KR20070056065A

KR20070056065A - 시력교정용 회절렌즈

Info

Publication number: KR20070056065A
Application number: KR1020077003956A
Authority: KR
Inventors: 마이클 지. 모리스; 데일 에이. 뷰랠리; 리챠드 제이. 페데리코
Original assignee: 아폴로 옵티컬 시스템스, 인코포레이티드
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2005-08-15
Publication date: 2007-05-31
Also published as: AU2010227119B2; EP1789837A2; EP1789837A4; JP2008511019A; WO2006023404A3; US20060055883A1; CA2577492A1; US7156516B2; BRPI0514523A; AU2005277642A1; AU2010227119A1; WO2006023404B1; AU2005277642B2; CN101676751A; WO2006023404A2

Abstract

렌즈동체(14)의 시력교정을 위한 회절렌즈(10, 10a, 10b)가 상이한 초점거리 또는 범위에 대하여 둘 이상의 회절차수로 광을 분할하기 위한 제1회절구조물(16)와, 공통의 초점거리 또는 범위에 대하여 상이한 파장의 광을 다수의 상이한 회절차수로 회절시키기 위한 다차수 회절구조물(MOD)인 제2회절구조물(17)를 갖는다. 이중초점을 갖는 렌즈에서, 제1 및 제2회절구조물은 조합하여 렌즈의 원시시력교정을 위한 기본배율과 근시시력교정을 위한 부가배율을 한정한다. 제1회절구조물(16)는 화염형(즉, 톱니형), 정현파형, 정현고조파형(16a), 사각파형, 또는 다른 형태의 프로파일을 가질 수 있다. 정현고조파형(16a)을 갖는 다초점 렌즈(10)는 MOD 구조물(17)의 유무에 관계없이 굴절기본배율을 제공하도록 구성된 렌즈동체(25)에 형성될 수 있다.

렌즈, 파면분할회절구조물, 다차수회절구조물, 시력교정

Description

시력교정용 회절렌즈 {DIFFRACTIVE LENSES FOR VISION CORRECTION}

본 발명은 시력교정용 회절렌즈에 관한 것으로, 특히 안구내이식렌즈(IOL), 콘택트 렌즈, 안경렌즈과 같은 다양한 시력교정분야에 적합하게 사용될 수 있는 원시 및 근시 시력교정시 시력교정 치료를 위한 회절렌즈에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 회절렌즈를 제공하기 위한 방법에 관한 것이다.

다차수 회절(multiorder diffractive; MOD)렌즈는 상이한 파장을 갖는 다수의 스펙트럼성분을 하나의 공통초점에 모으는데 유용한 것으로, 미국특허 제5,589,982호에 기술되어 있다. MOD 렌즈는 공통의 초점에 대하여 상이한 회절차수(diffractive order)로 각 파장의 광을 회절시키는 단차형성 영역경계를 갖는 다중환상영역의 구조물을 갖는다. 그러나, 비-MOD 회절 다중초점 렌즈를 통한 여러 상이한 파장의 광은 이러한 상이한 파장의 광이 상이한 거리를 두고 초점을 맺으므로 흐릿하게 보일 수 있다. MOD 렌즈는 이러한 문제를 보정하나, 치료적인 안과용의 교정용 이중초점 렌즈를 제공하는데 유용한 두개의 상이한 초점거리, 예를 들어 근거리 및 원거리의 초점거리를 제공하지 못한다.

비-MOD 회절렌즈는 상이한 초점거리에 대하여 어느 주어진 파장의 광을 상이한 회절차수로 회절시키기 위한 회절프로파일을 가질 수 있다. 이러한 비-MOD 다중초점 회절렌즈는 단일의 렌즈표면에 제공되거나 렌즈의 여러 면에 분할된 구역을 가질 수 있다. 비-MOD 다중초점 렌즈의 예는 미국특허 제5,017,000호, 제5,144,483호, 제3,004,470호, 제4,340,283호 및 제4,210,391호에 기술되어 있다. 다른 비-MOD 다중초점 렌즈는 미국특허 제5,117,306호에 기술된 바와 같이 색수차 보정을 위한 부가적인 비-MOD 회절면을 갖는다.

다중초점용으로서 실제 안과분야의 비-MOD 회절렌즈를 제공하기 위하여, 원시교정용 렌즈에는 굴절력이 부가될 수 있다. 하이브리드형의 굴절-회절렌즈가 예를 들어 미국특허 제5,229,797호, 제5,104,212호, 제6,120,148호, 제5,760,871호 및 제5,116,111호에 기술되어 있다. 이들 하이브리드형 굴절-회절렌즈는 렌즈동체의 곡률을 더 크게 하는데 필요한 부가적인 렌즈물질 때문에 비-굴절 회절렌즈 보다 두껍다. 그러나, 콘택트 렌즈나 IOL 과 같은 안과용의 렌즈인 경우에는 두께를 줄이는 것이 바람직하다. 따라서, 원시교정을 위한 굴절력에 의존할 필요없이 회절구조물을 이용할 수 있는 이중초점용의 안과용 회절렌즈를 제공하는 것이 바람직할 것이다.

따라서, 본 발명의 한 특징은 다차수 회절구조물(MOD)과 비-MOD 회절구조물을 이용함으로서 두 회절구조물의 조합이 원시교정을 위한 기본배율과 근시교정을 위한 부가배율을 갖는 이중초점 렌즈를 제공할 수 있도록 하는 회절렌즈를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 콘택트 렌즈, 안구내이식렌즈(IOL) 및 안경렌즈를 포함하는 다양한 시력교정용으로 사용할 수 있게 된 적어도 근시 및 원시교정용의 회절렌즈를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징은 MOD 구조물과 비-MOD 회절구조물을 가지고 비-MOD 회절구조물이 고조파형으로 예리한 변부를 갖지 않는 시력교정용의 회절렌즈를 제공하는 것이다.

요약컨데, 본 발명은 상이한 초점거리 또는 범위에 대하여 둘 이상의 회절차수로 광을 분할하기 위한 파면분할 회절구조물(wavefront splitting diffractive structure; WSD)인 제1회절구조물과, 공통의 초점거리 또는 범위에 대하여 상이한 파장의 광을 다수의 상이한 회절차수로 회절시키기 위한 다차수 회절구조물(MOD)인 제2회절구조물을 갖는 렌즈를 구현한다. 제1 및 제2회절구조물은 조합하여 적어도 근시 및 원시시력교정을 위한 렌즈를 제공한다. 제1 및 제2회절구조물은 동일한 면에서 조합되거나 렌즈의 다른 면에 배치될 수 있다. 따라서, 렌즈에 입사되는 광은 제1회절구조물에 의하여 회절되고 이어서 제2회절구조물에 의하여 회절되거나 또는 렌즈에서 이러한 구조물의 차수에 따라서 그 반대가 되거나, 또는 제1 및 제2회절구조물을 조합하는 프로파일을 갖는 렌즈의 단일회절구조물에 의하여 회절된다.

WSD 구조물은 상이한 초점거리 또는 범위에 대하여 둘 이상의 차수에서 높은 회절효율을 갖는 회절면일 수 있다. 예를 들어, WSD 구조물은 화염형(즉, 톱니형), 정현파형, 정현고조파형, 사각파형 또는 기타 다른 형태의 프로파일을 가질 수 있다.

이중초점용인 경우, WSD 구조물은 각 회절차수에 대하여 두개의 상이한 광배율을 가지고, MOD 구조물은 하나의 광배율을 갖는다. 렌즈의 기본배율은 그 차수의 하나에서 MOC 구조물의 광배율과 WSD 구조물의 광배율의 조합에 의하여 제공되고, 렌즈의 부가배율은 다른 차수에서 MOD 구조물의 배율과 WSD 구조물의 배율의 조합에 의하여 제공된다.

삼중초점용인 경우, WSD 구조물은 근시 및 원시시력교정 사이의 중간원시시력교정을 위한 MOD 구조물의 배율과 조합될 때 중간배율을 부가하기 위한 3개의 회절차수를 갖는다. 3개 이상의 상이한 차수는 3개 이상의 시력교정거리를 갖는 다중초점용으로 WSD 구조물에 유사하게 제공될 수 있다.

선택적으로, 렌즈기재 또는 코팅과 같은 광학요소가 평활외면을 제공할 수 있도록 MOD 구조물을 갖는 면에 제공될 수 있다.

렌즈의 MOD 구조물은 이러한 구조물에 입사되는 광이 광학적 위상이동을 보이는 구역경계를 한정하는 다수의 구역과, 상이한 회절차수 m 에서 각 파장의 회절광에 의하여 특징지어지며, 여기에서, m 의 크기는 동일초점에 대하여 1 보다 크거나 같다. 이들 구역은 r_j 만큼 방사상으로 간격을 두고 있고 상기 반경은 등식 φ(r_j) = 2πpj 를 해석하여 얻는다. 여기에서, φ(r_j)는 회절렌즈로부터 나오는 파면의 위상합수이고, p 는 다수의 파장중의 하나에 대한 영역경계에서 2π 위상도약의 수를 나타낸다. 여기에서 p 는 1 이상의 정수이다. MOD 구조물은 미국특허 제5,589,982호에 보다 상세히 기술되어 있다.

