特表 2018-531434 多焦点レンズおよびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2018-531434(P2018-531434A)

(43)【公表日】2018年10月25日

(54)【発明の名称】多焦点レンズおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02C 7/04 2 A20060101AFI20180928 2 C07C 275/

   A61F 2/16 2 A20060101ALI20180928 2 C07C 275/

【ＦＩ】

   G02C7/04

   A61F2/16

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-536337(P2018-536337)

(86)(22)【出願日】2016年9月29日

(85)【翻訳文提出日】2018年5月2日

(86)【国際出願番号】EP2016073349

(87)【国際公開番号】WO2017055503

(87)【国際公開日】20170406

(31)【優先権主張番号】15188049.9

(32)【優先日】2015年10月2日

(33)【優先権主張国】EP

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA

(71)【出願人】

【識別番号】518112697

【氏名又は名称】レイナー・イントラオキュラー・レンジズ・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100096769

【弁理士】

【氏名又は名称】有原 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100107319

【弁理士】

【氏名又は名称】松島 鉄男

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(74)【代理人】

【識別番号】100170379

【弁理士】

【氏名又は名称】徳本 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100180231

【弁理士】

【氏名又は名称】水島 亜希子

(72)【発明者】

【氏名】ルックス，キルステン

(72)【発明者】

【氏名】プランク，ニコーレ

(72)【発明者】

【氏名】ブレズナ，ウォルフガング

(72)【発明者】

【氏名】ドラゴスティノフ，ニコラウス

【テーマコード（参考）】

2H006

4C097

【Ｆターム（参考）】

2H006BC03

2H006BC07

4C097AA25

4C097BB01

4C097CC03

4C097MM03

4C097SA02

(57)【要約】

本発明は、屈折焦点（Ｆ_ｒ）と、少なくとも部分的に重なり合う第１および第２の回折構造（６，７）とを有する多焦点レンズ（１）、特に眼内レンズまたはコンタクトレンズに関し、両方の回折構造（６，７）が相違し、第１の回折構造（６）の一次焦点（Ｆ_１；１）が第２の回折構造（７）の一次焦点（Ｆ_２，１）と一致する。さらに本発明は、このような多焦点レンズ（１）を製造する方法に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

屈折焦点（Ｆ_ｒ）と、少なくとも部分的に重なり合う第１および第２の回折構造（６，７）とを有する多焦点レンズ、特に眼内レンズまたはコンタクトレンズにおいて、
前記２つの回折構造（６，７）が相違し、かつ、前記第１の回折構造（６）の一次焦点（Ｆ_１，１）が前記第２の回折構造（７）の一次焦点（Ｆ_２，１）と一致することを特徴とする多焦点レンズ。

【請求項2】

前記２つの回折構造（６，７）は相違する強度分布を有することを特徴とする、請求項１に記載の多焦点レンズ。

【請求項3】

前記第１の回折構造（６）は屈折焦点（Ｆ_ｒ）を中心として非対称の強度分布を有し、前記第２の回折構造（７）は屈折焦点（Ｆ_ｒ）を中心として実質的に対称の強度分布を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の多焦点レンズ。

【請求項4】

前記２つの回折構造（６，７）のプロファイル（８，１１）は等しい周期長（ｐ_１，ｐ_２）を有し、前記第１の回折構造（６）のプロファイル（８）は周期（ｐ_１）内で単調増加し、前記第２の回折構造（７）のプロファイル（１１）は周期（ｐ_２）の前半分で最小値をとるとともに周期の後半分で最大値をとることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の多焦点レンズ。

【請求項5】

前記第１の回折構造（６）は鋸刃形、エシェレット形、またはキノフォーム形を有するプロファイル（８）を有することを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の多焦点レンズ。

【請求項6】

前記第２の回折構造（７）は長方形、台形、または正弦波形を有するプロファイル（１１）を有することを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の多焦点レンズ。

