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特開2024-150474五焦点回折眼内レンズ

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024150474

(43)【公開日】2024-10-23

(54)【発明の名称】五焦点回折眼内レンズ

(51)【国際特許分類】

A61F 2/16 20060101AFI20241016BHJP

【ＦＩ】

A61F2/16

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024104368

(22)【出願日】2024-06-27

(62)【分割の表示】P 2021532320の分割

【原出願日】2020-02-20

(71)【出願人】

【識別番号】322001392

【氏名又は名称】アーレンサイエンティフィックインコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤和彦

(72)【発明者】

【氏名】リウ，ユエアイ

(57)【要約】（修正有）

【課題】遠方視力から近方視力までの十分な深度を患者に与える多焦点回折レンズに関する技術を提供する。
【解決手段】回折五焦点眼内レンズ１０は、ベース光学部１６及び回折素子を含む。ベース光学部は、ベース度数に対応するベース湾曲部を有する。回折素子は、近方視力から遠方視力までの５つの焦点のセットを生成するために、少なくとも５つの連続回折次数における強め合う干渉を与える。強め合う干渉は、少なくとも５つの連続回折次数の最高回折次数における近方焦点と、最低回折次数における遠方焦点と、拡張中間焦点、中間焦点及び拡張近方焦点で近方視力から遠方視力までの連続性を与えるための、最高回折次数と最低回折次数との間の３つの中間回折次数とを与える。多焦点眼内レンズは、（ｉ）－１００％の回折効率を与え、（ｉｉ）陽の視覚障害を殆ど引き起こさず、（ｉｉｉ）縦色収差を減らすこともできる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

前面及び後面を有するレンズと、
前記前面及び前記後面の少なくとも１つに配置された回折プロファイルであって、視界の範囲内で少なくとも５つの連続回折次数における強め合う干渉を生成するように構成された複数の環状ゾーンを含み、前記５つの連続回折次数は、最低回折次数、拡張中間回折次数、中間回折次数、拡張近方回折次数及び最高回折次数を含む、回折プロファイルと
を含む眼内レンズであって、
前記最高回折次数は、近方視力のための近方焦点に対応し、最低回折次数は、遠方視力のための遠方焦点に対応し、前記拡張中間回折次数は、拡張中間焦点に対応し、前記中間回折次数は、中間焦点に対応し、及び前記拡張近方回折次数は、拡張近方焦点に対応する、眼内レンズ。

【請求項2】

前記近方焦点、前記拡張近方焦点、前記中間焦点及び前記拡張中間焦点は、前記遠方焦点のベース度数に対する異なる加入度数にそれぞれ対応し、
前記拡張中間焦点に対応する加入度数は、前記近方焦点に対応する加入度数の１／２未満であり、
前記中間焦点に対応する加入度数は、前記近方焦点に対応する加入度数の１／２であり、及び
前記拡張近方焦点に対応する加入度数は、前記近方焦点に対応する加入度数の１／２超である、請求項１に記載の眼内レンズ。

