JPWO2016021627A1 - 眼用回折多焦点レンズの製造方法および眼用回折多焦点レンズ - Google Patents

Abstract

光軸上に少なくとも３つの焦点を生成し得る眼用の回折多焦点レンズであって、光軸上の光強度分布を効率的に且つ精度良く調節および設定することが可能とされて、光学特性の新たなチューニング方法を提供し得る、回折多焦点レンズの新規な製造方法および新規な眼用の回折多焦点レンズを実現する。同心円状の複数のゾーンからなる回折構造によって光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成可能とされた眼用回折多焦点レンズを製造するに際して、同心円状の複数のゾーンからなる出発プロファイルの少なくとも二つを重ね合わせて合成プロファイルを生成すると共に、前記光軸方向の強度分布を設定して光学特性を決定するために該合成プロファイルにおけるゾーンを対象として位相および振幅の少なくとも一方が調節された調節プロファイルを生成して、該調節プロファイルが前記回折構造の少なくとも一部に設けられた眼用回折多焦点レンズを製造する。

Description

本発明は、回折光によって複数の焦点を生成する眼用の回折多焦点レンズに関するものであり、特に眼用回折多焦点レンズの新規な製造方法および新規な眼用回折多焦点レンズを提供するものである。

従来から、人眼光学系に適用される眼用レンズの一種として、複数の焦点を有する多焦点型の光学レンズが知られている。例えば、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用いられてい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では、多焦点レンズを適用することにより人体において低下や消失した眼焦点の調節機能を補うことも可能になる。

特に近年では、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レンズの必要性は非常に高まっている。

ところで、かかる多焦点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の多焦点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の多焦点レンズの例が知られている。後者の回折型の多焦点レンズ（回折多焦点レンズ）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。

一般に回折多焦点レンズは、フレネルゾーン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しており、かかる構造から生成する異なる次数の回折光を利用して多焦点とするものである。特に回折多焦点レンズをコンタクトレンズや眼内レンズとして利用する場合、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。具体的なフレネルゾーンの構成は、以下の［数１］で定められるゾーン半径を有するゾーン間隔を基本とする。この［数１］を以降、フレネルゾーン設定式と呼ぶこととする。なお、ゾーン半径およびゾーン径とは、ゾーンの外径の半径のことをいう。

ｒ_n は、［数１］から得られる第ｎ番目のゾーンの外径半径である。Ｋは定数である。Ｐは０次回折光の焦点を基準として１次回折光の焦点を設定するための付加屈折力で、これを変量することによって１次回折光の焦点位置を変更することができる。

たとえば、０次回折光による焦点を遠方用の焦点とし、１次回折光を近方用の焦点とした場合、Ｐ（上記の付加屈折力）を大きくすると近方用の焦点位置がレンズのより近くに移動する。すなわち、かかるレンズを人の眼に用いた場合は、より近くのものが目視できるようになる。反対にＰを小さくすると近方用の焦点位置はレンズから遠ざかる。この場合、レンズを人の眼に用いると目視できる近方の地点は遠ざかることになる。

老眼が進んだ患者、あるいは眼内レンズが挿入された患者においては、水晶体の調節力が低下、消失しているので、前者のようなより近方に焦点が合ったレンズの適用が好ましい。つまり付加屈折力を大きく設定したものが必要となる。一方、さほど調節力が低下していない患者においては近方焦点位置がさほど近くになくても自己の調節力との併用によって近方を見ることが可能なので、大きな付加屈折力を設定しなくてもよい場合がある。これら患者の眼の状態を考慮してＰを設定することによって患者ごとに異なる要求度に適用可能なバイフォーカルレンズをえることができる。

さらに、近年では、遠方用焦点と近方用焦点の二つの焦点間の中間領域での見え方を改善する目的で、中間用焦点を設定した回折多焦点レンズも提案されている。かかる３以上の焦点を設定した回折多焦点レンズは、それぞれの回折一次光が互いに異なる焦点距離を与える複数種類のレリーフを、各レリーフにおける格子ピッチが互いに周期的に重なり合う同期構造をもって重ね合わせて形成したものである。具体的な例としては、例えば本出願人が先に開示した特開２０１０−１５８３１５号公報（特許文献１）、およびその下位概念を示す特表２０１３−５１７８２２号公報（特許文献２）がある。

ところが、従来構造の３以上の焦点を設定した回折多焦点レンズでは、複数の焦点についてそれぞれ要求される光学特性のチューニング自由度を十分に確保し難いという問題があった。特に、特許文献１，２に記載の発明では、複数の焦点を設定するに際して、各焦点における光の強度を調節しつつ、各設定焦点以外の光軸上の位置に副次的に発生する多次光等によるノイズ状のピークを抑えるのに有効なチューニング技術は未だ確立されていなかった。

また、特許文献１に記載の発明では、遠方用焦点と近方用焦点と中間用焦点を設定するに際して、中間用焦点を任意の目的とする光軸上の位置に設定することが難しいという問題もあった。

特開２０１０−１５８３１５号公報 特表２０１３−５１７８２２号公報

本発明は、従来構造の眼用回折多焦点レンズでは光学特性のチューニング技術が未だ十分に確立されていないという前述の如き問題を背景としてなされたものであって、その解決課題とするところは、光軸上に少なくとも３つの焦点を生成し得る眼用回折多焦点レンズであって、光軸上の光強度分布を効率的に且つ精度良く調節および設定することが可能とされて、光学特性の新たなチューニング方法を提供し得る、眼用回折多焦点レンズの新規な製造方法および新規な眼用回折多焦点レンズを実現することにある。

また、本発明の特定の請求項（例えば請求項１４，１５）に係る発明では、目的とする少なくとも３つの焦点の光軸上での位置について、大きな自由度で任意の位置に設定することを可能にすることも、目的の一つとする。

更にまた、本発明の別の特定の請求項（例えば請求項９）に係る発明では、従来では二焦点しか生成できないとされていた標準的な回折構造においても少なくとも３つ以上の焦点を生成しうる回折構造とすることができ、かかる標準的な構造であることによる設計や製造の簡易化、および散乱などの光学的な損失を極力抑えうる眼用回折多焦点レンズも提供しうるのである。

［ｉ］語句の定義
以下、本発明の概要を説明するのに先立ち、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。

波動関数（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２］で表わされる。

位相は、［数２］のφ（ｘ）に相当するもので、光の波としての状態を示すパラメータの一つで、具体的には波の谷と山の位置、あるいは経過時間ごとのかかる位置を定めるものである。また、位相を変えることによって波の進行を早めたり、遅らせたりもする。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。なお、［数２］の波動関数は、光の波の特性を示すものとしての記述以外に、レンズに入射した光の特性を変化させうるレンズの物理的な作用を記述したレンズの特性関数としての表式も兼ねる。

位相関数は、上記［数２］の指数部またはｃｏｓ関数内の位相の変化を表す関数φ（ｘ）のことを指す。本発明において位相関数は、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物理的な作用を数学的に表したものと定義され、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１に示すようなｒ−φ座標系で表わすこととする。

また、位相関数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プロファイル（Ｐｒｏｆｉｌｅ）、あるいは単純にプロファイルまたはゾーン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。光はかかる位相関数に基づく位相の変化を受けてレンズから出射されるものとする。

また、振幅関数は上記［数２］のＡ（ｘ）で表される関数である。本発明ではレンズを通過する際の光の透過率を表すものとして定義する。振幅関数の変数はレンズの中心から半径方向の位置ｒとし、ｒ地点におけるレンズの透過率を表すものとする。また振幅関数はゼロ以上１以下の範囲にあるものとし、Ａ（ｒ）＝０の地点では光は透過せず、Ａ（ｒ）＝１の地点では入射光はそのまま損失なしで透過することを意味する。

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。

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、＋２次回折光の焦点位置に対しては＋２次焦点、・・・という。

ゾーンは、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ゾーン又はゾーン領域と呼ぶ。

ブレーズは、位相関数の一形態で、例えば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、断面形状をあらわす図２（ａ）に示すような一つのゾーンにおいて片流れ屋根形の山（稜線）と谷（谷線）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２（ｂ））や凹凸形状（方形波状）（図２（ｃ））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の一部で変化するようにつながれたもの（図２（ｄ））、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、限定されるものでないが、以下の説明において断りがない限り図２（ａ）に示すように第ｉ番目のゾーンのブレーズにおいて、ゾーンの外径半径ｒ_i の位置の位相φ_i と、内径半径ｒ_i-1 の位置の位相φ_i-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_i ｜= ｜φ_i-1 ｜となるように設定することを基本とし、ブレーズが基準線に対してφ軸方向にずれて配されている場合は図３に示すように位相ずれ量τを設定することによってブレーズの位置を定めるものとする。つまり、図中、ブレーズが基準線より上（プラス方向）へずれて配されている場合は、τは正の値とし、基準線より下（マイナス方向）へずれて配されている場合は、τは負の値とする。かかる定義に基づきブレーズの位相関数φ（ｒ）は、［数３］のように表される。［数３］中の位相ずれ量τの単位はラジアンである。なお、位相ずれ量τが設定され、基準線に対してφ軸方向にブレーズがずれて配されている場合の山と谷位置の位相の表記としては図３に示すように基本設定の位相φ_i とφ_i-1 に対してそれぞれφ_i ’、φ_i-1 ’とすることとする。すなわち、φ_i ’＝φ_i ＋τ、φ_i-1 ’= φ_i-1 ＋τで関係づけられる。

位相定数は、ブレーズ形状の位相関数において［数４］で定義される定数ｈのことをいう。

なお、前記ブレーズの説明においてブレーズの定義に含まれるとされた凹凸状の方形波型のものは［数４］においてφ_i-1 ＝φ_i 、すなわちｈ＝０となる場合のブレーズと解される。

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。

すなわち、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５］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。

出発プロファイルとは、本発明の回折構造をなすための合成プロファイルを得るための基になるプロファイルであり、前述の定義した位相、振幅、ゾーンを有するものである。なお、出発プロファイルの位相がブレーズ状の関数とされている場合、かかる位相関数の代表的な数学的表式は前記［数３］で表される。なお、出発プロファイルのゾーンごとの位相、または他の出発プロファイルの位相との区別は前記［数３］の記号の添え字の違いをもって表すこととする。また、以下の説明中では、複数の出発プロファイルとしての第一、第二、第三、・・・の出発プロファイルを、出発プロファイル（１）、（２）、（３）、・・・と略記することもある。

合成プロファイルとは前記出発プロファイルをゾーンの半径方向の同一領域に重ね合わせて得られるプロファイルのことである。合成プロファイルの位相は出発プロファイルの位相を同一領域で加算して合成されたものとして得られる。二種類のブレーズ状の位相関数を合成した際には図４に示すように出発プロファイル（１）、（２）のブレーズが径方向で加算され新たな山と谷を有するブレーズが生成することとなる。かかるブレーズ状の位相を表す関数は前記［数３］で同様に表され、合成プロファイルのゾーンごとの位相、または出発プロファイルの位相の区分は記号の添え字の違いをもって表すこととする。合成プロファイルでは新たに生成するブレーズは基準線に対してφ方向にずれたものとなることが多いため、合成プロファイルにおけるブレーズの山と谷位置の位相の表記は前記の通りφ_i-1 ’、φ_i ’で表記することとする。また、新たなブレーズを単位とするゾーンは合成プロファイルにおける構成ゾーンの一つとなり、それぞれのゾーンごとにゾーン番号が新たに付与されるものとする。

調節プロファイルとは、前記合成プロファイルにおいてゾーン単位で位相と振幅の少なくとも一方が調節された後のプロファイルのことをいう。なお、ブレーズ状の位相を有する調節プロファイルにおいては、ブレーズの山と谷の位相の表記は、前記合成プロファイルの表記と同様に、φ_i-1 ’φ_i ’で表記することとする。

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、前記波動関数の共役絶対値として表わされる。

［ｉｉ］本発明の特徴的な態様

前述の本発明が解決すべき課題の解決を目指して為された本発明の特徴的な態様は、上述の定義された語句を用いて以下のように表される。

本発明の第一の態様は、同心円状の複数のゾーンからなる回折構造によって光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成可能とされた眼用の回折多焦点レンズを製造するに際して、同心円状の複数のゾーンからなる出発プロファイルの少なくとも二つを重ね合わせて合成プロファイルを生成すると共に、前記光軸方向の強度分布を設定して光学特性を決定するために該合成プロファイルにおけるゾーンを対象として位相および振幅の少なくとも一方が調節された調節プロファイルを生成して、該調節プロファイルが前記回折構造の少なくとも一部に設けられた回折多焦点レンズを製造する眼用回折多焦点レンズの製造方法を提供することを特徴とする。

本態様の眼用回折多焦点レンズの製造方法に従えば、複数の出発プロファイルを合成することにより光軸上の任意の位置に少なくとも３つの焦点を生成しうる合成プロファイルを得ることが可能となる。そして、後述する実施例からも明らかなように、合成プロファイルにおけるゾーン毎に位相または振幅を調節することで、回折光の光軸方向における強度分布を適宜に調節設定することができる。それ故、例えば光軸上に現れる各焦点での光強度を調節したり、焦点外に副次的に発生する多次光等の微小ピークの光強度を調節するだけでなく、多次光を抑えて各焦点における光強度の相対比を確保しつつ強度レベルを向上させること等も可能となる。その結果、例えば複数設定された各焦点間の相対的な光強度を調節して各焦点の明瞭性などの見え方を調節したり、副次的に発生する焦点外のピークの光強度を抑えてハロ等の不具合を抑えたりすることで、光学特性を効率的にチューニングすることができるのである。

すなわち、本態様の眼用回折多焦点レンズの製造方法では、光軸上の各焦点位置は、出発プロファイルのゾーンを対象として設定することができ、設定された焦点位置を変更することなく、合成プロファイルにおけるゾーンを対象として位相や振幅を調節することが可能になる。それ故、要求される複数の焦点位置を予め出発プロファイルの調節によって設定したうえで、合成プロファイルのゾーンを調節することで光学特性を適宜にチューニングすることができるのであり、要求される光学特性の設定を効率的に行うことが可能になる。

なお、本態様において、合成プロファイルにおける位相や振幅の調節は任意のゾーンを対象に行うことができるのであり、一部のゾーンについても位相及び／又は振幅を調節することが可能であって、その際には、複数のゾーンを相互に考慮して位相及び／又は振幅を調節することも可能である。例えば、後述する第５、６、８の態様等に記載のように、複数のゾーン間における周期的な位相や振幅の変化を考慮したり、後述する第９の態様等に記載のように、連続する複数のゾーン間における位相プロファイルが実質的に一体化することを考慮することも可能である。更にまた、本態様では、合成プロファイルにおいて互いに異なるゾーンに対して、位相の調節と振幅の調節を使い分けることも可能である。

また、本態様において、採用される出発プロファイルは、その全てのゾーンについて同一の位相や振幅が設定されているものに限定されるものではなく、ゾーンを違えて位相関数としてのブレーズの形状が異なっていてもよいし、振幅関数としての光の透過率が異なっていてもよい。また、位相関数もブレーズ形状のものに限定されるものではない。更に、合成プロファイルにおける各ゾーン位置は、一般に互いに重ね合わされる複数の出発プロファイルの各ゾーン位置に対応して設定されることとなるが、複数の出発プロファイルの重ね合わせ領域は、合成プロファイルにおける全てのゾーン領域に亘る必要はなく、合成プロファイルの少なくとも一部において複数の出発プロファイルの重ね合わせ領域があれば良い。

更にまた、合成プロファイルの全てのゾーンが複数の出発プロファイルの重ね合わせで構成されている必要はない。即ち、複数の出発プロファイルが重ね合わされて設けられた領域は、レンズの光学領域の全体に亘る必要はなく、レンズ径方向で部分的に設けられても良い。

本態様に従う構造とされた眼用回折多焦点レンズでは、屈折型よりも薄肉化されることで、たとえば眼内レンズやコンタクトレンズなどの眼用レンズとして使用する際には患者負担の軽減や施術者の取り扱いが容易になる等といった回折型多焦点レンズの優れた点を維持しつつ、焦点位置などの光学特性のチューニング自由度が向上されることで、患者の要求に高度に対応して見え方の質の高い眼用レンズが実用可能となる。

本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記複数の出発プロファイルの何れもが、重ね合わされる領域の少なくとも一部においてレンズの半径方向の距離に対してブレーズ状の関数として表される位相を有していると共に、前記合成プロファイルの位相もブレーズ状の関数として表されるものである。

本態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法に従えば、互いに重ね合わされる出発プロファイルとそれによって生成される合成プロファイルが、何れもブレーズ状の位相プロファイルをもって表されることから、複数の出発プロファイルの重ね合わせによって得られる合成プロファイルにおける各ゾーンの位相プロファイルの設定や調節が容易になると共に、ブレーズ状の位相プロファイルに基づく優れた回折効率によって光学特性の更なる向上も図られ得る。即ち、本態様に従って、一般に鋸歯状といわれるブレーズ形状を採用することにより１次回折効率を十分に大きく設定することが可能になると共に、公知の演算式を利用して回折構造を容易に且つ精度良く設計することができる。

