(57)【要約】  回折型の眼用レンズにおいて、要求される多焦点眼用レンズとしての基本的光学特性を確保しつつ像面の回折光の振幅分布を容易に調節して、回折レンズの光学特性をチューニングすることができる、新規な回折構造の設計工程を含む回折型多焦点眼用レンズの製造方法を提供すること。また、回折光によるハロ低減効果が発揮される、新規で設計が容易な回折構造を備えた回折型多焦点眼用レンズを提供すること。  同心円状の複数のゾーンを有する回折構造が形成された回折型多焦点眼用レンズにおいて、各ゾーンがブレーズ形の位相関数を有していると共に、各ゾーンにおいて下式で表される関数ｇn（ρ）が、複数の該ゾーン間において頂点と節と極値の何れかで相互に一致するようにした。  ｇn（ρ）＝Ｓｉｎｃ（（φn−φn-1）／２−ｋ（ｒn−ｒn-1）ρ／２ｆ）
2013118177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心円状の複数のゾーンを有する回折構造が形成された回折型多焦点眼用レンズにおいて、
前記各ゾーンがブレーズ形の位相関数を有していると共に、
該各ゾーンにおいて下式で表される関数ｇn（ρ）が、複数の該ゾーン間において頂点と節と極値の何れかで相互に一致していることを特徴とする回折型多焦点眼用レンズ。
【数１】
2013118177.tif 000047
【請求項２】
前記回折構造が、複数の前記ゾーンが下式を満足する領域を有している請求項１に記載の回折型多焦点眼用レンズ。
【数２】
2013118177.tif 000048
【請求項３】
前記回折構造が、複数の前記ゾーンが下式を満足する領域を有している請求項１に記載の回折型多焦点眼用レンズ。
【数３】
2013118177.tif 000049
【請求項４】
前記回折構造が、複数の前記ゾーンが下式を満足する領域を有している請求項１に記載の回折型多焦点眼用レンズ。
【数４】
2013118177.tif 000050
【請求項５】
前記回折構造の０次回折光により遠方視用焦点が設定されていると共に、該回折構造の＋１次回折光により近方視用焦点が設定されている請求項１〜４の何れか一項に記載の回折型多焦点眼用レンズ。
【請求項６】
同心円状の複数のゾーンを有する回折構造が形成された回折型多焦点眼用レンズを製造するに際して、
前記各ゾーンの位相関数をブレーズ形として、目標とする回折光の焦点位置を設定する工程と、
該各ゾーンにおいて下式で表される関数ｇn（ρ）を求める工程と、
前記各ゾーンにおける前記関数ｇn（ρ）が、複数の該ゾーン間において一致点を設定して前記ブレーズ形状を決定する工程と
を、含む回折型多焦点眼用レンズの製造方法。
【数５】
2013118177.tif 000051
【請求項７】
前記一致点が、複数の前記ゾーン間において頂点と節と極値の何れかに設定されている請求項６に記載の回折型多焦点眼用レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人眼に用いられて人眼光学系への矯正作用等を発揮するコンタクトレンズや眼内レンズなどの眼用レンズに係り、特に新規な構造の回折構造を備えた多焦点眼用レンズとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人眼の光学系における屈折異常の矯正用光学素子や水晶体摘出後の代替光学素子などとして、眼用レンズが用いられている。そのなかでも、人眼に装着して用いられるコンタクトレンズや、人眼に挿入して用いられる眼内レンズは、人眼に直接に用いられて大きな視野を提供すると共に、見え方の違和感を軽減できることから、広く利用されている。【０００３】
ところで近年では老眼年齢に達した人達においても継続してコンタクトレンズを使用する人が増えている。かかる老眼となった人は焦点の調節機能が低下しているため、近くのものにピントが合わせにくいという症状が現れる。よってかかる老眼患者に対しては近くのものにも焦点を合わすことができる多焦点コンタクトレンズが必要となる。また白内障手術を施術された患者においては調整機能を司る水晶体が除去されるため、その代替としての眼内レンズを挿入しても近方が見づらいという症状が残る。かかる眼内レンズにおいても複数の焦点を有する多焦点機能を有することが必要となっている。このように近年の高齢者社会を反映して多焦点眼用レンズの必要性は非常に高まっている。【０００４】
かかる多焦点眼用レンズを実現する方法としては、屈折原理に基づき複数の焦点を形成する屈折型多焦点眼用レンズと、回折原理に基づき複数の焦点を形成する回折型多焦点眼用レンズの例が知られている。【０００５】
後者の回折型の眼用レンズにおいては、レンズの光学部に同心円状に複数形成された回折構造を備えており、かかる複数の回折構造（ゾーン）を通過した光波の相互干渉作用によって焦点を与えるものである。それ故、屈折率の相違する境界面からなる屈折面での光波の屈折作用によって焦点を与える屈折型レンズに比して、レンズ厚さの増大を抑えつつ大きなレンズ度数を設定することが出来る等の利点がある。【０００６】
一般に回折型多焦点レンズは、フレネル間隔というある規則に従いレンズ中心から周辺に向うにつれて回折ゾーンの間隔が徐々に小さくなった回折構造を有するものであり、かかる構造から生成する０次回折光と１次回折光を利用して多焦点とするものである。通常は、０次回折光を遠方視用の焦点とし、＋１次回折光を近方視用の焦点とする。かかる回折光の分配によって遠近用の焦点を有するバイフォーカルレンズとすることができる。【０００７】
ところが、回折型の眼用レンズでは、夜間の遠方の光源を目視した場合に光源の周りに帯状、あるいはリング状の暈が発生しやすいという問題点がある。この暈のことを通常ハロと呼んでおり、特に遠方の街灯や自動車のヘッドライトなどの点状の光源に対して発生しやすく、眼用レンズの夜間の使用時における見え方の低下を招くという問題点がある。ハロは、多焦点レンズ、特に同時視型と呼ばれる多焦点レンズの結像特性を反映した現象の一つで、その成因に関して以下のように説明される。【０００８】
収差のない理想的な単焦点レンズでは、遠方からの光はレンズを通過し定められた焦点位置で光の振幅が最大限強め合うようにして結像する（図５８（ａ））。その際、焦点位置での像面の強度分布は、像面中心に主たるピークが、その周辺にはエアリー半径で規定される極めて小さなサイドローブが存在するのみのシンプルな強度分布となる（図５８（ｂ）（ｃ）：（ｃ）は（ｂ）の拡大図である）。したがって単焦点レンズで遠方の光源を見た際はかかる強度分布を反映したハロのない像を与える（図５８（ｄ））。【０００９】
一方、たとえば遠近の２焦点を有する回折型多焦点レンズでは、遠方からやってくる光は遠方焦点位置で光の振幅が最大限強め合って結像するとともに、近方焦点位置でも振幅が強め合うように設計されている。遠方からの光は遠方焦点の像面中心に主ピークを形成するが、近方焦点位置で強め合った光は、その後拡散して遠方焦点の像面位置に到達することとなる（図５９（ａ））。一見すると遠方焦点の像面では図５９（ｂ）に示すようにかかる遠方焦点を形成する主ピークしか存在しないように見えるが、拡大すると図５９（ｃ）のように主ピークの周りに小ピーク群が存在していることが分かる。これは、前記したように近方結像用の光の成分が一種の迷光となって遠方焦点像面に紛れ込むこととなり、形成されたものである。このように小ピーク群の強度は主ピークの強度と比較すると極めて小さなものであるが、夜間という背景が暗い環境においては微弱な強度の光でも目立ちやすくなること、さらには人の眼の感度の高さと相まって網膜に感知されることとなり、ハロとして認識されるのである（図５９（ｄ））。【００１０】
いくつかの先行文献では回折型多焦点眼用レンズのハロの問題を取り上げ、その解決案を提示している。例えば、特開２００７−１８１７２６（特許文献１）では、グレア、ハロを解消するために青色及び/または近ＵＶ光を遮断又は透過量を低下させた多焦点眼用レンズの例が開示されている。かかる先行文献では、ハロ、グレアの成因として散乱による影響を考えており、散乱されやすい短波長の光の透過を妨げることによってグレア、ハロを低減できるとしている。しかし、ハロに関しては散乱による寄与よりも近方焦点を生成するための光の本質的な挙動によるところが大きく、補助的な効果は期待できても本質的な解決にはなっていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−１８１７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここにおいて、本発明は上述の如き事情を背景として為されたものであり、その解決課題とするところは、回折型の眼用レンズにおいて、要求される多焦点眼用レンズとしての基本的光学特性を確保しつつ像面の回折光の振幅分布を容易に調節して、回折レンズの光学特性をチューニングすることができる、新規な回折構造の設計工程を含む回折型多焦点眼用レンズの製造方法を提供することにある。【００１３】
