JPWO2013118499A1 - 多焦点眼用レンズとその製造方法 - Google Patents

Abstract

多焦点眼用レンズにおいて生成されるハロの低減を目的としてその機構の解明を行い、その結果に基づく解決方法から見出された、ハロを効果的に低減することのできる、新規な構造の多焦点眼用レンズおよびその製造方法を提供する。レンズ１０の光学部１２に対して、少なくとも二つの焦点を与える焦点形成用領域２８が設けられた多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点のうち第一の焦点における像面上で、第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布を減少せしめる振幅分布の回折光を与えるキャンセル用領域３０を、光学部１２に設けた。

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および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。

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。

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。

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。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複数の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。

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か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。

ところが、回折型多焦点レンズでは、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光の暈が生成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。

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４３（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４３（ｂ）（ｃ））。なお、図４３（ｃ）は図４３（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４３（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４４（ａ））。一見すると遠方焦点の像面では図４４（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４４（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４４（ｄ））。

かかる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４５（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４５（ａ）における各輪帯Ａ，Ｂ，Ｃを通過する光は図４５（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４５（ｃ））。この振幅の共役絶対値が光の強度となり（図４５（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。したがって、小ピーク群の強度を低減させるにはその元となる振幅分布の振幅の大きさまたは像面上での広がりを制御することが必要となり、振幅分布を抑制することがすなわちハロを低減することになるのである。

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２０００−５１１２９９（特許文献１）ではハロを低減するために、エシェレットと呼ばれる回折ゾーンの一形態からなる回折構造において周辺に向かうにしたがってその高さをなめらかに減じる方法と、その高さの変化を規定する関数を開示している。該方法は、周辺に向かうに従って近方への光のエネルギー配分量を減少させて結果としてハロを低減させようとするものである。しかし、該先行文献ではハロが自覚されない程度まで減少させようとするには近方へのエネルギー配分を相当減らす必要があり、この場合、近方の見え方が著しく損なわれるという問題点がある。また、瞳孔の変化に伴う遠近のエネルギー比が変化するため、照度の変化に対して一定した見え方を与えることが難しいという問題点をも有する。

また、特開２００７−１８１７２６（特許文献２）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。このように、遠近の見え方のバランスがとれ、かつハロが抑制された回折型多焦点眼用レンズは存在していないのが現状である。

特開２０００−５１１２９９号公報 特開２００７−１８１７２６号公報

本発明は、かかるハロ低減を目的としてその機構の解明を行い、その結果に基づく解決方法から見出された、ハロを効果的に低減することのできる、新規な構造の多焦点眼用レンズおよびその製造方法を提供するものである。

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が、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。

振幅関数（分布）は、光の波としての特性を数学的に記述した関数（分布）のことであり、具体的には［数１］で表わされる。

位相は、［数１］のφ（ｘ）に相当するもので、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。

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。

位相関数は、［数１］の指数部またはｃｏｓ関数内の位相の変化を表す関数である。本発明では、位相関数の変数は主にレンズの中心から半径方向の位置をｒとし、ｒ地点におけるレンズの位相φを表すものとして用いられ、具体的には図４６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。

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。

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。

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。

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。

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。

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４７（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４７（ｂ））や凹凸形状（方形波状）等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４７（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４７（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ｒ_n の位置の位相φ_n と内径ｒ_n-1 の位置の位相φ_n-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｜φ_n ｜= ｜φ_n-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φ（ｒ）は、［数２］のように表される。

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３］の通りである。単位はラジアン。

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φ_n とφ_n-1 の関係は［数４］の通りとなる。この位置関係は図４８に示されている。本発明ではこのように位相ずれ量τを導入して新たに設定される関数φ’（ｒ）も位相関数の一形態として用いることができる。

位相定数は、ブレーズ型の位相関数において［数５］で定義される定数ｈのことをいう。

レリーフは、位相プロファイルで定められる位相に相当する光路長を反映して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。

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。

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６］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。

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。

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ｒ_n とすると［数７］で定められる間隔を有するものをいう。

一般的には［数７］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Ｐ_add （０次光を遠用、１次光を近用とした時、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。

続いて、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。

すなわち、多焦点眼用レンズに関する本発明の第１の態様は、レンズの光学部に対して、少なくとも二つの焦点を与える焦点形成用領域が設けられた多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点のうち第一の焦点における像面上で、該第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布を減少せしめる振幅分布の回折光を与えるキャンセル用領域を、前記光学部に設けたことを特徴とする。

本態様の多焦点眼用レンズでは、第一の焦点における像面上で、第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布を減少せしめる回折光を与えるキャンセル用領域を光学部に設けた。これにより、第一の焦点の像面における第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布が抑えられ、その結果、第一の焦点における像の見え方の質が向上することとなる。

なお、本態様におけるキャンセル用領域は、例えば、前記焦点のうち第一の焦点における像面周辺域の振幅分布に対して、これを減少せしめる振幅分布の回折光を与えるキャンセル用領域を、前記光学部に設けることによって実現されることとなり、好適には該像面周辺域が下式で表わされ得る。
ρ（像面周辺域）：０．０００７ｆ以上
（f ：第一の焦点の焦点距離（ｍｍ））

また、本態様においてキャンセル用領域の回折光によって振幅分布を減少せしめる対象光は、第一の焦点を形成する光以外の全ての光とされる必要はない。例えば、第一の焦点以外の一つ又は複数の特定焦点を形成する回折光を対象光としても良いし、第一の焦点における像面上で一つ又は複数の特定領域に位置する振幅分布を与える回折光を対象としても良い。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第２の態様は、第１の態様に係る多焦点眼用レンズであって、前記焦点形成用領域が与える前記第一の焦点が遠方視用焦点であり、該焦点形成用領域が与える残りの焦点が近方視用焦点を含むものである。

本態様の多焦点眼用レンズでは、近方視用焦点を与える焦点形成用領域からの光が収束後に拡散して遠方視用焦点における像面上に紛れ込むことがハロの原因と考えられ、特に夜間の遠方視で問題となるハロの抑制が、効果的に達成され得る。即ち、遠方視用焦点における像面上で、焦点形成用領域からの光の振幅分布に対して、これを減少せしめる光の振幅分布の回折光を与えるキャンセル用領域が光学部に設けられていることから、ハロの原因となる紛れ込む光をキャンセルすることができ、ハロを低減することが可能となるのである。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第３の態様は、第１又は２の態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記光学部の内周部分に前記焦点形成用領域が形成されている一方、該光学部の外周部分に前記キャンセル用領域が形成されているものである。

本態様によれば、焦点形成用領域が光学部の内周部分に形成される一方、キャンセル用領域は光学部の外周部分に形成されている。これにより、瞳孔の縮径作用により、ハロが問題とならない明るい状況下では、外部からの光は光学部の内周部分を通過するため、多くの光が焦点形成用領域を通過し、一方、キャンセル用領域を通過する光は抑えられることとなる。これによって焦点形成用領域の結像特性に対するキャンセル用領域からの影響を少なくし、その結果、焦点形成用領域が本来有する遠近の見え方を維持する。

また、ハロが問題となる夜間には瞳孔が開くことにより、キャンセル用領域が形成されている光学部の外周部分にも光が入射するようにできる。キャンセル用領域に入射した光により生成されたキャンセル光により、ハロの原因となる光を打ち消すことが出来、ハロを低減することが可能となるのである。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第４の態様は、第３の態様に記載された多焦点眼用レンズであって、前記キャンセル用領域の形成領域の内径が明所視時における人の眼の瞳孔径より大きく、かつ該キャンセル用領域の形成領域の外径が暗所視時における人の眼の瞳孔径より小さくされているものである。

本態様によれば、キャンセル用領域の形成領域の内径が明所視時における人の眼の瞳孔径より大きくされていることにより、例えばハロが問題とならない明るい状況下では、多くの光を焦点形成用領域のある光学部の内周部分を通して入射するようにできると共に、焦点形成用領域が有する結像特性に対するキャンセル用領域からの影響を少なくし、焦点形成用領域が本来有する遠近の見え方を維持することができる。また、キャンセル用領域の形成領域の外径が暗所視時における人の眼の瞳孔径より小さくされていることにより、例えばハロが問題となる夜間に、ハロを減少せしめるキャンセル用領域からの光を十分に捕捉することができる。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第５の態様は、第３又は第４の態様に記載された多焦点眼用レンズであって、前記キャンセル用領域の形成領域の内径が２〜６ｍｍとされていると共に、該キャンセル用領域の形成領域の外径が３〜８ｍｍとされているものである。

本態様によれば、キャンセル用領域の形成領域の内径が２〜６ｍｍ、またキャンセル用領域の形成領域の外径が３〜８ｍｍとされていることにより、明所視や暗所視における個人差や人種差などによる瞳孔径の変化の差異、あるいは明所視や暗所視の各環境下における微小な明るさの変動に伴う瞳孔径の変化の差異、などによるキャンセル効果のばらつきを低減することができるのである。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記光学部における直径が５ｍｍ以下の部分では前記焦点形成用領域が前記キャンセル用領域よりも大きくされているものである。

本態様によれば、光学部における直径が５ｍｍ以下の部分では焦点形成用領域がキャンセル用領域よりも大きくされている。これにより、焦点形成用領域が有する結像特性に対するキャンセル用領域からの影響を少なくし、焦点形成用領域が本来有する遠近の見え方を維持することができる。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点形成用領域が、回折ゾーンが同心円状に複数形成された回折構造からなり、前記第一の焦点が該回折構造の０次回折光によって与えられ、残りの前記焦点が該回折構造の１次回折光によって与えられるものである。

本態様によれば、第一の焦点を回折構造の０次回折光によりまた残りの焦点を回折構造の１次回折光により与えることが出来るので、それぞれ独立して設計することが出来、設計の自由度が向上する。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第８の態様は、第７の態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点形成用領域の回折構造によって生成する少なくとも二つの焦点が、光の位相を変調させうるための位相関数で特徴づけられた前記回折ゾーンによって与えられるものである。

本態様によれば、焦点形成用領域の回折構造によって生成する少なくとも二つの焦点が、光の位相を変調させうるための位相関数で特徴づけられた回折ゾーンによって与えられる。これにより、たとえば、光が透過するゾーンと非透過となるゾーンで組み合わせた振幅変調型の回折構造とした場合などと比較して透過光量を低下させることなく、かつ焦点形成用領域の回折構造をより精度よく設計することが出来る等の利点がある。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第９の態様は、第８の態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点形成用領域の回折構造における回折ゾーンの位相関数の一部又は全部がブレーズ形状の関数からなるものである。

本態様によれば、前記焦点形成用領域の回折構造における回折ゾーンの位相関数の一部又は全部の位相関数をブレーズ状の関数とすることにより、入射する光のエネルギーの大部分を０次回折光と１次回折光に選択的に配分することが可能となり、好適な遠近の見え方のバランスをとることが可能となる。また、後述する［数８］に示す第一の焦点の像面周辺域の振幅分布を減少せしめるための振幅分布Ａ（ρ）を簡易な数式で表すことが可能となり、計算機によるシミュレートの簡素化・短時間化が可能となる。また、より精度よく計算することが可能となり、より緻密な設計が出来るようになる。すなわち、より精度よくキャンセルすることが可能となり、より目的とするハロを正確に低減できるようになるのである。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第１０の態様は、第７〜９の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点形成用領域の回折構造が、前記［数７］で与えられるフレネル間隔の外径をもつゾーンを有するものである。