정현고조파형 WSD 구조물은 각 구역내에서 그리고 구역 사이의 경계에서 연속하는 다수의 구역을 가지고, 화염형(즉, 톱니형) 또는 사각파형 회절구조물에서 보이는 전형적인 예리한 변부를 갖지 않는 구조물로서 정의된다. 정현고조파형 WSD 구조물의 각 구역은 다음의 등식으로 특징지어지는 방사상 구역을 가질 수 있다.

여기에서, α_j 와 φ_j는 각각 1 부터 j_max 까지 유한수의 항 j의 진폭과 위상을 나타내며, ξ는 영역내에서 0 과 1 사이의 단편위치이다.

본 발명은 또한 렌즈의 요구된 기본배율에 따라서 렌즈의 MOD 구조물을 선택하고 렌즈의 정현고주파형 WSD 구조물을 선택함으로서 이중초점형의 안과용 렌즈를 제공하기 위한 방법을 제공하며, 원시시력교정용 기본배율과 근시시력교정용 부가배율이 MOD 및 WSD 구조물의 조합에 따른다. 삼중초점 또는 기타 다중초점 렌즈가 근시 및 원시시력교정 사이의 하나 이상의 중간시력교정거리를 얻기 위하여 유사한 방법으로 제공될 수 있다.

더욱이, 선택적으로 굴절율이 렌즈에 부가되어 렌즈의 MOD 구조물의 잇점에 의하여 이미 제공된 기본배율에 보충 또는 부가될 수 있다.

또한, 굴절율이 MOD 구조물을 대신하여 렌즈의 기본배율을 제공할 수 있다. 이러한 다중초점 렌즈는 정현고조파형 WSD 구조물, 굴절기본배율을 제공하도록 구성된 렌즈동체와, 비 MOD 구조물을 갖는다.

또한 난시가 하나 이상의 회절구조물을 갖는 렌즈에 의하여 교정되거나 또는 이러한 회절구조물을 갖는 하나 이상의 면에 굴절곡률을 부가함으로서 교정될 수 있다.

본 발명의 렌즈는 콘택트 렌즈, 안경렌즈, 안구내이식렌즈(IOL), 또는 시력교정에 유용한 다른 광학기구와 같은 다양한 안과용 분야에 사용될 수 있다. 콘택트 렌즈의 경우, 정현고조파형인 WSD 구조물의 이용이 유리한 바, 그 이유는 이러한 구조물의 변부가 평활하여 이러한 구조물이 눈(또는 내부 눈꺼풀)에 접촉하는 렌즈의 표면에 직접 형성될 수 있기 때문이며, 예리한 변부 때문에 나타날 수 있는 바람직하지 않은 자극없이 콘택트 렌즈 사용자가 안락하게 착용할 수 있다. 더욱이, 이러한 정현고조파형 WSD 구조물을 갖는 렌즈는 그 표면을 부가적인 코팅이나 기재를 사용하여 평활하게 할 필요가 없으므로 제작이 용이하고 코스트를 낮출 수 있다.

본 발명은 또한 안과용 또는 비안과용으로 적어도 하나의 정현고조파형 회절구조물을 갖는 회절광학소자를 구현할 수 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1A와 도 B는 렌즈의 전면에 파면분할회절(WSD)구조물을 가지고 배면에 다차수 회절구조물(MOD)을 갖는 본 발명 제1실시형태의 다차수 회절렌즈의 전면과 배 면을 보인 것으로, 도 1A는 렌즈전면에서 WSD 구조물의 환상영역을 보이고 도 1B는 렌즈배면에서 MOD 구조물의 환상구역을 보인 평면도.

도 1C는 렌즈의 전면과 배면의 각 WSD 및 MOD 구조물의 측면프로파일을 보인 도 1A 및 도 1B의 렌즈를 통한 단면도.

도 1D는 제1 실시형태의 다른 렌즈를 보인 것으로, WSD 및 MOD 구조물이 각각 렌즈의 배면과 전면에 형성되어 있는 것을 보인 단면도. 이 경우 도 1A와 도 1B는 이러한 다른 실시형태의 렌즈에서 각각 배면과 전면을 보인 것으로 간주된다.

도 2A는 렌즈의 배면에 평활한 배면을 제공하기 위한 광학소자가 부가되어 일체로 구성된 것을 보인 도 1C의 렌즈의 단면도.

도 2B는 렌즈의 배면에 평활한 배면을 제공하기 위한 광학소자가 부가되어 일체로 구성된 것을 보인 도 1D의 렌즈의 단면도.

도 3A는 렌즈의 전면에 평활한 전면을 제공하기 위한 광학소자가 부가되어 일체로 구성된 것을 보인 도 1C의 렌즈의 단면도.

도 3B는 렌즈의 전면에 평활한 전면을 제공하기 위한 광학소자가 부가되어 일체로 구성된 것을 보인 도 1D의 렌즈의 단면도.

도 4A는 렌즈의 전면과 배면에 평활한 전면과 배면을 제공하기 위한 광학소자가 부가되어 일체로 구성된 것을 보인 도 1C의 렌즈의 단면도.

도 4B는 렌즈의 전면과 배면에 평활한 전면과 배면을 제공하기 위한 광학소자가 부가되어 일체로 구성된 것을 보인 도 1D의 렌즈의 단면도.

도 5A, 도 5B, 도 5C, 도 5D, 도 5E 및 도 5F는 이중초점용으로 사용될 수 있는 본 발명의 렌즈의 여러 예를 보인 광학선도.

도 6A과 도 5B는 삼중초점용으로 사용될 수 있는 본 발명의 렌즈의 예를 보인 광학선도.

도 7은 WSD 구조물의 제1면과 MOD 구조물의 제2면을 가지고 렌즈동체가 렌즈에 굴절배율을 제공하는 곡률을 갖는 본 발명 제2실시형태의 다차수 회절렌즈의 단면도.

도 8A는 WSD 및 MOD 구조물이 렌즈의 전면을 따라서 단일 프로파일로 조합되고 배면에는 회절구조물이 없는 본 발명 제3실시형태의 다차수 회절렌즈의 단면도.

도 8B는 WSD 및 MOD 구조물이 렌즈의 배면을 따라서 단일 프로파일로 조합되고 전면에는 회절구조물이 없는 본 발명의 다른 제3실시형태를 보인 다차수 회절렌즈의 단면도.

도 8C는 렌즈의 배면에 평활한 배면을 제공하기 위한 광학소자가 부가되어 일체로 구성된 것을 보인 도 8B의 렌즈의 단면도.

도 9는 렌즈의 배면을 따라 WSD 구조물과 MOD 구조물이 조합되어 단일회절구조물로 되어 있고 렌즈동체는 렌즈에 굴절배율을 제공하는 곡률을 가지며 평활한 전면을 제공하기 위한 광학소자가 렌즈의 전면에 일체로 구성되어 있는 본 발명 제4실시형태의 다차수 회절렌즈를 보인 단면도.

도 10A와 도 10B는 연속적으로 완만하게 변화하는 프로파일을 갖는 정현고조파형 WSD 구조물이 렌즈의 전면에 제공되고 MOD 구조물이 렌즈의 배면에 제공된 것을 보인 도 1A 및 도 1B와 유사한 다차수 회절렌즈의 전면과 배면을 보인 평면도.

도 10C는 도 10A와 도 10B의 렌즈를 통한 단면도.

도 11은 본 발명 렌즈의 WSD 구조물을 위한 정현고조파형 회절면의 제1예에서 주기 0과 1 사이의 파형의 광행로차(OPD)의 그래프.

도 12는 예리하지 않은 실질적으로 평활한 변부를 보이고 표면에서 프로파일의 주기성을 보이는 정현고조파형 회절면의 제1예를 보인 방사상 위치에 대한 표면만곡(새그)의 예를 보인 그래프.

도 13과 도 14는 본 발명 렌즈의 WSD 구조물을 위한 정현고조파형 회절면의 제2예를 보인 도 11 및 도 12와 유사한 그래프.

도 15와 도 16은 본 발명 렌즈의 WSD 구조물을 위한 정현고조파형 회절면의 제3예를 보인 도 11 및 도 12와 유사한 그래프.

도 17은 만곡형 표면의 경우에서 정현고조파형 회절면의 예를 갖는 렌즈의 단면도.

도 18은 도 16의 만곡면을 따라 형성된 정현고조파형 회절면의 제4예를 보인 방사상 위치에 대한 표면만곡(새그)의 예를 보인 그래프.

도 1A, 도 1B 및 도 1C에서, 렌즈(10)는 단일체 렌즈동체(14)의 양측에 전면(12)과 배면(14)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 전면(12)은 파면분할회절(WSD) 구조물(16)을 가지고, 배면(14)은 다차수 회절구조물(MOD)(17)을 갖는다. WSD 구조물(16)과 MOD 구조물(17)의 환상구역 또는 영역의 예가 각각 도 1A와 도 1B에 도시되어 있다. 렌즈동체(14)의 곡률은 제로 또는 거의 제로에 가까운 굴절배율을 제공하여 IOL용의 콘택트 렌즈는 예를 들어 0.2-0.8 mm 두께로 매우 얇게 제작될 수 있다. 렌즈(10)의 직경은 특정 안과용의 렌즈로서 콘택트 렌즈, IOL 또는 안경렌즈에 따라서 달라질 수 있다. IOL용의 렌즈는 예를 들어 미국특허 제6,406,494호, 제6,176,878호, 제5,096,285호, 또는 미국특허출원공고 제2002/0120329 A1호, 제2002/0016630 A1호, 제2002/0193876 A1호, 제2003/0014107 A1호, 또는 제2003/0018385 A1호에 기술된 바와 같이 전형적인 IOL과 같은 부가적인 공막 또는 지지구조물을 갖거나, 미국특허 제4,769,033호에서 보인 바와 같이 전형적인 공막구조물이 없이 구성될 수 있다. 또한 도 1D에서 보인 바와 같이 WSD 구조물(16)이 배면(13)에 형성되고 MOD 구조물(17)이 전면에 형성될 수도 있다.