ところで、本態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法において、前記ブレーズ形状の位相関数φ（ｒ）としては、例えば以下の第三の態様に示されるものが好適に採用され得る。これにより、ブレーズ状の位相情報を確実にかつ簡易なパラメータで表すことができ、ひいては回折構造の設計を精度よく効率的に行うことが可能になる。

すなわち、本発明の第三の態様は、前記第二の態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記合成プロファイルのブレーズ状とされた関数が［数６］で表されるものである。

また、本発明の第四の態様は、かかる第三の態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記合成プロファイルにおける前記ゾーンを対象とする前記位相の調節を、前記［数６］のφ_i とφ_i-1 を用いて［数７］で表される位相定数ｈ、および前記［数６］の位相ずれ量τの少なくとも一方を変量することによって行うものである。

本態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法に従えば、ゾーンにおける位相を位相定数ｈと位相ずれ量τで把握することにより、位相プロファイルが把握されやすくなり、位相の調節を一層簡易且つ効率的に行うことも可能になる。即ち、位相定数ｈによりブレーズの傾きを変量することができると共に、位相ずれ量τを用いてブレーズの上下方向の位置を変量することが可能となる。更に、かかる位相定数ｈと位相ずれ量の二つのパラメータでブレーズの位相関数を定めることが可能となり、位相定数または位相ずれ量の少なくとも一つを変量することにより見通しのよい設計が可能となるのである。

本発明の第五の態様は、前記第四の態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記合成プロファイルにおける前記位相の調節に際して、前記調節プロファイルが径方向で周期的に変化する前記位相定数ｈのゾーンを含むように設定するものである。

本発明の第六の態様は、前記第四又は第五の態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記合成プロファイルにおける前記位相の調節に際して、前記調節プロファイルが径方向で周期的に変化する前記位相ずれ量τのゾーンを含むように設定するものである。

上記第五又は第六の態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法に従えば、周期的に変化する位相定数又は位相ずれ量のゾーンが設定されることにより、例えば光軸上の光強度分布において特定の焦点位置（付加屈折力）でのピーク強度を一層効率的に調節することも可能となる。また、位相定数ｈや位相ずれ量τが、少なくとも周期的に変化するゾーン領域では、レンズ径方向領域の位置などに依存しない結像特性の実現も可能となる。

本発明の第七の態様は、前記第一〜六の何れかの態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記合成プロファイルにおける前記振幅の調節を、該合成プロファイルの前記ゾーンにおける光の透過率を調節することによって行うものである。

本態様に従って、例えば特定のゾーンの光透過率を調節することで、特定の付加屈折力における光線のピーク強度を略一定に保ちつつ、他の付加屈折力における光線のピーク強度を調節したり、レンズ径方向の領域ごとにゾーンの光透過率を調節することにより、有効なレンズ口径に応じて焦点位置における光線強度が変更されるように設定すること等も可能になる。

本発明の第八の態様は、前記第七の態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記合成プロファイルにおける前記振幅の調節に際して、前記調節プロファイルが径方向で周期的に変化する前記光の透過率のゾーンを含むように設定するものである。

本態様に従えば、前記第五や第六の態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法と同様に、特定の焦点位置（付加屈折力）でのピーク強度の効率的な調節などが可能になる。

本発明の第九の態様は、前記第一〜八の何れかの態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記合成プロファイルにおける位相と振幅の少なくとも一方を調節することにより、該合成プロファイルにおいて径方向で連続して位置する少なくとも２つのゾーンを一体化するものである。

本態様の製造方法に従えば、複数の出発プロファイルによって設定された複数の付加屈折力を確保しつつ、位相や振幅の調節によって合成プロファイルをより簡素化することが可能となる。それ故、例えばレリーフ状の回折構造として合成プロファイルを形成するに際して、レンズの製造をより容易に行うことも可能となる。さらにはプロファイルの簡素化により光の散乱などの損失を抑えることも可能となり、ひいては結像特性の改善にもつながるのである。

本発明の第十の態様は、前記第一〜九の何れかの態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記出発プロファイルの少なくとも一つが、［数８］で表されるゾーン間隔を少なくとも一部に有する第一の出発プロファイルとするものである。

本態様に従って［数８］で表されるフレネル間隔のゾーンを備えた第一の出発プロファイルを採用することにより、０次回折光による光学焦点に加えて１次回折光などによる光学焦点の設定を、フレネルゾーンの特性を利用して効率的に且つ高精度に設定することが可能になる。なお、上記［数８］や後述の［数１０］で表されるゾーン間隔の設定式を、本明細書では「一般設定式」と称する。

本発明の第十一の態様は、前記第十の態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記第一の出発プロファイルの第一番目のゾーン半径ｒ₁ が、［数９］で表されるものである。

本態様に従えば、第一の出発プロファイルにおけるゾーン間隔を、より簡略化されたフレネル間隔をもって設定することができて、回折構造の設計を一層容易に行うことができると共に、回折光をシミュレーションなどの手法で精度良く一層効率的に確認することも可能になる。

また、上述の第十及び第十一の態様では、第一の出発プロファイルに加えて、それに重ね合わされる第二のプロファイルとしてもフレネル間隔のゾーンを採用することが可能であり、それによって、上述の如き設計やシミュレーションなどの効率化といった技術的効果の更なる向上が図られ得る。具体的には、上述の第十及び第十一の態様では、以下の第十二や第十三の態様が好適に採用され得る。

すなわち、本発明の第十二の態様は、前記第十又は十一の態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記第一の出発プロファイルに加えて、［数１０］で表されるゾーン間隔を少なくとも一部に有する第二の出発プロファイルを、前記出発プロファイルとして採択するものである。

また、本発明の第十三の態様は、前記第十二の態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記第二の出発プロファイルの第一番目のゾーン半径ｒ₁ ’が、［数１１］で表されるものである。

さらに、本発明の第十四の態様は、前記第十二又は十三の態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記第二の出発プロファイルの与える付加屈折力Ｐ₂ が前記第一の出発プロファイルの与える付加屈折力Ｐ₁ を用いて［数１２］の関係式で表され、かつａ、ｂはお互いに異なる自然数であると共に、ａ、ｂを相互の最大公約数で除した際の商が何れも１以外の整数となるものである。

本態様に従えば、後述する解析および実施例から明らかなように、目的とする回折型多焦点レンズにおいて、少なくとも３つの焦点を、光軸上の焦点位置について大きな設計自由度をもって且つ良好な位置精度をもって、設定することが可能になる。

すなわち、本発明者は、多くの実験と検討を行うことによって、先に出願した特許文献１に記載の発明では限定的であった一つのゾーンプロファイルにおけるゾーン１つに対する他のゾーンプロファイルにおけるゾーンの同期条件をより拡張できるという新たな知見を得たのである。そして、かかる知見に基づいて完成された本態様では、互いに重ね合わされる第一の出発プロファイルのゾーン領域と第二の出発プロファイルのゾーン領域との相対的な周期数関係の比率が、特許文献１に記載の発明に比して非限定的とされ得、上記［数１２］で表されるａ、ｂが、ａ／ｂとした際にかかるａ／ｂがＸまたは１／Ｘ（Ｘは自然数）以外となる条件を満足することによって、中間焦点の位置を大きな設計自由度をもって設定することが可能となるのである。具体的には、後述の実施例を参照されるのが良いが、付加屈折力Ｐ₁ を与える第一のゾーンプロファイルと付加屈折力Ｐ₂ を与える第二のゾーンプロファイルにおいて該付加屈折力Ｐ₁ とＰ₂ が［数１２］で定められ、且つそれらが重なり合って合成されたゾーンプロファイル（合成プロファイル）を構成することにより、第一の出発プロファイルによる付加度数に加えて、それとは異なるディオプター値の付加度数を適宜のディオプター値をもって容易に且つ精度良く追加設定することが可能になるのである。尤も、本発明における第１４の態様に含まれない他の態様では、ａ／ｂがＸまたは１／Ｘ（Ｘは自然数）とされる設定まで含んで自由に設定され得ることは言うまでもない。

なお、本態様を含む本発明の各態様において第一及び第二の出発プロファイルが重ね合わされて設けられた領域は、レンズの光学領域の全体に亘る必要はなく、レンズ径方向で部分的に設けられていても良い。例えば、レンズ光学領域の全体に亘って第一の出発プロファイルを形成すると共に、レンズ径方向の限られた領域だけに第二の出発プロファイルを第一の出発プロファイルに重ね合わせて設けることも可能である。また、第十七、二十二、二十三の態様として後述するように第一及び第二の出発プロファイルが重ね合わされた領域において、更に第三や第四、第五の出発プロファイルを適宜に重ね合わせて設けることも可能である。

また、本態様に従えば、第二のゾーンプロファイルの与える付加屈折力Ｐ₂ を定める［数１２］において、ａ、ｂを自然数とすることにより、後述するように第一、二の出発プロファイルの構成ゾーン数と付加屈折力Ｐ₁ 、Ｐ₂ を自然数のａ、ｂで相互に関連付けることが可能となる。そして、結果としての重ね合わせて合成されたプロファイルは周期的なゾーンの繰り返し構造とされたものとなり、少なくとも３つの焦点の生成が合成プロファイルの全域に亘って確実に発現される眼用回折多焦点レンズを得ることが可能となるのである。

かかる第一、第二の出発プロファイルの付加屈折力と両プロファイルの構成ゾーン数との関係は以下のように説明される。回折構造がフレネル間隔を有する同心円状のゾーンから構成される場合において、付加屈折力がＰ₁ の第一の出発プロファイルと、付加屈折力がＰ₂ の第二の出発プロファイルは、前記の［数９］と［数１１］を用いることによってそれぞれのゾーン半径ｒ_n 、ｒ_m を下記［数１３］、［数１４］で表すことができる。

第一の出発プロファイルの付加屈折力Ｐ₁ と第二の出発プロファイルの付加屈折力Ｐ₂ の関係式である前記［数１２］を［数１４］に代入すると、第二の出発プロファイルの第ｍ番目のゾーン半径について以下の［数１５］が得られる。

ここで、ｒ_n とｒ_m が等しいとすると、［数１３］と［数１５］から、以下の［数１６］の関係式が得られる。

さらに、上記［数１６］から、［数１７］の関係式が得られる。

ここにおいて、ｎとｍはゾーン番号を表しているので、必ず整数値をとる。また、ａ、ｂは自然数なので［数１７］において両辺が等しくなるｎとｍの組合せが必ず存在することとなる。つまり、ｎとｍは、ａとｂの公倍数であるａ×ｂ×Ω（Ωは自然数）をそれぞれａまたはｂで割ったものとなる。したがって、第一及び第二の出発プロファイル間において一致するゾーン径を、［数１８］、［数１９］におけるゾーン番号ｎ、ｍによって特定することができる。

換言すれば、第二の出発プロファイルの付加屈折力を前記［数１２］で表し、且つａ、ｂをお互いに異なる自然数とすることによって、［数１７］に基づきゾーン数ｎ、ｍの間でゾーン径が一致する、すなわちゾーンが同期するためのゾーン数を設定することが可能となる。

たとえば第二の出発プロファイルの付加屈折力をＰ₂ ＝Ｐ₁ ×（３／４）とした場合は、ａ＝３、ｂ＝４となるので［数１８］、［数１９］よりｎ＝４、８、１２、・・・、ｍ＝３、６、９、・・・、のゾーン数ごとにそれぞれの回折プロファイルのゾーン径が同期して一致することとなる。これら同期しうるプロファイル同士を重ね合わせることによって回折構造が構成されるのであり、かかる重ね合わせの回折構造により、特定の中間位置に焦点をもつ眼用回折多焦点レンズが実現されるのである。因みに、このような付加屈折力と同期ゾーン数の理論的関係に関し、先行文献群では、ゾーン一つ（ａ＝１）に対して複数ｂ個のゾーンを割り当てる構造である事由より、付加屈折力は１／ｂ、つまり１／２、１／３、１／４、・・・に限定されることとなる。

後述の実施例では、これら［数１３］、［数１４］でゾーン間隔を定める設定式を「標準設定式」と呼ぶこととする。

なお、本態様においては、レンズ径方向で、第一の出発プロファイルのゾーン径と第二の出発プロファイルのゾーン径が特定のゾーン位置で互いに一致する同期構造を有していてもよいし、後述する実施例に示すように、何れのゾーン径も一致しない非同期構造であってもよい。かかる特定ゾーン径での一致と、非一致に関わらず重ね合わされて合成されたプロファイルにおいては周期的な構造を形成することが可能となり、かかる構造によって少なくとも３つの焦点を発現しうる眼用回折多焦点レンズを得ることが可能である。なお、かかる周期的な構造はレンズ径方向で一周期以上が形成されている必要はなく、一周期に満たない径方向領域に第一及び第二の出発プロファイルが重ね合わされて設けられていても良い。すなわち、目的とする焦点が発現される限り、第一の出発プロファイルと第二の出発プロファイルの少なくとも一方が重ね合わせ領域に一つのゾーンだけを有する態様も含まれる。

なお、上記［数１７］に限らず、本発明の各態様を特定する数式は、技術思想を表すものであって設計上の指標となるものであるが、例えば製造工程等では誤差も発生する。それ故、各態様に従う構造をもって製造されて提供された眼用回折多焦点レンズの要件としては、各態様において目的とする技術的効果が達成されるように各数式の要件を満たすものであれば良いのであって、製品である眼用回折多焦点レンズにおける回折構造の寸法に関してまで数学的に厳格に要件解釈される必要はなく、各態様の目的とする光学的な作用効果が発揮されるものであれば良い。例えばａ／ｂを数学的に無理数等で設定することにより、径方向において同期する所定周期のゾーン径の数学的な完全一致をみない態様であっても、光学的に問題ない範囲で実質的に同期するとみなされる周期構造が存在することによって、上述の発明態様の目的を達成する光学特性を備えた眼用多焦点眼内レンズが実現され得る。換言すれば、ａ／ｂが有理数か無理数かは数学的に表される技術思想としては明確であるが、回折レンズの具体的構造としては明確である必要がなく、目的とする光学特性が達成される限り技術思想として上述の第十四の態様および関連する後述の各態様の範囲内にも含まれるものと考え得る。

また、上記説明では、第一の出発プロファイルと第二の出発プロファイルにおいて、同期する各所定のゾーン数ごとにゾーン径が一致している態様とされていたが、上述の態様は、同期するゾーン数毎におけるゾーン径の一致を必須とするものでない。例えば、ゾーン径を全体的にずらすことで同期位置のゾーン径を相互に異ならせても良い。即ち、第一の出発プロファイルと第二の出発プロファイルの同期条件は、周期の演算上で満たされていれば良く、例えばゾーン径が相互に一致するような同期位置がレンズ径方向で実在している必要はない。即ち、何れのゾーン径も一致しない場合でも、互いに同期条件をみたせば良く、第一の出発プロファイルと第二の出発プロファイルが、互いに異なる径方向のゾーン位置間で相互の同期関係を有する場合を含む。

本発明の第十五の態様は、前記第十四の態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記［数１２］におけるａ、ｂが、ａ／ｂ＞１／２に設定するものである。

本態様に従って、例えば第一の出発プロファイルによる付加屈折力Ｐ₁ に対して前記第二の出発プロファイルによる付加屈折力Ｐ₂ を、Ｐ₂ ＞Ｐ₁ ×（１／２）なる関係に設定することで、遠方と近方との中間の位置に設定される焦点を、近方の焦点に一層近づけて設定することが出来、例えば眼用レンズにおいて、近方視を読書用とした場合にパソコン画面視用に適した位置に焦点を設定することが可能になる。なお、後述の第十六の態様においても説明するように、本態様は、例えば互いに同期の関係を有する前記第一の出発プロファイルのｂ個のゾーン領域と前記第二の出発プロファイルのａ個のゾーン領域とが、ａ／ｂ＞１／２の関係をもって設定されることによって有利に実現され得る。

本発明の第十六の態様は、前記第十四又は十五の態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記［数１２］におけるａ、ｂに関して、前記第一の出発プロファイルの連続するｂ個分のゾーン間隔と、前記第二の出発プロファイルの連続するａ個分のゾーン間隔が同一領域内で互いに同じになる同期構造が、該第一の出発プロファイルと該第二の出発プロファイルの重ね合わせ領域における少なくとも一部に設定されるものである。

本態様においては、第一及び第二のゾーンプロファイルにおいて互いに同期構造を有するゾーン間隔同士が同じ重ね合わせ領域内に設けられることから、合成プロファイルの構造の簡略化や重ね合わせ構造の明確化などが図られ得る。

本発明の第十七の態様は、前記第一〜十六の何れかの態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記第一の出発プロファイルと前記第二の出発プロファイルに加えて、更に第三の出発プロファイルが同一領域上に重ね合わされた前記回折構造を、前記合成プロファイルが含んでいるものである。

本態様に従えば、互いに異なる付加屈折力が設定された第一及び第二の出発プロファイルが重ね合わされた領域において、更に第一及び第二の出発プロファイルとは異なる付加屈折力を設定した第三の出発プロファイルを重ね合わせて設けることができ、それによって例えば４つ以上の焦点を設定することもできる。

