a result, the envelope (function g n (ρ)) of the amplitude distribution of the zeroth-order focal image plane for a plurality of zones can be made uniform as in the first mode, that is, the envelopes for a plurality of zones. The spread of the entire line can be suppressed. Since halo, which is a known problem in diffractive lenses, appears in proportion to the intensity distribution based on the amplitude distribution, the spread of the halo can be suppressed, and the quality of appearance can be improved.

本発明の第7の態様は、第6の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズの製造方法において、前記一致点が、複数の前記ゾーン間において頂点と節と極値の何れかに設定されているものである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a diffractive multifocal ophthalmic lens described in the sixth aspect, the coincidence point is one of a vertex, a node, and an extreme value between the plurality of zones. It is set.

本態様によれば、前記一致点が、複数のゾーン間において頂点と節と極値の何れかに設定されている。これにより、より確実に、複数のゾーンに対する0次焦点像面の振幅分布の包絡線(関数gn(ρ))を揃えることが出来るようになる、すなわち、複数のゾーンに対する包絡線全体の広がりを抑えることが出来るようになるのである。回折型レンズにおける公知の課題であるハロは振幅分布に基づく強度分布に比例してあらわれることから、ハロの広がりを抑えることが出来、見え方のクオリティを改善することが出来るのである。According to this aspect, the coincidence point is set to one of a vertex, a node, and an extreme value between a plurality of zones. As a result, the envelope (function g n (ρ)) of the amplitude distribution of the zero-order focal image plane for a plurality of zones can be more reliably aligned, that is, the spread of the entire envelope for the plurality of zones. Can be suppressed. Since halo, which is a known problem in diffractive lenses, appears in proportion to the intensity distribution based on the amplitude distribution, the spread of the halo can be suppressed, and the quality of appearance can be improved.

本発明の回折型眼用レンズによれば、関数gn(ρ)が複数のゾーン間において頂点と節と極値の何れかで相互に一致している。これにより、複数のゾーンに対する0次焦点像面の振幅分布の包絡線(関数gn(ρ))を揃えることが出来るようになる、すなわち、複数のゾーンに対する振幅分布全体の広がりを抑えることが出来る。回折型レンズにおける公知の課題であるハロは振幅分布に基づく強度分布に比例してあらわれることから、ハロの広がりを抑えることが出来、見え方のクオリティを改善することが出来る。According to the diffractive ophthalmic lens of the present invention, the functions g n (ρ) coincide with each other in any one of a vertex, a node, and an extreme value between a plurality of zones. This makes it possible to align the envelopes (function g n (ρ)) of the amplitude distribution of the zeroth-order focal image plane for a plurality of zones, that is, to suppress the spread of the entire amplitude distribution for the plurality of zones. I can do it. Since the halo, which is a known problem in the diffractive lens, appears in proportion to the intensity distribution based on the amplitude distribution, it is possible to suppress the spread of the halo and improve the quality of appearance.

本発明の第一の実施形態としてのコンタクトレンズを示す裏面モデル図。The back surface model figure which shows the contact lens as 1st embodiment of this invention. 図1のII−II断面に相当する、同コンタクトレンズの断面モデル図。FIG. 2 is a cross-sectional model view of the contact lens corresponding to the II-II cross section of FIG. 1. 図1に示すコンタクトレンズの裏面に形成されたブレーズ形状を説明するための断面モデル図。Sectional model for demonstrating the blaze shape formed in the back surface of the contact lens shown in FIG. 本発明の第一の実施形態の位相プロファイル。The phase profile of 1st embodiment of this invention. 比較例の位相プロファイル。The phase profile of a comparative example. 回折レンズにおけるハロの発生機構のモデルの説明図。Explanatory drawing of the model of the generation mechanism of the halo in a diffraction lens. ハロの原因となる光の振幅分布を各関数に分割して見たもの。A view of the amplitude distribution of light that causes halos divided into functions. 比較例のSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function of a comparative example. 本実施形態におけるSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function in this embodiment. 本実施形態における0次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。The comparison figure with the comparative example of the simulation result of the intensity distribution in the focus image plane of the 0th-order diffracted light in this embodiment. 本実施形態におけるハロの実写写真の比較例との比較図。The comparison figure with the comparative example of the real photograph of halo in this embodiment. 本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution on the optical axis in this embodiment. 本発明の第二の実施形態と比較例の位相プロファイル。The phase profile of 2nd embodiment of this invention and a comparative example. 本実施形態におけるSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function in this embodiment. 本実施形態における0次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。The comparison figure with the comparative example of the simulation result of the intensity distribution in the focus image plane of the 0th-order diffracted light in this embodiment. 本実施形態におけるハロの実写写真。A photograph of a photograph of a halo in this embodiment. 本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution on the optical axis in this embodiment. 本発明の第三の実施形態と比較例の位相プロファイル。The phase profile of 3rd embodiment of this invention and a comparative example. 本実施形態と比較例のSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function of this embodiment and a comparative example. 本実施形態と比較例の0次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution in the focus image plane of the 0th-order diffracted light of this embodiment and a comparative example. 本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution on the optical axis in this embodiment. 本発明の第四の実施形態と比較例の位相プロファイル。The phase profile of 4th embodiment of this invention and a comparative example. 本実施形態におけるSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function in this embodiment. 本実施形態と比較例の0次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution in the focus image plane of the 0th-order diffracted light of this embodiment and a comparative example. 本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution on the optical axis in this embodiment. 本発明の第五の実施形態と比較例の位相プロファイル。The phase profile of 5th embodiment of this invention and a comparative example. 本実施形態におけるSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function in this embodiment. 本実施形態と比較例の0次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution in the focus image plane of the 0th-order diffracted light of this embodiment and a comparative example. 本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution on the optical axis in this embodiment. 本発明の第六の実施形態と比較例の位相プロファイル。The phase profile of 6th embodiment of this invention and a comparative example. 本実施形態と比較例のSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function of this embodiment and a comparative example. 本実施形態と比較例の0次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution in the focus image plane of the 0th-order diffracted light of this embodiment and a comparative example. 本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution on the optical axis in this embodiment. 本発明の第一の実施形態の変形例1の位相プロファイル。The phase profile of the modification 1 of 1st embodiment of this invention. 本実施形態におけるSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function in this embodiment. 本実施形態における0次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution in the focus image plane of the 0th-order diffracted light in this embodiment. 本実施形態におけるハロの実写写真。A photograph of a photograph of a halo in this embodiment. 本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution on the optical axis in this embodiment. 本発明の第一の実施形態の変形例2の位相プロファイル。The phase profile of the modification 2 of 1st embodiment of this invention. 本実施形態におけるSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function in this embodiment. 本実施形態における0次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution in the focus image plane of the 0th-order diffracted light in this embodiment. 本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution on the optical axis in this embodiment. 本発明の第一の実施形態の変形例3の位相プロファイル。The phase profile of the modification 3 of 1st embodiment of this invention. 本実施形態におけるSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function in this embodiment. 本実施形態における0次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution in the focus image plane of the 0th-order diffracted light in this embodiment. 本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution on the optical axis in this embodiment. 本発明の第二の実施形態の変形例1と比較例の位相プロファイル。The phase profile of the modification 1 and comparative example of 2nd embodiment of this invention. 本実施形態と比較例のSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function of this embodiment and a comparative example. 本実施形態と比較例の0次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution in the focus image plane of the 0th-order diffracted light of this embodiment and a comparative example. 本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution on the optical axis in this embodiment. 本発明の第二の実施形態の変形例2と比較例の位相プロファイル。The phase profile of the modification 2 and comparative example of 2nd embodiment of this invention. 本実施形態におけるSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function in this embodiment. 本実施形態と比較例の0次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution in the focus image plane of the 0th-order diffracted light of this embodiment and a comparative example. 本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution on the optical axis in this embodiment. 本発明の第三の実施形態の変形例1と比較例の位相プロファイル。The phase profile of the modification 1 and comparative example of 3rd embodiment of this invention. 本実施形態と比較例のSinc関数の振舞いを表すグラフ。The graph showing the behavior of the Sinc function of this embodiment and a comparative example. 本実施形態と比較例の0次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution in the focus image plane of the 0th-order diffracted light of this embodiment and a comparative example. 本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。The simulation result of the intensity distribution on the optical axis in this embodiment. 単焦点レンズの結像特性に関する説明図。Explanatory drawing regarding the imaging characteristic of a single focus lens. 回折レンズにおけるハロの発生に関する説明図。Explanatory drawing regarding generation | occurrence | production of the halo in a diffraction lens. 位相プロファイルを説明する概念図。The conceptual diagram explaining a phase profile. ブレーズ型の位相プロファイルを説明する図。The figure explaining a blaze | braze type | mold phase profile. 位相関数に位相ずれを付与した場合の位相関数説明図。Phase function explanatory drawing at the time of giving phase shift to a phase function.

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。なお、詳細な説明に先立ち、本発明で用いられる語句などについて以下のように定義する。   Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Prior to detailed description, terms and the like used in the present invention are defined as follows.

振幅関数(分布)は、光を波として取り扱う際に光の挙動を物理的に示す関数のことであり、具体的には数6で表わされる。   The amplitude function (distribution) is a function that physically indicates the behavior of light when the light is handled as a wave, and is specifically expressed by Equation 6.

位相は、数6の(bx+c)に相当する物理量で、光の波の進行を早めたり、遅らせたりする。なお、本発明では位相をφで表記することとし、その単位はラジアンである。例えば光の1波長を2πラジアン、半波長をπラジアンとして表わす。   The phase is a physical quantity corresponding to (bx + c) in Equation 6, and the light wave travels faster or slower. In the present invention, the phase is expressed by φ, and its unit is radians. For example, one wavelength of light is expressed as 2π radians and a half wavelength is expressed as π radians.

位相変調は、レンズに入射した光に対して何らかの方法でその位相に変化を与えるようなレンズに設けられた構造あるいは方法を総じていう。   Phase modulation generally refers to a structure or method provided in a lens that changes the phase of light incident on the lens in some way.

位相関数は、数6の指数部またはcos関数内の位相を関数として表わしたものである。本発明ではレンズの中心から半径方向の位置rに対するレンズの位相φを表すものとして用いられ、具体的には図60に示すようなr−φ座標系で表わすこととする。また、位相変調構造が設けられた全域の位相の分布を同座標系で表したものを位相Profile(プロファイル)と呼ぶ。なお、φ=0のr軸を基準線とし、φ=0の地点では入射した光はその位相を変化させることなく射出されることを意味する。そして、この基準線に対してφが正の値を取るとき、光はその位相分だけ進行が遅れ、φが負の値を取るとき、光はその位相分だけ進行が進むことを意味する。実際の眼用レンズにおいては回折構造が付与されていない屈折面がこの基準線(面)に相当する。   The phase function represents the phase in the exponent part of Equation 6 or the cos function as a function. In the present invention, it is used to indicate the phase φ of the lens with respect to the position r in the radial direction from the center of the lens, and specifically, it is expressed by an r-φ coordinate system as shown in FIG. Further, a distribution of phases in the entire area where the phase modulation structure is provided is expressed in the same coordinate system as a phase profile (profile). Note that the r axis at φ = 0 is taken as a reference line, and at the point where φ = 0, incident light is emitted without changing its phase. When φ takes a positive value with respect to the reference line, light progresses by the phase, and when φ takes a negative value, the light advances by the phase. In an actual ophthalmic lens, a refracting surface not provided with a diffractive structure corresponds to this reference line (surface).

光軸は、レンズの回転対称軸で、ここではレンズ中心を貫き物体空間および像側空間へ延長された軸のことをいう。   The optical axis is a rotationally symmetric axis of the lens, and here refers to an axis extending through the center of the lens to the object space and the image side space.

像面は、レンズに入射した光が射出された像側空間のある地点において光軸と垂直に交わる面のことをいう。   The image plane refers to a plane that intersects perpendicularly with the optical axis at a certain point in the image side space where the light incident on the lens is emitted.

0次焦点は、0次回折光の焦点位置をいう。以下、+1次回折光の焦点位置に対しては+1次焦点、・・・という。   The 0th order focal point refers to the focal position of the 0th order diffracted light. Hereinafter, the focus position of the + 1st order diffracted light is referred to as the + 1st order focus.

0次焦点像面:0次回折光の焦点位置における像面のことをいう。   Zero-order focal image plane: An image plane at the focal position of the zero-order diffracted light.

輪帯は、回折構造における最小の単位としてここでは用いる。例えば一つのブレーズが形成された領域を一つの輪帯と呼ぶ。ゾーンとも呼ぶ。   Annulus is used here as the smallest unit in the diffractive structure. For example, a region where one blaze is formed is called one annular zone. Also called a zone.

ブレーズは、位相関数の一形態で、屋根状の形で位相が変化しているものを指す。本発明では、図61(a)に示すような一つの輪帯において屋根の山と谷の間が直線で変化するものをブレーズの基本とするが、山と谷の間を放物線状の曲線で変化するようにつながったもの(図61(b))も本発明ではブレーズの概念の中に含まれる。また、山と谷の間が正弦波の関数で変化するようにつながれたもの(図61(c))、さらにはある関数において極値を含まない区間で変化するようにつながれたものもブレーズの概念の中に含まれる。本発明では特に断りがない限り図61(a)に示すように第n番目の輪帯のブレーズにおいて、輪帯の外径(半径)rnの位置の位相φnと内径(半径)rn-1の位置の位相φn-1の絶対値が基準面(線)に対して等しくなるように、つまり|φn|= |φn-1|となるように設定することを基本とする。なお、ブレーズの位相関数φn(r)は、数7のように表される。Blaze is a form of a phase function that refers to a roof that changes phase. In the present invention, the blaze is basically one in which the distance between the mountain and valley of the roof changes linearly in one ring zone as shown in FIG. 61 (a), but the curve between the mountain and valley is a parabolic curve. What is connected so as to change (FIG. 61B) is also included in the concept of blaze in the present invention. In addition, a blaze that is connected so as to change between peaks and troughs by a function of a sine wave (FIG. 61 (c)), or that is connected so as to change in a section that does not include an extreme value in a certain function. Included in the concept. In blazed n-th annular zone, as particularly shown in FIG. 61 (a) Unless otherwise specified in the present invention, the position of the outer diameter (radius) r n of annular phase phi n and the inner diameter (radius) r n Is set so that the absolute value of the phase φ n-1 at the position -1 is equal to the reference plane (line), that is, | φ n | = | φ n-1 | . The blaze phase function φ n (r) is expressed as shown in Equation 7.

