WO2020179012A1 - 眼科用レンズ及び眼科用レンズの製造方法 - Google Patents

眼科用レンズ及び眼科用レンズの製造方法 Download PDF

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WO2020179012A1
WO2020179012A1 PCT/JP2019/008856 JP2019008856W WO2020179012A1 WO 2020179012 A1 WO2020179012 A1 WO 2020179012A1 JP 2019008856 W JP2019008856 W JP 2019008856W WO 2020179012 A1 WO2020179012 A1 WO 2020179012A1
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ophthalmic lens
region
phase difference
polarized light
circularly polarized
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PCT/JP2019/008856
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Inventor
陽介 奥平
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株式会社ニコン
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14—Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • A61F2/16—Intraocular lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes

Definitions

  • the present invention relates to an ophthalmic lens such as an intraocular lens and a method for manufacturing an ophthalmic lens.
  • Intraocular lens that is loaded into the eyeball instead of the crystalline lens after extraction of the crystalline lens
  • Phakic Intraocular lens PIL
  • the ophthalmic lens used by making contact with the eyeball is used.
  • a multifocal type ophthalmic lens is also used to supplement the accommodation power of the eye.
  • an ophthalmic lens having a diffractive wave plate coating having a predetermined pattern has also been proposed (see Patent Document 1).
  • the ophthalmic lens of the first aspect of the present invention is an ophthalmic lens mounted in or near an eyeball, in which at least one surface has a fast axis direction depending on a distance from an optical center of the surface.
  • An optical element comprising a varying waveplate element, wherein the direction of the fast axis of the waveplate element is between a ray passing through the optical center and a ray passing through a portion remote from the optical center, It is set to add a phase difference having a different sign between the right-handed circularly polarized light and the left-handed circularly polarized light.
  • a method for manufacturing an ophthalmic lens according to a second aspect of the present invention is the method for manufacturing an ophthalmic lens according to the first aspect, wherein an alignment film is formed on at least one surface. Recording the alignment direction according to the distance from the optical center of the surface on the alignment film, and the fast axis according to the alignment direction on the alignment film on which the alignment direction is recorded. Forming the waveplate element to match the direction.
  • FIG. 1A is a view showing a cross section of an eyeball to which the ophthalmic lens according to the first embodiment is attached.
  • FIG. 1B is a view showing a cross section of the ophthalmic lens according to the first embodiment.
  • FIG. 2A is a diagram showing an example of the distribution in the direction of the fast axis of the wave plate element that constitutes the optical element formed on one surface of the ophthalmic lens of the first embodiment.
  • FIG. 2B is a diagram showing an example of the relationship between the azimuth angle of the phase advance axis of the wave plate element and the distance from the center of the surface.
  • FIG. 3A is a diagram showing the relationship between the phase difference given to the left circularly polarized light by the optical element shown in FIG.
  • FIG. 3B is a diagram showing the relationship between the phase difference given to the right circularly polarized light by the optical element shown in FIG. 2 and the distance from the center of the surface.
  • FIG. 4A is a diagram showing a modified example 1 of the distribution in the direction of the phase-advancing axis of the wave plate elements constituting the optical element formed on one surface of the ophthalmic lens of the first embodiment.
  • FIG. 4B is a diagram showing a simulation result of MTF of an image formed on the retina when an intraocular lens including an optical element having the distribution of Modification 1 is attached.
  • FIG. 5A is a diagram showing a modified example 2 of the distribution in the direction of the phase advance axis of the wave plate element constituting the optical element formed on one surface of the ophthalmic lens of the first embodiment.
  • FIG. 5B is a diagram showing a simulation result of the MTF of the image formed on the retina when the intraocular lens including the optical element having the distribution of the modified example 2 is attached.
  • FIG. 6 is a diagram showing a phase difference that the optical element adds to the right-hand circularly polarized light that is transmitted in Modification 3 of the azimuth angle distribution of the fast axis of the wave plate element.
  • FIG. 7 is a diagram showing a phase difference that the optical element adds to the right circularly polarized light that is transmitted in Modification 4 of the azimuth angle distribution of the fast axis of the wave plate element.
  • FIG. 8A is a diagram showing a modified example 5 of the distribution in the direction of the fast axis of the wave plate element forming the optical element formed on one surface of the ophthalmic lens of the first embodiment.
  • FIG. 8B is a diagram showing a simulation result of MTF of an image formed on the retina when the intraocular lens including the optical element having the distribution of the modified example 5 is attached.
  • FIG. 9A is a diagram showing a modified example 6 of the distribution in the direction of the phase advance axis of the wave plate elements constituting the optical element formed on one surface of the ophthalmic lens of the first embodiment.
  • FIG. 9B is a diagram showing a simulation result of MTF of an image formed on the retina when an intraocular lens including an optical element having the distribution of Modification 6 is attached.
  • FIG. 10A is a diagram showing another example of the ophthalmic lens.
  • FIG.10(b) is a figure which shows another example of the ophthalmic lens. The figure which shows the cross section of the ophthalmic lens of 2nd Embodiment. The figure which shows an example of the phase difference which the ophthalmic lens of 2nd Embodiment adds to transmitted light.
  • FIG. 18 is a diagram showing a flowchart of a method for manufacturing an ophthalmic lens.
  • FIG. 1A is a diagram showing a cross section of an eyeball 100 loaded with an intraocular lens 10 which is an ophthalmic lens according to the first embodiment of the present invention.
  • the intraocular lens 10 shown in FIG. 1 is a lens (in this case, an IOL) loaded in the eyeball 100 in place of a crystalline lens (not shown) extracted from the eyeball, and the crystalline lens is originally arranged. It is located between the vitreous body 32 and the anterior chamber 31, which is the position. An iris 36 is arranged inside the anterior chamber 31.
  • the intraocular lens 10 is arranged so that its optical axis AX substantially coincides with the center line EX of the eyeball on a straight line connecting the center of the cornea 30 and the center of the macula 35, but it does not necessarily have to coincide exactly. ..
  • the intraocular lens 10 is a lens having a refractive power similar to that of the original crystalline lens, and light rays P1 and P2 from an external object (not shown) are refracted by the cornea 30 to form the anterior chamber 31, the intraocular lens 10, And through the vitreous body 32, an image is formed at an imaging point 34 near the center of the yellow spot 35 on the retina 33.
  • the two light rays P1 and P2 shown in FIG. 2 are examples, and in reality, a large number of light rays (eg, image forming light rays) emitted from an object and entering the incident surface are the cornea 30 and the intraocular lens described above. An image is formed at an image forming point 34 on the retina 33 through 10 and so on. If there is no aberration in the optical system including the cornea 30, the anterior chamber 31, the intraocular lens 10, and the vitreous 32, there is no difference in optical path length between each of the large number of imaging rays.
  • FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of the intraocular lens 10.
  • the intraocular lens 10 is made of resin or the like, and has a lens (base lens) 15 that refracts light that has entered the intraocular lens 10, and a translucent property that is arranged closer to the cornea 30 than the lens 15 (light incident side).
  • the substrate 11 and the holding frame 14 for holding the lens 15 and the substrate 11 are included.
  • a translucent substance 13 such as a resin is filled between the lens 15 and the substrate 11.
  • the substrate 11 has an entrance surface 12a on the cornea 30 side (light entrance side) and an exit surface 12b on the retina 33 side (light entrance side).
  • the incident surface 12a and the injection surface 12b are collectively or alone, and are also simply referred to as a surface 12.
  • the surface 12 may be a flat surface, a curved surface or an uneven surface, or a mixed surface thereof.
  • FIG. 2A is a plan view of the substrate 11 included in the intraocular lens 10 as viewed from the side of the lens 15.
  • the ophthalmic lens 10 of the first embodiment includes an optical element 16 including a wave plate element 17 on at least one of an incident surface 12a or an ejection surface 12b of the substrate 11.
  • a large number of line segments shown inside the optical element 16 represent the direction of the fast axis of the wave plate element 17 at that position.
  • the direction of the fast axis of each wave plate element 17 in the optical element 16 changes according to the position in the exit surface 12b.
  • a wave plate is a linearly polarized light having an electric field parallel to the direction of the fast axis peculiar to the wave plate with respect to light passing therethrough, and a fast axis and light. It is an optical member that gives an optical path difference between linearly polarized light having an electric field parallel to the direction of the slow axis orthogonal to the traveling direction.
  • linearly polarized light having an arbitrary polarization direction (direction of electric field) incident on the wave plate is divided into a linearly polarized light component having an electric field in the fast axis direction and a linearly polarized light component having an electric field in the slow axis direction. They are separated and an optical path difference (phase difference) occurs between them.
  • the linearly polarized light that has entered the wave plate is usually converted into elliptically polarized light and emitted from the wave plate.
  • linearly polarized light having an electric field parallel to the direction of the fast axis or the slow axis does not have a linearly polarized component having an electric field parallel to the slow axis or the fast axis of the other, so that the linearly polarized light is maintained.
  • the fast axis is an axis in which the phase of the emitted light of linearly polarized light having an electric field parallel to it is advanced as compared with the phase of the emitted light of linearly polarized light having an electric field parallel to the slow axis.
  • the 1/2 wave plate is a wave plate, and is an optical member whose optical path difference is (1/2 + m) times the wavelength of the light transmitted through the wave plate (m is an integer of 0 or more).
  • An optical path length difference of (1/2+m) times the wavelength corresponds to a phase difference of (2m+1) ⁇ [rad].
  • the substrate 11 is made of, for example, glass or resin, an orientation film (not shown) is formed on the emission surface 12b of the substrate 11, and an optical element 16 containing a birefringent material having a predetermined thickness is formed on the orientation film.
  • an alignment film for example, a photo-alignment material such as a PAAD series azobenzene compound available from Beam Engineering for Advanced Measurements Co. (Beam) is used. You can
  • each part of the alignment film formed on the emission surface 12b is provided with a predetermined alignment direction.
  • a material having a predetermined birefringence property for example, an organic material
  • vapor deposition so as to have a predetermined thickness that functions as a half-wave plate.
  • the direction of the fast axis or slow axis of the partial half-wave plate formed in each part on the emission surface 12b follows the alignment direction of the alignment film in that part.
  • the wave plate elements 17 do not have to be individually separated.
  • the range in which the direction of the fast axis can be regarded as substantially constant is interpreted as the wave plate element 17. be able to.
  • the direction of the fast axis is, for example, a rotation angle (azimuth angle) in which the counterclockwise direction of the fast axis from the X-axis direction in FIG. 2 is positive.
  • the rotation angle is not limited to the range of 0 to 2 ⁇ [rad], and may be a negative value or a value exceeding ⁇ 2 ⁇ [rad].
  • the X-axis direction may be a direction substantially orthogonal to the centerline EX of the eyeball 100 when the optical element 16 and the intraocular lens 10 are mounted on the eyeball 100, and the centerline EX in the X-axis direction is set as the center.
  • the direction of rotation may be any direction.
  • the direction of the fast axis of each wave plate element 17 changes according to only the distance r from the center CT of the optical element 16 of each wave plate element 17, It is assumed that it does not depend on the deviation angle ⁇ with respect to the +X direction from the center CT.
  • the center CT of the optical element 16 is the center in the distribution of the azimuth angle of the phase advance axis of the wave plate element 17, and can be interpreted as the optical center of the optical element 16.
  • the axial symmetry of the distribution and the axial symmetry of the distribution In the case of having rotational symmetry such as two-fold symmetry, the intersection of the symmetry axes or the center point of rotational symmetry is the optical center of the optical element 16.
  • the substrate 11 on which the optical element 16 is formed is arranged so that the center CT of the optical element 16 coincides with the optical axis of the lens 15 (that is, the optical axis of the intraocular lens 10) and is held by the holding frame 14. .
  • the center CT of the optical element 16 which is the optical center does not have to coincide with the center of the injection surface 12b, that is, the center in the XY plane of the substrate 11.
  • FIG. 2B is a diagram showing the relationship between the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17 and the distance r from the center CT in the optical element 16 shown in FIG.
  • the azimuth angle of the fast axis changes according to the curve FA0 represented by the SINC function with respect to the distance r from the center CT.
  • 3 (a) and 3 (b) show the phase change (phase difference) added to the circularly polarized light transmitted through the optical element 16 shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). It is a figure which shows the relationship with the distance from the center CT of the part of the optical element 16 through which the light was transmitted.
  • 3A shows the phase difference PL added to the left circularly polarized light
  • FIG. 3B shows the phase difference PR added to the right circularly polarized light. Note that in image formation, only the relative phase difference within each image formation light flux is important. Therefore, in FIG. 3A and FIG. 3B, the difference between the phase of the light transmitted through the position separated by a predetermined distance from the center CT of the optical element 16 with respect to the phase of the light transmitted through the center CT of the optical element 16. It is expressed as (phase difference).
  • the phase of the circularly polarized light transmitted through the optical element 16 changes by twice the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17. Then, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the phase difference PL added to the left circularly polarized light and the phase difference PR added to the right circularly polarized light are added to each other.
  • the phase differences are equivalent in absolute value, but their signs (positive and negative) are different. Therefore, the optical element 16 of the present example provides a phase difference corresponding to the distance from the center CT with respect to the transmitted light, that is, a spherical aberration in a broad sense, to the transmitted light, for the left circularly polarized light and the right circularly polarized light, respectively. , And acts as an optical member that is added in equal amounts and different signs.
  • the intraocular lens 10 has different refracting powers for left circularly polarized light and right circularly polarized light, and the focal lengths for left circularly polarized light and the right circularly polarized light are different. Function as different lenses.
  • most of the general illumination light seen by human beings is so-called random polarized light, and therefore, the general illumination light contains approximately half each of the left circularly polarized light component and the right circularly polarized light component.
  • the right circle is placed on the retina 33 or in the vicinity thereof at different positions in the centerline EX direction of the eyeball.
  • the focal point of polarized light and the focal point of left circularly polarized light can be formed separately.
  • the substantial depth of focus of the image formed on the retina 33 can be expanded.
  • images of a wide range of objects from the near view to the distant view can be formed on the retina 33 with high contrast. That is, the depth of focus of the optical system of the eyeball 100 to which the intraocular lens 10 is attached can be increased.
  • the wave plate element 17 constituting the optical element 16 has a wavelength of 550 [nm]. It is desirable to select the thickness and material so that it functions as a 1/2 wave plate for a certain wavelength. However, when importance is attached to performance during twilight, it may be set to function as a half-wave plate for a shorter wavelength of about 500 [nm]. It may function as a 1/2 wave plate for any one wavelength in 400 to 700 [nm]. Note that the phase difference added by the wave plate element 17 may not be exactly 1/2 of the target wavelength, and for example, even if it is about 1/4 to 3/4 of the target wavelength, the effect of expanding the depth of focus can be obtained. Obtainable.
  • phase difference PL added to the left circularly polarized light and the phase difference PR added to the right circularly polarized light shown in FIGS. 3A and 3B are both shown in FIG. It is based on the SINC function shown in. Therefore, if we consider this as a series for the distance r from the center CT, it is a function that includes not only the second-order component of r, but also the fourth-order component, sixth-order component, eighth-order component... is there.
  • the secondary component of the distance r from the center CT corresponds to so-called defocus aberration corresponding to defocus, and the focus of the image by each circularly polarized light is It is moved in the direction along the axis AX.
  • the direction of the movement is opposite between the left circularly polarized light and the right circularly polarized light.
  • the fourth and higher order components of the distance r from the center CT correspond to aberrations other than so-called defocus aberration. That is, the optical element 16 of the present example also adds aberration (phase difference) other than defocus aberration to the transmitted light.
  • aberration phase difference
  • the optical element 16 of the present example also adds aberration (phase difference) other than defocus aberration to the transmitted light.
  • the focus of left circularly polarized light that is formed by being separated in the optical axis AX direction by the secondary component (defocus aberration) It is also possible to form a high-contrast image between and the focal point of the right circularly polarized light.
  • images of a wide range of objects continuously extending from the near view to the distant view can be formed on the retina 33 with high contrast. That is, the depth of focus of the optical system of the eyeball 100 to which the intraocular lens 10 is attached can be increased.
  • the phase difference to be added may be an amount represented by the SINC function as represented by the equation (1) as the function ⁇ (r) with respect to the distance r. ...(1)
  • ⁇ (r) is ...(2)
  • f is the focal length of the intraocular lens 10
  • ⁇ is the central wavelength of the light used in the intraocular lens 10
  • n is the refractive index of the intraocular lens.
  • g is an arbitrary first constant larger than 0, and is preferably a value of about 0.1 to 1.0.
  • the sinc (x) which is a sinc function is sinc ( ⁇ x) / ( ⁇ x), and sinc g (x) is the absolute value of sinc (x) multiplied by the sign of sinc (x).
  • J is an arbitrary natural number
  • the first coefficient Cj and the second coefficient Dj are J coefficients represented by subscripts j from 1 to J, respectively.
  • FIG. 4A is a diagram showing a modified example 1 of the distribution of the wave plate element 17 constituting the optical element 16 in the direction of the phase advance axis, and the direction of the phase advance axis (azimuth angle of the phase advance axis) is The light transmitted through the optical element 16 is continuously changed according to a function based on the SINC function of the above-mentioned formula (1). Also in the modification 1, the direction of the fast axis of the wave plate element 17 depends only on the distance r from the center CT to the wave plate element 17, and does not depend on the deviation angle ⁇ from the center CT.