本発明の第十八の態様は、前記第十七の態様に従う眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記第三の出発プロファイルの少なくとも一部が［数２０］で与えられるゾーン間隔を有し、且つ、該第三の出発プロファイルの与える付加屈折力Ｐ₃ が前記第一及び前記第二の出発プロファイルが与える何れの付加屈折力とも異なる設定とされるものである。

本態様に従えば、第一及び第二のゾーンプロファイルに加えて、第三のゾーンプロファイルもフレネル間隔で設定されたゾーン領域を少なくとも一部に有することとなり、それによって、３種類以上のゾーンプロファイルを重ね合わせた合成プロファイルの設定に際して光学特性の調節や設計を一層容易に且つ精度良く行うことが可能になる。

本発明の第十九の態様は、前記第十八の態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記第三の出発プロファイルの第一番目のゾーン半径ｒ₁ ”が［数２１］で表されるものである。

本態様に従えば、前記第十八の態様で示される第三の出発プロファイルのゾーン間隔の設定式［数２０］がより簡略化された標準設定式である［数２２］として表されることとなり、回折構造の設計を容易に行うことができると共に、回折光をシミュレーションなどの手法で精度良く効率的に確認することも可能となる。

本発明の第二十の態様は、前記第十七〜十九の何れかの態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、ｃ₁ ，ｃ₂ ，ｃ₃ を何れも互いに異なる自然数として、前記第三の出発プロファイルにおける連続したｃ₃ 個分のゾーン間隔が、前記第一の出発プロファイルの連続したｃ₁ 個分のゾーン間隔と前記第二の出発プロファイルの連続したｃ₂ 個分のゾーン間隔との何れかと同一となる同期構造を、前記合成プロファイルの少なくとも一部に有しているものである。

本態様によって製造された眼用回折多焦点レンズでは、第三の出発プロファイルの付加屈折力Ｐ₃ が、第一の出発プロファイルの付加屈折力Ｐ₁ と第二の出発プロファイルの付加屈折力Ｐ₂ の少なくとも一方に対してＰ₃ ＝（ｃ₃ ／ｃ₁ ）×Ｐ₁ 又はＰ₃ ＝（ｃ₃ ／ｃ₂ ）×Ｐ₂ の関係で表される同期のゾーン間隔をもって設定される。

なお、本態様では、第一、第二、第三の出発プロファイルのゾーン領域が、それぞれ、他の何れの出発プロファイルの１個のゾーン領域に対しても非同期の関係を有するように設定することも可能であるが、一方、Ｐ₃ ＝（ｃ₃ ／ｃ₁ ）×Ｐ₁ 又はＰ₃ ＝（ｃ₃ ／ｃ₂ ）×Ｐ₂ の関係式において、「ｃ₃ 」又は「ｃ₁ やｃ₂ 」が「１」とされることで、第三の出発プロファイルと第一又は第二の出発プロファイルとが、Ｘを自然数として１：Ｘ（又はＸ：１）のゾーン数の関係をもって同期設定されていても良い。このように、第三の出発プロファイルにおける第一、第二の出発プロファイルに対するゾーン領域の同期関係は、大きな自由度をもって設定可能であり、それに基づいて、第三の出発プロファイルによって与えられる焦点位置の設定自由度も大きく確保され得る。

本発明の第二十一の態様は、前記第十七〜二十の何れかの態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記第二の出発プロファイルの与える付加屈折力Ｐ₂ が前記第一の出発プロファイルの与える付加屈折力Ｐ₁ を用いて［数１２］の関係式でａ、ｂが互いに異なる自然数として表されると共に、前記第三の出発プロファイルの与える付加屈折力Ｐ₃ が該付加屈折力Ｐ₁ を用いて［数２３］で定められ、且つ該［数１２］および［数２３］中のａ、ｂ、ｄ、ｅを用いて表される（ｂ×ｅ）、（ａ×ｅ）、（ｂ×ｄ）の３つの整数の最大公約数をｚとして、前記第一の出発プロファイルの（ｂ×ｅ）／ｚ個の連続したゾーン間隔と、前記第二の出発プロファイルの（ａ×ｅ）／ｚ個の連続したゾーン間隔と、前記第三の出発プロファイルの（ｂ×ｄ）／ｚ個の連続したゾーン間隔とが相互に同じとなる同期構造を、前記合成プロファイルの少なくとも一部に有するものである。

本態様によって製造された眼用回折多焦点レンズでは、最大公約数ｚを利用することにより、第一、第二、第三の出発プロファイルがそれぞれ与える付加屈折力Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ の関係に基づいて、第一、第二、第三の出発プロファイルの各ゾーン間隔の相互間における同期関係を、簡潔化して容易に把握することが可能になる。また、本態様の考え方を利用することにより、例えば後述する実施例８にも示すように、第一、第二、第三の出発プロファイルの付加屈折力の設定において前記［数１２］および［数２３］で示される有理数の分母の数が異なる場合には、各出発プロファイルの有理数の分母を最小公倍数で揃えることで、分子の数を繰り返し構造の周期ゾーン数として把握することが可能になる。

本発明の第二十二の態様は、前記第十七〜二十一の何れかの態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記第一の出発プロファイルと前記第二の出発プロファイルと前記第三の出発プロファイルに加えて、更に第四の出発プロファイルが設定されて、それら第一，第二，第三及び第四の出発プロファイルが同一領域上に重ね合わされた前記回折構造を、前記合成プロファイルが含んでいるものである。

また、本発明の第二十三の態様は、前記第二十二の態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記第一の出発プロファイルと前記第二の出発プロファイルと前記第三の出発プロファイルと前記第四の出発プロファイルに加えて、更に第五の出発プロファイルが設定されて、それら第一，第二，第三，第四及び第五の出発プロファイルが同一領域上に重ね合わされた前記回折構造を、前記合成プロファイルが含んでいるものである。

これら本発明の第二十二又は二十三の態様によって製造された眼用回折多焦点レンズでは、互いに異なるゾーン間隔を有する四種類以上のゾーンプロファイルの重ね合わせ領域が回折構造の少なくとも一部に設定されることで、光軸上に５つ以上或いは６つ以上の焦点位置が設定され、光軸上における光強度の分布の調節自由度が一層大きく確保され得ることとなり、例えばより広い焦点位置での視野の明瞭化を図ることも可能になる。

本発明の第二十四の態様は、前記第一〜二十三の何れかの態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記回折構造が、位相に相当する光路長を反映したレリーフ構造によって構成されているものである。

本態様において回折光を与えるレリーフは、特に凹凸型や膜厚変調型などの表面レリーフ型が好適に採用される。そして、本態様に従ってレリーフ型の回折構造を採用することにより、焦点の設計や精度の向上が図られ得る。

なお、本態様に従うレリーフとして、前述のブレーズ形状などの凹凸面を形成するに際しては、切削などの機械加工による方法以外に電子ビームレジストと電子ビームを用いた現像処理によるガラス基板等の光学素子の加工の他、フォトリソグラフィとエッチングによる膜厚体積という半導体プロセスの繰り返しを利用した光学素子の加工技術など、公知の各種のレリーフ加工技術を採用することができる。

本発明の第二十五の態様は、前記第一〜二十四の何れかの態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、少なくとも３つの焦点を生成可能とされており、かかる３つの焦点のうち一つは遠方視用とされると共に、他の一つの焦点が近方視用焦点とされ、更に他の一つの焦点が中間視用焦点とされるものである。

本態様では、例えば前記第十四や第十五の態様に従うことにより、０次回折光による遠方焦点と、第一のゾーンプロファイルによる付加度数による近方焦点との間で、例えば中間位置よりも遠方焦点寄りや近方焦点寄りの任意の位置に中間焦点を、大きな位置設定自由度と高い位置精度をもって設定することも可能になる。その結果、自動車運転などに適合する遠方視用の焦点と、読書などに適合する近方視用の焦点に加えて、パソコン作業などに適合する中間視用の焦点を設定することが可能になる。

そして、特に前記第十五の態様に従うことにより、中間視用の焦点位置が、例えば近方視用の焦点位置に近い位置にも設定可能とされることから、使用者の生活環境などを考慮して、使用者に適合した焦点位置を実現できるように、各焦点位置を大きな自由度で適切に設定することが可能となる。

本発明の第二十六の態様は、前記第一〜二十五の何れかの態様に係る眼用回折多焦点レンズの製造方法であって、前記回折構造の０次回折光によって遠方視用焦点が与えられると共に、前記第一の出発プロファイルおよび前記第二の出発プロファイルによる＋１次回折光によって近方視用焦点および中間視用焦点がそれぞれ与えられるように設定するものである。

本態様によって製造された眼用回折多焦点レンズでは、少なくとも３つの焦点として、遠方に位置する焦点と近方に位置する焦点とそれらの中間に位置する焦点が、出発プロファイルの０次又は＋１次の回折光で与えられることから、各焦点における集光ひいては光エネルギーを大きく設定することが一層容易となる。そのうえで、本発明に従って合成プロファイルのゾーン調節を行うことで、多次光を容易に且つ効果的に制御することができるのであり、その結果、各焦点位置の光強度や強度比を大きく損なわずに維持しつつ、多次光を少なくして見え方の質の向上を図ることが可能になる。

なお、上述の各態様に係る本発明では、複数の出発プロファイルの重ね合わせ領域をレンズ径方向で特定の領域だけに設けることにより、特定のレンズ口径の領域で、複数焦点や単焦点の光学特性が発揮されるように設定することも可能である。

具体的には、例えば、前記第一の出発プロファイルと前記第二の出発プロファイルの重ね合わせ領域によって与えられる少なくとも３つの焦点が、予め定められた設定直径以上のレンズ開口径において生成するように設定することも可能である。このような設定を採用した場合には、レンズ開口径が小さくなると焦点深度が深くなることを考慮して、例えば、レンズ開口径が大きくなって焦点深度が浅くなった状況において３つの焦点を発現させる一方、レンズ開口径が小さく焦点深度が深い状況では１つ又は２つの焦点とすることで、それら少ない焦点位置への光エネルギーの集光率を増大させることなども可能になる。

特に眼用レンズへ適用することにより、環境の明るさの程度に応じて瞳孔が縮小すると焦点深度が深くなることを考慮して、例えば直径が２ｍｍ以下の光学径では合成プロファイルによる光学特性を実質的に消失させることにより、快晴の屋外等では中間視の発現を抑えて、必要とされる遠方及び近方の各焦点における光エネルギー量を効率的に確保してコントラストの向上を図ることも可能になる。なお、眼用レンズに適用するに際しては、レンズ開口径に関する設定直径を０．８〜３ｍｍの範囲内で、例えば２ｍｍなどの適切な値に設定して、それよりも直径が大きい領域だけに合成プロファイルが形成されるようにすることが望ましい。

より具体的には、例えばかかる設定直径より小径領域には単一の出発プロファイルが形成される一方、設定直径より大径領域には第一及び第二の出発プロファイルの重ね合わせによる合成プロファイルが形成されることとなる。これにより、有効口径が小さい状況では大きな焦点深度で距離が異なる地点の結像特性を満足させつつ、特定位置の焦点への集光効率をあげて光量を確保する一方、有効口径が大きくなって焦点深度が浅くなった場合には光軸上の焦点数を増やして距離が異なる地点における像の明瞭性を確保することなども可能になる。

また、例えば眼用レンズに適用することで、明所視や薄明視や暗所視における瞳孔径の変化を考慮して各出発プロファイルとその重ね合わせで形成される合成プロファイルの径方向位置を設定することにより、照度などの環境に応じて必要な焦点を実質的に発現させることも可能である。その際、例えば径方向の全体に亘って形成された第一の出発プロファイルに対して重ね合わされて合成プロファイルを生成する第二のゾーンプロファイルを、レンズ径方向でどこの位置にどの程度の径方向幅で設けるかを適宜に調節設定することが可能であり、それによって、例えば眼用レンズに適用した場合に中間視等に用いられる付加屈折力の発現条件や、焦点位置での光の強度などのチューニング自由度の更なる向上が図られ得る。

なお、出発プロファイルでは、第１番目のゾーン半径を変量設定することで、フレネルゾーンの関係式を維持しつつ第２番目以降のゾーン間隔を変更設定することも可能である。それ故、第一の出発プロファイルや第二の出発プロファイルにおいて第１番目のゾーン半径を変量設定することで、３焦点が発現されるレンズ径領域を調節したり、かかるレンズ径方向領域の径方向端縁部において第一及び第二の出発プロファイルのゾーン半径を一致させる設定も容易に実現され得る。

すなわち、例えば第一の出発プロファイルに対して第二の出発プロファイルをレンズ径方向の特定領域だけに重ね合わせて設けることで部分重ね合わせの領域を設定するに際しては、かかる部分重ね合わせ領域と非重ね合わせ領域との径方向境界線において第一及び第二の出発プロファイルのゾーン半径を合わせることもできる。具体的には、例えば前記［数１８］、［数１９］の関係を利用して、第一及び第二の出発プロファイルの部分重ね合わせに際して、重ね合わせ領域の境界線上で一致するゾーン半径を、容易に設定することも可能になる。例えば、［数８］で表される第一の出発プロファイルの第ｎ番目のゾーン半径ｒ_n をもって［数１０］で表される第二の出発プロファイルの第一ゾーン径ｒ₁ ’とすることによって、第一の出発プロファイルの第ｎ＋１番目からｂ×Ω個分のゾーン間隔と、第二の出発プロファイルの第二番目からａ×Ω個分のゾーン間隔が同じとされた同期構造とすることができ、第二の出発プロファイルによる回折構造が第一の出発プロファイルによる回折構造に対して、該第二の出発プロファイルによる回折構造の内周縁部と外周縁部で何れも同期されて重ね合わされ得る。

その結果、第一の出発プロファイルによる回折構造のｎ番目までの内周領域は、第一の出発プロファイルによる回折構造だけが設けられた非重ね合わせ領域とされると共に、第一の出発プロファイルによる回折構造のｎ＋１番目からｎ＋ｂ×Ω番目までのゾーン領域は、第一の出発プロファイルによる回折構造と第二の出発プロファイルによる回折構造とが重ね合わされて合成プロファイルが設けられた重ね合わせ領域とされる。また、これら非重ね合わせ領域と重ね合わせ領域との全体に亘って、第一の出発プロファイルによる回折構造は径方向で連続的に所定のフレネルゾーン間隔をもって設けられている。しかも、第二の出発プロファイルによる回折構造は、重ね合わせ領域と非重ね合わせ領域との境界部分において、第一の出発プロファイルによる回折構造のゾーンと同期して繋がって共存する回折構造を形成することができるのである。

本発明の第二十七の態様は、同心円状の複数のゾーンからなる回折構造によって光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成可能とされた眼用の回折多焦点レンズであって、互いに重ね合わされる複数の出発プロファイルに分割可能な位相プロファイルを有しており、且つそれら複数の出発プロファイルに応じてそれぞれのゾーンの径方向位置が設定された合成プロファイルによって前記回折構造が構成されていると共に、該合成プロファイルの少なくとも一つの前記ゾーンが、各該複数の出発プロファイルの重ね合わせとは異なる位相及び／又は振幅を有するゾーンとされた調節プロファイルが設定されていることを、特徴とする。

本態様に従って構成された眼用回折多焦点レンズでは、３つ以上の焦点を実現する回折構造の合成プロファイルが、それぞれ所定の光学焦点を有する回折構造を備えた出発プロファイルの複数を重ね合わせた位相プロファイルとして把握可能なゾーンプロファイルだけでなく、合成プロファイルのゾーンを対象として位相プロファイルが調節された調節プロファイルからなる態様を併せ備えている。それ故、各出発プロファイルに依拠して焦点位置や各焦点間での光強度比を効率的に把握や設定等することができるだけでなく、出発プロファイルに依拠しない、合成プロファイルのゾーンを対象とした調節により、光学特性の設定自由度が大きく確保され得る。その結果、例えば各出発プロファイルに依拠して設定された焦点位置や各焦点間での光強度比等の特性を維持しつつ、高次回折光による副次的な多次光等の光軸上の微小ピークを抑えて各焦点位置での光強度を改善するような多次光制御なども容易に且つ効率的に行うことが可能になって、目的とする光学特性が高度に付与された眼用回折多焦点レンズが実現され得ることとなる。

なお、本態様に係る眼用回折多焦点レンズにおいて、合成プロファイルは、径方向の少なくとも一部が複数の出発プロファイルに分割して光学特性が把握可能とされていれば良く、例えば合成プロファイルが、径方向の各一部において単一の出発プロファイルのみからなる領域と複数の出発プロファイルの重ね併せ領域を併せ備えていても良い。また、合成プロファイルにおける所定ゾーンに対する位相プロファイルの設定は、後述するように位相の調節と振幅の調節との少なくとも一方によって行われることが望ましい。好適な具体的態様は、以下に例示するとおりである。

本発明の第二十八の態様は、前記第二十七の態様に係る眼用回折多焦点レンズにおいて、前記合成プロファイルの少なくとも一つの前記ゾーンが、前記複数の出発プロファイルの重ね合わせとは異なる位相及び／又は振幅を有するゾーンとされた調節プロファイルが設定されることにより、前記複数の出発プロファイルの重ね合わせからなる位相プロファイルに比して、光軸方向の光強度分布における多次光のレベルが抑制されているものである。なお、本態様において光強度レベルが抑制される多次光は、光軸上の光強度分布において焦点設定以外の多次光のうちで少なくとも一つの次数が対象とされていれば良く、全ての多次光のレベルが抑制されている必要はない。