位相ずれ量は、ある位相関数φ(r)をr−φ座標系の基準線(面)に対してφ軸方向にτずらす場合、このτのことを位相ずれ量と定義する。τずらすことによって新たに得られる位相関数φ’(r)との関係は数8の通りである。単位はラジアン。   The phase shift amount is defined as a phase shift amount when a certain phase function φ (r) is shifted by τ in the φ axis direction with respect to the reference line (plane) of the r−φ coordinate system. The relationship with the phase function φ ′ (r) newly obtained by shifting τ is as shown in Expression 8. The unit is radians.

たとえば、前記ブレーズにおいてブレーズ段差を維持したまま基準面に対するブレーズの位置関係をφ軸方向にずらす場合は、ずらすことによって新たに谷と山になるφ’nとφ’n-1とずらす前のφnとφn-1の関係は数9の通りとなる。この位置関係は図62に示されている。For example, when shifting the position of the blaze relative to the reference surface in the φ-axis direction while maintaining the blaze step in the blaze, it is necessary to shift the φ ′ n and φ ′ n−1 to become valleys and peaks newly by shifting. The relationship between φ n and φ n-1 is as shown in Equation 9. This positional relationship is shown in FIG.

位相定数は、数10で定義される定数hのことをいう。   The phase constant refers to the constant h defined by Equation 10.

レリーフは、位相プロファイルを具体的にレンズの実形状に変換して得られるレンズの表面に形成される微小な凸凹構造の総称である。なお、位相プロファイルをレリーフ形状に変換する具体的な方法は以下の通りである。   Relief is a general term for minute uneven structures formed on the surface of a lens obtained by specifically converting the phase profile into the actual shape of the lens. A specific method for converting the phase profile into a relief shape is as follows.

光はある屈折率を有する媒体に入射するとその屈折率分だけ速度が遅くなる。遅くなった分だけ波長が変化し、結果として位相変化が生ずる。位相プロファイルにおけるプラスの位相は光を遅らせることを意味するので、屈折率の高い領域に光が入射するようにすればプラス位相を付与したことと同じになる。なお、これらプラス、マイナスとは相対的な表現であり、例えば位相が−2πと−πでは同符号であっても後者の方が位相は遅れているので、屈折率の高い領域を設定する。   When light is incident on a medium having a certain refractive index, the speed is reduced by the refractive index. The wavelength changes by the amount of delay, resulting in a phase change. Since a positive phase in the phase profile means that the light is delayed, if the light is incident on a region having a high refractive index, it is the same as the case where the positive phase is given. Note that these plus and minus are relative expressions. For example, even if the phase is −2π and −π, even if the phase is the same, the latter is delayed, so a region with a high refractive index is set.

たとえばブレーズ状の位相関数を有する場合、その実形状のブレーズ段差は、数11で表わされる。かかるレリーフ形状は精密旋盤による切削加工やモールド成形法などでレンズ面に設けることができる。   For example, in the case of having a blazed phase function, the actual blazed level difference is expressed by Equation 11. Such a relief shape can be provided on the lens surface by cutting with a precision lathe or molding.

強度分布は、レンズ通過後の光の強度をある領域に亘ってプロットしたもので、前記振幅関数の共役絶対値として表わされる。ここでは大別して「光軸上の強度分布」と「像面の強度分布」が用いられる。前者はレンズの位置を基点とし、像側光軸上の光の強度分布をプロットしたもので、光軸上のどの位置に焦点を形成するか、また強度の割合などを調べる際に用いる。一方、像面強度分布はある像面における光の強度分布を示し、本発明では像面の中心から動径偏角がゼロ方向の位置ρにおける強度をプロットしたもので表わすこととする。人の眼においては網膜上で知覚されるのは像面強度分布の情報である。   The intensity distribution is a plot of the intensity of light after passing through the lens over a certain region, and is expressed as a conjugate absolute value of the amplitude function. Here, “intensity distribution on the optical axis” and “intensity distribution on the image plane” are roughly used. The former is a plot of the light intensity distribution on the image side optical axis with the position of the lens as a base point, and is used for examining the position on the optical axis where the focal point is formed and the intensity ratio. On the other hand, the image plane intensity distribution indicates the intensity distribution of light on a certain image plane. In the present invention, the image plane intensity distribution is expressed by plotting the intensity at a position ρ where the radial deviation angle is zero from the center of the image plane. What is perceived on the retina in the human eye is information on the image plane intensity distribution.

フレネル間隔は、ある規則に従って定められる輪帯間隔の一つの形態のことをいう。ここでは、第n番目の輪帯の外径をrnとすると数12で定められる間隔を有するものをいう。Fresnel spacing refers to one form of annular zone spacing determined according to certain rules. Here, instances that have a spacing defined by the number 12 when the outer diameter of the n-th annular zone and r n.

一般的には数12で定められる間隔にすることによって1次回折光の焦点に相当する付加屈折力Padd(0次光を遠用とした時、近用焦点位置をどこに設定するかの目安となるもの)を設定することができる。なお、本発明にて使用されるフレネル間隔型の回折レンズは、屈折原理を利用したフレネルレンズとは異なるものであり、上記式に従った間隔を有した回折原理を利用したレンズのことをいう。In general, by setting the interval defined by Formula 12, the additional refractive power P add corresponding to the focal point of the first-order diffracted light (a guideline for setting the near-focus position when the zero-order light is used for distance, Can be set). The Fresnel interval type diffractive lens used in the present invention is different from the Fresnel lens using the refraction principle, and means a lens using the diffraction principle having an interval according to the above formula. .

次に、本発明で用いられる計算シミュレーションの方法、条件、出力データは、以下に示す通りである。   Next, the calculation simulation method, conditions, and output data used in the present invention are as follows.

計算ソフトは、回折積分式に基づき強度分布などを計算することができるシミュレーションソフトを用いた。光源は、遠方の点光源を計算対象の光源として設定し、レンズには同位相の平行光が入射するとして計算した。また、物体側空間および像側空間の媒体は真空、レンズは収差が存在しない理想レンズ(レンズから出た光は射出位置に関わらず全て同一の焦点に結像する)として計算した。また計算は、波長=546nm、レンズの0次回折光の屈折力(ベースとなる屈折力)=7D(Diopter)、で行った。   As the calculation software, simulation software capable of calculating the intensity distribution and the like based on the diffraction integral formula was used. The light source was calculated assuming that a distant point light source was set as the light source to be calculated, and parallel light having the same phase was incident on the lens. Further, the calculation was performed on the assumption that the medium in the object-side space and the image-side space was a vacuum, and the lens was an ideal lens with no aberration (all the light emitted from the lens forms an image at the same focal point regardless of the exit position). The calculation was performed at a wavelength of 546 nm and the refractive power of the 0th-order diffracted light of the lens (refractive power as a base) = 7D (Diopter).

光軸上の強度分布は、レンズを基点とした光軸上の距離に対する強度をプロットした。また、像面の強度分布は、像面の動径角度がゼロの方向において中心から半径方向の距離に対する強度をプロットした。なお特に断りがない限り、像面強度分布の縦軸の強度値のスケールは一定とした。さらに、振幅関数は、本発明では振幅関数の実数部を以て振幅関数とした。また、像面強度分布と同様に像面の中心から半径方向の距離に対する振幅値をプロットしたもので示す。   For the intensity distribution on the optical axis, the intensity with respect to the distance on the optical axis with respect to the lens is plotted. Further, the intensity distribution of the image plane is a plot of the intensity with respect to the distance in the radial direction from the center in the direction where the radial angle of the image plane is zero. Unless otherwise noted, the intensity value scale on the vertical axis of the image plane intensity distribution was constant. Further, in the present invention, the amplitude function is an amplitude function with the real part of the amplitude function. Further, similarly to the image plane intensity distribution, the amplitude value with respect to the distance in the radial direction from the center of the image plane is plotted.

本発明のシミュレーション計算では0次回折光の焦点位置を7(Diopter)( 焦点距離:f=142.8mmに相当) に設定して行っているため、像面座標の横軸の値はかかる焦点位置に限定したものである点に注意する必要がある。異なる焦点距離に変更した場合の像面の位置は数13を用いて換算すればよい。   In the simulation calculation of the present invention, since the focal position of the 0th-order diffracted light is set to 7 (Diopter) (focal length: equivalent to f = 12.8 mm), the value on the horizontal axis of the image plane coordinates is the focal position. It should be noted that this is limited to. The position of the image plane when changed to a different focal length may be converted using Equation 13.

たとえば焦点距離が16.6mm(眼光学系を一つの理想的なレンズとした場合の焦点距離)の場合の像面位置ρ’は、本実施例における像面位置をρとするとρ’=(16.6/142.8)×ρ=0.1167×ρとして換算すればよい。   For example, when the focal length is 16.6 mm (focal length when the eye optical system is one ideal lens), the image plane position ρ ′ is ρ ′ = ( 16.6 / 142.8) × ρ = 0.1167 × ρ.

引き続き、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。   Next, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、図1に、本発明における第一の実施形態としてのコンタクトレンズである眼用レンズ10の正面図をモデル的に示すと共に、図2に、同眼用レンズ10の後述する光学部12の断面図をモデル的に示す。   First, FIG. 1 schematically illustrates a front view of an ophthalmic lens 10 that is a contact lens according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates an optical unit 12 described later of the ophthalmic lens 10. A cross-sectional view is shown as a model.

眼用レンズ10は、中央の大きな領域が光学部12とされており、光学部12の外周側には公知の周辺部とエッジ部が形成されている。また、光学部12は、全体として略球冠形状の凸面を有する光学部前面14と、全体として略球冠形状の凹面を有する光学部後面16をもって形成されている。そして、眼用レンズ10の光学部12は、レンズを近視矯正用とする場合は全体として、中心部が僅かに薄肉とされた略お椀形状とされており、遠視矯正用とする場合は中心部が僅かに膨らんだ略お椀形状とされ、幾何中心軸としてのレンズ中心軸18を回転中心軸とする回転体形状とされている。このような眼用レンズ10は、眼球の角膜上に直接装着される。従って、眼用レンズ10の光学部12の径は直径で、概ね4〜10mmで形成されていることが望ましい。   The ophthalmic lens 10 has a central large area as an optical part 12, and a known peripheral part and edge part are formed on the outer peripheral side of the optical part 12. The optical part 12 is formed with an optical part front surface 14 having a substantially spherical crown-shaped convex surface as a whole and an optical part rear surface 16 having a substantially spherical crown-shaped concave surface as a whole. The optical portion 12 of the ophthalmic lens 10 has a generally bowl-like shape with a slightly thin central portion when the lens is used for correcting myopia, and the central portion when used for correcting hyperopia. Is formed into a substantially bowl shape with a slightly swollen shape, and a rotating body shape having a lens center axis 18 as a geometric center axis as a rotation center axis. Such an ophthalmic lens 10 is mounted directly on the cornea of the eyeball. Therefore, it is desirable that the diameter of the optical portion 12 of the ophthalmic lens 10 is approximately 4 to 10 mm in diameter.

眼用レンズ10の光学部12は、その光学部前面14および光学部後面16が屈折面とされている。そして、これら光学部前面14および光学部後面16による屈折光(0次回折光)に対して所定の焦点距離が設定されており、本実施形態では、遠方焦点が設定されている。   The optical unit 12 of the ophthalmic lens 10 has an optical unit front surface 14 and an optical unit rear surface 16 as refractive surfaces. A predetermined focal length is set for the refracted light (0th-order diffracted light) by the optical unit front surface 14 and the optical unit rear surface 16, and in this embodiment, a far focus is set.

なお、眼用レンズ10の形成材料としては、光透過性等の光学特性を備えた各種の重合性モノマーからなる従来公知の樹脂材料やゲル状の合成高分子化合物 (ハイドロゲル) 等が好適に採用され、具体的には、ポリメチルメタクリレート(PMMA)やポリヒドロキシエチルメタアクリレート(Poly−HEMA)等が例示される。   As a material for forming the ophthalmic lens 10, a conventionally known resin material made of various polymerizable monomers having optical properties such as light transmittance, a gel-like synthetic polymer compound (hydrogel), or the like is preferably used. Specifically, polymethyl methacrylate (PMMA), polyhydroxyethyl methacrylate (Poly-HEMA) and the like are exemplified.

そして、特に本実施形態における光学部後面16には、回折構造20が形成されている。回折構造20は、レンズ中心軸18を中心として同心円状に複数形成されたゾーンを有し、前記ゾーンはレンズ周方向に連続して円環状で延びる、径方向の起伏形状であるブレーズ形のレリーフ構造で形成されている。そして、本実施形態では、この回折構造20による回折+1次光により、近方焦点が設定されている。   In particular, a diffractive structure 20 is formed on the rear surface 16 of the optical unit in the present embodiment. The diffractive structure 20 has a plurality of zones formed concentrically around the lens center axis 18, and the zones are blazed reliefs that are undulated in the radial direction and extend in an annular shape continuously in the circumferential direction of the lens. It is formed with a structure. In the present embodiment, the near focus is set by the diffraction plus first-order light from the diffraction structure 20.