  • the phase of the circularly polarized light transmitted through the optical element 16 changes by twice the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17. Therefore, the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17 is, as shown by the curve FA1 shown in FIG. 4A, the phase difference of the amount represented by the formula (1) according to the distance r from the center CT. It is rotated from the X-axis direction by half the angle of.
  • the curve FA1 may be parallel-shifted by an arbitrary amount in the vertical axis direction of FIG.
  • the phase difference in the light transmitted through the optical element 16 does not change, and the image forming characteristics are This is because it has no effect. Also in this modified example 1, the phase difference added to the right circularly polarized light and the left circularly polarized light with respect to the light transmitted through the optical element 16 is added in equal amounts and with different signs.
  • FIG. 4B is formed on the retina 33 in the vicinity of the image formation point 34 when the intraocular lens 10 including the optical element 16 having the azimuth angle distribution of the first modification shown in FIG.
  • It is a graph which shows the simulation result in each diopter of MTF (Modulation Transfer Function) at a predetermined spatial frequency (about 50 [LP / mm]) of the image to be made.
  • MTF Modulation Transfer Function
  • the simulation is disclosed in Chapter 36, Section 4 of the "Handbook of Optical Systems: Vol. 4 Survey of Optical Instruments” (WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim), compiled by Herbert Gross in 2008. , Based on the Navarros model.
  • each imaging light ray passing through the optical system is illustrated. Simulation was performed by adding the phase difference obtained from the azimuth angle of each wave plate element 17 shown in FIG.
  • the MTF curve MR1 represents the MTF of the image by the right circularly polarized light
  • the MTF curve ML1 represents the MTF of the image by the left circularly polarized light
  • the MTF curve MT1 represents the MTF of the combined image obtained by adding the intensities of the image of the right circularly polarized light and the image of the left circularly polarized light.
  • the optical element 16 adds a phase difference including a defocus component proportional to the square of the distance r from the center CT, particularly in a region where the distance r from the center CT is within 1.5 [mm]. To do. Moreover, this phase difference has a different sign between the right circularly polarized light and the left circularly polarized light.
  • the right circularly polarized light and the left circularly polarized light are defocused and imaged in different directions along the optical axis AX in the vicinity of the retina 33.
  • the MTF curve MR1 which is the MTF of the image of right-handed circularly polarized light
  • the MTF curve ML1 which is the MTF of the image of the left circularly polarized light
  • the optical element 16 adds a phase difference proportional to a higher-order term of the distance r from the center CT, especially in a region where the distance r from the center CT is 1.5 [mm] or more.
  • the MTF curve MR1 which is the MTF of the image of the right circularly polarized light
  • the submaximum is reached at 1 diopter (an object 1 [m] away from the eyeball)
  • the MTF curve ML1 which is the MTF of the image of the left circularly polarized light becomes. It becomes a sub-maximum at 1.8 diopters (object 0.555[m] away from the eyeball).
  • the MTF curve MT1 of the composite image obtained by adding the intensities of the right-handed circularly polarized light and the left-handed circularly polarized light finally seen by the retina 33 is 0 diopters (objects at infinity) to 3 diopters (0.333 from the eyeball).
  • m] keeps good values over a wide range up to distant objects). Therefore, the optical element 16 of Modification 1 can form an image of a wide range of objects from a short distance to a long distance on the retina 33 with high contrast.
  • phase difference added to the transmitted light by the optical element 16 is not limited to the SINC function and the function based on the SINC function described above.
  • the aberration (phase difference) added to the transmitted light is limited to a component (second-order component; defocus aberration) that is mainly proportional to the square of the distance r from the center CT. May be.
  • the added phase difference may be an amount represented by an even-order power series of the distance r from the center CT.
  • the added phase difference may be an amount represented by a function obtained by adding an even-order power series of the distance r from the center CT to an odd-order power series of the distance r.
  • the phase difference added to the light by the optical element 16 may be a Gaussian function that monotonically decreases with respect to the distance r from the optical axis or a COS function that periodically fluctuates with respect to the distance r from the optical axis. However, it may be a function of a combination of the first term which is the Gaussian function and the second term which is the SIN or COS function.
  • FIG. 5A is a diagram showing a modified example 2 of the distribution of the wave plate elements 17 constituting the optical element 16 in the direction of the fast axis, and the direction of the fast axis (azimuth angle of the fast axis) is
  • the amount of light transmitted through the optical element 16 is represented by a power series of a distance r from the center CT (curve FA2). Therefore, the circularly polarized light transmitted through the optical element 16 is added with a phase difference which is twice the azimuth angle (curve FA2) of the fast axis of each wave plate element 17 with reference to the light transmitted through the central CT. ..
  • the direction of the fast axis of the wave plate element 17 depends only on the distance r from the center CT to the wave plate element 17, and does not depend on the deviation angle ⁇ from the center CT.
  • the phase difference added to the right circularly polarized light and the left circularly polarized light with respect to the light passing through the optical element 16 is added in equal amounts and with different signs.
  • the curve FA2 may be parallel-shifted by an arbitrary amount in the vertical axis direction of FIG.
  • FIG. 5B is formed on the retina 33 in the vicinity of the image formation point 34 when the intraocular lens 10 including the optical element 16 having the azimuth angle distribution of the second modification shown in FIG. 7 is a graph showing a simulation result in each diopter of MTF at a predetermined spatial frequency (about 50 [LP/mm]) of the formed image.
  • the simulation method is the same as above.
  • the MTF curve MR2 represents the MTF of the image by the right circularly polarized light
  • the MTF curve ML2 represents the MTF of the image by the left circularly polarized light
  • the MTF curve MT2 represents the MTF of the combined image obtained by adding the intensities of the image of the right circularly polarized light and the image of the left circularly polarized light.
  • the change in the azimuth angle of the fast axis of the wave plate element 17 is a component proportional to the square of the distance r in the range where the distance r from the center CT is about 0 to 1 [mm], that is, The defocus component is dominant.
  • the MTF curve MR2 which is the MTF of the image of the right circularly polarized light, is 0.8 diopters (1.25 [m] away from the eyeball).
  • Object is set to the maximum value.
  • the MTF curve ML2 which is the MTF of the image of the left circularly polarized light, has a maximum value at 1.25 diopters (an object 0.8 [m] apart from the eyeball).
  • the MTF curve MT2 of the combined image obtained by adding the intensities of the right-handed circularly polarized light and the left-handed circularly polarized light that the retina 33 finally sees is from 0 diopter (object at infinity) to 2.2 diopter (0.455 [from the eyeball]. m]) keeps good values over a wide range. Therefore, the optical element 16 of Modification 2 can form an image of a wide range of objects from a short distance to a long distance on the retina 33 with high contrast.
  • FIG. 6 shows the optical element 16 including the wave plate element 17 having the distribution of the azimuth angle of the fast axis of the modified example 3, and the phase difference added to the right circularly polarized light passing therethrough, and the light is transmitted. It is a figure which shows the relationship with the distance from the center CT of the part of the optical element 16. Therefore, it should be noted that as the azimuth angle of the fast axis of the wave plate element 17, the value on the vertical axis of the graph is halved.
  • FIG. 1 shows the optical element 16 including the wave plate element 17 having the distribution of the azimuth angle of the fast axis of the modified example 3, and the phase difference added to the right circularly polarized light passing therethrough, and the light is transmitted.
  • the left circularly polarized light that passes through the optical element 16 is also added with the same phase difference as that in FIG.
  • the distribution of the azimuth angle of the fast axis of the wave plate element 17 of Modification 3 may be based on the SINC function of the distance r or based on the power series of the distance r.
  • a region near the center CT of the optical element 16 for example, a region within a radius ra from the center CT as shown in FIG. 6 is referred to as a first region Z1.
  • a region further away from the center CT than the first region Z1, for example, a region having a radius ra or more and a radius rb from the center CT is referred to as a second region Z2.
  • a region further away from the center CT than the second region Z2, for example, a region having a radius rb or more and a radius rc or less from the center CT is referred to as a third region Z3.
  • the light ray passing through the first region Z1 near the center CT has a first phase difference ⁇ 1 of about 4 [rad] or more added to the light ray passing through the third region Z3.
  • the phase difference between the light ray passing through the first area Z1 and the light ray passing through the third area Z3 is continuously connected to the light ray passing through the second area Z2, and the light ray passing through the second area Z2 is continuously connected according to the distance from the center CT.
  • a second phase difference ⁇ 2 that changes to is added.
  • the first phase difference ⁇ 1 and the third phase difference ⁇ 3 are continuously connected to the ray passing through the second region Z2, and the second phase difference ⁇ 2 continuously changing based on the distance from the center CT. Is added.
  • phase of each light ray passing through the first region Z1, the second region Z2, and the third region Z3 always changes continuously with respect to the distance from the center CT, and a discontinuous phase change does not occur.
  • the phase of the light passing through the optical element 16 continuously changes within the predetermined area including the first area Z1 and the distance r from the center CT to about half the radius of the optical element 16 and outside the predetermined area. May be configured to change discontinuously.
  • the right circularly polarized light and the left circularly polarized light can be defocused and imaged in different directions along the optical axis AX in the vicinity of the retina 33.
  • the variation of the third phase difference ⁇ 3 with respect to the radius (distance) r from the center CT in the third region Z3 has an action as a so-called double focus lens. Therefore, the optical element 16 of Modification 3 can form an image of a wide range of objects from a short distance to a long distance on the retina 33 with high contrast.
  • the period of this fluctuation in the radius r direction is preferably about 0.1 to 1.0 mm.
  • the amplitude A3 of the fluctuation is 0.05 [rad] or more and about 70% or less of the first phase difference ⁇ 1 described above. Further, in order to give a sufficient amount of difference between the focal positions of the right-handed circularly polarized light and the left-handed circularly polarized light in the optical axis AX direction, it is desirable that the first phase difference ⁇ 1 is 1.5 [rad] or more.
  • FIG. 7 shows the optical element 16 including the wave plate element 17 having the distribution of the azimuth angle of the fast axis of the modified example 4, and the phase difference added to the right circularly polarized light passing therethrough and the light transmitted therethrough. It is a figure which shows the relationship with the distance from the center CT of the part of the optical element 16. Therefore, it should be noted that, as in the case of FIG. 6 described above, as the azimuth angle of the fast axis of the wave plate element 17, the value on the vertical axis of the graph is halved. Note that, in FIG. 7, as in FIG.
  • the left circularly polarized light that passes through the optical element 16 is also added with the same phase difference as that in FIG.
  • the ray passing through the third region Z3 far from the center CT is centered on the reference value 0 [rad] which is the average value of the third phase difference ⁇ 3 in the third region Z3.
  • a third phase difference ⁇ 3a that fluctuates according to the distance r from the center CT is added.
  • the maximum absolute value of the difference between the third phase difference ⁇ 3a and the reference value 0 [rad] in the third region Z3 is called the fluctuation amplitude A3a.
  • a ray passing through the first region Z1 near the center CT has a first phase difference ⁇ 1a of about 9 [rad] added to a ray passing through the third region Z3. Further, the phase difference between the light ray passing through the first area Z1 and the light ray passing through the third area Z3 is continuously connected to the light ray passing through the second area Z2, and the light ray passing through the second area Z2 is continuously connected according to the distance r from the center CT. A second phase difference ⁇ 2a that changes dynamically is added.
  • the right circularly polarized light and the left circularly polarized light can be defocused and imaged in different directions along the optical axis AX in the vicinity of the retina 33.
  • the fluctuation of the third phase difference ⁇ 3a in the third region Z3 from the center CT with respect to the radius r has an action as a so-called double focus lens. Therefore, the optical element 16 of Modification 4 can form an image of an object in a wide range from a short distance to a long distance on the retina 33 with high contrast.
  • the fluctuation amplitude A3a is 0.05 [rad] or more, and the above-mentioned first phase difference ⁇ 1a is It is preferably about 1.3 times or more the amplitude A3a.
  • the first phase difference ⁇ 1 does not have to be a constant value in the first region Z1, and may be a value that varies depending on the distance r from the center CT.
  • the first region Z1 can be a region having a radius of less than 0.2 mm from the central CT.
  • the second region Z2 can be a region outside the first region Z1 with reference to the central CT and having a radius of less than 1.2 mm from the central CT.
  • the third region Z3 can be a region outside the second region Z2 with reference to the central CT and having a radius of less than 2.5 mm from the central CT.
  • the human eye 100 has a pupil diameter of about 3 to 4 mm in a bright environment and about 6 mm in a dark environment. Therefore, by setting the boundaries of the first area Z1, the second area Z2, and the third area Z3 to the above-mentioned radius, the first area Z1 is formed on the retina 33 in both bright and dark environments. , The second region Z2 and the third region Z3 form an image of light rays passing through all regions. As a result, the intraocular lens 10 can obtain the above-described effect of improving the depth of focus even in a bright environment or a dark environment.
  • FIG. 8A is a diagram showing the relationship between the azimuth FA5 of the fast axis of the wave plate element 17 in the optical element 16 of Modification 5 and the distance r from the center CT.
  • the azimuth FA5 of the fast axis of the wave plate element 17 of Modification 5 is configured to add a phase difference that functions as a so-called Blazed type diffractive lens to the circularly polarized light that passes through the optical element 16. There is.
  • the azimuth of the fast axis changes discontinuously at ⁇ /2 [rad] (90° as an angle) at some places where the distance r from the center CT has a predetermined value.
  • the optical element 16 is divided into a plurality of annular portions A1 to A22 which are divided by the discontinuous portion of the azimuth angle of the fast axis of the wave plate element 17 and which have mutually different distances from the center CT. ..
  • the reference numerals of A9 to A21 are omitted in order to avoid complication.
  • the total number of the plurality of annular portions A1 to A22 is not limited to 22 and the wave plate element 17 may be divided into any number of annular portions.
  • the azimuth FA5 of the fast axis of the wave plate element 17 depends only on the distance r from the center CT of the optical element 16, and the deviation angle ⁇ from the center CT of the wave plate element 17 depends on the distance r. Is not dependent.
  • the azimuth FA5 of the fast axis of the wave plate element 17 continuously changes according to the distance from the center CT.
  • the azimuth angle FA5 changes discontinuously by ⁇ /2 [rad] ( ⁇ 90°).
  • the azimuth angles of the fast axes of all the wave plate elements 17 are within a range of ⁇ /4 [rad] ( ⁇ 45°) with the X-axis direction as a reference (0 [rad]).
  • the azimuth angle FA5 of the phase advance axis of the modification 5 is determined based on the function ⁇ (r) proportional to the square of the distance r from the center CT represented by the equation (3).
  • ⁇ (r) q ⁇ r 2 ... (3)
  • q is a positive constant.
  • the azimuth FA5 of the fast axis of the modified example 5 continuously increases with the increase of the distance r according to ⁇ (r) of the equation (3), but the azimuth FA5 is ⁇ /4 [rad] (45° ), the distance changes discontinuously at that location (at distance r) by - ⁇ /2 [rad] (-90°).
  • the optical element 16 of the modified example 5 changes in proportion to the square of the distance r with the increase of the distance r from the center CT with respect to the right-handed circularly polarized light passing therethrough, and ⁇ /2.
  • a phase difference that changes by - ⁇ [rad] (-180°) is added every time it reaches [rad] (90°). That is, as described above, a phase difference that functions as a Blazed type diffractive lens having a phase difference of ⁇ [rad] is added at the boundary between the plurality of annular portions A1 to A22.
  • the optical element 16 of the modified example 5 functions as a Blazed type diffractive lens, and the right-handed circularly polarized light that passes through the diffractive lens goes straight without being diffracted with the ⁇ 1st order diffracted light converged (or diverged) by diffraction. It is separated into several diffracted lights including the 0th-order diffracted light. Further, the left-hand circularly polarized light transmitted through the optical element 16 of Modification 5 is converted into some diffracted lights including +1st order diffracted light that is diverged (or converged) by diffraction and 0th order diffracted light that goes straight without being diffracted. To be separated.
  • the optical element 16 of Modification 5 forms a multifocal lens in combination with the lens 15. Therefore, it can be construed that at least a part of the plurality of annular portions A1 to A22 forming the optical element 16 of Modification 5 forms a multi-focus filter for each of right circularly polarized light and left circularly polarized light. ..
  • FIG. 8B is formed on the retina 33 in the vicinity of the image forming point 34 when the intraocular lens 10 including the optical element 16 having the azimuth angle distribution of the modified example 5 shown in FIG. 7 is a graph showing a simulation result in each diopter of MTF at a predetermined spatial frequency (about 50 [LP/mm]) of the formed image.
  • the simulation method is the same as above.
  • the MTF curve MR3 represents the MTF of the image by the right circularly polarized light
  • the MTF curve ML3 represents the MTF of the image by the left circularly polarized light
  • the MTF curve MT3 represents the MTF of a composite image obtained by adding the intensities of the image obtained by the right circularly polarized light and the image obtained by the left circularly polarized light.
  • the focal position of the -1st-order light of the right circularly polarized light is set to 0 diopter by adjusting the refractive power of the lens 15 or the position in the direction along the centerline EX.
  • the MTF curve MR3 of the image with right-handed circularly polarized light has a maximum value due to the focal point of -1st order light at 0 dioptre (object at infinity), and at +1.6 dioptre (object 0.625 [m] away from the eyeball). It has a maximum value due to the focus of 0th order light.
  • the MTF curve ML3 of the image with left circularly polarized light has a maximum value due to the focal point of the 0th order light at +1.6 diopters (objects 0.625 [m] away from the eyeball) and 3.2 diopters (0.312 [m] away from the eyeball). It has a maximum value due to the focal point of +1st order light.