本発明の第二十九の態様は、前記第二十七又は第二十八の態様に係る眼用回折多焦点レンズであって、前記複数の出発プロファイルの少なくとも一つにおいて、少なくとも一部がフレネル間隔とされているものである。少なくともフレネル間隔を採用することにより、ゾーンの重ね合わせおよび位相や振幅の調節などの処理の容易化が図られ得る。

本発明の第三十の態様は、前記第二十七〜二十九の何れかの態様に係る眼用回折多焦点レンズにおいて、前記複数の出発プロファイルの重ね合わせ態様では非フレネル間隔とされる各ゾーンの半径が、前記調節プロファイルでは、複数の該ゾーンが一体的にまとめられることにより実質的にフレネル間隔とされているものである。

本態様に係る眼用回折多焦点レンズでは、合成プロファイルのゾーンを対象として位相と振幅の少なくとも一つの調節により、出発プロファイルの単純な重ね合わせでは本来的に異なる位相プロファイルをもって把握される合成プロファイルの複数のゾーンにおいて連続した少なくとも２つのゾーンが一体化されて一つのゾーンとされたものとして把握され得る。それ故、各出発プロファイルのゾーンによって設定された複数の焦点を生成確保しつつ、調節プロファイルではそれらゾーンが一体化されることにより位相プロファイルの構造を簡素化することが可能となる。それ故、例えばレリーフ状の回折構造としてゾーンプロファイルを形成するに際して、レンズの製造をより容易に行うことも可能となる。さらにはプロファイルの簡素化により光の散乱などの損失を抑えることも可能となり、ひいては結像特性の改善にもつながる。

さらに、本発明においてブレーズ状の位相関数を採用することは、汎用性が高く、光学特性の演算処理のほか製造や加工の容易化等も図られて、利用価値の更なる向上につながることから好適である。より具体的には、本発明において以下に記載の第三十一〜三十三の態様が好適に採用され得る。

すなわち、本発明の第三十一の態様は、前記第二十七〜三十の何れかの態様に係る眼用回折多焦点レンズにおいて、前記調節プロファイルの位相の少なくとも一部がレンズの半径方向の距離に対してブレーズ状の関数として表されるものである。

また、本発明の第三十二の態様は、前記第二十七〜三十一の何れかの態様に係る眼用回折多焦点レンズにおいて、前記複数の出発プロファイルにおいて、それぞれの位相の少なくとも一部が、レンズの半径方向の距離に対してブレーズ状の関数として表されるものである。

更にまた、本発明の第三十三の態様は、前記第三十一又は三十二の態様に係る眼用回折多焦点レンズにおいて、前記ブレーズ状の関数が［数２４］で表されるものである。

本発明の第三十四の態様は、複数枚のレンズを組み合わせてセットにしたシリーズ発明に関するものであって、同心円状の複数のゾーンからなる回折構造によって光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成可能とされている一方、互いに重ね合わされる複数の出発プロファイルに分割可能な位相プロファイルを有しており、且つそれら複数の出発プロファイルに応じてそれぞれ前記ゾーンの径方向位置が設定された合成プロファイルによって前記回折構造が構成されている眼用回折多焦点レンズからなり、該眼用回折多焦点レンズにおける前記合成プロファイルの少なくとも一つの前記ゾーンが、前記複数の出発プロファイルの重ね合わせとは異なる位相及び／又は振幅を有するゾーンとされた調節プロファイルが設定されていると共に、該調節プロファイルの設定が相互に異ならされることによって光軸方向の光強度分布が互いに異ならされた複数種類の該眼用回折多焦点レンズが組み合わされてシリーズ化されている眼用回折多焦点レンズセットを、特徴とする。

本態様に従えば、例えば（ａ）近用重視タイプと（ｂ）中間重視タイプと（ｃ）遠用重視タイプと（ｄ）均等視タイプのように、互いに光学特性を異ならせて設定した複数種類のレンズを必要に応じて適宜の組み合わせ態様でシリーズとして市場に提供することなどが実現可能となる。そして、このようにシリーズ化されることによって、上述の各態様に記載の本発明に係る眼用回折多焦点レンズを販売したり利用や使用等するに際して、一層効率的に対応することも可能になる。

上述の説明から明らかなように、眼用回折多焦点レンズおよびその製法に係る本発明に従えば、互いに重ね合わされ又は相互に分割可能とされる複数の出発プロファイルに依存して設定され得る複数の各焦点位置とそれら各焦点位置における光強度比といった基本特性を確保しつつ、合成プロファイルのゾーン毎の位相情報に基づいて、副次的な多次光の強度を抑制して各焦点における光強度の向上を図るなどといった、光軸上の光強度分布の制御が効率的に実現可能になる。

また、眼用回折多焦点レンズセットに係る本発明に従えば、かくの如き眼用回折多焦点レンズを一層効率的に且つ使用しやすい状態で、市場に提供して利用に供することが可能になるのである。

回折レンズに設けられた位相変調構造の位相φをレンズ半径方向位置ｒとの関係で表す、ｒ−φ座標系における位相関数のグラフである。 回折レンズにおける位相関数の一形態としてのブレーズを、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）にそれぞれ例示するグラフである。 ブレーズの位相関数φ（ｒ）を基準線上に表したグラフにおいて基準線に対してブレーズがφ軸方向にずれて配されている場合の状態を、位相ずれ量τを用いて示すグラフである。 ブレーズ状の位相関数を有する出発プロファイル（１）及び（２）とそれらの重ね合わせによって生成される合成プロファイルについて各位相関数の対応関係を説明するためのグラフである。 本発明の実施例１における合成プロファイルに関する図であって、（ａ）、（ｂ）は第一及び第二のゾーンプロファイルとしての出発プロファイル（１）及び（２）の各位相プロファイルを示したものであり、（ｃ）は重ね合わされた位相プロファイルとしての合成プロファイルを示すものであり、（ｄ）は重ね合わせによって構成された回折構造の光軸方向における強度分布を示すグラフである。 （ａ）は、図５に示された合成プロファイルにおける特定ゾーンの位相定数を変更調節して得られた実施例１としての調節プロファイルを、調整前の合成プロファイルと併せて示す位相関数のグラフであり、（ｂ）は、かかる調節プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布を、調整前の合成プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布と併せて示すグラフである。 本発明の実施例２における合成プロファイルに関する図であって、（ａ）は重ね合わされた位相プロファイルとしての合成プロファイルを示すものであり、（ｂ）は重ね合わせによって構成された回折構造の光軸方向における強度分布を示すグラフである。 （ａ）は、図７に示された合成プロファイルにおける特定ゾーンの位相定数を変更調節して得られた実施例２としての調節プロファイルを、調整前の合成プロファイルと併せて示す位相関数のグラフであり、（ｂ）は、かかる調節プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布を、調整前の合成プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布と併せて示すグラフである。 本発明の実施例３における合成プロファイルに関する図であって、（ａ）は重ね合わされた位相プロファイルとしての合成プロファイルを示すものであり、（ｂ）は重ね合わせによって構成された回折構造の光軸方向における強度分布を示すグラフである。 （ａ）は、図９に示された合成プロファイルにおける特定ゾーンの位相定数を変更調節して得られた実施例３としての調節プロファイルを、調整前の合成プロファイルと併せて示す位相関数のグラフであり、（ｂ）は、かかる調節プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布を、調整前の合成プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布と併せて示すグラフである。 本発明の実施例４の回折多焦点レンズに関する図であって、（ａ）は、実施例３の合成プロファイルを対象として位相と振幅を調節して得られた実施例４の調節プロファイルを、調整前の合成プロファイルと併せて示す位相関数のグラフであり、（ｂ）は、特定ゾーンの振幅調節に際して透過率を調節したレンズをモデル的に示す正面図であり、（ｃ）は、本実施例の調節プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布を、調整前の合成プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布と併せて示すグラフである。 本発明の実施例５の回折多焦点レンズに関する図であって、（ａ）は、実施例３の合成プロファイルを対象として位相と振幅を調節して得られた実施例５の調節プロファイルを、調整前の合成プロファイルと併せて示す位相関数のグラフであり、（ｂ）は、特定ゾーンの振幅調節に際して透過率を調節したレンズをモデル的に示す正面図であり、（ｃ）は、本実施例の調節プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布を、調整前の合成プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布と併せて示すグラフである。 本発明の実施例６における合成プロファイルに関する図であって、（ａ）、（ｂ）は第一及び第二のゾーンプロファイルとしての出発プロファイル（１）及び（２）の各位相プロファイルを示したものであり、（ｃ）は重ね合わされた位相プロファイルとしての合成プロファイルを示すものであり、（ｄ）は重ね合わせによって構成された回折構造の光軸方向における強度分布を示すグラフである。 （ａ）は、図１３に示された合成プロファイルにおける特定ゾーンの位相を調節して得られた実施例６としての調節プロファイルを、調整前の合成プロファイルと併せて示す位相関数のグラフであり、（ｂ）は、かかる調節プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布を、調整前の合成プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布と併せて示すグラフである。 実施例６と同じ合成プロファイルに対して実施例６と異なる位相の調節を施すことによって得られた、本発明の実施例７の回折多焦点レンズに関する図であって、（ａ）は、図１３に示された合成プロファイルにおける特定ゾーンの位相を調節して得られた実施例７としての調節プロファイルを、調整前の合成プロファイルと併せて示す位相関数のグラフであり、（ｂ）は、かかる調節プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布を、調整前の合成プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布と併せて示すグラフである。 実施例６の合成プロファイルから構成された回折多焦点レンズを眼内レンズ又はコンタクトレンズとして眼球内に配置した状態で網膜面に投影される結像特性のシミュレーション結果を示すものであり、（ａ）は網膜上に現れる像の正面図、（ｂ）は像面上の強度分布グラフ、（ｃ）は見え方を表すランドルト環画像である。 実施例６の調節プロファイルから構成された回折多焦点レンズを眼内レンズ又はコンタクトレンズとして眼球内に配置した状態で網膜面に投影される結像特性のシミュレーション結果を示すものであり、（ａ）は網膜上に現れる像の正面図、（ｂ）は像面上の強度分布グラフ、（ｃ）は見え方を表すランドルト環画像である。 実施例７の調節プロファイルから構成された回折多焦点レンズを眼内レンズ又はコンタクトレンズとして眼球内に配置した状態で網膜面に投影される結像特性のシミュレーション結果を示すものであり、（ａ）は網膜上に現れる像の正面図、（ｂ）は像面上の強度分布グラフ、（ｃ）は見え方を表すランドルト環画像である。（ｄ）は網膜上に投影されたランドルト環の強度分布を表示する部位を示す図で、（ｅ）は上記図１６（ｃ）、１７（ｃ）、１８（ｃ）の強度分布を示す図である。 本発明の実施例８における合成プロファイルに関する図であって、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第一、第二及び第三のゾーンプロファイルとしての出発プロファイルプロファイル（１）、（２）及び（３）の各位相プロファイルを示したものであり、（ｄ）は重ね合わされた位相プロファイルとしての合成プロファイルを示すものであり、（ｅ）は重ね合わせによって構成された回折構造の光軸方向における強度分布を示すグラフである。 （ａ）は、図１９に示された合成プロファイルにおける特定ゾーンの位相を調節して得られた実施例８としての調節プロファイルを、調整前の合成プロファイルと併せて示す位相関数のグラフであり、（ｂ）は、かかる調節プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布を、調整前の合成プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布と併せて示すグラフである。 実施例８の回折多焦点レンズの調節プロファイルにおけるゾーン間隔について、標準フレネル間隔と一致することを示す説明図であって、（ａ）は実施例８の調節プロファイル、（ｂ）は標準フレネル間隔のゾーンプロファイル、（ｃ）は実施例７の調節プロファイルを、それぞれ示すグラフである。 特定ゾーンの位相調節により４焦点を生成し得る標準フレネル間隔とされた実施例９の回折多焦点レンズに関する図であって、（ａ）は調節プロファイルの位相関数のグラフ、（ｂ）は光強度分布のグラフであり、また、（ｃ）〜（ｆ）は、かかる回折多焦点レンズを眼内レンズとして眼内に配した場合の見え方のシミュレーション結果を示すランドルト環画像である。 標準フレネル間隔を有する実施例９の回折多焦点レンズに対して特定ゾーンの位相調節を行うことにより更に簡略化されたゾーン間隔で４焦点を実現可能とされた、実施例１０の回折多焦点レンズに関する図であって、（ａ）は調節プロファイルの位相関数のグラフ、（ｂ）は光強度分布のグラフである。 本発明の実施例１１における合成プロファイルに関する図であって、（ａ）は第一及び第二のゾーンプロファイルとしての出発プロファイル（１）及び（２）の各位相プロファイルを示したものであり、（ｂ）は重ね合わされた位相プロファイルとしての合成プロファイルを示すものであり、（ｃ）は重ね合わせによって構成された回折構造の光軸方向における強度分布を示すグラフである。 （ａ）は、図２４に示された合成プロファイルにおける特定ゾーンの位相を調節して得られた実施例１１としての調節プロファイルを、調整前の合成プロファイルと併せて示す位相関数のグラフであり、（ｂ）は、かかる調節プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布を、調整前の合成プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布と併せて示すグラフであり、（ｃ）は、（ｂ）において点線で囲んだ領域を拡大して示す図である。 本発明の実施例１２における合成プロファイルに関する図であって、（ａ）は第一及び第二のゾーンプロファイルとしての出発プロファイル（１）及び（２）の各位相プロファイルを示したものであり、（ｂ）は重ね合わされた位相プロファイルとしての合成プロファイルを示すものであり、（ｃ）は重ね合わせによって構成された回折構造の光軸方向における強度分布を示すグラフである。 （ａ）は、図２６に示された合成プロファイルにおける特定ゾーンの位相を調節して得られた実施例１２としての調節プロファイルを、調整前の合成プロファイルと併せて示す位相関数のグラフであり、（ｂ）は、かかる調節プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布を、調整前の合成プロファイルを有する回折多焦点レンズの光強度分布と併せて示すグラフであり、（ｃ）は、（ｂ）において点線で囲んだ領域を拡大して示す図である。

以下、本発明を実施するための形態として幾つかの実施例を示しつつ説明することで、本発明をより具体的に明らかにする。

［実施例の条件など］
はじめに、以下の実施例で用いられる計算シミュレーションの方法や条件などについて説明する。計算ソフトは、スカラー回折理論と呼ばれる該分野にて知られた理論から導出される回折積分式に基づいて、各ゾーンからの振幅分布や強度分布を計算できるものを用いた。かかる計算ソフトを用いて光軸上の強度分布を計算した。計算に際しては、光源として遠方に存在する点光源を設定し、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、眼光学等を考慮して波長＝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をｄｉｏｐｔｅｒに換算し、０次回折光の焦点位置を０Ｄとして規格化し、かかる規格化されたスケールに対して強度をプロットした。なお、計算対象のレンズ開口範囲は、特に断りがない限り、各実施例に記載されているゾーン番号までの領域とした。

なお、実施例中、ブレーズ状の位相を用いる例においてはブレーズの数学的表記は前記［数３］に従うこととし、第一、二、・・・の出発プロファイルおよび合成プロファイルに関して、前記［数４］の位相定数ｈを用いてブレーズの位相を表記することとした。また、特に断りのない限り合成プロファイルを得る際の出発プロファイルにおける［数３］中の位相ずれ量はゼロとした。

また、実施例中に記載する表及び図中のゾーン径は、位相プロファイルがレンズに対して中心対称で設定されているものとして、レンズの断面の中心から半径方向の領域に亘って示されているものとする。なお、特に断らない限り、ゾーンを通過する際の光の透過率は１００％とした。

ところで、本発明方法に従って、同心円状の複数のゾーンからなる回折構造によって光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成可能とされた回折多焦点レンズを製造するに際しては、一般に以下（ア）〜（オ）の工程を含む態様に従って光学特性の設定と制御が行われることとなり、以下の各実施例においてもかかる態様に従った。
（ア） 同心円状の複数のゾーンからなり、かかるゾーンを通過する光を変調するための位相と振幅がゾーンごとに与えられた出発ゾーンプロファイルを複数準備する工程。
（イ） 該出発ゾーンプロファイルの少なくとも二つをゾーン径方向の同一領域に重ね合わせて一つのプロファイルとする工程。
（ウ） 重ね合わされた相互の出発ゾーンプロファイルのゾーン位置を、一つのプロファイルとした合成プロファイル上に記録し、かつ、該出発ゾーンプロファイルの位相と振幅を重ね合わせてなる新たな位相と振幅を、かかる合成プロファイル上の対応するゾーン径方向に配する工程。
（エ） かかる合成プロファイルの位相及び振幅の少なくとも一方を、合成プロファイル上に記録されたゾーンの少なくとも一つにおいて調節することにより前記光軸方向の強度分布を設定して光学特性を決定する工程。
（オ） かかる調節された位相と振幅を有する調節プロファイルが、回折構造の少なくとも一部に設けられた回折多焦点レンズを製造する工程。