図3(a)に、光学部後面16における回折構造20であるブレーズ21の径方向の拡大断面図を示す。なお、図3においては、理解を容易とするために、ブレーズ21の大きさを誇張して示している。図3(a)に示すように、ブレーズ21の形状は、眼用レンズ10のもともとの光学部後面16の形状を反映して、右上がりの形状を呈している。眼用レンズ光学部の前面及び後面が単一の屈折力を有するように設定されている場合は、後面16は、前記定義にて説明したr−φ座標(図60)における基準線と解して相違ない。また、図3(a)において、ブレーズ21を境として下方の領域はコンタクトレンズの基材からなっており、上方の領域は外部の媒体となっている。理解を容易にするため、今後は眼用レンズ10のもともとの光学部後面16の形状を除いた状態で、即ち、図3(b)に示すように、光学部後面16を径方向で直線的なx座標軸としてブレーズ21の検討を進めることにする。   FIG. 3A shows an enlarged sectional view in the radial direction of the blaze 21 that is the diffractive structure 20 on the rear surface 16 of the optical part. In FIG. 3, the size of the blaze 21 is exaggerated for easy understanding. As shown in FIG. 3A, the shape of the blaze 21 has a shape that rises to the right, reflecting the shape of the original optical unit rear surface 16 of the ophthalmic lens 10. When the front surface and the rear surface of the ophthalmic lens optical unit are set so as to have a single refractive power, the rear surface 16 is interpreted as the reference line in the r-φ coordinate (FIG. 60) described in the above definition. There is no difference. Further, in FIG. 3A, the lower region from the blaze 21 is made of a contact lens base material, and the upper region is an external medium. In order to facilitate understanding, in the future, the shape of the original optical unit rear surface 16 of the ophthalmic lens 10 is removed, that is, as shown in FIG. 3B, the optical unit rear surface 16 is linear in the radial direction. Consider the blaze 21 as an x coordinate axis.

図3(b)に示すように、ブレーズ21は、レンズ中心軸18を中心として同心円状に延びると共に、眼用レンズ10の外方(図2乃至3中、上方)に向けて突出する稜線22と、眼用レンズ10の内方(図2乃至3中、下方)に向けて突出する谷線24を有する起伏形状とされている。   As shown in FIG. 3B, the blaze 21 extends concentrically around the lens central axis 18 and protrudes toward the outside of the ophthalmic lens 10 (upward in FIGS. 2 to 3). And an undulating shape having a valley line 24 projecting inward (downward in FIGS. 2 to 3) of the ophthalmic lens 10.

なお、以下の説明において、格子ピッチとは、稜線22と谷線24の間の径方向幅寸法をいう。また、ゾーンたる輪帯とは、稜線22と谷線24の間をいい、各輪帯には、中央の輪帯を1として、輪帯方向外方に向けて2,3、…の輪帯番号が割り振られる。また、輪帯半径とは、各輪帯の外周半径、換言すれば、各輪帯において同心円の中心(本実施形態においては、レンズ中心軸18)に対して外側に位置する稜線22又は谷線24の同心円の中心からの半径をいう。従って、格子ピッチは各輪帯の径方向幅寸法であり、所定輪帯の格子ピッチは、該輪帯の輪帯半径と、該輪帯よりも輪帯番号が1つ小さい輪帯の輪帯半径との差となる。ここではコンタクトレンズの具体例とともにブレーズ形のレリーフ構造からなる回折構造について説明したが、以降の説明に際してはレリーフ設計の基となる位相関数または位相プロファイルにて回折構造を説明することとする。よって今後、特に断りがない限り回折構造としての位相プロファイルを図60に示すr−φ座標系で表すこととする。   In the following description, the lattice pitch refers to a radial width dimension between the ridge line 22 and the valley line 24. The zone ring zone is defined between the ridge line 22 and the valley line 24, and each ring zone is defined as 2, 3,... A number is allocated. Further, the ring zone radius is the outer peripheral radius of each ring zone, in other words, the ridge line 22 or the valley line located outside the center of the concentric circle (in this embodiment, the lens central axis 18) in each ring zone. The radius from the center of 24 concentric circles. Therefore, the lattice pitch is the radial width dimension of each annular zone, and the lattice pitch of the predetermined annular zone is the annular zone of the annular zone having an annular radius of the annular zone and an annular zone number one smaller than the annular zone. It becomes the difference with the radius. Here, the diffractive structure including the blazed relief structure has been described together with a specific example of the contact lens. However, in the following description, the diffractive structure will be described using a phase function or phase profile as a basis for the relief design. Therefore, in the future, unless otherwise specified, the phase profile as a diffractive structure will be represented by the r-φ coordinate system shown in FIG.

図4aに、本発明の第一の実施形態としてのブレーズ21の位相プロファイル26を、また図4bに比較例の位相プロファイル28を示す。いずれの場合も、眼用レンズ10の光学部後面16のみに設けられており、複数配列された回折構造20のすべての格子ピッチがフレネル間隔で形成されており、フレネルゾーンプレートを構成している。ここでは、付加屈折力Padd=+2.00Dとなるように間隔を設定した。λ=546nmで設計した結果(rn)について、本実施例の位相プロファイル26を表1に、また比較例の位相プロファイル28を表2に示す。なお、今回の比較例は実施形態と同じ輪帯数とし、明るい室内での人の目の瞳孔径に相当するレンズ径の回折ゾーンにおいて、遠近の見え方の指標となる光軸上の強度分布のパターンが実施形態とほぼ同じになるように各ゾーンの位相定数をh=0.4の一定としたものである。FIG. 4a shows a phase profile 26 of the blaze 21 as the first embodiment of the present invention, and FIG. 4b shows a phase profile 28 of a comparative example. In any case, it is provided only on the rear surface 16 of the optical part of the ophthalmic lens 10, and all the grating pitches of the diffractive structures 20 arranged in a plurality are formed at Fresnel intervals, thereby constituting a Fresnel zone plate. . Here, the interval was set so that the additional refractive power P add = + 2.00 D. Table 1 shows the phase profile 26 of the present example and Table 2 shows the phase profile 28 of the comparative example for the result (r n ) designed at λ = 546 nm. The comparative example this time has the same number of ring zones as in the embodiment, and in the diffraction zone having a lens diameter corresponding to the pupil diameter of the human eye in a bright room, the intensity distribution on the optical axis, which is an index of the perspective view The phase constant of each zone is made constant at h = 0.4 so that the pattern is substantially the same as in the embodiment.

前記したようにハロの成因となる像面の小ピーク群の生成は、光の波動現象として現れるものであり、図5(a)に示すように回折型多焦点レンズでは各回折輪帯を通過した光は、遠方焦点の像面位置にそれぞれの輪帯の特性を反映した振幅分布を与える。例えば図5(a)における各輪帯A,B,Cを通過する光は図5(b)のような振幅分布を形成する。そして、各輪帯からの振幅が合成されたものが遠方焦点の像面における全体の振幅分布となる(図5(c))。この振幅の共役絶対値が光の強度となり(図5(d))、前記した小ピーク群として我々が認知することとなるのである。なお、かかる小ピーク群のことを以後「サイドバンド」と称することとする。よってハロを低減するにはかかる振幅分布の情報を把握し、その振幅の生成を抑えることが必要である。   As described above, the generation of a small peak group on the image plane that causes halo appears as a wave phenomenon of light. In the diffractive multifocal lens, as shown in FIG. The applied light gives an amplitude distribution reflecting the characteristics of each annular zone at the far-focus image plane position. For example, the light passing through each of the annular zones A, B, and C in FIG. 5A forms an amplitude distribution as shown in FIG. Then, the total amplitude distribution in the far-focus image plane is obtained by combining the amplitudes from the respective annular zones (FIG. 5C). The conjugate absolute value of this amplitude becomes the intensity of light (FIG. 5 (d)), and we will recognize it as the small peak group described above. Such a small peak group is hereinafter referred to as a “side band”. Therefore, in order to reduce the halo, it is necessary to grasp the information of the amplitude distribution and suppress the generation of the amplitude.

一般に回折レンズの設計に際しては前記したようにレンズに回折ゾーンと称す同心円状領域を設けてここに光の振幅や位相に変化を与えることによる回折干渉作用によって多焦点を生成する。特に多焦点眼用レンズの製造に際しては光の位相に変化を与えることのできるものが多用される。かかる位相の変化は前記位相関数で定められる。今、回折レンズの遠方視用焦点を形成するための光を該回折レンズの0次回折光を利用するとする。そして、レンズのあるゾーンの位相関数がφn(r)であるとすると、かかる位相関数を有するゾーンから0次焦点像面に到達する光の振幅関数En(ρ)は数14で表わされる。In general, when designing a diffractive lens, as described above, a concentric region called a diffraction zone is provided in the lens, and a multifocal point is generated by diffractive interference by changing the amplitude and phase of light. Particularly, when manufacturing a multifocal ophthalmic lens, a lens capable of changing the phase of light is frequently used. Such a phase change is determined by the phase function. Now, it is assumed that the 0th-order diffracted light of the diffractive lens is used as light for forming a far vision focus of the diffractive lens. Then, assuming that the phase function of a zone with a lens is φ n (r), the amplitude function E n (ρ) of light reaching the 0th-order focal image plane from the zone having such a phase function is expressed by Equation 14. .

一般に位相関数は、レンズ中心に対して対称な形のものを取り扱うので、像面の振幅情報を把握する際にはθ=0の動径方向の線分領域からの振幅関数を議論するだけで十分に事足りる。したがって数14においてθ=0の動径方向の線分領域からの光の振幅を表す数15を用いて像面の振幅挙動を調べればよい。   In general, the phase function handles a symmetrical shape with respect to the center of the lens. Therefore, when grasping the amplitude information of the image plane, only discuss the amplitude function from the radial segment region of θ = 0. It ’s enough. Accordingly, the amplitude behavior of the image plane may be examined using Equation 15 representing the amplitude of light from the radial segment region of θ = 0 in Equation 14.

また、本発明ではブレーズ形の位相関数を対象とするが、かかる形の位相関数は数7のような線形一次式で表わすことができる。この場合、数15は積分可能となり、数16の形で表わされる。なおここでは振幅関数のうち実数部のみ表記した。   In the present invention, a blazed phase function is targeted, but such a phase function can be expressed by a linear linear expression such as Equation 7. In this case, Expression 15 can be integrated and is expressed in the form of Expression 16. Here, only the real part of the amplitude function is shown.

以降の振幅関数の説明に際しては、特に断らない限り、数16を用いることとする。数16の振舞いを各関数に分割して見たものを図6に示す。図6(a)は数16のcos関数の振舞い、また図6(b)は数16のSinc関数の振舞い、さらに図6(c)は数16全体の振舞い、を示す。ここから、回折光が分布する焦点像面上での振幅分布に関して、Sinc関数は振幅分布の包絡線であることが分かる。つまり、Sinc関数が大局的な分布を支配して表す一方、cos関数が細部の微小変化である振る舞いを支配して表すものと考えられる。つまり、振幅分布の全体的な大きさはSinc関数が支配するのである。そして、ハロの成因となる光の強度分布はかかる振幅分布を表わす関数の共役絶対値であることから、ハロを制御するためには元となる振幅分布から制御する必要があり、結局のところ、Sinc関数の振舞いを制御することが重要なのである。Sinc関数とは、Sinc(x)=Sin(x)/x、で定義される関数で、振動しながら減衰する現象を表すのによく用いられる。以下、このSinc関数の振舞いに着目して話を進めていくことにする。   In the following description of the amplitude function, Expression 16 is used unless otherwise specified. FIG. 6 shows a behavior obtained by dividing the behavior of Expression 16 into each function. 6A shows the behavior of the cos function of Equation 16, FIG. 6B shows the behavior of the Sinc function of Equation 16, and FIG. 6C shows the behavior of Equation 16 as a whole. From this, it can be seen that the Sinc function is an envelope of the amplitude distribution with respect to the amplitude distribution on the focal image plane where the diffracted light is distributed. In other words, it is considered that the sinc function dominates and represents the global distribution, while the cos function dominates and represents the behavior that is a minute change in detail. That is, the overall size of the amplitude distribution is dominated by the Sinc function. And since the intensity distribution of the light that is the cause of halo is a conjugate absolute value of the function representing such an amplitude distribution, it is necessary to control from the original amplitude distribution in order to control halo. It is important to control the behavior of the Sinc function. The Sinc function is a function defined by Sinc (x) = Sin (x) / x, and is often used to represent a phenomenon of damping while vibrating. In the following, the discussion will be focused on the behavior of the Sinc function.

数16はある輪帯からの光を表した式であり、全体としては全ての輪帯からの光を合算する必要がある。図6(d)に全ての輪帯からの光の振幅関数のグラフを載せたが、分かり難い。そこで、Sinc関数だけに着目すると共に、各輪帯のSinc関数の最大値を規格化して分かり易くしたものを、図7に示す。なお、この図は、図4bに示す比較例のSinc関数を表したものであり、像面中心から外側に向けて第1輪帯から第12輪帯までの各Sinc関数が順次プロットされている。   Expression 16 is an expression representing light from a certain annular zone, and it is necessary to add up the light from all the annular zones as a whole. FIG. 6D shows a graph of the amplitude function of light from all the annular zones, which is difficult to understand. Accordingly, FIG. 7 shows not only the Sinc function but also a standardized maximum value of the Sinc function for each annular zone for easy understanding. This figure shows the sinc function of the comparative example shown in FIG. 4b, and the sinc functions from the first annular zone to the twelfth annular zone are plotted in order from the center of the image plane to the outside. .

また、図4aに示す本発明の第一の実施形態のSinc関数を表したものを図8に示す。図7の比較例と比較してみると、Sinc関数の広がり(図の横軸方向への広がり)が大幅に低減していることが分かる。ハロの大幅な低減が期待できることが分かる。より詳細には、図8に示す本実施形態のSinc関数においては、矢印に示すように、各輪帯のSinc関数の頂点の位置が等しくされている。これにより、Sinc関数の広がりが抑えられているのである。   FIG. 8 shows the Sinc function of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 4a. When compared with the comparative example of FIG. 7, it can be seen that the spread of the Sinc function (spread in the horizontal axis direction in the figure) is significantly reduced. It can be seen that a significant reduction in halo can be expected. More specifically, in the sinc function of this embodiment shown in FIG. 8, as shown by the arrows, the positions of the vertices of the sinc function of each annular zone are made equal. As a result, the spread of the Sinc function is suppressed.