MOD 구조물(17)은 본 발명에서 인용되고 있는 미국특허 제5,589,982호에 기술되어 있다. MOD 구조물은 렌즈 사용자의 눈에 따라서 원시시력교정을 위한 기본배율을 주로 또는 전적으로 제공하는 단차를 구비하는 구역을 갖는다.

WSD 구조물(16)은 MOD 구조물(17)과 조합하여 렌즈 사용자의 눈에 따른 근시시력교정을 위한 렌즈(10)의 부가배율을 제공하는 비-MOD 렌즈이다. 둘 이상의 차수(1차 설계파장)에서 높은 회절효율을 갖는 WSD 구조물을 제공할 수 있는 다른 회절구조물이 이용될 수 있다. 예를 들어, WSD 구조물은 화염형(즉, 톱니형), 정현파형, 정현고조파형, 사각파형, 또는 기타 다른 형상의 프로파일을 가질 수 있다. 정현고조파형 WSD 구조물은 이후 도 10 - 도 18에 관련하여 이후 상세히 설명된다.

렌즈(10)는 콘택트 렌즈, IOL의 광학소자, 또는 안경렌즈의 제조에 전형적으로 사용되는 것과 같은 투명물질로 구성될 수 있다(예를 들어, 플라스틱, 실리콘, 유리, 또는 전형적으로 특수 콘택트 렌즈, IOL 또는 안경렌즈의 분야에 사용되는 폴리머). 에칭, 몰딩 또는 다이렉트 다이아몬드 터닝과 같은 회절광학면을 제공하는 전형적인 방법은 렌즈의 각 면에 MOD 구조물 및 WSD 구조물의 구역을 형성할 수 있다. 예를 들어, 미국 뉴햄프셔주의 킨에 소재하는 Precitech, Inc.로부터 입수가능한 싱글 포인트 다이아몬드 터닝머신이 렌즈의 표면을 따라 요구된 프로파일을 형성하거나 또는 렌즈의 제조에 있어서 이러한 회절구조물의 복제(예를 들어 몰딩에 의한 복제)를 가능하도록 하는 마스터링 툴(mastering tool)을 제조하기 위한 렌즈기재물질에 본문에 언급된 어떠한 회절구조물을 가공하는데 사용될 수 있다.

안과분야의 적용에 따라서, 회절면을 갖는 렌즈(10)의 외면은 평활하게 처리되는 것이 필요하다. 아울러, 평활외면(19)을 갖는 광학소자(18)가 도 1C 및 도 1D 의 렌즈를 위하여 도 2A 및 도 2B에서 보인 바와 같이 렌즈(10)의 배면(13)에 일체로 구성되거나, 도 1C 및 도 1D의 렌즈를 위하여 도 3A 및 도 3B에서 보인 바와 같이 렌즈(10)의 전면(12)에 일체로 구성된다. 광학소자(18)는 광이 정확히 렌즈의 회절구조물에 의하여 회절될 수 있도록 렌즈(10)를 구성하는 물질의 굴절율과는 상이한 굴절율을 갖는 광학적으로 투명한 물질(예를 들어, 플라스틱, 실리콘, 유리, 또는 폴리머)의 기재 또는 코팅(도포후 경화된 것)일 수 있다. 광학소자(18)는 렌즈(10)에 부착되었을 때 회절면의 역상 프로파일(reverse profile)의 형상을 이루는 면(20)을 갖는다. 따라서, 광학소자(18)가 기재로 제공될 때, 그 면(20)은 회절구조물의 면에 접착(예를 들어 액상접착제를 이용한 접착), 용착, 또는 다른 방법에 의해 부착되었을 때 이러한 회절구조물의 면에 밀착될 수 있다.

다른 안과분야의 적용에 있어서, 렌즈(10)의 양측 외면은 평활하게 처리되는 것이 필요하다. 이와 같은 경우, 도 1C 및 도 1D에서 보인 렌즈(10)의 전면(12)과 배면(13)은 각각 도 4A 및 도 4B에서 보인 바와 같이 광학소자(18a)(18b)와 일체로 구성될 수 있다. 각 광학소자(18a)(18b)는 각각 평활외면(19a)(19b)을 가지고 면(20a)(20b)이 각각 회절구조물의 면에 대면하게 된다. 만약 필요한 경우, 도 2A, 도 2B, 도 3A, 또는 도 3B의 광학소자(18)의 외면(19), 또는 도 4A 및 도 4B의 광학소자(18a)(18b)의 면(19a)(19b)은 이들의 안과분야의 적용에 적합한 평활면을 얻을 수 있도록 가공(절단 및/또는 연마)될 필요가 있을 것이다. 회절면 프로파일에 대하여 평활면을 제공하기 위하여 광학소자(18)(18a)(18b)를 일체화하는 것이 미국 특허 제5,129,718호, 제5,760,871호 또는 제5,104,212호, 또는 미국공개출원 제2001/0018012호에 기술되어 있다.

이중초점 시력교정이 이루어질 수 있도록 조합되는 MOD 구조물과 WSD 구조물을 갖는 렌즈(10)는 다음의 두 실시예에서 설명된다.

실시예 1

이 실시예에서, 안과용 렌즈의 처방은 근시시력교정을 위한 +2 디옵터(D)의 부가배율을 갖는 원시시력 -7 디옵터(D)의 교정을 요구한다. 따라서, 렌즈의 두 배율(φ로 나타냄)은 다음과 같다.

φ_distance = -7D

φ_near = -5D ( = -7D + 2D = φ_distance + φ_add)

렌즈는 렌즈동체(14)를 구성하는 얇은 기재의 일측면에 요구된 원시배율을 갖는 MOD 구조물(17)과, 타측면에 0 및 +1 차수에서 주로 작용하는 화염형의 면을 갖는 WSD 구조물(16)로 구성될 것이다.

MOD 구조물의 회절구역의 방사상 위치(r_j)는 다음과 같이 주어진다.

[미국특허 제5,589,982호의 등식(1), φ₀ =1/F₀ 참조]

이 실시예에서, 선택된 설계파장은 λ₀ = 555 nm (최고 명소시반응)이다. 명소시반응은 밝은 조명하에 인간의 눈이 광파장을 인지하는 효율을 일컫는다. 만약 p = 10 이면, MOD 구조물을 위한 10 mm 의 투명구경내에서 구역반경은 다음과 같다.

·MOD 구조물 (-7 D)

구역번호 구역반경

0 --

1 1.259251

2 1.780851

3 2.181088

4 2.518503

5 2.815722

6 3.084524

7 3.331666

8 3.561701

9 3.777754

10 3.982103

11 4.176465

12 4.362175

13 4.540296

14 4.711688

15 4.877060

구역의 높이는 다음과 같다.

[상기 언급된 특허의 등식(4) 참조]

여기에서, p 는 상기 언급된 미국특허에 기술된 바와 같은 MOD 구조물의 MOD 수이고, n_lens 는 렌즈동체물질의 굴절율이며, n_medium 은 공기 또는 기재(18, 18a 또는 18b)와 같은 매질의 굴절율이다.

만약 렌즈가 공기중에 있으면 n_medium(λ₀) = 1.0 이다. 또한 렌즈가 굴절율이 n_lens(λ₀) = 1.5 인 물질로 구성되는 경우, 그 결과로 높이 h = 11.1 ㎛ 이다. 또한, 렌즈의 MOD 구조물형성면이 굴절율이 n_lens(λ₀) = 1.336 인 매질을 향하는 경우, 구역의 높이는 h = 33.84 ㎛ 로 증가한다.

렌즈동체(14)를 구성하는 기재의 타측면에서 WSD 구조물은 부가배율 φ_add 과 같은 배율을 갖는다. 따라서, 회절구역의 방사상 위치는 다음과 같다.

10 mm 의 투명구경내에서 구역반경은 다음과 같다.

·파면분할구조물 (+2 D)

구역번호 구역반경

0 --

1 0.744983

2 1.053565

3 1.290349

4 1.489966

5 1.665833

6 1.824829

7 1.971040

8 2.107131

9 2.234950

10 2.355844

11 2.470830

12 2.580698

13 2.686075

14 2.787472

15 2.885308

16 2.979933

17 3.071645

18 3.160696

19 3.247307

20 3.331666

21 3.413942

22 3.494281

23 3.572814

24 3.649658

25 3.724916

26 3.798684

27 3.871046

28 3.942081

29 4.011857

30 4.080441

31 4.147891

32 4.214262

33 4.279603

34 4.343961

35 4.407380

36 4.469899

37 4.531556

38 4.592385

39 4.652419

40 4.711688

41 4.770220

42 4.828043

43 4.885182

44 4.941660

45 4.997499

WSD 구조물을 위한 구역의 높이는 광행로차(OPD)의 파장의 최대 1/2 이 도입되도록 선택된다. 그 결과로 0 과 +1 회절차수 모두에서 회절효율은 40.5% 가 될 것이다. 0 차수는 MOD 구조물과 조합하여 원시상을 형성하는 반면에(WSD 면은 렌즈에 배율을 부가하지 않으므로), +1 차수는 MOD 구조물과 조합하여 근시상을 형성한다. 구역의 높이는 다음과 같다.