【請求項3】

前記５つの連続回折次数は、０、＋１、＋２、＋３及び＋４である、請求項１に記載の眼内レンズ。

【請求項4】

前記５つの連続回折次数は、＋４、＋５、＋６、＋７及び＋８である、請求項１に記載の眼内レンズ。

【請求項5】

前記５つの連続回折次数は、－２、－１、０、＋１及び＋２である、請求項１に記載の眼内レンズ。

【請求項6】

前記複数の環状ゾーンは、回折段差を含む、請求項１に記載の眼内レンズ。

【請求項7】

前記回折段差は、繰り返す、請求項６に記載の眼内レンズ。

【請求項8】

回折段差の数は、４つである、請求項７に記載の眼内レンズ。

【請求項9】

前記回折段差は、以下の式：

【数1】

（式中、

【数2】

であり、
ＡＤＤは、前記最高回折次数における所望の加入度数である）
で記述される、請求項８に記載の眼内レンズ。

【請求項10】

前記回折プロファイルは、トップハット関数：

【数3】

（式中、Ｒ_Dは、前記トップハット関数の半径である）
によってアポダイズされる、請求項９に記載の眼内レンズ。

【請求項11】

前記ＯＰＤは、以下の式：

【数4】

（式中、α、β、γ及びδは、前記レンズの最適性能のために最適化される多項式の係数である）
で更に修正される、請求項９に記載の眼内レンズ。

【請求項12】

前記回折プロファイルは、無色化される、請求項１に記載の眼内レンズ。

【請求項13】

前記回折プロファイルは、複数の正弦波フーリエ調波にかけられる、請求項１に記載の眼内レンズ。

【請求項14】

正弦波フーリエ調波の数は、少なくとも１２である、請求項１３に記載の眼内レンズ。

【請求項15】

前記回折プロファイルは、少なくとも９８％の回折効率を有する、請求項１に記載の眼内レンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、概して、多焦点回折レンズ、より詳細には五焦点回折眼内レンズ（ＩＯＬ）に関する。五焦点回折ＩＯＬは、遠方視力、拡張中間視力、中間視力、拡張近方視力及び近方視力を、五焦点眼内レンズ（ＩＯＬ）が埋め込まれている患者に与える５つの異なる焦点を有する。従って、遠方視力から近方視力までの十分な深度を患者に与える。

【背景技術】

【0002】

２．関連技術の説明
人の水晶体は、角膜と一緒に、網膜上に集束される光を屈折させるのに役立つ眼内の透明な両凸構造体である。水晶体は、柔軟であり、水晶体の湾曲を変える毛様体筋により、水晶体の湾曲を制御する。この過程は、調節と呼ばれる。より短い焦点距離では、毛様体筋は、水晶体を厚くするように作用し、その結果、より丸い形状になり、従ってより高い屈折力が得られる。より長い焦点距離では、毛様体筋は、水晶体が緩んで屈折力を低下させることができるように作用する。ＩＯＬは、白内障などの病気によって無能にされている天然水晶体を除去する手術後に人の眼に埋め込まれた人工水晶体である。ＩＯＬは、通常、ＩＯＬが埋め込まれると、ＩＯＬの形状を変える能力を有しておらず、患者は、ＩＯＬ自体の焦点調節能力で我慢するか、又は別のレンズ（例えば、眼鏡又はコンタクトレンズ）でＩＯＬを補強する必要がある。

【0003】

初期のＩＯＬは、意図的に単焦点であり、単一距離、通常、遠距離で視覚焦点を与えることができるのみであった。その結果、患者は、中間距離又は近距離で見える眼鏡又はコンタクトレンズでＩＯＬを補強する必要がある。ＩＯＬ技術が進歩するにつれて、患者の近方視力及び遠方視力を改善するように２つの焦点を患者に与えた二焦点ＩＯＬが利用できるようになった。材料、製造及びコンピュータ設計ソフトウェアの更なる改良により、回折ＩＯＬを構成することができた。回折の強め合う干渉の原理を用いたこれらのＩＯＬにより、追加の焦点を生成することができた。回折二焦点は、通常、約８２％のエネルギー効率を有する２つの焦点を生成する。回折三焦点ＩＯＬは、３つの焦点、二焦点レンズのような遠方焦点及び近方焦点及び中間視力に対する第３の焦点を有する。中間焦点は、患者に対して視界を増大する。回折三焦点は、約８９％のエネルギー効率を有する３つの焦点を生成する。しかし、三焦点回折ＩＯＬは、幾つかの欠点を有する。第１に、三焦点回折ＩＯＬは、患者に快適な距離で中間焦点を与えることができない。第２に、遠方視力から近方視力までの全視界における「孔」又は「隙間」が依然として存在する。

【0004】

更に、有水晶体眼及び偽水晶体眼の両方は、色収差（ＣＡ）に直面する。ＣＡは、全色を特定の焦点に集束させる水晶体の障害である。この理由は、角膜及び水晶体、天然水晶体及びＩＯＬの両方の屈折率が色の波長によって異なることであり、焦点の位置は、屈折率に左右されるため、異なる色は、異なる焦点を有する。その結果、天然有水晶体眼又はＩＯＬが埋め込まれた偽水晶体眼に対する網膜に形成された白色光像がぼやける。