次に、なぜ第一の実施形態では比較例よりもSinc関数の広がりが低減されるかを、各輪帯のSinc関数の頂点の位置が等しくするための条件を算出することによって説明する。Sinc関数(Sinc(x))における頂点の位置は、x=0となるポイントである。数16のSinc関数の括弧内の関数=0とおいて、第n輪帯の頂点の位置ρnを算出した結果を数17に示す。比較例の位相定数hが一定のフレネル間隔では、数17の(φn−φn-1)/2が一定となる。一方、フレネル間隔では、外側の輪帯ほど(rn−rn-1)が小さくなるのでその分ρnも大きくなる。つまり外側の輪帯ほどSinc関数の頂点の位置が像面の外側へとシフトすることになるのである。これが図7で示される比較例である通常フレネル間隔型におけるSinc関数の頂点の位置がシフトし、全体的にSinc関数が広がることの理由である。Next, the reason why the spread of the sinc function is reduced in the first embodiment as compared with the comparative example will be described by calculating a condition for making the positions of the vertices of the sinc function in each annular zone equal. The position of the vertex in the Sinc function (Sinc (x)) is a point where x = 0. Expression 17 shows the result of calculating the apex position ρ n of the n-th annular zone with the function in parentheses of the Sinc function of Expression 16 being set to 0. When the phase constant h of the comparative example is constant, the (φ n −φ n−1 ) / 2 of Equation 17 is constant. On the other hand, in the Fresnel interval, (r n −r n−1 ) becomes smaller toward the outer ring zone, so that ρ n also increases accordingly. In other words, the position of the vertex of the Sinc function shifts to the outside of the image plane as the outer ring zone. This is the reason why the position of the vertex of the Sinc function in the normal Fresnel interval type which is the comparative example shown in FIG.

各輪帯のSinc関数の頂点の位置を等しくするための条件は、第n輪帯の頂点の位置ρnが全て等しいことである。このことを数式化すると、数17を用いて、数18のように表される。そして数18を解くことにより、全ての輪帯の頂点の位置が等しくなるための条件式である数19が得られる。フレネル間隔においては外側の輪帯ほど間隔が狭くなるが、その分、(φn−φn-1)も小さくなるように設定することによって頂点位置が一致し、その地点でSinc関数は固定されるため、比較例のようなSinc関数のシフトは起こらないのである。つまり、かかる条件ではSinc関数の広がりが抑えられることになるのである。The condition for making the positions of the vertices of the Sinc function in each annular zone equal is that the positions ρ n of the vertices of the nth annular zone are all equal. When this is mathematically expressed, it is expressed as Equation 18 using Equation 17. Then, by solving Equation 18, Equation 19, which is a conditional expression for equalizing the positions of the vertices of all the annular zones, is obtained. In the Fresnel interval, the outer ring zone becomes narrower, but by setting the corresponding (φ n −φ n-1 ) to be smaller, the vertex positions match, and the Sinc function is fixed at that point. Therefore, the shift of the Sinc function as in the comparative example does not occur. In other words, the spread of the Sinc function is suppressed under such conditions.

次に具体的な数値を用いてかかるSinc関数の制御の例を述べる。数19を用いて、本発明の第一の実施形態として、全ての輪帯が、Sinc関数の頂点位置においてρ=0.1055mmで一致するように、ブレーズ21のφn、φn-1を計算した結果を示したのが表1である。なお、rn、rn-1については、表2に示す比較例と同じである。Next, an example of controlling the Sinc function using specific numerical values will be described. Using Equation 19, as a first embodiment of the present invention, φ n and φ n-1 of the blaze 21 are set so that all the annular zones coincide at ρ = 0.1055 mm at the vertex position of the Sinc function. Table 1 shows the calculated results. Incidentally, r n, the r n-1 is the same as the comparative example shown in Table 2.

図9(a)に、本実施形態の0次回折光の焦点像面における強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を、比較例(b)と比較して示す。この図は、ハロが問題となる夜間を想定して開口径=5.12mmで計算したものである。なお、以降の各実施形態及び比較例の像面及び光軸上の強度分布の計算に際して、ブレーズ構造が存在しない領域は設定屈折力に基づく屈折領域のみが存在するとして計算した。また、0次回折光の焦点像面の強度分布は、特に断りがない限り、本実施形態と同じ開口径=5.12mmで計算したもので示すこととする。この図から明らかなように、(a)に示す本実施形態では、(b)に示す比較例に比べて、大幅にサイドバンドの強度が低下していることが分かる。   FIG. 9A shows a simulation result of the intensity distribution in the focal image plane of the 0th-order diffracted light according to the present embodiment on a computer in comparison with the comparative example (b). This figure is calculated with an aperture diameter of 5.12 mm assuming nighttime where halo is a problem. In the calculation of the intensity distribution on the image plane and the optical axis in each of the following embodiments and comparative examples, the region where the blaze structure does not exist is calculated as only the refraction region based on the set refractive power. Further, the intensity distribution of the focus image plane of the 0th-order diffracted light is shown by the calculation with the same aperture diameter = 5.12 mm as in the present embodiment unless otherwise specified. As is apparent from this figure, in the present embodiment shown in (a), it can be seen that the strength of the sideband is greatly reduced as compared with the comparative example shown in (b).

次に、図10に、本実施形態の夜間時の遠方光源の実写写真を、比較例と対比して示す。今回試作したコンタクトレンズは2−ヒドロキシエチルメタクリレートを主成分とする含水率約37.5%の含水性ソフトコンタクトレンズで、レンズ径=14mm、光学部径=8mm、光学部後面16のベースカーブ=8.5mm、のものである。また、この図は、回折型レンズにおける公知の課題であるハロが問題となる夜間の瞳孔径が広がった状態を想定して開放絞りで撮影したものである。以下、実写写真撮影用のコンタクトレンズの試作品の条件や写真の撮影条件は、今回と同じであるので、省略する。すなわち実測結果からも、図10(a)に示す本実施形態では、図10(b)に示す比較例と比較して、ハロが明らかに低減出来ていることが分かった。   Next, FIG. 10 shows an actual photograph of a distant light source at night according to this embodiment in comparison with a comparative example. The contact lens prototyped this time is a hydrous soft contact lens mainly composed of 2-hydroxyethyl methacrylate and having a water content of about 37.5%. Lens diameter = 14 mm, optical part diameter = 8 mm, base curve of optical part rear surface 16 = 8.5 mm. Further, this figure is taken with an open aperture on the assumption that the pupil diameter at night when the halo, which is a known problem in the diffractive lens, is a problem is widened. Hereinafter, the conditions of the prototype of the contact lens for taking a photograph of a real photograph and the conditions for taking a photograph are the same as this time, and are omitted. That is, from the actual measurement result, it was found that halo can be clearly reduced in the present embodiment shown in FIG. 10A as compared with the comparative example shown in FIG.

図11に、図4aに示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。図11は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たものである。本発明の眼用レンズがコンタクトレンズや眼内レンズのように眼の瞳孔近くで用いられる場合、瞳孔径とほぼ同じ大きさのレンズの領域を光の入射する有効開口径とみなすことができることから、(a)(開口径=2.0mm)は晴天の昼間の屋外、(b)(開口径=3.3mm)は明るい室内、(c)(開口径=4.2mm)は薄暗い室内、の環境下に相当する強度分布をそれぞれ示していると考えられる。また、図11(d)は、開口径3.3mmでの比較例の光軸上の強度分布を示している。このように、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、本実施形態では開口径が大きくなるにしたがい遠方の強度が増す結果となっているが、この特性は、暗くなった時(瞳孔径が拡大している時)の近方の見え方はさほど重要ではなく、遠方の見え方の方が重視されるという現実的な要求に合致したものであると言える。   FIG. 11 shows a simulation result on a computer regarding the intensity distribution on the optical axis obtained by the blazed shape according to the present embodiment shown in FIG. 4A. FIG. 11 shows changes in the intensity distribution on the optical axis when the aperture diameter of the incident light is changed. When the ophthalmic lens of the present invention is used near the pupil of the eye like a contact lens or an intraocular lens, it is possible to regard an area of the lens having a size almost the same as the pupil diameter as an effective aperture diameter for light incidence. (A) (opening diameter = 2.0 mm) is a sunny daytime outdoor, (b) (opening diameter = 3.3 mm) is a bright room, (c) (opening diameter = 4.2 mm) is a dim room. It is thought that each shows the intensity distribution corresponding to the environment. FIG. 11D shows the intensity distribution on the optical axis of the comparative example with an aperture diameter of 3.3 mm. Thus, it can be seen that the focal point is generated in both the near and far regions even if the aperture diameter changes from small to medium to large, that is, it can function as a multifocal ophthalmic lens. In addition, in this embodiment, as the aperture diameter increases, the intensity of the distant increases, but this characteristic is that the near view when dark (when the pupil diameter is enlarged) is It is not so important, and it can be said that it meets the practical requirement that distant view is more important.

さらには、比較例の光軸上の強度分布との対比から、最も使用頻度の高い明るい室内の環境下において、比較例(図11(d))とほぼ同じ遠近の強度パターン(図11(b))を示していることから、本実施形態で示した前記ハロの低減効果は、標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を維持しつつ、成し遂げられたものであることが分かるのである。なお、以降の実施形態の比較例は、第一の実施形態と同じ観点に基づき設定されている。つまり、構成輪帯数が各実施形態と同じで、かつ明るい室内を想定した環境下(具体的には開口径(直径)3.3mm)の光軸上の強度分布のパターンが各実施形態とほぼ等しくなるように一定の位相定数が設定された標準的なフレネル間隔のものを比較例とした。   Further, from the comparison with the intensity distribution on the optical axis of the comparative example, in the bright indoor environment where the frequency of use is the highest, the intensity pattern in the near and near directions (FIG. 11 (b)) is almost the same as the comparative example (FIG. 11 (d)). )), The halo reduction effect shown in this embodiment is achieved while maintaining the same perspective as the standard Fresnel interval type. is there. In addition, the comparative example of subsequent embodiment is set based on the same viewpoint as 1st embodiment. That is, the pattern of intensity distribution on the optical axis in an environment (specifically, an aperture diameter (diameter) of 3.3 mm) assuming a bright room with the same number of constituent ring zones as in each embodiment is the same as that in each embodiment. A standard Fresnel interval with a constant phase constant set so as to be substantially equal was used as a comparative example.

以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。以下に、本発明において好適に採用され得るその他の態様を幾つか示すが、本発明が以下の態様に限定されることを示すものではないことが理解されるべきである。なお、以下の説明において、前述の実施形態と実質的に同様の部材および部位については、前述の実施形態と同様の符号を付することによって、詳細な説明を省略する。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was explained in full detail, this is an illustration to the last, Comprising: This invention is not limited at all by the specific description in this Embodiment. Several other embodiments that can be suitably employed in the present invention are shown below, but it should be understood that the present invention is not limited to the following embodiments. In the following description, members and parts that are substantially the same as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the above-described embodiment, and detailed description thereof is omitted.

図12(a)に、本発明の第二の実施形態としての位相プロファイル30を示す。本実施形態では、第一の実施形態と同様、5つの輪帯からなる回折構造20の格子ピッチが同じフレネル間隔で形成されている。一方、表3に示すように、ブレーズ高さに相当する位相φn、φn-1が異なっている。また、比較例の位相プロファイル32を図12(b)に示す。本比較例は、表4に示すように本実施形態と同じく輪帯数が5で構成され、かつ明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数h=0.4一定としたものである。FIG. 12A shows a phase profile 30 as a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, as in the first embodiment, the grating pitch of the diffractive structure 20 composed of five annular zones is formed with the same Fresnel spacing. On the other hand, as shown in Table 3, the phases φ n and φ n−1 corresponding to the blaze height are different. A phase profile 32 of the comparative example is shown in FIG. In this comparative example, as shown in Table 4, the number of ring zones is 5 as in this embodiment, and the phase constant h is set so that the intensity pattern on the optical axis in a bright room is almost the same as in this embodiment. = 0.4 constant.

本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のSinc関数の計算結果を図13に示す。この図から分かるように、本実施形態の特徴は第一輪帯を除いた各輪帯のSinc関数の値が0になる位置(節)(図中矢印)を等しくしたことである。これにより、図7に示す比較例の第1〜第5輪帯までに相当するSinc関数の広がりと比較して明らかなように、Sinc関数の広がりが大幅に低減しており、ハロの大幅な低減が期待できるのである。このようにSinc関数の節で一致することによって各輪帯のSinc関数の最大振幅は節の位置で収束するようにして分布することとなり、全体としてのSinc関数の広がりが抑制されることは容易に理解できる。   In order to clarify the feature of this embodiment, the calculation result of the Sinc function of this embodiment is shown in FIG. As can be seen from this figure, the feature of this embodiment is that the positions (nodes) (arrows in the figure) at which the value of the Sinc function of each annular zone excluding the first annular zone becomes 0 are made equal. Accordingly, as apparent from comparison with the spread of the Sinc function corresponding to the first to fifth annular zones in the comparative example shown in FIG. 7, the spread of the Sinc function is greatly reduced, Reduction can be expected. Thus, by matching at the node of the Sinc function, the maximum amplitude of the Sinc function of each annular zone is distributed so as to converge at the position of the node, and it is easy to suppress the spread of the Sinc function as a whole. Can understand.