本態様によれば、焦点形成用領域の回折構造がフレネル間隔の周期構造を有していることにより、焦点形成用領域の回折構造による０次回折光及び１次回折光による形成される焦点を明確で強度の強いものとできるのである。なお、［数７］を満足するゾーンは、焦点形成用領域の回折構造の全部である必要はなく、その一部など部分的に構成されていても良い。また、＋１次回折光を近方視用焦点とした場合、［数７］によってかかる近方視用の焦点位置を、任意のｒ₁ に対して自由に定めることができるのである。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第１１の態様は、第７〜１０の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点形成用領域の回折構造が等間隔の周期構造を有しているものである。

回折型レンズにおける公知の課題であるハロは、第一の焦点を形成する光以外の光が収束後に拡散して又は収束前に未収束で第一の焦点における像面上に紛れ込むことが原因である。このハロの原因となる紛れ込んだ光は、第一の焦点における像面上の主ピークの周辺に小ピーク群を形成する。本態様によれば、焦点形成用領域の回折構造が等間隔の周期構造を有している。これにより、従来のフレネル間隔型回折レンズでは、その位置や大きさを特定して設計することが困難であった小ピーク群について定式化することが可能となり、容易にその位置や大きさを特定してキャンセル用領域を設計することが可能となるのである。なお、上記等間隔を満足するゾーンは、焦点形成用領域の回折構造の全部である必要はなく、その一部など部分的に構成されていても良い。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第１２の態様は、第１〜１１の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記第一の焦点における像面上で、該第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布を減少せしめるための振幅分布Ａ（ρ）が、前記キャンセル用領域に設けられた光の位相を変調させるための位相関数φ_c （ｒ）によって与えられるものであって、該位相関数φ_c （ｒ）を用いて下式［数８］で表わされるものである。

本態様によれば、前記第一の焦点における像面上で、該第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布を減少せしめるための振幅分布Ａ（ρ）が、該キャンセル用領域に設けられた光の位相を変調させるための位相関数φ_c （ｒ）によって与えられるものであって、該位相関数φ_c （ｒ）を用いて［数８］で表わされている。これにより、キャンセル用領域を数学的な解析によって具体的かつ定量的に設計することが可能となる。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第１３の態様は、第１２の態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）が、下式［数９］に基づいて決定されるものである。

本態様によれば、［数９］を用いることにより、計算機によるシミュレートを通して、キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）を求めることが出来るようになったのである。これによりハロの原因となる光をキャンセルすることが出来、ハロを低減することが出来るのである。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第１４の態様は、第１２の態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）がブレーズ状の関数からなるものである。

本態様によれば、キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）をブレーズ状の関数とすることにより、前記［数８］に示す、第一の焦点の像面周辺域の振幅分布を減少せしめるための振幅分布Ａ（ρ）を簡易な数式で表すことが可能となり、計算機によるシミュレートの簡素化・短時間化が可能となる。また、より精度よく計算することが可能となり、より緻密な設計が出来るようになる。すなわち、より精度よくキャンセルすることが可能となり、より目的とするハロを正確に低減できるようになるのである。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第１５の態様は、第１４の態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記ブレーズ状の関数が下式［数１０］に基づいて決定されるものである。

本態様によれば、キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）が［数１０］に示すような関数に設定されている。これにより、第一の焦点の像面周辺域の振幅分布を減少せしめるための振幅分布Ａ（ρ）を簡易な数式で表すことが可能となり、計算機によるシミュレートの簡素化・短時間化が可能となる。また、より精度よく計算することが可能となり、より緻密な設計が出来るようになる。すなわち、より精度よくキャンセルすることが可能となり、より目的とするハロを正確に低減できるようになるのである。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第１６の態様は、第１３又は１５の態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記位相ずれ量τが下式［数１１］の範囲にあるものである。

本態様によれば、位相ずれ量τが［数１１］に示す範囲に設定されている。これにより、計算機による詳細なシミュレートを行わなくても、極めて容易にハロを効果的に低減できるキャンセル用領域の設計を行うことが可能となる。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第１７の態様は、第１６の態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記位相ずれ量τが下式［数１２］で示される値であるものである。

本態様によれば、位相ずれ量τが［数１２］で示される値とされている。これにより、ハロの原因となる光をキャンセルするための第一の焦点の像面周辺域の振幅分布を減少せしめるための振幅分布Ａ（ρ）を作ることが極めて容易にできるようになる。すなわち最も簡単にまた最も効果的にハロを抑圧するためのキャンセル用領域の設計を行うことが可能となるのである。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第１８の態様は、第１〜１７の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点形成用領域が、回折ゾーンが同心円状に複数形成された回折構造からなっており、前記キャンセル用領域の間隔が、前記焦点形成用領域の回折構造のいずれか一つの前記回折ゾーンの間隔と等しくされているものである。

本態様によれば、キャンセル用領域の間隔が前記焦点形成用領域の回折構造のいずれか一つのゾーンの間隔と等しくされている。これにより、焦点形成用領域の回折構造から発生するハロの原因となる光をキャンセルすることが容易と出来、ハロの低減を極めて簡単な構成で実現することができるのである。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第１９の態様は、第１〜１８の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記キャンセル用領域が、レンズ径方向で複数箇所に設けられているものである。

本態様によれば、キャンセル用領域が、レンズ径方向で複数箇所に設けられている。これにより、キャンセル用領域の設計の自由度を大きく出来る。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第２０の態様は、第１〜１９の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記キャンセル用領域の一部、または全部が前記焦点形成用領域の最大外径の内側に設けられているものである。

本態様によれば、キャンセル用領域の一部、または全部が焦点形成用領域の最大外径の内側に設けられている。これにより、キャンセル用領域の設計の自由度を大きく出来る。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第２１の態様は、第１〜２０の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点形成用領域と前記キャンセル用領域とが前記光学部の径方向で交互に設けられており、該キャンセル用領域が該光学部の径方向で少なくとも二つ形成されているものである。

本態様によれば、焦点形成用領域とキャンセル用領域の形成領域とが光学部の径方向で交互に設けられており、キャンセル用領域の形成領域が光学部の径方向で少なくとも二つ形成されている。これにより、キャンセル用領域の設計の自由度を大きく出来る。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第２２の態様は、第１〜２１の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点形成用領域に設けられた回折構造によって前記第一の焦点が与えられるようになっていると共に、該焦点形成用領域における回折構造と前記キャンセル用領域における回折構造とが、何れも、かかる回折構造の位相プロファイルを表す位相関数で定められる位相に相当する光路長を反映したレリーフ構造とされているものである。

本態様によれば、焦点形成用領域の回折構造とキャンセル用領域が何れもレリーフ型の回折構造とされている。これにより、位相関数を正確に実形状の回折構造として構築することができ、かつ精度よく回折構造を製造することができるのである。その結果、より目的とするハロを正確に低減できるのである。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第２３の態様は、第１〜２２の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点形成用領域に設けられて前記第一の焦点を与える回折構造と前記キャンセル用領域の回折構造とが互いに同心円状に形成されたブレーズ形状の回折ゾーンによって構成されていると共に、該焦点形成用領域の該回折ゾーンのブレーズ形状の傾きに対して、該キャンセル用領域の回折構造における回折ゾーンのブレーズ形状の傾きが逆とされているものである。

本態様によれば、キャンセル用領域の回折構造における回折ゾーンのブレーズ形状の傾きを逆とすることにより、キャンセル用領域の振幅関数をずらすことが出来る。かかるずれは位相定数の値を設定することにより調整可能であり、適切な位相定数を設定することにより、所望の地点において、キャンセル用領域由来の振幅関数が正負反対とすることが出来て、効果的なキャンセル効果が発揮され得る。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第２４の態様は、第２３の態様に記載された多焦点眼用レンズであって、前記キャンセル用領域においてブレーズ形状の傾きが逆とされた前記回折ゾーンに対して位相ずれ量を設定したものである。

本態様によれば、焦点形成用領域の種類に対応する等して、キャンセル用領域におけるブレーズ形状の逆向きの傾きと位相ずれ量の設定を各別に行う他に互いに組み合わせて採用することで、設計自由度の向上が図られる。また、例えば逆向きの傾きのブレーズ形状とされたキャンセル用領域に対して適切な位相ずれ量を設定することにより、キャンセル用領域の内周端におけるブレーズと内側に隣接する焦点形成用領域の外周端におけるブレーズとの間に発生する段差の大きさを抑えるような設計も可能になる。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第２５の態様は、第１〜２４の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点形成用領域に設けられて前記第一の焦点を与える回折構造と前記キャンセル用領域の回折構造とが互いに同心円状に形成された回折ゾーンによって構成されていると共に、それら焦点形成用領域の回折ゾーンとキャンセル用領域の回折ゾーンとの間に屈折面を有する屈折領域が形成されているものである。

本態様によれば、焦点形成用領域とキャンセル用領域との間に屈折面を有する屈折領域が形成されている多焦点眼用レンズも採用することが可能であり、かかる多焦点眼用レンズの設計自由度が向上され得る。なお、屈折領域の径方向幅寸法は所望のキャンセル効果に応じて適宜調節され得る。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第２６の態様は、第１〜２５の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記焦点形成用領域に設けられて前記第一の焦点を与える回折構造と前記キャンセル用領域の回折構造とが何れもレリーフ構造によって構成されていると共に、該焦点形成領域のレリーフ構造と該キャンセル用領域のレリーフ構造が、前記レンズ光学部の前面、または後面のいずれかの面に形成されているものである。

本態様によれば、焦点形成用領域およびキャンセル用領域のレリーフ構造が、レンズ光学部前後面の何れにも採用可能であることから、かかる焦点形成用領域およびキャンセル用領域が各種眼用レンズに適用可能であると共に、かかる多焦点眼用レンズの設計自由度が更に向上され得る。

多焦点眼用レンズに関する本発明の第２７の態様は、第１〜２６の何れかの態様に記載された多焦点眼用レンズにおいて、前記多焦点眼用レンズが多焦点コンタクトレンズであるものである。

本態様によれば、本発明を多焦点コンタクトレンズに適用することにより、ハロの原因となる光をキャンセルすることが出来、ハロを低減することが出来る多焦点コンタクトレンズを提供することが可能となるのである。

多焦点眼用レンズの製造方法に関する本発明の第１の態様は、レンズの光学部に対して、少なくとも二つの焦点を与える焦点形成用領域が設けられた多焦点眼用レンズを製造するに際して、前記焦点のうち第一の焦点における像面上で、該第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布に対して、これを減少せしめる振幅分布Ａ（ρ）を表す前記［数８］中の位相関数φ_c （ｒ）をもって、第一の焦点における像面上で、該第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布を減少させることができるキャンセル用領域を、レンズ光学部に設定することを特徴とする。

本態様においても、第一の焦点における像面周辺域の振幅分布に対して、これを減少せしめる振幅分布Ａ（ρ）を表す［数８］中の位相関数φ_c （ｒ）をもって、第一の焦点の像面周辺域の振幅分布を減少させることができるキャンセル用領域を、レンズ光学部に設定されていることから、上記ハロ等の原因となる紛れ込む光をキャンセルすることができ、ハロ等の不具合を低減することが可能となるのである。

多焦点眼用レンズの製造方法に関する本発明の第２の態様は、第１の態様に記載された多焦点眼用レンズの製造方法において、前記キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）を前記［数９］に基づいて決定するものである。

本態様によれば、［数９］を用いることにより、計算機によるシミュレートを通して、キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）を求めることが出来るようになったのである。これによりハロの原因となる光をキャンセルすることが出来、ハロを低減することが出来るのである。

多焦点眼用レンズの製造方法に関する本発明の第３の態様は、第１の態様に記載された多焦点眼用レンズの製造方法において、前記キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）を前記［数１０］に基づいて決定するものである。