［実施例１］
（ｉ）合成プロファイルの準備
最初に、本発明に従って位相と振幅の少なくとも一方を調節するための基本となる合成プロファイルを備えた回折レンズの仕様について説明する。かかる回折レンズは、光軸上の任意の位置に少なくとも３つの焦点を生成する結像特性を示すものが基本となり、かかる結像特性は２つの出発プロファイル（１）、（２）を同じ領域上で重ねわせた合成プロファイルを以て回折構造とすることによって与えられる。

出発プロファイル（１）、（２）とも位相関数はブレーズ状の関数であるとし、出発プロファイル（１）は、前記の標準設定式である［数１３］に基づき、付加屈折力Ｐ₁ がＰ₁ ＝４ｄｉｏｐｔｅｒ（以降、ｄｉｏｐｔｅｒをＤと略す）となるようにゾーン間隔を定めた。出発プロファイル（２）は、標準設定式［数１４］に基づき付加屈折力Ｐ₂ がＰ₁ の３／４倍のＰ₂ ＝３Ｄとなるようにゾーン間隔を定めた。なお、出発プロファイル（１）、（２）の位相定数はそれぞれ０．４８、０．３９とした。かかるプロファイルを有する両出発プロファイルを重ね合わせ領域である同一領域上で重ね合わせ、位相を加算することによって合成プロファイルを得た。出発プロファイル及び合成プロファイルの詳細を［表１］及び図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。

本合成プロファイルでは、出発プロファイル（１）と（２）のゾーン半径が、ｎ＝４Ω、ｍ＝３Ω（Ω：自然数）となるゾーン番号にて一致し、出発プロファイル（１）の連続した４個分のゾーン間隔と、出発プロファイル（２）の連続した３個分のゾーン間隔が同一となる同期構造を有するものとなる。その結果、これらプロファイルを合成したものは、かかる同期構造を有する領域内に新たに６個のブレーズが形成されることとなる。したがって、合成プロファイルにおける第１〜６番目、第７〜１２番目、第１３〜１８番目、・・・、のゾーン単位にてパターンの似た位相プロファイルが繰り返された構造（以降、繰り返し構造と称す）を呈すこととなる。

そして、これらの繰り返し構造は、次の位相と振幅の調節に際してどのゾーンを調節するかの基本情報を与えるものとなる。かかる繰り返しのブレーズ構造をもった合成プロファイルの光軸上の強度分布を図５（ｄ）に示す。

図５（ｄ）からわかるように、本合成プロファイルの強度分布は、０Ｄ、３Ｄおよび４Ｄの位置に３つの主要なピークが生成するものとなる。０Ｄに生成するピークは本合成プロファイルの０次回折光に基づくもので、４Ｄのピークは出発プロファイル（１）の＋１次回折光に基づくもので、３Ｄのピークは出発プロファイル（２）の＋１次回折光に基づくものである。

本合成プロファイルの特徴は、出発プロファイルで設定された付加屈折力に相当する位置に焦点を生成しうることにあり、出発プロファイルの付加屈折力を自由に設定することによって任意の位置に少なくとも３つの焦点を生成しうることとなる。

それ故、本例の合成プロファイルからなる回折多焦点レンズを例えば眼用レンズに適用すれば、０Ｄのピークを遠方視用焦点とし、４Ｄのピークは近方領域の視力を確保するための焦点用のピーク、そして３Ｄのピークはこれらの中間領域の視力を確保するための焦点として利用することができる。また、本例を眼内レンズとして人の眼の中に挿入固定して利用する場合、近方用の４Ｄの屈折力は手前約３５ｃｍ、中間用の３Ｄの屈折力は手前約４５〜５０ｃｍの位置にそれぞれ焦点を生成することとなる。かかる中間用の焦点位置はちょうどパソコンのモニター画面が位置する距離に相当するので、よって遠近に加えてパソコンなどのモニター画面を見ての作業に対しても有用な多焦点眼用レンズとすることができる。

しかし、図５（ｄ）の強度分布図においてこれら主要なピーク以外に強度は小さいが複数のピークの生成が見て取れる。これら主ピーク以外のピークは前記次数以外の回折光の干渉によって副次的に生成するもので、多次光などと呼ばれる。多次光が生成すると入射した光を不要な地点へ分配することとなり、目的の主要ピークの強度が低下することとなり、ひいては物を見た際の明るさや鮮明度などを損なう原因の一つとなる。

さらにはこれら多次光の焦点位置に結像する光が目的焦点位置の像面に迷光として紛れ込むこととなり、ハロやグレアなどの原因ともなりうる。ハロは夜間に遠方の点状光源を目視した時に光源の周りに現れるリング状あるいは帯状の光の暈のことであり、ハロが生成すると夜間の視認性が低下することがある。ハロは遠方視用焦点とした０次回折光の焦点位置の像面中心の周辺に生成するノイズ状の光の分布を反映したものである。かかるノイズは前記多次光などの迷光によって生成するもので、光軸上の強度分布において多次光の生成地点が０次回折焦点位置から遠く離れるほど広がりのあるハロが生成することとなる。

このような合成プロファイルを有する回折レンズにおいて、多次光を低減するために、かかる合成プロファイルにおける位相を調節する方法とその結果として得られる調節プロファイルを備えた回折多焦点レンズを、実施例１として以下に示す。

（ｉｉ）位相調節による調節プロファイルの生成
調節に際しては、先ず合成プロファイルのゾーンごとの位相を、位相定数と位相ずれ量に分ける。このように分けることによって合成プロファイルの位相の繰り返し構造の詳細を数値データにて簡単に把握することが可能となり、後述の調節もかかる変数を用いて一貫して行えることとなる。具体的には、上述の合成プロファイルの位相φ_i-1 ’、φ_i ’を用いて［数３］及び［数４］に基づきゾーンごとの位相定数ｈを、ｈ＝（φ_i-1 ’−φ_i ’）／２π、位相ずれ量τを、τ= （φ_i-1 ’＋φ_i ’）／２として求めた。このように分離して求めた位相定数と位相ずれ量を［表２］に示す。表中、（Ａ）欄は前記合成プロファイルのゾーン番号を示す。（Ｂ）欄は各ゾーンのゾーン半径（外径と内径）を示す。（Ｃ）欄は合成プロファイルのブレーズを位相定数と位相ずれ量に分解した際の位相定数を表す。（Ｄ）欄は合成プロファイルの位相ずれ量を表している。合成プロファイルは前記したように本例では出発プロファイル（１）、（２）が同期構造となるように合成されているため、第１〜６番目、第７〜１２番目、第１３〜１８番目のゾーンにて似たようなブレーズの繰り返し構造が形成されるが、位相定数、位相ずれ量ともこの繰り返し構造に対応してほぼ同じ数値が対応ゾーンに割り当てられる。

かかる［表２］に従って位相定数と位相ずれ量を変更し、位相の調節を行った。その結果として得られた調節プロファイルにおける各ゾーンの位相を［表２］に併せ示す。表中（Ｅ）欄は変量した位相定数を表し、（Ｆ）欄は変量した位相ずれ量を表す。そして、（Ｇ）欄はかかる調節後のブレーズを山と谷の位相φ_i-1 ’、φ_i ’へと変換したものである。

本実施例では第１〜６番目における位相定数と位相ずれ量の調節値を一つのパターンとし、この数値の組み合わせを他の第７〜１２番目、および第１３〜１８番目の領域にも割り当てた。合成プロファイルからの大きな変更点は第２、５、８、１１、１４、１７番目のゾーンの位相定数がおよそ０．２３〜０．２６であったものを０．７へと変量した点である。あとは微調節に留まる範囲で位相定数、位相ずれ量とも［表２］に示すように変量した。かかる調節後のプロファイルを図６（ａ）に合成プロファイルと伴に示す。図中、実線が調節後の調節プロファイル、破線が調節前の合成プロファイルを示している。

位相定数が大きくなるように設定されたゾーンにおいてはブレーズの傾きが大きなっていることが図から分かる。このようにして調節されたプロファイルの光軸上の強度分布を図６（ｂ）に示す。かかる図６（ｂ）から、調節前後で主要ピークの出現位置及び主要ピークの強度は変わっていないことが分かる。変化しているのは高度数領域の多次光のピークであり、合成プロファイルでは目立っていた幾つかの多次光のピークが低減していることが分かる（図中の矢印の位置を参照）。

このように合成プロファイルのゾーン単位で位相を調節することによって、合成プロファイルで設定されたピークの強度分布を維持しつつ多次光による余分なピークを低減することができるのである。すなわち、本発明において最初に出発プロファイルを重ね合わせて合成プロファイルを得ることは、本実施例に示すように任意位置に少なくとも３つの焦点を生成しうるプロファイルを用意することである。かかる優れた結像特性を、合成プロファイルのゾーンを対象とした更なるチューニングによって、解像度の向上やハロ、グレアの低減をせしめ、より優れた回折多焦点レンズとすることができるのであり、このような効果は、各出発プロファイルにおいてゾーンを対象とした調節では現実的に達成され得ない技術的効果といえる。

つまり、出発プロファイルを対象としてゾーン単位で位相あるいは振幅を変化させると、出発プロファイルの重ね合わせからなる合成プロファイルにおいては二つ以上のゾーンに亘ってその影響が及び、複数のゾーンが連動して変化してしまうこととなる。したがって、出発プロファイルでの調節は、合成プロファイルでのゾーン単位の調節ほどの自由度を与えることができないのである。

［実施例２］
（ｉ）合成プロファイルの準備
合成プロファイルの取得に際して、位相定数のみ変量した以外は前記実施例１と同じ出発プロファイル（１）、（２）を用いた。出発プロファイル（１）、（２）の位相定数はそれぞれ０．３３、０．４とした。かかる出発プロファイル（１）、（２）を、実施例１と同様に、同一領域で重ね合わせて合成プロファイルを得た。かかる合成プロファイルの詳細を［表３］及び図７（ａ）に示す。また、本実施例の合成プロファイルの光軸上の強度分布を図７（ｂ）に示す。

本実施例の合成プロファイルの出発プロファイル（１）、（２）は、位相定数を変量した以外は前記実施例１と同じ出発プロファイル（１）、（２）を用いているため、合成プロファイルのゾーン位置は前記実施例１と同じものとなる。一方、ブレーズの段差や山と谷の位置は前記実施例１のものとは異なるものとなるが、同期構造を有する領域内では同様の繰り返し構造を呈すものとなる。そして、合成プロファイルの強度分布は実施例１と同じ位置にピークが生成するものとなる。ただし、位相定数を変量しているため、かかる変更に伴いピークの強度は実施例１とは異なる。

本実施例では０Ｄが最も強度が高く、次に３Ｄ、そして４Ｄが最も小さくなるように設定されたものとなる。出発プロファイル（１）の位相定数は０．３３と実施例１よりも小さく設定されているので、かかる位相定数の変量に伴い出発プロファイル（１）からの＋１次光の寄与が少なくなり、結果として４Ｄのピーク強度が小さくなっている。かかる多焦点レンズを眼用レンズとして用いた場合は、３Ｄの中間領域の見え方を重視したレンズとなり得るものである。

本実施例の合成プロファイルにおいても高度数領域（約６〜８Ｄ領域）に小さなピーク群が発生している。かかる多次光を低減するために合成プロファイルの位相を調節した。その結果として得られる調節プロファイルを備えた回折多焦点レンズを、実施例２として以下に示す。

（ｉｉ）位相調節による調節プロファイルの生成
調節に際しては実施例１と同様に先ず合成プロファイルの位相情報を位相定数と位相ずれ量に分割し、それに基づき位相の調節を行った。分割した合成プロファイルの位相定数と位相ずれ量、および調節プロファイルの詳細を［表４］に示す。

本実施例の調節に際して位相定数は第１〜６番目のゾーンまでの領域で数値を変量し、その組み合わせパターンを第７〜１２番目、第１３〜１８番目に同様に設定した。位相ずれ量に関しては第７〜１２番目、第１３〜１８番目の領域間での組み合わせパターンをほぼ同じとし、第１〜６番目の領域では組み合わせパターンは少し異ならせて設定した。かかる調節プロファイルを図８（ａ）に示す。

本実施例の調節プロファイルの特徴は、第２、５、８、１１、１４、１７番目のゾーンの位相定数がｈ＝０とされ、傾きのないものとなっていることである。ｈ＝０とされたゾーンも本発明ではブレーズの一形態となり、回折ゾーンとして機能する。位相ずれ量は合成プロファイルの設定値から大きく変量せず、第６、１２番目のゾーンに対して少しマイナス側へシフトさせて調節した以外は微調整の範囲に留めた。この調節プロファイルの光軸上の強度分布を図８（ｂ）に示す。

図８（ｂ）から、調節前後で主要ピークの生成位置及びその強度はほぼ維持されていることがわかる。一方、高度数領域の多次光に由来する小ピークに関しては低減されていることが分かる。それ故、かかる多次光の低減により本事例のレンズを眼用レンズとして使用した際には、遠方、近方、及び中間領域の視力が確保されつつ、夜間遠方を目視した時にハロやグレアが低減された回折多焦点眼用レンズとなり得るのである。

［実施例３］
（ｉ）合成プロファイルの準備
合成プロファイルの取得に際して、位相定数のみ変量した以外は前記実施例１と同じ出発プロファイル（１）、（２）を用いた。出発プロファイル（１）、（２）の位相定数はそれぞれ０．４７、０．４７とした。かかる出発プロファイル（１）、（２）を、実施例１と同様に、同一領域で重ね合わせ合成プロファイルを得た。かかる合成プロファイルの詳細を［表５］及び図９（ａ）に示す。また、本例の合成プロファイルの光軸上の強度分布を図９（ｂ）に示す。

本実施例の合成プロファイルの出発プロファイル（１）、（２）は、位相定数を変量した以外は前記実施例１、２と同じ出発プロファイル（１）、（２）を用いているため、合成プロファイルのゾーン位置は前記実施例１と同じものとなる。一方、ブレーズの段差や山と谷の位相軸上の位置は前記実施例１、２と異なるものとなるが、同期構造を有する領域内では同様の繰り返し構造を呈すものとなる。そして、合成プロファイルの強度分布は実施例１、２と同じ位置にピークが生成するものとなる。ただし、位相定数を変量しているため、かかる変更に伴いピークの強度は実施例１、２とは異なるものとなる。

本実施例の合成プロファイルは０Ｄ、３Ｄ、４Ｄの位置のピーク強度がほぼ同じになるように出発プロファイル（１）と（２）の位相定数を等しくなるように設定されたものである。図９（ｂ）に示すようにそれぞれの位置のピークはほぼ同じ強度となっている。かかる合成プロファイルからなる回折レンズを眼用レンズとして利用した際には、遠方、近方、中間のそれぞれの領域の見え方がほぼ同じとなるような仕様の多焦点眼用レンズとなりうるものである。

しかし、本実施例の合成プロファイルでは、図９（ｂ）からわかるように、高度数領域において強度の高い多次光によるピーク群が生成するものとなる。特に７Ｄにおけるピークは主要ピークの半分ほどの強度を示しており、かかる高強度のピークの生成は、主要ピークの光の利得を低下させたり、ハロ、グレアの増悪を招くおそれがある。かかる多次光を低減するために合成プロファイルの位相を調節した。その結果として得られる調節プロファイルを備えた回折多焦点レンズを、実施例３として以下に示す。

（ｉｉ）位相調節による調節プロファイルの生成
調節に際しては実施例１，２と同様に先ず合成プロファイルの位相情報を位相定数と位相ずれ量に分割し、それに基づき位相の調節を行った。分割した合成プロファイルの位相定数と位相ずれ量、および調節プロファイルの詳細を［表６］に示す。

本実施例においては、分割した位相定数と位相ずれ量のパターンを参考にして、合成プロファイルの調節を行った。主な変更点は、第２、５、８、１１、１４、１７番目ゾーンの位相定数がおよそ０．２４〜０．２７とされていたものを０．７と大きな値とし、第３、９、１５番目のゾーンの位相定数が約０．５５とされていたものを０．１と小さな値としたこと、また、第６、１２番目のゾーンで位相ずれ量をマイナス方向へ大きくシフトさせた点などである。その他は微調整程度の調節で留めた。かかる変更後の調節プロファイル図と光軸上の強度分布をそれぞれ図１０（ａ）、（ｂ）に示す。

図１０（ｂ）からわかるように、調節前後で主要ピークの生成位置及びその強度はほぼ維持されている。一方、調節前の合成プロファイルでは顕著であった約７Ｄのピーク（図１０（ｂ）中の矢印Ａ）が約半分まで低減されていることが分かる。また、約６Ｄのピーク（同図中の矢印Ｂ）も大幅に強度が減少していることが分かる。これら多次光によるピークの低減により、その分が主に４Ｄのピーク強度の増分へ分配されており（矢印Ｃ）、主要ピークの光の利得向上の効果をもたらすものとなっている。

このように多次光の低減とそれに伴う各焦点位置での光強度の改善が図られ得るように光軸上の光強度分布が制御された結果、本実施例のレンズを眼用レンズとして使用した際には、遠方、近方、及び中間領域の視力が確保されつつ、夜間遠方を目視した時にハロやグレアが低減された回折多焦点眼用レンズとなりうるのである。