次に、本実施形態を基にして各輪帯のSinc関数の値が0になる位置(節)を等しくするための条件を算出することにする。Sinc関数(Sinc(x))の値が0になる位置(節)は、x=βπとなるポイントである。数16のSinc関数の括弧内の関数=βπ(βはゼロを除く整数)とおいて、第n輪帯のSinc関数の値が0になる位置(節)ρnを算出した結果を数20に示す。数20を用いて各輪帯のSinc関数の値が0になる位置(節)を等しくするための条件を算出すると、数21が得られる。Next, based on the present embodiment, a condition for equalizing the positions (nodes) at which the Sinc function values of the respective zones become 0 is calculated. The position (node) where the value of the Sinc function (Sinc (x)) is 0 is a point where x = βπ. When the function in the parenthesis of the Sinc function of Equation 16 is βπ (β is an integer excluding zero), the position (node) ρ n where the value of the Sinc function of the n-th zone is 0 is calculated as Show. When the condition for equalizing the position (node) at which the value of the Sinc function of each annular zone becomes 0 using Equation 20, Equation 21 is obtained.

なお、節は無数に存在するので、各輪帯間のSinc関数が、同一の節で一致してもよいし、あるいは異なる節で一致してもよい。たとえば二つの輪帯(j=m、j=n)において異なる節位置で一致する場合も含む条件は数3のように表される。なお、本実施形態は、第2〜5輪帯までのSinc関数の節(β=1)をρ=0.45mmで一致させた例となっている。   Since there are an infinite number of nodes, the Sinc functions between the annular zones may be the same in the same node or may be the same in different nodes. For example, the condition including the case where two annular zones (j = m, j = n) match at different node positions is expressed as in Expression 3. In the present embodiment, the sinc function nodes (β = 1) up to the second to fifth annular zones are matched at ρ = 0.45 mm.

図14に、本実施形態(a)と比較例(b)の0次回折光の焦点像面における強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。比較例と比べることにより、本実施形態においてサイドバンドの生成範囲が狭まっていることが分かる。   FIG. 14 shows the simulation results on the computer for the intensity distribution in the focal image plane of the 0th-order diffracted light of the present embodiment (a) and the comparative example (b). By comparing with the comparative example, it can be seen that the sideband generation range is narrowed in this embodiment.

次に、図15に、本実施形態の遠方光源の実写写真を示す。すなわち実測結果からも、ハロが明らかに小さくなっており、軽減出来ていることが明らかとなった。   Next, FIG. 15 shows a photograph of the far-field light source of this embodiment. That is, from the actual measurement results, it became clear that the halo was clearly reduced and could be reduced.

図16に、図12(a)に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。なお、比較例の光軸上の強度分布(d)も併せて示した。図16は、図11と同様に、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、比較例の光軸上の強度分布との対比から、明るい室内の環境下において、標準的なフレネル間隔型のもの(図16(d))とほぼ同じ遠近の強度パターン(図16(b))を示していることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。   FIG. 16 shows a simulation result on a computer regarding the intensity distribution on the optical axis obtained by the blaze shape according to the present embodiment shown in FIG. The intensity distribution (d) on the optical axis of the comparative example is also shown. FIG. 16 shows the change in the intensity distribution on the optical axis when the aperture diameter to which light is incident is changed, as in FIG. 11, and is close even if the aperture diameter changes from small to medium to large. It can be seen that the focal point is generated in both the far and far regions, that is, it can function as a multifocal ophthalmic lens. Further, from the comparison with the intensity distribution on the optical axis of the comparative example, in a bright indoor environment, a perspective pattern (FIG. 16 (b)) that is almost the same as that of a standard Fresnel interval type (FIG. 16 (d)). )), The diffractive lens of this embodiment can also be seen to be effective in reducing halo while giving the same perspective as the standard Fresnel interval type.

図17(a)に、本発明の第三の実施形態としての位相プロファイル34の拡大断面図を示す。本実施形態では、表5に示すように5つの輪帯からなる回折構造20の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn、φn-1は表5に示すように設定されている。一方、図17(b)に比較例の位相プロファイル36を示す。本比較例は表6に示すように、本実施形態と同じ5つの輪帯数で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数h=0.5一定としたものである。FIG. 17A shows an enlarged cross-sectional view of the phase profile 34 as a third embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in Table 5, the grating pitch of the diffractive structure 20 composed of five annular zones is configured with the same Fresnel spacing as in the first embodiment. The phases φ n and φ n−1 are set as shown in Table 5. On the other hand, FIG. 17B shows a phase profile 36 of a comparative example. As shown in Table 6, this comparative example is composed of the same five ring zones as in this embodiment, and the intensity pattern on the optical axis in a bright room is almost the same as in this embodiment. The phase constant h is constant at 0.5.

本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のSinc関数の計算結果を図18(a)に示す。また、図18(b)に比較例の各輪帯のSinc関数を示す。図18(b)の比較例においては、像面中心から外側に向けて第1輪帯から第8輪帯までの各Sinc関数が順次プロットされている。図18から分かるように、本実施形態の特徴は、各輪帯のSinc関数が極値を示す位置を等しくしたことである。これにより、図18(b)に示す比較例(第1〜5輪帯までに相当するSinc関数の広がり)と比較して明らかなように、Sinc関数の広がりが抑制されていることがわかる。Sinc関数の極値を一致させることによって第二の実施形態と同様にSinc関数が極値に向って急激に収束するため、Sinc関数の広がりが抑制されたものとなっている。よって、かかる例においても他の実施形態と同様にSinc関数の広がりの低減すなわちハロの低減が期待できるのである。   In order to clarify the feature of this embodiment, the calculation result of the Sinc function of this embodiment is shown in FIG. FIG. 18B shows the Sinc function of each annular zone of the comparative example. In the comparative example of FIG. 18B, the Sinc functions from the first annular zone to the eighth annular zone are plotted sequentially from the center of the image plane to the outside. As can be seen from FIG. 18, the feature of the present embodiment is that the positions where the Sinc functions of the respective annular zones show extreme values are made equal. As a result, it can be seen that the spread of the Sinc function is suppressed as apparent from the comparative example shown in FIG. 18B (spread of the Sinc function corresponding to the first to fifth annular zones). By matching the extreme values of the Sinc function, the Sinc function converges rapidly toward the extreme value as in the second embodiment, so that the spread of the Sinc function is suppressed. Therefore, in such an example, the spread of the Sinc function, that is, the reduction of the halo can be expected as in the other embodiments.

次に、各輪帯のSinc関数が極値を示す位置を等しくするための条件を算出することにする。Sinc関数(Sinc(x))の値が極値を示す位置は、x=σαとなるポイントである。σαの詳細については、表7に示す。なお、αが奇数の時、極値は極小値となり、αが偶数の時、極値は極大値となる。数16のSinc関数の括弧内の関数=σαとおいて、第n輪帯の値が極値を示す位置ρnを算出し、各輪帯のSinc関数の値が極値を示す位置を等しくするための条件を求めると、数22のようにあらわされる。Next, a condition for equalizing the positions at which the Sinc functions of the respective zones exhibit extreme values will be calculated. Position indicated value of extrema of Sinc function (Sinc (x)) is a point where the x = σ α. Details of σ α are shown in Table 7. When α is an odd number, the extreme value is a minimum value, and when α is an even number, the extreme value is a maximum value. The position ρ n where the value of the n-th annular zone shows the extreme value is calculated by setting the function in the parenthesis of the Sinc function of Equation 16 = σ α, and the position where the value of the Sinc function of each annular zone shows the extreme value is made equal. When the condition for doing so is obtained, it is expressed as in Expression 22.

なお、Sinc関数の極値を示す位置も無数(xの増大とともにSinc(x)はゼロに漸近するので実用上は有限の数が対象となる)に存在するので、各輪帯間のSinc関数が、同一の極値を示す位置で合致してもよいし、あるいは輪帯間で異なる極値を示す位置で一致してもよい。異なる極値を示す位置で一致させる場合は、異なるσαを代入して計算すればよい。たとえば二つの輪帯(j=m、j=n)において異なる極値σs、σtを示す位置で一致する場合も含む条件は数4のように表される。なお、本実施形態は、各輪帯のSinc関数が、第一輪帯ではα=5、第二輪帯ではα=2、そして第3〜5輪帯ではα=1の極値σαにてρ=0.7mmの位置で一致するようにしたものである。Since there are innumerable positions indicating the extreme values of the Sinc function (since Sinc (x) asymptotically approaches zero as x increases, a finite number is practically used), the Sinc function between the annular zones However, they may be matched at positions showing the same extreme value, or may be matched at positions showing different extreme values between the annular zones. When matching at positions showing different extreme values, different σ α may be substituted for calculation. For example, a condition including a case where two extreme zones σ s and σ t coincide with each other in two annular zones (j = m, j = n) is expressed as Equation 4. In the present embodiment, the Sinc function of each annular zone has an extreme value σ α of α = 5 in the first annular zone, α = 2 in the second annular zone, and α = 1 in the third to fifth annular zones. Thus, they coincide at the position of ρ = 0.7 mm.

図19(a)に本実施形態の0次回折光の焦点像面の強度分布について計算機上でシミュレートした結果を、図19 (b) に比較例の計算結果を、それぞれ示す。(b)に示す比較例と比べることにより、本実施形態において明らかにサイドバンドの強度が低減されていることが分かる。   FIG. 19A shows the result of simulation on the computer about the intensity distribution of the focus image plane of the 0th-order diffracted light of this embodiment, and FIG. 19B shows the result of calculation of the comparative example. By comparing with the comparative example shown in (b), it can be seen that the strength of the sideband is clearly reduced in the present embodiment.

図20に、図17(a)に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。また、比較例の光軸上の強度分布を図20(d)に示す。図20は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、比較例の光軸上の強度分布との対比から、明るい室内の環境下において、標準的なフレネル間隔型のもの(図20(d))とほぼ同じ遠近の強度パターン(図20(b))を示していることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。   FIG. 20 shows the result of simulating on the computer the intensity distribution on the optical axis obtained by the blazed shape according to the present embodiment shown in FIG. Further, the intensity distribution on the optical axis of the comparative example is shown in FIG. FIG. 20 shows the change in the intensity distribution on the optical axis when the aperture diameter to which light is incident is changed. Even if the aperture diameter is changed to small, medium, or large, both in the near and far regions. It can be seen that the focal point is generated, that is, can function as a multifocal ophthalmic lens. Further, from the comparison with the intensity distribution on the optical axis of the comparative example, in the bright indoor environment, the perspective pattern (FIG. 20 (b)) which is almost the same as that of the standard Fresnel interval type (FIG. 20 (d)). )), The diffractive lens of this embodiment can also be seen to be effective in reducing halo while giving the same perspective as the standard Fresnel interval type.

図21(a)に、本発明の第四の実施形態の位相プロファイル38を示す。表8に示すように9つの輪帯からなる回折構造20の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn、φn-1は表8に示すように設定されている。一方、図21(b)に比較例の位相プロファイル40を示す。本比較例は表9に示すように、本実施形態と同じ9つの輪帯数がフレネル間隔で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数h=0.4一定としたものである。FIG. 21A shows a phase profile 38 according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in Table 8, the grating pitch of the diffractive structure 20 composed of nine ring zones is configured with the same Fresnel spacing as in the first embodiment. The phases φ n and φ n−1 are set as shown in Table 8. On the other hand, FIG. 21B shows a phase profile 40 of a comparative example. In this comparative example, as shown in Table 9, the same nine ring zones as in this embodiment are configured with Fresnel intervals, and the intensity pattern on the optical axis in a bright room is almost the same as in this embodiment. Thus, the phase constant h = 0.4 is constant.

本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のSinc関数の計算結果を図22に示す。この図から分かるように、本実施形態の特徴は、第2〜4輪帯の頂点をρ=0.127mm(図中矢印A)で等しくすると共に、第5〜9輪帯のSinc関数が0となる位置(節)(β=1)をρ=0.637mm(図中矢印B)で等しくしたことである。この場合でも、図7に示す比較例(第1〜9輪帯までに相当するSinc関数の広がり)と比較して明らかなように、Sinc関数の広がりが抑制されていることがわかる。よって、他の実施形態と同様にSinc関数の広がりの低減すなわちハロの低減が期待できる。   In order to clarify the feature of this embodiment, the calculation result of the Sinc function of this embodiment is shown in FIG. As can be seen from this figure, the feature of this embodiment is that the vertices of the second to fourth annular zones are equalized at ρ = 0.127 mm (arrow A in the figure), and the Sinc function of the fifth to ninth annular zones is 0. This means that the position (node) (β = 1) becomes equal at ρ = 0.637 mm (arrow B in the figure). Even in this case, as can be seen from comparison with the comparative example shown in FIG. 7 (spread of the sinc function corresponding to the first to ninth annular zones), it can be seen that the spread of the sinc function is suppressed. Therefore, similarly to the other embodiments, a reduction in the spread of the Sinc function, that is, a reduction in halo can be expected.

図23(a)に本実施形態の、図23(b)に比較例の0次回折光の焦点像面の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果をそれぞれ示す。(b)に示す比較例と比べることにより、本実施形態において像面外周領域(ρ=0.45〜0.6辺り)のサイドバンドの強度が明らかに低減出来ていることが分かる。   FIG. 23 (a) shows the simulation results on the computer of the intensity distribution of the focal image plane of the 0th-order diffracted light of the present embodiment and FIG. 23 (b) of the comparative example, respectively. By comparing with the comparative example shown in (b), it can be seen that the intensity of the sideband in the image surface outer peripheral region (ρ = 0.45 to around 0.6) can be clearly reduced in the present embodiment.

図24に、図21(a)に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。図24は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン(図24(b))は比較例(図11(d))とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。   FIG. 24 shows a simulation result on a computer regarding the intensity distribution on the optical axis obtained by the blazed shape according to the present embodiment shown in FIG. FIG. 24 shows the change in the intensity distribution on the optical axis when the aperture diameter to which light is incident is changed. Even if the aperture diameter is changed to small, medium, or large, both in the near and far regions. It can be seen that the focal point is generated, that is, can function as a multifocal ophthalmic lens. Further, since the intensity pattern on the optical axis in a bright room (FIG. 24 (b)) is almost the same as that of the comparative example (FIG. 11 (d)), the diffractive lens of this embodiment has a standard Fresnel interval type. It can also be seen that it has an effect on halo reduction while giving an equivalent perspective.