また、本発明は、回折光によるハロ低減効果が発揮される、新規で設計が容易な回折構造を備えた回折型多焦点眼用レンズを提供することも、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下、前述の如き課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。【００１５】
すなわち、本発明の第１の態様は、同心円状の複数のゾーンを有する回折構造が形成された回折型多焦点眼用レンズにおいて、前記各ゾーンがブレーズ形の位相関数を有していると共に、該各ゾーンにおいて下式で表される関数ｇn（ρ）が、複数の該ゾーン間において頂点と節と極値の何れかで相互に一致しているものである。
【数１】
2013118177.tif 000003
【００１６】
本態様によれば、各ゾーンにおいて上式で表される関数ｇn（ρ）が、複数のゾーン間において頂点と節と極値の何れかで相互に一致している。かかる関数ｇn（ρ）は、後述するように、各ゾーンからの０次回折光の焦点像面における振幅分布の包絡線を表す。それ故、複数のゾーンに対する包絡線（関数ｇn（ρ））を、焦点像面の所定領域において、略揃えることが出来て、結果として、複数のゾーンに対する振幅分布全体の広がりを抑えることが出来るのである。また、回折型レンズにおける公知の課題であるハロは、焦点像面の振幅分布に基づく強度分布（光エネルギー分布）の大きさに比例してあらわれると考えられることから、ハロの広がりを抑えることが出来、見え方のクオリティを改善することも可能となるのである。【００１７】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、前記回折構造が、複数の前記ゾーンが下式を満足する領域を有しているものである。
【数２】
2013118177.tif 000004
【００１８】
本態様によれば、第１の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、回折構造が、複数のゾーンが上式を満足する領域を有している。これにより、関数ｇn（ρ）が、複数のゾーン間において頂点で相互に一致するようにできる。従って、第１の態様と同様に、複数のゾーンに対する包絡線（関数ｇn（ρ））全体の広がりを抑えることが出来るようになることから、ハロの広がりを抑えることが出来るようになり、ひいては見え方のクオリティを改善することが出来るのである。【００１９】
本発明の第３の態様は、第１の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、前記回折構造が、複数の前記ゾーンが下式を満足する領域を有しているものである。
【数３】
2013118177.tif 000005
【００２０】
本態様によれば、第１の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、回折構造が、複数のゾーンが上式を満足する領域を有している。これにより、関数ｇn（ρ）が、複数のゾーン間において節で相互に一致するようにできる。従って、第１の態様と同様に、複数のゾーンに対する包絡線（関数ｇn（ρ））全体の広がりを抑えることが出来るようになることから、ハロの広がりを抑えることが出来るようになり、ひいては見え方のクオリティを改善することが出来るのである。【００２１】
本発明の第４の態様は、第１の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、前記回折構造が、複数の前記ゾーンが下式を満足する領域を有しているものである。
【数４】
2013118177.tif 000006
【００２２】
本態様によれば、第１の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、回折構造が、複数のゾーンが上式を満足する領域を有している。これにより、関数ｇn（ρ）が、複数のゾーン間において極値で相互に一致するようにできる。従って、第１の態様と同様に、複数のゾーンに対する包絡線（関数ｇn（ρ））全体の広がりを抑えることが出来るようになることから、ハロの広がりを抑えることが出来るようになり、ひいては見え方のクオリティを改善することが出来るのである。【００２３】
本発明の第５の態様は、第１〜第４の何れか１つの態様に記載された回折型多焦点眼用レンズにおいて、前記回折構造の０次回折光により遠方視用焦点が設定されていると共に、該回折構造の＋１次回折光により近方視用焦点が設定されているものである。【００２４】
本態様によれば、回折構造の０次回折光により遠方視用焦点が設定されていると共に、回折構造の＋１次回折光により近方視用焦点が設定されている。これにより、１つの眼用レンズで遠方および近方の両方に対応することが出来、遠近両用の多焦点眼用レンズとして利用できる。【００２５】
本発明の第６の態様は、回折型多焦点眼用レンズの製造方法において、同心円状の複数のゾーンを有する回折構造が形成された回折型多焦点眼用レンズを製造するに際して、前記各ゾーンの位相関数をブレーズ形として、目標とする回折光の焦点位置を設定する工程と、該各ゾーンにおいて下式で表される関数ｇn（ρ）を求める工程と、前記各ゾーンにおける前記関数ｇn（ρ）が、複数の該ゾーン間において一致点を設定して前記ブレーズ形状を決定する工程とを、含むものである。
【数５】
2013118177.tif 000007
【００２６】
本態様によれば、各ゾーンにおける関数ｇn（ρ）について、複数のゾーン間で一致点を設定してブレーズ形状を決定する工程とを、含んでいる。これにより、第１の態様と同様に、複数のゾーンに対する０次焦点像面の振幅分布の包絡線（関数ｇn（ρ））を揃えることが出来るようになる、すなわち、複数のゾーンに対する包絡線全体の広がりを抑えることが出来るようになるのである。回折型レンズにおける公知の課題であるハロは振幅分布に基づく強度分布に比例してあらわれることから、ハロの広がりを抑えることが出来、見え方のクオリティを改善することが出来るのである。【００２７】
本発明の第７の態様は、第６の態様に記載された回折型多焦点眼用レンズの製造方法において、前記一致点が、複数の前記ゾーン間において頂点と節と極値の何れかに設定されているものである。【００２８】
本態様によれば、前記一致点が、複数のゾーン間において頂点と節と極値の何れかに設定されている。これにより、より確実に、複数のゾーンに対する０次焦点像面の振幅分布の包絡線（関数ｇn（ρ））を揃えることが出来るようになる、すなわち、複数のゾーンに対する包絡線全体の広がりを抑えることが出来るようになるのである。回折型レンズにおける公知の課題であるハロは振幅分布に基づく強度分布に比例してあらわれることから、ハロの広がりを抑えることが出来、見え方のクオリティを改善することが出来るのである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の回折型眼用レンズによれば、関数ｇn（ρ）が複数のゾーン間において頂点と節と極値の何れかで相互に一致している。これにより、複数のゾーンに対する０次焦点像面の振幅分布の包絡線（関数ｇn（ρ））を揃えることが出来るようになる、すなわち、複数のゾーンに対する振幅分布全体の広がりを抑えることが出来る。回折型レンズにおける公知の課題であるハロは振幅分布に基づく強度分布に比例してあらわれることから、ハロの広がりを抑えることが出来、見え方のクオリティを改善することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第一の実施形態としてのコンタクトレンズを示す裏面モデル図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面に相当する、同コンタクトレンズの断面モデル図。
【図３】図１に示すコンタクトレンズの裏面に形成されたブレーズ形状を説明するための断面モデル図。
【図４ａ】本発明の第一の実施形態の位相プロファイル。
【図４ｂ】比較例の位相プロファイル。
【図５】回折レンズにおけるハロの発生機構のモデルの説明図。
【図６】ハロの原因となる光の振幅分布を各関数に分割して見たもの。
【図７】比較例のＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図８】本実施形態におけるＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図９】本実施形態における０次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。