【請求項7】

前記プロファイル（８，１１，１４）のうち少なくとも１つは丸められた、または面取りされたエッジ（９，１０，１２，１３）を有することを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の多焦点レンズ。

【請求項8】

前記両方の回折構造（６，７）は前記レンズ（１）の半径方向でアポダイゼーションされ、好ましくは相違する強さであることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の多焦点レンズ。

【請求項9】

請求項１記載の多焦点レンズを製造する方法において、
ａ）屈折焦点（Ｆ_ｒ）を有するレンズブランク（２０）を準備するステップと、
ｂ）第１の回折構造（６）と第２の回折構造（７）との重ね合わせ構造（５）を計算するステップであって、前記２つの回折構造（６，７）は相違し、かつ、前記第１の回折構造（６）の一次焦点（Ｆ_１，１）が前記第２の回折構造（７）の一次焦点（Ｆ_１，２）と一致するような重ね合わせ構造（５）を計算するステップと、
ｃ）前記多焦点レンズ（１）を製造するために前記レンズブランク（２０）へ前記重ね合わせ構造（５）を刻設するステップと、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項10】

前記レンズブランク（２０）への前記重ね合わせ構造（５）の刻設は旋削によって行われることを特徴とする、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

請求項１記載の多焦点レンズを製造する方法において、
ａ）成形ブランク（２２）を準備するステップと、
ｂ）第１の回折構造（６）と第２の回折構造（７）との重ね合わせ構造（５）を計算するステップであって、前記２つの回折構造（６，７）は相違し、かつ、前記第１の回折構造（６）の一次焦点（Ｆ_１，１）が前記第２の回折構造（７）の一次焦点（Ｆ_２，１）と一致するような重ね合わせ構造（５）を計算するステップと、
ｃ）前記重ね合わせ構造（５）を雌型として前記成形ブランク（２２）に刻設するステップと、
ｄ）前記成形ブランク（２２）とレンズ材料（２０）を接触させることによって多焦点レンズ（１）を製造するステップであって、前記レンズ材料（２０）に屈折焦点（Ｆ_ｒ）も与えられるようなステップと、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項12】

前記接触は前記成形ブランク（２２）への前記レンズ材料（２０）の注型および前記レンズ材料（２０）の硬化によって行われることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記第１の回折構造（６）は屈折焦点（Ｆ_ｒ）を中心として非対称の強度分布を有し、前記第２の回折構造（７）は屈折焦点（Ｆ_ｒ）を中心として実質的に対称の強度分布を有することを特徴とする、請求項９〜１２の何れか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記２つの回折構造（６，７）のプロファイル（８，１１）は等しい周期長（ｐ_１，ｐ_２）を有し、前記第１の回折構造（６）のプロファイル（８）は周期（ｐ_１）内で単調増加し、前記第２の回折構造（７）のプロファイル（１１）は周期（ｐ_２）の前半分で最小値をとるとともに周期（ｐ_２）の後半分で最大値をとることを特徴とする、請求項９〜１３の何れか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記２つの回折構造（６，７）のうち少なくとも１つは丸められた、または面取りされたエッジを有することを特徴とする、請求項９〜１４の何れか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記２つの回折構造（６，７）は前記レンズ（１）の半径方向でアポダイゼーションされ、好ましくは相違する強さであることを特徴とする、請求項９〜１５の何れか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、屈折焦点と、少なくとも部分的に重なり合う第１および第２の回折構造とを有する多焦点レンズ、特に眼内レンズまたはコンタクトレンズに関する。別の態様では、本発明はこのような多焦点レンズを製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

多焦点の眼内レンズまたはコンタクトレンズ、すなわち、たとえば近見視と遠見視（２焦点式）または近見視と中間見視と遠見視（３焦点式）のために利用することができる複数の焦点を有するレンズは数十年前から知られていて、屈折ベースレンズにある多種多様な回折構造を利用し、それにより屈折焦点に追加して１つまたは複数の回折焦点をつくりだす。