【0005】

James Schwiegerlingに付与された「Diffractive Trifocal Lens」という名称の米国特許第９，３２０，５９４号は、隣接ゾーンの接合部における光学的厚さの異なる段差が段差高を規定する複数の環状同心ゾーンで構成されたプロファイルを有する、少なくとも１つの回折面を有する光学素子を含む回折三焦点ＩＯＬを開示している。３つの異なる焦点（遠方焦点、中間焦点及び近方焦点）における強め合う干渉に対する位相関係を生成するために段差高を最適化する。しかし、Schwiegerlingレンズは、コンピュータのための約６０ｃｍのＯＳＨＡ再接合快適中間範囲よりも長い、約４０ｃｍにおける近距離に対して中間視力を約８０ｃｍにする。更に、約５０ｃｍ～１８０ｃｍの中間視力の全範囲の一部のみを、物体に焦点が合っていない中間視力における隙間を残すSchwiegerlingレンズによって含む。

【0006】

Myoung-Taek Choiらに付与された「Multifocal lens having reduced chromatic aberrations」という名称の米国特許第１０，４２６，５９９号は、前面、後面及び４つの焦点（遠方焦点、近方焦点及び２つの中間焦点）を与える回折構造体を有するＩＯＬを開示している。レンズは、ＣＡを減らしながら、中間範囲における視野を増大し、遠方と近方との間の全中間範囲が２つの焦点のみでカバーされない。

【0007】

更に、Myoung-Taek Choiらに対する「Multifocal diffractive ophthalmic lens」という名称の米国特許出願公開第２０１９／０２２４００１号は、遠方焦点、近方焦点及び２つの中間焦点を与える４つの回折次数を有するＩＯＬを開示している。しかし、中間焦点の一方、１次回折を、より高いエネルギーを他方の焦点に分布させ、従ってより有用な視力を与えるように抑制する。しかし、中間焦点の抑制により、その焦点における視力細部が低下し、遠方視力から近方中間視力までの患者の視界が悪化する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従って、（ｉ）１つ又は複数の焦点の抑制を必要としないように約１００％の回折効率を与え、（ｉｉ）有用な焦点に割り当てられる既存の回折ＩＯＬ設計で認められる無駄な回折効率を回復し、（ｉｉｉ）遠方視力から近方視力までの連続性を有することができるように少なくとも５つの回折次数を有し、及び（ｉｖ）色収差（ＣＡ）を減らす回折ＩＯＬが必要である。

【課題を解決するための手段】

【0009】

発明の簡単な概要
前面、後面及び複数のエシェレット格子又はフーリエ調波を含む少なくとも１つの回折構造体を有する多焦点ＩＯＬが開示される。回折構造体は、遠方視力と近方視力との間の全視界について、３つの追加中間焦点と一緒に遠方視力から近方視力までを支援するために、高いエネルギー使用効率を有する少なくとも５つの連続回折次数における強め合う干渉を生成する。回折構造体の設計は、色収差（ＣＡ）を減らす遠方視力から近方視力までを支援し、従って高い質の白色光及び色覚を患者に与えるために、４次で開始する５つの連続回折次数を生成し得る。

【0010】

本発明の様々な実施形態の他の特徴及び利点は、下記の説明から当業者に明白になるであろう。

【0011】

図面の簡単な説明
本発明は、下記の詳細な説明及び添付図面からより詳細に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態によるＩＯＬの例示的な概略平面図である。

【図2】５つの連続回折次数の概略図である。

【図3】５つの回折次数間の加入度数分布の例を含む表を与える。

【図4】回折構造体の光路差（ＯＰＤ）の例示的な回折段差配置を示す。

【図5】５つの連続回折次数間のエネルギー分布の例を含む表を与える。

【図6】開示の回折レンズの第１の実施形態による回折構造体に対する半径方向ＯＰＤ位相プロファイルの断面図である。

【図7】部分回折開口を有する第１の実施形態の回折構造体に対する半径方向ＯＰＤ位相プロファイルの断面図である。これは、実質的に、トップハット関数でアポダイズされる第１の実施形態の回折構造体である。