【図１０】本実施形態におけるハロの実写写真の比較例との比較図。
【図１１】本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。
【図１２】本発明の第二の実施形態と比較例の位相プロファイル。
【図１３】本実施形態におけるＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図１４】本実施形態における０次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果の比較例との比較図。
【図１５】本実施形態におけるハロの実写写真。
【図１６】本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。
【図１７】本発明の第三の実施形態と比較例の位相プロファイル。
【図１８】本実施形態と比較例のＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図１９】本実施形態と比較例の０次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。
【図２０】本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。
【図２１】本発明の第四の実施形態と比較例の位相プロファイル。
【図２２】本実施形態におけるＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図２３】本実施形態と比較例の０次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。
【図２４】本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。
【図２５】本発明の第五の実施形態と比較例の位相プロファイル。
【図２６】本実施形態におけるＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図２７】本実施形態と比較例の０次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。
【図２８】本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。
【図２９】本発明の第六の実施形態と比較例の位相プロファイル。
【図３０】本実施形態と比較例のＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図３１】本実施形態と比較例の０次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。
【図３２】本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。
【図３３】本発明の第一の実施形態の変形例１の位相プロファイル。
【図３４】本実施形態におけるＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図３５】本実施形態における０次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。
【図３６】本実施形態におけるハロの実写写真。
【図３７】本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。
【図３８】本発明の第一の実施形態の変形例２の位相プロファイル。
【図３９】本実施形態におけるＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図４０】本実施形態における０次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。
【図４１】本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。
【図４２】本発明の第一の実施形態の変形例３の位相プロファイル。
【図４３】本実施形態におけるＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図４４】本実施形態における０次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。
【図４５】本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。
【図４６】本発明の第二の実施形態の変形例１と比較例の位相プロファイル。
【図４７】本実施形態と比較例のＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図４８】本実施形態と比較例の０次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。
【図４９】本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。
【図５０】本発明の第二の実施形態の変形例２と比較例の位相プロファイル。
【図５１】本実施形態におけるＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図５２】本実施形態と比較例の０次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。
【図５３】本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。
【図５４】本発明の第三の実施形態の変形例１と比較例の位相プロファイル。
【図５５】本実施形態と比較例のＳｉｎｃ関数の振舞いを表すグラフ。
【図５６】本実施形態と比較例の０次回折光の焦点像面における強度分布のシミュレーション結果。
【図５７】本実施形態における光軸上の強度分布のシミュレーション結果。
【図５８】単焦点レンズの結像特性に関する説明図。
【図５９】回折レンズにおけるハロの発生に関する説明図。
【図６０】位相プロファイルを説明する概念図。
【図６１】ブレーズ型の位相プロファイルを説明する図。
【図６２】位相関数に位相ずれを付与した場合の位相関数説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。なお、詳細な説明に先立ち、本発明で用いられる語句などについて以下のように定義する。
【００３２】
振幅関数（分布）は、光を波として取り扱う際に光の挙動を物理的に示す関数のことであり、具体的には数６で表わされる。
【００３３】
【数６】
2013118177.tif 000008
【００３４】
位相は、数６の（ｂx+ｃ）に相当する物理量で、光の波の進行を早めたり、遅らせたりする。なお、本発明では位相をφで表記することとし、その単位はラジアンである。例えば光の１波長を２πラジアン、半波長をπラジアンとして表わす。
【００３５】
位相変調は、レンズに入射した光に対して何らかの方法でその位相に変化を与えるようなレンズに設けられた構造あるいは方法を総じていう。
【００３６】
位相関数は、数６の指数部またはｃｏｓ関数内の位相を関数として表わしたものである。本発明ではレンズの中心から半径方向の位置ｒに対するレンズの位相φを表すものとして用いられ、具体的には図６０に示すようなｒ−φ座標系で表わすこととする。また、位相変調構造が設けられた全域の位相の分布を同座標系で表したものを位相Ｐｒｏｆｉｌｅ（プロファイル）と呼ぶ。なお、φ＝０のｒ軸を基準線とし、φ＝０の地点では入射した光はその位相を変化させることなく射出されることを意味する。そして、この基準線に対してφが正の値を取るとき、光はその位相分だけ進行が遅れ、φが負の値を取るとき、光はその位相分だけ進行が進むことを意味する。実際の眼用レンズにおいては回折構造が付与されていない屈折面がこの基準線（面）に相当する。
【００３７】
光軸は、レンズの回転対称軸で、ここではレンズ中心を貫き物体空間および像側空間へ延長された軸のことをいう。
【００３８】
像面は、レンズに入射した光が射出された像側空間のある地点において光軸と垂直に交わる面のことをいう。
【００３９】
０次焦点は、０次回折光の焦点位置をいう。以下、＋１次回折光の焦点位置に対しては＋１次焦点、・・・という。
【００４０】
０次焦点像面：０次回折光の焦点位置における像面のことをいう。
【００４１】
輪帯は、回折構造における最小の単位としてここでは用いる。例えば一つのブレーズが形成された領域を一つの輪帯と呼ぶ。ゾーンとも呼ぶ。
【００４２】
