JPWO2017138099A1 - 眼用回折多焦点レンズおよび眼用回折多焦点レンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

複数の焦点として光軸上に複数の光エネルギーピークを生成し得る眼用の回折多焦点レンズであって、特定の光エネルギーピークを低減し或いは実質的に消失させることが可能な新規な構成の回折多焦点レンズを実現する。ブレーズ状の複数のゾーンが同心円状に設定された位相プロファイルを有する回折構造の回折多焦点レンズにおいて、少なくとも一つの該ゾーンが、位相プロファイルにおける傾斜方向を他のゾーンと反対にされた調節ゾーンとされており、且つ、光軸方向における透過光の光強度分布において３つの焦点を外れた位置でピーク乃至は焦点を与える光強度レベルが、該調節ゾーンを有しないものに比して小さく抑えられている眼用回折多焦点レンズ。

Description

本発明は、人眼に用いられて人眼光学系への矯正作用等を発揮するコンタクトレンズや眼内レンズなどの眼用レンズに係り、特に複数の焦点が設定された回折型多焦点の眼用レンズの技術に関連する発明である。

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。具体的な眼用レンズとしては、眼鏡レンズのほかに、角膜上に重ね合わせて用いられるコンタクトレンズや、眼内の水晶体に代えて嚢内に挿入して用いられる眼内レンズ（ＩＯＬ）、眼内の水晶体の前方の房内に挿入して用いられる有水晶体眼内レンズ（ＩＣＬ）などのように、人眼に直接に装用される眼用レンズがあり、大きな視野を提供すると共に見え方の違和感を軽減することが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せることの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が一層高まっている。

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できる等の利点がある。

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うにつれて回折ゾーンの間隔が徐々に狭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。

また、本出願人が開示した特開２０１０−１５８３１５号公報（特許文献１）や、特表２０１３−５１７８２２号公報（特許文献２）のように、更に焦点数を増やしたものも知られており、これによって遠方視用と近方視用に加えて中間視用の焦点も設定することができる。更にまた、本出願人が先に開示したＷＯ２０１３／１１８１７６号（特許文献３）に示されているように、フレネル間隔に基づかない回折ゾーンによって複数焦点を与える回折レンズも知られている。

ところで、このような回折型多焦点レンズでは、特に眼用レンズとしての適用に際して、見え方の質（ＱＯＶ）を高めることが要求される。良好なＱＯＶを得るに際しては、光軸上において必要とされる焦点以外における光エネルギーのピークを抑えることも有効な手段である。すなわち、多焦点レンズにおいて遠方視用焦点に着目すると、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、他の焦点位置で強め合った光なども遠方焦点の像面位置に到達することなどに伴い、遠方焦点の像面において遠方焦点を形成する主ピークの周りに存在する小ピーク群に起因すると考えられるからである。

それ故、多焦点レンズにおいて、使用者にとって不必要とされる焦点の光エネルギーを抑えたり、当該焦点を実質的に消失させることが、ＱＯＶの向上などに有効となる場合がある。それによって、例えば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する現象である「ハロ」や、靄がかかったような或いは霧の中で物を見ているような見え方の症状である「ブラードビジョン」なども改善されると考えられる。

特開２０１０−１５８３１５号公報 特表２０１３−５１７８２２号公報 ＷＯ２０１３／１１８１７６号

本発明は、良好なＱＯＶの実現に資する新規な構造の回折型多焦点眼用レンズを提供することを解決課題とする。

［語句の定義又は説明］
以下、本発明の説明に先立ち、本発明で用いられる語句や概念などについて以下の定義又は説明を記載しておく。

（１）瞳関数
瞳関数は、レンズに入射した光の状態を変化させ得るレンズの物理的な作用を記述したレンズの特性関数のことで、具体的には以下の［数１］に記載のとおり、振幅関数Ａ（ｒ）と、位相関数φ（ｒ）の指数関数との積で表されるものである。

（２）位相関数
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光の位相（波の山と谷の位置）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る。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で表わし、位置ｒの地点におけるレンズに入射した光の位相が、位相関数φ（ｒ）分の変化を受けてレンズから出射されるものとする。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。本明細書では位相を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ラジアンとして表す。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。

（３）振幅関数
振幅関数は上記［数１］のＡ（ｒ）で表される関数である。本明細書ではレンズを通過する際の光の透過量の変化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で表わされ、位置ｒの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。本明細書では特に断りのない限り、振幅関数Ａ（ｒ）は１である。

（４）ゾーン
ゾーンは、本明細書においてはレンズに設けられた回折構造又は回折格子における最小の単位として用いる。

（５）ゾーン系列
ゾーン系列は、特定の規則性をもってレンズ径方向に配列された複数ゾーンの組みとして把握されるものであり、多数のゾーンを複数ゾーンの組みごとに区分して認識する概念として用いる。例えば、回折構造として公知のフレネル間隔を規則性として用いた場合には、以下の［数２］で定められるゾーン半径ｒ_nで構成されたプロファイルをゾーン系列として認識することができる。すなわち、［数２］においてｒ₁、Ｐ、λのいずれか一つが異なれば、それは異なった別のゾーン系列と解される。本明細書ではゾーン系列（１）、ゾーン系列（２）、・・・、などの記述でゾーン系列を区分する。尤も、ゾーン系列を認識するための規則性はフレネル間隔に限定されるものでなく、例えば前記公報に記載された等間隔のゾーン配列も一つの規則性として用いることができる。このように、ゾーン系列は、ゾーン間隔やゾーン形態などの外観上で客観的に認識し得る規則性をもって、複数ゾーンの組みとして適宜に把握可能である。

（６）ブレーズ
ブレーズは、回折格子の構成を位相関数をもって表して、回折格子を構成する各ゾーンを特定すると共に、それら各ゾーンを透過する光波における位相変化が特定された一形態であり、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、光軸に直交する面上の位相を断面形状であらわした［図２］において、（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（頂点又は稜線）と谷（底点又は谷線）の間が直線で変化するものをブレーズの基本とするが、（ｂ）に示すように山と谷の間を放物線状の曲線で変化するものや、（ｃ）に示すように凹凸形状（方形波状）であらわされるものなども、本発明におけるブレーズ状の位相関数の概念に含まれる。また、［図２］の（ｄ）に示すように、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、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、光波に対して回折格子として機能して複数焦点を生成することから、本発明におけるブレーズ状の位相関数の概念に含まれる。

なお、本明細書では、回折格子の各ゾーンにおけるブレーズの山と谷位置を、ブレーズの傾きと基準線（面）からのずれ量を用いて定めることとする。具体的には以下の定数を用いて定める。先ず、［図２］の（ａ）に示すようにレンズの中心から半径方向に第ｉ番目のゾーン（輪帯）のブレーズにおいて、ゾーンの内径半径ｒ_i-1 の位置の位相φ_i-1 と、外径半径ｒ_iの位置の位相φ_i 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 ｜となるようにしたものを基本とし、［数３］で定められる位相定数ｈにてブレーズの傾きを定めるものとする。