［実施例４］
前記実施例１〜３では、位相の調節による多次光の制御方法について説明した。本実施例では、位相調節に加えて振幅の調節も併用した場合の制御方法について説明する。

本実施例では、合成プロファイルとして前記実施例３と同じ合成プロファイルを採用した。即ち、本実施例は、実施例３の合成プロファイルを対象として振幅調節を併用した場合の事例である。具体的には、実施例３の合成プロファイルに対して［表７］に示すように位相定数と位相ずれ量を新たに調節すると共に、振幅調節のために光の透過率を変量した。

振幅の調節は前記［数２］の振幅関数Ａ（ｘ）を変量することに相当する。振幅の具体的な調節は、光の透過率を制御することによって行うことができる。本実施例では合成プロファイルにおける所定のゾーンに入射した光が遮られることなく出射する場合は透過率１００％とし、例えば８０％とされた場合は前記振幅関数を０．８倍、５０％の場合は振幅関数に０．５を乗じて、かかる振幅関数からなる波動関数の共役絶対値から強度分布を計算シミュレーションした。

本実施例では合成プロファイルの位相の調節は微調節程度に留める一方で、第２、５、８、１１、１４、１７番目のゾーンの透過率を５０％とした振幅調節を併用したものとなっている。かかる透過率の設定は、例えばかかる該当領域を染料などで染色して透過率を低減する、などの方法で実施できるものである。

本実施例において上述の合成プロファイルから得られた調節プロファイルを図１１（ａ）に示した。位相調節は微調整に留めたので、調節前後で位相プロファイルに大きな違いはない。透過率を５０％としたゾーンを図中に示した。プロファイル図を実際にレンズとした場合の正面図を図１１（ｂ）に示す。図中、灰色の領域が透過率５０％とされたゾーンに相当している。

本実施例の調節プロファイルの光軸方向の強度分布を合成プロファイルのそれと対比させて図１１（ｃ）に示す。かかる図１１（ｃ）からわかるように調節前後で主要ピークの生成位置には変化はない。また、０Ｄ、３Ｄ、４Ｄの強度比も変化はなく合成プロファイルの強度比を維持していることが分かる。

一方、合成プロファイルにおいて顕著であった約７Ｄのピーク（矢印Ａ）は前記実施例３よりもさらに減少し、１／４程度まで低減されていることが分かる。また、かかる大幅な多次光ピークの低減分が主要ピークの強度増加に向けられ、０Ｄ、３Ｄ、４Ｄの主要ピークの強度がそれぞれ大きくなっていることが分かる。

このように振幅調整も併用されたものを眼用レンズとして利用すると、さらにハロ、グレアが低減されつつ各焦点ピークの利得が増すことから、各焦点位置の見え方の鮮明性などがさらに改善されるのである。

［実施例５］
本実施例も、実施例４と同様に、位相調節に加えて振幅の調節も併用した場合の具体例である。前記実施例４では透過率を５０％とした振幅調節を行った事例を説明したが、本事例では透過率を０％、つまり光の透過を完全に遮るような振幅調節を併用した事例について説明する。

すなわち、本実施例では、前記実施例３と同じ合成プロファイルを対象とし、かかるプロファイルの位相と振幅の調節を行った。なお、振幅の調節条件を変量するため、かかる振幅調節と対応するように位相調節も改めて実施した。かかる調節プロファイルの詳細を［表８］に示す。

本実施例の位相調節は、全体的に位相定数を小さくするように行った。かかる位相調節に加えて第２、５、８、１１、１４、１７番目のゾーンの透過率を０％となるように振幅調節を併用した。かかる透過率の設定は、例えば該当領域を顔料などで塗布して光を完全に遮光する、などの方法で実施できるものである。

本実施例の調節プロファイルを図１２（ａ）に示した。合成プロファイルに比して、位相定数を全体的に小さく設定したのでその分、ブレーズ段差が少し小さくなったプロファイルとなる。透過率を０％としたゾーンを図中に示した。プロファイル図を実際にレンズとした場合の正面図を図１２（ｂ）に示す。図中、黒く塗りつぶされた領域が透過率０％とされたゾーンに相当している。

本実施例の調節プロファイルの光軸方向の強度分布を合成プロファイルのそれと対比させて図１２（ｃ）に示す。かかる図１２（ｃ）からわかるように調節前後で主要ピークの生成位置には変化はない。また、０Ｄ、３Ｄ、４Ｄの強度比に変化はなく合成プロファイルと同じ強度比を維持していることが分かる。

一方、合成プロファイルにおいて顕著であった多次光のピークについては、実施例４よりもさらに低減され、特に目立っていた約７Ｄのピーク（矢印Ａ）はゼロに近いレベルまで低減されていることが分かる。ほとんどの多次光のピークに対して低減効果が認められ、これらピークの低減分は主要ピークの強度増加に再配分され、いずれの主要ピークにおいても大幅な利得向上がもたらされていることが分かる。

なお、透過率がゼロとされたゾーンが存在すると利得は減少するのが一般的な傾向であるが、本実施例はかかる傾向とは異なり透過率ゼロのゾーンがありながらも大幅に利得が向上している。このことは、本実施例の調節条件が回折光を主要焦点位置へ無駄なく高効率で誘導しうる条件となっていることを示している。

したがって、本実施例の調節プロファイルに基づく回折多焦点レンズを眼用レンズとして利用すると、さらにハロ、グレアが低減された眼用レンズとすることができると共に、各主要ピークの利得が大幅に向上していることから遠方、近方、中間、いずれの領域においてもより一層鮮明な見え方が実現できる眼用レンズとして有用なものとなる。

［実施例６］
次に、出発プロファイル（２）の付加屈折力を変更し合成プロファイルの仕様を変えたものについて位相と振幅の少なくとも一方を調節する例を、以下の実施例において説明する。先ず実施例６は、合成プロファイルの種類を変えて調節する態様の具体例である。

（ｉ）合成プロファイルの準備
合成プロファイルの取得に際して、出発プロファイル（１）、（２）とも位相関数はブレーズ状の関数であるとし、出発プロファイル（１）は、付加屈折力Ｐ₁ がＰ₁ ＝４Ｄ、出発プロファイル（２）は、付加屈折力Ｐ₂ がＰ₁ の２／３倍のＰ₂ ＝２．６６６Ｄとなるように、前記標準設定式である［数１３］、［数１４］に基づき、それぞれのゾーン間隔を定めた。なお、出発プロファイル（１）、（２）の位相定数はそれぞれ０．４、０．４とした。

そして、かかるプロファイルを有する両出発プロファイル（１）、（２）を同一領域上で重ね合わせ、位相を加算することによって合成プロファイルを得た。出発プロファイル（１）、（２）及び合成プロファイルの詳細を［表９］及び図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。

本実施例の合成プロファイルでは、出発プロファイル（１）と（２）のゾーン半径が、ｎ＝３Ω、ｍ＝２Ω（Ω：自然数）となるゾーン番号にて一致し、出発プロファイル（１）の連続した３個分のゾーン間隔と、出発プロファイル（２）の連続した２個分のゾーン間隔が同一となる同期構造を有するものとなる。その結果、これらプロファイルを合成したものは、かかる同期領域内に新たに４個のブレーズが形成されることとなる。したがって、合成プロファイルにおける第１〜４番目、第５〜８番目、第９〜１２番目、第１３〜１６番目、・・・、のゾーン単位にてパターンの似た位相プロファイルが繰り返された構造を呈すこととなる。このようにして得られた合成プロファイルの光軸上の強度分布を図１３（ｄ）に示す。

かかる合成プロファイルの強度分布は、０Ｄ、２．６７Ｄおよび４Ｄの位置に３つの主要なピークが生成するものとなる。０Ｄに生成するピークは本合成プロファイルの０次回折光に基づくもので、４Ｄのピークは出発プロファイル（１）の＋１次回折光に基づくもので、２．６７Ｄのピークは出発プロファイル（２）の＋１次回折光に基づくものである。

本実施例の合成プロファイルと前記実施例群とで異なるのは出発プロファイル（２）の付加屈折力を変量した点にあり、本実施例では出発プロファイル（２）の付加屈折力を２．６７Ｄと設定することによって合成プロファイルでも確かに２．６７Ｄの地点にピークが生成するのである。このように出発プロファイルの付加屈折力を変えるだけで自由に少なくとも３つの焦点を生成できることが分かる。

また、本実施例の合成プロファイルの強度分布は０Ｄのピーク強度が最も高く、２．６７Ｄと４Ｄのピークはそれよりも小さくしつつ等しくされたものとなる。かかるプロファイルからなる回折レンズを眼内レンズとして利用した際には、遠方視用とされる０Ｄのピークが最も高く、近方視用及び中間視用とされる４Ｄ及び２．６７Ｄのピークがほぼ等しくされていることから通常遠方視が最も重要とされる実際の眼内レンズの仕様として標準的なものとなるものである。かかるレンズを使用する患者においては遠方視力が確保され、かつ読書位置での視認も可能であり、さらには２．６７Ｄ相当の位置、すなわち手前約５０〜６０ｃｍの地点も見えることからパソコンモニターを見ながらの作業も可能となる。

しかし、本実施例の合成プロファイルでは、図１３（ｄ）からわかるように、多次光による余分なピークが生成するため、かかるピークにより主要ピークの利得が低下したり、ハロ、グレアなどが発生するおそれがある。特に高度数領域（５Ｄ〜８Ｄ領域）のピークは広がったハロの原因となるので、これらピークの低減は重要である。そこで、かかる合成プロファイルの位相と振幅の少なくとも一方を調節して合成プロファイルの強度比は変えずに多次光によるピークの低減を行うこととし、その結果として得られる調節プロファイルを備えた回折多焦点レンズを、実施例６として、以下に示す。

（ｉｉ）位相調節による調節プロファイルの生成
調節に際しては前記実施例群と同様に先ず合成プロファイルの位相情報を位相定数と位相ずれ量に分割し、それに基づき位相の調節を行った。分割した合成プロファイルの位相定数と位相ずれ量、および調節プロファイルの詳細を［表１０］に示す。

本実施例の前記合成プロファイルは連続した４個のゾーン間隔にて似た位相構造の繰り返しとなることから、かかる規則性を考慮して、先ず第１〜４番目のゾーンに関して位相調節を行った。位相定数に関しては微調節に留め、位相ずれ量を大きく変量した。すなわち、第２と３番目の位相ずれ量をプラス側へ大きくシフトし、かかるゾーンのブレーズの谷位置が基準線上に来るようにした。このように調節されたパターンを他の繰り返し領域である、第５〜８番目、第９〜１２番目、そして第１３〜１６番目のゾーンにも設定した。

このようにして得られた調節プロファイルと光軸上の強度分布を、合成プロファイルと対比させて図１４（ａ）、１４（ｂ）にそれぞれ示す。

本実施例では、かかる位相の調節により高度数領域の多次光のピーク（図１４（ｂ）中の矢印）強度が低減されていることが分かる。主要ピークに関して、強度比は調節前の合成プロファイルと変わらないものの、多次光ピークの低減分がこれら主要ピークへ再配分されたためにその分ピーク強度が増し、利得の向上が認められたものとなっている。

［実施例７］
前記実施例６において、合成プロファイルのゾーンを対象に位相調節を施すことにより多次光由来のピークを低減し、光強度分布を制御できることを示した。本実施例では、別の位相調節条件の事例について説明する。

先ず、実施例６で用いたと同じ合成プロファイルを対象として位相定数と位相ずれ量を変量した。得られた調節プロファイルの詳細を［表１１］に示す。

本実施例では、前記実施例６の調節条件において第２、３番目のゾーンの位相定数をｈ＝０とした他に変更はなく、かかる変更を同じ繰り返し領域にも適用し第６、７、１０、１１、１４、１５番目のゾーンの位相定数をｈ＝０とした。この変更を以て本例の調節条件とした。本実施例において得られた調節プロファイルと光軸上の強度分布を図１５（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す。

本実施例では、位相調節条件において第２と３番目のゾーンがいずれも位相定数ｈ＝０でかつ位相ずれ量が同じで設定されているため、かかるゾーンはブレーズの傾きのない、基準線に平行な一体化した一つのゾーンのようになる。この構造が各繰り返し領域に配された構造となる。この調節プロファイルの強度分布は、実施例６で示された高度数領域の多次光ピークがさらに低減され、かつ０次回折ピークの強度がさらに大きくなったものとなる。

因みに、上述の実施例６及び７に関して、これらの実施例を実際に眼内レンズ仕様として人の眼球内に挿入した状態で網膜面に投影される結像特性をシミュレーションにて調べた。すなわち、実施例６、７の調節プロファイルおよび比較例としての実施例６の合成プロファイルを眼内レンズの前面にレリーフ構造として設け、人の眼球内に該眼内レンズを挿入した状況を模擬的に構築し、かかる眼光学系において遠方の物体を見た時の網膜上に形成される像を調べた。

具体的には、夜間に遠方の街灯や自動車のヘッドライトなどを目視した時のハロの状態を調べるために、点状光源が遠方にあるとしてかかる光源から発せられた光が眼球に平面波として入射するとして、遠方視用とされる０Ｄのピーク焦点位置の像面上の強度分布を算出し、この強度分布を以てハロの評価とした。なお、かかる点状光源に対する像面上の強度分布を以降、点像広がり関数と称すこととする。

さらに、遠方にある広がりのある物体を目視した時の見え方も確認するために、視力０．２相当のランドルト環を見た時の見え方もシミュレーションした。ランドルト環のシミュレーションに関しては、ランドルト環の画像データを網膜上に投影された際の実サイズに変換し、かかる変換像と上記点像広がり関数との間で畳み込み計算を実施し、その結果から得られる像データを以て網膜上に結像された像とした。

シミュレーションはライト−トランス（Ｌｉｇｈｔ Ｔｒａｎｓ）社のＶｉｒｔｕａｌＬａｂ（商品名）を用い、以下の条件で行った。
眼光学系：角膜、房水、虹彩、眼内レンズ、硝子体、網膜の順で配され、人の眼のデータに基づき屈折率や形状が定められたもの
眼内レンズの度数：２０Ｄ
光源：遠方の点状光源
光の波長：５４６ｎｍ
瞳孔径：直径３．６ｍｍ

実施例６の合成プロファイル、実施例６の調節プロファイル、そして実施例７の調節プロファイルのシミュレーション結果を図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す。各図中の（ａ）はシミュレーション計算から得られた点像広がり関数を画像表示したものでハロ像と見なしたものである。画像間での明るさのスケールの最大値は同じでこのまま比較できるようにしてある。また、各図中の（ｂ）はかかる点像広がり関数の像面中心から半径方向に対して強度をプロットしたものである。各図中の（ｃ）はランドルト環像と上記点像広がり関数の畳み込み計算の結果である。（ｃ）においても画像間での明るさのスケールの最大値は同じでこのまま比較できるようにしてある。また、像面上のランドルト環の輝度を定量的に比較するために図１８（ｄ）の矢印で示した領域の強度分布を各事例について図１８（ｅ）に示した。

図１６（ａ）、（ｂ）に示された結果から、調節前の合成プロファイルではハロの広がりが大きく、周辺に広がった暈状の領域においてノイズ状の小ピーク群が生成していることが分かる。かかるノイズ状の小ピークは前記光軸方向の強度分布における多次光によるピーク群を形成する光が網膜上に結像されて生成するもので、多次光によるピーク群の存在がハロの広がりをもたらすことが分かる。

これに対して、図１７（ａ）、（ｂ）に示された結果から、実施例６の調節プロファイルにおいては、合成プロファイルよりハロの広がりは少なくなっていることが分かる。点像広がり関数においてもノイズ状のピーク強度がかなり低減されていることが分かる。これは、実施例６の調節プロファイルにおいては多次光によるピーク群の強度が低減されており、その結果としてハロの広がりが減少するためである。

また、図１８（ａ）、（ｂ）に示された結果から、実施例７の調節プロファイルでは多次光によるノイズがさらに低減され、ハロのシミュレーションにおいても、よりハロの広がりが抑えられていることが分かる。

さらに、図１６〜１８の各（ｃ）に示されたランドルト環のシミュレーション結果から、実施例６の合成プロファイルが最も輝度が低く、実施例６、実施例７の調節プロファイルの順で輝度が高くなり、順次コントラストが高くなっていることが分かる。かかる対比は図１８（ｅ）の強度分布図からも明らかである。これは前記したように実施例６、７の調節プロファイルでは多次光のピークが低減されると共に主要ピークの強度の利得が改善されることによるものである。

したがって、かかる眼内レンズとして用いた場合のシミュレーション結果から分かるように本発明の位相と振幅の調節によるチューニングはハロの低減やコントラストの改善に奏功するものであることが分かる。

［実施例８］
上述の実施例１〜７は、位相および振幅の調節について、２つの出発プロファイルから合成された合成プロファイルを対象としたものであった。本実施例８は、出発プロファイルが３つの場合の合成プロファイルに対する調節事例について説明する。