ブレーズは、位相関数の一形態で、屋根状の形で位相が変化しているものを指す。本発明では、図６１（ａ）に示すような一つの輪帯において屋根の山と谷の間が直線で変化するものをブレーズの基本とするが、山と谷の間を放物線状の曲線で変化するようにつながったもの（図６１（ｂ））も本発明ではブレーズの概念の中に含まれる。また、山と谷の間が正弦波の関数で変化するようにつながれたもの（図６１（ｃ））、さらにはある関数において極値を含まない区間で変化するようにつながれたものもブレーズの概念の中に含まれる。本発明では特に断りがない限り図６１（ａ）に示すように第ｎ番目の輪帯のブレーズにおいて、輪帯の外径（半径）ｒnの位置の位相φnと内径（半径）ｒn-1の位置の位相φn-1の絶対値が基準面（線）に対して等しくなるように、つまり｜φn｜= ｜φn-1｜となるように設定することを基本とする。なお、ブレーズの位相関数φn（ｒ）は、数７のように表される。
【００４３】
【数７】
2013118177.tif 000009
【００４４】
位相ずれ量は、ある位相関数φ（ｒ）をｒ−φ座標系の基準線（面）に対してφ軸方向にτずらす場合、このτのことを位相ずれ量と定義する。τずらすことによって新たに得られる位相関数φ’（ｒ）との関係は数８の通りである。単位はラジアン。
【００４５】
【数８】
2013118177.tif 000010
【００４６】
たとえば、前記ブレーズにおいてブレーズ段差を維持したまま基準面に対するブレーズの位置関係をφ軸方向にずらす場合は、ずらすことによって新たに谷と山になるφ’nとφ’n-1とずらす前のφnとφn-1の関係は数９の通りとなる。この位置関係は図６２に示されている。
【００４７】
【数９】
2013118177.tif 000011
【００４８】
位相定数は、数１０で定義される定数ｈのことをいう。
【００４９】
【数１０】
2013118177.tif 000012
【００５０】
レリーフは、位相プロファイルを具体的にレンズの実形状に変換して得られるレンズの表面に形成される微小な凸凹構造の総称である。なお、位相プロファイルをレリーフ形状に変換する具体的な方法は以下の通りである。
【００５１】
光はある屈折率を有する媒体に入射するとその屈折率分だけ速度が遅くなる。遅くなった分だけ波長が変化し、結果として位相変化が生ずる。位相プロファイルにおけるプラスの位相は光を遅らせることを意味するので、屈折率の高い領域に光が入射するようにすればプラス位相を付与したことと同じになる。なお、これらプラス、マイナスとは相対的な表現であり、例えば位相が−２πと−πでは同符号であっても後者の方が位相は遅れているので、屈折率の高い領域を設定する。
【００５２】
たとえばブレーズ状の位相関数を有する場合、その実形状のブレーズ段差は、数１１で表わされる。かかるレリーフ形状は精密旋盤による切削加工やモールド成形法などでレンズ面に設けることができる。
【００５３】
【数１１】
2013118177.tif 000013
【００５４】
強度分布は、レンズ通過後の光の強度をある領域に亘ってプロットしたもので、前記振幅関数の共役絶対値として表わされる。ここでは大別して「光軸上の強度分布」と「像面の強度分布」が用いられる。前者はレンズの位置を基点とし、像側光軸上の光の強度分布をプロットしたもので、光軸上のどの位置に焦点を形成するか、また強度の割合などを調べる際に用いる。一方、像面強度分布はある像面における光の強度分布を示し、本発明では像面の中心から動径偏角がゼロ方向の位置ρにおける強度をプロットしたもので表わすこととする。人の眼においては網膜上で知覚されるのは像面強度分布の情報である。
【００５５】
フレネル間隔は、ある規則に従って定められる輪帯間隔の一つの形態のことをいう。ここでは、第ｎ番目の輪帯の外径をｒnとすると数１２で定められる間隔を有するものをいう。
【００５６】
【数１２】
2013118177.tif 000014
【００５７】
一般的には数１２で定められる間隔にすることによって１次回折光の焦点に相当する付加屈折力Ｐadd（０次光を遠用とした時、近用焦点位置をどこに設定するかの目安となるもの）を設定することができる。なお、本発明にて使用されるフレネル間隔型の回折レンズは、屈折原理を利用したフレネルレンズとは異なるものであり、上記式に従った間隔を有した回折原理を利用したレンズのことをいう。
【００５８】
次に、本発明で用いられる計算シミュレーションの方法、条件、出力データは、以下に示す通りである。
【００５９】
計算ソフトは、回折積分式に基づき強度分布などを計算することができるシミュレーションソフトを用いた。光源は、遠方の点光源を計算対象の光源として設定し、レンズには同位相の平行光が入射するとして計算した。また、物体側空間および像側空間の媒体は真空、レンズは収差が存在しない理想レンズ（レンズから出た光は射出位置に関わらず全て同一の焦点に結像する）として計算した。また計算は、波長＝５４６ｎｍ、レンズの０次回折光の屈折力（ベースとなる屈折力）＝７Ｄ（Ｄｉｏｐｔｅｒ）、で行った。
【００６０】
光軸上の強度分布は、レンズを基点とした光軸上の距離に対する強度をプロットした。また、像面の強度分布は、像面の動径角度がゼロの方向において中心から半径方向の距離に対する強度をプロットした。なお特に断りがない限り、像面強度分布の縦軸の強度値のスケールは一定とした。さらに、振幅関数は、本発明では振幅関数の実数部を以て振幅関数とした。また、像面強度分布と同様に像面の中心から半径方向の距離に対する振幅値をプロットしたもので示す。
【００６１】
本発明のシミュレーション計算では０次回折光の焦点位置を７（Ｄｉｏｐｔｅｒ）( 焦点距離：ｆ＝１４２．８ｍｍに相当) に設定して行っているため、像面座標の横軸の値はかかる焦点位置に限定したものである点に注意する必要がある。異なる焦点距離に変更した場合の像面の位置は数１３を用いて換算すればよい。
【００６２】
【数１３】
2013118177.tif 000015
【００６３】
たとえば焦点距離が１６．６ｍｍ（眼光学系を一つの理想的なレンズとした場合の焦点距離）の場合の像面位置ρ’は、本実施例における像面位置をρとするとρ’＝（１６．６／１４２．８）×ρ＝０．１１６７×ρとして換算すればよい。
【００６４】
引き続き、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００６５】
先ず、図１に、本発明における第一の実施形態としてのコンタクトレンズである眼用レンズ１０の正面図をモデル的に示すと共に、図２に、同眼用レンズ１０の後述する光学部１２の断面図をモデル的に示す。
【００６６】
眼用レンズ１０は、中央の大きな領域が光学部１２とされており、光学部１２の外周側には公知の周辺部とエッジ部が形成されている。また、光学部１２は、全体として略球冠形状の凸面を有する光学部前面１４と、全体として略球冠形状の凹面を有する光学部後面１６をもって形成されている。そして、眼用レンズ１０の光学部１２は、レンズを近視矯正用とする場合は全体として、中心部が僅かに薄肉とされた略お椀形状とされており、遠視矯正用とする場合は中心部が僅かに膨らんだ略お椀形状とされ、幾何中心軸としてのレンズ中心軸１８を回転中心軸とする回転体形状とされている。このような眼用レンズ１０は、眼球の角膜上に直接装着される。従って、眼用レンズ１０の光学部１２の径は直径で、概ね４〜１０ｍｍで形成されていることが望ましい。
【００６７】
眼用レンズ１０の光学部１２は、その光学部前面１４および光学部後面１６が屈折面とされている。そして、これら光学部前面１４および光学部後面１６による屈折光（０次回折光）に対して所定の焦点距離が設定されており、本実施形態では、遠方焦点が設定されている。
【００６８】
なお、眼用レンズ１０の形成材料としては、光透過性等の光学特性を備えた各種の重合性モノマーからなる従来公知の樹脂材料やゲル状の合成高分子化合物 (ハイドロゲル) 等が好適に採用され、具体的には、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリヒドロキシエチルメタアクリレート（Ｐｏｌｙ−ＨＥＭＡ）等が例示される。
【００６９】
そして、特に本実施形態における光学部後面１６には、回折構造２０が形成されている。回折構造２０は、レンズ中心軸１８を中心として同心円状に複数形成されたゾーンを有し、前記ゾーンはレンズ周方向に連続して円環状で延びる、径方向の起伏形状であるブレーズ形のレリーフ構造で形成されている。そして、本実施形態では、この回折構造２０による回折＋１次光により、近方焦点が設定されている。
【００７０】