次に、ブレーズの傾きを維持したままブレーズの基準線（面）からφ方向のずれを定めるのに位相ずれ量τを用いる。かかるずれ量が与えられたブレーズの形態を［図３］に示す。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。なお、τの単位はラジアンとする。本明細書ではかかる設定方法に基づきゾーンの内径半径位置と外径半径位置の一般的な位相の表記をそれぞれφ_i-1’、φ_i’とするとこれらは位相定数ｈと位相ずれ量τを用いて［数４］で表される。

具体的には位相定数ｈがｈ＝０．５で、位相ずれ量τがτ＝０とされる場合のφ_i-1’は１．５７０４ラジアン、φ_i’は−１．５７０４ラジアンとして定められる。もし正方向に１ラジアン分のずれがある場合は、τ＝１としてφ_i-1’＝２．５７０４ラジアン、φ_i’＝−０．５７０４ラジアンと定められる。また、位相定数が負の場合は、例えば位相定数ｈがｈ＝−０．５の場合でτがτ＝０の場合は、φ_i-1’は−１．５７０４ラジアン、φ_i’は１．５７０４ラジアンと定められる。つまり、位相定数が正の符号の時、ブレーズはｒ−φ座標系で右下がりの傾きとなり、位相定数が負の符号の時は同座標系で右上がりの傾きとなることを意味する。後述の各実施例においても、ブレーズの山と谷位置の位相を、かかる位相定数とずれ量にて表記することとする。

（７）ブレーズの傾斜角度
ブレーズの傾斜角度は、例えばフレネル間隔などでは径方向位置によってゾーン間隔が変化することなどを考慮して、基準面に対するブレーズ傾斜角度である上記の位相定数ｈを用いて下式で定義する。従って、傾斜角度の単位は、ラジアン／ｍｍ² とされる。
傾斜角度＝（｜ｈ｜×２×π）／ゾーン面積

（８）標準プロファイル
標準プロファイルとは、複数焦点を与える回折レンズにおける位相プロファイルをいい、特許請求の範囲の［請求項１］に記載の本発明における調節ゾーンを有しない位相プロファイルに該当するものである。従って、透過光の光軸上で複数の焦点位置に光エネルギーのピークをもった光学特性を備えており、使用者に必要とされない焦点位置での光エネルギーのピーク又は使用者に必要な焦点位置であるがピーク値が大きすぎたり小さすぎたりする光エネルギーのピークを与える位相プロファイルとされる。かかる位相プロファイルである標準プロファイルの具体的態様は、特に限定されるものでなく、上述の如き光学特性を備えていれば良く、標準プロファイルの具体的態様までも、本発明の対象範囲として限定されるものでない。したがって、例えば前に挙げた公知文献１〜３に記載の公知技術や、例えば本出願人の先願であって近時に公開されるＰＣＴ出願（ＪＰ２０１４／０７１１１３号）等に記載の技術も公開時で本発明の適用可能な公知技術となり、本発明における標準プロファイルを与える一つの態様として認識され得るが、そのような態様に限定されるものでない。

（９）本発明プロファイル
本発明プロファイルとは、特許請求の範囲の［請求項１］に記載の本発明において調節ゾーンが設定されることで上記の標準プロファイルとは特定のゾーンのブレーズの態様が異ならされた態様をいう。外観上は、位相プロファイルの傾斜方向が相互に逆向きとされたゾーンを有するものとして、客観的に把握される。すなわち、本発明プロファイルは、本発明に従う構造とされた回折型多焦点の眼用レンズにおいて、その回折格子の光学特性をブレーズ状の位相関数をもって表したものである。ここにおいて、本発明における「逆向きの傾き」、即ちブレーズの傾きが逆とされたものとは、ブレーズの傾きの符号（具体的には位相定数の符号）が逆とされたものと解され、傾きの絶対値の同一を要件とせず、対称的に反転されたものに限定されない。また、ブレーズの傾きが略０とされることで実質的に傾斜していないブレーズは、標準プロファイルにおける何れの傾き方向のブレーズに対しても逆向きの傾きの一態様となる。なお、後述の実施例からも明らかなように、本発明プロファイルは標準プロファイルの存在を必須とするものでなく、例えば他のブレーズに比して傾斜角度が外観上で認識し得る程に小さかったり傾きが略０とされた如き、なだらかな非ブレーズ状の接続ゾーンの存在などがあれば、特定の位相プロファイルをもって標準プロファイルの存在を要件とすることなく本発明プロファイルを認定することができる。

（１０）光軸
光軸は、レンズの光学部における回折格子の回転対称軸であり、本明細書では、レンズ幾何中心を光学中心に設定したものとして、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。なお、レンズの回折格子の回転対象軸である光軸は、レンズ幾何中心から径方向に偏倚設定することも可能である。

（１１）０次焦点
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。

（１２）光軸上強度分布
光軸上強度分布は、レンズ通過後の光の強度を像側空間の光軸上に亘ってプロットしたものである。なお、本明細書中の光軸方向における透過光の光強度分布と同じであって、光軸上強度分布について外観上で明確なピークとして認識できる位置には焦点が存在しているものと、客観的に把握することができる。即ち、かかる焦点は、例えば従来から公知のフレネル間隔を前提とした前記［数２］に従うレンズ設計などによって、意図して設定されたものであることを要件としない。客観的にピークが存在することで光学特性が発揮されるのであり、本発明は意図すると否とに拘わらず存在する光エネルギーのピークを対象としてピークレベルの設定効果を与え得るものである。

（１３）点像強度分布
点像強度分布とは、点光源から発せられた光がレンズを通過後、ある像面になす強度分布のことで、像面の中心から半径方向の距離に対する光の強度をプロットしたものである。なお、本明細書において、像面は、光軸に直交する投射平面とする。すなわち、前述のようにハロやブラードビジョンは、使用者にとって必要とされる焦点位置での像面における点像強度分布において像面中心から半径方向に外れた位置に到達する迷光のような小ピーク群の存在として把握されることを、本発明者が確認している。そして、これらの小ピーク群を抑えて必要とされる焦点位置でのＱＯＶを向上するには、他の位置で必要とされずに又は比較的重要とされずに客観的に発生している光エネルギーのピークを抑えたり実質的に消失させることが有効となるのである。このように、本発明は、客観的に把握される複数焦点のうちの特定焦点での光エネルギーのピークを抑えることで、必要とされる別の焦点位置におけるＱＯＶ向上を図ることなどにも利用することができるのである。

（１４）レリーフ
本発明プロファイルで特定される位相関数をもった眼用レンズを実現する一つの現実的且つ例示的な手法として、所定の屈折率をもった公知のレンズ材料からなるレンズ表面に対して実形状を与えることで目的とする位相関数を有する回折格子を実現することができる。ここにおいて、レリーフとは、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、ブレーズ状の位相をレリーフ形状に変換する具体的な換算式は下記［数５］で定められ、ブレーズの位相の段差が実形状としてのレリーフ段差に変換され得る。