【図8】第１の実施形態に対する回折構造体の４つのセグメントの８つの端部におけるＯＰＤ位相値を含む表を与える。

【図9】第１の実施形態の回折構造体で達成される５つの連続回折次数における回折効率を示す表を与える。

【図10】開示の回折レンズの第２の実施形態による回折構造体に対する半径方向ＯＰＤ位相プロファイルの断面図である。

【図11】部分回折開口を有する第２の実施形態の回折構造体に対する半径方向ＯＰＤ位相プロファイルの断面図である。これは、実質的に、トップハット関数でアポダイズされる第２の実施形態の回折構造体である。

【図12】第２の実施形態に対する回折構造体の４つのセグメントの８つの端部におけるＯＰＤ位相値を含む表を与える。

【図13】第２の実施形態の回折構造体で達成される５つの連続回折次数における回折効率を示す。

【図14】開示の回折レンズの第３の実施形態による回折構造体に対する半径方向ＯＰＤ位相プロファイルの断面図である。

【図15】部分回折開口を有する第３の実施形態の回折構造体に対する半径方向ＯＰＤ位相プロファイルの断面図である。これは、実質的に、トップハット関数でアポダイズされる第３の実施形態の回折構造体である。

【図16】第３の実施形態に対する回折構造体の４つのセグメントの８つの端部におけるＯＰＤ位相値を含む表を与える。

【図17】第３の実施形態の回折構造体で達成される５つの連続回折次数における回折効率を示す。

【図18】部分回折開口を有する第４の実施形態の回折構造体に対する半径方向ＯＰＤ位相プロファイルの断面図である。これは、実質的に、部分回折開口を有する第１の実施形態の無色化バージョンである。

【図19】第４の実施形態に対する回折構造体の４つのセグメントの８つの端部におけるＯＰＤ位相値を含む表を与える。

【図20】部分回折開口を有する第５の実施形態の回折構造体に対する半径方向ＯＰＤ位相プロファイルの断面図である。これは、実質的に、部分回折開口を有する第２の実施形態の無色化バージョンである。

【図21】第５の実施形態に対する回折構造体の４つのセグメントの８つの端部におけるＯＰＤ位相値を含む表を与える。

【図22】部分回折開口を有する第６の実施形態の回折構造体に対する半径方向ＯＰＤ位相プロファイルの断面図である。これは、実質的に、部分回折開口を有する第３の実施形態の無色化バージョンである。

【図23】第６の実施形態に対する回折構造体の４つのセグメントの８つの端部におけるＯＰＤ位相値を含む表を与える。

【図24】フーリエ調波を有する第７の実施形態の回折構造体に対する半径方向ＯＰＤ位相プロファイルの断面図である。

【図25】第７の実施形態の回折構造体から生成される５つの回折次数間のエネルギー分布を含む表を与える。有効な回折次数は、それぞれ遠方視力、拡張中間視力、中間視力、拡張近方視力、近方視力に対して－２、－１、０、１、２である。

【図26】フーリエ調波の振幅及び位相を含む表を与える。

【図27】実質的に第７の実施形態の部分回折開口バージョンであるフーリエ調波を有する第８の実施形態の回折構造体に対する半径方向ＯＰＤ位相プロファイルの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

発明の詳細な説明
下記の説明は、当業者が本発明を構成及び使用することができるように提示され、特許出願及び特許出願要件に関連して提供される。本発明の様々な実施形態は、中間距離における視力の連続性の改善を多焦点回折ＩＯＬに提供する。本明細書に記載の様々な実施形態に対する修正形態は、容易に明らかとなり、開示の原理及び特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、コンタクトレンズ又は眼鏡レンズなどの他の構成で効果的に作用する。従って、本発明は、記載の様々な実施形態に限定されるように意図されておらず、本明細書に記載の原理及び特徴と一致する最も広い範囲に従うものとする。