図３（ａ）に、光学部後面１６における回折構造２０であるブレーズ２１の径方向の拡大断面図を示す。なお、図３においては、理解を容易とするために、ブレーズ２１の大きさを誇張して示している。図３（ａ）に示すように、ブレーズ２１の形状は、眼用レンズ１０のもともとの光学部後面１６の形状を反映して、右上がりの形状を呈している。眼用レンズ光学部の前面及び後面が単一の屈折力を有するように設定されている場合は、後面１６は、前記定義にて説明したｒ−φ座標（図６０）における基準線と解して相違ない。また、図３（ａ）において、ブレーズ２１を境として下方の領域はコンタクトレンズの基材からなっており、上方の領域は外部の媒体となっている。理解を容易にするため、今後は眼用レンズ１０のもともとの光学部後面１６の形状を除いた状態で、即ち、図３（ｂ）に示すように、光学部後面１６を径方向で直線的なｘ座標軸としてブレーズ２１の検討を進めることにする。
【００７１】
図３（ｂ）に示すように、ブレーズ２１は、レンズ中心軸１８を中心として同心円状に延びると共に、眼用レンズ１０の外方（図２乃至３中、上方）に向けて突出する稜線２２と、眼用レンズ１０の内方（図２乃至３中、下方）に向けて突出する谷線２４を有する起伏形状とされている。
【００７２】
なお、以下の説明において、格子ピッチとは、稜線２２と谷線２４の間の径方向幅寸法をいう。また、ゾーンたる輪帯とは、稜線２２と谷線２４の間をいい、各輪帯には、中央の輪帯を１として、輪帯方向外方に向けて２，３、…の輪帯番号が割り振られる。また、輪帯半径とは、各輪帯の外周半径、換言すれば、各輪帯において同心円の中心（本実施形態においては、レンズ中心軸１８）に対して外側に位置する稜線２２又は谷線２４の同心円の中心からの半径をいう。従って、格子ピッチは各輪帯の径方向幅寸法であり、所定輪帯の格子ピッチは、該輪帯の輪帯半径と、該輪帯よりも輪帯番号が１つ小さい輪帯の輪帯半径との差となる。ここではコンタクトレンズの具体例とともにブレーズ形のレリーフ構造からなる回折構造について説明したが、以降の説明に際してはレリーフ設計の基となる位相関数または位相プロファイルにて回折構造を説明することとする。よって今後、特に断りがない限り回折構造としての位相プロファイルを図６０に示すｒ−φ座標系で表すこととする。
【００７３】
図４ａに、本発明の第一の実施形態としてのブレーズ２１の位相プロファイル２６を、また図４ｂに比較例の位相プロファイル２８を示す。いずれの場合も、眼用レンズ１０の光学部後面１６のみに設けられており、複数配列された回折構造２０のすべての格子ピッチがフレネル間隔で形成されており、フレネルゾーンプレートを構成している。ここでは、付加屈折力Ｐadd＝＋２．００Ｄとなるように間隔を設定した。λ＝５４６ｎｍで設計した結果（ｒn）について、本実施例の位相プロファイル２６を表１に、また比較例の位相プロファイル２８を表２に示す。なお、今回の比較例は実施形態と同じ輪帯数とし、明るい室内での人の目の瞳孔径に相当するレンズ径の回折ゾーンにおいて、遠近の見え方の指標となる光軸上の強度分布のパターンが実施形態とほぼ同じになるように各ゾーンの位相定数をｈ＝０．４の一定としたものである。
【００７４】
【表１】
2013118177.tif 000016
【００７５】
【表２】
2013118177.tif 000017
【００７６】
前記したようにハロの成因となる像面の小ピーク群の生成は、光の波動現象として現れるものであり、図５（ａ）に示すように回折型多焦点レンズでは各回折輪帯を通過した光は、遠方焦点の像面位置にそれぞれの輪帯の特性を反映した振幅分布を与える。例えば図５（ａ）における各輪帯Ａ，Ｂ，Ｃを通過する光は図５（ｂ）のような振幅分布を形成する。そして、各輪帯からの振幅が合成されたものが遠方焦点の像面における全体の振幅分布となる（図５（ｃ））。この振幅の共役絶対値が光の強度となり（図５（ｄ））、前記した小ピーク群として我々が認知することとなるのである。なお、かかる小ピーク群のことを以後「サイドバンド」と称することとする。よってハロを低減するにはかかる振幅分布の情報を把握し、その振幅の生成を抑えることが必要である。
【００７７】
一般に回折レンズの設計に際しては前記したようにレンズに回折ゾーンと称す同心円状領域を設けてここに光の振幅や位相に変化を与えることによる回折干渉作用によって多焦点を生成する。特に多焦点眼用レンズの製造に際しては光の位相に変化を与えることのできるものが多用される。かかる位相の変化は前記位相関数で定められる。今、回折レンズの遠方視用焦点を形成するための光を該回折レンズの０次回折光を利用するとする。そして、レンズのあるゾーンの位相関数がφn（ｒ）であるとすると、かかる位相関数を有するゾーンから０次焦点像面に到達する光の振幅関数Ｅn（ρ）は数１４で表わされる。
【００７８】
【数１４】
2013118177.tif 000018
【００７９】
一般に位相関数は、レンズ中心に対して対称な形のものを取り扱うので、像面の振幅情報を把握する際にはθ＝０の動径方向の線分領域からの振幅関数を議論するだけで十分に事足りる。したがって数１４においてθ＝０の動径方向の線分領域からの光の振幅を表す数１５を用いて像面の振幅挙動を調べればよい。
【００８０】
【数１５】
2013118177.tif 000019
【００８１】
また、本発明ではブレーズ形の位相関数を対象とするが、かかる形の位相関数は数７のような線形一次式で表わすことができる。この場合、数１５は積分可能となり、数１６の形で表わされる。なおここでは振幅関数のうち実数部のみ表記した。
【００８２】
【数１６】
2013118177.tif 000020
【００８３】
以降の振幅関数の説明に際しては、特に断らない限り、数１６を用いることとする。数１６の振舞いを各関数に分割して見たものを図６に示す。図６（ａ）は数１６のｃｏｓ関数の振舞い、また図６（ｂ）は数１６のＳｉｎｃ関数の振舞い、さらに図６（ｃ）は数１６全体の振舞い、を示す。ここから、回折光が分布する焦点像面上での振幅分布に関して、Ｓｉｎｃ関数は振幅分布の包絡線であることが分かる。つまり、Ｓｉｎｃ関数が大局的な分布を支配して表す一方、ｃｏｓ関数が細部の微小変化である振る舞いを支配して表すものと考えられる。つまり、振幅分布の全体的な大きさはＳｉｎｃ関数が支配するのである。そして、ハロの成因となる光の強度分布はかかる振幅分布を表わす関数の共役絶対値であることから、ハロを制御するためには元となる振幅分布から制御する必要があり、結局のところ、Ｓｉｎｃ関数の振舞いを制御することが重要なのである。Ｓｉｎｃ関数とは、Ｓｉｎｃ（ｘ）＝Ｓｉｎ（ｘ）／ｘ、で定義される関数で、振動しながら減衰する現象を表すのによく用いられる。以下、このＳｉｎｃ関数の振舞いに着目して話を進めていくことにする。
【００８４】
数１６はある輪帯からの光を表した式であり、全体としては全ての輪帯からの光を合算する必要がある。図６（ｄ）に全ての輪帯からの光の振幅関数のグラフを載せたが、分かり難い。そこで、Ｓｉｎｃ関数だけに着目すると共に、各輪帯のＳｉｎｃ関数の最大値を規格化して分かり易くしたものを、図７に示す。なお、この図は、図４ｂに示す比較例のＳｉｎｃ関数を表したものであり、像面中心から外側に向けて第１輪帯から第１２輪帯までの各Ｓｉｎｃ関数が順次プロットされている。
【００８５】
また、図４ａに示す本発明の第一の実施形態のＳｉｎｃ関数を表したものを図８に示す。図７の比較例と比較してみると、Ｓｉｎｃ関数の広がり（図の横軸方向への広がり）が大幅に低減していることが分かる。ハロの大幅な低減が期待できることが分かる。より詳細には、図８に示す本実施形態のＳｉｎｃ関数においては、矢印に示すように、各輪帯のＳｉｎｃ関数の頂点の位置が等しくされている。これにより、Ｓｉｎｃ関数の広がりが抑えられているのである。
【００８６】
次に、なぜ第一の実施形態では比較例よりもＳｉｎｃ関数の広がりが低減されるかを、各輪帯のＳｉｎｃ関数の頂点の位置が等しくするための条件を算出することによって説明する。Ｓｉｎｃ関数（Ｓｉｎｃ（ｘ））における頂点の位置は、ｘ＝０となるポイントである。数１６のＳｉｎｃ関数の括弧内の関数＝０とおいて、第ｎ輪帯の頂点の位置ρnを算出した結果を数１７に示す。比較例の位相定数ｈが一定のフレネル間隔では、数１７の（φn−φn-1）／２が一定となる。一方、フレネル間隔では、外側の輪帯ほど（ｒn−ｒn-1）が小さくなるのでその分ρnも大きくなる。つまり外側の輪帯ほどＳｉｎｃ関数の頂点の位置が像面の外側へとシフトすることになるのである。これが図７で示される比較例である通常フレネル間隔型におけるＳｉｎｃ関数の頂点の位置がシフトし、全体的にＳｉｎｃ関数が広がることの理由である。
【００８７】
【数１７】
2013118177.tif 000021
【００８８】
各輪帯のＳｉｎｃ関数の頂点の位置を等しくするための条件は、第ｎ輪帯の頂点の位置ρnが全て等しいことである。このことを数式化すると、数１７を用いて、数１８のように表される。そして数１８を解くことにより、全ての輪帯の頂点の位置が等しくなるための条件式である数１９が得られる。フレネル間隔においては外側の輪帯ほど間隔が狭くなるが、その分、（φn−φn-1）も小さくなるように設定することによって頂点位置が一致し、その地点でＳｉｎｃ関数は固定されるため、比較例のようなＳｉｎｃ関数のシフトは起こらないのである。つまり、かかる条件ではＳｉｎｃ関数の広がりが抑えられることになるのである。