  • the 0th-order light of the right-handed circularly polarized light and the 0th-order light of the left-handed circularly polarized light are not diffracted (diverged or converged) by the optical element 16 of Modification 5, and thus are focused at the same diopter position. ..
  • the MTF curve MT3 of the combined image obtained by adding the intensities of the right-handed circularly polarized light and the left-handed circularly polarized light that the retina 33 finally sees is 0 diopter (object at infinity), +1.6 diopter (0.625 from the eyeball). It has local maximums at objects [m] away and at 3.2 diopters (objects 0.312 [m] away from the eye). Therefore, with the optical element 16 of Modification 5, it is possible to form an image of each object existing in three places of the distant view, the middle view, and the near view on the retina 33 with high contrast.
  • the above-mentioned triple focus (0 diopter, +1.6 diopter, and 3.2 diopter) intervals are not fixed. That is, it can be changed by changing the value of the constant q in the equation (3).
  • the distance from the center CT of the boundary between the annular portions A1 to A22 also changes.
  • the value of the constant q may be negative.
  • the azimuth angle FA5 decreases (negatively increases) as the distance r increases, but each time it reaches ⁇ /4 [rad] (45°), it becomes + ⁇ at that position (at the distance r). It suffices to discontinuously increase by 1/2 [rad] (+90°).
  • the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17 of the optical element 16 of Modification 5 is ⁇ /4 [rad] ( ⁇ 45° with reference to the X-axis direction (0 [rad]).
  • the reference is not limited to the X-axis direction, but may be any direction within the plane of the optical element 16.
  • the discontinuous change in the azimuth angle of the fast axis at the boundary between the plurality of annular portions A1 to A22 is not limited to the above ⁇ /2 [rad] ( ⁇ 90°), and is ⁇ . It may be / 2 [rad] (90 °).
  • FIG. 9A is a diagram showing the azimuth FA6 of the fast axis of the wave plate element 17 in the optical element 16 of Modification 6.
  • the azimuth FA6 of Modification 6 is similar to the azimuth FA6 of Modification 5 described above so as to add a phase difference that functions as a so-called Blazed diffractive lens to circularly polarized light that passes through the optical element 16. Is configured.
  • the 0th-order light from the optical element 16 which is a blazed type diffractive lens also has a converging or diverging property.
  • each of the wave plate elements 17 of the optical element 16 of the modified example 5 is proportional to the square of the distance r from the center CT, the angle of the equation (4).
  • s is a positive constant.
  • the azimuth angle FA6 of each wave plate element 17 of the optical element 16 of Modification 6 is ⁇ /4 [rad] ( ⁇ 45°) with the X-axis direction as the reference (0 [rad]). It is not limited within the range, and has an arbitrary value according to the distance r.
  • the azimuth angle FA6 of each wave plate element 17 is expressed in the range of ⁇ /2 [rad] ( ⁇ 90°). This is because the azimuth of + ⁇ / 2 [rad] is equivalent to the azimuth of ⁇ / 2 [rad].
  • the right-handed circularly polarized zero-order light transmitted through the optical element 16 transmits the center CT.
  • a phase difference proportional to the square of the distance from the center CT is formed based on the phase of the light.
  • the left circularly polarized light of the 0th order and the + 1st order light transmitted through the optical element 16 of the modification 6 have the same amount as the above right circularly polarized light with reference to the phase of the light transmitted through the central CT. Phase differences of different signs are added. Therefore, the image formed by the right circularly polarized light and the image formed by the left circularly polarized light formed in the vicinity of the retina 33 can be moved in opposite directions along the center line EX to form an image.
  • FIG. 9B is formed on the retina 33 in the vicinity of the image forming point 34 when the intraocular lens 10 including the optical element 16 having the azimuth FA6 of the modified example 6 shown in FIG. 9A is attached.
  • 7 is a graph showing a simulation result in each diopter of MTF at a predetermined spatial frequency (about 50 [LP/mm]) of the formed image. The simulation method is the same as above.
  • the MTF curve MR4 represents the MTF of the image by the right circularly polarized light
  • the MTF curve ML4 represents the MTF of the image by the left circularly polarized light
  • the MTF curve MT4 represents the MTF of the combined image obtained by adding the intensities of the image of the right circularly polarized light and the image of the left circularly polarized light.
  • the focus position of the -1st-order light of the right circularly polarized light is 0.2 diopters (an object that is 5 [m] away from the eyeball). ) Is set.
  • the MTF curve MR4 of the image with right circularly polarized light has a maximum value due to the focal point of the -1st order light at 0.2 diopters (object 5 [m] away from the eyeball) and +2 diopters (0.5 [m] from the eyeball). (A distant object) has a maximum value due to the focus of 0th-order light.
  • the MTF curve ML4 of the image produced by the left circularly polarized light has a maximum value due to the focal point of the 0th order light at +1.2 diopters (object 0.833 [m] away from the eyeball), and 3 diopters (0.333 [m] away from the eyeball). It has a maximum value due to the focal point of +1st order light. That is, the focal positions of the 0th-order light of right-handed circularly polarized light and the 0th-order light of left-handed circularly polarized light can be shifted from each other in the direction along the center line EX.
  • the MTF curve MT4 of the composite image obtained by adding the intensities of the right-handed circularly polarized light and the left-handed circularly polarized light finally seen by the retina 33 is 0 diopters (objects at infinity) to 3.2 diopters (0.313 from the eyeball). m]) keeps good values over a wide range. Therefore, the optical element 16 of Modification 6 can form an image of a wide range of objects from a short distance to a long distance on the retina 33 with high contrast.
  • the shift amount of the focus position between the right circularly polarized 0th order light and the left circularly polarized 0th order light is not limited to the above, but by changing the value of the constant s in the equation (4), An arbitrary amount of deviation can be set.
  • the constant s may be a negative value, and in this case, each of the wave plate elements 17 is rotated counterclockwise by the angle ⁇ of the formula (4), as compared with the case of the above-described modified example 5. Corresponds to the one rotated in (+ direction of azimuth).
  • the azimuth angle of the phase-advancing axis does not necessarily have to be determined according to the function ⁇ (r) represented by the equation (3). For example, it may be determined based on a function including a higher-order (third-order or higher) component of the distance r in addition to ⁇ (r) represented by the equation (3). Further, in the above-mentioned modified example 5 and modified example 6, the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17 changes discontinuously by ⁇ 90° at the boundary between the plurality of annular portions A1 to A22.
  • the boundary portion has a slight width (a width of about 10% or less of the radial width of the adjacent annular portion) and is continuous within that width. It may be changed to. Further, the boundary portion having the above width may be a light-shielding portion. Further, the amount of change in the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17 at the boundary may not be exactly ⁇ 90°, but may be within a range of +80° to +100°, or ⁇ 80° to ⁇ 100°. You can have it.
  • a component proportional to the square of the distance r from the center CT is referred to as a defocus component (defocus aberration).
  • defocus aberration a component proportional to the square of the distance r from the center CT.
  • NA of the optical system when the numerical aperture NA of the optical system is large, defocus also causes an aberration proportional to the fourth power of the distance r from the center CT.
  • the defocus aberration may be practically limited to the component proportional to the square of the distance r from the center CT. Higher-order components equal to or higher than the cube of the distance r from can be considered as aberrations other than defocus aberration.
  • the azimuth angle of the phase advance axis of each wave plate element 17 depends only on the distance r from the center CT and not on the deviation angle from the center CT. That is, the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17 is assumed to be rotationally symmetric with respect to the center CT. However, the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17 may depend on the declination angle ⁇ .
  • a and b are arbitrary positive constants
  • x and y are XY coordinates (x, y) of each wave plate element 17.
  • the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17 depends on the deviation angle ⁇ from the center CT of each wave plate element 17, and has a distribution of two-fold symmetry with the center CT as the center. .. Then, the optical element 16 adds a phase difference corresponding to astigmatism to the transmitted light as an example of aberration other than defocus aberration.
  • the dependence of the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17 on the deviation angle ⁇ from the center CT is not limited to the above method, and the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17 is not limited to the above method. Any element may be used as long as it changes according to the deviation angle ⁇ from the center CT of each wave plate element 17.
  • the X-axis direction may be a direction substantially orthogonal to the center line EX of the eyeball 100, and the rotation direction around the center line EX in the X-axis direction may be any direction.
  • the azimuth angle of the phase-advancing axis of each wave plate element 17 depends on the declination of each wave plate element 17 from the center CT, it is from the center CT corresponding to the aberration other than the defocus aberration.
  • the phase difference proportional to the cube of the distance r or more may not depend on the deviation angle ⁇ from the center CT.
  • the azimuth angle of the fast axis of each wave plate element 17 is set based on the azimuth angle of the fast axis of the wave plate element 17 arranged at the center CT of the optical element 16. It can be added by rotating the wave plate element 17 by an angle of half the phase difference to be added.
  • the optical element 16 may be formed over the entire exit surface 12b of the substrate 11. Alternatively, the optical element 16 may be formed on the incident surface 12a of the substrate 11. Further, the optical element 16 may be formed on at least a part of the surface of the lens 15 such as the entrance surface (the surface on the side of the cornea 30) or the exit surface (the surface on the side of the retina 33). Further, the optical element 16 may be formed on both the entrance surface and the exit surface of the lens 15. For example, when the optical elements 16 are formed on both surfaces, the phase difference added to them may be the same phase difference or different phase differences.
  • FIG. 10A is a diagram showing a lens 15 in which an optical element 16 is formed on an incident surface 15c (a surface on the cornea 30 side, an outer surface of the lens 15).
  • the substrate 10 and the holding member 14 can be omitted, and the ophthalmic lens 10b can be formed only by the lens 15.
  • the lens 15 can be interpreted as a lens arranged on the retina 33 side of the surface 15c on which the optical element 16 is formed.
  • the optical element 16 may be formed on the inner surface of the lens 15 (the inner side surface of the lens 15).
  • the lens 15 is divided into a front lens group 15d and a rear lens group 15e, and the surface of the front lens group 15d on the retina 33 side or the rear lens group 15e on the cornea 30 side is It is a figure which shows the ophthalmic lens 10c in which the optical element 16 was formed.
  • the surface on which the optical element 16 is formed may be a flat surface, a curved surface, or a mixed surface thereof.
  • FIG. 11 is a view showing a cross section of the ophthalmic lens 10d of the second embodiment.
  • the ophthalmic lens 10d is also used by being loaded into the eyeball 100 in the same manner as the ophthalmic lens 10 of the second embodiment shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b).
  • a substantially concentric phase modulation portion 18 centered on the optical axis AX is formed on the surface of the lens (base lens) 15.
  • the configuration of the phase modulator 18 is such that the surface (eg, flat surface, curved surface) of the lens 15 is provided with an uneven shape (eg, blaze shape, wave shape, etc.), or the refractive index of the lens 15 is partially changed.
  • the phase modulation unit 18 may have a shape or the like that forms a phase difference represented by a SINC function with respect to the distance from the optical axis AX with respect to the light transmitted through the phase modulation unit 18.
  • the phase difference is added to the light passing through the ophthalmic lens 10d not only by the optical element 16 but also by the phase modulator 18.
  • the phase difference added to the transmitted light by the phase modulator 18 has the same sign and the same amount for the right circularly polarized light and the right circularly polarized light.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a phase difference added to transmitted light by the ophthalmic lens 10d of the second embodiment.
  • FIG. 12A shows the phase difference PR1 added to the right circularly polarized light and the phase difference PL1 added to the left circularly polarized light by the optical element 16.
  • FIG. 12B shows the phase difference PD1 added to the right-handed circularly polarized light and the left-handed circularly polarized light by the phase modulation unit 18.
  • FIG. 12C shows the phase difference PR10 added to the right circularly polarized light transmitted through the ophthalmic lens 10d and the phase difference PL10 added to the left circularly polarized light.
  • the phase difference PR10 is the sum of the phase difference PR1 and the phase difference PD1
  • the phase difference PL10 is the sum of the phase difference PL1 and the phase difference PD1.
  • the phase difference PR1 and the phase difference PD1 have the same amount and the same sign
  • the phase difference PL1 has the same amount but a different sign.
  • the phase difference PL10 becomes 0 due to the cancellation
  • the phase difference PR10 is twice the phase difference PR1 and the phase difference PD1.
  • FIG. 13 shows a predetermined spatial frequency (about 50%) of the image formed on the retina 33 near the image forming point 34 when the ophthalmic lens 10d for generating the phase difference shown in FIG. 3 is a graph showing a simulation result in each diopter of MTF in [LP/mm]).
  • the simulation method is the same as above.
  • the MTF curve MR5 represents the MTF of the image formed by the right circularly polarized light
  • the MTF curve ML5 represents the MTF of the image formed by the left circularly polarized light
  • the MTF curve MT5 represents the MTF of the combined image obtained by adding the intensities of the image of the right circularly polarized light and the image of the left circularly polarized light.
  • the MTF curve ML5 of the image by the left circularly polarized light has a maximum value at 0 diopters (an object distant from the eyeball), and the MTF curve of the image by the right circularly polarized light.
  • MR5 exceeds 0.2 between 0.4 diopters (objects 2.5 [m] away from the eye) and 1.7 diopters (objects 0.59 [m] away from the eye).
  • an image of an object at a short distance from the inside can be well formed on the retina 33 while focusing on infinity.
  • FIG. 14 is a diagram showing a modified example 7 of the phase difference added to the transmitted light by the ophthalmic lens 10d of the second embodiment.
  • FIG. 14A shows the phase difference PR2 added to the right circularly polarized light and the phase difference PL2 added to the left circularly polarized light by the optical element 16.
  • FIG. 14B shows the phase difference PD2 added to the right-handed circularly polarized light and the left-handed circularly polarized light by the phase modulation unit 18.
  • FIG. 14C shows the phase difference PR20 added to the right circularly polarized light transmitted through the ophthalmic lens 10d and the phase difference PL20 added to the left circularly polarized light.
  • FIG. 15 shows a predetermined spatial frequency (about 50%) of an image formed on the retina 33 in the vicinity of the image forming point 34 when the ophthalmic lens 10d for generating the phase difference shown in FIG. 3 is a graph showing a simulation result in each diopter of MTF in [LP/mm]).
  • the simulation method is the same as above.
  • the MTF curve MR6 represents the MTF of the image by the right circularly polarized light
  • the MTF curve ML6 represents the MTF of the image by the left circularly polarized light
  • the MTF curve MT6 represents the MTF of the combined image obtained by adding the intensities of the image of the right circularly polarized light and the image of the left circularly polarized light.
  • the MTF curve ML6 of the image by the left circularly polarized light is 1 dioptre (1 [m] away from the eyeball) from 0 diopter (an object separated from the eyeball at infinity).
  • the MTF curve MR6 of the image with right circularly polarized light is 1.3 dioptres (objects 0.77 [m] away from the eyeball) to 2 dioptres (objects 0.5 [m] away from the eyeball). ) Up to keep good value. As a result, an image of an object from a distance to a short distance can be favorably formed on the retina 33 while focusing on the middle ground from a distance at infinity.
  • the absolute value of the phase difference PD2 may be smaller than the absolute value of the phase difference PR2.
  • FIG. 16 is a figure which shows the modification 8 of the phase difference which the ophthalmic lens 10d of 2nd Embodiment adds to transmitted light.
  • FIG. 16A shows the phase difference PR3 added to the right circularly polarized light and the phase difference PL3 added to the left circularly polarized light by the optical element 16.
  • FIG. 16B shows the phase difference PD3 added to the right-handed circularly polarized light and the left-handed circularly polarized light by the phase modulation unit 18.
  • FIG. 16C shows the phase difference PR30 added to the right circularly polarized light transmitted through the ophthalmic lens 10d and the phase difference PL30 added to the left circularly polarized light.
  • the phase difference PR30 is the sum of the phase difference PR3 and the phase difference PD3, and the phase difference PL30 is the sum of the phase difference PL3 and the phase difference PD3.
  • the phase difference PR3 added to the right-hand circularly polarized light by the optical element 16 discontinuously changes by + ⁇ /2 [rad] at a plurality of positions where the distance r from the center is predetermined.
  • the phase difference PL3 added to the left circularly polarized light changes discontinuously by - ⁇ /2 [rad].
  • Such a discontinuous change in the phase difference is realized by changing the direction of the phase advance axis of the wave plate element 17 constituting the optical element 16 discontinuously at a plurality of predetermined positions where the distance r from the center is predetermined. it can.
  • the phase difference added by the phase modulator 18 changes discontinuously by ⁇ /2 [rad] at the distance r from the center at the above predetermined positions.
  • the phase difference PL30 added to the left-hand circularly polarized light has a phase discontinuity of ⁇ [rad] at a plurality of predetermined distances r from the center. Changes to. Therefore, the ophthalmic lens 10d functions as a so-called Blaze diffraction grating lens with respect to the transmitted left circularly polarized light.
  • the phase difference PR30 added to the right circularly polarized light transmitted through the ophthalmic lens 10d has the distance r from the center offset by the discontinuous change in phase at a plurality of predetermined positions. It changes continuously with respect to r. Therefore, the ophthalmic lens 10d functions as a multifocal filter for the transmitted right circularly polarized light.
  • FIG. 17 shows that when the ophthalmic lens 10d for generating the phase difference shown in FIG. 16C is attached, the image formed on the retina 33 near the image forming point 34 has a predetermined spatial frequency (about 50).
  • 3 is a graph showing a simulation result in each diopter of MTF in [LP/mm]). The simulation method is the same as above.