【0014】

本明細書に開示される多焦点回折ＩＯＬは、前面、後面及び複数のエシェレット格子又はフーリエ調波を含む少なくとも１つの回折構造体を有する。開示の回折構造体の様々な実施形態は、遠方視力、近方視力及び３段階の中間視力を可能にする回折次数に対応する少なくとも５つの焦点を提供する。少なくとも５つの焦点間のエネルギー分布を制御し、回折効率を向上させることにより、回折次数の何れかを抑制する必要がなく、回折効率の向上により、異常光視症の存在が減少する。この異常光視症は、白内障の手術後に患者の視力に存在することがある望ましくない光学であり、陽又は陰として分類されることがある。陽の異常光視症は、望ましくない光（例えば、すじ、星形、ちらつき、曇り又はかすみ）である一方、より稀な陰の異常光視症は、一時的な視野で黒線又は弧状影として記述される。特に、本発明は、陽の異常光視症を極力減らす。

【0015】

図１は、ＩＯＬの前側又は後側に回折構造体１２を含む多焦点回折ＩＯＬ１０の特定の実施形態を例示する。回折構造体１２は、光の強め合う干渉に適している構造体を各ゾーンが含む環状回折ゾーン１４のセットを含む。各回折ゾーン１４の半径方向幅は、各回折ゾーン１４内の段差構造体が、各焦点に回折される光の量を制御する一方、加入度数について制御する。単焦点であり、典型的に遠視力に対して設定されたベース光学部１６に回折構造体１２を位置決めする。ＩＯＬ１０は、水晶体が以前に見られた嚢内で適所にＩＯＬ１０を保持する触覚部１８を含む。図１に２つの触覚部を示すが、ＩＯＬは、３つ以上の触覚部又は嚢内で適所にＩＯＬを保持する他のある種の構造体を有し得る。ＩＯＬ１０、回折構造体１２及び触覚部１８は、典型的には、同じ可撓性材料（例えば、シリコーン）で構成される。開示の実施形態をＩＯＬとして説明しているが、実施形態は、コンタクトレンズ及び眼鏡、更に嚢以外の眼の位置に存在するＩＯＬに同様に適用され得る。

【0016】

近距離から中間距離まで且つ遠距離までの物体に焦点が合って見えるように、ＩＯＬは、視力の十分な深度を患者に与えることが望ましい。単焦点ＩＯＬは、遠距離での物体のみに焦点が合うように、一般的にある距離を置いて、視力の非常に狭い深度を患者に与えた。二焦点ＩＯＬは、近距離及び遠距離での物体に焦点が合う同時視力を患者に与えた。近視野における物体は、眼の角膜の前でおよそ３０ｃｍ～４５ｃｍにある物体である一方、遠視野における物体は、眼からおよそ少なくとも４００ｃｍにある物体である。ＩＯＬ１０によって表される五焦点ＩＯＬは、回折構造体１２を使用することにより、近視野と遠視野との間に存在する物体に焦点を合わせようとする。回折構造体１２は、位相摂動を光路に導入し、５つの有効な回折次数を生成して、遠距離、拡張中間距離、中間距離、拡張近距離及び近距離における視力のために患者に役立つ。図２は、生成される５つの焦点（遠方焦点、拡張中間焦点、中間焦点、拡張近方焦点及び近方焦点）をＩＯＬ１０の回折構造体１２に対して概略的に示す。

【0017】

図３は、近方視力である老眼矯正にために有用である加入度数の例を含む表を示す。ＩＯＬ１０に精巧に形成される加入度数の量は、患者の老眼の状態の程度、即ち患者の近方視力の必要性に左右される。近方視力に適用される加入量から、各中間焦点に適用される加入度数の量を判定し得、拡張中間焦点は、近方視力に適用される加入の１／４であり、中間焦点は、近方視力に適用される加入の１／２であり、拡張近方焦点は、近方視力に適用される加入の３／４である。図３における表は、近方視力に適用される加入量が２Ｄ、３Ｄ、３．２Ｄ及び４Ｄである例を示す。