【００８９】
【数１８】
2013118177.tif 000022
【００９０】
【数１９】
2013118177.tif 000023
【００９１】
次に具体的な数値を用いてかかるＳｉｎｃ関数の制御の例を述べる。数１９を用いて、本発明の第一の実施形態として、全ての輪帯が、Ｓｉｎｃ関数の頂点位置においてρ＝０．１０５５ｍｍで一致するように、ブレーズ２１のφn、φn-1を計算した結果を示したのが表１である。なお、ｒn、ｒn-1については、表２に示す比較例と同じである。
【００９２】
図９（ａ）に、本実施形態の０次回折光の焦点像面における強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を、比較例（ｂ）と比較して示す。この図は、ハロが問題となる夜間を想定して開口径＝５．１２ｍｍで計算したものである。なお、以降の各実施形態及び比較例の像面及び光軸上の強度分布の計算に際して、ブレーズ構造が存在しない領域は設定屈折力に基づく屈折領域のみが存在するとして計算した。また、０次回折光の焦点像面の強度分布は、特に断りがない限り、本実施形態と同じ開口径＝５．１２ｍｍで計算したもので示すこととする。この図から明らかなように、（ａ）に示す本実施形態では、（ｂ）に示す比較例に比べて、大幅にサイドバンドの強度が低下していることが分かる。
【００９３】
次に、図１０に、本実施形態の夜間時の遠方光源の実写写真を、比較例と対比して示す。今回試作したコンタクトレンズは２−ヒドロキシエチルメタクリレートを主成分とする含水率約３７．５％の含水性ソフトコンタクトレンズで、レンズ径＝１４ｍｍ、光学部径＝８ｍｍ、光学部後面１６のベースカーブ＝８．５ｍｍ、のものである。また、この図は、回折型レンズにおける公知の課題であるハロが問題となる夜間の瞳孔径が広がった状態を想定して開放絞りで撮影したものである。以下、実写写真撮影用のコンタクトレンズの試作品の条件や写真の撮影条件は、今回と同じであるので、省略する。すなわち実測結果からも、図１０（ａ）に示す本実施形態では、図１０（ｂ）に示す比較例と比較して、ハロが明らかに低減出来ていることが分かった。
【００９４】
図１１に、図４ａに示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。図１１は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たものである。本発明の眼用レンズがコンタクトレンズや眼内レンズのように眼の瞳孔近くで用いられる場合、瞳孔径とほぼ同じ大きさのレンズの領域を光の入射する有効開口径とみなすことができることから、（ａ）（開口径＝２．０ｍｍ）は晴天の昼間の屋外、（ｂ）（開口径＝３．３ｍｍ）は明るい室内、（ｃ）（開口径＝４．２ｍｍ）は薄暗い室内、の環境下に相当する強度分布をそれぞれ示していると考えられる。また、図１１（ｄ）は、開口径３．３ｍｍでの比較例の光軸上の強度分布を示している。このように、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、本実施形態では開口径が大きくなるにしたがい遠方の強度が増す結果となっているが、この特性は、暗くなった時（瞳孔径が拡大している時）の近方の見え方はさほど重要ではなく、遠方の見え方の方が重視されるという現実的な要求に合致したものであると言える。
【００９５】
さらには、比較例の光軸上の強度分布との対比から、最も使用頻度の高い明るい室内の環境下において、比較例（図１１（ｄ））とほぼ同じ遠近の強度パターン（図１１（ｂ））を示していることから、本実施形態で示した前記ハロの低減効果は、標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を維持しつつ、成し遂げられたものであることが分かるのである。なお、以降の実施形態の比較例は、第一の実施形態と同じ観点に基づき設定されている。つまり、構成輪帯数が各実施形態と同じで、かつ明るい室内を想定した環境下（具体的には開口径（直径）３．３ｍｍ）の光軸上の強度分布のパターンが各実施形態とほぼ等しくなるように一定の位相定数が設定された標準的なフレネル間隔のものを比較例とした。
【００９６】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。以下に、本発明において好適に採用され得るその他の態様を幾つか示すが、本発明が以下の態様に限定されることを示すものではないことが理解されるべきである。なお、以下の説明において、前述の実施形態と実質的に同様の部材および部位については、前述の実施形態と同様の符号を付することによって、詳細な説明を省略する。
【００９７】
図１２（ａ）に、本発明の第二の実施形態としての位相プロファイル３０を示す。本実施形態では、第一の実施形態と同様、５つの輪帯からなる回折構造２０の格子ピッチが同じフレネル間隔で形成されている。一方、表３に示すように、ブレーズ高さに相当する位相φn、φn-1が異なっている。また、比較例の位相プロファイル３２を図１２（ｂ）に示す。本比較例は、表４に示すように本実施形態と同じく輪帯数が５で構成され、かつ明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数ｈ＝０．４一定としたものである。
【００９８】
【表３】
2013118177.tif 000024
【００９９】
【表４】
2013118177.tif 000025
【０１００】
本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のＳｉｎｃ関数の計算結果を図１３に示す。この図から分かるように、本実施形態の特徴は第一輪帯を除いた各輪帯のＳｉｎｃ関数の値が０になる位置（節）（図中矢印）を等しくしたことである。これにより、図７に示す比較例の第１〜第５輪帯までに相当するＳｉｎｃ関数の広がりと比較して明らかなように、Ｓｉｎｃ関数の広がりが大幅に低減しており、ハロの大幅な低減が期待できるのである。このようにＳｉｎｃ関数の節で一致することによって各輪帯のＳｉｎｃ関数の最大振幅は節の位置で収束するようにして分布することとなり、全体としてのＳｉｎｃ関数の広がりが抑制されることは容易に理解できる。
【０１０１】
次に、本実施形態を基にして各輪帯のＳｉｎｃ関数の値が０になる位置（節）を等しくするための条件を算出することにする。Ｓｉｎｃ関数（Ｓｉｎｃ（ｘ））の値が０になる位置（節）は、ｘ＝βπとなるポイントである。数１６のＳｉｎｃ関数の括弧内の関数＝βπ（βはゼロを除く整数）とおいて、第ｎ輪帯のＳｉｎｃ関数の値が０になる位置（節）ρnを算出した結果を数２０に示す。数２０を用いて各輪帯のＳｉｎｃ関数の値が０になる位置（節）を等しくするための条件を算出すると、数２１が得られる。
【０１０２】
【数２０】
2013118177.tif 000026
【０１０３】
【数２１】
2013118177.tif 000027
【０１０４】
なお、節は無数に存在するので、各輪帯間のＳｉｎｃ関数が、同一の節で一致してもよいし、あるいは異なる節で一致してもよい。たとえば二つの輪帯（ｊ＝ｍ、ｊ＝ｎ）において異なる節位置で一致する場合も含む条件は数３のように表される。なお、本実施形態は、第２〜５輪帯までのＳｉｎｃ関数の節（β＝１）をρ＝０．４５ｍｍで一致させた例となっている。
【０１０５】
図１４に、本実施形態（ａ）と比較例（ｂ）の０次回折光の焦点像面における強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。比較例と比べることにより、本実施形態においてサイドバンドの生成範囲が狭まっていることが分かる。
【０１０６】
次に、図１５に、本実施形態の遠方光源の実写写真を示す。すなわち実測結果からも、ハロが明らかに小さくなっており、軽減出来ていることが明らかとなった。
【０１０７】
図１６に、図１２（ａ）に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。なお、比較例の光軸上の強度分布（ｄ）も併せて示した。図１６は、図１１と同様に、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、比較例の光軸上の強度分布との対比から、明るい室内の環境下において、標準的なフレネル間隔型のもの（図１６（ｄ））とほぼ同じ遠近の強度パターン（図１６（ｂ））を示していることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。
【０１０８】