本態様においても、［数１０］を用いることにより、計算機によるシミュレートを通して、キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）を求めることが出来るようになったのである。これによりハロの原因となる光をキャンセルすることが出来、ハロを低減することが出来るのである。

回折型レンズなどの多焦点レンズにおける公知の課題であるハロは、遠方焦点とされる第一の焦点を形成する光以外の光が収束後の拡散や収束前の未収束状態で第一の焦点における像面上に紛れ込むことが原因であるとの知見を得たことに基づいて、本発明が完成されたものである。そして、本発明の多焦点眼用レンズによれば、第一の焦点における像面上で、第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布を減少せしめる振幅分布の回折光を与えるキャンセル用回折構造が光学部に設けられていることから、ハロ等の不具合の原因となる紛れ込む光をキャンセルすることができ、ハロ等を低減して見え方の質を向上することが可能となるのである。

昼間と夜間の瞳孔径の説明図。 本発明のキャンセル機構の概念図。 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。 図３のＩＶ−ＩＶ断面に相当する、同コンタクトレンズの断面モデル図。 図３に示すコンタクトレンズの裏面に形成されたレリーフ形状を説明するための断面モデル図。 （ａ）は本発明の第一の実施形態の位相プロファイルであり、（ｂ）は比較例の位相プロファイル。 図６（ｂ）に示す比較例の光軸上の強度分布のシミュレーション結果を示すグラフ。 本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。 キャンセル対象像面領域における本実施形態の焦点形成用領域からの振幅分布と該振幅関数を減じるような振幅関数の比較図。 本実施形態の光軸上の強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。 本発明の第二の実施形態の位相プロファイル。 本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果。 本実施形態の光軸上の強度分布のシミュレーション結果。 比較例の光軸上の強度分布のシミュレーション結果。 本発明の第三の実施形態と比較例の位相プロファイル。 本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。 本実施形態の光軸上の強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。 本発明の第四の実施形態と比較例の位相プロファイル。 本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。 第一の実施形態においてキャンセル用領域の間隔を焦点形成用領域の第４輪帯目の間隔と同じにした場合の両輪帯の０次回折光の焦点位置における像面振幅分布。 図２０における両輪帯の合成振幅関数。 キャンセル用領域の位相ずれ量を（２ｕ−１）πとした時の両輪帯の振幅分布。 図２２における両輪帯の合成振幅関数。 本発明の第五の実施形態の位相プロファイル。 本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。 等間隔の関係にある輪帯の振幅関数説明図。 本発明の第六の実施形態と比較例の位相プロファイル。 本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。 本実施形態と比較例のハロの実写写真。 本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果のキャンセル用領域の間隔依存性。 本発明の第七の実施形態と比較例の位相プロファイル。 本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。 本発明の第七の実施形態の別態様例の位相プロファイル。 本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果。 本発明の第八の実施形態の位相プロファイル。 本発明の第八の実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果。 本実施形態の光軸上の強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。 本実施形態と比較例のハロの実写写真。 第三の実施形態のキャンセル用領域の位相プロファイル拡大図。 本発明の第九の実施形態の位相プロファイル。 本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。 本実施形態の光軸上の強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。 単焦点レンズにおける結像特性に関する説明図。 回折レンズにおけるハロの発生に関する説明図。 回折レンズにおけるハロの発生機構のモデルの説明図。 位相プロファイルを説明する概念図。 ブレーズ型の位相プロファイルを説明する図。 位相関数に位相ずれ量を付与した場合の位相プロファイルの説明図。 （ａ）は本発明の第十の実施形態の位相プロファイルであり、（ｂ）は比較例の位相プロファイル。 （ａ）は本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果であり、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。 （ａ）は図４９に示される比較例についての０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果であり、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。 本実施形態における振幅関数のうちのＳｉｎｃ関数を示すグラフであって、実線がキャンセル用領域に関するものであり、点線が焦点形成用領域に関するものである。 本実施形態における振幅関数を示すグラフであって、実線がキャンセル用領域に関するものであり、点線が焦点形成用領域に関するものである。 本実施形態の別態様例の位相プロファイル。 （ａ）は本態様例の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果であり、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。 本態様例における振幅関数のうちのＳｉｎｃ関数を示すグラフであって、実線がキャンセル用領域に関するものであり、点線が焦点形成用領域に関するものである。 本態様例における振幅関数を示すグラフであって、実線がキャンセル用領域に関するものであり、点線が焦点形成用領域に関するものである。 （ａ）は本発明の第十一の実施形態の位相プロファイルであり、（ｂ）は比較例の位相プロファイル。 （ａ）は本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果であり、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。 図５８に示される比較例の光軸上の強度分布のシミュレーション結果。 （ａ）は図５８に示される比較例についての０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果であり、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。 本発明の第十二の実施形態の位相プロファイル。 （ａ）は本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果であり、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。 （ａ）は本発明の第十三の実施形態の位相プロファイルであり、（ｂ）は比較例の位相プロファイル。 本実施形態についての０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果。 図６４に示される比較例についての０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果。 本発明の第十四の実施形態の位相プロファイル。 （ａ）は本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果であり、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。 本発明の第十五の実施形態の位相プロファイル。 （ａ）は本実施形態の０次回折光の焦点位置における像面強度分布のシミュレーション結果であり、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。

本発明ではまずハロの低減を目的としてかかる現象の機構を説明し、かかる機構に基づくハロ低減の方法を説明する。そしてかかる方法や特性を具体的な実施形態に基づき説明する。

ハロの成因は前記したように遠方焦点の像面上の主ピークの周りに生成する小ピーク群である。以降、このピーク群のことをサイドバンドピークと称することとする。かかるピークは、光が波としての性質を有することによる振幅分布を有している。よって波の重ね合わせの原理より、この振幅分布と反対の符号を有する振幅を重ね合わせることによって振幅は小さくなることは容易に理解できる。振幅が小さくなれば該領域でのピーク強度も減少する。つまりハロの強度が低下することになるのである。つまりハロ成因となる振幅分布を特定し、その振幅を打ち消す光波を送り出すことによって能動的にハロを低減する方法を提供することが本発明の第一の目的である。

次に、遠近の見え方を損なうことなく打ち消すための光をレンズ光学部のどの領域から射出させるかが重要となる。かかる領域を設定するに際して人の物を見るときの生理学的な機序を利用したことが本発明のさらに重要な点である。人は明るさに応じて瞳孔径を変化させる。明所視と呼ばれる光量が十分にある明るい状況では瞳孔は小さくなり、例えば快晴の屋外のような非常に明るい状況では約１．８ｍｍから２ｍｍにあり、オフィスの標準的な明るさにおいては約２．５ｍｍから３．５ｍｍにあるといわれている（図１（ａ）はオフィスの標準的な明るさの下で撮影した人の瞳孔径の実写である。瞳孔径は約３．５ｍｍとなっている）。薄明視と呼ばれる夕刻の少し暗くなった状況では約４ｍｍ、暗所視と呼ばれる夜間の暗い状況では瞳孔はさらに拡大し、約５ｍｍから７ｍｍの範囲にある（図１（ｂ）は暗室の中で撮影した人の瞳孔径である。瞳孔径は約６ｍｍとなっている）。個人差はあるが、総じて人の瞳孔径は最小約２ｍｍから最大約８ｍｍまで変化すると言われている。多焦点眼用レンズにおいて遠近の両領域がバランス良く見える必要性は明所視時から薄明視までの環境において強く求められるが、夜間のかなり暗い状況では近方を見ることの必要性、重要性はさほどないと考えられる。

したがって、明所視から薄明視における瞳孔径に相当するレンズの領域（図１（ａ）のａ領域）は遠近の見え方を重要視した設計対象領域とし、一方、夜間の瞳孔の拡張によって新たに現れる領域付近（図１（ｂ）のｂ領域）に、ハロの成因となる光の振幅をキャンセルして低減するための領域を設定することによって明所視から薄明視状態での遠近の見え方を損なうことなく、夜間のハロを低減することができるのである。つまり、遠近の見え方に特化した領域と、それに起因するハロを抑制するための専用の領域を区別して設け、人の環境による瞳孔の変化をうまく利用することによって遠近の見え方のバランスもとれ、かつハロが抑制された回折型多焦点眼用レンズを提供できることになるのである。図１（ａ）（ｂ）はかかる人の眼の瞳孔径の変化によって利用されるレンズの領域を具体的に示すもので、明所視から暗所視の変化によって利用できる領域がダイナミックに変化することがよく分かる。

本発明では、明所視、あるいは明所視から薄明視までにおける瞳孔径に相当する領域を焦点形成用領域とし、暗くなって瞳孔が拡大し、新たに現れるレンズの領域にキャンセル用領域を設けることが望ましい。なお、これら領域の範囲は厳密に定められるものではなく、前記したように個人差などを勘案しておおよその領域として定められるものである。

焦点形成用領域は、所望の多焦点を形成するために通常知られた回折構造を採用することができる。これは一般に回折ゾーンと称す構造単位の中で光の位相に変化を与えうるものを複数同心円状に配した回折構造によって実現できる。焦点形成用領域には遠方視用、近方視用となる二つの焦点を生成する二焦点型の多焦点レンズとして設計されていてもよいし、あるいは上記２つの焦点以外に遠方と近方の中間領域を見るための中間視用の焦点を生成する３焦点型などの多焦点レンズであってもよい。さらには４つ以上の焦点を生成する多焦点レンズであってもよい。

かかる焦点を形成する方法は従来から知られている回折レンズにおける多焦点生成の設計方法、手段を用いればよい。例えば、フレネル間隔と称されるある規則にしたがった輪帯間隔を有し、ブレーズと称される位相に変化を与えることができる回折格子などはかかる焦点形成用領域に好適なものである。焦点形成用領域は主に明所視における遠方と近方、あるいは遠方、中間、近方の各位置に適切に焦点を形成するためにレンズの中央に配されている必要がある。

次にキャンセル用領域の設計の考え方及び具体的な方法について以下に説明する。今、特定の屈折面を有するレンズに複数の焦点を生成するための回折輪帯からなる焦点形成用領域と、これとは異なる領域にキャンセル用領域が併せて設けられているとする。焦点形成用領域の０次回折光が遠方視用に設定されているとすると、夜間ハロを低減するためには０次回折光の焦点像面における振幅関数の情報を知ってこれを制御する必要がある。したがってキャンセル用領域から射出される光も０次回折光を利用し、その挙動を知ることが重要となる。今、キャンセル用領域の位相関数をφ_c （ｒ）とすると、キャンセル用領域から射出される光が０次焦点像面に形成する振幅関数Ｅｃ（ρ）は［数１３］で表わされる。

一般に焦点形成用領域及びキャンセル用領域ともレンズ中心に対して対称な形の位相プロファイルを取り扱うので、θ＝０の動径方向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１３］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１４］を用いてキャンセル条件を調べればよい。

一方、焦点形成用領域が０次焦点像面に形成する振幅関数を図２（ａ）に示すようにＥ_r （ρ）とすると、この振幅関数には、遠方視用の焦点を生成するための主ピークとなる振幅と、ハロの成因となるサイドバンドピークを形成する振幅が含まれる。総じて主ピークの周辺の振幅がハロとなるので、前記Ｅ_r （ρ）の中から周辺領域の振幅関数を特定、抽出し、これを減少せしめるような振幅関数をキャンセル用領域から射出するようにする必要がある。

図２（ａ）に示すように前記振幅関数Ｅ_r （ρ）の周辺領域において、これを減少せしめる振幅関数をＡ（ρ）とすると、キャンセル用領域からの振幅関数Ｅ_c （ρ）がＡ（ρ）と同じであれば、図２（ｂ）に示すようにお互い打ち消しあってハロの成因となる振幅を低減することが可能となる。すなわち、前記［数８］のキャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）を求めることができれば、かかるハロ低減が実現できるのである。