【0018】

図４は、エシェレット型の回折構造体１２の例示的な微細構造を示し、光軸と同じ方向にあるｙ軸を光路差（ＯＰＤ）の点で示す一方、Ｘによって表されるようにレンズの中心からの距離であるｘ軸を半径ｒの２乗の点で示す。回折構造体１２のエシェレット微細構造は、視界の範囲内で５つの異なる焦点（遠方焦点、拡張中間焦点、中間焦点、拡張近方焦点及び近方焦点）における強め合う干渉に対する位相関係を生成する回折構造体を繰り返す４つの段差（各段差は、回折ゾーン１４である）の形態をとる。図１は、８つの回折ゾーン１４を示し、従って図４の微細構造が２回繰り返されている。各回折ゾーン１４の半径は、下記の回折リング直径に対するフレネル回折レンズ設計に基づいている。

【数1】

【0019】

ここで、ｒ_iは、レンズ上のｉ番目のゾーンの半径であり、λは、設計波長であり、ＡＤＤは、近方焦点に対する加入度数である。各回折ゾーン１４の位相プロファイルは、Φ_i1と定義されるＯＰＤ始点及びΦ_i2と定義されるＯＰＤ終点を有する半径ｒ²の点で線形セグメントである。レンズの中心からの第１の回折ゾーン１４をＯＰＤの基準に選択することができ、即ちΦ₁₁をゼロと定義する。微細構造は、第４の回折ゾーン１４毎に繰り返すため、各繰り返しサイクルにおけるΦの値は、ゼロである。これを図４に示し、Φ₁₁及びΦ₅₁は、両方ともゼロである。各回折ゾーン１２の幅は、上述のフレネル方程式（ここで、Ｘは、半径ｒ²の点であり、ｉは、値０、１、２又は３の１つである）によって判定されるように、Ｘ_i+1－Ｘ_iである。特定の回折次数（０、＋１、＋２、＋３及び＋４）で集束される入射光エネルギーの割合は、それぞれ遠方焦点、拡張中間焦点、中間焦点、近方中間焦点及び近方焦点に対する「回折効率」と呼ばれる。

【0020】

この構造をレンズ開口の半径の方向に沿ってレンズ面で繰り返す。４つのセグメントの各断面の２つの端部におけるＯＰＤ値は、回折構造体の設計値である。構造体のＯＰＤ分布は、以下の式で表され得る。

【数2】

ここで、

【数3】

であり、Ｒ_Dは、回折開口の半径であり、Ｒは、レンズ開口の半径であり、α、β、γ及びδの値は、全て当技術分野で知られており、βは、非無色化の第１、第２及び第３の実施形態に対して常にゼロである。

【0021】

図４の微細構造を変更して、患者の必要性によって５つの焦点の中で焦点エネルギーを分布させ得る。図５における表は、遠方又は０次回折次数、拡張中間又は１次回折次数、中間又は２次回折次数、拡張近方又は３次回折次数及び近方又は４次回折次数における回折効率の７つの異なる例を示す。特注又は商用光線追跡ソフトウェアを用いて、１０個のΦ_ijに対する最適化により、特定のエネルギープロファイルを達成することができる。

【0022】

図６、図１０及び図１４は、五焦点ＩＯＬの第１、第２及び第３の実施形態の各々に対する回折構造体１２のＯＰＤ位相プロファイルを示す。位相プロファイルを、半径方向位置がゼロである点線で示す光軸ＯＡの周りに複数の回折ゾーン１４として例示する。回折ゾーン１４は、光軸の周りの環状リングであるため、ＯＰＤ位相プロファイルは、光軸ＯＡに関して対称である。各回折ゾーン１４を垂直段差によって両側に結合し、光軸ＯＡに最も近い第１の回折ゾーンから開始する４つの回折ゾーン１４の各セットを図４の段差構造体によって表す。図４における段差構造体は、光軸ＯＡから開始するレンズ開口の半径に沿って回折ゾーンを示す。回折位相プロファイルをベース光学部１６の屈折部分から分離する（即ち、垂直軸上のゼロは、ベース光学部１６の面に対応する）。ＯＰＤ位相プロファイルは、図４によって表される４つの回折ゾーン１４の５つの繰り返しセットを示す。この説明は、五焦点ＩＯＬの第１、第２及び第３の実施形態の各々に対する回折構造体１２のＯＰＤ位相プロファイルをトップハット関数によってアポダイズする図７、図１１及び図１５にも当てはまる。