図25(a)に、本発明の第五の実施形態の位相プロファイル42を示す。本実施形態は、表10に示すように7つの輪帯からなる回折構造20の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn、φn-1は表10に示すように設定されている。一方、図25(b)に比較例の位相プロファイル44を示す。本比較例は表11に示すように、本実施形態と同じ7つの輪帯数がフレネル間隔で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数h=0.5一定としたものである。FIG. 25A shows a phase profile 42 according to the fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in Table 10, the grating pitch of the diffractive structure 20 composed of seven annular zones is configured with the same Fresnel spacing as in the first embodiment. The phases φ n and φ n−1 are set as shown in Table 10. On the other hand, FIG. 25B shows a phase profile 44 of a comparative example. In this comparative example, as shown in Table 11, the same seven ring zones as in this embodiment are configured with Fresnel intervals, and the intensity pattern on the optical axis in a bright room is almost the same as in this embodiment. Thus, the phase constant h = 0.5 is constant.

本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のSinc関数の計算結果を図26に示す。この図および表10から分かるように、本実施形態の特徴は、第1〜3輪帯のSinc関数の頂点をρ=0.1055mm(図中矢印A)で等しくすると共に、第4〜7輪帯のSinc関数の極値となる位置(α=1)をρ=0.8mm(図中矢印B)で等しくしたことである。この場合でも、図18(b)に示す比較例(第1〜7輪帯までに相当するSinc関数の広がり)と比較して明らかなように、Sinc関数の広がりが抑制されていることがわかる。よって、他の実施形態と同様にSinc関数の広がりの低減すなわちハロの低減が期待できる。   In order to clarify the feature of this embodiment, the calculation result of the Sinc function of this embodiment is shown in FIG. As can be seen from this figure and Table 10, the feature of the present embodiment is that the sine function apex of the first to third zones is made equal at ρ = 0.1055 mm (arrow A in the figure), and the fourth to seventh wheels. This is that the position (α = 1) that is the extreme value of the Sinc function of the band is made equal at ρ = 0.8 mm (arrow B in the figure). Even in this case, as can be seen from comparison with the comparative example shown in FIG. 18B (spread of the Sinc function corresponding to the first to seventh annular zones), it can be seen that the spread of the Sinc function is suppressed. . Therefore, similarly to the other embodiments, a reduction in the spread of the Sinc function, that is, a reduction in halo can be expected.

図27(a)に本実施形態の、図27(b)に比較例の0次回折光の焦点像面の強度分布について計算機上でシミュレートした結果をそれぞれ示す。(b)に示す比較例と比べることにより、本実施形態において明らかにサイドバンドの強度が低減出来ていることが分かる。   FIG. 27 (a) shows the result of simulating on the computer the intensity distribution of the focus image plane of the 0th-order diffracted light of the comparative example in FIG. 27 (b) and FIG. 27 (b), respectively. By comparing with the comparative example shown in (b), it can be seen that the strength of the side band can be clearly reduced in the present embodiment.

図28に、図25(a)に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。図28は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン(図28(b))は比較例(図20(d))とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。   FIG. 28 shows a simulation result on a computer regarding the intensity distribution on the optical axis obtained by the blazed shape according to the present embodiment shown in FIG. FIG. 28 shows changes in the intensity distribution on the optical axis when the aperture diameter to which light is incident is changed. Even if the aperture diameter is changed to small, medium, or large, both in the near and far regions. It can be seen that the focal point is generated, that is, can function as a multifocal ophthalmic lens. Further, since the intensity pattern on the optical axis in a bright room (FIG. 28 (b)) is almost the same as that of the comparative example (FIG. 20 (d)), the diffractive lens of this embodiment has a standard Fresnel interval type. It can also be seen that it has an effect on halo reduction while giving an equivalent perspective.

図29(a)に、本発明の第六の実施形態の位相プロファイル46を示す。本実施形態は、表12に示すように8つの輪帯からなる回折構造20の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn、φn-1は表12に示すように設定されている。一方、図29(b)に比較例の位相プロファイル48を示す。本比較例は表13に示すように、本実施形態と同じ8つの輪帯数がフレネル間隔で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数h=0.53一定としたものである。FIG. 29A shows a phase profile 46 according to the sixth embodiment of the present invention. In the present embodiment, as shown in Table 12, the grating pitch of the diffractive structure 20 composed of eight annular zones is configured with the same Fresnel spacing as in the first embodiment. The phases φ n and φ n−1 are set as shown in Table 12. On the other hand, FIG. 29B shows a phase profile 48 of a comparative example. In this comparative example, as shown in Table 13, the same eight ring zones as in this embodiment are configured with Fresnel intervals, and the intensity pattern on the optical axis in a bright room is almost the same as in this embodiment. Thus, the phase constant h = 0.53 is constant.

本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のSinc関数の計算結果を図30(a)に示す。この図から分かるように、本実施形態の特徴は、第1輪帯のSinc関数が極値となる位置(α=5)と第2輪帯のSinc関数が極値となる位置(α=2)と第3,4輪帯のSinc関数が極値となる位置(α=1)をρ=0.7mm(図中矢印B)で等しくすると共に、第5〜8輪帯のSinc関数が0となる位置(節)(β=1)をρ=0.6mm(図中矢印A)で等しくしたことである。この場合でも、図30(b)に示す比較例(第1〜8輪帯までに相当するSinc関数の広がり)と比較して明らかなように、Sinc関数の広がりが抑制されていることがわかる。よって、他の実施形態と同様にSinc関数の広がりの低減すなわちハロの低減が期待できる。   In order to clarify the feature of this embodiment, the calculation result of the Sinc function of this embodiment is shown in FIG. As can be seen from this figure, the feature of the present embodiment is that the position where the Sinc function of the first annular zone is an extreme value (α = 5) and the position where the Sinc function of the second annular zone is an extreme value (α = 2). ) And the third and fourth annular zones where the Sinc function becomes an extreme value (α = 1) is equal at ρ = 0.7 mm (arrow B in the figure), and the Sinc functions of the fifth to eighth annular zones are 0. The position (node) (β = 1) is equalized at ρ = 0.6 mm (arrow A in the figure). Even in this case, as can be seen from comparison with the comparative example shown in FIG. 30B (spread of the sinc function corresponding to the first to eighth annular zones), it can be seen that the spread of the sinc function is suppressed. . Therefore, similarly to the other embodiments, a reduction in the spread of the Sinc function, that is, a reduction in halo can be expected.

図31(a)に本実施形態の、図31(b)に比較例の0次回折光の焦点像面の強度分布について計算機上でシミュレートした結果をそれぞれ示す。(b)に示す比較例と比べることにより、本実施形態においてサイドバンドの強度及び分布の広がりがかなり抑制されていることが分かる。   FIG. 31 (a) shows the result of simulating on the computer the intensity distribution of the focus image plane of the 0th-order diffracted light of the comparative example in FIG. 31 (b), and FIG. 31 (b). By comparing with the comparative example shown in (b), it can be seen that the intensity of the sideband and the spread of the distribution are considerably suppressed in this embodiment.

図32に、図29(a)に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。図32は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン(図32(b))は比較例(図32(d))とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。   FIG. 32 shows a simulation result on a computer regarding the intensity distribution on the optical axis obtained by the blaze shape according to the present embodiment shown in FIG. FIG. 32 shows changes in the intensity distribution on the optical axis when the aperture diameter to which light is incident is changed. In both the near and far regions even if the aperture diameter is changed to small, medium, or large. It can be seen that the focal point is generated, that is, can function as a multifocal ophthalmic lens. In addition, since the intensity pattern on the optical axis in a bright room (FIG. 32 (b)) is almost the same as that in the comparative example (FIG. 32 (d)), the diffractive lens of this embodiment has a standard Fresnel interval type. It can also be seen that it has an effect on halo reduction while giving an equivalent perspective.

図33に、本発明の第一の実施形態の変形例1としての位相プロファイル50を示す。本実施形態では、表14に示すように、12個の輪帯からなる回折構造20の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn、φn-1は表14に示すように設定されている。なお、本実施例の比較例として、同じ12個の輪帯数からなり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数h=0.4一定としたものであり、第一の実施形態で示したものと同じものである(図4b及び表2参照のこと)。FIG. 33 shows a phase profile 50 as Modification 1 of the first embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in Table 14, the grating pitch of the diffractive structure 20 composed of 12 annular zones is configured with the same Fresnel spacing as in the first embodiment. The phases φ n and φ n−1 are set as shown in Table 14. As a comparative example of this example, the phase constant h = 0.4 is constant so that the intensity pattern on the optical axis in the bright room is substantially the same as that of this embodiment, which is composed of the same 12 ring zones. This is the same as that shown in the first embodiment (see FIG. 4b and Table 2).

本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のSinc関数の計算結果を図34に示す。本実施形態が本発明の第一の実施形態と異なるのは、第1輪帯のみSinc関数が最大となる位置を他の輪帯と等しくしていない点と、頂点が一致する像面のρを表14に示すように約0.089mmと第一の実施形態よりも小さくした点である。本図と比較例を示す図7を比べると、明らかにSinc関数の広がりが低減されており、ハロの低減が期待できることが分かる。このように全体のSinc関数の広がりに影響を与えない範囲ないであれば、すべての輪帯で同じ位置にSinc関数が最大となる位置を持ってこなくても、本発明の第一の実施形態と同様に、ハロの低減効果が見込まれるのである。   In order to clarify the feature of this embodiment, the calculation result of the Sinc function of this embodiment is shown in FIG. This embodiment is different from the first embodiment of the present invention in that the position where the Sinc function is maximum only in the first annular zone is not equal to the other annular zones, and ρ of the image plane where the vertices coincide with each other As shown in Table 14, it is about 0.089 mm, which is smaller than the first embodiment. Comparing this figure with FIG. 7 showing the comparative example, it is clear that the spread of the Sinc function is clearly reduced, and the reduction of halo can be expected. Thus, if there is no range that does not affect the spread of the entire Sinc function, the first embodiment of the present invention can be used even if the position where the Sinc function is maximized is not brought to the same position in all the annular zones. As with, a halo reduction effect is expected.

図35に、本実施形態の0次回折光の焦点像面の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。なお、本実施形態に対する比較例の像面強度分布は前記図9(b)に示されている。図9(b)に示す比較例と比べることにより、本実施形態において大幅にサイドバンドの強度が低減されていることが分かる。   FIG. 35 shows a simulation result on a computer regarding the intensity distribution of the focal image plane of the 0th-order diffracted light of this embodiment. Note that the image plane intensity distribution of the comparative example for the present embodiment is shown in FIG. 9B. By comparing with the comparative example shown in FIG. 9B, it can be seen that the strength of the side band is greatly reduced in this embodiment.

次に、図36に、本実施形態の遠方光源の実写写真を示す。すなわち実測結果からも、図10(b)に示す比較例と比べることにより、ハロが明らかに小さくなっており、軽減出来ていることが明らかとなった。   Next, FIG. 36 shows a photograph of the far-field light source of this embodiment. That is, from the actual measurement results, it has been clarified that the halo is clearly reduced and reduced by comparison with the comparative example shown in FIG.

図37に、図33に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。図37は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン(図37(b))は比較例(図11(d))とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。   FIG. 37 shows the result of simulating on the computer the intensity distribution on the optical axis obtained by the blaze shape according to the present embodiment shown in FIG. FIG. 37 shows changes in the intensity distribution on the optical axis when the aperture diameter to which light is incident is changed. Even if the aperture diameter is changed to small, medium, or large, both in the near and far regions. It can be seen that the focal point is generated, that is, can function as a multifocal ophthalmic lens. Further, since the intensity pattern on the optical axis in a bright room (FIG. 37B) is almost the same as that in the comparative example (FIG. 11D), the diffractive lens of this embodiment has a standard Fresnel interval type. It can also be seen that it has an effect on halo reduction while giving an equivalent perspective.

図38に、本発明の第一の実施形態の変形例2としての位相プロファイル52を示す。本実施形態では、表15に示すように、12個の輪帯からなる回折構造20の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn,φn-1は表15に示すように設定されている。なお、本実施例の比較例として、同じ12個の輪帯数からなり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数h=0.4一定としたものであり、第一の実施形態で示したものと同じものである(図4b及び表2参照のこと)。FIG. 38 shows a phase profile 52 as a second modification of the first embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in Table 15, the grating pitch of the diffractive structure 20 composed of 12 annular zones is configured with the same Fresnel spacing as in the first embodiment. The phases φ n and φ n−1 are set as shown in Table 15. As a comparative example of this example, the phase constant h = 0.4 is constant so that the intensity pattern on the optical axis in the bright room is substantially the same as that of this embodiment, which is composed of the same 12 ring zones. This is the same as that shown in the first embodiment (see FIG. 4b and Table 2).

本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のSinc関数の計算結果を図39に示す。本実施形態が本発明の第一の実施形態と異なるのは、第1〜3輪帯だけはブレーズの位相定数をh=0.5とし、Sinc関数が最大となる位置を他の輪帯と等しくしていないところである。本図と比較例を示す図7を比べると、明らかにSinc関数の広がりが低減されており、かつ図8の第一の実施形態とさほど変わらないSinc関数の広がりを示しており、ハロの低減が期待できることが分かる。このようにすべての輪帯で同じ位置にSinc関数が最大となる位置を持ってこなくても、本発明の第一の実施形態と同様に、ハロの低減効果が見込まれるのである。   In order to clarify the feature of this embodiment, the calculation result of the Sinc function of this embodiment is shown in FIG. This embodiment is different from the first embodiment of the present invention in that only the first to third zones have a blaze phase constant of h = 0.5, and the position where the Sinc function is maximized is different from other zones. It is not equal. When this figure and FIG. 7 showing the comparative example are compared, the spread of the Sinc function is clearly reduced, and the spread of the Sinc function is not so different from that of the first embodiment of FIG. Can be expected. Thus, even if the position where the Sinc function is maximized is not brought to the same position in all the annular zones, the halo reduction effect is expected as in the first embodiment of the present invention.