［発明の態様］
ここにおいて、本発明は、前記［背景技術］欄に記載の事情を背景として、前記［発明が解決しようとする課題］欄に記載の課題を解決することを目的としてなされたものであり、本発明の特徴的な態様は、上述の概念下で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、ブレーズ状の複数のゾーンが同心円状に設定された位相プロファイルを有する回折構造 によって、光軸方向に少なくとも３つの焦点 を生成する眼用の回折多焦点レンズにおいて、前記複数のゾーンのうちで少なくとも一つの該ゾーンが、前記位相プロファイルにおける傾斜方向を他のゾーンと反対にされた調節ゾーン とされており、且つ、光軸方向における透過光の光強度分布において前記３つの焦点を外れた位置でピークを与える光強度レベルが、該調節ゾーンを有しないものに比して小さく抑えられていることを特徴とする眼用回折多焦点レンズである。

本発明においては、前記位相プロファイルにおける前記調節ゾーンの傾斜角度の絶対値が、前記他のゾーンの傾斜角度の絶対値に比して小さくされている前記第一の態様に記載の眼用回折多焦点レンズとしてもよい。

本発明の第二の態様は、前記位相プロファイルにおいて下式で特定される前記調節ゾーンの傾斜角度が２０ラジアン／ｍｍ² 以下とされている前記第一の態様に記載の眼用回折多焦点レンズである。なお、本態様における調節ゾーンの傾斜角度は３０ラジアン／ｍｍ² 以下とすることも考えられる。

本発明の第三の態様は、前記位相プロファイルにおいて、前記調節ゾーンの位相ずれ量が、該位相プロファイルにおける位相の基準線に対する−π〜＋πラジアンの範囲内に設定されている前記第一又は第二の態様に記載の眼用回折多焦点レンズである。

本発明の第四の態様は、前記位相プロファイルにおいて、前記調節ゾーンが、該位相プロファイルにおける位相の基準線に対して交差して設定されている前記第一〜三の何れかの態様に記載の眼用回折多焦点レンズ。

本発明の第五の態様は、前記調節ゾーンを有しないものに比して小さく抑えられている前記光軸方向における透過光の光強度分布におけるピークが、該調節ゾーンを有しない位相プロファイルによって与えられる光学特性において前記３の焦点のうちの少なくとも１つの焦点位置に対して±５ディオプター（ｄｉｏｐｔｅｒ又は「Ｄ」と略記）の範囲内にあるものであり、且つ、該３つの焦点のうちの少なくとも１つの焦点に対して１／３以上のピークレベルを有するものである前記第一〜四の何れかの態様に記載の眼用回折多焦点レンズである。

本発明の第六の態様は、前記調節ゾーンを有しないものに比して小さく抑えられている前記光軸方向における透過光の光強度分布におけるピークレベルが、前記３つの焦点における何れのピークレベルに比しても５０％以下とされている前記第一〜五の何れかの態様に記載の眼用回折多焦点レンズである。

本発明の第七の態様は、前記位相プロファイルが、径方向において一定数の前記ゾーンからなるゾーン群の周期的な繰り返し構造 とされており、少なくとも二つの該ゾーン群において対応するゾーンが前記調節ゾーンとされている前記第一〜六の何れかの態様に記載の眼用回折多焦点レンズである。

本発明の第八の態様は、同心円状に設定された前記位相プロファイルがフレネル間隔に基づいて設定されている前記第一〜七の何れかの態様に記載の眼用回折多焦点レンズである。

本発明の第九の態様は、回折構造によって、光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成するブレーズ状の複数のゾーンが同心円状に設定された前記位相プロファイルである調節プロファイルが、互いに重ね合わされる複数の位相プロファイルである出発プロファイルに分割可能であり、それら複数の位相プロファイルの重ね合わせによって生成される合成プロファイルであると共に、該合成プロファイルの少なくとも一つの前記ゾーンにおいて、各該複数の出発プロファイルの重ね合わせとは異なるブレーズ状の傾斜方向とされた前記調節ゾーンとされている前記第一〜八の何れかの態様に記載の眼用回折多焦点レンズである。

本発明の第十の態様は、前記ブレーズ状の前記位相プロファイルが、［数６］の関数によって表される前記第一〜九の何れかの態様に記載の眼用回折多焦点レンズである。

本発明の第十一の態様は、前記３つの焦点に次いで前記光強度レベルが大きい４つめの光強度ピークにおける前記調節ゾーンによる光強度レベルの低下割合が、該３つの焦点の光強度ピークにおける該調節ゾーンによる光強度レベルの低下割合よりも大きくされている前記第一〜十の何れかの態様に記載の眼用回折多焦点レンズ。

本発明の第十二の態様は、ブレーズ状の複数のゾーンが同心円状に設定された位相プロファイルを有する回折構造によって、光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成する眼用の回折多焦点レンズにおいて、前記位相プロファイルが径方向において一定数の前記ゾーンからなるゾーン群の繰り返し構造とされており、且つ繰り返される該各ゾーン群が占める環状領域の面積が互いに等しくされていると共に、隣り合う該ゾーン群の間にはなだらかな非ブレーズ状の位相プロファイルを有する接続ゾーンが形成されていることを特徴とする眼用回折多焦点レンズである。

なお、本態様において、各ゾーン群が占める環状領域の面積は、傾斜面の実面積ではなく所定の基準面への投影面積として把握される。具体的には、例えば屈折面のように、入射光が位相変化なく透過して出射される位相φ＝０の面を基準面とし、当該基準面に対して法線方向で投影した面積をもって把握されるが、屈曲度数の小さいレンズでは光軸への直交面を基準面としても良い。

また、本態様において、繰り返しのゾーン群を構成する一定数のゾーンの繰り返し構造は、全ての繰り返しのゾーン群が完全に対応する位相プロファイルを有している必要はない。例えば特定のゾーン群においてだけ他のゾーン群領域にはない特別な回折ゾーンが付加されていても良いし、何れのゾーン群にも属しない独立した回折ゾーンからなる領域が、光軸を含む中央領域などの特定位置に付加されていても良い。

本発明の第十三の態様は、前記接続ゾーンが、前記ゾーン群を構成するブレーズ状の前記位相プロファイルの傾斜方向と反対の傾斜を設定されることにより、該接続ゾーンが山頂点と谷底点の何れも備えない位相プロファイルをもって設定されている前記第十二の態様に記載の眼用回折多焦点レンズである。

本発明の第十四の態様は、ブレーズ状の複数のゾーンが同心円状に設定された位相プロファイルを有する回折構造によって、光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成する眼用の回折多焦点レンズにおいて、前記位相プロファイルが径方向において所定の規則性をもって形成された複数のゾーン群からなるゾーン系列を重ね合わせた、複数のゾーン系列の組み合わせ構造とされており、且つかかるゾーン系列の一つがなだらかな非ブレーズ状の位相プロファイルを有する接続ゾーンとされていることを特徴とする眼用回折多焦点レンズである。