  • the MTF curve MR7 represents the MTF of the image by the right circularly polarized light
  • the MTF curve ML7 represents the MTF of the image by the left circularly polarized light
  • the MTF curve MT7 represents the MTF of the combined image obtained by adding the intensities of the image of the right circularly polarized light and the image of the left circularly polarized light.
  • the ophthalmic lens 10d functions as a Blaze diffraction grating lens for left circularly polarized light.
  • the MTF curve ML7 of the image generated by the left circularly polarized light has two peaks at 0 diopters (objects at infinity away from the eyeball) and 1.6 diopters (objects at 0.625 [m] away from the eyeball).
  • the MTF curve MR7 of the image produced by right-handed circularly polarized light has a peak at 0.3 diopters (objects 0.33 [m] away from the eyeball) and is relatively up to about +1.5 diopters (objects 0.67 [m] away from the eyeball). Keep a big value.
  • an image of an object from infinity to the middle view can be satisfactorily formed on the retina 33.
  • the ophthalmic lens 10d according to the second embodiment not only makes the right circularly polarized light and the left circularly polarized light have different amounts of added phases but also adds a phase difference having completely different characteristics.
  • Can also The discontinuous phase difference added by the optical element 16 and the phase modulator 18 at a plurality of positions where the distance r from the center is predetermined is not limited to ⁇ /2 [rad]. , And may be any phase difference.
  • the phase difference added to the transmitted light by the ophthalmic lens 10d of the second embodiment may be the same as that of the ophthalmic lens 10 of the first embodiment described above.
  • the ophthalmic lens 10d of the second embodiment can add different amounts of phase difference to the right circularly polarized light and the left circularly polarized light.
  • the optical elements 16 in the first embodiment, the second embodiment, and the modified examples described above have different right and left circular polarization components of incident light near the retina 33 and along the center line EX. By focusing on a position, the depth of focus of the optical system of the eyeball 100 can be expanded. However, depending on the situation, instead of making the focal positions of the right circularly polarized light and the left circularly polarized light different, the linearly polarized light is used as the incident light on the intraocular lens 10, and the first electric field vibrates in the first direction. In some cases, it may be preferable to make the focal positions of the linearly polarized light and the second linearly polarized light vibrating in the direction orthogonal to the first direction different from each other.
  • the intraocular lens 10 is a second wave plate (second wave plate) such as a 1/4 wave plate that converts the linearly polarized light incident on the incident side of the optical element 16 into circularly polarized light.
  • second wave plate such as a 1/4 wave plate that converts the linearly polarized light incident on the incident side of the optical element 16 into circularly polarized light.
  • 2 wave plate elements may be provided.
  • a quarter-wave plate is a wave plate in which the optical path difference added between two orthogonal linearly polarized lights is (1/4+m) times the wavelength of light passing therethrough (m is 0 or more). It is an optical member.
  • An optical path length difference of (1/4+m) times the wavelength corresponds to a phase difference of (2m+1/2) ⁇ [rad].
  • the second wave plate is preferably a 1/4 wave plate, but it forms a phase difference between 1/8 and 3/8 of the wavelength between two orthogonally polarized linearly polarized lights. I wish I had it.
  • the second wave plate of the intraocular lens 10 can also be formed on the incident surface 12a or the like of the substrate 11 by film formation such as thin film deposition, similarly to the above-mentioned wave plate element 17.
  • the ophthalmic lenses of the first embodiment, the second embodiment, and each of the modified examples are not limited to the above-mentioned intraocular lens 10 (IOL) loaded in the eyeball 100 instead of the crystalline lens, and the iris 36 and the crystalline lens. It may be an implantable contact lens (IPL) loaded in between. Further, it may be an intraocular lens for a so-called piggy bag that is additionally loaded for correction with respect to the eyeball 100 to which the intraocular lens is attached. Alternatively, it may be a corneal inlay or a corneal onlay that is loaded into the cornea.
  • IOL intraocular lens 10
  • IPL implantable contact lens
  • it may be an intraocular lens for a so-called piggy bag that is additionally loaded for correction with respect to the eyeball 100 to which the intraocular lens is attached.
  • it may be a corneal inlay or a corneal onlay that is loaded into the cornea.
  • the ophthalmic lens may be a contact lens mounted on the outside of the cornea 30.
  • the user can wear the contact lens having the configuration described in the first embodiment and each modification and the existing intraocular lens (eg, a monofocal type IOL) on the eye and use them in combination.
  • the ophthalmic lens can also be used for various vision correction applications such as IOLs that can be used for both pseudophakic and phakic applications.
  • the ophthalmic lens may be a spectacle lens that is worn away from the eyeball.
  • the ophthalmic lenses (intraocular lenses 10, 10a to 10d) are the ophthalmic lenses to be mounted in the eyeball 100 or in the vicinity of the eyeball 100.
  • At least one surface (12a, 12b, 15c to 15e) is provided with an optical element 16 including a wave plate element 17 in which the direction of the fast axis changes depending on the distance from the optical center CT of the surface.
  • the direction of the phase-advancing axis of the element 17 is such that there is a phase difference between the light beam passing through the optical center CT and the light beam passing through a portion away from the optical center CT. It is set to add. With this configuration, the depth of focus of the optical system of the eyeball 100 loaded with the ophthalmic lens (intraocular lens 10, 10a to 10d) can be increased.
  • the wave plate element 17 is half of the transmitted light transmitted through the wave plate element 17 between the linearly polarized light component in the direction parallel to the phase-advancing axis and the linearly polarized light component in the direction perpendicular to the phase-advancing axis.
  • a 1/2 wave plate may be used to add an optical path difference of wavelengths.
  • the above phase difference may include defocus aberration that causes the right-handed circularly polarized light and left-handed circularly polarized light to be formed at different focal positions, and aberrations other than the defocused aberration.
  • the optical element 16 includes a plurality of annular portions A1 to A22 having different distances from the optical center CT. Inside each of the plurality of annular portions A1 to A22, the fast axis of the wave plate element 17 is The direction is continuously changed according to the distance from the optical center CT, and the direction of the fast axis of the wave plate element 17 is changed by approximately 90° at the boundary between the plurality of annular portions A1 to A22.
  • each of the right-handed circularly polarized light and the left-handed circularly polarized light transmitted through the optical element 16 can be condensed at a plurality of positions separated along the center line EX, and the intraocular lens 10 is loaded. The depth of focus of the optical system of the eyeball 100 can be further expanded.
  • FIG. 18 shows a flowchart for manufacturing an ophthalmic lens.
  • a method such as spin coating, spray coating, or vapor deposition is applied to either the incident surface 12a or the exit surface 12b of the substrate 11 described above or one of the surfaces of the lens 15 (hereinafter also referred to as a processed surface).
  • a photo-alignment material such as the above-mentioned azobenzene compound can be used.
  • step S102 the alignment film formed on the machined surface is irradiated with linearly polarized light while changing its polarization direction, and the alignment film is oriented in a direction corresponding to the position in the machined surface.
  • This orientation direction corresponds to the azimuth angle of the fast axis of the wave plate element 17 shown in FIGS. 2, 4(a), 5(a), 8(a), and 9(a).