【0003】

特許文献１および特許文献２によると、そのために、それぞれキノフォームプロファイルを有する２つの回折構造が重ね合わされる。このとき両方の回折構造のうちの一方が一次焦点を有し、これが他方の構造の二次焦点と一致する。出願人が認識しているところでは、このような構造の計算はきわめて複雑である。しかも、このような構造をレンズへ刻設することは、製作するのが難しい数多くのプロファイル先端部をもたらし、ひいてはこのことが、生成される焦点における光強度分布や光収率の低下につながる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】ドイツ実用新案第２０２００９０１８８８１号明細書

【特許文献2】欧州特許第２５０３９６２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が目的とするのは、従来技術の欠点を克服する改良されたレンズを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様によれば、この目的は、冒頭に述べた種類のレンズにおいて、２つの回折構造が相違し、かつ、第１の回折構造の一次焦点が第２の回折構造の一次焦点と一致する構成によって解決される。

【0007】

それぞれの一次焦点が一致する２つの回折構造が重なり合うことで、重なり合う回折構造の計算を大幅に簡素化することができる。重なり合うべき構造が、互いに等しい周期長を有するプロファイル（断面形状）を有しているからである。したがって、計算中に最善の強度分布を判定するための構造の適合調節を、特別に容易に実行することができる。

【0008】

２つの回折構造は相違する強度分布を有するのが好ましく、それにより、強度比率の個別的な混合が可能である。

【0009】

本発明の特別に好ましい実施形態は、第１の回折構造が屈折焦点を中心として非対称の強度分布を有し、第２の回折構造は屈折焦点を中心として実質的に対称の強度分布を有することを特徴とする。

【0010】

これら２つの回折構造を重ね合わせることにより、近見視、中間見視、および遠見視に利用可能な焦点が従来技術で知られているよりも高い強度割合を有するレンズが創出される。この問題をより厳密に考察するために、以下では、「正」の次数の回折焦点を、レンズとその屈折焦点との間に位置するもの、「負」の次数の回折焦点を、レンズに対し屈折焦点より離れて位置するものと定義する。

【0011】

たとえば遠見視のために屈折焦点が利用されるとき、回折構造の正の一次焦点は中間見視のための距離に相当し、回折構造の正の二次焦点は近見視のための距離に相当する。回折構造のそれぞれの負の焦点は、このケースでは、レンズの利用者の網膜よりも後方で初めて結像され、それにより、このレンズは利用者にとっては利用可能でなく、画像品質の悪化に寄与する。

【0012】

それに対して、対称の強度分布を有する回折構造と非対称の強度分布を有する回折構造との本発明に基づく重ね合わせによって、（当初の）負の次数の強度割合が、利用される正の次数またはゼロ番目の（屈折）次数へと結像され、それによって従来技術に比べていっそう色強度が高くコントラストが豊かな画像がもたされる。利用可能な焦点がより高い強度割合を有しているからである。

【0013】

これと同じ利点は、たとえば別の実施形態において、屈折焦点が近見視のために利用され、重ね合わせ構造の負の一次焦点が中間見視のための距離に相当し、重ね合わせ構造の負の二次焦点が遠見視のための距離に相当するときにももたらされる。この実施形態では、回折構造の正の次数は近見視焦点よりも前に位置しているので利用可能性が低く、また、負の３次の次数は網膜の後方で初めて焦点を結ぶので利用不可能である。このとき本発明によると、正の次数の強度割合がゼロ番目の（屈折の）負の第１および負の第２の次数に結像され、それによって従来技術に比べて高い光収率が利用可能な焦点にもたらされ、それに伴い色強度が高くコントラストが豊かな画像がもたらされる。