（ｉ）合成プロファイルの準備
出発プロファイル（１）、（２）に加えて第三の出発プロファイルを出発プロファイル（３）と称することとする。合成プロファイルの取得に際して用いられるそれぞれの出発プロファイルの位相関数はブレーズ状の関数であるとし、出発プロファイル（１）は、付加屈折力Ｐ₁ がＰ₁ ＝４Ｄ、出発プロファイル（２）は、付加屈折力Ｐ₂ がＰ₁ の２／３倍のＰ₂ ＝２．６６６Ｄ、そして出発プロファイル（３）は付加屈折力Ｐ₃ がＰ₁ の１／３倍のＰ₃ ＝１．３３３Ｄとなるように、前記標準設定式［数１３］、［数１４］、そして［数２２］に基づきそれぞれのゾーン間隔を定めた。なお、出発プロファイル（１）、（２）、（３）の位相定数はそれぞれ０．４２５、０．３２５、０．２５とした。それぞれの出発プロファイルを同一領域上で重ね合わせ、位相を加算して合成プロファイルを得た。出発プロファイル及び合成プロファイルの詳細を［表１２］及び図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。

本実施例の３つの出発プロファイルからなる合成プロファイルにおいては、前記［数１２］と［数２３］の付加屈折力の関係式から、ａ＝２、ｂ＝３、ｄ＝１、ｅ＝３と割り当てられ、（ｂ×ｅ）＝９、（ａ×ｅ）＝６、（ｂ×ｄ）＝３となる３つの整数値の最大公約数ｚ＝３でもってそれぞれの数を除した商に相当する数のゾーン間隔でゾーン径が一致する同期構造を形成することが特徴である。すなわち、出発プロファイル（１）においては（ｂ×ｅ）／ｚ＝９／３＝３、出発プロファイル（２）では（ａ×ｅ）／ｚ＝６／３＝２、出発プロファイル（３）では（ｂ×ｄ）／ｚ＝３／３＝１、となるゾーン数の間隔でゾーン径が一致する。この関係は図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）から分かる。合成プロファイルにおいては第１〜４番目、第５〜８番目、第９〜１２番目、第１３〜１６番目の４つのゾーンを単位とするゾーン領域で同じような形態の位相分布の繰り返し構造が形成される。

かかる合成プロファイルの光軸上の強度分布を図１９（ｅ）に示す。本合成プロファイルにおいては０Ｄ、１．３３Ｄ、２．６６Ｄ、そして４Ｄの位置に強度がほぼ同じピークが４つ生成する。本合成プロファイルを回折構造とするレンズを、例えば眼用レンズとして使用すると、０Ｄを遠方視用、４Ｄを近方視用、２．６６Ｄをパソコンモニターなどを見るための中間視用、そして１．３３Ｄは手前およそ１ｍから２ｍの範囲を視認するための第二の中間視用、とした４焦点多焦点眼用レンズの仕様として好適なものとなる。かかる第二の中間視用焦点は、例えば床などの掃除をする際に塵や埃をはっきりと視認する際に有用な焦点となる。また、ピーク強度がそれぞれ等しくされていることからそれぞれの領域での見え方のバランスが取れたものとなる。

しかし、本実施例の合成プロファイルでは、図１９（ｅ）からわかるように、光強度分布において多次光によるピークがいくつか生成する。これらピークは主要ピークの利得向上の妨げになり、またハロ、グレアの原因になる。そこで、かかる合成プロファイルの位相と振幅の少なくとも一方を調節して多次光によるピークの低減を行うこととし、その結果として、以下に示す調節プロファイルを備えた実施例８としての回折多焦点レンズを得た。

（ｉｉ）位相調節による調節プロファイルの生成
調節に際しては前記実施例と同様に先ず合成プロファイルの位相情報を位相定数と位相ずれ量に分割し、それに基づき位相の調節を行った。分割した合成プロファイルの位相定数と位相ずれ量、および調節プロファイルの詳細を［表１３］に示す。

本実施例において調節プロファイルを得るに際して、合成プロファイルの各ゾーンに施した主な調節点は以下の通りである。位相定数に関しては合成プロファイルの第４、８、１２、１６番目のゾーンの位相定数が０．６７〜０．７２の範囲にあったものを０．３または０．４と小さな値で設定したこと、位相ずれ量に関しては、調節前の第１、５、９、１３番目のゾーンがプラス側に配されていたのをマイナス側へシフトさせたこと、そして、第２、６、１０、１４番目のゾーンをプラス側へシフトさせた点が、調節による大きな変更点である。

かかる調節によって得られる調節プロファイル図を図２０（ａ）に示す。調節プロファイルで特徴的な点は、第２と３、第６と７、第１０と１１、第１４と１５番目のゾーンのブレーズの谷と山の位置がほぼ一致し、また相互のゾーンの傾きがほぼ同じであることから、これら相互のゾーンが屋根続きの実質的に一つのブレーズ状の形態とみなせる点である。

かかる調節プロファイルの光軸方向の強度分布を図２０（ｂ）に示す。本強度分布は、合成プロファイルで認められた多次光によるピークが大幅に低減されたものとなる。また、４つの主要ピークは調節前の強度比を維持しており、かつ多次光のピークの減少分がこれら主要ピークの強度増加に向けられ大幅な利得向上となっていることが分かる。

このように３つの出発プロファイルから合成プロファイルを準備し、位相と振幅の少なくとも一方を調節するという方法を用いることによって、４つの焦点を任意に形成し、かつ多次光による不要ピークの低減が可能となり、各焦点領域において物を見る際の鮮鋭性にすぐれ、ハロ、グレアなどが低減された多焦点レンズを提供することが可能となるのである。

［実施例９］
前記実施例８では、位相調節の結果、第２と３、第６と７、第１０と１１、第１４と１５番目の隣接するゾーンが屋根続きの実質的に一つのブレーズ状の形態とみなせることを説明した。この屋根続きの実質的に一つのブレーズを一つのゾーンと見なすと、実施例８の調節プロファイルは、付加屈折力が４Ｄとされた標準フレネル間隔と同じゾーン間隔を有すものとなる。このゾーン間隔の関係を図２１（ａ）、（ｂ）に示す。実施例８の調節プロファイルの前記隣接するゾーン同士を一つのゾーンと見なした場合、標準フレネルゾーンのゾーン間隔と一致することが分かる。すなわち、複数の出発プロファイルの重ね合わせ態様では、例えば図１９に示されるように非フレネル間隔とされる各ゾーンの半径が、図２０〜２１に示されるように調節プロファイルでは、複数のゾーンが一体的にまとめられることにより実質的にフレネル間隔とされているものとして把握できる。

翻って前記実施例７の調節プロファイルにおいても同様の関係があり、該調節プロファイルでは第２と３、第６と７、第１０と１１、第１４と１５番の隣接するゾーンは位相定数がｈ＝０とされ、かつ位相ずれ量が同じ値であるため、完全に一体化した実質的に一つのゾーンとなる。実施例７の該調節プロファイル図も併せて図２１（ｃ）として図示した。同様に標準フレネルゾーンと同じゾーン間隔となっていることが分かる。実施例７の調節プロファイルは主に３つの焦点を生成するものとして設計されたものである。

通常、標準的なフレネルゾーンは、位相関数がブレーズ状とされている場合はブレーズ段差によって異なるものの一般的には、設定付加屈折力に対応した０次と１次回折光、あるいは１次と２次回折光などのｎ次と（ｎ＋１）次回折光の組み合わせからな２つの焦点しか生成し得ないものと理解されている。しかし、ここにおいて、標準的なフレネルゾーンでも位相と振幅の調節次第で少なくとも３つの焦点を与える回折仕様とすることができる、という新たな知見を得たのである。このことは、標準的なフレネルゾーンの回折レンズであっても、それが本発明に基づいて複数の出発プロファイルの合成プロファイルに対して所定ゾーンの位相や振幅の調節の結果として得られたものであると理論付け得るものであれば、かかる複数の出発プロファイルに基づく３つ以上の焦点を与える回折多焦点レンズと理解することができる。換言すれば、標準的なフレネルゾーンの回折レンズであっても、そのゾーンに対して位相や振幅を調節して得られるプロファイルが、複数の出発プロファイルに分割して把握することが可能であれば、３つ以上の焦点を備えた本発明に従う構造の回折多焦点レンズと解され得るのである。

本実施例では、このような新たな知見に基づいて標準的なフレネルゾーンの位相と振幅の少なくとも一方を調節する方法によって眼内レンズとして好適な４焦点レンズとなりうる回折レンズ、すなわち複数の出発プロファイルのゾーンの重ね合わせで得られる合成プロファイルの特定のゾーンに対して位相や振幅の調節を施した結果として得られると解することのできる回折多焦点レンズの設計を行った。

具体的には、先ず付加屈折力が４Ｄとなるように標準設定式を用いてゾーンプロファイルを設定した。かかるゾーンプロファイルについて、ブレーズ状の位相関数をゾーンごとに配し、かかるブレーズの位相定数と位相ずれ量を調節した調節プロファイルを得た。本実施例の調節プロファイルの詳細を［表１４］に示す。

本実施例の調節プロファイル図を図２２（ａ）に示す。本実施例の調節プロファイルは、前記実施例８の調節プロファイルの位相情報を参考にして直接、標準フレネルゾーンから設定されたプロファイルとなっている。かかる調節プロファイルの光軸上の強度分布を図２２（ｂ）に示す。本調節プロファイルの強度分布は０Ｄのピークが最も強度が大きく、次に４Ｄ、その次に２．６６Ｄ、１．３３Ｄのピークと続く分布となる。また、多次光によるピーク群がほとんど認められないパターンを示している。このように標準的なフレネルゾーンからなるプロファイルではあるが、本発明の調節によるチューニングを経て誘導されたプロファイルである由、４つの焦点を生成しつつ多次光によるピークの抑制効果も発現されているのである。

かかるプロファイルを回折構造とする本実施例のレンズを眼内レンズとして利用した場合について人の眼球の光学系にてシミュレーション評価を行った。シミュレーションは前記実施例６、７で用いたと同じＬｉｇｈｔ Ｔｒａｎｓ社のＶｉｒｔｕａｌＬａｂ（商品名）を用いて同条件で行った。そして、各焦点位置において視力１．２相当のランドルト環がどのように見えるかを把握するために各焦点位置の点像広がり関数を計算で求め、かかる点像広がり関数と網膜上で視力１．２に相当するサイズのランドルト環の画像データとの間の畳み込み計算を行い網膜上に投影される結像データとした。

かかるシミュレーション結果を図２２（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）にそれぞれ示す。本プロファイルを眼内レンズとして人の眼球内に配置させた場合、図２２（ｂ）の強度分布における０Ｄ、１．３３Ｄ、２．６６Ｄ、４Ｄの各位置は眼を基点として、無限遠（実際には４〜５ｍｍ以遠）、９０ｃｍ、５０ｃｍ、３５ｃｍの距離にあると見積もられる。コントラストや背景の明暗差はあるものの各位置においてランドルト環の切れ目は解像されており、それぞれの位置で十分に物を視認できるレンズとなりうることが分かる。したがって、かかるレンズは、遠方視はもちろんのこと、近距離における読書や作業、パソコンを見ながらの作業、さらには床掃除などの作業に対して有用なものとなる。

このように標準的なフレネルゾーンにおいても、本発明に従う構造とされた回折多焦点レンズとして成立させることが可能であり、すなわち標準的なフレネルゾーンであっても本発明の技術思想に基づいた位相と振幅の調節いかんで少なくとも３つの焦点を生成することができ、かつ多次光の制御された結像特性とすることができるのである。

［実施例１０］
ところで、前記実施例９の調節プロファイルの位相形態を見ると、第２と３、第５と６、第８と９、第１１と１２番目の隣接したゾーンは傾きがほぼ同じで、かつ谷と山位置が近接している。従って、これらの互いに隣り合ったゾーンも実質的に一つのゾーンと見做すことが可能である。そして、かかる一体化して実質的に一つのゾーンとした新たなゾーン間隔においても多焦点を生成すると考えられる。そこで、これらのゾーンを一体化した新たなゾーン間隔にて位相を再調節し、多焦点レンズとなりうる回折レンズの設計を行った。

その結果得られた実施例１０としての回折多焦点レンズのプロファイルの詳細を［表１５］に示す。

かかるプロファイルは、標準フレネルゾーンの第（３ｎ−１）と３ｎ番目（ｎは自然数）のゾーンを一体化して一つのゾーンとしたものであるため、標準フレネルゾーン設定式では定められないゾーン間隔となる。そして、同一開口径においては標準フレネルゾーンよりも構成ゾーン数はさらに少ないものとなる。本実施例の調節プロファイル図を図２３（ａ）に示す。そして本プロファイルの光軸方向の強度分布を図２３（ｂ）に示す。これらの図から、本実施例の回折多焦点レンズでは、標準フレネルゾーンよりもさらに単純化されたゾーン構造となると共に多焦点の生成機能は維持していることが分かる。

上述の実施例９及び１０に示した結果から、本発明の技術思想に基づけば、複数の出発プロファイルの重ね合わせによって生成された合成プロファイルを基本としてゾーンごとの調節が施された調節プロファイルについて、かかる調節プロファイルを簡略化したゾーン構造をもって実現することも可能であることが理解される。このことは、換言すれば調節プロファイルを対象とすれば、ゾーンごとの位相や振幅の調節を経ることによって標準フレネルゾーンあるいはさらに簡略化されたプロファイルまで構造が還元（即ちゾーン構造の簡略化）され得、かかる簡略化されたプロファイルでも少なくとも３つの焦点を任意位置に生成し得て、かつ多次光の発生が抑制された回折レンズを得ることができることとなる。そして、かかる簡略化された構造のプロファイルは、本発明の技術思想に含まれるものであって、本発明に基づく技術的効果を達成し得ることに加えて、特に上記結像特性に係る効果以外に、構造が単純であるが故、実際にプロファイルをレリーフ形状として回折構造をなす場合の製造のしやすさなどに繋がるなど、さらなる効果を享受することができるのである。

［実施例１１］
次に、お互いのゾーン径が一致する箇所のない非同期構造の関係にある出発プロファイル（１）、（２）から合成されたプロファイルを経て調節プロファイルを得ることも可能であることは前述のとおりであるが、その理解を一層容易にわかりやすく示すために、以下に具体的な実施例を示しておくこととする。

（ｉ）合成プロファイルの準備
出発プロファイル（１）、（２）とも位相関数はブレーズ状の関数であるとし、出発プロファイル（１）、（２）の付加屈折力は前記実施例６と同じで、Ｐ₁ ＝４ｄｉｏｐｔｅｒ、Ｐ₂ ＝２．６６６Ｄとされている。出発プロファイル（１）の第一番目のゾーン半径は、ｒ₁ ＝０．４７ｍｍ、出発プロファイル（２）の第一番目のゾーン半径はｒ₁ ’＝０．３８７２ｍｍで任意に設定されたもので、前記の一般設定式［数８］、［数１０］に基づき各出発プロファイルのゾーン間隔を定めた。出発プロファイル（１）、（２）の位相定数はそれぞれ０．４、０．３５とした。なお、本例では第一番目のゾーンの位相φ₀ は下記の［数２５］に基づき定めた。かかる出発プロファイル（１）、（２）を同一領域上で重ね合わせ、位相を加算し合成プロファイルを得た。

かかる出発プロファイル（１）、（２）及び合成プロファイルの詳細を［表１６］と図２４（ａ）、（ｂ）に示す。

図２４（ａ）より、出発プロファイル（１）、（２）のゾーン半径はどの領域においても一致しない非同期の関係にあることが分かる。かかる出発プロファイルを合成して得られる合成プロファイルは図２４（ｂ）に示すように第１〜５番目、第６〜１０番目、第１１〜１５番目、・・・（あるいは第２〜６番目、第７〜１１番目、第１２〜１６番目、・・・など）、のゾーン単位にてパターンの似た位相プロファイルが繰り返された構造を呈すこととなる。本例の出発プロファイルは非同期構造の関係にあるが、合成プロファイルは図２４（ｃ）に示すようにそれぞれの出発プロファイルで定められる付加屈折力である４Ｄ及び約２．６７Ｄの位置に焦点ピークを形成することが分かる。したがって該合成プロファイルに基づく回折レンズは実施例６と同様の３焦点眼内レンズとして有用なものとなる。

しかし、本実施例の該合成プロファイルにおいては、約６．７Ｄの地点に多次光による余分なピーク（図２４（ｃ）中の矢印Ａ）が生成する。次にかかる合成プロファイルにおいて位相の再調節を行い、多次光の低減を行った。

（ｉｉ）位相調節による調節プロファイルの生成
本例の合成プロファイルは連続した５個のゾーン間隔で似た位相構造の繰り返しとなることから、かかる規則性を考慮して先ず第１〜５番目のゾーンに関して位相の調節を行った。第２と第４番目のゾーンに対して負の方向に位相ずれ量を増やし、第５番目のゾーンに対して位相定数を少し小さく、かつ位相ずれ量を正の方向に増やした。かかる位相調節を残りの第６〜１０番目、第１１〜１５番目、第１６〜１８番目ゾーン単位においても同様に施した。かかる調節プロファイルの詳細を［表１７］及び図２５（ａ）に示す。

また、かかる調節プロファイルと光軸上の強度分布を、合成プロファイルと対比させて図２５（ｂ）に示す（実線；調節プロファイル、破線；合成プロファイル）。かかる位相の調節によって図中に矢印Ａで示した多次光のピークが低減していることが分かる。そして０次回折光のピーク強度が増し、該ピークの利得の向上も図られていることが分かる。