本発明の第十五の態様は、前記接続ゾーンが、該接続ゾーンの属する前記ゾーン系列とは異なる別ゾーン系列におけるブレーズ状の前記位相プロファイルの傾斜方向と反対の傾斜を設定されることにより、該接続ゾーンが山頂点と谷底点の何れも備えない位相プロファイルをもって設定されている前記第十四の態様に記載の眼用回折多焦点レンズである。

本態様におけるゾーン系列は、例えばレンズを模した円形平面上に位相プロファイルの山頂点位置を実線又は破線で仮想的に示した図である［図４］に示されているように、多焦点を与える位相プロファイルを有する回折構造をもって構成された標準プロファイルを、それぞれフレネル間隔などの所定の規則性をもった複数のゾーン系列として、ここでは２つのゾーン系列に分割して把握可能とされるものである。

本発明の第十六の態様は、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、前記複数のゾーンが同じ方向に傾斜したブレーズ状とされて少なくとも３つの焦点を生成する位相プロファイルを設定し、該位相プロファイルにおける該複数のゾーンのうちで少なくとも一つの該ゾーンの傾斜方向を他のゾーンと反対にした調節ゾーンを設定することにより、光軸方向における透過光の光強度分布において前記３つの焦点を外れた位置でピークを与える光強度レベルを抑えることを特徴とする眼用回折多焦点レンズの製造方法である。

上述の説明と後述する実施例から理解されるように、本発明に従えば、従来構造の回折型多焦点眼用レンズに比してハロが抑えられて見え方の質向上が図られ得る、新規な構造の回折型多焦点眼用レンズが実現可能とされる。

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。 位相ずれ量τが与えられたブレーズの形態を示す説明図である。 回折格子のブレーズの一例して、標準プロファイルを有するレンズの位相プロファイルを二つのゾーン系列（１），（２）の重ね合わせとして把握し得る構成を示す説明図である。 本発明に従う回折型多焦点眼用レンズの対比対象となる標準プロファイルである位相プロファイルを示す図である。 図５に示された標準プロファイルを有する眼用レンズの光学特性である光軸上強度分布を示す図である。 本発明の実施例１としての回折型多焦点眼用レンズの本発明プロファイルである位相プロファイルを示す図である。 本発明の実施例１としての図７に示された位相プロファイルを有する眼用レンズの光学特性である光軸上強度分布を示す図である。 本発明の実施例２としての回折型多焦点眼用レンズの本発明プロファイルである位相プロファイルを示す図である。 本発明の実施例２としての図９に示された位相プロファイルを有する眼用レンズの光学特性である光軸上強度分布を示す図である。 本発明の実施例３としての回折型多焦点眼用レンズの本発明プロファイルである位相プロファイルを示す図である。 本発明の実施例３としての図１１に示された位相プロファイルを有する眼用レンズの光学特性である光軸上強度分布を示す図である。 本発明の実施例４としての回折型多焦点眼用レンズの本発明プロファイルである位相プロファイルを示す図である。 本発明の実施例４としての図１３に示された位相プロファイルを有する眼用レンズの光学特性である光軸上強度分布を示す図である。 本発明の実施例５としての回折型多焦点眼用レンズの本発明プロファイルである位相プロファイルを示す図である。 本発明の実施例５としての図１５に示された位相プロファイルを有する眼用レンズの光学特性である光軸上強度分布を示す図である。 本発明の実施例６としての回折型多焦点眼用レンズの本発明プロファイルである位相プロファイルを示す図である。 本発明の実施例６としての図１７に示された位相プロファイルを有する眼用レンズの光学特性である光軸上強度分布を示す図である。 本発明の実施例７としての回折型多焦点眼用レンズの本発明プロファイルである位相プロファイルを示す図である。 本発明の実施例７としての図１９に示された位相プロファイルを有する眼用レンズの光学特性である光軸上強度分布を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について述べることで、本発明をより具体的に明らかにする。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。

［光軸上強度分布のシミュレーション］
光軸上の強度分布のシミュレーションにおいて、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、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。

また、以下の実施例において、ブレーズは、特に断りがない限り直線状の関数とし、以下の［数７］で定められる関数で表されるものとして計算を行った。

光軸上強度分布は、レンズを基点とした光軸上の距離をｄｉｏｐｔｅｒに換算して、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ものとした。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。

上述の如き計算シミュレーションの方法や条件のもとで得られた本発明の具体例を実施例に基づき説明するに際して、最初に本発明に基づく回折レンズの構造と特性を概説する。

［表１］及び［図５］に、本発明の回折構造の基となる標準プロファイルの一例を示す。該標準プロファイルは、設計波長を５４６ｎｍとし、付加屈折力がＰ＝４Ｄとして［数８］のフレネル間隔式に基づいて定められるゾーン半径が同心円状に配されたゾーン構造を有し、［表１］に示す位相定数と位相ずれ量でブレーズ形状が定められた構造を有するものである。

この標準プロファイルの光軸上強度分布を［図６］に示す。本標準プロファイルでは、０Ｄの位置に０次回折光に基づくピーク１が、約１．３３Ｄの位置にピーク２が、約２．６７Ｄの位置にピーク３が、そして、４Ｄの位置にピーク４がそれぞれ生成し、合計４つの主となる焦点形成用のピークが生成するものとなる。

このレンズを、例えば眼内レンズとして眼内に配した場合、０Ｄのピークは遠方視用の焦点として作用し、１．３３Ｄのピークは手前約１．５~２ｍの範囲を視認するための焦点とされ、２．６７Ｄのピークは手前約５０~６０ｃｍを視認するための焦点とされ、さらに４Ｄのピークは手前約３５~４０ｃｍの範囲を視認するための焦点とされた眼内レンズとすることができる。かかる眼内レンズは、読書用の近方領域から遠方領域までの広い範囲を視認可能な多焦点眼内レンズとして有用なものとなる。

遠方視領域は、人が物を見る時の基本的かつ重要な領域である。また、近方領域は、読書に始まり、携帯タブレットを見たり、裁縫や調理をするなど日常的な生活において重要な領域である。そして、近年はパソコン画面を見る機会が多くなり、手前５０~６０cm領域の視認性がより重要となっている。これら領域の視力を確保し、かつ見え方の質を高めることがより重要視されている。

翻って標準プロファイルからなる眼用レンズにおいてもこれら領域、すなわち［図６］においてピーク１、２、３、４のピーク強度を適宜変量して適宜患者、使用者の利用目的に適応した眼用レンズとすることが必要とされる。また場合によっては、夜間の運転時などの遠方視に際して問題になりやすいハロを抑えて遠方視用の焦点を与えるピーク１における見え方の質を向上させるために、当該使用者にとっては相対的に重要性の低いピーク２などのレベルを抑えたり実質的に消失させることが必要とされる。