만약 렌즈가 공기중에 있으면 n_medium(λ₀) = 1.0 이다. 또한 렌즈가 굴절율이 n_lens(λ₀) = 1.5 인 물질로 구성되는 경우, 그 결과로 높이 h = 0.555 ㎛ 이다. 또한, 렌즈가 굴절율이 n_lens(λ₀) = 1.336 인 매질내에 잠기는 경우, 구역의 높이는 h = 1.69 ㎛ 로 증가한다.

실시예 2

이 실시예는 실시예 1의 경우와 같이 동일한 안과처방(+2 D 부가배율을 갖는 -7 D 원시배율)을 가지나, 사각파형 회절면을 갖는 WSD 구조물을 이용한다.

사각파형의 면은 각 구역의 반에 반파장의 광행로차(OPD)(또는 마찬가지로, π 래디안의 위상이동)를 도입하고 구역의 나머지 반에 대하여서는 제로 OPD 를 도 입한다. 사각파형의 면은 +1 및 -1 회절차수에서 현저한 에너지를 가지므로, 이와 같은 경우 MOD 구조물의 배율은 φ_MOD= -6 D 이고 사각파형 WSD 면의 배율은 φ_SQW = +1 D 이다. 앞서의 실시예와 같이 그 결과의 전체 렌즈배율은 다음과 같다.

φ_distance = φ_MOD - φ_SQW = -6D - 1D = -7D

φ_near = φ_MOD + φ_SQW = -6D + 1D = -5D = φ_distance + φ_add

마찬가지로 선택된 설계파장은 λ₀ = 555 nm (최고 명소시반응)이다. 만약 p = 10 이면, MOD 구조물을 위한 10 mm 의 투명구경내에서 구역반경은 다음과 같다.

·MOD 구조물 (-6 D)

구역번호 구역반경

0 --

1 1.360147

2 1.923538

3 2.355844

4 2.720294

5 3.041381

6 3.331666

7 3.598611

8 3.847077

9 4.080441

10 4.301163

11 4.511097

12 4.711688

13 4.904080

렌즈동체(14)를 구성하는 기재의 타측면에서 사각파형 WSD 구조물(16)의 회절구역의 방사상 위치는 다음과 같다.

10 mm 의 투명구경내에서 구역반경은 다음과 같다.

·사각파형 회절면(±1 D)

구역번호 구역반경

0 --

1 1.053565

2 1.489966

3 1.824829

4 2.107131

5 2.355844

6 2.580698

7 2.787472

8 2.979933

9 3.160696

10 3.331666

11 3.494281

12 3.649658

13 3.798684

14 3.942081

15 4.080441

16 4.214262

17 4.343961

18 4.469899

19 4.592385

20 4.711688

21 4.828043

22 4.941660

각 회절구역의 반부분에서 사각파형 회절면의 높이는 광행로차(OPD)의 파장의 반이 도입되도록 선택된다. 이는 +1 및 -1 회절차수 모두에서 회절효율이 40.5% 가 되도록 한다. -1 차수는 MOD 구조물과 조합하여 원시상을 형성하는 반면에, +1 차수는 MOD 구조물과 조합하여 근시상을 형성한다. 사각파형의 높이는 다음과 같다.

만약 렌즈가 공기중에 있으면 n_medium(λ₀) = 1.0 이다. 또한 렌즈가 굴절율이 n_lens(λ₀) = 1.5 인 물질로 구성되는 경우, 그 결과로 높이 h = 0.555 ㎛ 이다. 또한, 렌즈의 사각파형 회절면이 굴절율 n_lens(λ₀) = 1.336 인 매질을 향하는 경우, 구역의 높이는 h = 1.69 ㎛ 로 증가한다.

도 5A-도 5F는 여러 렌즈(10)의 광학선도의 예를 보인 것이다. 안과분야에서, 이러한 선도는 안경렌즈(즉, 눈으로부터 일정한 거리를 둔 렌즈 10), IOL(즉, 안구내 렌즈 10), 또는 콘택트 렌즈(즉, 각막외면의 렌즈 10)의 경우와 같이 안과용 렌즈 구비기기를 포함한다. 도 5A-도 5D는 동일한 이중초점처방을 제공하도록 상이한 배율의 WSD 와 MOD 구조물을 이용한 것을 보이고 있으나, 차수는 상이한 것을 보이고 있다. 도 5A에서, 렌즈는 화염형 프로파일(0, +1 차수)을 갖는 +2D 배율 WSD 구조물(16)과 -7D 배율 MOD 구조물(17)에 의하여 +1 차수에서 -5D 근시(부가)배율과 0 차수에서 -7D 원시(기본)배율을 갖는다. 도 5B에서, 렌즈는 화염형 프로파일의 -2D 배율 WSD 구조물(16)과 -5D 배율 MOD 구조물(17)을 갖는다. 다른 실시예에서, 도 5C의 렌즈는 +2D 배율 WSD 구조물(16)과 +4D 배율 MOD 구조물(17)을 이용하여 0 차수에서 +4D 원시(기본)배율과 +1 차수에서 +6D 근시(부가)배율을 제공한다. 도 5D의 렌즈는 -2D 배율 WSD 구조물(16)과 +6D 배율 MOD 구조물(17)을 이용하여 +1 차수에서 +4D 원시(기본)배율과 0 차수에서 +6D 근시(부가)배율을 제공한다. 도 5E 및 도 5F는 사각파형 프로파일(+1, -1 차수)를 갖는 WSD 구조물(16)과, 각각 -6D 및 +5D 배율의 상이한 배율의 MOD 구조물(17)을 갖는 렌즈를 보이고 있다. 도 5E는 +1 차수에서 -5D 근시(부가)배율이고 -1 차수에서 -7D 원시(기본)배율이다. 도 5F는 -1 차수에서 +4D 원시(부가)배율이고 +1 차수에서 +6D 근시(부가)배율이다. 이와 같이 MOD 구조물의 배율과 함께 각 회절차수에서 WSD 구조물의 부가적인 배율효과로 이중초점 근시(부가) 및 원시(기본)배율을 제공한다. WSD 구조물에 의하여, 렌즈에 입사되는 광의 상이한 파장은 렌즈설계파장 부근의 영역에서 상이한 거리에 초점을 맺으나, WSD 구조물은 MOD 구조물에 비하여 배율이 매우 약하므로 성능은 현저히 영향을 받지 않는다. 환언컨데, 렌즈(10)의 부가배율과 기본배율은 WSD 구조물에 의하여 설계파장에 대하여 상이한 가시광 파장에서 약간만 변화할 것이다.

이들 실시예에서 보인 바와 같이, WSD 구조물형성면의 상이한 프로파일 형상은 요구된 기본배율에 따라서 선택된 MOD 구조물형성면에 조합되었을 때 요구된 근시 및 원시시력교정을 갖는 이중초점 렌즈(10)를 제공토록 선택될 수 있다. 실시예 1 및 2는 각각 도 5A 및 도 5E에 의하여 예로서 도시되었다. 또한 도 5E 및 도 5F의 사각파형 처럼 +1 및 -1 차수 사이에서 광을 분할하는 정현파형 프로파일이 이용될 수 있다. 0 및 +1 차수에서 분할의 경우, WSD 구조물(16)의 회절배율은 전부가배율인 반면에, +1 및 -1 차수에서의 분할은 부가배율의 반이 될 것인 바, 그 이유는 이러한 회절면이 근시 및 원시상 모두에 대한 배율의 원인이 되기 때문이다. 배율은 0 및 +1 차수의 회절면과는 대조적으로 각 영역에서 작으므로 +1 및 -1 분 할의 회절면은 적은 수의 대구역을 가지며 색수차가 작다.

또한 +1, 0 및 -1 차수의 동일한 에너지에 의하여 정현파형 프로파일의 변조깊이가 가볍게 변화되는 WSD 구조물(16)을 선택함으로서 렌즈(10)로 삼중초점렌즈가 제조될 수 있다. 예를 들어, 도 6A와 도 6B는 각각 -6D 및 +5D의 상이한 배율의 MOD 구조물을 갖는 이러한 WSD 구조물(16)을 보이고 있다. 도 6A의 렌즈는 -1 차수에서 -7D 원시배율이고 0 차수에서 -6D 중간배율이며 +1 차수에서 -5D 근시배율이다. 도 6B의 렌즈는 -1 차수에서 +4D 원시배율이고 0 차수에서 +5D 중간배율이며 +1 차수에서 +6D 근시배율이다. 3개 이상의 차수를 갖는 WSD 구조물이 이중초점 또는 삼중초점 이외의 다른 다초점 렌즈를 제공할 수 있도록 이용될 수 있다.