実際の回折レンズにおいて［数８］を数学的に解析することは困難であるため、しかるべき近似、数値解析、あるいは数値フィッティング法などによって位相関数を見積もる必要がある。

かかる数値解析などによって位相関数を求めるためには専用のアルゴリズムやプログラムを用いて行う。その手順の一例を以下に示す。
（１）設計した焦点形成用領域の振幅分布を求める。
（２）キャンセル対象の振幅を定めその領域を定める。
（３）その領域の振幅データをサンプリングして振幅関数とする。
（４）専用のアルゴリズム、プログラムを用いて［数８］を解析する。
（５）位相関数を見積もる。

手順（１）は、回折レンズを設計するための専用のシミュレーションソフト、たとえば本発明に用いた回折計算シミュレーション方法などを用いることによって振幅分布を算出することができる。

手順（２）でハロの構造などを想定して、キャンセルする必要があると考えられる領域を特定する。特にハロの広がりが大きいと物体がハロの広がりに遮蔽されて視認困難となるので、広がりを減らすことが重要である。したがって像面強度分布の周辺領域の振幅関数を抽出する。かかるデータは離散的なデータとして入手される。

手順（４）（５）に係る具体的な計算方法としては、たとえば高速フーリエ変換などのアルゴリズムを用いることによって達成できる。

また、［数８］はフーリエ変換の形式となっているので、キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）は［数９］に示すような級数で表わせるものとして所望の振幅分布にフィットするように［数９］の定数群を定めることによっても位相関数を見積もることができる。

以下に、具体的な振幅関数あるいは強度分布に基づき位相関数を見積もった例と、そのハロ低減効果を示す。

なお、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。

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。

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、各実施形態とその比較例との対比においては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。

なお、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１５］を用いて換算すればよい。

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＝０．１１６×ρとして換算した値に相当する。

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。

［第一の実施形態］
先ず、図３に、本発明における回折型多焦点眼用レンズに係る、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の光学部１２の裏面図をモデル的に示すと共に、図４に、同眼用レンズ１０の光学部１２の断面図、をモデル的に示す。

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、図示を省略するが光学部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。

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。

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。

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、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レリーフ２１を含んで構成されている。そして、本実施形態では、この回折構造２０による０次回折光により、第一の焦点としての遠方焦点が設定され、残りの近方領域の焦点が１次回折光によって設定されている。そして、これら少なくとも２つの焦点を与える回折構造２０によって、焦点形成用領域が形成されている。なお、個々の回折構造２０は前述のように、ゾーン（回折ゾーン）もしくは輪帯と呼ばれており、光の位相を変調させうるための位相関数で特徴づけられている。

図５（ａ）に、光学部後面１６におけるレリーフ２１の径方向の拡大断面図を示す。なお、図５においては、理解を容易とするために、レリーフ２１の大きさを誇張して示している。図５（ａ）に示すように、レリーフ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、光学部後面１６は、前記定義にて説明したｒ−φ座標（図４６）における基準線と解して相違ない。また、図５（ａ）においては、レリーフ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５（ｂ）に示すように、光学部後面１６を径方向で直線的なｘ座標軸としてレリーフ２１の形状の検討を進めることにする。

図５（ｂ）に示すように、レリーフ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４乃至５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４乃至５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。

なお、以下の説明において、格子ピッチとは、隣り合う稜線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、隣り合う稜線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４６に示すｒ−φ座標系で表すこととする。

従来からの回折型多焦点眼用レンズの結像特性を示すために、眼用レンズ１０の光学部１２の中央に、ブレーズ型の位相関数を有しフレネル間隔にしたがう５つの回折ゾーンからなる焦点形成用領域２８が設けられたものを示す（［表１］の焦点形成用領域２８のみ、位相プロファイル３２、図６（ｂ））。光学部１２は、図４の光学部前面１４と光学部後面１６の曲率で定められる一定の屈折力を有しており、回折ゾーンの外側の領域はかかる屈折力に基づく単一の焦点を形成する屈折領域となっている。なお、以降の他の実施形態においても回折ゾーンの外側は同様に単一の屈折力を有する屈折領域となっている。かかる回折構造２０の０次回折光が遠方視用、＋１次回折光が近方視用となるように設計されており、近方視用焦点が、遠方視用焦点に対して付加屈折力２Ｄｉｏｐｔｅｒとなるように設定されている。また、かかる回折構造２０は位相定数ｈが、ｈ＝０．５となるように設定されており、図７に示す本実施形態の光軸上の強度分布から分かるように明所視環境下で遠方、近方への光の配分量がほぼ等しくなるように設計されたものである。

また、上記従来例の０次焦点像面の強度分布を計算すると図８（ｂ）に示すような分布となり、像面周辺にサイドバンドピーク群が存在することが分かる。夜間ではこのサイドバンドを反映したハロが生成することが予想される。よってこの焦点形成用領域２８の外側の隣接する位置に［表１］に示すキャンセル用領域３０を設定することとしたものが、本発明の第一の実施形態である。なお、以下、キャンセル用領域３０などは便宜上、輪帯の連番として示す。ここではＮｏ．６で示した。

ハロの広がりを縮小させることを目的とし、図８（ｂ）に示す従来例の０次焦点像面の強度分布のうち、０．３５ｍｍ〜０．４ｍｍの間（矢印で表示）の振幅に着目し、かかる振幅を低減しうる振幅分布を与える［数９］（τ＝０）の諸定数群を、計算機を用いて求めた。その結果、一例として［数１６］に示す関数が求められた。該関数を位相関数とした場合のキャンセル用領域３０からの０次焦点像面上の振幅分布を図９に示す。図９の実線は像面の０．３５ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲における焦点形成用領域２８の振幅関数を表し、図の点線は、［数１６］の位相関数が与える振幅関数を示している。０．３５ｍｍ〜０．４ｍｍの領域ではほぼ逆振幅の波を生成できていることが分かる。

キャンセル用領域３０の位相関数に［数１６］の関数を代入した場合すなわち本発明の第一の実施形態の位相プロファイル２６を図６（ａ）に示す。本発明の第一の実施形態における０次焦点像面における強度分布の計算結果を図８（ａ）に示す。図８（ａ）から像面位置０．３５ｍｍ〜０．４ｍｍの間におけるサイドバンドのピーク強度が１／２〜２／３程度まで減少していることが分かる。よってハロの広がりが縮減されることが分かる。なお、像面位置０．３ｍｍ付近のピーク群は逆に少し強度が大きくなっているが、ハロの広がりを縮減することが重要と考えられることから中心近くのピーク群の強度に関してはよほど大きくならない限りさしたる影響はないと考えられる。

また、かかるキャンセル用領域３０を導入することによる遠近の見え方への影響を調べるためにキャンセル用領域３０を含む場合と、含まずにキャンセル用領域３０に相当する領域を屈折領域とした場合の光軸上の強度分布を計算した（図１０（ａ）（ｂ））。両者間で遠近の強度比にほとんど差異がないことから、明所視状況から少し暗くなってキャンセル用領域３０が瞳孔径に一部かかってきたとしてもキャンセル用領域３０がない場合とほとんど変わらない遠近の見え方を与えうることが分かる。よって該キャンセル用領域３０は明所視のみならず少し暗くなった状況下でも遠近の見え方を損なうことなくハロのみを特異的に低減できるものであることが分かる。

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。

［第二の実施形態］
［表２］に示すように焦点形成用領域２８は前実施形態と同じのままでキャンセル用領域３０のゾーン幅を少し広げた場合の位相関数を前実施形態と同様にして求めた。その結果、［数１７］に示す関数が求められた。

キャンセル用領域３０の位相関数として［数１７］の関数を代入した場合すなわち本発明の第二の実施形態の位相プロファイル３４を図１１に示す。本実施形態の０次焦点像面上の強度分布の計算結果を図１２に、光軸上の強度分布を図１３にそれぞれ示す。また比較としてキャンセル用領域３０を含まずに同領域を屈折領域としたものの光軸上の強度分布を求めた結果を図１４に示す。

図１２より前実施形態と同様に像面の周辺に出現していたサイドバンド（図８（ｂ））の０．３７〜０．４２ｍｍ付近のピークが減少していることが分かる。また、図１３と図１４より本実施形態のキャンセル用領域３０も遠近の見え方にほとんど影響を及ぼさないことが分かる。よってかかるキャンセル用領域３０を設定することによって遠近の見え方を損なうことなくハロの低減が可能であることが分かる。

［第三の実施形態］
［表３］に示すように第一の実施形態における焦点形成用領域２８の回折ゾーン数を増やし、フレネル間隔に従い第７ゾーンまで回折ゾーンとした回折多焦点レンズを設計した。かかる回折多焦点レンズは昼間のような明るい状態から少し暗くなった状態でも遠近のエネルギー配分比が変わらずほぼ等しくなるように設計されたものである。この焦点形成用領域２８の位相プロファイル３８を図１５（ｂ）に、また０次焦点像面の強度分布を図１６（ｂ）に示す。この場合は回折ゾーンの増設により図８（ｂ）と比較すると遠方焦点像面のサイドバンドの分布がさらに周辺へと広がることが分かる。そこで、像面の０．４５〜０．５２付近のサイドバンドの強度を低減させるために、かかる振幅を低減しうる振幅分布を与える［数９］の諸定数群を、計算機を用いて求めた。その結果、［数１８］に示すような関数が求められた。

キャンセル用領域３０の位相関数として［数１８］の関数を代入した場合すなわち本発明の第三の実施形態の位相プロファイル３６を図１５（ａ）に示す。このキャンセル用領域３０を含む多焦点レンズの０次焦点像面上の強度分布を図１６（ａ）に、光軸上の強度分布の計算結果を図１７（ａ）に、それぞれ示す。また比較のためにキャンセル用領域３０を含まずに該領域を屈折領域とした場合の光軸上の強度分布を図１７（ｂ）に示した。

図１６よりキャンセル用領域３０が存在しない場合に像面の周辺に出現していたサイドバンドのピークが減少していることが分かる。また、光軸上の強度分布にほとんど差異がないことから該キャンセル用領域３０を設定することによる遠近の見え方への影響はほとんどないことが示唆される。よってかかるキャンセル用領域３０を設定することによって明所視及び薄明視の環境下における遠近の見え方を損なうことなく、夜間のハロの低減が可能であることが分かる。

［第四の実施形態］
［表４］に示すように、さらに回折ゾーンを増やし、フレネル間隔に従い第８ゾーンまで回折構造とした多焦点レンズに対して位相キャンセルを検討した。かかる回折多焦点レンズではさらに暗くなった状態でも遠近の強度比が変化せずほぼ等しくなるように設計されたものである。第８ゾーンまで回折ゾーンを増設するとサイドバンドの分布は前記第三の実施形態の場合とさほど変わらないが、約０．４５ｍｍ〜０．５３ｍｍ領域の強度が大きくなる（図１９（ｂ）矢印の領域）。かかる回折レンズでは夜間、ハロの周縁の輝度が大きくなり、ハロの近くに存在する物体は見づらくなることが予想される。そこで、第８ゾーンの外側の隣接する領域をキャンセル用領域３０とし、かかるサイドバンドの振幅分布のうち０．４５ｍｍ〜０．５３ｍｍの範囲の振幅を低減させるために、かかる振幅を低減しうる振幅分布を与える前記［数９］の諸定数群を、計算機を用いて求めた。その結果、［数１９］に示すような関数が求められた。