  • the wave plate element 17 is formed on the alignment film having the orientation direction formed in step S102 by a method such as thin film deposition. At this time, the azimuth angle of the fast axis or the slow axis of the wave plate element 17 is formed by the alignment film in the lower layer so as to follow the alignment direction of the alignment film.
  • the optical element 16 that constitutes the ophthalmic lens (such as the intraocular lens 10) can be manufactured. Further, if necessary, an optical component including the optical element 16 (the substrate 11 or the lens 15) is combined with another optical component and held by the holding frame 14, whereby the ophthalmic lens is completed.
  • the alignment direction of each part on the processed surface is calculated using design data showing the aberration characteristics of the ophthalmic lens to be manufactured (the characteristics of the phase difference added to the transmitted light). To decide.
  • the above-described method for manufacturing an ophthalmic lens is the method for manufacturing an ophthalmic lens according to the first embodiment and each modified example described above, in which an alignment film is formed on at least one surface, To record the orientation direction according to the distance from the optical center of the surface, on the orientation film on which the orientation direction is recorded, the wave plate element so that the fast axis coincides with the direction according to the orientation direction. And forming.
  • an ophthalmic lens intraocular lens 10 or the like
  • an ophthalmic lens that expands the depth of focus of the optical system of the eyeball 100 when attached to the eyeball 100 can be manufactured at low cost and with high accuracy.
  • the present invention is not limited to the above contents. Other modes that are conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention. This embodiment may combine all or part of the above-described aspects.
  • Intraocular lens 100: Eyeball, EX: Centerline of eyeball, 11: Substrate, 12a: Incident surface of substrate, 12b: Incident surface of substrate, 15: Lens, 16: Optical element, 17: Wave plate element, AX: optical axis of intraocular lens, 30: cornea, 31: anterior chamber, 32: vitreous body, 33: retina, 36: iris

Abstract

眼科用レンズは、眼球内または眼球近傍に装着される眼科用レンズにおいて、少なくとも１つの面に、面の光学中心からの距離に応じて進相軸の方向が変化している波長板要素を含む光学素子を備え、波長板要素の進相軸の方向は、光学中心を通る光線と、光学中心から離れた部分を通る光線との間に、右円偏光光と左円偏光光とで符号の異なる位相差を付加するように設定されている。

Description

眼科用レンズ及び眼科用レンズの製造方法
　本発明は、眼内レンズ等の眼科用レンズ、眼科用レンズの製造方法に関する。
　水晶体の摘出後に水晶体に代わって眼球内に装填する眼内レンズ（Intraocular lens、ＩＯＬ）、水晶体を併用して眼球内に装填する有水晶体眼内レンズ（Phakic Intraocular lens、ＰＩＬ）、およびコンタクトレンズ等の眼球に接触させて使用する眼科用レンズが用いられている。
　また、眼の焦点調節力を補うために、多焦点タイプの眼科用レンズも用いられている。多焦点タイプの眼科用レンズの１つとして、所定のパターンを有する回折波長板コーティングを有する眼科用レンズも提案されている（特許文献１参照）。
国際公開第２０１５／１６１０８４号
　本発明の第１の態様の眼科用レンズは、眼球内または眼球近傍に装着される眼科用レンズにおいて、少なくとも１つの面に、前記面の光学中心からの距離に応じて進相軸の方向が変化している波長板要素を含む光学素子を備え、前記波長板要素の前記進相軸の方向は、前記光学中心を通る光線と、前記光学中心から離れた部分を通る光線との間に、右円偏光光と左円偏光光とで符号の異なる位相差を付加するように設定されている。
　本発明の第２の態様の眼科用レンズの製造方法は、第１の態様に記載の眼科用レンズを製造する眼科用レンズの製造方法において、少なくとも１つの面の上に配向膜を形成すること、前記配向膜に、前記面の前記光学中心からの距離に応じた配向方向を記録させること、前記配向方向が記録された前記配向膜の上に、前記進相軸が前記配向方向に従った方向に一致するように前記波長板要素を形成すること、とを含む。
図１（ａ）は、第１実施形態による眼科用レンズが装着された眼球の断面を示す図。図１（ｂ）は、第１実施形態による眼科用レンズの断面を示す図。 図２（ａ）は、第１実施形態の眼科用レンズの１つの面に形成された光学素子を構成する波長板要素の進相軸の方向の分布の一例を示す図。図２（ｂ）は、波長板要素の進相軸の方位角と面の中心からの距離との関係の一例を示す図。 図３（ａ）は、図２に示す光学素子が左円偏光光に与える位相差と面の中心からの距離との関係を示す図。図３（ｂ）は、図２に示す光学素子が右円偏光光に与える位相差と面の中心からの距離との関係を示す図。 図４（ａ）は、第１実施形態の眼科用レンズの１つの面に形成された光学素子を構成する波長板要素の進相軸の方向の分布の変形例１を示す図。図４（ｂ）は、変形例１の分布を有する光学素子を含む眼内レンズを装着した際に網膜上に形成される像のＭＴＦのシミュレーション結果を示す図。 図５（ａ）は、第１実施形態の眼科用レンズの１つの面に形成された光学素子を構成する波長板要素の進相軸の方向の分布の変形例２を示す図。図５（ｂ）は、変形例２の分布を有する光学素子を含む眼内レンズを装着した際に網膜上に形成される像のＭＴＦのシミュレーション結果を示す図。 図６は、光学素子が波長板要素の進相軸の方位角の分布の変形例３が、透過する右円偏光光に付加する位相差を示す図。 図７は、光学素子が波長板要素の進相軸の方位角の分布の変形例４が、透過する右円偏光光に付加する位相差を示す図。 図８（ａ）は、第１実施形態の眼科用レンズの１つの面に形成された光学素子を構成する波長板要素の進相軸の方向の分布の変形例５を示す図。図８（ｂ）は、変形例５の分布を有する光学素子を含む眼内レンズを装着した際に網膜上に形成される像のＭＴＦのシミュレーション結果を示す図。 図９（ａ）は、第１実施形態の眼科用レンズの１つの面に形成された光学素子を構成する波長板要素の進相軸の方向の分布の変形例６を示す図。図９（ｂ）は、変形例６の分布を有する光学素子を含む眼内レンズを装着した際に網膜上に形成される像のＭＴＦのシミュレーション結果を示す図。 図１０（ａ）は、眼科用レンズの別の一例を示す図。図１０（ｂ）は、眼科用レンズのさらに別の一例を示す図。 第２実施形態の眼科用レンズの断面を示す図。 第２実施形態の眼科用レンズが透過光に付加する位相差の一例を示す図。 第２実施形態の眼科用レンズを装着した際に網膜上に形成される像のＭＴＦのシミュレーション結果を示す図。 第２実施形態の眼科用レンズが透過光に付加する位相差の変形例７を示す図。 透過光に対して図１４に示す位相差を付加する眼科用レンズを装着した際に網膜上に形成される像のＭＴＦのシミュレーション結果を示す図。 第２実施形態の眼科用レンズが透過光に付加する位相差の変形例８を示す図。 透過光に対して図１６に示す位相差を付加する眼科用レンズを装着した際に網膜上に形成される像のＭＴＦのシミュレーション結果を示す図。 図１８は、眼科用レンズの製造方法のフローチャートを示す図である。
（第１実施形態の眼科用レンズ）
　図１（ａ）は、本発明の第１実施形態の眼科用レンズである眼内レンズ１０が装填されている眼球１００の断面を示す図である。図１に示した眼内レンズ１０は、眼球から摘出された不図示の水晶体の代わりとして眼球１００内に装填されているレンズ（この場合、ＩＯＬ）であり、元来は水晶体が配置されている位置である、硝子体３２と前房３１との間に配置されている。前房３１の内部には、虹彩３６が配置されている。眼内レンズ１０は、その光軸ＡＸが角膜３０の中心と黄斑３５の中心とを結ぶ直線を眼球の中心線ＥＸと、概ね一致するように配置されるが、必ずしも厳密に一致する必要はない。
　眼内レンズ１０は、元来の水晶体と同様の屈折力を持つレンズであり、不図示の外界の物体からの光線Ｐ１、Ｐ２は、角膜３０で屈折し、前房３１、眼内レンズ１０、および硝子体３２を経て、網膜３３上の黄斑３５の中心近傍にある結像点３４に結像する。
　図２に示した２本の光線Ｐ１、Ｐ２は例示であって、実際には、物体から発して入射面に入る多数の光線（例、結像光線）が、上記の角膜３０や眼内レンズ１０等を経て、網膜３３上の結像点３４に結像している。仮に、角膜３０、前房３１、眼内レンズ１０、および硝子体３２を含む光学系に収差がなければ、多数の結像光線のそれぞれの間に光路長差はない。
　図１（ｂ）は、眼内レンズ１０の拡大図断面図である。眼内レンズ１０は、樹脂等からなり、眼内レンズ１０に入射した光を屈折させるレンズ（ベースレンズ）１５と、レンズ１５より角膜３０側（光の入射側）に配置されている透光性の基板１１と、レンズ１５および基板１１を保持する保持枠１４とを含む。そして、レンズ１５と基板１１の間には、樹脂等の透光物質１３が充填されている。基板１１は、角膜３０側（光の入射側）の入射面１２ａ、および網膜３３側（光の入射側）の射出面１２ｂを有する。以下、入射面１２ａ、および射出面１２ｂを合わせて、または単独で、単に面１２とも呼ぶ。なお、面１２は、平面でもよいし、曲面又は凹凸面であってもよいし、それらの混合面でもよい。
　図２（ａ）は、眼内レンズ１０に含まれる基板１１を、レンズ１５の側から見た平面図である。第１実施形態の眼科用レンズ１０は、基板１１の入射面１２ａ、または射出面１２ｂの少なくとも一方に、波長板要素１７を含む光学素子１６を備えている。
　図２（ａ）において、光学素子１６の内部に示した多数の線分は、その位置にある波長板要素１７の進相軸の方向を表している。光学素子１６内の各波長板要素１７は、その射出面１２ｂ内の位置に応じて進相軸の方向が変化している。
　波長板とは、一般的に定義されるように、それを透過する光に対して、波長板に固有の進相軸の方向に平行な電場を有する直線偏光光と、進相軸および光の進行方向と直交する遅相軸の方向に平行な電場を有する直線偏光光との間に、光路差を与える光学部材である。換言すると、波長板に入射した任意の偏光方向（電場の方向）を有する直線偏光光は、進相軸方向の電場を有する直線偏光成分と、遅相軸方向の電場を有する直線偏光成分とに分離され、相互の間に光路差（位相差）が生じる。この結果、波長板に入射した直線偏光光は、通常、楕円偏光光に変換されて、波長板から射出する。
　ただし、進相軸または遅相軸の方向に平行な電場を有する直線偏光光は、それぞれ他方の遅相軸または進相軸に平行な電場を有する直線偏光成分を有しないので、直線偏光を保ったまま、波長板から射出する。
　このうち、進相軸は、それに平行な電場を有する直線偏光の射出光の位相が、遅相軸に平行な電場を有する直線偏光の射出光の位相に比べて、進んでいる軸である。
　１／２波長板とは、波長板であって、上記の光路差が、それを透過する光の波長の（１／２＋ｍ）倍（ｍは０以上の整数）となる光学部材である。波長の（１／２＋ｍ）倍の光路長差は、位相差としては（２ｍ＋１）π[rad] に相当する。
　基板１１は、例えば、ガラスや樹脂から成り、基板１１の射出面１２ｂには不図示の配向膜が形成され、配向膜上に所定の厚さの複屈折材料を含む光学素子１６が成膜されている。配向膜としては、例えば、ビーム・エンジニアリング・フォー・アドバンスド・メジャーメンツ・カンパニー（Beam Engineering for Advanced Measurements Co.）（ビーム社）から入手可能なＰＡＡＤシリーズのアゾベンゼン系化合物などの光配向材を用いることができる。
　例えば公知の光配向技術を用いて、射出面１２ｂ上に形成した配向膜の各部分に、所定の配向方向を持たせる。その後、蒸着等の手法により、配向膜の上に所定の複屈折特性を有する材料（例えば有機材料）を、１／２波長板として機能する所定の厚さとなるように成膜する。このとき、射出面１２ｂ上の各部分に形成される部分的な１／２波長板の進相軸または遅相軸の方向は、その部分の配向膜の配向方向に倣ったものとなる。従って、射出面１２ｂ上に、進相軸が射出面１２ｂ面内の所定の方向を向いた部分的な１／２波長板である波長板要素１７が、射出面１２ｂの面内方向に連続的に形成された光学素子１６を形成することができる。
　波長板要素１７は、それぞれが個々に分離されたものである必要はない。光学素子１６を構成する、その内部で進相軸の方向が変化する１／２波長板のうち、進相軸の方向が概ね一定と見做して良い範囲を、波長板要素１７と解釈することができる。
　なお、進相軸の方向とは、一例として、進相軸の図２のＸ軸方向からの左回りを正とする回転角（方位角）を言うものとする。また、その回転角は、０から２π[rad] の範囲に限らず、負値であっても良く、±２π[rad] を超えた値であっても構わないものとする。また、Ｘ軸方向は、光学素子１６および眼内レンズ１０を眼球１００に装着する際に、眼球１００の中心線ＥＸと略直交する方向であれば良く、Ｘ軸方向の中心線ＥＸを中心とする回転方向は、任意の方向であって良い。
　本例の光学素子１６では、各波長板要素１７の進相軸の方向は、各波長板要素１７の光学素子１６の中心ＣＴからの距離ｒのみに応じて変化し、各波長板要素１７の中心ＣＴからの＋Ｘ方向を基準とした偏角θには依らないものとしている。逆に言えば、光学素子１６の中心ＣＴは、波長板要素１７の進相軸の方位角の分布における中心であり、光学素子１６の光学中心と解釈することができる。
　なお、後述するように波長板要素１７の進相軸の方位角の分布が、各波長板要素１７の中心ＣＴからの偏角θに依存する場合であっても、その分布の軸対称性や２回対称等の回転対称性を有する場合には、それらの対称軸の交点や回転対称の中心点が光学素子１６の光学中心である。
　光学要素１６が形成されている基板１１は、光学素子１６の中心ＣＴがレンズ１５の光軸（すなわち眼内レンズ１０の光軸）と一致するように配置され、保持枠１４により保持されている。
　なお、光学中心である光学素子１６の中心ＣＴは、射出面１２ｂの中心、すなわち基板１１のＸＹ面内の中心とは、一致していなくても良い。
　図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した光学素子１６における、各波長板要素１７の進相軸の方位角と、中心ＣＴからの距離ｒとの関係を示す図である。本例においては、進相軸の方位角は、中心ＣＴからの距離ｒに対するＳＩＮＣ関数で表される曲線ＦＡ０に従って変化している。
　面内の位置に応じて進相軸の方向が異なる波長板要素１７を有する光学素子１６に円偏光光が入射すると、光学素子１６を透過した円偏光光の位相は、相対的に、各波長板要素１７の進相軸の方位角の２倍だけ変化する。従って、図２（ａ）および図２（ｂ）に示した、光学素子１６に円偏光光が入射した場合、透過光の位相は、中心ＣＴを中心として、中心ＣＴからの距離ｒに応じて変化する。
　図３（ａ）および図３（ｂ）は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示した光学素子１６のを透過した円偏光光に付加される位相の変化（位相差）と、その光が透過した光学素子１６の部分の中心ＣＴからの距離との関係を示す図である。図３（ａ）は左円偏光光に付加される位相差ＰＬを、図３（ｂ）は右円偏光光に付加される位相差ＰＲを、それぞれ表わす。
　なお、結像においては、それぞれの結像光束の内部での相対的な位相差のみが重要である。従って、図３（ａ）および図３（ｂ）では、光学素子１６の中心ＣＴから所定の距離離れた位置を透過した光の位相の、光学素子１６の中心ＣＴを透過した光の位相に対する差（位相差）として表している。
　上述のように、光学素子１６を透過した円偏光光の位相は、各波長板要素１７の進相軸の方位角の２倍だけ変化する。そして、図３（ａ）および図３（ｂ）に示したように、左円偏光光に付加される位相差ＰＬと、右円偏光光に付加される位相差ＰＲとは、付加される位相差は、絶対値としては等量であるが、その符号（正負）が異なっている。
　従って、本例の光学素子１６は、透過光に対して、中心ＣＴを中心として中心ＣＴからの距離に応じた位相差、すなわち広義の球面収差を、左円偏光光および右円偏光光のそれぞれに対して、等量かつ異符号で付加する光学部材として作用する。
　従って、この光学素子１６の作用により、眼内レンズ１０は、左円偏光光に対する屈折力と右円偏光光に対する屈折力とが異なり、左円偏光光に対する焦点距離と右円偏光光に対する焦点距離が異なるレンズとして機能する。
　ところで、人間が目にする一般的な照明光は、ほとんどがいわゆるランダム偏光であるため、一般的な照明光には、左円偏光成分と右円偏光成分が概ね半分ずつ含まれている。
　従って、図１（ａ）に示したように、本例の眼内レンズ１０を眼球内に配置することにより、網膜３３上またはその近傍の、眼球の中心線ＥＸ方向に異なる位置に、右円偏光光の焦点と左円偏光光の焦点とを別々に形成することができる。これにより、網膜３３上に形成される像の実質的な焦点深度を拡大することができる。換言すれば、近景から遠景に渡る広範囲の物体の像を、網膜３３上に高コントラストで結像させることができる。すなわち、眼内レンズ１０が装着された眼球１００の光学系の焦点深度を拡大することができる。
　眼内レンズ１０においては、人間の目の比視感度が最も高い波長550[nm] 程度の波長に対する性能が重要になるので、光学素子１６を構成する波長板要素１７は、波長550[nm] 程度の波長に対して１／２波長板として機能するように、その厚さや材質を選定することが望ましい。ただし、薄暮時の性能を重視する場合などには、より短波長の波長500[nm] 程度の波長に対して１／２波長板として機能するように設定してもよく、可視光である波長400～700[nm] の中の任意の１つの波長に対して、１／２波長板として機能するようにしてもよい。