설명을 위하여, 도 1C의 렌즈(10)가 도 5A-5D 또는 도 6A-6B에 도시되어 있으나, 도 1D, 도 2A, 도 2B, 도 3A, 도 3B, 도 4A, 도 4B, 도 5A, 도 5B, 도 7A 또는 도 7B의 다른 렌즈가 도 5A-도 5D 또는 도 6A-도 6B의 실시예에 따른 이들의 각 WSD 및 MOD 구조물을 위한 배율과 프로파일의 선택에 의하여 이용될 수 있다. 렌즈 사용자의 요구에 따른 상이한 처방을 제공하도록 도 5A-도 5D 또는 도 6A-도 6B의 WSD 및 MOD 구조물을 위하여 상이한 배율이 이용될 수 있다. 이들 도면과 다른 도면에서 회절구조물에 보인 링(rings)의 수는 예시적인 것으로, 상이한 링의 수, 간격 및 높이가 이용될 수 있다.

렌즈(10)는 굴절율이 거의 없거나 없는 것이 좋다. 선택적으로 도 7에서 보인 바와 같이, 굴절율은 렌즈(10a)의 렌즈동체(14a)에 곡률을 부가함으로서 제공될 수 있다. 렌즈(10a)는 WSD 구조물(16)과 MOD 구조물(17)이 각각 전면(12a)과 배면(13a)에 제공되어 있는 점에서 렌즈(10)와 유사하다. 또는 WSD 구조물(16)과 MOD 구조물(17)이 각각 배면(13a)과 전면(12a)에 제공될 수도 있다. 이미 언급된 바와 같이, 하나 또는 두개의 평활외면을 갖는 렌즈 또는 렌즈계를 제공하기 위하여 광학소자(18)가 렌즈(10)의 일측면 또는 양측면에 일체로 구성될 수 있다. 렌즈(10a)의 굴절율은 MOD 구조물(17) 및 WSD 구조물(16)과 조합하여 원시교정을 위한 렌즈의 기본배율에 영향을 준다. MOD 구조물은 이미 렌즈(10a)의 기본배율에 기여하고 있으므로 요구된 굴절율의 크기는 종래기술의 하이브리드형 굴절회절렌즈와 같이 MOD 구조물이 없는 렌즈의 경우보다 매우 작다. 이와 같이 렌즈(10a)는 비록 렌즈(10) 보다는 두껍지만 MOD 구조물(17)의 이용으로 이러한 MOD 구조물이 없는 동배율의 굴절율을 갖는 회절렌즈에 비하여 매우 얇게 구성될 수 있다.

도 8A-도 8C에서, WSD 구조물(16)과 MOD 구조물(17)은 렌즈(10)의 면(22)을 따라 단일 회절구조물(21)로 조합될 수 있는 바, 도 8A는 이러한 면(22)이 렌즈의 전면에 형성된 것을 보이고 있고 도 8B는 이러한 면이 렌즈의 배면에 형성되어 있음을 보이고 있다. 이미 언급된 바와 같이, 평활외면(19)을 제공하기 위한 광학소자(18)가 회절구조물(21)과 일체로 구성될 수 있다. 비록 도 8A-도 8C의 렌즈(10)가 굴절율을 갖지 않거나 거의 갖지 않고 있으나, 도 9에서 보인 렌즈(10b)를 제공 하기 위하여 렌즈동체(14b)에 선택적으로 곡률이 부가될 수 있다. 도 9에서, 렌즈(10b)는 평활면(19c)을 갖는 광학소자(18b)가 회절구조물(21)에 일체로 구성되는 광학소자(18c)를 보이고 있다. 그러나, 렌즈(10b)에는 광학소자(18c)가 없을 수도 있다. 회절구조물(21)은 WSD 구조물(16)이 MOD 구조물(17)상에 중첩되거나 그 반대일 수 있다. 이와 같이 예를 들어 도 5A-도 5D 또는 도 6A-도 6B와 동일한 처방이 단일면(22)을 이용하여 제공될 수 있다.

광학소자(18)(도 2A, 도 2B, 도 3A, 도 3B 및 도 8C)는 렌즈(10)에 결합되었을 때 렌즈(10)의 일부가 되고, 마찬가지로 도 4A 및 도 4B의 광학소자(18a)(18b)도 렌즈(10)에 결합되었을 때 렌즈(10)의 일부가 된다. 또한 도 9의 광학소자(18c)도 렌즈(10)에 결합되었을 때 그 일부가 된다. 비록 렌즈(10)(10a)(10b)가 각각 단일 렌즈동체(14)(14a)(14b)로서 도시되어 있으나, 렌즈동체는 단일 광학소자로 구성되거나 다수의 광학소자가 합체되어 구성될 수 있다. 또한 도면에서는 광학소자(18)(18a)(18b)(18c)가 단일층인 것으로 도시되었으나, 광학소자(기재 또는 코팅)의 이러한 층은 단일층 또는 다수층일 수 있다.

또한 하나 이상의 WSD 구조물(16), MOD 구조물(17) 또는 비-MOD 회절구조물에 대한 미국특허 제5,016,977호에 기술된 바와 같은 회절구조물(21)에 비-원형의 구역(쌍곡선 또는 타원형)을 형성한 렌즈(10)(10a)(10b)를 이용하여 난시를 교정할 수 있다. 이와 같은 경우, 구역간 간격은 상기 실시예 1 및 2에서 보인 바와 같이 동일한 크기가 아니고 렌즈의 수평방향 및 수직방향에서 크기가 상이하다. 렌즈는 또한 이러한 회절구조물을 갖는 하나 이상의 프로파일에 굴절곡률을 부가함으로서 난시를 교정할 수 있을 것이다. 또한 또는 부가적으로, 난시는 전형적인 굴절렌즈에 이용된 것과 같은 렌즈동체의 굴절을 이용함으로서 렌즈(10)(10a)(10b)로 교정될 수 있다.

이미 언급된 바와 같이, WSD 구조물(16)은 정현고조파형(주기형) 회절구조물, 특정 형태 또는 등급의 정현파형 프로파일 파면분할회절구조물일 수 있다(비록 이후 설명되는 코싸인 항에서, 표면이 동일하게 싸인 및/또는 코싸인 항으로 설명될 수 있다 하여도). 도 10A, 도 10B 및 도 10C는 각각 도 1A, 도 1B 및 도 1C와 유사한 렌즈(10)의 예를 보인 것이나, 전면에 정현고조파형 WSD 구조물로 제공된 WSD 구조물(16)과 배면에 제공된 MOD 구조물(17)을 갖는 렌즈를 보인 것이다. 또한 렌즈의 전면과 배면에 각각 WSD 구조물(16a)과 MOD 구조물(17a)이 제공될 수 있다. 정현고조파형 WSD 구조물은 표면높이의 크기를 설명하기 위하여 과장되게 표현한 도 10C에서 보인 바와 같이 구역내부와 구역사이의 경계를 따라서 연속적이고 평활하게 변화하는 회절파면분할면을 제공한다. 이는 화염형 회절구조물(예를 들어 도 1C의 WSD 구조물 16으로 가장 잘 보인 바와 같이) 또는 사각파형 회절구조물의 불연속 구역경계와는 대조적으로 급격하지 않은 구역 사이의 경계(전이부)를 제공한다.

다초점 렌즈(10)에서는 정현고조파형 WSD 구조물(16)이 +1, -1, 또는 +1, 0, -1 회절차수에서 부가배율을 제공하는 것이 좋다. 예를 들어, 정현고조파형 WSD 구조물은 실시예 2에서 이미 언급된 바와 같이 +1, -1 차수를 갖는 사각파형 WSD 회절구조물 대신에 사용될 수 있다. 다른 회절차수가 정현고조파형 WSD 구조물에 의하여 제공될 수도 있다. 이와 같이, 정현고조파형 WSD 구조물은 도 2A, 도 2B, 도 3A, 도 3B, 도 4A, 도 4B, 도 8A, 도 8B 또는 도 8C의 렌즈(10)에 사용되거나, 또는 각각 도 7 및 도 9의 렌즈(10a)(10b)를 제공하는데 사용될 수 있다. 특히 정현고조파형 WSD 구조물은 연속적이고 평활한 표면이 요구될 때 본 발명의 렌즈를 제공하는데 유용하다. 이후에 정현고조파형 WSD 구조물을 표현하는 광학등식이 설명될 것이다.

정현고조파형 WSD 구조물은 다수의 구역 z 를 가지며, 각 구역은 유한수의 코싸인 항의 합으로 나타내는 다음의 등식에 의하여 일반적으로 설명되는 방사상 위치를 갖는다.

여기에서, α_j 와 φ_j는 각각 원점(ξ=0)에서 j번째 조화항의 진폭과 위상이며, j 는 1 로부터 j_max 까지의 정수이다. ξ 는 회절구역내에서 부분위치(0≤ξ≤ 1)로서 간주될 수 있다. 이 표면은 다음과 같으므로 각 구역 및 구역 사이의 경계내에서 연속적이고 연속미분가능하다.

.

각 코싸인 항이 주기성이므로 이 표면은 다른 동일한 방법으로 표현할 수 있다. 다른 표현방법은 적용여하에 따라서 더욱 유용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 일정주기의 회절격자(주기 L)는 다음과 같이 표현될 수 있다.

여기에서 회절격자주파수 v₀ 는 v₀ = 1/L 이다.

회전대칭형 회절렌즈(DOE)는 통상적으로 r 의 멱급수, 예를 들어 방사상 좌표로 구성되는 위상함수로 표현된다.