以下に記載の本発明の各実施例は、かかる背景や事情を鑑みて少なくとも３つの焦点ピークを与える回折レンズにおいて、視認領域に応じて前記３つの焦点を外れた位置でのピーク強度を減じたり、より好適には、前記３つのピーク強度の少なくとも一つを増強することを可能とする、新規な構造の眼用回折多焦点レンズの例示的態様である。

［実施例１］
実施例１は、前記標準プロファイルが与える４つの焦点ピークのうち、ピーク２に配分される光の量が減じられたものである。また、ピーク２以外の焦点位置における光エネルギーピークは増大されたものである。

実施例１は、ゾーン径は前記標準プロファイルのゾーン径と同じとし、［表２］に示す位相定数及び位相ずれ量を新たに設定したものである。具体的にはゾーン番号、３、６、９、１２番目のゾーンが、その位相定数及び位相ずれ量をゼロとされることで調節ゾーンとされたものである。［図７］、［表２］に実施例１の位相プロファイルの詳細を示す。

調節ゾーンとされたゾーン番号３、６、９、１２番目のゾーンは、［図５］の標準プロファイルのブレーズに対して傾斜方向を逆とされた一つの態様である傾斜角度０のゾーンとされている。特に本実施形態では、基準面上に位相が設定されている。

実施例１の光軸上強度分布を［図８］に示す。また、各ピークの調節ゾーンを配する前後での強度及び強度変化割合を［表３］に示す。

実施例１の調節ゾーンを有するレンズでは、調節ゾーンを有しない標準プロファイルのレンズに比して、ピーク２の強度が大幅に減少しており、ノイズ状レベルにまで減じられることで実質的にピークが消失していることがわかる。また本実施例では、かかるピーク２の光エネルギーの減少分が主に遠方視用のピーク１に配されて、強度が増えていることが分かる。かかる調節後のレンズは、遠方視力がより向上した眼用レンズとすることができる。

［実施例２］
実施例１においてゾーン番号９、１２番目のゾーンを、［表４］に示す位相定数と位相すれ量で設定したものである。かかる調節ゾーンとされた位相プロファイルを［図９］に示す。９、１２番目のゾーンが位相定数がゼロとされたまま、隣接する外側のゾーンの頂点位置を一致するように設定されたものである。

実施例２の光軸上強度分布を［図１０］に示す。調節前後のピーク強度及び強度変化割合を［表５］に示す。ピーク２の強度が大幅に減少し、減少分がピーク３の増加分として振り分けられたものとなる。よってかかる眼用レンズはパソコンなどの作業に有利なレンズとされる。

［実施例３］
実施例３は、実施例１においてゾーン番号３、６番目のゾーンの位相定数と位相ずれ量を［表６］の値で設定したものである。具体的には３、６番目のゾーンの傾きがゼロとされ、隣接する内側のゾーンの谷部と一致するように調節ゾーンとされたものである。実施例３の位相プロファイルの詳細を［図１１］に示す。

実施例３の光軸上強度分布を［図１２］に示す。調節前後のピーク強度及び強度変化割合を［表７］に示す。ピーク２の強度が大幅に減少し、減少分がピーク３の増加分として振り分けられたものとなる。よってかかる眼用レンズはパソコンなどの作業に有利なレンズとされる。

［実施例４］
実施例４は、実施例１においてゾーン番号３、６、９、１２番目のゾーンの位相定数と位相ずれ量を［表８］に示す値で設定したものである。具体的には実施例１において水平とされた３、６、９、１２番目のゾーンの傾きが他のゾーンの傾きと僅かに反対とされたものである。

実施例４の位相プロファイルの詳細を［図１３］に示す。実施例４の光軸上強度分布を［図１４］に示すと共に調節前後のピーク強度及び強度変化割合を［表９］に示す。ピーク２の強度が大幅に減少し、減少分がピーク１及びピーク３の増加分として振り分けられたものとなる。よってかかる眼用レンズは遠方視力がより高められ、かつパソコンなどの作業にも有利なレンズとされる。

［実施例５］
実施例５は、実施例４において傾きを反対とされた番号３、６、９、１２の調節ゾーンの傾きをさらに大きくしたものである。実施例５の位相プロファイルの詳細を［図１５］、［表１０］にそれぞれ示す。

また、光軸上強度分布を［図１６］に示すと共に調節前後のピーク強度及び強度変化割合を［表１１］に示す。

［図１６］の光軸上強度分布からわかるように、本実施例では、ピーク２の強度が大幅に減少し、減少分がピーク３及びピーク１の増加分として振り分けられたものとなる。よって、実施例５のレンズは、パソコン作業時の視力の質が高められると共に遠方視力も向上したレンズとされる。

［実施例６］
実施例６は、実施例５における調節ゾーンとされたゾーンの傾きはそのままとし、位相ずれ量を変量し、隣接する内側のゾーンの谷部と一致するようにされたものである。かかる位相プロファイルの詳細を［図１７］及び［表１２］にそれぞれ示す。

また、光軸上強度分布を［図１８］に示すと共に調節前後のピーク強度及び強度変化割合を［表１３］に示す。

［図１８］の光軸上強度分布からわかるように、本実施例では、ピーク２の強度が大幅に減少し、減少分がピーク３及びピーク１の増加分として振り分けられたものとなる。よって、実施例６のレンズは、パソコン作業時の視力の質が高められると共に遠方視力も向上したレンズとされる。

［実施例７］
実施例７は、実施例１において調節ゾーンとされた番号３、６、９、１２番目のゾーンのブレーズの端が隣接する内側のゾーンの谷部、及び隣接する外側のゾーンの頂点部と一致するように配された構造を有するものである。かかる位相プロファイルの詳細を［図１９］及び［表１４］にそれぞれ示す。

また、光軸上強度分布を［図２０］に示すと共に調節前後のピーク強度及び強度変化割合を［表１５］に示す。

［図２０］の光軸上強度分布からわかるように、本実施例では、ピーク２の強度が大幅に減少し、減少分が主にピーク３の増加分として振り分けられたものとなる。よって、実施例７のレンズは、パソコン作業時の視力の質が高められた眼用レンズとされる。

ところで、前記実施例１等では、標準プロファイルを考慮することなく［図７］等に記載された特定の位相プロファイルからなる本発明プロファイルを有する回折多焦点レンズとして、レンズ単体で把握することもできる。すなわち、実施例１のレンズでは、位相プロファイルが径方向において一定数（３つ）のゾーン系列（ｉ），（ｉｉ），（ｉｉｉ）からなるゾーン群αの繰り返し構造とされている。なお、光軸を含む中央部分に位置する第一ゾーンは、何れのゾーン系列にも属していないイレギュラーなゾーンとして把握される。そして、径方向で繰り返される複数のゾーン群α１〜α４は、基準面（図５では、位相０の線で表される）上に投影したレンズ中心の光軸回りの円環状領域の面積が互いに等しくなる径方向間隔をもって設定されている。