　なお、波長板要素１７が付加する位相差は、正確に対象波長の１／２ではなくてもよく、例えば対象波長の１／４から３／４程度であっても、焦点深度の拡大効果を得ることができる。
　ところで、図３（ａ）および図３（ｂ）に示した、左円偏光光に付加される位相差ＰＬと右円偏光光に付加される位相差ＰＲとは、共に、図２（ｂ）に示したＳＩＮＣ関数に基づくものである。従って、これを中心ＣＴからの距離ｒに対する級数として捉えると、ｒの２次成分だけでなく、４次成分、６次成分、８次成分・・、という、ｒの高次成分も含む関数である。
　このうち、中心ＣＴからの距離ｒの２次成分（ｒの２乗に比例する成分）は、デフォーカスに対応する、いわゆるデフォーカス収差に相当し、それぞれの円偏光光による像の焦点を光軸ＡＸに沿った方向に移動させる。ただし、その移動の向きは、左円偏光光と右円偏光光とで、逆になる。
　一方、中心ＣＴからの距離ｒの４次以上の成分は、いわゆるデフォーカス収差以外の収差に相当している。すなわち、本例の光学素子１６は、このようにデフォーカス収差以外の収差（位相差）も透過光に付加させる。これにより、単純に焦点位置を光軸方向に２つに分離する２焦点レンズとは異なり、２次成分（デフォーカス収差）により光軸ＡＸ方向に分離されて形成された左円偏光光の焦点と右円偏光光の焦点との間にも、高コントラストの像を形成することができる。これにより、連続的に近景から遠景に渡る広範囲の物体の像を、網膜３３上に高コントラストで結像させることができる。すなわち、眼内レンズ１０が装着された眼球１００の光学系の焦点深度を拡大することができる。
（波長板要素の進相軸の方位角の変形例１）
　付加する位相差は、上記の距離ｒに対する関数φ（ｒ）として、式（１）で表されるごとき、ＳＩＮＣ関数で表される量であっても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　　　　　・・・（１）
　ここで、関数ζ（ｒ）は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　　　　　・・・（２）
であり、ｆは眼内レンズ１０の焦点距離、λは眼内レンズ１０で使用される光の中心波長、ｎは眼内レンズの屈折率である。ｇは０より大きい任意の第１定数であり、0.1から1.０程度の値であることが好ましい。
　なお、ＳＩＮＣ関数であるｓｉｎｃ（ｘ）とはｓｉｎ（πｘ）／（πｘ）であり、ｓｉｎｃｇ（ｘ）とはｓｉｎｃ（ｘ）の絶対値のｇ乗にｓｉｎｃ（ｘ）の符号を乗じたものを表す。
　Ｊは任意の自然数であり、第１係数Ｃｊ、および第２係数Ｄｊは、１からＪまでの添え字ｊを付けて表される、それぞれＪ個の係数である。
　図４（ａ）は、光学素子１６を構成する波長板要素１７の進相軸の方向の分布の変形例１を示す図であり、進相軸の方向（進相軸の方位角）は、光学素子１６を透過する光に対して、上述の式（１）のＳＩＮＣ関数に基づくに関数に従って連続的に変化している。変形例１においても、波長板要素１７の進相軸の方向は、中心ＣＴから波長板要素１７までの距離ｒにのみ依存し、中心ＣＴからの偏角θには依存しないものとしている。
　上述のように、光学素子１６を透過した円偏光光の位相は、各波長板要素１７の進相軸の方位角の２倍だけ変化する。
　従って、各波長板要素１７の進相軸の方位角は、図４（ａ）に示す曲線ＦＡ１にしめすとおり、中心ＣＴから距離ｒに応じて、式（１）で表される量の位相差の半分の角度だけ、Ｘ軸方向から回転している。なお、曲線ＦＡ１は、図４（ａ）の縦軸方向に任意の量だけ平行シフトしたものであっても良い。縦軸方向に並行シフト、すなわち、各波長板要素１７がそれぞれ一定の角度だけ回転しても、光学素子１６を透過する光透過光の中の位相差は変化せず、結像の特性には影響を与えないためである。
　なお、この変形例１においても、右円偏光光と左円偏光光とに対して、光学素子１６を透過する光に対して付加される位相差は、等量かつ異符号で付加される。
　図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した変形例１の方位角分布を有する光学素子１６を含む眼内レンズ１０を装着した際に、結像点３４近傍の網膜３３上に形成される像の、所定の空間周波数（約50［LP/mm］）でのＭＴＦ（Modulation Transfer Function）の各ディオプトリにおけるシミュレーション結果を示すグラフである。
　シミュレーションは、2008年にHerbert Grossにより編纂された「Handbook of Optical Systems: Vol. 4 Survey of Optical Instruments」（WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim）の第３６章第４節に開示される、Navarrosモデルに基づくものである。すなわち、上記のNavarrosモデルによる焦点距離の光学系（角膜３０、前房３１、眼内レンズ１０、および硝子体３２を含む光学系）を想定し、その光学系を通過する各結像光線に図４（ａ）に示した各波長板要素１７の方位角から求まる位相差を付加して、シミュレーションを行った。
　ＭＴＦ曲線ＭＲ１は右円偏光光による像のＭＴＦを、ＭＴＦ曲線ＭＬ１は左円偏光光による像のＭＴＦを、それぞれ表す。そして、ＭＴＦ曲線ＭＴ１は右円偏光光による像と左円偏光光による像との強度を加算した合成像のＭＴＦを表す。
　変形例１においても、光学素子１６は、特に、中心ＣＴからの距離ｒが1.5[mm]以内の領域において、中心ＣＴからの距離ｒの２乗に比例するデフォーカス成分を含む位相差を付加する。かつ、この位相差は、右円偏光光と左円偏光光とでは異符号である。
　従って、右円偏光光と左円偏光光とは、網膜３３の近傍で、光軸ＡＸに沿って相互に異なる方向にデフォーカスして結像される。本シミュレーションにおいては、レンズ１５の屈折力または中心線ＥＸに沿った方向の位置を調整することにより、右円偏光光の像のＭＴＦであるＭＴＦ曲線ＭＲ１が０ディオプトリ（無限遠の物体）において最大値となるように設定している。このとき、左円偏光光の像のＭＴＦであるＭＴＦ曲線ＭＬ１は2.6ディオプトリ（眼球から0.385[m]離れた物体）において最大値となる。
　さらに、光学素子１６は、特に中心ＣＴからの距離ｒが1.5[mm]以上の領域において、中心ＣＴからの距離ｒの高次の項に比例する位相差を付加する。これにより、右円偏光光の像のＭＴＦであるＭＴＦ曲線ＭＲ１においては１ディオプトリ（眼球から１ [m] 離れた物体）において副極大となり、左円偏光光の像のＭＴＦであるＭＴＦ曲線ＭＬ１は1.8ディオプトリ（眼球から0.555[m] 離れた物体）において副極大となる。
　これにより、最終的に網膜３３が視覚する右円偏光光と左円偏光光との強度を加算した合成像のＭＴＦ曲線ＭＴ１は、０ディオプトリ（無限遠の物体）から３ディオプトリ（眼球から0.333[m] 離れた物体）までの広範な範囲に渡って良好な値を保つ。従って、変形例１の光学素子１６により、近距離から遠距離に渡る広範囲な物体の像を高コントラストで網膜３３上に結像させることができる。
（波長板要素の進相軸の方位角の変形例２）
　光学素子１６が透過光に付加する位相差は、上述のＳＩＮＣ関数やＳＩＮＣ関数に基づく関数に限られるわけではない。例えば、本例の光学素子１６においても、透過光に付加させる収差（位相差）を、主に中心ＣＴからの距離ｒの２乗に比例する成分（２次成分。デフォーカス収差）に限定しても良い。この場合には、近景にある物体および遠景にある物体の像を、共に網膜３３上に高コントラストで結像させることができる。
　あるいは、付加する位相差は、中心ＣＴからの距離ｒの偶数次の冪級数で表される量であってもよい。さらには、付加する位相差は、中心ＣＴからの距離ｒの偶数次の冪級数に、距離ｒの奇数次の冪級数を加えた関数で表される量であってもよい。また、光学素子１６が光に付加する位相差は、光軸からの距離ｒに対して単調減少するガウス関数または光軸からの距離ｒに対して周期的に変動するＣＯＳ関数であってもよいし、該ガウス関数である第１項と、ＳＩＮまたはＣＯＳ関数である第２項との組み合わせの関数でもよい。
　図５（ａ）は、光学素子１６を構成する波長板要素１７の進相軸の方向の分布の変形例２を示す図であり、進相軸の方向（進相軸の方位角）は、光学素子１６を透過する光に対して、中心ＣＴからの距離ｒの冪級数で表される量（曲線ＦＡ２）となっている。従って、光学素子１６を透過した円偏光光には、中心ＣＴを透過した光を基準として、各波長板要素１７の進相軸の方位角（曲線ＦＡ２）の２倍の位相差が付加される。
　変形例２においても、波長板要素１７の進相軸の方向は、中心ＣＴから波長板要素１７までの距離ｒにのみ依存し、中心ＣＴからの偏角θには依存しないものとしている。
　なお、この変形例２においても、右円偏光光と左円偏光光とに対して、光学素子１６を透過する光に対して付加される位相差は、等量かつ異符号で付加される。
　また、曲線ＦＡ２は、図５（ａ）の縦軸方向に任意の量だけ平行シフトしたものであっても良い。
　図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した変形例２の方位角分布を有する光学素子１６を含む眼内レンズ１０を装着した際に、結像点３４近傍の網膜３３上に形成される像の、所定の空間周波数（約50［LP/mm］）でのＭＴＦの各ディオプトリにおけるシミュレーション結果を示すグラフである。シミュレーション方法は、上記と同様である。
　ＭＴＦ曲線ＭＲ２は右円偏光光による像のＭＴＦを、ＭＴＦ曲線ＭＬ２は左円偏光光による像のＭＴＦを、それぞれ表す。そして、ＭＴＦ曲線ＭＴ２は右円偏光光による像と左円偏光光による像との強度を加算した合成像のＭＴＦを表す。
　変形例２においては、波長板要素１７の進相軸の方位角の変化は、中心ＣＴからの距離ｒが０から１[mm]程度の範囲では、距離ｒの２乗に比例する成分、すなわちデフォーカス成分が支配的である。そして、このデフォーカス成分についても、右円偏光光と左円偏光光とに対して、異符号で付加されるため、右円偏光光と左円偏光光とは、網膜３３の近傍で、光軸ＡＸに沿って相互に異なる方向にデフォーカスして結像される。
　本シミュレーションにおいては、レンズ１５の屈折力または中心線ＥＸに沿った方向の位置を調整することにより、右円偏光光の像のＭＴＦであるＭＴＦ曲線ＭＲ２が0.8ディオプトリ（眼球から1.25[m] 離れた物体）において最大値となるように設定している。このとき、左円偏光光の像のＭＴＦであるＭＴＦ曲線ＭＬ２は1.25ディオプトリ（眼球から0.8[m] 離れた物体）において最大値となる。
　光学素子１６上の波長板要素１７の進相軸の方位角は、中心ＣＴからの距離ｒに対する高次成分（３次以上）にも比例して変化し、距離ｒが１[mm]を超えると、高次の成分が支配的となってくる。この高次成分が、いわゆる球面収差として機能するため、図５（ｂ）において、右円偏光光の像のＭＴＦであるＭＴＦ曲線ＭＲ２は、最大値となる0.8ディオプトリよりもマイナスディオプトリ側で比較的高いコントラストを維持する。一方、左円偏光光の像のＭＴＦであるＭＴＦ曲線ＭＬ２は、最大値となる1.25ディオプトリよりもプラスディオプトリ側で比較的高いコントラストを維持する。
　この結果、最終的に網膜３３が視覚する右円偏光光と左円偏光光との強度を加算した合成像のＭＴＦ曲線ＭＴ２は、０ディオプトリ（無限遠の物体）から2.2ディオプトリ（眼球から0.455[m]の物体）までの広範な範囲に渡って良好な値を保つ。従って、変形例２の光学素子１６により、近距離から遠距離に渡る広範囲な物体の像を高コントラストで網膜３３上に結像させることができる。
（波長板要素の進相軸の方位角の変形例３）
　図６は、変形例３の進相軸の方位角の分布を有する波長板要素１７を含む光学素子１６上が、これを透過する右円偏光光に付加する位相差と、その光が透過した光学素子１６の部分の中心ＣＴからの距離との関係を示す図である。従って、波長板要素１７の進相軸の方位角としては、グラフの縦軸の値は半分になる点に留意されたい。なお、図６では、中心ＣＴを透過した光の位相ではなく、光学素子１６の周辺部（中心ＣＴからの距離ｒが大きな領域）と透過する光の平均的な位相を基準（値＝０）として位相差を表している。また、図示は省略しているが、光学素子１６を透過する左円偏光光に対しても、図６と同量かつ異符号の位相差を付加する。
　変形例３の波長板要素１７の進相軸の方位角の分布は、上述の距離ｒのＳＩＮＣ関数に基づくものであっても、距離ｒの冪級数に基づくものであっても良い。変形例３においては、光学素子１６の中心ＣＴの近傍の領域、たとえば図６に示すように、中心ＣＴから半径ｒａ以内の領域を第１領域Ｚ１と呼ぶ。また、中心ＣＴから第１領域Ｚ１よりも離れた領域、たとえば中心ＣＴから半径ｒａ以上、かつ半径ｒｂ以内の領域を第２領域Ｚ２と呼ぶ。そして、中心ＣＴから第２領域Ｚ２よりも離れた領域、たとえば中心ＣＴから半径ｒｂ以上、かつ半径ｒｃ以内の領域を第３領域Ｚ３と呼ぶ。
　例えば、中心ＣＴから遠い第３領域Ｚ３を通る光線には、第３領域Ｚ３内の第３位相差φ３の平均値としての基準値である０[rad]を中心として中心ＣＴからの距離に応じて変動する第３位相差φ３が付加されている。第３位相差φ３は中心ＣＴからの距離に対して概ね周期的に変動している。第３領域Ｚ３内における第３位相差φ３と基準値である０[rad]との差の絶対値の最大値を、変動の振幅Ａ３と呼ぶ。
　一方、中心ＣＴの近傍の第１領域Ｚ１を通る光線には、第３領域Ｚ３を通る光線に対して、約４[rad]以上の第１位相差φ１が付加されている。そして、さらに、第２領域Ｚ２を通る光線には、第１領域Ｚ１を通る光線と第３領域Ｚ３を通る光線との位相差を連続的につなぐとともに、中心ＣＴからの距離に応じて連続的に変化する第２位相差φ２が付加されている。言い換えると、第２領域Ｚ２を通る光線には、第１位相差φ１と第３位相差φ３とを連続的につなぐとともに、中心ＣＴからの距離に基づいて連続的に変化する第２位相差φ２が付加される。すなわち、第１領域Ｚ１、第２領域Ｚ２および第３領域Ｚ３を通る各光線の位相は、中心ＣＴからの距離に対して常に連続的に変化し、不連続な位相変化が生じることはない。
　なお、光学素子１６を通過する光の位相が、第１領域Ｚ１を含み、中心ＣＴから距離ｒが光学素子１６の半径の半分程度までの所定領域内においては連続的に変化し、所定領域外では不連続に変化するように構成されていてもよい。
　以上の変形例３においても、右円偏光光と左円偏光光とを、網膜３３の近傍で、光軸ＡＸに沿って相互に異なる方向にデフォーカスして結像させることができる。さらに、第３領域Ｚ３における第３位相差φ３の中心ＣＴからの半径（距離）ｒに対する変動は、いわゆる２重焦点レンズとしての作用を有している。このため、変形例３の光学素子１６により、近距離から遠距離に渡る広範囲な物体の像を高コントラストで網膜３３上に結像させることができる。
　なお、多焦点レンズ（例、２重焦点レンズ）としての機能を効率よく発揮させるために、この変動の半径ｒ方向の周期は0.1～1.0mm程度であることが好ましい。また、変動の振幅Ａ３は、0.05[rad]以上であって、上述の第１位相差φ１の７割程度以下であることが好ましい。
　さらに、右円偏光光と左円偏光光の光軸ＡＸ方向の焦点位置に十分な量の差を与えるために、第１位相差φ１は、１．５[rad]以上であることが望ましい。
（波長板要素の進相軸の方位角の変形例４）
　図７は、変形例４の進相軸の方位角の分布を有する波長板要素１７を含む光学素子１６上が、これを透過する右円偏光光に付加する位相差と、その光が透過した光学素子１６の部分の中心ＣＴからの距離との関係を示す図である。従って、前述の図６と同様に、波長板要素１７の進相軸の方位角としては、グラフの縦軸の値は半分になる点に留意されたい。なお、図７では、図６と同様に、中心ＣＴを透過した光の位相ではなく、光学素子１６の周辺部（中心ＣＴからの距離ｒが大きな領域）と透過する光の平均的な位相を基準（値＝０）として位相差を表している。また、図示は省略しているが、光学素子１６を透過する左円偏光光に対しても、図７と同量かつ異符号の位相差を付加する。
　変形例４の光学素子１６においては、中心ＣＴから遠い第３領域Ｚ３を通る光線には、第３領域Ｚ３内の第３位相差φ３の平均値としての基準値である０[rad]を中心として中心ＣＴからの距離ｒに応じて変動する第３位相差φ３ａが付加されている。第３領域Ｚ３内における第３位相差φ３ａと基準値である０[rad]との差の絶対値の最大値を、変動の振幅Ａ３ａと呼ぶ。
　一方、中心ＣＴの近傍の第１領域Ｚ１を通る光線には、第３領域Ｚ３を通る光線に対して、約９[rad]の第１位相差φ１ａが付加されている。そして、さらに、第２領域Ｚ２を通る光線には、第１領域Ｚ１を通る光線と第３領域Ｚ３を通る光線との位相差を連続的につなぐとともに、中心ＣＴからの距離ｒに応じて連続的に変化する第２位相差φ２ａが付加されている。
　以上の変形例４においても、右円偏光光と左円偏光光とを、網膜３３の近傍で、光軸ＡＸに沿って相互に異なる方向にデフォーカスして結像させることができる。さらに、第３領域Ｚ３における第３位相差φ３ａの中心ＣＴからの半径ｒに対する変動は、いわゆる２重焦点レンズとしての作用を有している。このため、変形例４の光学素子１６により、近距離から遠距離に渡る広範囲な物体の像を高コントラストで網膜３３上に結像させることができる。
　なお、多焦点レンズ（例、２重焦点レンズ）としての機能を効率よく発揮させるために、変動の振幅Ａ３ａは、0.05[rad]以上であって、上述の第１位相差φ１ａは、変動の振幅Ａ３ａの１．３倍程度以上であることが好ましい。
　以上の変形例３および変形例４において、第１位相差φ１は、第１領域Ｚ１内で一定値である必要はなく、中心ＣＴからの距離ｒによって変動する値であってもよい。
　第１領域Ｚ１は、一例として、中心ＣＴからの半径が0.2mm未満の領域とすることができる。そして、第２領域Ｚ２は、一例として、中心ＣＴを基準にして第１領域Ｚ１の外側であって中心ＣＴからの半径が1.2mm未満の領域とすることができる。第３領域Ｚ３は、一例として、中心ＣＴを基準にして第２領域Ｚ２の外側であって中心ＣＴからの半径が2.5mm未満の領域とすることができる。
　人間の眼球１００の瞳径は、明るい環境下において３～４ｍｍ程度、暗い環境下において６ｍｍ程度である。従って、第１領域Ｚ１、第２領域Ｚ２、および第３領域Ｚ３の境界を上記の半径とすることで、明るい環境下および暗い環境下のいずれにおいても、網膜３３上には、第１領域Ｚ１、第２領域Ｚ２、および第３領域Ｚ３の全ての領域を通る光線による像が形成される。これにより、眼内レンズ１０は、明るい環境下であっても暗い環境下であっても、上述の焦点深度の向上効果が得られる。
（波長板要素の進相軸の方位角の変形例５）
　図８（ａ）は、変形例５の光学素子１６内の波長板要素１７の進相軸の方位角ＦＡ５と中心ＣＴからの距離ｒとの関係を表す図である。変形例５の波長板要素１７の進相軸の方位角ＦＡ５は、光学素子１６を透過する円偏光光に対して、いわゆるＢｌａｚｅｄ型の回折レンズとして機能する位相差を付加するように構成されている。
　変形例５の方位角ＦＡ５は、中心ＣＴからの距離ｒが所定の値となる何カ所かにおいて、進相軸の方位角がπ／２[rad]（角度としては９０°）不連続に変化している。換言すれば、光学素子１６は、波長板要素１７の進相軸の方位角の不連続部により分割された、相互に中心ＣＴからの距離が異なる複数の環状部Ａ１～Ａ２２に分割されている。なお、図８（ａ）では、煩雑さを避けるためにＡ９からＡ２１については符号の記載を省略している。また、複数の環状部Ａ１～Ａ２２の総数は、２２個に限られるわけではなく、波長板要素１７はいくつの環状部に分割されていてもよい。
　変形例５の分布においても、波長板要素１７の進相軸の方位角ＦＡ５は、光学素子１６の中心ＣＴからの距離ｒにのみ依存し、波長板要素１７の中心ＣＴからの偏角θには依存しないものとしている。
　複数の環状部Ａ１～Ａ２２のそれぞれの内部においては、波長板要素１７の進相軸の方位角ＦＡ５は中心ＣＴからの距離に応じて連続的に変化する。一方、複数の環状部Ａ１～Ａ２２の相互の境界においては、方位角ＦＡ５は－π／２[rad]（－９０°）不連続に変化している。そして、全ての波長板要素１７の進相軸の方位角は、Ｘ軸方向を基準（０[rad]）として±π／４[rad]（±４５°）の範囲内に入っている。