キャンセル用領域３０の位相関数として［数１９］の関数を代入した場合すなわち本発明の第四の実施形態の位相プロファイル４０を図１８（ａ）に示す。このキャンセル用領域３０を含む多焦点レンズの０次焦点像面上の強度分布の計算結果を図１９（ａ）に示す。キャンセル用領域３０が存在しない場合（位相プロファイル４２、図１９（ｂ））に像面の周辺に出現していた強度の大きいサイドバンドのピークが減少していることが分かる。また全ての前実施形態と同様に光軸上の強度分布（図の表示なし）を求めたところ、キャンセル用領域３０がない場合と遠近の強度比に差異がないことが確認された。よってかかるキャンセル用領域３０を設定することによって明所視及び薄暗い環境下における遠近の見え方を損なうことなく、夜間のハロの低減が可能であることが分かる。以上の実施形態によって振幅分布にフィットするように関数を求めることによってキャンセルできる位相関数を求めうることを示した。

ところで、キャンセル用の位相関数がブレーズ型の位相関数である場合、前記フィッティング計算に依らなくてもキャンセル用の位相関数を見積もることができる。つまり、サイドバンドの分布は、各回折ゾーンの振幅の合成の結果に基づくものであるので、もしサイドバンド分布の中で着目する振幅に最も強く寄与するゾーンが分かれば、そのゾーンの振幅分布をキャンセルすることによってもハロ低減を達成することができる。

特定のゾーンの振幅をキャンセルするための位相関数を見積もる別の方法を以下に述べる。一般に位相関数が前記［数２］で示されるような線形一次式で表わされる場合、［数２］のφ（ｒ）を位相ずれ量τを含む形でφ_c （ｒ）として前記［数１４］に代入すると［数１４］は積分可能となり、下記［数２０］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。かかる振幅関数の定式はキャンセル用領域３０および焦点形成用領域２８問わず共通して適用できるものである。よってここでは［数１４］のＥ_c （ρ）を一般的な表記のＥ（ρ）で表わしている。

任意の二つのゾーンにおいてゾーンの間隔と位相定数が同じ場合、［数２０］の右辺のＳｉｎｃ関数項の形は両ゾーン間で全く同じものとなる。したがって両ゾーンから射出される光の干渉挙動は右辺のｃｏｓ関数の項に支配されることとなる。今、焦点形成用領域２８の特定のゾーンの領域をｒ_p 〜ｒ_p-1 、キャンセル用領域３０をｒ_n 〜ｒ_n-1 とすると両者の振幅関数の合成振幅から、［数２１］の関係式で表わされる次数ｑに対応した像面ρ_q の位置で振幅が強め合うことが分かる。

今、第一の実施形態で示した５つの回折ゾーンからなる焦点形成用領域２８に対して隣接する位置にブレーズ型の位相関数を有するキャンセル用領域３０を設定した場合、焦点形成用領域２８の各ゾーンの間隔と同じ間隔にした場合のｃｏｓ関数の強め合う位置は下記［表５］の通りとなる。

第一の実施形態における焦点形成用領域２８からの振幅分布のうち像面位置ρ＝約０．４１ｍｍの位置における振幅を低減するとした場合、次数ｑが小さい条件でこれに最も近い地点で回折ゾーンとキャンセル用領域３０が強め合う組み合わせは、キャンセル用領域３０の間隔が回折ゾーンの第４番目の輪帯と同じ間隔になるときである。かかる条件ではその地点での振幅は強め合い、却って振幅が増大することになる。この時の両ゾーンの振幅関数の関係を図２０（両輪帯の振幅関数の同時表示）及び図２１（合成振幅関数）に示した。図２０中の実線は第４番目のゾーンの振幅を、点線はキャンセル用領域３０からの振幅をそれぞれ示す。図２０、２１の矢印で示した地点で両者の振幅が強め合うことが分かる。しかし、両領域の位相が相対的に半波長分相違があると、振幅関数の強め合う地点は逆に弱め合ってゼロとなる。つまりこの地点における振幅を低減することができることを意味する。この時の両ゾーンの振幅関数の関係を図２２及び図２３に示した。図２２、２３の矢印で示した地点で両者の振幅が逆位相の関係となり、お互いの振幅が打ち消し合うことが分かる。ここでは、キャンセル用領域３０の位相をずらすこととし、キャンセル用領域３０の位相関数に位相ずれ量として［数１０］に示す式中の位相ずれ量τを、τ＝（２ｕ−１）π（ｕは整数）と設定することによって、キャンセル用領域３０からの振幅が正負逆になり、像面の該地点における合成振幅は低減するので、結果として回折ゾーン全体としての振幅も低減することができる。なお、次数ｑが小さいという条件は、対応する地点での大きな振幅を選択するための条件で、換言すれば位相ずれを導入して打ち消す時の効果が大きくなるように付加される条件である。かかる特性を利用した実施態様を以下に示す。

［第五の実施形態］
［表６］に示すように、本発明の第五の実施形態は、焦点形成用領域２８は第一の実施形態（図６（ａ））と同じであるが、キャンセル用領域３０の位相関数をｈ＝０．５のブレーズ型のものとし、その間隔を焦点形成用領域２８の第４輪帯の間隔と同じにしたものである。なお、表中のφ_n 及びφ_n-1 は、位相ずれ量τが付与された後の値を示す。かかるキャンセル用領域３０の位相関数の位相ずれ量τを−πとした場合、図２４に示すような位相プロファイル４４となる。キャンセル用領域３０の点線部は位相ずれ量を与えない時のブレーズを示しており、位相ずれ量としてτ＝−π付与されることにより図の基準線より下にブレーズが移動し、これを以てキャンセル用領域３０となることを示す図である。かかるキャンセル用領域３０を含んだ場合の０次焦点像面上の強度分布を求めると、図２５（ａ）に示すように焦点形成用領域２８によって生成していたρ＝約０．３８〜０．４２ｍｍ付近のピーク群の強度（図２５（ｂ））が減少していることが分かる。かかる例から分かるようにキャンセル用領域３０の位相関数をブレーズ型にした場合、キャンセル用領域３０の間隔を対象輪帯の間隔と同一になるように設定し、かつ位相ずれ量τを付与することによってキャンセル効果が顕れることが分かる（図２５）。このようにブレーズ型の位相関数を設定し、その位相関数を基準面に対して全体的に位相をずらすことによっても容易にキャンセル作用をもたらすことができる。

回折輪帯の間隔が等間隔となった回折レンズは、フレネル間隔型の回折レンズと同様の多焦点生成機能を有するので多焦点眼用レンズとして有用なものである。かかる等間隔ゾーンを有する焦点形成用領域２８に対してもキャンセル効果を付与することができる。ブレーズ型の位相関数を有した等間隔ゾーンが連続している場合も前記［数２０］の振幅関数のＳｉｎｃ関数の項は全て同じ形になるので、干渉挙動はｃｏｓ関数の項に支配される。等間隔ゾーンの間隔をΔｒとし、該ゾーンが連続して配されている時、各ゾーンの振幅が強め合う地点は［数２２］で表わされる。

［表７］に示す第１〜第２輪帯が付加屈折力が２ｄｉｏｐｔｅｒとなるフレネル間隔の関係にあり、第２〜第５輪帯までが等間隔の関係にある回折ゾーンにおいて、等間隔領域の各ゾーンの０次焦点像面上における振幅関数を図２６（ａ）に示した。図２６（ａ）から［数２２］で表わされる像面地点（図２６（ａ）矢印）で振幅関数の位相が合致し強め合うことが分かる。一方、その他の領域では波が干渉し合って打ち消し合うことが図２６（ｂ）から分かる。よってかかる回折ゾーンの強度分布は図２６（ｃ）の通りとなり、振幅関数が強め合う地点でピークが生成し、その他の領域はノイズが少ないという特徴的な強度分布を示す。なお、図２６（ｃ）はサイドバンドピークの全容を示すために縦軸のスケールをこれまでの実施形態の５分の２に縮小してある。

第五の実施形態で説明したのと同様にキャンセル用領域３０の間隔を等間隔ゾーンの間隔と同じにすると、キャンセル用領域３０の振幅関数も同地点で強め合うようにして重なることから、キャンセル用領域３０の位相関数にτ＝（２ｕ−１）π（ｕは整数）の位相ずれを付与するとキャンセル用領域３０の振幅関数が正負逆転するので、焦点形成用領域２８の振幅を低減することができる。特にかかる複数の等間隔ゾーンを含む事例では規則的な特定の位置でのみ振幅が強め合うことから、その地点の振幅を選択的に効率よく低減できるというメリットがある。かかる等間隔ゾーンからなる回折ゾーンに対するキャンセル効果を以下の実施形態にて示す。

［第六の実施形態］
図２７（ａ）に、本発明の第六の実施形態としての位相プロファイル４８（表７）を、比較例の位相プロファイル５０（図２７（ｂ））と併せて示す。比較例の焦点形成用領域２８に対して焦点形成用領域２８の等間隔領域の間隔と同じ間隔を有するキャンセル用領域３０を設定し、ブレーズの位相定数をｈ＝０．５とし、その位相ずれ量をτ＝−πとした。キャンセル用領域３０の点線は第五の実施形態と同じく図中点線は位相ずれ量を付与していない時のブレーズを示し、位相ずれ量τ＝−πを付与してずらすことによってキャンセル用領域３０（実線部）とした。また、本実施形態の０次焦点像面上の強度分布（ａ）を比較例（ｂ）と併せて、図２８に示す。図２８（ｂ）より、等間隔領域を有する焦点形成用領域２８では前記したように振幅が強め合う地点（矢印部分）にピークが生成することが分かる。また図２８（ａ）に示すようにτ＝−πとしたキャンセル用領域３０を設定することによってかかるピークの強度が約３分の２から半分まで低減されていることが分かった。なお、本実施形態から第九の実施形態までの像面強度分布の縦軸スケールはこれまでの実施形態のスケールの４倍拡大にて示した。

本実施形態に関しては実際にコンタクトレンズを作製し、ハロの低減効果を検証した。具体的には焦点形成用領域２８のみからなる図２７（ｂ）の位相プロファイル５０と、キャンセル用領域３０も含む図２７（ａ）の位相プロファイル４８のそれぞれのプロファイルに対してコンタクトレンズを作製し、これらコンタクトレンズの夜間ハロを写真撮影した。なお、回折構造は位相プロファイルに基づくレリーフ構造とし、レンズ基材の屈折率を１．４３８、媒体の屈折率を１．３３５とし、波長を５４６ｎｍとしてレリーフ形状に変換した。

今回作製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、レンズ直径：１４ｍｍ、光学部直径：８ｍｍ、ベースカーブ：８．５ｍｍ、また焦点形成用領域２８およびキャンセル用領域３０の設定箇所をコンタクトレンズの後面とした。夜間ハロを実写するために、試作したコンタクトレンズを、生理食塩水を満たしたガラスセル内に浸漬し、そのセルをカメラレンズの前に設置して夜間遠方の光源を撮影した。なお、夜間の瞳孔径が広がった状態を想定しカメラレンズの絞りを開放絞りの条件で行った。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。

図２９（ｂ）はキャンセル用領域３０が付与されていないコンタクトレンズのハロの実写である。図２９（ａ）はキャンセル用領域３０が設定されたコンタクトレンズのハロの実写である。かかるハロの撮影結果からキャンセル用領域３０を付与したコンタクトレンズでは、付与していないものよりもリングの輝度が全体的に低くなり、かつ周辺の広がりが目立たなくなっていることが分かる。これよりキャンセル用領域３０の設定がハロ低減に有用であることが分かる。

キャンセル用領域３０の間隔は、キャンセル効果を最大限高めるという点で焦点形成用領域２８の等間隔ゾーンの間隔と同じにするのが望ましい。しかし、以下に説明するように異なる間隔を用いてもキャンセル効果が発現するので、必須条件ではないことに留意すべきである。