図１７（ａ）に、本発明の第三の実施形態としての位相プロファイル３４の拡大断面図を示す。本実施形態では、表５に示すように５つの輪帯からなる回折構造２０の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn、φn-1は表５に示すように設定されている。一方、図１７（ｂ）に比較例の位相プロファイル３６を示す。本比較例は表６に示すように、本実施形態と同じ５つの輪帯数で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数ｈ＝０．５一定としたものである。
【０１０９】
【表５】
2013118177.tif 000028
【０１１０】
【表６】
2013118177.tif 000029
【０１１１】
本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のＳｉｎｃ関数の計算結果を図１８（ａ）に示す。また、図１８（ｂ）に比較例の各輪帯のＳｉｎｃ関数を示す。図１８（ｂ）の比較例においては、像面中心から外側に向けて第１輪帯から第８輪帯までの各Ｓｉｎｃ関数が順次プロットされている。図１８から分かるように、本実施形態の特徴は、各輪帯のＳｉｎｃ関数が極値を示す位置を等しくしたことである。これにより、図１８（ｂ）に示す比較例（第１〜５輪帯までに相当するＳｉｎｃ関数の広がり）と比較して明らかなように、Ｓｉｎｃ関数の広がりが抑制されていることがわかる。Ｓｉｎｃ関数の極値を一致させることによって第二の実施形態と同様にＳｉｎｃ関数が極値に向って急激に収束するため、Ｓｉｎｃ関数の広がりが抑制されたものとなっている。よって、かかる例においても他の実施形態と同様にＳｉｎｃ関数の広がりの低減すなわちハロの低減が期待できるのである。
【０１１２】
次に、各輪帯のＳｉｎｃ関数が極値を示す位置を等しくするための条件を算出することにする。Ｓｉｎｃ関数（Ｓｉｎｃ（ｘ））の値が極値を示す位置は、ｘ＝σαとなるポイントである。σαの詳細については、表７に示す。なお、αが奇数の時、極値は極小値となり、αが偶数の時、極値は極大値となる。数１６のＳｉｎｃ関数の括弧内の関数＝σαとおいて、第ｎ輪帯の値が極値を示す位置ρnを算出し、各輪帯のＳｉｎｃ関数の値が極値を示す位置を等しくするための条件を求めると、数２２のようにあらわされる。
【０１１３】
【表７】
2013118177.tif 000030
【０１１４】
【数２２】
2013118177.tif 000031
【０１１５】
なお、Ｓｉｎｃ関数の極値を示す位置も無数（ｘの増大とともにＳｉｎｃ（ｘ）はゼロに漸近するので実用上は有限の数が対象となる）に存在するので、各輪帯間のＳｉｎｃ関数が、同一の極値を示す位置で合致してもよいし、あるいは輪帯間で異なる極値を示す位置で一致してもよい。異なる極値を示す位置で一致させる場合は、異なるσαを代入して計算すればよい。たとえば二つの輪帯（ｊ＝ｍ、ｊ＝ｎ）において異なる極値σs、σtを示す位置で一致する場合も含む条件は数４のように表される。なお、本実施形態は、各輪帯のＳｉｎｃ関数が、第一輪帯ではα＝５、第二輪帯ではα＝２、そして第３〜５輪帯ではα＝１の極値σαにてρ＝０．７ｍｍの位置で一致するようにしたものである。
【０１１６】
図１９（ａ）に本実施形態の０次回折光の焦点像面の強度分布について計算機上でシミュレートした結果を、図１９ (ｂ) に比較例の計算結果を、それぞれ示す。（ｂ）に示す比較例と比べることにより、本実施形態において明らかにサイドバンドの強度が低減されていることが分かる。
【０１１７】
図２０に、図１７（ａ）に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。また、比較例の光軸上の強度分布を図２０（ｄ）に示す。図２０は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、比較例の光軸上の強度分布との対比から、明るい室内の環境下において、標準的なフレネル間隔型のもの（図２０（ｄ））とほぼ同じ遠近の強度パターン（図２０（ｂ））を示していることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。
【０１１８】
図２１（ａ）に、本発明の第四の実施形態の位相プロファイル３８を示す。表８に示すように９つの輪帯からなる回折構造２０の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn、φn-1は表８に示すように設定されている。一方、図２１（ｂ）に比較例の位相プロファイル４０を示す。本比較例は表９に示すように、本実施形態と同じ９つの輪帯数がフレネル間隔で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数ｈ＝０．４一定としたものである。
【０１１９】
【表８】
2013118177.tif 000032
【０１２０】
【表９】
2013118177.tif 000033
【０１２１】
本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のＳｉｎｃ関数の計算結果を図２２に示す。この図から分かるように、本実施形態の特徴は、第２〜４輪帯の頂点をρ＝０．１２７ｍｍ（図中矢印Ａ）で等しくすると共に、第５〜９輪帯のＳｉｎｃ関数が０となる位置（節）（β＝１）をρ＝０．６３７ｍｍ（図中矢印Ｂ）で等しくしたことである。この場合でも、図７に示す比較例（第１〜９輪帯までに相当するＳｉｎｃ関数の広がり）と比較して明らかなように、Ｓｉｎｃ関数の広がりが抑制されていることがわかる。よって、他の実施形態と同様にＳｉｎｃ関数の広がりの低減すなわちハロの低減が期待できる。
【０１２２】
図２３（ａ）に本実施形態の、図２３（ｂ）に比較例の０次回折光の焦点像面の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果をそれぞれ示す。（ｂ）に示す比較例と比べることにより、本実施形態において像面外周領域（ρ＝０．４５〜０．６辺り）のサイドバンドの強度が明らかに低減出来ていることが分かる。
【０１２３】
図２４に、図２１（ａ）に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。図２４は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン（図２４（ｂ））は比較例（図１１（ｄ））とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。
【０１２４】
図２５（ａ）に、本発明の第五の実施形態の位相プロファイル４２を示す。本実施形態は、表１０に示すように７つの輪帯からなる回折構造２０の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn、φn-1は表１０に示すように設定されている。一方、図２５（ｂ）に比較例の位相プロファイル４４を示す。本比較例は表１１に示すように、本実施形態と同じ７つの輪帯数がフレネル間隔で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数ｈ＝０．５一定としたものである。
【０１２５】
【表１０】
2013118177.tif 000034
【０１２６】
【表１１】
2013118177.tif 000035
【０１２７】
本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のＳｉｎｃ関数の計算結果を図２６に示す。この図および表１０から分かるように、本実施形態の特徴は、第１〜３輪帯のＳｉｎｃ関数の頂点をρ＝０．１０５５ｍｍ（図中矢印Ａ）で等しくすると共に、第４〜７輪帯のＳｉｎｃ関数の極値となる位置（α＝１）をρ＝０．８ｍｍ（図中矢印Ｂ）で等しくしたことである。この場合でも、図１８（ｂ）に示す比較例（第１〜７輪帯までに相当するＳｉｎｃ関数の広がり）と比較して明らかなように、Ｓｉｎｃ関数の広がりが抑制されていることがわかる。よって、他の実施形態と同様にＳｉｎｃ関数の広がりの低減すなわちハロの低減が期待できる。
【０１２８】
図２７（ａ）に本実施形態の、図２７（ｂ）に比較例の０次回折光の焦点像面の強度分布について計算機上でシミュレートした結果をそれぞれ示す。（ｂ）に示す比較例と比べることにより、本実施形態において明らかにサイドバンドの強度が低減出来ていることが分かる。
【０１２９】
図２８に、図２５（ａ）に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。図２８は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン（図２８（ｂ））は比較例（図２０（ｄ））とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。