상기 등식에서 λ₀ 는 설계파장이다. 이러한 경우, 표면은 다음의 등식으로 주어질 수 있다.

표면곡률 또는 새그 z 로 표현되는 표면이 두 매질은 플라스틱 및 공기와 같이 Δn 으로 주어진 굴절률의 변화로 분리하는 경우, 요소의 전달함수는 위상함수이다.

z 의 주기성은 t(ξ)는 다음과 같이 푸리에급수로서 팽창된다.

그 팽창계수는 다음과 같다.

회절차수 m 의 회절효율(η_m)은 다음 식으로 주어진다.

η_m=

이와 같이, 정현고조파형 회절면은 다수의 항(j_max)을 선택하고 α_j및 φ_j 의 값을 찾아내어 특정 η_m의 요구된 값(또는 가능한 요구된 값에 근접한 값)을 얻을 수 있도록 설계된다. 일반적으로, 이는 감쇠최소제곱법 또는 심플렉스와 같은 수치최적화루틴을 이용하여 수치적으로 수행된다. 예를 들어 이들 수치최적화루틴은 Press 등의 Numerical Recipes in C, Cambridge University Press, Ch.10,pp.392-455, 1988-1992 에 기술되어 있다. 수치최적화를 수행하기 위하여, 요구된 회절효율에 기초하여 적당한 오차함수(메리트함수 또는 목적함수라 함)가 구성된다. 여러 오차함수가 있으나 그 한 예는 다음과 같다.

여기에서, η_m는 차수 m 의 회절효율이고

는 차수 m 의 목표(요구된)효율이며 Δη_m은 차수 m 에 대한 효율의 공차이다. 공차는 오차함수에서 가중요소로서 작용한다. 합은 목표효율을 갖는 모든 차수 m 에 대한 것이다. 최적화루틴은 M 의 값을 최소화하고자 할 것이다.

모든 회절광학소자에 대하여, 회절효율의 분포는 각 구역프로파일의 형태(즉, α_j와 φ_j )에 의하여 결정되고, 일부 차수의 위치는 특정구역위치에 따라서 달라진다.

정현고조파형 회절구조물은 광행로차(OPD)에 의하여 기술된 바와 같을 수 있다. 일반적으로, 설계파장 λ₀의 단위에서 표면프로파일에 의하여 도입된 광행로차(OPD)는 다음과 같이 주어진다.

여기에서, Δn 은 표면에서 굴절율의 변화이다. 이와 같이, 정현고조파형 표면의 등적표현은 다음과 같은 형태의 OPD 함수이다.

여기에서,

정현고조파형 WSD 구조물의 4개 실시예가 OPD에서 WSD 구조물의 프로파일을 기술함으로서 다음과 같이 설명된다. 이들 실시예는 옵티컬 디자인 소프트웨어 MATLAB version 7.0.4 의 서치함수(fminsearch function)을 이용하여 얻은 것이다.

정현고조파형 WSD 실시예 1

이 실시예에서, 정현고조파형 WSD 구조물은 동일한 효율을 갖는 두개의 차수 1 과 -1 을 가지며, 항 j_max 의 수는 9 로 선택되었다. 공차 Δη₁= Δη_-1= 0.1 인

,

의 목표회절효율을 이용하여 회절효율 η₁= 0.392, η_-1= 0.392 를 얻는다. 여기에서 아래첨자는 회절차수를 나타낸다. 이미 보인 등식 OPD(ξ)에서, 진폭과 위상은 다음과 같다.

항번호 OPD의 진폭 위상

j b_j φ_j

1 0.31253705 2.3013065

2 0.00058811576 55.2522789

3 0.087517303 173.10021

4 0.0059989271 176.01364

5 0.022769713 11.436888

6 0.000285517497 34.096284

7 2.9304878e-005 -153.20306

8 1.1151444e-005 93.833363

9 6.4370967e-006 -82.807809

도 11은 이 실시예의 프로파일의 단편주기를 보인 것으로, 수직축은 표면에 의하여 도입된 파동의 광행로차(OPD)를 나타낸다.

이중초점 렌즈를 구성함에 있어 이러한 표면의 이용을 고려하여, 제1(m=+1)차수에서는 배율이 +1 디옵터(D)이고 마이너스 제1차수(m=-1)에서는 -1 디옵터(D)이다. 패럭시얼 배율 P 를 갖는 회전대칭형 렌즈는 다음의 위상함수로 나타낸다.

여기에서, 계수 c₁ = -P/2 이다. 이 실시예에서, P = 1 이고 D = 0.001 mm^- ¹ 이므로, c₁ = -0.0005 mm^- ¹ 이다. 설계파장이 λ₀ = 555 nm 이고 굴절율 n =1.4 인 경우, 그 결과의 표면새그는 도 12에서 보인 바와 같다(투명구경이 3 mm 인 경우).

이 실시예의 정현고조파형 WSD 구조물은 +2D 부가배율을 갖는 -7D 원시배율의 난시처방을 위하여 상기 언급된 실시예(실시예 2)의 렌즈의 WSD 구조물로 이용될 수 있는 바, 정현고조파형 WSD 구조물은 +1 및 -1 회절차수에서 동일한 회절효율을 갖는 것이 바람직하다.

정현고조파형 WSD 실시예 2

이 실시예에서, 정현고조파형 WSD 구조물은 상이한 효율을 갖는 두개의 차수 1 과 -1 을 가지며, 항 j_max 의 수는 9 로 선택되었다. 공차 Δη₁= Δη_-1= 0.1 인

,

의 목표회절효율을 이용하여 회절효율 η₁= 0.463, η_-1= 0.307 를 얻는다. 이미 보인 등식 OPD(ξ)에서, 진폭과 위상은 다음과 같다.

항번호 OPD의 진폭 위상

j b_j φ_j

1 0.3108236 -3.251163

2 0.02016636 79.453833

3 0.081658583 170.51566

4 0.016973116 -110.72224

5 0.0040312635 -6.1517457

6 4.2476173e-005 156.4763

7 2.0952967e-005 151.35605

8 1.6141714e-005 84.175971

9 4.1298462e-007 134.9744

도 13은 이 실시예의 프로파일의 단일주기를 보인 것으로, 수직축은 표면에 의하여 도입된 파동의 광행로차(OPD)를 나타낸다.

앞의 정현고조파형 WSD 실시예 1과 동일한 이중초점 렌즈 파라메타를 이용하여, 그 결과의 표면을 도 14에 도시하였다. 이 실시예의 다른 점은 각 차수의 두 상이 앞서의 실시예의 동일한 가중비와는 다르게 비율 0.463:0.307로 가중되는 것이다.

이 실시형태의 정현고조파형 WSD 구조물은 +2D 부가배율을 갖는 -7D 원시배율의 난시처방을 위하여 상기 언급된 실시예(실시예 2)의 렌즈의 WSD 구조물로 이용될 수 있는 바, 정현고조파형 WSD 구조물은 +1 및 -1 회절차수에서 동일하지 않은 회절효율을 갖는 것이 바람직하다.

정현고조파형 WSD 실시예 3

이 실시예에서, 정현고조파형 WSD 구조물은 상이한 효율을 갖는 3개의 차수 1, -1 과 0 을 가지며, 항 j_max 의 수는 9 로 선택되었다. 공차 Δη₁= Δη_-1= Δη₀= 0.1 인

의 목표회절효율을 이용하여 회절효율 η₁= 0.396, η_-1= 0.297, η₀= 0.198 를 얻는다. 이미 보인 등식 OPD(ξ)에서, 진폭과 위상은 다음과 같다.

항번호 OPD의 진폭 위상

j b_j φ_j

1 0.24822708 2.5946342

2 0.018494874 95.942008

3 0.047921793 -172.2556

4 0.00029135048 -81.428553

5 0.0069972667 11.839011

6 0.0014266694 -165.24582

7 0.00013151505 -175.9515

8 2.9816201e-005 -175.94655

9 4.5201516e-006 123.56193

도 15는 이 실시예의 프로파일의 단일주기를 보인 것으로, 수직축은 표면에 의하여 도입된 파동의 광행로차(OPD)를 나타낸다.

이 표면은 m = 0 차수에서 유용한 상을 제공하는 3중초점 렌즈로서 사용될 수 있다. 이 렌즈의 위상함수는 렌즈가 3개의 배율 +1 D, 0 D 및 -1 D 를 갖도록 한다. 설계파장이 λ₀ = 555 nm 이고 굴절율 n =1.4 인 경우, 그 결과의 표면새그는 도 16에서 보인 바와 같다(투명구경이 3 mm 인 경우).

이 실시예의 정현고조파형 WSD 구조물은 도 6A 및 도 6B에 관련하여 이미 언급된 바와 같은 3중초점 렌즈를 제공하도록 이용될 수 있다.

정현고조파형 WSD 실시예 4

앞서의 3개 정현고조파형 WSD 실시예는 평판(평면상) 기재에서 구현되었다. 또한 굴절율을 갖는 표면, 즉, 만곡형 표면상에 정현고조파형 표면을 이용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 굴절율 P_lens= -5D 를 갖는 렌즈를 고려하기로 한다. 렌즈 두께가 충분히 얇은 경우, 얇은 렌즈 공식이 렌즈의 배율을 구하기 위하여 이용될 수 있다.