一例として、本発明の第六の実施形態のキャンセル用領域３０の位相定数及び位相ずれ量はそのままで、間隔のみを変量した場合のキャンセル効果について図３０（ａ）（ｂ）に示した。なお本発明の第六の実施形態は図３０（ｃ）に示されている。図３０（ａ）は間隔を約半分の０．１５５ｍｍとしたもので、ｑ＝３のピークはほとんど低減していないが、ｑ＝２のピーク強度は低減できている。図３０（ｂ）は間隔を０．２０５ｍｍとしたものであるが、ｑ＝２のピークはほとんど低減していないが、ｑ＝３のピークは明らかに低減されている。このように間隔が異なるゾーン間ではそもそも前記強め合う地点を表す［数２２］導出の前提となるＳｉｎｃ関数の形の同一性が崩れるので、それに伴い周期間隔や振幅の位置が異なってくる。ただし、このようにＳｉｎｃ関数の形が変わってもｃｏｓ関数の特性はまだ反映されるため、間隔間の最小公倍数を該間隔で除した次数ｑに相当する位置で振幅が打ち消す場合がある。図３０（ａ）の間隔が半分の場合はｑ＝２の地点で、図３０（ｂ）の間隔が０．２０５ｍｍのときは最小公倍数の約０．６を該間隔で除したｑ＝３の地点でという具合にである。したがってこのように必ずしも等間隔である必要はなく、場合によってはキャンセル用領域３０の間隔を変量しても構わない。

かかるキャンセル用領域３０の間隔の設定の自由度は、前記本発明の第五の実施形態のフレネル間隔に対するキャンセル用領域３０の設定に対しても適用できる。また、焦点形成用領域２８及びキャンセル用領域３０の位相定数ｈは全て同じにする必要はなく、特に焦点形成用領域２８においては目的とする明所視、薄明視の状況での遠方、近方、あるいは中間領域に対する見え方を勘案して設定すればよい。さらにキャンセル用領域３０の位相定数ｈが異なっていても構わない。異なるｈにおいてはＳｉｎｃ関数の形が異なってくるが、Ｓｉｎｃ関数の周期間隔はｃｏｓ関数の周期間隔に比べて広いため、Ｓｉｎｃ関数の極が正または負の同極領域にある範囲内では振幅分布の周期には変化が生じない。つまり、キャンセル用領域３０の位相定数ｈは任意に設定してもキャンセル効果をもたらすことができる。なお、後述のブレーズの傾きを反対にしてキャンセル効果を発現する方法においては、意図的にＳｉｎｃ関数の極を変化させるため、この目的に応じた設定値で位相定数を定めることもある。

前記すべての実施形態においては、キャンセル用領域３０が焦点形成用領域２８に隣接する場合の例を示した。次に焦点形成用領域２８から離れた位置にキャンセル用領域３０を設定した場合の位相キャンセルの効果について以下の実施形態から説明する。キャンセル用領域３０を焦点形成用領域２８から離すことの利点は、明所視または薄明視の見え方へのキャンセル用領域３０からの影響をより減らすことができる点にある。

［第七の実施形態］
［表８］に示すような、第１，２輪帯が付加屈折力が２ｄｉｏｐｔｅｒとなるフレネル間隔の関係で、第３〜第５輪帯の間隔が等間隔の関係にある焦点形成用領域２８の位相プロファイル６０（図３１（ｄ））に対して、キャンセル用領域３０の間隔と該領域２８を離す距離を、第３〜第５輪帯と同じ間隔分にして設定した（図３１（ａ）（ｂ）（ｃ））ものが本発明の第七の実施形態の位相プロファイル５２，５６，５８である。焦点形成用領域２８とキャンセル用領域３０の間の領域５４は位相定数ｈ＝０の屈折領域となっている。便宜上この領域を第６輪帯とした。この屈折領域５４によってキャンセル用領域３０は一定の間隔を以て焦点形成用領域２８から離されている。なお、キャンセル用領域３０は位相定数もしくは位相ずれ量が異なる事例ごとに便宜上ａ，ｂ，ｃと区分した。

焦点形成用領域２８とキャンセル用領域３０を含む場合の像面上の強度分布を図３２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す。焦点形成用領域２８（図３２（ｄ））に対して、キャンセル用領域３０の位相ずれ量をτ＝−πとすると各次数のサイドバンドの最大ピーク強度は減少するが、そのすぐ傍らに存在するサテライトピークが増大するため、大きなハロ低減効果とはならない（図３２（ａ））。しかし、位相ずれ量を１．２７π、または−０．７３πとすると図３２（ｂ）に示すようにサテライトピークの増大を抑制しつつサイドバンドの最大ピーク強度が減少し、さらなるハロ低減が実現できていることが分かる。

かかる例にて位相ずれ量が（２ｕ−１）π（ｕは整数）のときサイドバンドピーク傍らのサテライトピークが増大する原因は、キャンセル用領域３０が焦点形成用領域２８から離れて外側に位置するほど振幅関数の周期間隔が狭くなり振幅が混み合い、打ち消し合う地点ではそのすぐ傍らの波に対しては逆に強め合うための振幅が重なってくることが原因である。よって位相ずれ量は常に半波長分が適切であるわけではなく、キャンセル用領域３０の設定位置などを勘案してずれ量τを調節することによってより高いキャンセル効果を得ることができる。

一方、ずれ量を−πとしたままでキャンセル用領域３０のブレーズの位相定数ｈを変量してもサテライトピークの増大を抑制しつつサイドバンドの主ピークの強度の低減が図れる。かかる例の具体例としてキャンセル用領域３０の位相定数をｈ＝０．８とした場合の結果が図３２（ｃ）に示されている。キャンセル用領域３０の位相定数をｈ＝０．８とした場合は、先の位相定数ｈが０．５でずれ量を１．２７π、または−０．７３πとした時のピーク強度と変わらない強度まで低減できている。

このようにキャンセル用領域３０のブレーズの位相定数または位相のずれ量を変量することによってキャンセル効果を最大にすることも可能である。かかる位相定数ｈとずれ量τの調節によるキャンセル効果の最適化は、第五の実施形態に代表されるフレネル間隔に対するキャンセル例や第六の実施形態に代表される等間隔ゾーンに対するキャンセル例にも同様に適用できるものである。

［第七の実施形態の別態様例］
一方、かかる等間隔ゾーンを含むキャンセル用領域３０を焦点形成用領域２８から離れた地点に設定する際のキャンセル効果は離す間隔に依存する場合がある。キャンセル用領域３０の間隔は焦点形成用領域２８の等間隔領域と同じであるが、離す間隔が等間隔ではないいくつかの事例におけるキャンセル効果について説明する。前記第七の実施形態（［表８］）の焦点形成用領域２８に対して離す間隔（屈折領域５４の間隔）をいくつか変量した場合について調べる。［表９］に示すように離す間隔（表中の第６番目に相当する間隔) を０．１５５ｍｍ（表中ａ）, ０．２５５ｍｍ（表中ｂ）, ０．３ｍｍ（表中ｃ）とし、各間隔においてキャンセル効果が最も発現するようなキャンセル用領域３０の位相ずれ量を調べた（表中ａ，ｂ，ｃが各間隔に対応するもの) 。表９に対応する位相プロファイル６２，６４，６６を図３３（ａ）（ｂ）（ｃ）にそれぞれ示す。また、これに対応する０次焦点像面の強度分布を図３４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。

［表９］中の「ｃ」及び図３４（ｃ）は第七の実施形態においてキャンセル用領域３０の位相ずれ量を−０．７３πとしたものに相当し、等間隔と同じ間隔で離したものである。これに対して離す間隔が約半分の０．１５５ｍｍの場合は図３４（ａ）に示すようにｑ＝２のピークは図３４（ｃ）と同様に低減されているが、ｑ＝３の次数のピーク強度が逆に増大している。間隔が０．２５５ｍｍの場合は図３４（ｂ）に示すようにｑ＝２のピーク低減効果はさほどないが、ｑ＝３のピークは第七の実施形態と同程度まで低減されている。よってこの場合もハロの広がりを抑制できることが分かる。かかる例からキャンセル効果は離す間隔にも依存することが分かる。よってキャンセル用領域３０を焦点形成用領域２８から離して設定する場合はかかる特性を考慮して望みのキャンセル効果が発現できるように設定するのが望ましい。

キャンセル用領域３０を焦点形成用領域２８の焦点形成能を著しく損なわない範囲であらかじめ焦点形成用領域２８の中に組み入れたものも本発明の別の実施態様の一つとなる。たとえば第六の実施形態の焦点形成用領域２８の任意の輪帯に対して位相ずれ量を導入するとかかる輪帯は一種のキャンセル用領域３０として作用することとなる。

［第八の実施形態］
本発明の第八の実施形態の位相プロファイルを［表１０］に示す。かかる位相プロファイルは第六の実施形態の焦点形成用領域２８（図２７（ｂ））の第５輪帯目のゾーンの位相関数に対して位相ずれ量τ＝−πを導入したものとなっている。かかる位相ずれ量を導入した場合の位相プロファイル６８を図３５に示す。また、本実施形態の像面強度分布を図３６に示した。第５輪帯目のゾーンに位相ずれ量を導入していないもの（図２８（ｂ））と比較すると、焦点形成用領域２８の輪帯に位相ずれを導入したものは、サイドバンドピークの強度を大きく減少できていることが分かる。また、焦点形成用領域２８の一部をキャンセル用領域３０として代用しているにも関わらず、光軸上の強度分布（図３７（ａ））はキャンセル用としていない時（図３７（ｂ））と比較してもそん色なく遠近の地点にピークが発現し、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、本実施形態のコンタクトレンズを第六の実施形態と同様に作製し、夜間ハロを写真撮影した。比較として第六の実施形態の焦点形成用領域２８のみからなるコンタクトレンズの結果を引用した。図３８（ｂ）はキャンセル用領域３０を設定していない場合の夜間ハロの実写で図２９（ｂ）と同じものである。図３８（ａ）は本実施形態の夜間ハロの実写である。図３８（ａ）から分かるようにハロがかなり低減されていることが分かる。かかる例に代表されるような焦点形成用領域２８の一部にキャンセル効果のある領域を組み入れることによってより効果的にハロを低減することも可能である。

第三の実施形態に示したキャンセル用領域３０の位相関数（［数２３］，図３９（ａ））は、図３９（ｂ）（ｃ）に示すように二つの異なるＡ（ｒ_l-1 〜ｒ_l ），Ｂ（ｒ_m-1 〜ｒ_m ）領域に分割された位相関数（［数２４］、［数２５］）を合成したものとみなすことができる。このようにキャンセル用位相関数は複数の位相関数を組合せたものとして表わすこともできることから、異なる位相関数を有するキャンセル用領域３０が複数存在している形態も本発明では好適に用いることができる。その場合、分割されたキャンセル用領域３０は離れて設定されていてもよいし、また、連続して設置されてもよい。

これまでの実施形態では焦点形成用領域２８とは独立してキャンセル用領域３０が存在する場合を示してきた。別の態様として、焦点形成用領域２８に、キャンセル用領域３０との協同効果によってさらに位相キャンセル効果を高めるような領域が一部含まれていてもよい。ただし、かかる領域は焦点形成用領域２８の本来の目的である明所視から薄明視状態までの遠近の見え方を損なわない程度の補助的なものとして設定するのが望ましい。かかる協同作用による位相キャンセルの例を以下に示す。なお、本態様は、キャンセル用領域３０の一部が焦点形成用領域２８の中に含まれたものと解することができる。