ここにおいて、ゾーン系列（ｉｉ）は、位相定数が０とされることで実質的にブレーズが存在しないで基準面と略平行に広がるなだらかな非ブレーズ状とされて、両側のゾーン系列（ｉ）と（ｉｉｉ）の隣り合うブレーズ形状のゾーンにおける位相面をつなぐ接続ゾーンとして把握することもできる。従って、他の実施例においても同様に、実施例１のゾーン系列（ｉｉ）に対応する各ゾーンは、何れも、他のゾーン系列に属するゾーンに比して、同じゾーン群のなかではブレーズ状の位相プロファイルの傾斜角度が小さくされてなだらかとされた非ブレーズ状の接続ゾーンとして把握され得る。

そして、かかる接続ゾーンにあっては、他のゾーン系列（ｉ），（ｉｉｉ）に属するブレーズ状のゾーンが傾斜領域の内周端に＋側の位相ピークを持つ山頂点を有すると共に、外周端に−側の位相ピークを持つ谷底点を有する態様とされているのに比して、内周端の山頂点と外周端の谷底点との何れも備えない特徴的な位相プロファイルをもって設定されている。

また、上述のように複数のゾーン系列からなるゾーン群の繰り返しの位相プロファイルを有する場合に、何れのゾーン系列を対象として接続ゾーンとするかは、要求される光学特性等を考慮して、例えば複数種類の態様についてシミュレーションを行うことにより決定することもできる。接続ゾーンを設定するゾーン系列を異ならせたり、接続ゾーンの位相プロファイルの傾斜角度を異ならせるなどしてシミュレーションを行いつつ特性傾向を検討して光学特性を設定することは現実的にも可能である。

尤も、本発明プロファイルは、特定のゾーン（調節ゾーン）のブレーズの傾きの符号が、標準プロファイルにおける当該ゾーンのブレーズ又は他のゾーン系列におけるゾーンのブレーズに対して反対（０を含む）とされることが重要であって、ブレーズの軌跡である傾斜部分の具体的形状は限定されるものでなく、例えば直線のほか、放物線状であっても、さらにはＳｉｎ関数などの三角関数、或いはそれらの組み合わせの軌跡などで表されるものにも適用できる。また、標準プロファイルにおけるブレーズが湾曲形状であっても、本発明プロファイルにおいて逆傾斜とされた直線形状のブレーズを採用しても良い。更にまた、特定のゾーン系列のブレーズに接続ゾーンを形成する場合に、かかるゾーン系列に属する全てのゾーン群に接続ゾーンを形成する必要はなく、特定のゾーン群に存在する当該ゾーン系列のブレーズだけを接続ゾーンや調節ゾーンとしても良い。

また、上記実施例から、本発明に従って調節ゾーンや接続ゾーンを設定した位相プロファイルを採用することで回折型多焦点眼用レンズにおいて、光学特性の調節が可能であることがわかる。また、特定の焦点位置における光エネルギーレベルを向上させるには、他の焦点位置の光エネルギーレベルを抑えることによっても実現可能であることがわかる。また、前記実施例によれば、光エネルギーレベルの向上を目的とする焦点位置について、隣り合う焦点位置の光エネルギーレベルを減ずることが有効であると考えられる。また、必要とされる焦点間に挟まれた位置に存在する焦点の光エネルギーレベルを低減するのに好適に本発明が適用され得て、当該低減される焦点に隣接して位置する焦点に対する悪影響を回避しつつ光学特性のチューニングが可能であることも前記実施例から理解されるところである。

また、何れのゾーンを調節ゾーンや接続ゾーンとして採用するかについては、前述のようにシミュレーションを実施することで選択可能であって特に限定されるものではないが、一つの選択基準として、一つのゾーン群においてゾーン間隔が最大のものを除くゾーンに設定することが考えられる。すなわち、一般にレンズに入射して出射される光のうち０次回折光の焦点像面結像特性は、レンズの特性を表す瞳関数のフーリエ変換で記述される。瞳関数を構成する位相関数に対してもフーリエ変換のアナロジーからその結像特性を把握することができる。たとえば鋸歯状の周期関数は、焦点像面結像特性について、フーリエ変換スペクトルに類似したピーク分布を有する点像強度分布を与えるものと考えることができ、像面中心から離れた位置に発生する微弱なピークがハロ等の原因になると考えることもできる。一方、鋸歯形状において特定のゾーンのブレーズの傾きを逆としたものは、隣接するゾーンとの間で疑似三角形の形態を与え、フーリエ成分としての三角関数の形態に近いものとなるため、フーリエ変換スペクトルは低周波のスペクトルを主とした構成となり、点像強度分布において外側までノイズピークが広がらない強度分布とされる。そうすると、鋸歯のフーリエ変換のアナロジーから、ゾーン周期の短い、つまりゾーン間隔の狭い領域のブレーズが、点像強度分布で外周部まで微弱なピークノイズが生成しやすいことから、調整ゾーンや接続ゾーンとして採用するのに好適な対象ゾーンとなりうるものと考えることもできる。

また、回折レンズの製造上の容易さを考慮したり、回折レンズの基本的な光学特性への影響を考慮すると、複数のゾーン系列のうちで、位相振幅が最も大きいものを除くゾーン系列が調節ゾーンや接続ゾーンとして好適に採用されることとなる。因みに前記実施例では、複数のゾーン系列のうちで最も小さい位相振幅とされたゾーン系列（ｉｉ）が調節ゾーン又は接続ゾーンとされている。

さらに、下式で定義されるゾーンの傾斜角度は、調節ゾーン又は接続ゾーンにおいて他のゾーンよりも小さな絶対値をもって設定することもできる。特に前記実施例に示されているように、かかる傾斜角度は０〜２０ラジアン／ｍｍ² の範囲内に設定することが好適である。具体的には、実施例１では傾斜角度が０ラジアン／ｍｍ² とされた調節ゾーン又は接続ゾーンが採用されており、実施例７では傾斜角度が３．４４ラジアン／ｍｍ² とされた調節ゾーン又は接続ゾーンが採用されている。

傾斜角度＝（位相定数の絶対値×２×π）／ゾーン面積 ；単位（ラジアン／ｍｍ²）

また、本発明における調節ゾーン又は接続ゾーンの位相ずれ量は、実施例１〜７に示されているように位相の基準線に対する−π〜＋πラジアンの範囲内に設定されることが好適であり、例えば実施例１，４，５に示されているように、基準線に対する−１〜＋１ラジアンの範囲内に設定され得、また、実施例４，５，７に示されているように、基準線と交差する逆傾斜をもって設定され得る。更に、位相定数ｈが０の態様を採用する場合でも、実施例１に示されているように基準線に合わせる他、実施例２，３に示されているように当該ゾーンの内周端又は外周端に位置する谷底点又は山頂点に合わせて位相プロファイルを設定することも可能である。更にまた、調節ゾーン又は接続ゾーンは、実施例１〜５に示されているように、位相プロファイルにおいて内外周端に位置して基準線に直交する段差状部のそれぞれに対して段差高さの中途位置同士をつなぐゾーンプロファイルをもって形成することも可能であるが、実施例６に示されているように、内外周端のうち一方の端部では谷底点又は山頂点から延びるゾーンプロファイルを採用したり、実施例７に示されているように、内外周の一端に位置する谷底点と他端に位置する山頂点とを直接につなぐゾーンプロファイルを採用することも可能である。