　変形例５の進相軸の方位角ＦＡ５は、式（３）で表される中心ＣＴからの距離ｒの２乗に比例する関数ω（ｒ）に基づいて、決定されている。
　　　ω（ｒ）＝ｑ・ｒ２　　　・・・（３）
　ここで、ここでｑは正の定数である。
　変形例５の進相軸の方位角ＦＡ５は、式（３）のω（ｒ）に従って距離ｒの増加に伴って連続的に増加するが、方位角ＦＡ５がπ／４[rad]（４５°）に達する度に、その場所で（距離ｒで）－π／２[rad]（－９０°）だけ不連続に変化するものとなっている。
　この進相軸の方位角は、これを透過する円偏光光に付加する位相としては２倍になる。従って、変形例５の光学素子１６は、これを透過する右円偏光光に対し、中心ＣＴからの距離ｒの増加に伴って距離ｒの２乗に比例して変化し、かつ、π／２[rad]（９０°）に達する度に、－π[rad]（－１８０°）変化する位相差を付加する。すなわち、上述のように、複数の環状部Ａ１～Ａ２２の相互の境界で位相差がπ[rad]であるＢｌａｚｅｄ型の回折レンズとして機能する位相差を付加する。
　従って、変形例５の光学素子１６はＢｌａｚｅｄ型の回折レンズとして機能し、これを透過する右円偏光光を、回折により収束（または発散）される－１次回折光と、回折されずに直進する０次回折光とを含むいくつかの回折光に分離する。
　また、変形例５の光学素子１６を透過する左円偏光光は、回折により発散（または収束）される＋１次回折光と、回折されずに直進する０次回折光とを含むいくつかの回折光に分離される。
　この結果、変形例５の光学素子１６は、レンズ１５との組み合わせにより、多重焦点レンズを構成する。従って、変形例５の光学素子１６を構成する複数の環状部Ａ１～Ａ２２のうちの少なくとも一部は、右円偏光光および左円偏光光のそれぞれに対する多重焦点フィルタを構成すると解釈することができる。
　図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した変形例５の方位角分布を有する光学素子１６を含む眼内レンズ１０を装着した際に、結像点３４近傍の網膜３３上に形成される像の、所定の空間周波数（約50［LP/mm］）でのＭＴＦの各ディオプトリにおけるシミュレーション結果を示すグラフである。シミュレーション方法は、上記と同様である。
　ＭＴＦ曲線ＭＲ３は右円偏光光による像のＭＴＦを、ＭＴＦ曲線ＭＬ３は左円偏光光による像のＭＴＦを、それぞれ表す。そして、ＭＴＦ曲線ＭＴ３は右円偏光光による像と左円偏光光による像との強度を加算した合成像のＭＴＦを表す。本シミュレーションにおいては、レンズ１５の屈折力または中心線ＥＸに沿った方向の位置を調整することにより、右円偏光光の－１次光の焦点位置を０ディオプトリに設定している。
　従って、右円偏光光による像のＭＴＦ曲線ＭＲ３は、０ディオプトリ（無限遠の物体）において－１次光の焦点による極大値を持ち、+1.6ディオプトリ（眼球から0.625[m] 離れた物体）において０次光の焦点による極大値を持つ。一方、左円偏光光による像のＭＴＦ曲線ＭＬ３は、+1.6ディオプトリ（眼球から0.625[m] 離れた物体）において０次光の焦点による極大値を持ち、3.2ディオプトリ（眼球から0.312[m] 離れた物体）において＋１次光の焦点による極大値を持つ。
　右円偏光光の０次光および左円偏光光の０次光は、どちらも変形例５の光学素子１６による回折作用（発散または収束作用）を受けないため、等しいディオプトリの位置に焦点を結ぶ。
　この結果、最終的に網膜３３が視覚する右円偏光光と左円偏光光との強度を加算した合成像のＭＴＦ曲線ＭＴ３は、０ディオプトリ（無限遠の物体）、+1.6ディオプトリ（眼球から0.625[m] 離れた物体）、および3.2ディオプトリ（眼球から0.312[m] 離れた物体）において、それぞれ極大値を有する。従って、変形例５の光学素子１６により、遠景、中景、近景の３ヶ所に存在する各物体の像を高コントラストで網膜３３上に結像させることができる。
　なお、上記の３重焦点（０ディオプトリ、+1.6ディオプトリ、および3.2ディオプトリ）の間隔は、これに固定されるものではない。すなわち、式（３）の定数ｑの値を変更することにより、変更することができる。なお、定数ｑの値を変更することにより、各の環状部Ａ１～Ａ２２の境界の中心ＣＴからの距離も変わる。
　また、定数ｑの値は負であってもよい。この場合には、方位角ＦＡ５は距離ｒの増加に伴って減少（負に増大）するが、－π／４[rad]（４５°）に達する度に、その場所で（距離ｒで）＋π／２[rad]（＋９０°）だけ不連続に増大するものとすれば良い。
　また、上記では、変形例５の光学素子１６の各波長板要素１７の進相軸の方位角は、Ｘ軸方向を基準（０[rad]）として±π／４[rad]（±４５°）の範囲内に入っているものとしたが、この基準はＸ軸方向に限られるものではなく、光学素子１６の面内の任意の方向であっても良い。また、複数の環状部Ａ１～Ａ２２の相互の境界での進相軸の方位角の不連続な変化も、上述の－π／２[rad]（－９０°）に限られるわけではなく、π／２[rad]（９０°）であっても良い。
　また、中心ＣＴ（距離ｒ＝０）における進相軸の方位角は、０[rad]に限られるものではなく、任意の角度であっても良い。
（波長板要素の進相軸の方位角の変形例６）
　図９（ａ）は、変形例６の光学素子１６内の波長板要素１７の進相軸の方位角ＦＡ６を表す図である。変形例６の方位角ＦＡ６は、上述の変形例５の方位角ＦＡ６と同様に、光学素子１６を透過する円偏光光に対して、いわゆるＢｌａｚｅｄ型の回折レンズとして機能する位相差を付加するように構成されている。
　ただし、変形例６では、Ｂｌａｚｅｄ型の回折レンズである光学素子１６からの０次光にも収束性または発散性を持たせる構成としている。具体的には、変形例６の光学素子１６では、変形例５の光学素子１６の各波長板要素１７のそれぞれを、中心ＣＴからの距離ｒの２乗に比例する、式（４）の角度ρだけ、それぞれ右回り（方位角の－方向）にさらに回転させたものに対応している。
　　　ρ（ｒ）＝ｓ・ｒ２　　・・・（４）
　ここでｓは正の定数である。
　上記の回転の結果、変形例６の光学素子１６の各波長板要素１７の方位角ＦＡ６は、Ｘ軸方向を基準（０[rad]）として±π／４[rad]（±４５°）の範囲内には制限されず、距離ｒに応じた任意の値を持つことになる。なお、図９（ａ）では、各波長板要素１７の方位角ＦＡ６を、±π／２[rad]（±９０°）の範囲で表現している。＋π／２[rad]の方位角は、－π／２[rad] の方位角と等価なためである。
　上記の各波長板要素１７のそれぞれを、中心ＣＴからの距離ｒの２乗に比例する角度だけ回転させる結果、光学素子１６を透過した右円偏光の０次光には、中心ＣＴを透過した光の位相を基準として、中心ＣＴからの距離の２乗に比例する位相差が形成される。これは、変形例６の光学素子１６を透過した右円偏光の－１次光についても同様である。一方、変形例６の光学素子１６を透過した左円偏光の０次光および＋１次光には、中心ＣＴを透過した光の位相を基準として、上記の右円偏光と同量であって、異なる符号の位相差が付加される。
　従って、網膜３３近傍に形成される右円偏光光による像と左円偏光光による像とを、中心線ＥＸに沿ってそれぞれ逆方向に移動させて結像させることができる。
　図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した変形例６の方位角ＦＡ６を有する光学素子１６を含む眼内レンズ１０を装着した際に、結像点３４近傍の網膜３３上に形成される像の、所定の空間周波数（約50［LP/mm］）でのＭＴＦの各ディオプトリにおけるシミュレーション結果を示すグラフである。シミュレーション方法は、上記と同様である。
　ＭＴＦ曲線ＭＲ４は右円偏光光による像のＭＴＦを、ＭＴＦ曲線ＭＬ４は左円偏光光による像のＭＴＦを、それぞれ表す。そして、ＭＴＦ曲線ＭＴ４は右円偏光光による像と左円偏光光による像との強度を加算した合成像のＭＴＦを表す。本シミュレーションにおいては、レンズ１５の屈折力または中心線ＥＸに沿った方向の位置を調整することにより、右円偏光の－１次光の焦点位置を0.2ディオプトリ（眼球から５[m] 離れた物体）に設定している。
　従って、右円偏光光による像のＭＴＦ曲線ＭＲ４は、0.2ディオプトリ（眼球から５[m] 離れた物体）において－１次光の焦点による極大値を持ち、+２ディオプトリ（眼球から0.5[m] 離れた物体）において０次光の焦点による極大値を持つ。一方、左円偏光光による像のＭＴＦ曲線ＭＬ４は、+1.2ディオプトリ（眼球から0.833[m] 離れた物体）において０次光の焦点による極大値を持ち、３ディオプトリ（眼球から0.333[m] 離れた物体）において＋１次光の焦点による極大値を持つ。
　すなわち、右円偏光の０次光と左円偏光の０次光とのそれぞれの焦点位置を、中心線ＥＸに沿った方向に相互にずらすことができる。
　この結果、最終的に網膜３３が視覚する右円偏光光と左円偏光光との強度を加算した合成像のＭＴＦ曲線ＭＴ４は、０ディオプトリ（無限遠の物体）から3.2ディオプトリ（眼球から0.313[m]の物体）までの広範な範囲に渡って良好な値を保つ。従って、変形例６の光学素子１６により、近距離から遠距離に渡る広範囲な物体の像を高コントラストで網膜３３上に結像させることができる。
　なお、右円偏光の０次光と左円偏光の０次光との焦点位置のずれ量は、上記に限定されるわけではなく、式（４）の定数ｓの値を変更することにより、任意のずれ量を設定することができる。また、定数ｓは負の値であってもよく、この場合には、各波長板要素１７のそれぞれは、上述の変形例５の場合に比べて、式（４）の角度ρだけそれぞれ左回り（方位角の＋方向）に回転させたものに対応する。
　以上の変形例５および変形例６においても、進相軸の方位角は、必ずしも式（３）で表される関数ω（ｒ）どおりに決定されなくても良い。例えば、式（３）で表されるω（ｒ）に加えて、さらに距離ｒの高次（３次以上）成分を含む関数に基づいて決定されていてもよい。
　また、以上の、変形例５および変形例６においては、複数の環状部Ａ１～Ａ２２の相互の境界において、各波長板要素１７の進相軸の方位角が±９０°不連続に変化するものとした。ただし、この変化は、不連続に限られるわけではなく、境界部が僅かな幅（隣接する環状部の径方向の幅の１割以下程度の幅）を有し、その幅の中で連続的に変化するものであってもよい。また、上記の幅の境界部が遮光部となっていてもよい。また、境界部における各波長板要素１７の進相軸の方位角の変化量も正確に±９０°ではなくても良く、＋８０°～＋１００°、または－８０°～－１００°程度の範囲であっても良い。
　以上の第１実施形態および各変形例においては、光学要素１６が付加する位相差（収差）のうち、中心ＣＴからの距離ｒの２乗に比例する成分をデフォーカス成分（デフォーカス収差）と呼んでいる。一般的に、光学系の開口数ＮＡが大きい場合には、デフォーカスにより中心ＣＴからの距離ｒの４乗に比例する収差も発生する。しかし、眼球の場合には、その開口数が小さい（０．２程度）ので、デフォーカス収差は、事実上、中心ＣＴからの距離ｒの２乗に比例する成分に限定して良く、中心ＣＴからの距離ｒの３乗以上の高次成分は、デフォーカス収差以外の収差と考えて良い。
　なお、以上の第１実施形態および各変形例においては、各波長板要素１７の進相軸の方位角は、中心ＣＴからの距離ｒのみに依存し、中心ＣＴからの偏角には依存しない、すなわち、各波長板要素１７の進相軸の方位角は、中心ＣＴに対して回転対称であるとしている。
　しかし、各波長板要素１７の進相軸の方位角は、偏角θに依存してもよい。例えば、上記の第１実施形態および各変形例において、上記の中心ＣＴからの距離ｒを、ｒ２＝√（ａｘ２＋ｂｙ２）に置き換えて各波長板要素１７の進相軸の方位角を決定することもできる。ここでａおよびｂは任意の正の定数であり、ｘおよびｙは各波長板要素１７のＸＹ座標（ｘ，ｙ）である。
　この場合には、各波長板要素１７の進相軸の方位角は、各波長板要素１７の中心ＣＴからの偏角θに依存するとともに、中心ＣＴを中心とする２回対称の分布を有する。そして、光学素子１６は透過光に対して、デフォーカス収差以外の収差の一例として非点収差に対応する位相差を付加する。なお、各波長板要素１７の進相軸の方位角の中心ＣＴからの偏角θへの依存は、上記の方法に限られるわけではなく、各波長板要素１７の進相軸の方位角が、各波長板要素１７の中心ＣＴからの偏角θに応じて変化するものであれば、どのようなものであっても良い。中心ＣＴを中心として、２回対称、３回対称、４回対称等の複数回対称の分布を有していても良い。また、中心ＣＴを通り光軸ＡＸに垂直な任意の直線に対して対称な成分を含む分布であっても良い。
　なお、上述のとおり、Ｘ軸方向は、眼球１００の中心線ＥＸと略直交する方向であれば良く、Ｘ軸方向の中心線ＥＸを中心とする回転方向は、任意の方向であって良い。
　なお、各波長板要素１７の進相軸の方位角を、各波長板要素１７の中心ＣＴからの偏角に依存させる場合であっても、デフォーカス収差以外の収差に相当する中心ＣＴからの距離ｒの３乗以上に比例する位相差については、中心ＣＴからの偏角θには依らないものとしても良い。
　なお、これらの各種の位相差についても、光学素子１６の中心ＣＴに配置された波長板要素１７の進相軸の方位角を基準として、各波長板要素１７の進相軸の方位角を各波長板要素１７により付加させたい位相差の半分の角度だけ回転させることにより、付加することができる。
　なお、光学素子１６は、基板１１の射出面１２ｂの全面に渡って形成されていても良い。あるいは、光学素子１６は、基板１１の入射面１２ａに形成されていても良い。さらには、光学素子１６は、レンズ１５の入射面（角膜３０側の面）や射出面（網膜３３側の面）等の少なくとも一部の面に形成されていてもよい。また、光学素子１６は、レンズ１５の入射面と射出面との両面に形成されてもよい。例えば、このような両面に光学素子１６が形成される場合、それらに付加される位相差は、それぞれ同じ位相差でもよいし、互いに異なる位相差でもよい。
　図１０（ａ）は、入射面１５ｃ（角膜３０側の面、レンズ１５の外側面）に光学素子１６が、形成されているレンズ１５を表す図である。この例の場合、基板１０および保持部材１４はを省略することができ、レンズ１５のみで、眼科用レンズ１０ｂを構成することができる。この場合、レンズ１５は、光学素子１６が形成されている面１５ｃの網膜３３側に配置されているレンズと解釈できる。
　また、光学素子１６は、レンズ１５の内部の面（レンズ１５の内側面）に形成されていていても良い。図１０（ｂ）は、レンズ１５を、前群レンズ１５ｄと後群レンズ１５ｅとに２分割し、前群レンズ１５ｄの網膜３３側の面、または後群レンズ１５ｅの角膜３０側の面に、光学素子１６を形成した眼科用レンズ１０ｃを示す図である。
　図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示す例において、光学素子１６が形成されている面は、平面であってもよく、曲面であっても良いし、それらの混合面でもよい。
（第２実施形態の眼科用レンズ）
　図１１は、第２実施形態の眼科用レンズ１０ｄの断面を示す図である。眼科用レンズ１０ｄも、図１（ａ）および図１（ｂ）に示した第２実施形態の眼科用レンズ１０と同様に、眼球１００に装填して使用する。
　第２実施形態の眼科用レンズ１０ｄは、レンズ（ベースレンズ）１５の表面に、光軸ＡＸを中心とする概ね同心円状の位相変調部１８が形成されている。位相変調部１８の構成は、レンズ１５の表面（例、平面、曲面）に凹凸形状（例、ブレーズ形状や波形状など）が形成されたもの、あるいはレンズ１５の屈折率が部分的に変動しているものであるが、その構造は従来から眼内レンズに使用されている非球面形状や回折光学レンズと同様であるので、詳細な説明は省略する。
　なお、位相変調部１８は、これを透過する光に対して、光軸ＡＸからの距離に対するＳＩＮＣ関数で表される位相差を形成する形状等であってもよい。
　第２実施形態の眼科用レンズ１０ｄにおいては、眼科用レンズ１０ｄを透過する光には、光学素子１６のみでなく、位相変調部１８によっても位相差が付加される。位相変調部１８が透過光に付加する位相差は、右円偏光光と右円偏光光とに対して、同符号で同量である。
　図１２は、第２実施形態の眼科用レンズ１０ｄが透過光に付加する位相差の一例を示す図である。図１２（ａ）は、光学素子１６により、右円偏光光に付加される位相差ＰＲ１および左円偏光光に付加される位相差ＰＬ１を表わす。図１２（ｂ）は、位相変調部１８により、右円偏光光および左円偏光光に付加される位相差ＰＤ１を表す。図１２（ｃ）は、眼科用レンズ１０ｄを透過した右円偏光光に付加される位相差ＰＲ１０および左円偏光光に付加される位相差ＰＬ１０を表わす。位相差ＰＲ１０は位相差ＰＲ１と位相差ＰＤ１の和であり、位相差ＰＬ１０は位相差ＰＬ１と位相差ＰＤ１の和である。
　図１２に示した例においては、位相差ＰＲ１と位相差ＰＤ１は等量で同符号であり、位相差ＰＬ１は、これらと等量であるが異符号である。その結果、位相差ＰＬ１０は相殺により０となり、位相差ＰＲ１０は位相差ＰＲ１および位相差ＰＤ１の２倍になっている。
　図１３は、図１２（ｃ）に示した位相差を発生させる眼科用レンズ１０ｄを装着した際に、結像点３４近傍の網膜３３上に形成される像の、所定の空間周波数（約50［LP/mm］）でのＭＴＦの各ディオプトリにおけるシミュレーション結果を示すグラフである。シミュレーション方法は、上記と同様である。
　ＭＴＦ曲線ＭＲ５は右円偏光光による像のＭＴＦを、ＭＴＦ曲線ＭＬ５は左円偏光光による像のＭＴＦを、それぞれ表す。そして、ＭＴＦ曲線ＭＴ５は右円偏光光による像と左円偏光光による像との強度を加算した合成像のＭＴＦを表す。
　第２実施形態の眼科用レンズ１０ｄにおいては、左円偏光光による像のＭＴＦ曲線ＭＬ５は０ディオプトリ（眼球から無限遠に離れた物体）において極大値を持ち、右円偏光光による像のＭＴＦ曲線ＭＲ５は0.4ディオプトリ（眼球から2.5[m]離れた物体）から1.7ディオプトリ（眼球から0.59[m]離れた物体）までの間で0.2を超える。これにより、無限遠遠方に重点を置きつつ、中から近距離の物体の像も、良好に網膜３３上に結像させることができる。
（第２実施形態の変形例７）
　図１４は、第２実施形態の眼科用レンズ１０ｄが透過光に付加する位相差の変形例７を示す図である。図１４（ａ）は、光学素子１６により、右円偏光光に付加される位相差ＰＲ２および左円偏光光に付加される位相差ＰＬ２を表わす。図１４（ｂ）は、位相変調部１８により、右円偏光光および左円偏光光に付加される位相差ＰＤ２を表す。図１４（ｃ）は、眼科用レンズ１０ｄを透過した右円偏光光に付加される位相差ＰＲ２０および左円偏光光に付加される位相差ＰＬ２０を表わす。位相差ＰＲ２０は位相差ＰＲ２と位相差ＰＤ２の和であり、位相差ＰＬ２０は位相差ＰＬ２と位相差ＰＤ２の和である。
　図１４に示した位相差の変形例７においては、位相差ＰＲ２と位相差ＰＤ２は概ね同符号であるがその量は異なっており、位相差ＰＤ２の絶対値は位相差ＰＲ２の絶対値より大きい。その結果、位相差ＰＲ２０および位相差ＰＬ２０は０とはならない。
　図１５は、図１４（ｃ）に示した位相差を発生させる眼科用レンズ１０ｄを装着した際に、結像点３４近傍の網膜３３上に形成される像の、所定の空間周波数（約50［LP/mm］）でのＭＴＦの各ディオプトリにおけるシミュレーション結果を示すグラフである。シミュレーション方法は、上記と同様である。
　ＭＴＦ曲線ＭＲ６は右円偏光光による像のＭＴＦを、ＭＴＦ曲線ＭＬ６は左円偏光光による像のＭＴＦを、それぞれ表す。そして、ＭＴＦ曲線ＭＴ６は右円偏光光による像と左円偏光光による像との強度を加算した合成像のＭＴＦを表す。
　第２実施形態の眼科用レンズ１０ｄの変形例７においては、左円偏光光による像のＭＴＦ曲線ＭＬ６は０ディオプトリ（眼球から無限遠に離れた物体）から１ディオプトリ（眼球から１ [m]離れた物体）までの間で良好な値を保ち、右円偏光光による像のＭＴＦ曲線ＭＲ６は1.3ディオプトリ（眼球から0.77[m]離れた物体）から２ディオプトリ（眼球から0.5[m]離れた物体）までの間で良好な値を保つ。これにより、無限遠遠方から中景に重点を置きつつ、遠方から近距離までの物体の像を、良好に網膜３３上に結像させることができる。