【0023】

図８、図１２及び図１６は、五焦点ＩＯＬの第１、第２及び第３の実施形態の各々に対する図４に示すような回折構造体１２の４つの回折ゾーン１４の８つの端部におけるＯＰＤ位相値を含む表を与える。列段差１は、Ｘ₀～Ｘ₁の範囲に対するＯＰＤ位相値がそれぞれΦ₁₁及びΦ₁₂であることを示す。列段差２は、Ｘ₁～Ｘ₂の範囲に対するＯＰＤ位相値がそれぞれΦ₂₁及びΦ₂₂であることを示す。列段差３は、Ｘ₂～Ｘ₃の範囲に対するＯＰＤ位相値がそれぞれΦ₃₁及びΦ₃₂であることを示す。最後に、列段差４は、Ｘ₃～Ｘ₄の範囲に対するＯＰＤ位相値がそれぞれΦ₄₁及びΦ₄₂であることを示す。図４に示す４つの回折ゾーン１４の各セットに対してＯＰＤ位相値を繰り返す。図１は、８つの回折ゾーン１４、従って表で与えられたＯＰＤ位相値を２回繰り返すＩＯＬ１０を示す。

【0024】

図９、図１３及び図１７は、明順応開口における五焦点ＩＯＬの第１、第２及び第３の実施形態の各々の回折構造体で達成される５つの連続回折次数における回折効率の推定を含む表を与える。図において、ＩＯＬ１０の第１、第２及び第３の実施形態は、３つの中間焦点（１次、２次及び３次）で効率を広く拡大しながら、遠方焦点（０次）及び近方焦点（４次）の両方で優れた効率を与えることが読者に分かり得る。回折構造体１２におけるＯＰＤ値の変更により、回折効率を５つの次数間でシフトすることができることを当業者は理解するであろう。このように、ＩＯＬを患者のライフスタイルに最も良く適合させるために、５つの回折焦点の何れか１つにおいて、残りの焦点における視力を犠牲にして視力を改善することができる。

【0025】

エネルギー生成回折次数の変更によって偽水晶体眼の色収差（ＣＡ）を減らすために、五焦点ＩＯＬの第１、第２及び第３の実施形態を無色化バージョンに変換し得る。五焦点ＩＯＬの第１、第２及び第３の実施形態の全ては、エネルギー生成回折次数として、遠方視力に対する０次回折次数及び近方視力に対する４次回折次数を使用する。ここで、第４、第５及び第６の実施形態である第１、第２及び第３の実施形態の無色化バージョンは、エネルギー生成回折次数として、遠方視力に対する４次回折次数、近方視力に対する８次回折次数及び中間焦点に対する５次、６次及び７次回折次数を使用する。図９、図１３及び図１７に示す第１、第２及び第３の実施形態の回折効率の推定は、それぞれ無色化の第４、第５及び第６の実施形態に対して同じままである。

【0026】

図１８、図２０及び図２２は、五焦点ＩＯＬの第４、第５及び第６の実施形態の各々に対する回折構造体１２の無色化位相プロファイルを示す。ＯＰＤ位相プロファイルを、半径方向位置がゼロである点線で示す光軸ＯＡの周りに複数の回折ゾーン１４として例示する。回折ゾーン１４は、光軸の周りの環状リングであるため、ＯＰＤ位相プロファイルは、光軸ＯＡに関して対称である。各回折ゾーン１４を垂直段差によって両側に結合し、光軸ＯＡに最も近い第１の回折ゾーンから開始する４つの回折ゾーン１４の各セットを図４の段差構造体によって表す。位相プロファイルをベース光学部１６の屈折部分から分離する（即ち、垂直軸上のゼロは、ベース光学部１６の面に対応する）。位相プロファイルは、図４によって表される４つの回折ゾーンの３つの繰り返しセットを示す。