図40に、本実施形態の0次回折光の焦点像面の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。なお、本実施形態に対する比較例の像面強度分布は前記図9(b)に示されている。図9(b)に示す比較例と比べることにより、本実施形態において明らかにサイドバンドの強度が低減されていることが確認できる。   FIG. 40 shows the result of simulation on the computer about the intensity distribution of the focal image plane of the 0th-order diffracted light of this embodiment. Note that the image plane intensity distribution of the comparative example for the present embodiment is shown in FIG. 9B. By comparing with the comparative example shown in FIG. 9B, it can be confirmed that the strength of the sideband is clearly reduced in the present embodiment.

図41に、図38に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。本図は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン(図41(b))は比較例(図11(d))とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。   FIG. 41 shows a simulation result on a computer of the intensity distribution on the optical axis obtained by the blaze shape according to the present embodiment shown in FIG. This figure shows changes in the intensity distribution on the optical axis when the aperture diameter to which light is incident is changed. Even if the aperture diameter is changed to small, medium, or large, both near and far regions are seen. It can be seen that the focal point is generated, that is, can function as a multifocal ophthalmic lens. Further, since the intensity pattern on the optical axis in a bright room (FIG. 41 (b)) is almost the same as that of the comparative example (FIG. 11 (d)), the diffractive lens of the present embodiment has a standard Fresnel interval type. It can also be seen that it has an effect on halo reduction while giving an equivalent perspective.

図42に、本発明の第一の実施形態の変形例3の位相プロファイル54を示す。本実施形態では、表16に示すように、12個の輪帯からなる回折構造20の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn,φn-1は表16に示すように設定されている。なお、本実施例の比較例として、同じ12個の輪帯数からなり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数h=0.4一定としたものであり、第一の実施形態で示したものと同じものである(図4b及び表2参照のこと)。FIG. 42 shows a phase profile 54 of Modification 3 of the first embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in Table 16, the grating pitch of the diffractive structure 20 composed of 12 ring zones is configured with the same Fresnel spacing as in the first embodiment. The phases φ n and φ n−1 are set as shown in Table 16. As a comparative example of this example, the phase constant h = 0.4 is constant so that the intensity pattern on the optical axis in the bright room is substantially the same as that of this embodiment, which is composed of the same 12 ring zones. This is the same as that shown in the first embodiment (see FIG. 4b and Table 2).

本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のSinc関数の計算結果を図43に示す。本実施形態が本発明の第一の実施形態と異なるのは、第2〜4輪帯は、ρ=0.1266mm(図中矢印B)で、第5〜12輪帯は、ρ=0.0897mm(図中矢印A)でそれぞれSinc関数の頂点が一致するようにしたものである。つまり、頂点が一致する位置を各輪帯領域で異ならせたところである。本図と比較例を示す図7を比べると、明らかにSinc関数の広がりが低減されており、ハロの低減が期待できることが分かる。このようにすべての輪帯で同じ位置にSinc関数が最大となる位置を持ってこなくても、本発明の第一の実施形態と同様に、ハロの低減効果が見込まれるのである。   In order to clarify the feature of this embodiment, the calculation result of the Sinc function of this embodiment is shown in FIG. This embodiment is different from the first embodiment of the present invention in that the second to fourth annular zones are ρ = 0.1266 mm (arrow B in the figure), and the fifth to twelfth annular zones are ρ = 0. The vertices of the Sinc function are matched with each other at 0897 mm (arrow A in the figure). That is, the position where the vertices coincide is different in each annular zone area. Comparing this figure with FIG. 7 showing the comparative example, it is clear that the spread of the Sinc function is clearly reduced, and the reduction of halo can be expected. Thus, even if the position where the Sinc function is maximized is not brought to the same position in all the annular zones, the halo reduction effect is expected as in the first embodiment of the present invention.

図44に、本実施形態の0次回折光の焦点像面の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。なお、本実施形態に対する比較例の像面強度分布は前記図9(b)に示されている。図9(b)に示す比較例と比べることにより、本実施形態において明らかにサイドバンドの強度が低減されていることが確認できる。   FIG. 44 shows the result of simulation on the computer about the intensity distribution of the focal image plane of the 0th-order diffracted light of this embodiment. Note that the image plane intensity distribution of the comparative example for the present embodiment is shown in FIG. 9B. By comparing with the comparative example shown in FIG. 9B, it can be confirmed that the strength of the sideband is clearly reduced in the present embodiment.

図45に、図42に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。本図は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン(図45(b))は比較例(図11(d))とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。   FIG. 45 shows a simulation result on a computer regarding the intensity distribution on the optical axis obtained by the blaze shape according to the present embodiment shown in FIG. This figure shows changes in the intensity distribution on the optical axis when the aperture diameter to which light is incident is changed. Even if the aperture diameter is changed to small, medium, or large, both near and far regions are seen. It can be seen that the focal point is generated, that is, can function as a multifocal ophthalmic lens. Further, since the intensity pattern on the optical axis in a bright room (FIG. 45 (b)) is almost the same as that of the comparative example (FIG. 11 (d)), the diffractive lens of the present embodiment has a standard Fresnel interval type. It can also be seen that it has an effect on halo reduction while giving an equivalent perspective.

ここまでの、第一の実施形態並びにその変形例についての説明から、Sinc関数の頂点は必ずしも全ての輪帯で一致する必要はないことが分かった。つまり、複数の輪帯(ゾーン)で一致してさえいれば、程度の差はあるものの、Sinc関数の広がりが抑えられ、ハロの軽減ができるのである。以上のことから、複数の輪帯(ゾーン)で数2を満足する領域を有していれば良いことが、数19より導かれる。   From the description of the first embodiment and the modifications thereof up to this point, it has been found that the vertices of the Sinc function do not necessarily have to coincide in all the annular zones. In other words, as long as there is a match in a plurality of zones (zones), although there is a difference, the spread of the Sinc function can be suppressed and halo can be reduced. From the above, it is derived from Equation 19 that a plurality of zones (zones) only need to have a region satisfying Equation 2.

図46(a)に、本発明の第二の実施形態の変形例1としての位相プロファイル56を示す。本実施形態では、表17に示すように、6個の輪帯からなる回折構造20の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn,φn-1は表17に示すように設定されている。一方、図46(b)に比較例の位相プロファイル58を示す。本比較例は表18に示すように、本実施形態と同じ6つの輪帯数がフレネル間隔で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数h=0.44一定としたものである。FIG. 46A shows a phase profile 56 as Modification 1 of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in Table 17, the grating pitch of the diffractive structure 20 composed of six ring zones is configured with the same Fresnel spacing as in the first embodiment. The phases φ n and φ n−1 are set as shown in Table 17. On the other hand, FIG. 46B shows a phase profile 58 of the comparative example. In this comparative example, as shown in Table 18, the same six ring zones as in this embodiment are configured with Fresnel intervals, and the intensity pattern on the optical axis in a bright room is almost the same as in this embodiment. Thus, the phase constant h = 0.44 is constant.

本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のSinc関数の計算結果を図47(a)に示す。本実施形態が本発明の第二の実施形態と異なるのは、第1輪帯を除いて第2輪帯〜6輪帯までがρ=0.5mmの位置でSinc関数の節(β=1)が一致しており、一致するρが少し大きくなっている点である。本図を、図47(b)の比較例のSinc関数の計算結果と比較すると明らかにSinc関数の広がりは低減しており、また、本発明の第二の実施形態を示す図13を比べても、Sinc関数の広がり具合は遜色ない。このように節を位置させる像面上の位置ρの値を変量しても、本発明の第二の実施形態と同様に、ハロの低減効果が見込まれるのである。   In order to clarify the feature of this embodiment, the calculation result of the Sinc function of this embodiment is shown in FIG. This embodiment is different from the second embodiment of the present invention in that the Sinc function node (β = 1) is located at the position of ρ = 0.5 mm from the second to the sixth zones except for the first zone. ) Match, and the matching ρ is slightly larger. When this figure is compared with the calculation result of the sinc function of the comparative example of FIG. 47 (b), the spread of the sinc function is clearly reduced, and compared with FIG. 13 showing the second embodiment of the present invention. However, the spread of the Sinc function is not inferior. Thus, even if the value of the position ρ on the image plane where the node is positioned is varied, a halo reduction effect is expected as in the second embodiment of the present invention.

図48(a)に本実施形態の、図48(b)に比較例の0次回折光の焦点像面の強度分布について計算機上でシミュレートした結果をそれぞれ示す。比較例と比べると、サイドバンドの強度分布の範囲が狭まっていることが分かる。   FIG. 48 (a) shows the result of simulating on the computer the intensity distribution of the focus image plane of the 0th-order diffracted light of the comparative example, and FIG. 48 (b), respectively. Compared with the comparative example, it can be seen that the range of the intensity distribution of the sidebands is narrowed.

図49に、図46(a)に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。本図は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。図16の前記第二の実施形態と比較すると、明るい室内の環境下での近方焦点の強度が増しており、より近くが見やすい多焦点眼用レンズとなっていることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン(図49(b))は比較例(図49(d))とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。   FIG. 49 shows a simulation result on a computer regarding the intensity distribution on the optical axis obtained by the blaze shape according to the present embodiment shown in FIG. This figure shows changes in the intensity distribution on the optical axis when the aperture diameter to which light is incident is changed. Even if the aperture diameter is changed to small, medium, or large, both near and far regions are seen. It can be seen that the focal point is generated, that is, can function as a multifocal ophthalmic lens. Compared with the second embodiment of FIG. 16, it can be seen that the intensity of the near focus in a bright indoor environment is increased, and the multifocal ophthalmic lens is easy to see near. In addition, since the intensity pattern on the optical axis in a bright room (FIG. 49 (b)) is almost the same as that in the comparative example (FIG. 49 (d)), the diffractive lens of this embodiment has a standard Fresnel interval type. It can also be seen that it has an effect on halo reduction while giving an equivalent perspective.

図50(a)に、本発明の第二の実施形態の変形例2としての位相プロファイル60を示す。本実施形態は、表19に示すように8つの輪帯からなる回折構造20の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn,φn-1は表19に示すように設定されている。一方、図50(b)に比較例 の位相プロファイル62を示す。本比較例は表20に示すように、本実施形態と同じ8つの輪帯数がフレネル間隔で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数h=0.5一定としたものである。FIG. 50A shows a phase profile 60 as a second modification of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in Table 19, the grating pitch of the diffractive structure 20 composed of eight annular zones is configured with the same Fresnel spacing as in the first embodiment. The phases φ n and φ n−1 are set as shown in Table 19. On the other hand, FIG. 50B shows a phase profile 62 of a comparative example. In this comparative example, as shown in Table 20, the same eight ring zones as in this embodiment are configured with Fresnel intervals, and the intensity pattern on the optical axis in a bright room is almost the same as in this embodiment. Thus, the phase constant h = 0.5 is constant.

本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のSinc関数の計算結果を図51に示す。本実施形態が本発明の第二の実施形態と異なるのは、第2輪帯のSinc関数の値が0になる位置(節)をβ=2の節とし、第3〜8輪帯のSinc関数の値が0になる位置(節)(β=1)とρ=0.6mmの地点で等しくしたところである。本実施形態では節の一致するρ位置を第二の実施形態及びその変形例1よりも少し大きくしたものであり、その分Sinc関数の広がりは少し大きくなっている。しかし、図18(b)の比較例の第1〜8輪帯のSinc関数の広がりと比較すると全体の広がりは抑制されており、ハロの低減が期待されるものである。   In order to clarify the feature of this embodiment, the calculation result of the Sinc function of this embodiment is shown in FIG. This embodiment differs from the second embodiment of the present invention in that the position (node) at which the value of the Sinc function of the second annular zone becomes 0 is the node of β = 2, and the Sinc of the third to eighth annular zones. The position (node) (β = 1) where the function value becomes 0 is equal to the point where ρ = 0.6 mm. In this embodiment, the ρ position where the nodes coincide is a little larger than that in the second embodiment and its modification example 1, and the spread of the Sinc function is a little larger accordingly. However, compared with the spread of the Sinc function of the first to eighth annular zones in the comparative example of FIG. 18B, the overall spread is suppressed, and a reduction in halo is expected.

図52(a)に、本実施形態の、図52(b)に比較例の0次回折光の焦点像面の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。比較例と比べると、ρ=0.45〜0.6mm付近のサイドバンド強度が減少しており、強度分布の範囲が狭まっていることが分かる。このようにSinc関数が0になる位置(節)のβの値が異なっていても、本発明の第二の実施形態と同様に、ハロの低減効果が見込まれるのである。   FIG. 52A shows a simulation result on the computer of the intensity distribution of the focus image plane of the 0th-order diffracted light of the comparative example of FIG. 52B in this embodiment. Compared with the comparative example, it can be seen that the sideband intensity in the vicinity of ρ = 0.45 to 0.6 mm is decreased, and the range of the intensity distribution is narrowed. Thus, even if the β value at the position (node) at which the Sinc function becomes 0 is different, the halo reduction effect is expected as in the second embodiment of the present invention.