여기에서, r₁ 과 r₂ 는 표면의 곡률반경이다. 값 r₂ = 8 mm 가 선택되고 n = 1.4 이 유지되는 경우, 상기 등식은 우리의 -5D 실시예 렌즈의 r₁ 을 얻기 위하여 이용될 수 있다: r₁ =8.889 mm. 정현고조파형 WSD 실시예 1에 이용된 표면에 r₁ 에 -5D의 기본굴절배율을 적용함으로서 두개의 배율 -6D(-5 -1) 및 -4D(-5 + 1)를 갖는 이중초점 렌즈를 얻는다. 이 렌즈는 도 17(얇고 한정된 두께를 갖는다)에 도시되어 있는 바, 전면(24)은 정현고조파형 WSD 구조물을 가지고, 렌즈동체(25)는 기본배율을 제공하는 굴절곡률을 갖도록 구성되며, 배면(26)을 평활하다. 또는, 배면이 고조파형 WSD 구조물을 가질 수 있고 전면이 평활할 수 있다. 이 실시예에서, MOD 구조물은 필요없다. 전면(24)의 표면새그(고조파형)는 도 18에 도시되어 있다. 이 표면의 코싸인변화는 정현고조파형 WSD 실시예 1과 거의 동일하며(높이가 거의 0.75 ㎛ 이다), 도 17에서 보인 규모에서는 눈에 보이지도 않는다.

이와 같이 다중초점성능을 제공하기 위하여, 정현고조파형 WSD 구조물은 렌즈의 부가배율을 제공하고, MOD 구조물 또는 렌즈동체의 굴절율은 렌즈의 기본배율을 제공한다. 더욱이, 렌즈의 기본배율은 바람직한 경우 MOD 구조물과 렌즈동체의 굴절곡률의 조합으로 제공될 수도 있다.

비록 코싸인 항이 정현고조파형 회절면을 기술함에 있어서 상기 도시한 바 잇으나, 이러한 항은 등가면을 한정하기 위하여 싸인항, 코싸인과 싸인항의 조합일 수 있다. 이는 다음의 예에서 증명된다. 동일한 주파수 v 의 코싸인과 싸인의 합을 고려한다. 진폭은 α_c 및 α_s 이며 원점에서의 위상은 φ_c 와 φ_s 이다.

이는 진폭 α_H 와 위상 φ_H 을 갖는 단일 코싸인(또는 싸인)항과 같다. 이는 다음식에 상기 식을 비교함으로서 알 수 있을 것이다.

cos(2πvx)와 sin(2πvx)의 계수를 같게 한다.

(α_c, α_s, φ_c 와 φ_s 는 x 의 독립항이다).

α_H 와 φ_H 에 대하여 풀면 다음과 같다(각 등식을 제곱하고 더하여 α_H 를 얻으며, 등식을 나누어 φ_H 을 얻는다.

코싸인 및 싸인항 모두를 이용하는 잇점은 없는데, 그 이유는 그 결과의 표면이 완전히 같지 않기 때문이다. 아울러, 정현고조파형 WSD 구조물이 코싸인 및/또는 싸인항으로 동일하게 표현될 수 있어 정현고조파형 WSD 구조물은 정현파형 프로파일의 형태 또는 등급으로 이미 언급한 바있다.

상기 정현고조파형 회절구조물 실시예로 보인 바와 같이, 변부가 특히 평활하고, 이로써 이러한 구조물은 평활한 변부가 요구되는 안과분야(예를 들어 콘택트 렌즈) 또는 비안과분야에 유용하다. 더욱이, 하나 이상의 정현고조파형 회절구조물이 MOD 구조물의 유무에 관계없이, 그리고 광학소자 동체를 따른 굴절곡률의 유무에 관계없이 광학소자의 동체에 제공될 수 있다.

이상의 설명으로부터, 본 발명에 있어서는 시력교정용 회절렌즈와 이러한 렌즈를 제공하기 위한 방법이 제공될 수 있음이 명백하게 될 것이다. 본 발명에 따른 렌즈의 변형형태 및 수정형태가 본 발명의 기술분야에 숙련된 자이면 달리 의심없이 제안될 수 있을 것이다. 따라서, 상기 언급된 내용은 설명을 위한 것으로 어떠한 제한을 두는 것은 아니다.

Claims

제1 및 제2면을 갖는 렌즈동체, 상이한 초점거리 또는 범위에 대하여 둘 이상의 회절차수로 광을 분할하기 위한 제1회절구조물과, 공통의 초점거리 또는 범위에 대하여 상이한 파장의 광을 회절시켜 다수의 상이한 회절차수로 되게하기 위한 제2회절구조물을 포함하되, 상기 제1 및 제2회절구조물이 상기 제1 및 제2면의 동일한 면 또는 상이한 면에 배치되며, 상기 제1 및 제2회절구조물이 조합되어 적어도 근시 및 원시시력교정이 이루어질 수 있도록 함을 특징으로 하는 안과용 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제2회절구조물이 제2배율을 가지고, 상기 제1회절구조물가 상기 제1회절구조물의 상기 각 회절차수들 중 각각의 회절차수에 따라서 적어도 두개의 제1배율을 가지며, 상기 렌즈가 상기 제2회절구조물의 상기 제2배율과 상기 제1회절구조물의 상기 제1배율 중의 하나와 조합함에 따른 상기 원시시력교정용 기본배율을 가지고, 상기 렌즈가 상기 제2회절구조물의 상기 제2배율과 상기 제1회절구조물의 상기 제1배율 중의 하나와 조합함에 따른 상기 근시시력교정용 부가배율을 가짐을 특징으로 하는 안과용 렌즈.
제2항에 있어서, 상기 제2회절구조물의 상기 제2배율이 상기 렌즈의 상기 기본배율에 대한 상기 제1회절구조물의 상기 조합에 전적으로 또는 전체적으로 기여함을 특징으로 하는 안과용 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제2회절구조물이 회절구조물에 입사되는 광이 광학적인 위상이동을 보이는 구역경계를 형성하고 상이한 회절차수 m 으로 상기 각 파장들의 각각의 광을 회절시키는 다수의 구역에 의하여 특징지어지는 다차수 회절구조물이며, 회절구조물의 동일초점에 대하여 m 의 크기는 ≥1 임을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 렌즈 동체가 상기 각 제1 및 제2면을 제공하는 두개의 면을 가지고, 상기 제1면이 상기 렌즈의 전면이며, 상기 제2면이 상기 렌즈의 배면임을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 렌즈가 상기 각 제1 및 제2면을 제공하는 두개의 면을 가지고, 상기 제2면이 상기 렌즈의 전면이며, 상기 제1면이 상기 렌즈의 배면임을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 렌즈동체가 제로 또는 제로에 가까운 굴절율을 가짐을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 렌즈동체가 상기 렌즈에 대하여 굴절율을 제공함을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 광학소자를 추가로 포함하되, 상기 제1면 또는 상기 제2면중 하나가 상기 광학소자와 일체로 구성되며, 상기 광학소자가 상기 렌즈에 평활외면을 제공함을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 두개의 광학소자를 추가로 포함하되, 상기 제1면과 상기 제2면이 상기 광학소자의 각각에 일체로 구성되며, 상기 광학소자가 상기 렌즈에 평활외면을 제공함을 특징으로 하는 렌즈.
제9항에 있어서, 상기 광학소자가 기재 또는 코팅 중 하나임을 특징으로 하는 렌즈.
제10항에 있어서, 상기 광학소자가 각각 기재 또는 코팅임을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2회절구조물이 조합되어 상기 제1 또는 제2면의 하나를 따라 단일 회절구조물로 됨을 특징으로 하는 렌즈.
제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2면 중 상기 하나를 따라 렌즈와 일체로 구성된 광학소자를 추가로 포함하고, 상기 광학소자가 상기 렌즈에 평활외면을 제공 함을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 렌즈가 안구내이식렌즈임을 특징으로하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 렌즈가 콘택트 렌즈임을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 렌즈가 안경렌즈임을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2회절구조물 중 적어도 하나가 난시를 교정함을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2회절구조물 중 적어도 하나가 난시교정을 위한 굴절곡률을 가짐을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 렌즈동체가 단일 광학소자로 구성됨을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 렌즈동체가 함께 합체된 다수의 광학소자로 구성됨을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1회절구조물이 이 제1회절구조물의 회절차수들 중 각 회절차수에서 광에너지를 실질적으로 동일하게 분할함을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1회절구조물이 일정량의 광을 상기 제1회절구조물의 회절차수들 중 각 회절차수에 제공함을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1회절구조물이 화염형, 정현파형, 정현고조파형 또는 사각형 프로파일 중의 하나를 가짐을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 렌즈동체가 IOL 또는 콘택트 렌즈용으로 사용하기 위하여 충분히 얇음을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1회절구조물이 광을 두개의 회절차수로 분할하고, 상기 제1 및 제2회절구조물이 조합하여 근시 및 원시시력교정 성능을 갖는 이중초점 렌즈를 제공함을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1회절구조물이 광을 3개의 회절차수로 분할하고, 상기 제1 및 제2회절구조물이 조합하여 근시, 중간시력 및 원시시력교정 성능을 갖는 삼중초점 렌즈를 제공함을 특징으로 하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1회절구조물이 각 구역내에서 그리고 구역과 구역 사이의 경계에서 연속하는 다수의 구역을 갖는 정현고조파형 회절구조물임을 특징으로 하는 렌즈.
제28항에 있어서, 상기 렌즈가 콘택트 렌즈이고, 상기 제1회절구조물이 배치되는 상기 제1 및 제2면 중 상기 하나가 사용자의 눈에 배치되는 상기 렌즈의 면임을 특징으로 하는 렌즈.
제29항에 있어서, 사용자의 눈에 배치되었을 때 상기 제1회절구조물이 눈을 자극하는 예리한 부분이 없어 사용자가 상기 렌즈를 편안하게 착용할 수 있음을 특징으로 하는 렌즈.
제28항에 있어서, 상기 제1 및 제2회절구조물이 조합되어 상기 제1 또는 제2면들 중 한 면을 따라 단일 회절구조물로 됨을 특징으로 하는 렌즈.
제31항에 있어서, 상기 제1 및 제2면 중 상기 하나를 따라 상기 렌즈와 일체로 구성되는 광학소자를 추가로 포함하고, 상기 광학소자가 상기 렌즈에 평활외면을 제공함을 특징으로 하는 렌즈.
제28항에 있어서, 상기 제1회절구조물이 다수의 구역을 갖는 회절구조물이고 각 구역이 다음의 등식