本実施例の調節プロファイルを眼内レンズに用いると、多次光が低減し、かつ０次回折光を遠方視用として用いる場合は、かかる回折光の利得が向上することから、合成プロファイルからレンズとした場合よりもハロ、グレアの生成が抑制され、かつ近方視、中間視の見え方を損なうことなく遠方の見え方の質的向上がさらに図られたものとなるのである。

また、本実施例における上述の検討結果からも、出発プロファイルがいずれのゾーン径の一致を見ない非同期構造の関係であっても、本発明は有効に作用することを理解することができる。

［実施例１２］
本実施例は、出発プロファイル（１）の付加屈折力を変量した場合の具体例を参考のために例示することで、本発明を一層判りやすくするものである。

（ｉ）合成プロファイルの準備
出発プロファイル（１）、（２）とも位相関数はブレーズ状の関数であるとし、出発プロファイル（１）は、付加屈折力がＰ₁ ＝２ｄｉｏｐｔｅｒ、出発プロファイル（２）は、付加屈折力Ｐ₂ がＰ₁ の３／４倍のＰ₂ ＝１．５ｄｉｏｐｔｅｒとなるように設定されたものである。それぞれのゾーン間隔を、出発プロファイル（１）は標準設定式［数１３］を用いて定め、出発プロファイル（２）は、第一ゾーン半径をｒ₁ ’= ０．６０３３ｍｍとし、一般設定式［数１０］に基づき定めた。出発プロファイル（１）、（２）の位相定数はそれぞれ０．４、０．３とし、出発プロファイル（２）の第一番目のゾーンの位相φ₀ は前記［数２５］に基づき定めた。出発プロファイル（１）、（２）をそれぞれ同一領域上で重ね合わせ、位相を加算し合成プロファイルを得た。出発プロファイル（１）、（２）及び合成プロファイルの詳細を［表１８］及び［図２６］（ａ）、（ｂ）に示す。

本例は、出発プロファイル（２）の付加屈折力を前記実施例１と同じくＰ₁ に対して３／４倍となるように設定しつつ、出発プロファイル（１）の付加屈折力をＰ₁ ＝２ｄｉｏｐｔｅｒと前記実施例群よりも小さく設定したものとなる。また、出発プロファイル（１）、（２）の第２番目のゾーンからお互いのゾーン径が一致し、以降、出発プロファイル（１）の連続する４個のゾーン間隔と、出発プロファイル（２）の連続する３個のゾーン間隔が一致する同期構造となっている。実施例１とは異なる地点で同期構造が形成されるが、合成プロファイルの位相の繰り返しパターンは実施例１と似たものとなる。つまり、第１〜６番目、第７〜１２番目、第１３〜１８番目などの６個のゾーンを単位とした繰り返し構造を形成する。

かかる合成プロファイルの光軸上の強度分布を［図２６］（ｃ）に示す。本合成プロファイルでは、０次回折光によるピークの生成と共に、出発プロファイル（１）及び（２）の＋１次回折光に基づくピークが２Ｄと１．５Ｄの地点にも生成する。

眼内レンズが適用される患者、例えば白内障患者においては自己の焦点調節力が消失するので読書をするための近方視焦点位置は、眼内レンズ単体としては４Ｄ相当にあることが必要とされる。しかし、自己の調節力がまだ少し残っている一般の老視患者においてはコンタクトレンズの処方が好適であり、コンタクトレンズにおいては自己の調節力との併用で必要とされるレンズ単体での焦点位置は２Ｄ相当であれば十分である。したがって、本例は２Ｄを近方視用、１．５Ｄを中間視用、０Ｄを遠方視用として割り当てることによって、自己の焦点調節力が少し残っている老視患者に対する３焦点用コンタクトレンズとして有用なものとなる。かかる処方例においても中間視用とされる焦点が設定されることから、遠方視はもちろんのこと、読書距離からパソコンモニター画面の視認距離まで広く視力が確保されたものとなる。

しかし、本実施例の該合成プロファイルにおいては、複数の多次光の回折光が発生するため、ハロ、グレアの問題が発生しうる。そこで、多次光を抑制するため本合成プロファイルに対して位相の調節を行った。

（ｉｉ）位相調節による調節プロファイルの生成
本例の合成プロファイルは連続した６個のゾーン間隔で似た位相構造が繰り返されることから、かかる規則性を考慮して先ず第１〜６番目のゾーンに関して位相の調節を行った。第２と５番目のゾーンの位相定数をｈ＝０とし、位相ずれ量を負の方向に少し増やした。これ以外のゾーンは位相定数、位相ずれ量とも微調節の範囲に留めた。かかる位相調節を残りの第７〜１２番目、第１３〜１８番目のゾーン単位においても同様に施した。かかる調節プロファイルの詳細を［表１９］及び図２７（ａ）に示す。また光軸上の強度分布を、合成プロファイルと対比させて図２７（ｂ）に示す（実線；調節プロファイル、破線；合成プロファイル）。

かかる位相の調節によって図２６（ｃ）中に矢印Ａで示した多次光のピークが、図２７（ｂ）に示すように低減していることが分かる。そして、０次回折光のピーク強度が増し、該ピークの利得の向上も図られていることが分かる。本例の調節プロファイルをコンタクトレンズとして用いると、前記合成プロファイルによる３焦点形成能を維持しつつ、ハロ、グレアの生成がさらに抑制され、かつ近方視、中間視の見え方を損なうことなく、０次回折光の利得向上に伴い遠方の見え方の質的向上がさらに図られたものとなるのである。すなわち、本例より、本発明がコンタクトレンズにも眼内レンズと同様に好適であることを具体的に理解できる。

以上、本発明の実施形態について幾つかの代表的な実施例を示しつつ詳述してきたが、本発明は、これらの具体的な記載内容によって限定して解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えうるものであり、また、そのような態様が本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものである。

例えば、位相調節が施されて設定されたゾーンプロファイルを実現する回折構造は、目的とする光学レンズの前面と後面の何れに設定することもできる。また、レンズの内部に設置することも可能であり、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。

また、本発明が適用され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、何れも具体的な対象となり得るほか、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も対象となり得る。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。

因みに、前記実施例１〜１１は眼内レンズについて、実施例１２はコンタクトレンズについて記載したが、眼内レンズとコンタクトレンズは、幾何学的なレンズの形状や寸法のほかは光学的にベースとなる屈折力（０次回折光の屈折力）が相違するだけであり、回折構造に基づいて発揮される付加屈折力に関する焦点位置や強度分布などを含む光学特性に差異はない。また、眼内レンズとコンタクトレンズの何れにおいても、そもそもベースとなる屈折力は、適用される各個人に応じて適宜に設定されるものであって限定されない。従って、実施例では、より具体的に明記する趣旨から、眼内レンズとコンタクトレンズの何れかを特定して提示したが、何れの実施例においても、シミュレーション結果は、眼内レンズとコンタクトレンズの区別なく示されるものと理解され得る。要するに、本明細書に記載の各実施例は、当業者において、眼内レンズの実施例としても、コンタクトレンズの実施例としても、何れにも把握して理解することが可能であり、その意味において、各実施例は、眼内レンズとコンタクトレンズとの両方の実施例を同等に開示するものである。

Claims (34)

1. 同心円状の複数のゾーンからなる回折構造によって光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成可能とされた眼用の回折多焦点レンズを製造するに際して、
   同心円状の複数のゾーンからなる出発プロファイルの少なくとも二つを重ね合わせて合成プロファイルを生成すると共に、前記光軸方向の強度分布を設定して光学特性を決定するために該合成プロファイルにおけるゾーンを対象として位相および振幅の少なくとも一方が調節された調節プロファイルを生成して、該調節プロファイルが前記回折構造の少なくとも一部に設けられた回折多焦点レンズを製造することを特徴とする眼用回折多焦点レンズの製造方法。
2. 前記複数の出発プロファイルの何れもが、重ね合わされる領域の少なくとも一部においてレンズの半径方向の距離に対してブレーズ状の関数として表される位相を有していると共に、前記合成プロファイルの位相もブレーズ状の関数として表されるものである請求項１に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
3. 前記合成プロファイルのブレーズ状とされた関数が［数１］で表される請求項２に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
   
4. 前記合成プロファイルにおける前記ゾーンを対象とする前記位相の調節を、前記［数１］のφ_i とφ_i-1 を用いて［数２］で表される位相定数ｈ、および前記［数１］の位相ずれ量τの少なくとも一方を変量することによって行う請求項３に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
   
5. 前記合成プロファイルにおける前記位相の調節に際して、前記調節プロファイルが径方向で周期的に変化する前記位相定数ｈのゾーンを含むように設定する請求項４に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
6. 前記合成プロファイルにおける前記位相の調節に際して、前記調節プロファイルが径方向で周期的に変化する前記位相ずれ量τのゾーンを含むように設定する請求項４又は５に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
7. 前記合成プロファイルにおける前記振幅の調節を、該合成プロファイルの前記ゾーンにおける光の透過率を調節することによって行う請求項１〜６の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
8. 前記合成プロファイルにおける前記振幅の調節に際して、前記調節プロファイルが径方向で周期的に変化する前記光の透過率のゾーンを含むように設定する請求項７に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
9. 前記合成プロファイルにおける位相と振幅の少なくとも一方を調節することにより、該合成プロファイルにおいて径方向で連続して位置する少なくとも２つのゾーンを一体化する請求項１〜８の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
10. 前記出発プロファイルの少なくとも一つが、［数３］で表されるゾーン間隔を少なくとも一部に有する第一の出発プロファイルである請求項１〜９の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
    
11. 前記第一の出発プロファイルの第一番目のゾーン半径ｒ₁ が、［数４］で表される請求項１０に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
    
12. 前記第一の出発プロファイルに加えて、［数５］で表されるゾーン間隔を少なくとも一部に有する第二の出発プロファイルを、前記出発プロファイルとして採択する請求項１０又は１１に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
    
13. 前記第二の出発プロファイルの第一番目のゾーン半径ｒ₁ ’が、［数６］で表される請求項１２に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
    
14. 前記第二の出発プロファイルの与える付加屈折力Ｐ₂ が前記第一の出発プロファイルの与える付加屈折力Ｐ₁ を用いて［数７］の関係式で表され、かつａ、ｂはお互いに異なる自然数であると共に、ａ、ｂを相互の最大公約数で除した際の商が何れも１以外の整数となる請求項１２又は１３に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
    
15. 前記［数７］におけるａ、ｂが、ａ／ｂ＞１／２に設定されている請求項１４に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
16. 前記［数７］におけるａ、ｂに関して、前記第一の出発プロファイルの連続するｂ個分のゾーン間隔と、前記第二の出発プロファイルの連続するａ個分のゾーン間隔が同一領域内で互いに同じになる同期構造が、該第一の出発プロファイルと該第二の出発プロファイルの重ね合わせ領域における少なくとも一部に設定されている請求項１４または１５に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
17. 前記第一の出発プロファイルと前記第二の出発プロファイルに加えて、更に第三の出発プロファイルが同一領域上に重ね合わされた前記回折構造を、前記合成プロファイルが含んでいる請求項１〜１６の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
18. 前記第三の出発プロファイルの少なくとも一部が［数８］で与えられるゾーン間隔を有し、且つ、該第三の出発プロファイルの与える付加屈折力Ｐ₃ が前記第一及び前記第二の出発プロファイルが与える何れの付加屈折力とも異なる請求項１７に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
    
19. 前記第三の出発プロファイルの第一番目のゾーン半径ｒ₁ ”が［数９］で表される請求項１８に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
    
20. ｃ₁ ，ｃ₂ ，ｃ₃ を何れも互いに異なる自然数として、前記第三の出発プロファイルにおける連続したｃ₃ 個分のゾーン間隔が、前記第一の出発プロファイルの連続したｃ₁ 個分のゾーン間隔と前記第二の出発プロファイルの連続したｃ₂ 個分のゾーン間隔との何れかと同一となる同期構造を、前記合成プロファイルの少なくとも一部に有している請求項１７〜１９の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
21. 前記第二の出発プロファイルの与える付加屈折力Ｐ₂ が前記第一の出発プロファイルの与える付加屈折力Ｐ₁ を用いて［数１０］の関係式で表されると共に、前記第三の出発プロファイルの与える付加屈折力Ｐ₃ が該付加屈折力Ｐ₁ を用いて［数１１］で定められ、
    且つ該［数１０］および［数１１］中のａ、ｂ、ｄ、ｅを用いて表される（ｂ×ｅ）、（ａ×ｅ）、（ｂ×ｄ）の３つの整数の最大公約数をｚとして、前記第一の出発プロファイルの（ｂ×ｅ）／ｚ個の連続したゾーン間隔と、前記第二の出発プロファイルの（ａ×ｅ）／ｚ個の連続したゾーン間隔と、前記第三の出発プロファイルの（ｂ×ｄ）／ｚ個の連続したゾーン間隔とが相互に同じとなる同期構造を、前記合成プロファイルの少なくとも一部に有する請求項１７〜２０の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
    
22. 前記第一の出発プロファイルと前記第二の出発プロファイルと前記第三の出発プロファイルに加えて、更に第四の出発プロファイルが設定されて、それら第一，第二，第三及び第四の出発プロファイルが同一領域上に重ね合わされた前記回折構造を、前記合成プロファイルが含んでいる請求項１７〜２１の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
23. 前記第一の出発プロファイルと前記第二の出発プロファイルと前記第三の出発プロファイルと前記第四の出発プロファイルに加えて、更に第五の出発プロファイルが設定されて、それら第一，第二，第三，第四及び第五の出発プロファイルが同一領域上に重ね合わされた前記回折構造を、前記合成プロファイルが含んでいる請求項２２に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
24. 前記回折構造が、位相に相当する光路長を反映したレリーフ構造によって構成されている請求項１〜２３の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
25. 前記少なくとも３つの焦点のうち一つは遠方視用とされると共に、他の一つの焦点が近方視用焦点とされ、更に他の一つの焦点が中間視用焦点とされる請求項１〜２４の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
26. 前記回折構造の０次回折光によって遠方視用焦点が与えられると共に、前記第一の出発プロファイルおよび前記第二の出発プロファイルによる＋１次回折光によって近方視用焦点および中間視用焦点がそれぞれ与えられるように設定する請求項１〜２５の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズの製造方法。
27. 同心円状の複数のゾーンからなる回折構造によって光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成可能とされた眼用の回折多焦点レンズであって、
    互いに重ね合わされる複数の出発プロファイルに分割可能な位相プロファイルを有しており、且つそれら複数の出発プロファイルに応じてそれぞれのゾーンの径方向位置が設定された合成プロファイルによって前記回折構造が構成されていると共に、
    該合成プロファイルの少なくとも一つの前記ゾーンが、各該複数の出発プロファイルの重ね合わせとは異なる位相及び／又は振幅を有するゾーンとされた調節プロファイルが設定されていることを特徴とする眼用回折多焦点レンズ。
28. 前記合成プロファイルの少なくとも一つの前記ゾーンが前記複数の出発プロファイルの重ね合わせとは異なる位相及び／又は振幅を有するゾーンとされた調節プロファイルが設定されることにより、前記複数の出発プロファイルの重ね合わせからなる位相プロファイルに比して、光軸方向の光強度分布における多次光のレベルが抑制されている請求項２７に記載の眼用回折多焦点レンズ。
29. 前記複数の出発プロファイルの少なくとも一つにおいて、少なくとも一部がフレネル間隔とされている請求項２７又は２８に記載の眼用回折多焦点レンズ。
30. 前記複数の出発プロファイルの重ね合わせ態様では非フレネル間隔とされる各ゾーンの半径が、前記調節プロファイルでは、複数の該ゾーンが一体的にまとめられることにより実質的にフレネル間隔とされている請求項２７〜２９の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズ。
31. 前記調節プロファイルの位相の少なくとも一部がレンズの半径方向の距離に対してブレーズ状の関数として表される請求項２７〜３０の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズ。
32. 前記複数の出発プロファイルにおいて、それぞれの位相の少なくとも一部が、レンズの半径方向の距離に対してブレーズ状の関数として表される請求項２７〜３１の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズ。
33. 前記ブレーズ状の関数が［数１２］で表される請求項３１又は３２に記載の眼用回折多焦点レンズ。
    
34. 同心円状の複数のゾーンからなる回折構造によって光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成可能とされている一方、互いに重ね合わされる複数の出発プロファイルに分割可能な位相プロファイルを有しており、且つそれら複数の出発プロファイルに応じてそれぞれ前記ゾーンの径方向位置が設定された合成プロファイルによって前記回折構造が構成されている眼用回折多焦点レンズからなり、
    該眼用回折多焦点レンズにおける前記合成プロファイルの少なくとも一つの前記ゾーンが、前記複数の出発プロファイルの重ね合わせとは異なる位相及び／又は振幅を有するゾーンとされた調節プロファイルが設定されていると共に、
    該調節プロファイルの設定が相互に異ならされることによって光軸方向の光強度分布が互いに異ならされた複数種類の該眼用回折多焦点レンズが組み合わされてシリーズ化されていることを特徴とする眼用回折多焦点レンズセット。