【0014】

２つの回折構造のプロファイルは等しい周期長を有するのが好ましく、第１の回折構造のプロファイルは周期内で単調増加し、第２の回折構造のプロファイルは周期の前半分で最小値をとるとともに周期の後半分で最大値をとる。それにより、結果として生じるレンズのプロファイルが少ない数のプロファイル先端を有することが実現される。このような種類の先端は製作するのが難しく、不正確に製作されると画像領域での収差につながり、そのために観察者に不鮮明な画像または濁った画像がもたらされる。たとえば第１の回折構造は、すなわち非対称の強度分布を有する構造は、鋸刃形、エシェレット形、またはキノフォーム形を有するプロファイルを有し、第２の回折構造は、すなわち実質的に対称の強度分布を有する構造は、長方形、台形、または正弦波形を有するプロファイルを有する。それにより、挙動が良好に既知である上に容易に製作を可能にするプロファイル形状を適用することができる。

【0015】

本発明の好ましい構成要件によると、プロファイルのうち少なくとも１つは丸められた、または面取りされたエッジを有する。それにより、公差の小さい製造プロセスを選択することができ、このことは製造コストも製造時間も最小化する。

【0016】

本発明の別の好ましい実施形態では、両方の回折構造はレンズの中央の領域でのみ重なり合う。たとえば、レンズは中央の領域の外部にはそもそも回折構造を有さない。たとえば光入射が少ないときに瞳孔が大きくなると、非中央の領域または遠見視のための屈折割合の影響が大きくなり、その結果、このような瞳孔サイズのときには強度分布が遠見視だけを含むことになる。別案として、レンズは中央の領域の外部にも両方の回折構造のうちの一方だけを有することができ、それにより、たとえば近見視と遠見視または中間見視と遠見視を、瞳孔が広いときに最大に構成することができる。

【0017】

両方の回折構造はレンズの半径方向で、好ましくはそれぞれ相違する強さでアポダイゼーションされるのが好ましい。それにより、瞳孔が小さいときに、瞳孔が大きいときと異なる強度分布がもたらされることが実現される。さらに、瞳孔が拡張または縮小するときに、強度分布の変化の連続的な移行がもたらされる。アポダイゼーションがそれぞれ相違する強さで選択されれば、所望の瞳孔サイズに合わせて強度分布を任意に適合化することができる。

【0018】

本発明のレンズは、基本的に任意の光学器具で適用することができるが、多焦点のコンタクトレンズまたは眼内レンズとして特別に好適である。

【0019】

本発明の第２の態様では、ここで提案されるレンズを製造する方法も提供される。第１の実施形態では、この方法は次の各ステップを含んでいる。
ａ）屈折焦点を有するレンズブランクが準備され、
ｂ）第１の回折構造および第２の回折構造からなる重ね合わせ構造が計算され、両方の回折構造は相違し、第１の回折構造の一次焦点は第２の回折構造の一次焦点と重なり、
ｃ）多焦点レンズを製造するためにレンズブランクへ重ね合わせ構造が刻設される。

【0020】

レンズブランクへ重ね合わせ構造を刻設するステップは旋削によって行われるのが好ましく、このことは多焦点レンズの特別に正確な製作を可能にする。

【0021】

第２の実施形態では、本方法は次の各ステップを含んでいる。
ａ）成形ブランクが準備され、
ｂ）第１の回折構造および第２の回折構造からなる重ね合わせ構造が計算され、両方の回折構造は相違し、第１の回折構造の一次焦点は第２の回折構造の一次焦点と重なり、
ｃ）重ね合わせ構造が雌型として成形ブランクへ刻設され、
ｄ）成形ブランクとレンズ材料を接触させることで多焦点レンズが製造され、レンズ材料に屈折焦点も与えられる。

【0022】

この実施形態では、まず、重ね合わせ構造を有する成形ブランクすなわち「雌型」がたとえば旋削やフライス加工によって作成される。次いで、この雌型によってレンズを注型し、プレスし、検査し、あるいはその他の何らかの成形をすることができる。