에 따른 위치를 가지되, α_j 와 φ_j는 각각 1 부터 j_max 까지 유한수의 항 j의 진폭과 위상을 나타내며, ξ는 구역내에서 0 과 1 사이의 단편위치임을 특징으로 하는 안과용 렌즈.
제28항에 있어서, 광학소자를 추가로 포함하되, 상기 광학소자가 상기 제2회절구조물이 평활면을 제공토록 배치되는 상기 제1 및 제2면 중 상기 하나와 구성됨을 특징으로 하는 렌즈.
제34항에 있어서, 상기 광학소자가 기재 또는 코팅 중 하나임을 특징으로 하는 렌즈.
기본배율과 부가배율을 갖는 이중초점 안과용 렌즈를 제공하는 방법에 있어서, 렌즈의 요구된 기본배율에 따라서 공통의 초점거리 또는 범위에 대하여 광을 회절시켜 다수의 상이한 회절차수로 만들기 위한 렌즈의 제1회절구조물을 선택하는 단계와, 원시교정을 위한 기본배율과 근시교정을 위한 부가배율이 상기 제1 및 제2회절구조물의 조합에 따르는 상이한 초점거리 또는 범위에 대하여 광을 회절시켜 둘 이상의 회절차수로 되게하기 위한 렌즈의 제2회절구조물을 선택하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 이중초점 안과용 렌즈의 제공방법,
제36항에 있어서, 상기 렌즈가 제1 및 제2면을 가지고, 상기 제1 및 제2회절구조물이 상기 제1 및 제2면의 동일한 면 또는 상이한 면에 배치됨을 특징으로 하는 방법.
제36항에 있어서, 상기 제1회절구조물이 회절구조물에 입사되는 광이 광학적인 위상이동을 보이는 구역경계를 형성하고 상이한 회절차수 m 로 상기 각 파장의 광을 회절시키는 다수의 구역에 의하여 특징지어지는 다차수 회절구조물이며, 회절구조물의 초점거리나 범위에 대하여 m 의 크기는 ≥1 임을 특징으로 하는 방법.
제36항에 있어서, 상기 렌즈가 제1 및 제2면을 가지고, 상기 렌즈의 적어도 하나의 면에 상기 렌즈에 평활외면을 제공하는 광학기재를 부가하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
제36항에 있어서, 제로 또는 제로에 가까운 굴절율을 갖도록 상기 렌즈의 동체를 선택하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
제36항에 있어서, 굴절율을 갖도록 상기 렌즈의 동체를 선택하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
제36항에 있어서, 상기 제1 및 제2회절구조물 중 적어도 하나가 난시를 교정하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제36항에 있어서, 상기 제1 및 제2회절구조물 중 적어도 하나가 난시를 교정하기 위한 굴절특성을 가짐을 특징으로 하는 방법.
제36항에 있어서, 상기 제2회절구조물이 각 구역내에서 그리고 구역과 구역 사이의 경계에서 연속하는 다수의 구역을 갖는 정현고조파형 회절구조물임을 특징으로 하는 방법.
제44항에 있어서, 상기 제2회절구조물이 다수의 구역을 갖는 회절구조물이고 각 구역이 다음의 등식에 따른 위치를 가지되,

α_j 와 φ_j는 각각 1 부터 j_max 까지 유한수의 항 j의 진폭과 위상을 나타내며, ξ는 구역내에서 0 과 1 사이의 단편위치임을 특징으로 하는 안과용 렌즈의 제공방법.
제1 및 제2면을 갖는 렌즈동체, 상이한 초점거리 또는 범위에 대하여 둘 이상의 회절차수로 광을 분할하기 위한 제1회절구조물과, 공통의 초점거리 또는 범위에 대하여 광을 회절시켜 다수의 상이한 회절차수로 되게하기 위한 제2회절구조물을 포함하되, 상기 제1 및 제2회절구조물과 상기 제1 및 제2면의 동일한 면 또는 상이한 면에 배치되며, 상기 제1회절구조물과 상기 제2회절구조물이 조합되어 상이한 거리 또는 범위에서 시력교정을 위한 다수의 상이한 초점거리 또는 범위를 제공함을 특징으로 하는 광학소자.
제46항에 있어서, 상기 상이한 초점거리 또는 범위가 근시 및 원시시력교정 성능을 갖는 이중초점 렌즈를 제공하도록 두개임을 특징으로 하는 광학소자.
제46항에 있어서, 상기 상이한 초점거리 또는 범위가 근시, 중간시력 및 원시시력교정 성능을 갖는 삼중초점 렌즈를 제공하도록 3개임을 특징으로 하는 광학소자.
제46항에 있어서, 상기 제1회절구조물이 정현고조파형 회절구조물임을 특징으로 하는 광학소자.
반경 r 을 갖는 안과용 렌즈에 있어서, 둘 이상의 상이한 배율을 제공하도록 상이한 초점거리 또는 범위에 대하여 상이한 파장의 광을 둘 이상의 회절차수로 분할하기 위한 정현고조파형 회절구조물을 갖는 렌즈동체를 포함하되, 상기 렌즈동체가 렌즈에 대하여 굴절기본광학배율을 제공하며, 상기 정현고조파형 회절구조물이 상이한 주파수에서 적어도 r² 에 따라 싸인곡선상으로 변화함을 특징으로 하는 안과용 렌즈.
제50항에 있어서, 상기 렌즈동체가 렌즈의 기본광학배율을 제공하도록 상기 굴절광학배율과 조합하는 공통의 초점거리 또는 범위에 대하여 광을 회절시켜 다수의 상이한 회절차수로 되게하기 위한 다차수 회절구조물을 포함함을 특징으로 하는 렌즈.
제50항에 있어서, 상기 정현고조파형 회절구조물이 다수의 구역을 가지고 각 구역이 다음의 등식

에 따른 위치를 가지되, α_j 와 φ_j는 각각 1 부터 j_max 까지 유한수의 항 j의 진폭과 위상을 나타내며, ξ는 구역내에서 0 과 1 사이의 단편위치임을 특징으로 하는 안과용 렌즈.
제50항에 있어서, 상기 렌즈가 안구내이식렌즈이거나, 또는 상기 렌즈가 콘택트 렌즈 또는 안경렌즈임을 특징으로 하는 렌즈.
제50항에 있어서, 상기 렌즈동체가 단일 또는 다중의 광학소자에 의하여 제공됨을 특징으로 하는 렌즈.
회절광학소자에 있어서, 다수의 구역을 갖는 적어도 하나의 회절구조물을 포함하되, 이 구역들의 각각은 등식

에 따른 위치를 가지고, α_j 와 φ_j는 각각 1 부터 j_max 까지 유한수의 항 j의 진폭과 위상을 나타내며, ξ는 구역내에서 0 과 1 사이의 단편위치임을 특징으로 하는 회절광학소자.
제55항에 있어서, 상기 회절구조물이 완만하게 변화함을 특징으로 하는 회절광학소자.
제55항에 있어서, 상기 회절구조물이 각 구역내에서 그리고 구역과 구역 사이의 경계에서 연속하여 상기 구조물이 예리한 변부를 가지지 않음을 특징으로 하는 회절광학소자.
제55항에 있어서, 상기 회절구조물이 상이한 초점거리 또는 범위에 대하여 광을 회절시켜 적어도 두개의 회절차수로 되게 함을 특징으로 하는 회절광학소자.
제55항에 있어서, 상기 회절구조물이 상이한 초점거리 또는 범위에 대하여 광을 회절시켜 적어도 두개의 회절차수로 되게하기 위한 제1회절구조물이고, 상기 회절광학소자가 공통의 초점거리 또는 범위에 대하여 다수의 상이한 회절차수로 광을 회절시키기 위한 제2회절구조물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 회절광학소자.
제55항에 있어서, 상기 회절구조물을 갖는 렌즈동체를 추가로 포함하되 상기 렌즈동체가 상기 광학소자에 대하여 회절광학배율을 제공토록 구성됨을 특징으로 하는 회절광학소자.
반경 r 을 가지고, 상이한 주파수에서 적어도 r² 에 따라 싸인곡선상으로 변화하는 회절구조물을 포함함을 특징으로 하는 회절광학소자.