［第九の実施形態］
第七の実施形態で用いた、第６番目のゾーンを位相定数ｈ＝０の屈折領域５４とし、これを隔てて第７番目のキャンセル用領域３０の位相定数をｈ＝０．５、位相ずれ量をτ＝−０．７３πとしたもの（図３１（ｂ））に対して第５番目のゾーンを補助キャンセル用領域７２としてブレーズを位相ずれ量τ＝−０．５πだけずらしたものすなわち本発明の第九の実施形態の位相プロファイル７０（［表１１］）を図４０に示す。かかる図の点線部は補助キャンセルとして用いない場合のブレーズの位置を示している。かかる位相プロファイル７０の０次焦点の像面強度分布を図４１（ａ）に示す。この場合のピーク強度は、第５番目のゾーンを補助キャンセル用領域７２としていない第七の実施形態の像面強度分布（図４１（ｂ））のピーク強度よりさらに低減されていることが分かる。次に焦点形成用領域２８への遠近の見え方への影響を調べるために、補助キャンセル用領域７２を設定した場合としない場合の光軸上の強度分布を計算した。補助キャンセル用領域７２を設定した場合の焦点形成用領域２８と補助キャンセル用領域７２の領域に対する強度分布を図４２（ａ）に、設定していない場合（図４０中点線で示す位相プロファイル７４）の同じく焦点形成用領域２８と補助キャンセル用領域７２に対する強度分布を図４２（ｂ）にそれぞれ示す。両者の強度分布を比較すると補助キャンセル用領域７２を設定したことによる遠近の強度の比に大きな差異はないことが分かる。よって本実施形態の補助キャンセル用領域７２は、焦点形成用領域２８の焦点形成能を損なうことなくキャンセル用領域３０と協調してハロをさらに低減させうる補助的な役割をも果たしていることが分かる。

以上の実施形態に基づく説明からもわかるようにキャンセル用領域３０の全部もしくは一部は、焦点形成用領域２８の外側に配されるのが望ましいが、いくつかの実施形態において焦点形成用領域２８内に含まれるものも利用できる。本発明ではキャンセル用領域３０の内径が２〜６ｍｍ、その外径は３〜８ｍｍの範囲にあるのが望ましい。また、位相ずれ量τは、前記［数１１］の範囲にあることが望ましい。

また、キャンセル用領域の別の形態としてキャンセル用領域のブレーズの傾きの符号を、焦点形成用領域のブレーズの傾きの符号に対して逆にしたものも本発明では有効に作用する。かかる方法に基づく実施形態を以下に述べる。

［第十の実施形態］
図４９（ａ）及び［表１２］に第十の実施形態の位相プロファイル８０を示す。本実施形態は第１〜第２輪帯の領域２８ａが、付加屈折力が２ｄｉｏｐｔｅｒとなるフレネル間隔の関係にあり、第３〜第６輪帯までの領域２８ｂが、ゾーン間隔が０．３ｍｍの等間隔の関係にある焦点形成用領域２８を有している。焦点形成用領域２８の位相定数は全てｈ＝０．５としてある。本実施形態では第７輪帯を、等間隔領域と同じ０．３ｍｍの間隔としブレーズの位相定数をｈ＝−０．５としたものをキャンセル用領域３０として設定したものである。なお、焦点形成用領域２８を比較例としてその位相プロファイル８２を図４９（ｂ）に示した。図４９（ａ）から見て分かるようにかかるキャンセル用領域３０のブレーズは焦点形成用領域２８のブレーズに対して傾きが逆になっている。本実施形態の０次焦点像面の強度分布を図５０（ａ）、（ｂ）に示す。また、比較例のそれを図５１（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す。なお、図（ｂ）は図（ａ）の縦軸のスケールを拡大したものである。まず比較例ではこれまでの実施形態で示したように等間隔領域に由来する複数の独立したピークが強度を次第に減じながら分布するというサイドバンド形態（図中ｑ＝１、２、３、・・・）を示す。一方、本実施形態ではいずれのサイドバンドにおいても強度が減少していることが分かる。かかる例から分かるようにブレーズの傾きの符号を焦点形成用領域２８のブレーズの傾きと逆にしたものもキャンセル用領域３０として用いることができる。

ブレーズの傾きの符号を焦点形成用領域２８のブレーズの傾きと逆にすることによってサイドバンドの強度が減少する理由についての考察結果を、本実施形態に基づき以下に説明する。

図５２は、本実施形態（第十の実施形態）における焦点形成用領域の各ゾーンとキャンセル用領域のゾーンに関して前記［数２０］の振幅関数のうちＳｉｎｃ関数項を取り出し図示したものである。図の点線は焦点形成用領域２８のＳｉｎｃ関数を、実線はキャンセル用領域３０のゾーンのＳｉｎｃ関数を示している。なお、焦点形成用領域２８に関しては等間隔の関係にあるゾーン（２８ｂ）についてのみ表示した。等間隔領域におけるＳｉｎｃ関数の特性として、位相定数が等しく設定されている場合はどのゾーンのＳｉｎｃ関数も同じ形になり一つに重なる。一方、位相定数を変量するとＳｉｎｃ関数は図中の横軸方向にずれる。位相定数を小さくするとＳｉｎｃ関数は横軸のマイナス方向にずれ、ｈ＝−０．５で設定した場合は一致する節の位置がちょうど一つずつずれることが分かる。かかるずれたＳｉｎｃ関数の領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの極は、焦点形成用領域２８としての等間隔領域２８ｂのＳｉｎｃ関数の極に対して反対の関係になる。一方、［数２０］の振幅関数のうちｃｏｓ関数項は位相定数を変量しても位相の変化は発生しないため、強め合う地点での位相はＳｉｎｃ関数の極の相互関係によって決まることとなる。その結果、全体の振幅関数としては図５３の通りとなり、焦点形成用領域の振幅関数が強め合う地点（図中矢印）でキャンセル用領域３０の振幅関数は逆位相の振幅関数を与えることとなる。このようにＳｉｎｃ関数がずれることによって極が正負反対となるため、位相が逆転し、結果としてキャンセル効果が現れるのである。

［第十の実施形態の別態様例］
次に、上記した第十の実施形態のキャンセル用領域３０を変形した別態様例として、第十の実施形態のキャンセル用領域の位相定数をｈ＝−０．３としたものの位相プロファイル８４と０次焦点像面の強度分布を［表１３］、図５４、図５５（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す。

かかる別態様例においても比較例（図５１（ａ）、（ｂ））と比べるとサイドバンド強度（ｑ＝１、２、３、・・・）は明らかに減少しており、第十の実施形態と同程度のキャンセル効果を示すことが分かる。位相定数をｈ＝−０．５から変量してもキャンセル効果が発現することについての考察結果を以下に説明する。

すなわち、図５６は、前記図５２と同じＳｉｎｃ関数を示したものである。位相定数がｈ＝−０．３の場合はＳｉｎｃ関数の像面横軸方向への移動量は前記ｈ＝−０．５の時よりも少し小さくなり、節や腹の位置が合致しなくなるが（図中、矢印）、サイドバンドが出現する位置での各領域のＳｉｎｃ関数の極が反対となる関係はまだ維持されているため逆位相の振幅を与えることができるのである（図５７）。

［第十一の実施形態］
第十一の実施形態の位相プロファイル８６を［表１４］及び図５８（ａ）に示す。かかる実施形態の焦点形成用領域２８は、第１〜第３ゾーンまでが付加屈折力が４ｄｉｏｐｔｅｒとなるフレネル間隔の領域２８ａと、第４〜第１０ゾーンまでのゾーン間隔が０．１５ｍｍの等間隔領域２８ｂからなっている。かかる焦点形成用領域２８を比較例としてこの位相プロファイル８８を図５８（ｂ）に示す。本実施形態は、図５８（ａ）からわかるように、焦点形成用領域２８に隣接するように等間隔領域２８ｂと同じ間隔のゾーンを設け、位相定数をｈ＝−０．５で設定したものをキャンセル用領域３０としたものである。本実施形態の０次焦点像面の強度分布を図５９（ａ）、（ｂ）に示す。

図６０は、比較例における光軸上の強度分布を示すものであって、日中の標準的な明るさの瞳孔径での強度分布を示すために第１〜第６ゾーンまでの領域を対象として計算したものである。かかる焦点形成用領域は付加屈折力が４ｄｉｏｐｔｅｒと大きな付加屈折力で設計されているため、近方視用焦点位置がよりレンズ開口に近い位置に出現している。かかる構造を有するレンズは白内障手術などで水晶体が除去され、調節力がほとんどない患者に埋殖する眼内レンズとして有用である。比較例の０次焦点像面の強度分布が図６１（ａ）、（ｂ）に示されているように、かかる焦点形成用領域においても等間隔領域に起因する独立したピークがサイドバンドとして生成する。

一方、本実施形態の図５９（ａ）、（ｂ）を比較例の図６１（ａ）、（ｂ）と比べてわかるように、本実施形態では、キャンセル用領域の設定によって焦点形成用領域由来のサイドバンドピーク（ｑ＝１、２、３・・・など）の強度が減少していることがわかる。このように大きな付加屈折力を設定した焦点形成用領域に対してもブレーズの符号を逆にする方法は有効なキャンセル方法として作用することが分かる。

［第十二の実施形態］
第十二の実施形態は、キャンセル用領域３０が焦点形成用領域２８との間で屈折領域５４を介して設定されたものの例である。本実施形態の位相プロファイル９０を［表１５］、図６２に示す。本実施形態の焦点形成用領域は第十一の実施形態と同じで、焦点形成用領域２８に隣接するゾーンの間隔を等間隔領域２８ｂと同じとし、位相定数をｈ＝０としたものを屈折領域５４（表中、第１１輪帯）とした。そして、その隣に同じ間隔で位相定数をｈ＝−０．５としたものをキャンセル用領域３０（表中、第１２輪帯）とした。本実施形態の０次焦点像面の強度分布を、図６３（ａ）、（ｂ）に示す。

本実施形態においても第十一の実施形態と同様に前記比較例（図６１（ａ）、（ｂ））よりもサイドバンドのピーク群（ｑ＝１、２、３・・・など）の強度が減少し、キャンセル効果を発現することが分かる。かかる屈折領域５４を介したキャンセル効果は、前記位相ずれ量τを設定する方法においても有効に機能することが認められているが、ブレーズの傾きを逆にする方法においても同様に効果があることが分かる。

［第十三の実施形態］
上述の如きブレーズの傾きの符号を逆にするキャンセル領域の実現方法は他のキャンセル方法と併用してもよい。かかる併用例として第十三の実施形態を示す。

本実施形態の位相プロファイル９２を［表１６］及び図６４（ａ）に示す。本実施形態の焦点形成用領域２８は、第１〜第４ゾーンが、付加屈折力が２ｄｉｏｐｔｅｒとなるフレネル間隔の領域で構成されたものである。かかる焦点形成用領域２８の位相プロファイル９４を比較例として図６４（ｂ）に示す。また、本実施形態の０次焦点像面の強度分布を図６５に示すと共に、比較例の０次焦点像面を図６６に示す。

比較例ではρ＝０．３ｍｍ付近にピーク（図６６中の矢印部分）が突出するサイドバンド分布を示す。かかるピーク強度を低減するために本実施形態ではキャンセル用領域３０として、屈折領域５４を介したゾーンのブレーズの位相定数をｈ＝−０．２とし、かつ位相ずれ量をτ＝０．６πで設定した。かかる位相プロファイルは傾きが逆になったブレーズが位相ずれ量によって位相軸の正方向に持ち上げられた形態となる。本実施形態の０次焦点像面の強度分布（図６５）から比較例で認められた突出したピーク（矢印部分）が減少していることが分かる。このようにブレーズの傾きを逆にする方法に前記他のキャンセル方法を併用してもキャンセル効果がもたらされるのである。