【0023】

接触をさせることは、成形ブランクへのレンズ材料の流し込みとレンズ材料の硬化によって行われるのが好ましい。このときレンズ材料は自然に硬化させることができ、または、たとえば光や熱処理によって硬化させることができる。

【0024】

本発明による方法の両方の実施形態は、たとえば２つの構造が容易な加算によって重なり合わされることによって、重ね合わせ構造が容易に計算されるという特徴があり、このことは少ない計算能力しか必要としない。

【0025】

両方の実施形態において、第１の回折構造が屈折焦点を中心として非対称の強度分布を有し、第２の回折構造が屈折焦点を中心として実質的に対称の強度分布を有するのが特に好ましい。

【0026】

多焦点レンズを製造する本発明の方法のさらに別の構成要件や利点に関しては、本発明によるレンズの前述した構成要件や利点を援用する。

【0027】

次に、添付の図面に示されている実施例を参照しながら本発明について詳しく説明する。図面には次のものが示されている。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明によるレンズを示す模式的な平面図である。

【図2】図１のレンズを示す模式的な側面図である。

【図3】第１および第２の回折構造のプロファイル、ならびに、第１および第２の構造の重ね合わせからもたらされる重ね合わせ構造のプロファイルを、図１のレンズについて示す図である。

【図4】図３の重ね合わせ構造を有する図１のレンズを示す拡大した半断面図である。

【図5】図３の第１の回折構造を備えるレンズの強度分布である。

【図6】図３の第２の回折構造を備えるレンズの強度分布である。

【図7】図１の本発明によるレンズの強度分布である。

【図8】図１のレンズを製造する本発明の方法の第１の実施形態を示す模式的なブロック図である。

【図9】図１のレンズを製造する本発明の方法の第２の実施形態を示す模式的なブロック図である。

【図10】本発明によるレンズと従来技術に基づくレンズの強度分布の比較を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１および図２は、前面２と、裏面３と、光学軸４とを有するレンズ１を示している。レンズ１は、中央のゾーンＺ_１と、後でさらに詳しく説明する２つの環状のゾーンＺ_２，Ｚ_３とを有している。説明しているレンズ１は眼内レンズまたはコンタクトレンズとして利用されるが、光学器具で使用することもできる。

【0030】

レンズ１は、下で説明するように遠見視または近見視のために利用することができる、以下においてゼロ次焦点とも呼ぶ光学軸４の上に位置する屈折焦点Ｆ_ｒを有している。レンズ１の裏面または前面２，３に、回折構造５が刻設されている。図４を参照。それは、レンズ１を近見視だけでなく、中間見視と遠見視のためにも適合させるためである。

【0031】

回折構造５は、光学軸４の上に位置する多数の別の焦点Ｆ_ｇ，ｉ，ｉ＝．．．，−２，−１，１，２，．．．を生成し、これらは屈折焦点Ｆ_ｒを中心として実質的に対称に分布していて、屈折焦点Ｆ_ｒは、設けられる回折構造５に関わりなく、レンズ１の形状によって与えられる。回折焦点Ｆ_ｇ，１，Ｆ_ｇ，２は、回折構造５の正の一次焦点または二次焦点と呼ばれ、レンズ１と屈折焦点Ｆ_ｒとの間で光学軸４の上に位置する。回折焦点Ｆ_ｇ，−１，Ｆ_ｇ，−２は、回折構造５の負の一次焦点または二次焦点と呼ばれ、レンズ１と反対を向くほうの屈折焦点Ｆ_ｒの側に位置する。