なお、上記の実施例１〜７は、何れも３つのゾーン系列からなるゾーン群を有するものとして把握されるが、一つのゾーン系列（ｉｉ）のゾーンプロファイルが逆傾斜とされることで実質的に当該ゾーンが消失しているものと把握することもできるのであり、そのような観点からすると、各実施例に記載の位相プロファイルは、２つのゾーン系列からなるゾーン群が径方向に繰り返して存在するものと解せられる。そして、例えば実施例１や４の位相プロファイルを見て客観的に把握すると、径方向で隣り合って配された２つのゾーン系列からなるゾーン群が、互いに非ブレーズ状の接続ゾーンをもって接続されているものとして理解され得る。

因みに、実施例１〜７において、ゾーン系列（ｉ），（ｉｉ），（ｉｉｉ）からなるゾーン群α１，α２，α３を把握した場合には、各ゾーン群は、［表１６］に示す通り、ゾーン群の領域の面積が等しくされている。尤も、かかるゾーン群α１，α２，α３の面積が等しくされることは本発明の絶対的な要件ではない。

さらに、前記実施例では、レンズ全面が実質的に光学部とされていたが、コンタクトレンズのようにレンズ外周部分において眼光学系に光学作用を及ぼさない周辺部などは適宜に設けられ得る。また、光学部においても、径方向の所定領域だけに部分的に回折格子を設けることも可能である。例えば、光学部の内周側に屈折レンズを設けると共に、その外周側に回折格子を設けて回折レンズとすることなども可能である。

また、本発明は回折型多焦点眼用レンズにおける回折格子の設定領域の少なくとも一部に適用可能であり、例えば光学部の全領域に回折構造が設定された回折レンズにおいて、内周側の領域だけ、又は外周側の領域だけ、或いは径方向中間部分の領域だけに限って、本発明に従う調節ゾーン又は接続ゾーンを設定することも可能である。
なお、本実施例では付加屈折力がＰ＝４Ｄで設定された標準プロファイルが対象とされているが、かかる付加屈折力は任意に変量可能であり、変量した標準プロファイルに対しても前記実施例と同様の調節ゾーンまたは接続ゾーンが設定され得て、同様の発明の効果を発現しうる。

更にまた、本発明によって与えられる位相関数は、眼用レンズにおいて回折格子として設定されて実現される。ここにおいて、回折格子を実現するための眼用レンズの光学材料は、コンタクトレンズやＩＯＬ、ＩＣＬ、眼鏡レンズなどの目的とする眼用レンズに応じて従来から公知の各種材料が採用可能である。また、本発明に基づいて設定されたブレーズ状の位相関数を与える回折格子は、例えばレンズ各部位における光透過速度を調節設定することで実現することも可能であるが、実用的には、例えばレンズ表面において、位相に相当する光路長を反映したレリーフ構造を設けることで実現することが好ましい。或いは、異なる光透過速度の材質からなる積層構造のレンズでは、材質の境界面にレリーフ構造を設定することも可能であり、それによってレンズ表面を滑らかにしたり、屈折面とすることなども可能となる（特開２００１−４２１１２号公報等参照）。なお、レンズ表面や内面におけるレリーフ構造は、コンタクトレンズやＩＯＬ、ＩＣＬ等の公知の製造方法を基本として、例えば光学材料に対してエッチングや旋削などの化学的又は機械的な表面加工を施す公知の手法によって形成することが可能である。

さらに、本発明に係る調節ゾーンや接続ゾーンは、具体的なゾーンプロファイルとして、例えば前記［数６］で表される直線状の関数をはじめとする［図２］に示す如き各態様で設定され得るが、そのような具体的態様は、あくまでも設計上の態様として認識されるべきである。すなわち、設計されたゾーンプロファイルを、上述の如き機械的又は化学的な加工技術によってレンズ光学面に与えることにより本発明に従う構造とされた眼用回折多焦点レンズとされることとなるが、かかる加工に際しての精度上の理由もあり、また、得られたレンズ光学面を測定した場合には測定精度上の理由もあって、厳密な設計上のプロファイルが具体的に把握し難いことは理解されるべきである。例えば、各ゾーンにおける径方向両端に明確なエッジを確認し難かったり、特に調節ゾーンや接続ゾーンの径方向両端が明確なエッジを持たずに滑らかな湾曲形状をもって隣接するゾーンにつながっていたりするような態様として把握されることも想定される。従って、実製品においては、理論上又は設計上のゾーンプロファイルが実際のレンズで把握される幾何学形状上から相違することを含めて認定されるべきである。また、そのようにゾーンプロファイルの両端部に明確なエッジが存在していない場合でも、本発明の技術的効果が発揮され得て、本発明の技術的範囲に含まれることとなる。

また、本発明に従う位相プロファイルをもって与えられる回折格子をもって提供される眼用レンズは、具体的な種類を問わずに適用可能である。すなわち、レンズが装用される環境条件さえ考慮すれば、コンタクトレンズやＩＯＬなど何れの区別なく理解することが可能であり、またＩＣＬ更には眼鏡レンズとしても、本発明の実施例として把握することができる。即ち、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。

ここにおいて、本発明者は、本発明を眼鏡のほかにも、コンタクトレンズや眼内レンズへ適用した場合のそれぞれについてシミュレーションを行って、本発明が適用可能であることを確認している。それによれば、上述の各実施形態と同様な効果を得ることができた。また、例えばコンタクトレンズや眼内レンズへ適用した場合に、特定の光軸上での光エネルギーレベルを抑えることでハロやブラードビジョンの抑制に効果があることも確認済みである。このような確認の実験は、以下の条件によって当業者であれば必要に応じて再現することが容易である。
［ハロ等の評価］
ハロなどの評価は、点像強度分布のシミュレーションによって行うことができる。具体的には、例えば、本発明の回折プロファイルをレンズの前面にレリーフ構造として設け、人の眼球に該レンズを挿入、あるいは装着した状況を模擬的に構築し、かかる眼光学系において網膜上に形成される像を調べるために点像強度分布を求めることによって評価することができる。シミュレーションはライト−トランス（Ｌｉｇｈｔ Ｔｒａｎｓ）社のＶｉｒｔｕａｌＬａｂ（商品名）を用いることができる。なお、人眼の光学系を考慮して、点像強度分布のシミュレーションに設定する入射光は、光軸上強度分布のシミュレーションと同様に、波長を５４６ｎｍとし、光源は無限遠方の点状光源であるとすることが望ましい。