図53に、図50(a)に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。本図は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。なお、本実施形態は節の一致するρ位置を第2の実施形態及びその変形例1よりも少し大きくしたものであり、その分、Sinc関数の広がりは少し大きくなり、像面のサイドバンドの強度分布も少し広がっているが、近方焦点の強度は増しており、その結果、前記2つの実施形態より、遠方と近方の見え方はよりバランスが取れたものとなっている。また、明るい室内における光軸上の強度パターン(図53(b))は比較例(図20(d))とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。   FIG. 53 shows a simulation result on a computer regarding the intensity distribution on the optical axis obtained by the blaze shape according to the present embodiment shown in FIG. This figure shows changes in the intensity distribution on the optical axis when the aperture diameter to which light is incident is changed. Even if the aperture diameter is changed to small, medium, or large, both near and far regions are seen. It can be seen that the focal point is generated, that is, can function as a multifocal ophthalmic lens. In this embodiment, the ρ position where the nodes coincide is a little larger than that in the second embodiment and its modification example 1, and accordingly, the spread of the Sinc function becomes a little larger, and the sideband of the image plane Although the intensity distribution is slightly widened, the intensity of the near focus is increased, and as a result, the distant view and the near view are more balanced than the two embodiments. Further, since the intensity pattern on the optical axis in a bright room (FIG. 53 (b)) is almost the same as that of the comparative example (FIG. 20 (d)), the diffractive lens of this embodiment has a standard Fresnel interval type. It can also be seen that it has an effect on halo reduction while giving an equivalent perspective.

図54(a)に、本発明の第三の実施形態の変形例1としての位相プロファイル64形状の拡大断面図を示す。本実施形態は、表21に示すように7つの輪帯からなる回折構造20の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn,φn-1は表21に示すように設定されている。一方、図54(b)に比較例の位相プロファイル66を示す。本比較例は表22に示すように、本実施形態と同じ7つの輪帯数がフレネル間隔で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数h=0.6一定としたものである。FIG. 54A shows an enlarged cross-sectional view of the shape of the phase profile 64 as Modification 1 of the third embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in Table 21, the grating pitch of the diffractive structure 20 composed of seven ring zones is configured with the same Fresnel spacing as in the first embodiment. The phases φ n and φ n−1 are set as shown in Table 21. On the other hand, FIG. 54B shows a phase profile 66 of a comparative example. In this comparative example, as shown in Table 22, the same seven ring zones as in this embodiment are configured with Fresnel intervals, and the intensity pattern on the optical axis in a bright room is almost the same as in this embodiment. Thus, the phase constant h = 0.6 is constant.

本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のSinc関数の計算結果を図55(a)に示す。また、比較例のSinc関数の計算結果を図55(b)に示す。本実施形態が本発明の第三の実施形態と異なるのは、第1輪帯は対象外とし、第2輪帯のSinc関数の値が極値になる位置(α=2)を第3〜7輪帯のSinc関数の値が極値になる位置(α=1)とρ=0.8mmの地点で等しくしたところである。図55(b)に示す比較例のSinc関数の広がりと比較すると明らかに全体の広がりは抑制されたものとなっていることが分かる。   In order to clarify the feature of this embodiment, the calculation result of the Sinc function of this embodiment is shown in FIG. Further, FIG. 55B shows the calculation result of the Sinc function of the comparative example. This embodiment is different from the third embodiment of the present invention in that the first annular zone is excluded, and the position (α = 2) where the value of the Sinc function of the second annular zone is the extreme value is 3rd to 3rd. The position where the value of the Sinc function of the seven-wheel zone is an extreme value (α = 1) is equal to the point where ρ = 0.8 mm. When compared with the spread of the Sinc function of the comparative example shown in FIG. 55 (b), it can be seen that the overall spread is clearly suppressed.

図56(a)に本実施形態の、図56(b)に比較例の0次回折光の焦点像面の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果をそれぞれ示す。(b)に示す比較例と比べると、サイドバンドの強度分布の範囲が狭まっていることが分かる。このようにSinc関数の値が極値になる位置をすべての輪帯で等しくなくても、またSinc関数が極値になる位置のαの値が異なっていても、本発明の第三の実施形態と同様に、ハロの低減効果が見込まれるのである。   FIG. 56 (a) shows the simulation results on the computer for the intensity distribution of the focus image plane of the 0th-order diffracted light of the present embodiment, and FIG. 56 (b) for the comparative example, respectively. Compared with the comparative example shown in (b), it can be seen that the range of the intensity distribution of the sidebands is narrowed. Thus, even if the position where the value of the Sinc function is an extreme value is not equal in all the annular zones, and the value of α at the position where the Sinc function is an extreme value is different, the third embodiment of the present invention is performed. As with the form, a halo reduction effect is expected.

図57に、図54(a)に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。また、図57(d)は、開口径3.3mmでの比較例の光軸上の強度分布を示している。本図は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターンは比較例とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。   FIG. 57 shows a simulation result on a computer regarding the intensity distribution on the optical axis obtained by the blazed shape according to the present embodiment shown in FIG. FIG. 57 (d) shows the intensity distribution on the optical axis of the comparative example with an aperture diameter of 3.3 mm. This figure shows changes in the intensity distribution on the optical axis when the aperture diameter to which light is incident is changed. Even if the aperture diameter is changed to small, medium, or large, both near and far regions are seen. It can be seen that the focal point is generated, that is, can function as a multifocal ophthalmic lens. In addition, since the intensity pattern on the optical axis in a bright room is almost the same as that of the comparative example, the diffraction lens of this embodiment is effective in reducing halo while giving the same perspective as the standard Fresnel interval type. You can also see that it brings

以上、本発明の実施形態として、各輪帯のSinc関数を特徴的な位置(頂点、0となる点(節)、極値をとる点)で一致させるための条件を示した。ただし、本発明ではこれらの位置に限らず、全体の振幅分布の広がりを抑制できる一致点は他にも存在するので、他の位置で一致させてもよい。たとえばSinc関数の最大振幅の90%、80%、70%、・・・の振幅となる地点など、様々な点が考えられる。   As described above, as an embodiment of the present invention, the conditions for matching the Sinc function of each annular zone at characteristic positions (vertices, points (nodes) that become 0, points that take extreme values) have been shown. However, the present invention is not limited to these positions, and there are other coincidence points that can suppress the spread of the entire amplitude distribution, so they may be coincident at other positions. For example, various points are conceivable, such as a point where the maximum amplitude of the Sinc function is 90%, 80%, 70%,...

各輪帯のSinc関数を特徴的な位置で一致させる場合、必ずしも全ての輪帯で一致する必要はなく、たとえば第1〜(j−1)輪帯までと第j〜n輪帯まではそれぞれ別の位置で一致していても構わない。またSinc関数が0になる位置は上述のようにたくさんあるが、同じ位置で一致しても良いし、異なる位置で一致しても良い。同じくSinc関数が極値をとる位置もたくさんあるが、同じ位置で一致しても良いし、異なる位置で一致しても良い。また一致する位置は、全ての輪帯に対してでなくても良く、輪帯の一部や輪帯の複数の異なる領域に対してでもよい。さらに、一致する位置は、各輪帯で異なる特徴的な位置であっても良い。つまり、標準的な回折構造の中に本発明に基づく回折構造が一部組み込まれたものも好適な例である。   When the Sinc function of each annular zone is matched at a characteristic position, it is not always necessary to match all the annular zones. For example, the first to (j-1) annular zones and the jth to n-th zones are respectively You may match in another position. As described above, there are many positions where the Sinc function becomes 0, but they may coincide at the same position or may coincide at different positions. Similarly, there are many positions where the Sinc function takes an extreme value, but they may coincide at the same position or may coincide at different positions. Further, the matching positions may not be for all the annular zones, but may be for a part of the annular zones or a plurality of different regions of the annular zones. Further, the matching position may be a characteristic position that is different in each ring zone. In other words, a standard diffraction structure in which a part of the diffraction structure according to the present invention is incorporated is also a preferable example.

なお、頂点、節、極小値を一致させる像面上での位置ρは、0次回折光の焦点距離f(mm)に依存するため、fを包含した下記式によって好適なρの範囲を定めることができる。本発明におけるρの範囲としては、0≦ρ≦0.0105f(mm)であり、好ましくは0.0002f(mm)≦ρ≦0.007f(mm)である。   Note that the position ρ on the image plane at which the vertex, node, and minimum value coincide with each other depends on the focal length f (mm) of the 0th-order diffracted light, and therefore a suitable range of ρ is defined by the following expression including f. Can do. The range of ρ in the present invention is 0 ≦ ρ ≦ 0.0105 f (mm), preferably 0.0002 f (mm) ≦ ρ ≦ 0.007 f (mm).

本実施形態では回折構造の輪帯間隔は全てフレネル間隔からなるもので示したが、かかる間隔に依らなくても、本発明にて示した関係式は成立することは明らかである。よって、フレネル間隔以外の間隔を有する回折構造に対しても本発明は好適に利用できるものである。   In the present embodiment, the annular zone intervals of the diffractive structure are all shown as being composed of Fresnel intervals. However, it is obvious that the relational expression shown in the present invention is established even if it does not depend on such intervals. Therefore, the present invention can be suitably used for a diffractive structure having an interval other than the Fresnel interval.

なお、前記各実施形態などで示された回折構造は目的とする眼用レンズの前面、または後面のどちらかに別々に設定されてもよいし、あるいは同一面に設定されてもよい。あるいはレンズの内部に設置されていてもよい。   The diffractive structure shown in each of the above embodiments may be set separately on either the front surface or the rear surface of the target ophthalmic lens, or may be set on the same surface. Or you may install in the inside of a lens.

なお、本発明における眼用レンズとしてはコンタクトレンズ、眼鏡、眼内レンズなどが具体的な対象となる。さらには角膜実質内に埋植して視力を矯正する角膜挿入レンズ、あるいは人工角膜などにも適用可能である。コンタクトレンズにおいては硬質性の酸素透過性ハードコンタクトレンズ、含水または非含性のソフトコンタクトレンズ、さらにはシリコーン成分を含有した酸素透過性の含水または非含水性のソフトコンタクトレンズなどに好適に用いることができる。また、眼内レンズにおいても硬質性の眼内レンズや、折り畳んで眼内に挿入可能な軟質眼内レンズなど、いずれの眼内レンズにも好適に用いることができる。   In addition, contact lenses, eyeglasses, intraocular lenses, and the like are specific objects as ophthalmic lenses in the present invention. Furthermore, the present invention can be applied to a corneal insertion lens that is implanted in the corneal stroma and corrects visual acuity, or an artificial cornea. For contact lenses, it should be used suitably for hard oxygen-permeable hard contact lenses, hydrous or non-hydrous soft contact lenses, and oxygen-permeable hydrous or non-hydrous soft contact lenses containing a silicone component. Can do. In addition, the intraocular lens can be suitably used for any intraocular lens such as a hard intraocular lens or a soft intraocular lens that can be folded and inserted into the eye.

10:眼用レンズ、12:光学部、16:光学部後面、18:レンズ中心軸、20:回折構造、21:ブレーズ 10: ophthalmic lens, 12: optical unit, 16: rear surface of optical unit, 18: lens central axis, 20: diffractive structure, 21: blaze

Claims (7)

同心円状の複数のゾーンを有する回折構造が形成された回折型多焦点眼用レンズにおいて、
前記各ゾーンがブレーズ形の位相関数を有していると共に、
該各ゾーンにおいて下式で表される関数gn(ρ)が、複数の該ゾーン間において頂点と節と極値の何れかで相互に一致していることを特徴とする回折型多焦点眼用レンズ。
In a diffractive multifocal ophthalmic lens in which a diffractive structure having a plurality of concentric zones is formed,
Each zone has a blazed phase function,
The diffractive multifocal eye characterized in that the function g n (ρ) represented by the following expression in each zone is coincident with each other at any one of a vertex, a node, and an extreme value among the plurality of zones. Lens.
前記回折構造が、複数の前記ゾーンが下式を満足する領域を有している請求項1に記載の回折型多焦点眼用レンズ。
The diffractive multifocal ophthalmic lens according to claim 1, wherein the diffractive structure has a region in which the plurality of zones satisfy the following expression.
前記回折構造が、複数の前記ゾーンが下式を満足する領域を有している請求項1に記載の回折型多焦点眼用レンズ。
The diffractive multifocal ophthalmic lens according to claim 1, wherein the diffractive structure has a region in which the plurality of zones satisfy the following expression.
前記回折構造が、複数の前記ゾーンが下式を満足する領域を有している請求項1に記載の回折型多焦点眼用レンズ。
The diffractive multifocal ophthalmic lens according to claim 1, wherein the diffractive structure has a region in which the plurality of zones satisfy the following expression.
前記回折構造の0次回折光により遠方視用焦点が設定されていると共に、該回折構造の+1次回折光により近方視用焦点が設定されている請求項1〜4の何れか一項に記載の回折型多焦点眼用レンズ。   5. The far vision focus is set by the zero-order diffracted light of the diffractive structure, and the near vision focus is set by the + 1st order diffracted light of the diffractive structure. Diffraction multifocal lens. 同心円状の複数のゾーンを有する回折構造が形成された回折型多焦点眼用レンズを製造するに際して、
前記各ゾーンの位相関数をブレーズ形として、目標とする回折光の焦点位置を設定する工程と、
該各ゾーンにおいて下式で表される関数gn(ρ)を求める工程と、
前記各ゾーンにおける前記関数gn(ρ)が、複数の該ゾーン間において一致点を設定して前記ブレーズ形状を決定する工程と
を、含む回折型多焦点眼用レンズの製造方法。
When manufacturing a diffractive multifocal ophthalmic lens in which a diffractive structure having a plurality of concentric zones is formed,
Setting the focal position of the target diffracted light as a blazed shape of the phase function of each zone;
Obtaining a function g n (ρ) represented by the following formula in each zone;
A method of manufacturing a diffractive multifocal ophthalmic lens, including the step of determining the blazed shape by setting coincident points between the zones, wherein the function g n (ρ) in each of the zones.
前記一致点が、複数の前記ゾーン間において頂点と節と極値の何れかに設定されている請求項6に記載の回折型多焦点眼用レンズの製造方法。   The method of manufacturing a diffractive multifocal ophthalmic lens according to claim 6, wherein the coincidence point is set to any one of a vertex, a node, and an extreme value between the plurality of zones.
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