【0032】

焦点Ｆ_ｇ，ｉの（位置的）分布は屈折焦点Ｆ_ｒを中心として実質的に対称であるが、それぞれの焦点Ｆ_ｇ，ｉに割り当てられる強度分布は対称ではないのがよい。たとえば３焦点レンズの場合、特に３つの最大の強度が構成されるのがよく、すなわちそれは遠見視、中間見視、および近見視のためである。このことは、回折構造５が下記のように、ゾーンＺ_１，Ｚ_２，Ｚ_３のうちの少なくとも１つで互いに重なり合う第１および第２の回折構造６，７から構成されることによって実現される。

【0033】

図３は、上側のグラフに第１の回折構造６のプロファイル１１を示している（横軸：半径ｒ^２［ｍｍ^２］、縦軸：プロファイル深さＴ［ｍｍ］）。第１の回折構造６は、半径ｒに依存する、厳密にいえばｒ^２に依存する、格子周期ｐ_１（ｒ）を有している。第１の回折構造６を横軸スケールとしてのｒ^２に対してプロットすると、横軸上で等間隔の繰り返しとして周期ｐ_１が現れる。

【0034】

第１の回折構造６は、屈折焦点Ｆ_ｒを中心として非対称の強度分布をその回折焦点Ｆ_１，ｉに有し、この点に関しては後の図５参照。そのために、平方半径ｒ^２に対してプロットされている非対称の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジ９，１０を含むプロファイル８を有し、エッジ９，１０のうち一方は垂直であり得る。

【0035】

図３は、鋸刃形を有する第１の回折構造６を示しているが、別案として、エシェレット形やキノフォーム形を有することもできる。格子周期ｐ_１（ｒ）は、第１の回折構造６により生成される焦点Ｆ_１，ｉの屈折焦点Ｆ_ｒからの距離を規定する。

【0036】

図３は、中央のグラフに第２の回折構造７のプロファイルを示している（横軸：半径ｒ^２［ｍｍ^２］、縦軸：プロファイル深さＴ［ｍｍ］）。第２の回折構造７は、半径ｒに依存する、厳密にいえばｒ^２に依存する、格子周期ｐ_２（ｒ）を有している。構造７を横軸スケールとしてのｒ^２に対してプロットすると、横軸上で等間隔の繰り返しとして周期ｐ_２が現れる。

【0037】

第２の回折構造７は、後で図５を参照してさらに詳しく説明するように、屈折焦点Ｆ_ｒを中心として実質的に対称の強度分布をその回折焦点Ｆ_２，ｉに有する。そのために構造７は、平方半径ｒ^２に対してプロットされている互いに実質的に対称の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジ１２，１３を含むプロファイルを有し、これらのエッジは好ましくは垂直である。「実質的に対称」という概念は、ここではそのつど対称性からのわずかな逸脱も含んでいる。

【0038】

図３はバイナリ構造としての、すなわち長方形を含む、第２の回折構造７を示している。しかしながら別案として、たとえば台形や正弦波形を有することもできる。格子周期ｐ_２（ｒ）は、第２の回折構造７により生成される焦点Ｆ_２，ｉの屈折焦点Ｆ_ｒからの距離を規定する。

【0039】

図５は、図３の一番上のグラフに基づく第１の回折構造６だけが設けられたレンズの強度分布を示している（横軸：レンズからの距離Ｄ［ｍｍ］、縦軸：相対強度Ｉ［１］）。示されているとおり、回折焦点Ｆ_１，ｉの強度分布は屈折焦点を中心として非対称である。

【0040】

図６は、図３の中央のグラフに基づく第２の回折構造７だけが設けられたレンズ１の強度分布を示している（横軸：レンズからの距離Ｄ［ｍｍ］、縦軸：相対強度Ｉ［１］）。示されているとおり、正の次数の焦点Ｆ_２，１，Ｆ_２，２，．．．には、負の次数の焦点Ｆ_２，−１，Ｆ_２，−２，．．．と実質的に等しい強度割合が割り当てられる。