［眼内レンズとしてのシミュレーション］
眼光学系は、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を定めることで眼内レンズへの適用態様をシミュレーションすることができる。具体的には、眼内レンズの屈折力と瞳孔径は、以下のように設定することが好適である。
眼内レンズの０次回折光の屈折力（度数）：２０Ｄ程度， 瞳孔径：直径３〜５ｍｍ程度
［コンタクトレンズとしてのシミュレーション］
眼光学系は、コンタクトレンズ、角膜、房水、虹彩、水晶体、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を定めることでコンタクトレンズへの適用態様をシミュレーションすることができる。具体的には、コンタクトレンズの屈折力と瞳孔径は、以下のように設定することが好適である。
コンタクトレンズの０次回折光の屈折力（度数）：０Ｄ程度， 瞳孔径：直径３〜５ｍｍ程度

また、本発明では、３以上の焦点を与える眼用回折多焦点レンズに適用可能であるが、本発明の前記第十五の態様からも明らかなように、例えば光軸方向に生成された３つの焦点のうちの１つの焦点の光エネルギーレベルが低減されて実質的に２つの焦点が設定された如き光学特性の眼用回折多焦点レンズとして提供することも可能である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、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ことは、言うまでもない。

Claims (16)

1. ブレーズ状の複数のゾーンが同心円状に設定された位相プロファイルを有する回折構造によって、光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成する眼用の回折多焦点レンズにおいて、
   前記複数のゾーンのうちで少なくとも一つの該ゾーンが、前記位相プロファイルにおける傾斜方向を他のゾーンと反対にされた調節ゾーンとされており、且つ、光軸方向における透過光の光強度分布において前記３つの焦点を外れた位置でピークを与える光強度レベルが、該調節ゾーンを有しないものに比して小さく抑えられていることを特徴とする眼用回折多焦点レンズ。
2. 前記位相プロファイルにおいて下式で特定される前記調節ゾーンの傾斜角度が２０ラジアン／ｍｍ² 以下とされている請求項１に記載の眼用回折多焦点レンズ。
3. 前記位相プロファイルにおいて、前記調節ゾーンの位相ずれ量が、該位相プロファイルにおける位相の基準線に対する−π〜＋πラジアンの範囲内に設定されている請求項１又は２に記載の眼用回折多焦点レンズ。
4. 前記位相プロファイルにおいて、前記調節ゾーンが、該位相プロファイルにおける位相の基準線に対して交差して設定されている請求項１〜３の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズ。
5. 前記調節ゾーンを有しないものに比して小さく抑えられている前記光軸方向における透過光の光強度分布におけるピークが、該調節ゾーンを有しない位相プロファイルによって与えられる光学特性において前記３の焦点のうちの少なくとも１つの焦点位置に対して±５ディオプターの範囲内にあるものであり、且つ、該３つの焦点のうちの少なくとも１つの焦点に対して１／３以上のピークレベルを有するものである請求項１〜４の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズ。
6. 前記調節ゾーンを有しないものに比して小さく抑えられている前記光軸方向における透過光の光強度分布におけるピークレベルが、前記３つの焦点における何れのピークレベルに比しても５０％以下とされている請求項１〜５の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズ。
7. 前記位相プロファイルが、径方向において一定数の前記ゾーンからなるゾーン群の周期的な繰り返し構造とされており、少なくとも二つの該ゾーン群において対応するゾーンが前記調節ゾーンとされている請求項１〜６の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズ。
8. 同心円状に設定された前記位相プロファイルがフレネル間隔に基づいて設定されている請求項１〜７の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズ。
9. 回折構造によって、光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成するブレーズ状の複数のゾーンが同心円状に設定された前記位相プロファイルである調節プロファイルが、互いに重ね合わされる複数の位相プロファイルである出発プロファイルに分割可能であり、それら複数の位相プロファイルの重ね合わせによって生成される合成プロファイルであると共に、
   該合成プロファイルの少なくとも一つの前記ゾーンにおいて、各該複数の出発プロファイルの重ね合わせとは異なるブレーズ状の傾斜方向とされた前記調節ゾーンとされている請求項１〜８の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズ。
10. 前記ブレーズ状の前記位相プロファイルが、［数１］の関数によって表される請求項１〜９の何れかに記載の眼用回折多焦点レンズ。
    

    
11. 前記３つの焦点に次いで前記光強度レベルが大きい４つめの光強度ピークにおける前記調節ゾーンによる光強度レベルの低下割合が、該３つの焦点の光強度ピークにおける該調節ゾーンによる光強度レベルの低下割合よりも大きくされている請求項１〜１０の何れか一項に記載の眼用回折多焦点レンズ。
12. ブレーズ状の複数のゾーンが同心円状に設定された位相プロファイルを有する回折構造によって、光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成する眼用の回折多焦点レンズにおいて、
    前記位相プロファイルが径方向において一定数の前記ゾーンからなるゾーン群の繰り返し構造とされており、且つ繰り返される該各ゾーン群が占める環状領域の面積が互いに等しくされていると共に、隣り合う該ゾーン群の間にはなだらかな非ブレーズ状の接続ゾーンが形成されていることを特徴とする眼用回折多焦点レンズ。
13. 前記接続ゾーンが、前記ゾーン群を構成するブレーズ状の前記位相プロファイルの傾斜方向と反対の傾斜を設定されることにより、該接続ゾーンが山頂点と谷底点の何れも備えない位相プロファイルをもって設定されている請求項１２に記載の眼用回折多焦点レンズ。
14. ブレーズ状の複数のゾーンが同心円状に設定された位相プロファイルを有する回折構造によって、光軸方向に少なくとも３つの焦点を生成する眼用の回折多焦点レンズにおいて、
    前記位相プロファイルが径方向において所定の規則性をもって形成された複数のゾーン群からなるゾーン系列を重ね合わせた、複数のゾーン系列の組み合わせ構造とされており、且つかかるゾーン系列の一つがなだらかな非ブレーズ状の位相プロファイルを有する接続ゾーンとされていることを特徴とする眼用回折多焦点レンズ。
15. 前記接続ゾーンが、該接続ゾーンの属する前記ゾーン系列とは異なる別ゾーン系列におけるブレーズ状の前記位相プロファイルの傾斜方向と反対の傾斜を設定されることにより、該接続ゾーンが山頂点と谷底点の何れも備えない位相プロファイルをもって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。
16. 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、
    前記複数のゾーンが同じ方向に傾斜したブレーズ状とされて少なくとも３つの焦点を生成する位相プロファイルを設定し、該位相プロファイルにおける該複数のゾーンのうちで少なくとも一つの該ゾーンの傾斜方向を他のゾーンと反対にした調節ゾーンを設定することにより、光軸方向における透過光の光強度分布において前記３つの焦点を外れた位置でピークを与える光強度レベルを抑えることを特徴とする眼用回折多焦点レンズの製造方法。

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