　なお、上記の位相差の変形例７において、位相差ＰＤ２の絶対値は位相差ＰＲ２の絶対値よりも小さくてもよい。
（第２実施形態の変形例８）
　図１６は、第２実施形態の眼科用レンズ１０ｄが透過光に付加する位相差の変形例８を示す図である。図１６（ａ）は、光学素子１６により、右円偏光光に付加される位相差ＰＲ３および左円偏光光に付加される位相差ＰＬ３を表わす。図１６（ｂ）は、位相変調部１８により、右円偏光光および左円偏光光に付加される位相差ＰＤ３を表す。図１６（ｃ）は、眼科用レンズ１０ｄを透過した右円偏光光に付加される位相差ＰＲ３０および左円偏光光に付加される位相差ＰＬ３０を表わす。位相差ＰＲ３０は位相差ＰＲ３と位相差ＰＤ３の和であり、位相差ＰＬ３０は位相差ＰＬ３と位相差ＰＤ３の和である。
　図１６（ａ）に示したとおり、中心からの距離ｒが所定の複数の位置において、光学素子１６により右円偏光光に付加される位相差ＰＲ３が＋π／２[rad]だけ不連続に変化し、左円偏光光に付加される位相差ＰＬ３が－π／２[rad]だけ不連続に変化する。このような位相差の不連続な変化は、光学素子１６を構成する波長板要素１７の進相軸の方向を、中心からの距離ｒが所定の複数の位置において不連続に変化させることで実現できる。
　一方、位相変調部１８が付加する位相差は、図１６（ｂ）に示したとおり、中心からの距離ｒが上記の所定の複数の位置において、－π／２[rad]だけ不連続に変化する。
　この結果、図１６（ｃ）に示したとおり、左円偏光光に付加される位相差ＰＬ３０は、上記の中心からの距離ｒが所定の複数の位置において位相が－π[rad]だけ不連続に変化する。従って、眼科用レンズ１０ｄは、透過する左円偏光光に対して、いわゆるＢｌａｚｅ回折格子レンズとして機能する。
　一方、眼科用レンズ１０ｄを透過した右円偏光光に付加される位相差ＰＲ３０は、上記の中心からの距離ｒが所定の複数の位置における位相の不連続な変化が相殺され、中心からの距離ｒに対して連続的に変化する。従って、眼科用レンズ１０ｄは、透過する右円偏光光に対して、多重焦点フィルターとして機能する。
　図１７は、図１６（ｃ）に示した位相差を発生させる眼科用レンズ１０ｄを装着した際に、結像点３４近傍の網膜３３上に形成される像の、所定の空間周波数（約50［LP/mm］）でのＭＴＦの各ディオプトリにおけるシミュレーション結果を示すグラフである。シミュレーション方法は、上記と同様である。
　ＭＴＦ曲線ＭＲ７は右円偏光光による像のＭＴＦを、ＭＴＦ曲線ＭＬ７は左円偏光光による像のＭＴＦを、それぞれ表す。そして、ＭＴＦ曲線ＭＴ７は右円偏光光による像と左円偏光光による像との強度を加算した合成像のＭＴＦを表す。
　第２実施形態の眼科用レンズ１０ｄの変形例８においては、眼科用レンズ１０ｄが左円偏光光に対してＢｌａｚｅ回折格子レンズとして機能する。これにより、左円偏光光による像のＭＴＦ曲線ＭＬ７は、０ディオプトリ（眼球から無限遠に離れた物体）と1.6ディオプトリ（眼球から0.625[m]離れた物体）に２つのピークを持つ。一方、右円偏光光による像のＭＴＦ曲線ＭＲ７は0.3ディオプトリ（眼球から0.33[m]離れた物体）にピークを持ち、＋1.5ディオプトリ（眼球から0.67[m]離れた物体）程度まで比較的大きな値を保つ。これにより、無限遠遠方から中景までの物体の像を良好に網膜３３上に結像させることができる。
　このように、第２実施形態の眼科用レンズ１０ｄは、右円偏光光と左円編偏光に対して、付加する位相の量を異ならせるのみでなく、特性の全く異なる位相差を付加することもできる。
　なお、光学要素１６および位相変調部１８が、上記の中心からの距離ｒが所定の複数の位置において付加する不連続な位相差は、上記の±π／２[rad]に限られるわけではなく、任意の位相差であってもよい。
　第２実施形態の眼科用レンズ１０ｄが透過光に付加する位相差は、上述の第１実施形態の眼科用レンズ１０と同様であっても良い。第２実施形態の眼科用レンズ１０ｄは、位相変調部１８を備えることにより、右円偏光光と左円偏光光とに、異なる量の位相差を付加することができる。
　以上の第１実施形態、第２実施形態および各変形例における光学素子１６は、入射した光の右円偏光成分と左円偏光成分を、網膜３３近傍であって中心線ＥＸに沿ったそれぞれ異なる位置に結像させ、これにより眼球１００の光学系の焦点深度を拡大することができる。しかし、状況によっては、右円偏光光と左円偏光光の焦点位置を異ならせる代わりに、眼内レンズ１０への入射光として直線偏光光を用いて、電場が第１方向に振動する第１の直線偏光光と第１方向に直交する方向に振動する第２の直線偏光光との、焦点位置を異ならせる方が好ましい場合もある。
　これを実現するために、眼内レンズ１０は、光学素子１６よりも光の入射側に、入射する直線偏光光を円偏光光に変換する１／４波長板等の第２の波長板（第２の波長板要素）を備えていてもよい。
　１／４波長板とは、波長板であって、直交する２つの直線偏光光の間に付加する光路差が、それを透過する光の波長の（１／４＋ｍ）倍（ｍは０以上の整数）となる光学部材である。波長の（１／４＋ｍ）倍の光路長差は、位相差としては（２ｍ＋１／２）π[rad] に相当する。
　なお、第２の波長板は、１／４波長板であることが好ましいが、直交する２つの直線偏光光の間に波長の１／８から３／８の間の位相差を形成するものであればよい。
　眼内レンズ１０の第２の波長板も、上述の波長板要素１７と同様に、基板１１の入射面１２ａ等に、蒸着等の成膜によって形成することができる。
　以上の第１実施形態、第２実施形態および各変形例の眼科用レンズは、水晶体の代わりに眼球１００内に装填される上記の眼内レンズ１０に（ＩＯＬ）限らず、虹彩３６と水晶体の間に装填されるインプランタブルコンタクトレンズ（ＩＰＬ）であってもよい。また、眼内レンズが装着された眼球１００に対して、補正用に追加で装填されるいわゆるピギーバッグ用の眼内レンズであっても良い。あるいは、角膜内に装填する角膜インレーまたは角膜アンレーであっても良い。
　あるいは、眼科用レンズは、角膜３０の外側に装着されるコンタクトレンズであっても良い。この場合、ユーザは、第１実施形態および各変形例に記載の構成を備えるコンタクトレンズと既存の眼内レンズ（例、単焦点型のＩＯＬ）とを眼に装着して組み合わせて使用することが可能である。また、眼科用レンズは、偽水晶体及び有水晶体の両方の用途について使用できるＩＯＬ等の様々な視力矯正用途に使用できる。
　さらには、眼科用レンズは、眼球から離れて装着される眼鏡レンズであってもよい。
（第１実施形態、第２実施形態および各変形例の効果）
（１）以上の第１実施形態、第２実施形態および各変形例の眼科用レンズ（眼内レンズ１０、１０ａ～１０ｄ）は、眼球１００内または眼球１００近傍に装着される眼科用レンズにおいて、少なくとも１つの面（１２ａ、１２ｂ、１５ｃ～１５ｅ）に、面の光学中心ＣＴからの距離に応じて進相軸の方向が変化している波長板要素１７を含む光学素子１６を備え、波長板要素１７の進相軸の方向は、光学中心ＣＴを通る光線と、光学中心ＣＴから離れた部分を通る光線との間に、右円偏光光と左円偏光光とで符号の異なる位相差を付加するように設定されている。
　この構成により、眼科用レンズ（眼内レンズ１０、１０ａ～１０ｄ）が装填された眼球１００の光学系の焦点深度を拡大することができる。
（２）波長板要素１７は、波長板要素１７を透過する透過光のうち、進相軸に平行な方向の直線偏光成分と進相軸と垂直な方向の直線偏光成分との間に、半波長の光路差を付加する１／２波長板としても良い。
　この構成により、眼科用レンズ（眼内レンズ１０）が装填された眼球１００の光学系のコントラストを一層向上させることができる。
（３）上記の位相差は、右円偏光光および左円偏光光に対して、それぞれを異なる焦点位置に形成させるデフォーカス収差と、デフォーカス収差以外の収差と、を含むものとしてもよい。
　この構成により、デフォーカス収差により２重焦点化にとどまらず、デフォーカス収差以外の収差による焦点深度の拡大効果も得られるので、眼内レンズ１０が装填された眼球１００の光学系の焦点深度を一層拡大することができる。
（４）光学素子１６は、光学中心ＣＴからの距離がそれぞれ異なる複数の環状部Ａ１～Ａ２２を備え、複数の環状部Ａ１～Ａ２２のそれぞれの内部においては、波長板要素１７の進相軸の方向が光学中心ＣＴからの距離に応じて連続的に変化するとともに、複数の環状部Ａ１～Ａ２２の相互の境界において、波長板要素１７の進相軸の方向が略９０°変化している構成とすることができる。
　この構成により、光学素子１６を透過した右円偏光光と左円偏光光のそれぞれを、中心線ＥＸに沿って離れた複数の位置に集光させることができ、眼内レンズ１０が装填された眼球１００の光学系の焦点深度を一層拡大することができる。
　次に、図１８を参照して、上記した第１実施形態および各変形例の眼科用レンズを製造するための製造方法について説明する。図１８は、眼科用レンズを製造するためのフローチャートを示している。
　ステップＳ１０１において、上述の基板１１の入射面１２ａまたは射出面１２ｂ、あるいはレンズ１５の１つの面のいずれかの面（以降、加工面とも呼ぶ）に、スピンコート、スプレイ塗布、または蒸着等の方法により配向膜を成膜する。配向膜の材料としては、上述のアゾベンゼン系化合物などの光配向材を用いることができる。
　ステップＳ１０２において、加工面上の形成した配向膜に、直線偏光光をその偏光方向を変化させながら走査して照射し、加工面内の位置に応じた方向に配向膜を配向させる。この配向方向は、図２、図４（ａ）、図５（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）に示した、波長板要素１７の進相軸の方位角に相当するものである。
　ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で形成した配向方向を有する配向膜の上に、波長板要素１７を蒸着等の方法で成膜する。この際に、波長板要素１７の進相軸または遅相軸の方位角は、下層にある配向膜により、配向膜の配向方向に倣って形成される。
　以上により、眼科用レンズ（眼内レンズ１０等）を構成する光学要素１６が製造できる。さらに必要に応じて、光学要素１６を含む光学部品（基板１１またはレンズ１５）を他の光学部品と組み合わせ、保持枠１４により保持することにより、眼科用レンズが完成する。
　なお、配向膜へ直線偏光光の照射に当たっては、製造するべき眼科用レンズの収差特性（透過光に付加する位相差の特性）を示す設計データを用いて、加工面上の各部分の配向方向を決定する。
（５）以上の眼科用レンズの製造方法は、上記した第１実施形態および各変形例の眼科用レンズの製造方法であって、少なくとも１つの面の上に配向膜を形成すること、配向膜に、面の光学中心からの距離に応じた配向方向を記録させること、配向方向が記録された配向膜の上に、進相軸が配向方向に従った方向に一致するように前記波長板要素を形成すること、とを含む。
　この構成により、眼球１００に装着した際に眼球１００の光学系の焦点深度を拡大する眼科用レンズ（眼内レンズ１０等）を、安価に、高精度で製造することができる。
　本発明は以上の内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。本実施形態は、上記した態様の全て又は一部を組み合わせてもよい。
１０、１０ａ～１０ｄ：眼内レンズ、１００：眼球、ＥＸ：眼球の中心線、１１：基板、１２ａ：基板の入射面、１２ｂ：基板の入射面、１５：レンズ、１６：光学要素、１７：波長板要素、ＡＸ：眼内レンズの光軸、３０：角膜、３１：前房、３２：硝子体、３３：網膜、３６：虹彩

Claims (23)

  1. 　眼球内または眼球近傍に装着される眼科用レンズにおいて、
    　少なくとも１つの面に、前記面の光学中心からの距離に応じて進相軸の方向が変化している波長板要素を含む光学素子を備え、
    　前記波長板要素の前記進相軸の方向は、前記光学中心を通る光線と、前記光学中心から離れた部分を通る光線との間に、右円偏光光と左円偏光光とで符号の異なる位相差を付加するように設定されている、眼科用レンズ。
  2. 　請求項１に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記波長板要素は、前記波長板要素を透過する透過光のうち、前記進相軸に平行な方向の直線偏光成分と前記進相軸と垂直な方向の直線偏光成分との間に、半波長の光路差を付加する１／２波長板である、眼科用レンズ。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記位相差は、
    　　前記右円偏光光および前記左円偏光光に対して、それぞれを異なる焦点位置に形成させるデフォーカス収差と、
    　　前記デフォーカス収差以外の収差と、
    を含む、眼科用レンズ。
  4. 　請求項３に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記デフォーカス収差は、前記光学中心からの距離の２乗の比例する位相差であり、
    　前記デフォーカス収差以外の収差は、前記光学中心からの距離の３乗以上の高次関数に比例する収差である、眼科用レンズ。
  5. 　請求項３または請求項４に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記デフォーカス収差以外の収差は、前記光学中心を基準とする前記面内の偏角に依存しない収差である、眼科用レンズ。
  6. 　請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記位相差は、前記光学中心からの距離に対するｓｉｎｃ関数で表される量を含む、
    眼科用レンズ。
  7. 　請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記光学素子は、
    　　前記光学中心の近傍である第１領域と、
    　　前記光学中心から前記第１領域よりも離れた第２領域と、
    　　前記光学中心から前記第２領域よりも離れた第３領域と
    を備え、
    　前記第３領域は、前記第１領域を通る光線に対し、前記第１領域を通る光線に比べて１．５rad以上の第１位相差を付加し、
    　前記第２領域は、前記第２領域を通る光線に対し、前記第１領域を通る光線と前記第３領域を通る光線との位相差を連続的につなぐとともに、前記光学中心からの距離に応じて連続的に変化する第２位相差を付加する、
    眼科用レンズ。
  8. 　請求項７に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記第３領域は、前記第３領域を通る光線に対し、前記光学中心からの距離に応じて基準値を中心として変動する第３位相差を付加するとともに、前記第３位相差の前記変動の振幅は0.05rad以上かつ前記第１位相差より小さい、眼科用レンズ。
  9. 　請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記光学素子は、
    　　前記光学中心の近傍である第１領域と、
    　　前記光学中心から前記第１領域よりも離れた第２領域と、
    　　前記光学中心から前記第２領域よりも離れた第３領域と
    を備え、
    　前記第３領域は、前記第３領域を通る光線に対し、基準値を中心として前記光学中心からの距離に応じて0.05rad以上の振幅で変動する第３位相差を付加し、
    　前記第１領域は、前記第１領域を通る光線に対し、前記第３領域を通る光線に対して付加される第３位相差の変動の振幅の1.3倍以上の第１位相差を、前記第１領域を通る光線に対して付加し、
    　前記第２領域は、前記第２領域を通る光線に対し、前記第１領域を通る光線と前記第３領域を通る光線との位相差を連続的につなぐとともに、前記光学中心からの距離に応じて連続的に変化する第２位相差を付加する、
    眼科用レンズ。
  10. 　請求項７から請求項９までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記第１領域は、前記光学中心からの半径が0.2mm未満の領域であり、
    　前記第２領域は、前記第１領域の外側であって前記光学中心からの半径が1.2mm未満の領域であり、
    　前記第３領域は、前記第２領域の外側であって前記光学中心からの半径が2.5mm未満の領域である、
    眼科用レンズ。
  11. 　請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記光学素子は、
    　前記光学中心からの距離がそれぞれ異なる複数の環状部を備え、
    　前記複数の環状部のそれぞれの内部においては、前記波長板要素の前記進相軸の方向が前記光学中心からの距離に応じて連続的に変化するとともに、
    　前記複数の環状部の相互の境界において、前記波長板要素の前記進相軸の方向が略９０°変化している、眼科用レンズ。
  12. 　請求項１１に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記複数の環状部のうちの少なくとも一部は、前記右円偏光光および前記左円偏光光のそれぞれに対する多重焦点フィルタを構成する、眼科用レンズ。
  13. 　請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記面の一方の側または他方の側に配置されるレンズを備える、眼科用レンズ。
  14. 　請求項１３に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記面は、前記レンズの面の一部である、眼科用レンズ。
  15. 　請求項１４に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記レンズは、透過光に所定の位相差を付加する位相変調部を有する、眼科用レンズ。
  16. 　請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記位相差は、前記光学中心に対して回転対称である、眼科用レンズ。
  17. 　請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記位相差は、前記光学中心に対して２回以上の複数回対称である、眼科用レンズ。
  18. 　請求項１から請求項１７までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記光学素子よりも光の入射側に、さらに波長板を有する、
    眼科用レンズ。
  19. 　請求項１から請求項１８までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記眼科用レンズは、水晶体の代わりに眼球内に装填される眼内レンズである、眼科用レンズ。
  20. 　請求項１から請求項１８までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記眼科用レンズは、虹彩と水晶体の間に装填されるインプランタブルコンタクトレンズである、眼科用レンズ。
  21. 　請求項１から請求項１８までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記眼科用レンズは、角膜内に装填する角膜インレーまたは角膜アンレーである、眼科用レンズ。
  22. 　請求項１から請求項１８までのいずれか一項に記載の眼科用レンズにおいて、
    　前記眼科用レンズは、角膜に接触するコンタクトレンズである、眼科用レンズ。
  23. 　請求項１から請求項２２までのいずれか一項に記載の眼科用レンズを製造する、眼科用レンズの製造方法において、
    　少なくとも１つの面の上に配向膜を形成すること、
    　前記配向膜に、前記面の前記光学中心からの距離に応じた配向方向を記録させること、
    　前記配向方向が記録された前記配向膜の上に、前記進相軸が前記配向方向に従った方向に一致するように前記波長板要素を形成すること、
    とを含む、眼科用レンズの製造方法。
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