【0041】

図３に示すとおり、格子周期ｐ_１（ｒ）およびｐ_２（ｒ）は等しい大きさであり、その結果、図５および図６のように、第１の回折構造６の第１の正の焦点Ｆ_１，１は、第２の回折構造７の第１の正の焦点Ｆ_２，１の距離に相当する距離を屈折焦点Ｆ_ｒからおいている。

【0042】

図３の一番下のグラフでは、組み合わされて「重ね合わされた」回折構造５が、両方の構造６，７の加算的な重ね合わせによって得られている（横軸：半径ｒ^２［ｍｍ^２］、縦軸：プロファイル深さＴ［ｍｍ］）。重ね合わされた回折構造５は立ち上がりエッジと立ち下がりエッジ１５，１６を含むプロファイル１４を有し、その結果、回折構造５のプロファイル１４は実質的に１つの周期の内部で単調増加する。プロファイル１４を有する回折構造５は、レンズ１の面２，３の一方に設けられる。図４を参照。製造を簡易化するために、プロファイル８，１１，１４は丸められた、または面取りされたエッジ９，１０，１２，１３，１５，１６を有することができる。

【0043】

図３の３つのグラフに示すとおり、第１の回折構造６のプロファイル８は周期ｐ_１（ｒ）の内部で単調増加し、第２の回折構造７のプロファイル１１は周期ｐ_２（ｒ）の前半分で最小値をとるとともに周期の後半分で最大値をとる。このことは、重ね合わされた回折構造５のプロファイル１４が周期ｐ_１（ｒ），ｐ_２（ｒ）の内部で単調増加し、それに伴って当該周期の内部で１つの最大値だけを有することに帰結する。別案の実施形態（図示せず）では、第２の回折構造７が周期ｐ_２（ｒ）の前半分で最大値をとり、周期の後半分で最小値をとることもでき、このことは、周期ごとに２つの最大値を有する、重ね合わされた回折構造５をもたらす。製造の理由から、周期ごとに１つの最大値だけを有する、最初に挙げた態様のほうが好ましい。

【0044】

図７は、加算された、または重ね合わされた構造６，７からなる回折構造５が刻設されたレンズ１の強度分布を示している（横軸：レンズからの距離Ｄ［ｍｍ］、縦軸：相対強度Ｉ［１］）。屈折焦点Ｆ_ｒはここでは遠見視のために利用され、第１の正の回折焦点Ｆ_ｇ，１は、その位置に関して回折構造６，７の（正の）一次焦点Ｆ_１，１，Ｆ_２，１に相当するとともに中間見視のために利用され、第２の正の回折焦点Ｆ_ｇ，２は、その位置に関して回折構造６，７の（正の）二次焦点Ｆ_１，２，Ｆ_２，２に相当するとともに近見視のために利用される。別案として、エッジ９，１０，１２，１３の傾斜をそれぞれ反転させることもでき、それにより、たとえば屈折焦点Ｆ_ｒを近見視のために利用し、および一次の回折焦点Ｆ_１，１，Ｆ_２，１または二次の回折焦点Ｆ_１，２，Ｆ_２，２を中間見視または遠見視のために利用することができる。

【0045】

両方の構造６，７は、それぞれレンズ１の面２，３の表面全体に設けることができ、または、図１に示すようにゾーンごとにのみ設けることができる。たとえば、組み合わされた構造５をレンズ１のもっとも内部のゾーンＺ_１にのみ、すなわち中央の領域に設けることができる。その周囲の環状のゾーンＺ_２には、両方の構造６，７のうちの一方のみが設けられていてよく、もっとも外側の環状のゾーンＺ_３にはいずれの構造５，６，７も設けられない。それにより、瞳孔サイズに依存する強度分布が実現され、屈折焦点Ｆ_ｒにおける強度の重みづけは瞳孔サイズに伴って増加していく。

【0046】

その代替または追加として、このような効果を構造５，６，７のアポダイゼーションによって実現することができる。このことは、構造５，６，７のプロファイル８，１１，１４の深さＴが、レンズ半径ｒの増加に伴って減少していくことを意味する（図３には示さず）。