［第十四の実施形態］
第十四の実施形態は前記第十の実施形態の別態様におけるキャンセル用領域３０に位相ずれ量を追加設定したものである。具体的には、かかる第十の実施形態の別態様におけるキャンセル用領域３０にτ＝−０．２πの位相ずれ量を追加設定したものである。本実施形態の位相プロファイル９６を［表１７］、図６７に示す。図６７から分かるようにかかる位相ずれ量の追加設定によって追加前のブレーズ（図の点線）が下方に移動し、内側の隣接ゾーン（第６輪帯）のブレーズの端と一致するようになる。本実施形態の０次焦点像面の強度分布を図６８（ａ）（ｂ）に示す。第十の実施形態の別態様（図５５（ａ）、（ｂ））と比較するとサイドバンド（ｑ＝１、２、３・・・など）の減少割合はほぼ同じで、キャンセル効果が維持されていることが分かる。

本実施形態はブレーズの傾きを逆にする方法に対して位相ずれ量を追加設定することによって隣接ゾーン間での段差がなくなり、実際にレリーフ構造として回折レンズを製造する際の加工がしやすくなる。このように位相ずれ量の併用はキャンセル効果を維持しつつレリーフ形状とした場合の加工性を改善することにも利用できるのである。

［第十五の実施形態］
ブレーズの傾きの符号を逆にした複数のゾーンからキャンセル用領域を構成することもできる。そのように傾きの符号を逆にしたブレーズを複数用いてキャンセル用領域とする場合の例として、第十五の実施形態を示す。

本実施形態の位相プロファイル９８を［表１８］及び図６９に示す。本実施形態は前記第十一の実施形態の焦点形成用領域２８（図５８（ａ））に対して等間隔領域２８ｂと同じ間隔の二つのゾーン（３０ａ、３０ｂ）を焦点形成用領域２８に隣接して設定し、［表１８］に示すように第１１番のゾーン（３０ａ）には位相定数ｈ＝−０．６、位相ずれ量τ＝−０．２π、そして、第１２番目のゾーン（３０ｂ）には位相定数ｈ＝−０．２、位相ずれ量τ＝０．３πをそれぞれ設定し、キャンセル用領域３０としたものである。

本実施形態の０次焦点像面の強度分布を図７０（ａ）、（ｂ）に示す。焦点形成用領域２８としての前記比較例（図６１（ａ）、（ｂ））と比較すると、本実施形態においてもサイドバンドのピーク群（ｑ＝１、２、３・・・など）の強度が低減されていることが分かる。また、第十一の実施形態および第十二の実施形態と比較するとｑ＝２、３のピークに関しては同程度の低減割合であるが、ｑ＝１のピークに関してはこれらの実施形態よりピーク強度がさらに１割程減少していることが分かる。

このように複数のブレーズを用いて、また位相ずれ量τ、さらには本発明の他の方法を併用組み合わせて調整してキャンセル用領域とすることも可能である。

また、かかる例などで示された焦点形成用領域２８、キャンセル用領域３０は目的とする眼用レンズの前面、あるい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。

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。また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。

本発明の概念および解析手段は、特に回折型多焦点眼用レンズに限定されるものではなく、屈折型の多焦点眼用レンズにも適用可能である。たとえば光学部中央の前面と後面の曲面が近方視用の焦点を形成するような屈折力を有し、その周辺の前面と後面の曲面が遠方視用の焦点を形成するような屈折力を有する屈折型多焦点眼用レンズ、あるいは中央を遠方視用とし、周辺を近方視用とした屈折型多焦点眼用レンズにおいても回折型多焦点眼用レンズと同様に近方用の光が遠方焦点像面に迷光として紛れ込むことによるハロが生成する場合がある。屈折型多焦点眼用レンズにおいてもハロの生成は回折型と同様に波動光学的機構に基づくため、屈折型に対しても本発明の解析、設計方法でハロを低減することは可能である。

キャンセル用領域３０は、明所視や薄明視の見え方の品質に影響を及ぼす可能性があるので、光学部１２の外周よりも内周ではより小さな面積で、例えば径方向幅寸法が小さな領域に、キャンセル用領域３０が形成されることが望ましい。また、光学部１２における直径が５ｍｍ以下の部分では焦点形成用領域２８がキャンセル用領域３０よりも大きくされていることが望ましい。

また、例えば特開２００１−４２１１２号公報等に記載のように、屈折率が異なる二つの材質からなる積層面に、本発明にかかる回折構造を形成することも可能である。

１０：眼用レンズ、１２：光学部、１４：光学部前面、１６：光学部後面、１８：レンズ中心軸、２０：回折構造、２１：レリーフ、２６，３４，３６，４０，４４，４８，５２，５６，５８，６２，６４，６６，６８，７０，８０，８４，８６，９０，９２，９６，９８：位相プロファイル、２８：焦点形成用領域、３０：キャンセル用領域、５４：屈折領域、７２：補助キャンセル用領域

Claims (30)

1. レンズの光学部に対して、少なくとも二つの焦点を与える焦点形成用領域が設けられた多焦点眼用レンズにおいて、
   前記焦点のうち第一の焦点における像面上で、該第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布を減少せしめる振幅分布の回折光を与えるキャンセル用領域を、前記光学部に設けたことを特徴とする多焦点眼用レンズ。
2. 前記焦点形成用領域が与える前記第一の焦点が遠方視用焦点であり、該焦点形成用領域が与える残りの焦点が近方視用焦点を含む請求項１に記載の多焦点眼用レンズ。
3. 前記光学部の内周部分に前記焦点形成用領域が形成されている一方、該光学部の外周部分に前記キャンセル用領域が形成されている請求項１又は２に記載の多焦点眼用レンズ。
4. 前記キャンセル用領域の形成領域の内径が明所視時における人の眼の瞳孔径より大きく、かつ該キャンセル用領域の形成領域の外径が暗所視時における人の眼の瞳孔径より小さくされている請求項３に記載の多焦点眼用レンズ。
5. 前記キャンセル用領域の形成領域の内径が２〜６ｍｍとされていると共に、該キャンセル用領域の形成領域の外径が３〜８ｍｍとされている請求項３又は４に記載の多焦点眼用レンズ。
6. 前記光学部における直径が５ｍｍ以下の部分では前記焦点形成用領域が前記キャンセル用領域よりも大きくされている請求項１〜５の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
7. 前記焦点形成用領域が、回折ゾーンが同心円状に複数形成された回折構造からなり、前記第一の焦点が該回折構造の０次回折光によって与えられ、残りの前記焦点が該回折構造の１次回折光によって与えられる請求項１〜６の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
8. 前記焦点形成用領域の回折構造によって生成する少なくとも二つの焦点が、光の位相を変調させうるための位相関数で特徴づけられた前記回折ゾーンによって与えられる請求項７に記載の多焦点眼用レンズ。
9. 前記焦点形成用領域の回折構造における回折ゾーンの位相関数の一部又は全部がブレーズ形状の関数からなることを特徴とする請求項８に記載の多焦点眼用レンズ。
10. 前記焦点形成用領域の回折構造が、下式［数１］で与えられるフレネル間隔の外径をもつゾーンを有する請求項７〜９の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
    
11. 前記焦点形成用領域の回折構造が等間隔の周期構造を有している請求項７〜１０の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
12. 前記第一の焦点における像面上で、該第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布を減少せしめるための振幅分布Ａ（ρ）が、前記キャンセル用領域に設けられた光の位相を変調させるための位相関数φ_c （ｒ）によって与えられるものであって、該位相関数φ_c （ｒ）を用いて下式［数２］で表わされることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
    
13. 前記キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）が、下式［数３］に基づいて決定される請求項１２に記載の多焦点眼用レンズ。
    
14. 前記キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）がブレーズ状の関数からなる請求項１２に記載の多焦点眼用レンズ。
15. 前記ブレーズ状の関数が下式［数４］に基づいて決定される請求項１４に記載の多焦点眼用レンズ。
    
16. 位相ずれ量τが下式［数５］の範囲にある請求項１３又は１５に記載の多焦点眼用レンズ。
    
17. 前記位相ずれ量τが下式［数６］で示される値である請求項１６に記載の多焦点眼用レンズ。
    
18. 前記焦点形成用領域が、回折ゾーンが同心円状に複数形成された回折構造からなっており、前記キャンセル用領域の間隔が、該焦点形成用領域の回折構造のいずれか一つの該回折ゾーンの間隔と等しくされている請求項１〜１７のいずれか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
19. 前記キャンセル用領域が、レンズ径方向で複数箇所に設けられている請求項１〜１８の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
20. 前記キャンセル用領域の一部、または全部が前記焦点形成用領域の最大外径の内側に設けられている請求項１〜１９の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
21. 前記焦点形成用領域と前記キャンセル用領域とが前記光学部の径方向で交互に設けられており、該キャンセル用領域が該光学部の径方向で少なくとも二つ形成されている請求項１〜２０の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
22. 前記焦点形成用領域に設けられた回折構造によって前記第一の焦点が与えられるようになっていると共に、
    該焦点形成用領域における回折構造と前記キャンセル用領域における回折構造とが、何れも、かかる回折構造の位相プロファイルを表す位相関数で定められる位相に相当する光路長を反映したレリーフ構造とされている請求項１〜２１の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
23. 前記焦点形成用領域に設けられて前記第一の焦点を与える回折構造と前記キャンセル用領域の回折構造とが互いに同心円状に形成されたブレーズ形状の回折ゾーンによって構成されていると共に、
    該焦点形成用領域の該回折ゾーンのブレーズ形状の傾きに対して、該キャンセル用領域の回折構造における回折ゾーンのブレーズ形状の傾きが逆とされている請求項１〜２２の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
24. 前記キャンセル用領域においてブレーズ形状の傾きが逆とされた前記回折ゾーンに対して位相ずれ量を設定した請求項２３に記載の多焦点眼用レンズ。
25. 前記焦点形成用領域に設けられて前記第一の焦点を与える回折構造と前記キャンセル用領域の回折構造とが互いに同心円状に形成された回折ゾーンによって構成されていると共に、
    それら焦点形成用領域の回折ゾーンとキャンセル用領域の回折ゾーンとの間に屈折面を有する屈折領域が形成されている請求項１〜２４の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
26. 前記焦点形成用領域に設けられて前記第一の焦点を与える回折構造と前記キャンセル用領域の回折構造とが何れもレリーフ構造によって構成されていると共に、
    該焦点形成領域のレリーフ構造と該キャンセル用領域のレリーフ構造が、前記レンズ光学部の前面、または後面のいずれかの面に形成されている請求項１〜２５の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
27. 前記多焦点眼用レンズが多焦点コンタクトレンズである請求項１〜２６の何れか一項に記載の多焦点眼用レンズ。
28. レンズの光学部に対して、少なくとも二つの焦点を与える焦点形成用領域が設けられた多焦点眼用レンズを製造するに際して、
    前記焦点のうち第一の焦点における像面上で、該第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布に対して、これを減少せしめる振幅分布Ａ（ρ）を表す下式［数７］中の位相関数φ_c （ｒ）をもって、第一の焦点における像面上で、該第一の焦点を形成する光以外の光による振幅分布を減少させることができるキャンセル用領域を、レンズ光学部に設定することを特徴とする多焦点眼用レンズの製造方法。
    
29. 前記キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）を下式［数８］に基づいて決定する請求項２８に記載の多焦点眼用レンズの製造方法。
    
30. 前記キャンセル用領域の位相関数φ_c （ｒ）を下式［数９］に基づいて決定する請求項２８に記載の多焦点眼用レンズの製造方法。