【0027】

図１９、図２１及び図２３は、五焦点ＩＯＬの第４、第５及び第６の実施形態の各々に対する図４に示すような回折構造体１２の４つの回折ゾーン１４の８つの端部におけるＯＰＤ位相値を含む表を与える。列段差１は、Ｘ₀～Ｘ₁の範囲に対するＯＰＤ位相値がそれぞれΦ₁₁及びΦ₁₂であることを示す。列段差２は、Ｘ₁～Ｘ₂の範囲に対するＯＰＤ位相値がそれぞれΦ₂₁及びΦ₂₂であることを示す。列段差３は、Ｘ₂～Ｘ₃の範囲に対するＯＰＤ位相値がそれぞれΦ₃₁及びΦ₃₂であることを示す。最後に、列段差４は、Ｘ₃～Ｘ₄の範囲に対するＯＰＤ位相値がそれぞれΦ₄₁及びΦ₄₂であることを示す。図４に示す４つの回折ゾーン１４の各セットに対してＯＰＤ位相値を繰り返す。図１は、８つの回折ゾーン１４、従って表で与えられたＯＰＤ位相値を２回繰り返すＩＯＬ１０を示す。

【0028】

正弦波フーリエ調波を回折構造体１２に適用することにより、五焦点ＩＯＬ１０の回折構造体１２の製造を単純化し得る。上述の実施形態、第１～第６の実施形態における回折構造体は、複数のエシェレット格子で構成されている。下記の第７及び第８の実施形態は、複数のフーリエ調波で構成されている。フーリエ調波の適用により、図４に示す段差構造体を平滑化し、回折構造体１２の回折効率を約１００％に保持しながら、鋭い輪郭を除去する。例示的な正弦波フーリエ調波のＯＰＤ分布を以下の式で例示する。

【数4】

ここで、Ａｄｄは、近方加入度数であり、Ｎ、Ａ_i、Ψ_i、α、β、γ及びδの値は、全て五焦点ＩＯＬの設計目標のために最適化されるパラメータである。

【0029】

図２４は、五焦点ＩＯＬの第８の実施形態として１２個の正弦波フーリエ調波の適用によって修正された回折構造体１２のＯＰＤ位相プロファイルを示す。正弦波フーリエ調波の適用により、０、＋１、＋２、＋３及び＋４から－２、－１、０、＋１及び＋２（ここで、－２は、遠方視力に対する回折次数であり、－１は、拡張中間視力に対する回折次数であり、０は、中間視力に対する回折次数であり、＋１は、拡張近方視力に対する回折次数であり、及び＋２は、近方視力に対する回折次数である）に有効な回折次数をシフトする。ＯＰＤ位相プロファイルを、半径方向位置がゼロである点線で示す光軸ＯＡの周りに複数の回折ゾーン１４として例示する。回折ゾーン１４は、光軸の周りの環状リングであるため、ＯＰＤ位相プロファイルは、光軸ＯＡに関して対称である。ＯＰＤ位相プロファイルをベース光学部１６の屈折部分から分離する（即ち、垂直軸上のゼロは、ベース光学部１６の面に対応する）。図２５は、この実施形態で各回折次数（－２、－１、０、＋１及び＋２）に対する回折効率を含む表を与える。図２６は、五焦点ＩＯＬに適用される正弦波フーリエ調波の振幅及び位相を列挙する表を与える。図２７は、実質的に第７の実施形態の部分回折開口バージョンであるトップハット関数によってアポダイズされる、この実施形態の回折構造体に対する半径方向ＯＰＤ位相プロファイルの断面図を示す。

【0030】

多くの実施形態がここで例示及び説明されているが、同じ目的を達成するように計算された様々な均等な実施形態又は実装形態を、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に開示される実施形態と置き換えることができることが当業者によって理解されるであろう。本発明による実施形態を様々な方法で実施できることを当業者は容易に理解するであろう。本出願は、本明細書に記載の実施形態の任意の改造形態又は変更形態を含むように意図されている。

【0031】

本明細書で使用されている用語及び表現は、説明の用語及び限定されない用語として使用され、このような用語及び表現の使用において、図示及び記載の特徴又はこれらの特徴の一部の均等物を除くように意図されておらず、本発明の範囲は、下記の特許請求の範囲によってのみ規定及び限定されることが分かる。

【図1】