【0047】

図８および図９は、多焦点レンズ１を製造するための方法の２つの態様を示している。「重ね合わせ構造」５とも呼ぶ回折構造５を計算するために、計算ユニット１７で、屈折焦点Ｆ_ｒを中心として非対称の強度分布を有する第１の回折構造６と、屈折焦点Ｆ_ｒを中心として実質的に対称の強度分布を有する第２の回折構造７とが重ね合わされ、たとえば加算される。構造６，７は、計算ユニット１７で記憶装置１８，１９により提供することができ、または、計算ユニット１７自体で計算もしくは判定することができる。

【0048】

図８は、計算ユニット１７で計算された重ね合わせ構造５が、たとえば旋盤２１での旋削などの切削加工によってレンズブランク２０に刻設され、そのようにして多焦点レンズ１を製造する、製造方法の第１の態様を示している。ここではたとえばレンズブランク２０がその光学軸を中心として回転させられ、旋盤２１の旋削工具がレンズブランク２０の回転中に重ね合わせ構造５をレンズブランク２０へ刻設する。切削加工の後、レンズ１を任意選択で研磨することができる。

【0049】

あるいはレンズブランク２０は、単に３Ｄプリンタ用の加工性のある出発材料であってもよく、その場合、レンズブランク５への重ね合わせ構造５の刻設は、出発材料２０の３Ｄ印刷によって多焦点レンズ１をなすように行われる。

【0050】

図９は、計算ユニットで計算された重ね合わせ構造５がまず雌型として、同じく旋盤２１または３Ｄプリンタによって成形ブランク２２へ刻設される製造方法の第２の態様を示している。次いで、レンズ材料２０が成形ブランク２２と接触させられ、そのようにして多焦点レンズ１を製作する。レンズ材料２０は、たとえばすでにレンズブランクをなすように予備製作されていてよく、これに重ね合わせ構造５が「スタンプ」としての成形ブランク２２によって押印もしくは刻印される。別案として、レンズ材料２０が液体または粘性の状態で存在していて、たとえば鋳型の中で成形ブランクへ注ぎかけることができる。次いで、たとえば光供給または熱供給によってレンズ材料２０が硬化される。

【0051】

図１０は、ここで提案されるレンズ１の強度推移２３と、従来技術に基づくレンズの強度推移２４との比較を示している（横軸：レンズからの距離Ｄ［ｍｍ］、縦軸：相対強度Ｉ［１］）。従来技術に基づく対照レンズは、非対称の強度分布を有する２つの回折構造（たとえば鋸刃形を有する構造）が重ね合わされた構造を備えていて、第１の回折構造の一次焦点は、第２の回折構造の二次焦点に一致する。

【0052】

それにより、屈折焦点Ｆ_ｒの領域では強度分布の類似の推移がもたらされる。しかし図１０から良く認められるとおり、従来技術に基づくレンズ１は、組み合わされた回折構造５の第２の負の焦点Ｆ_ｇ，−２の領域（または、第２の回折構造７の第１の負の焦点Ｆ_２，−１の領域）で大きい強度値を有している。これとは対照的にここで提案されるレンズ１では、負の次数に由来する利用可能でない強度が利用可能な正の次数へとシフトしていて、その様子は、焦点Ｆ_ｇ，１および焦点Ｆ_ｇ，２における推移１７の明らかに高い強度、ならびに焦点Ｆ_ｇ，−２における推移２３の明らかに低い強度を参照すれば明瞭である。このように、上述したレンズ１の利用者にとっては、従来技術に基づくレンズよりも色強度が高くコントラストが豊かな画像がもたらされる。

【0053】

それに応じて本発明は、図示した実施形態だけに限定されるものではなく、下記の特許請求の範囲の枠内に収まる一切の変形、改変、およびこれらの組み合わせを含んでいる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】