【０１３０】
図２９（ａ）に、本発明の第六の実施形態の位相プロファイル４６を示す。本実施形態は、表１２に示すように８つの輪帯からなる回折構造２０の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn、φn-1は表１２に示すように設定されている。一方、図２９（ｂ）に比較例の位相プロファイル４８を示す。本比較例は表１３に示すように、本実施形態と同じ８つの輪帯数がフレネル間隔で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数ｈ＝０．５３一定としたものである。
【０１３１】
【表１２】
2013118177.tif 000036
【０１３２】
【表１３】
2013118177.tif 000037
【０１３３】
本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のＳｉｎｃ関数の計算結果を図３０（ａ）に示す。この図から分かるように、本実施形態の特徴は、第１輪帯のＳｉｎｃ関数が極値となる位置（α＝５）と第２輪帯のＳｉｎｃ関数が極値となる位置（α＝２）と第３，４輪帯のＳｉｎｃ関数が極値となる位置（α＝１）をρ＝０．７ｍｍ（図中矢印Ｂ）で等しくすると共に、第５〜８輪帯のＳｉｎｃ関数が０となる位置（節）（β＝１）をρ＝０．６ｍｍ（図中矢印Ａ）で等しくしたことである。この場合でも、図３０（ｂ）に示す比較例（第１〜８輪帯までに相当するＳｉｎｃ関数の広がり）と比較して明らかなように、Ｓｉｎｃ関数の広がりが抑制されていることがわかる。よって、他の実施形態と同様にＳｉｎｃ関数の広がりの低減すなわちハロの低減が期待できる。
【０１３４】
図３１（ａ）に本実施形態の、図３１（ｂ）に比較例の０次回折光の焦点像面の強度分布について計算機上でシミュレートした結果をそれぞれ示す。（ｂ）に示す比較例と比べることにより、本実施形態においてサイドバンドの強度及び分布の広がりがかなり抑制されていることが分かる。
【０１３５】
図３２に、図２９（ａ）に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。図３２は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン（図３２（ｂ））は比較例（図３２（ｄ））とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。
【０１３６】
図３３に、本発明の第一の実施形態の変形例１としての位相プロファイル５０を示す。本実施形態では、表１４に示すように、１２個の輪帯からなる回折構造２０の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn、φn-1は表１４に示すように設定されている。なお、本実施例の比較例として、同じ１２個の輪帯数からなり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数ｈ＝０．４一定としたものであり、第一の実施形態で示したものと同じものである（図４ｂ及び表２参照のこと）。
【０１３７】
【表１４】
2013118177.tif 000038
【０１３８】
本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のＳｉｎｃ関数の計算結果を図３４に示す。本実施形態が本発明の第一の実施形態と異なるのは、第１輪帯のみＳｉｎｃ関数が最大となる位置を他の輪帯と等しくしていない点と、頂点が一致する像面のρを表１４に示すように約０．０８９ｍｍと第一の実施形態よりも小さくした点である。本図と比較例を示す図７を比べると、明らかにＳｉｎｃ関数の広がりが低減されており、ハロの低減が期待できることが分かる。このように全体のＳｉｎｃ関数の広がりに影響を与えない範囲ないであれば、すべての輪帯で同じ位置にＳｉｎｃ関数が最大となる位置を持ってこなくても、本発明の第一の実施形態と同様に、ハロの低減効果が見込まれるのである。
【０１３９】
図３５に、本実施形態の０次回折光の焦点像面の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。なお、本実施形態に対する比較例の像面強度分布は前記図９（ｂ）に示されている。図９（ｂ）に示す比較例と比べることにより、本実施形態において大幅にサイドバンドの強度が低減されていることが分かる。
【０１４０】
次に、図３６に、本実施形態の遠方光源の実写写真を示す。すなわち実測結果からも、図１０（ｂ）に示す比較例と比べることにより、ハロが明らかに小さくなっており、軽減出来ていることが明らかとなった。
【０１４１】
図３７に、図３３に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。図３７は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン（図３７（ｂ））は比較例（図１１（ｄ））とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。
【０１４２】
図３８に、本発明の第一の実施形態の変形例２としての位相プロファイル５２を示す。本実施形態では、表１５に示すように、１２個の輪帯からなる回折構造２０の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn，φn-1は表１５に示すように設定されている。なお、本実施例の比較例として、同じ１２個の輪帯数からなり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数ｈ＝０．４一定としたものであり、第一の実施形態で示したものと同じものである（図４ｂ及び表２参照のこと）。
【０１４３】
【表１５】
2013118177.tif 000039
【０１４４】
本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のＳｉｎｃ関数の計算結果を図３９に示す。本実施形態が本発明の第一の実施形態と異なるのは、第１〜３輪帯だけはブレーズの位相定数をｈ＝０．５とし、Ｓｉｎｃ関数が最大となる位置を他の輪帯と等しくしていないところである。本図と比較例を示す図７を比べると、明らかにＳｉｎｃ関数の広がりが低減されており、かつ図８の第一の実施形態とさほど変わらないＳｉｎｃ関数の広がりを示しており、ハロの低減が期待できることが分かる。このようにすべての輪帯で同じ位置にＳｉｎｃ関数が最大となる位置を持ってこなくても、本発明の第一の実施形態と同様に、ハロの低減効果が見込まれるのである。
【０１４５】
図４０に、本実施形態の０次回折光の焦点像面の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。なお、本実施形態に対する比較例の像面強度分布は前記図９（ｂ）に示されている。図９（ｂ）に示す比較例と比べることにより、本実施形態において明らかにサイドバンドの強度が低減されていることが確認できる。
【０１４６】
図４１に、図３８に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。本図は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン（図４１（ｂ））は比較例（図１１（ｄ））とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。
【０１４７】
図４２に、本発明の第一の実施形態の変形例３の位相プロファイル５４を示す。本実施形態では、表１６に示すように、１２個の輪帯からなる回折構造２０の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn，φn-1は表１６に示すように設定されている。なお、本実施例の比較例として、同じ１２個の輪帯数からなり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数ｈ＝０．４一定としたものであり、第一の実施形態で示したものと同じものである（図４ｂ及び表２参照のこと）。
【０１４８】
【表１６】
2013118177.tif 000040
【０１４９】
本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のＳｉｎｃ関数の計算結果を図４３に示す。本実施形態が本発明の第一の実施形態と異なるのは、第２〜４輪帯は、ρ＝０．１２６６ｍｍ（図中矢印Ｂ）で、第５〜１２輪帯は、ρ＝０．０８９７ｍｍ（図中矢印Ａ）でそれぞれＳｉｎｃ関数の頂点が一致するようにしたものである。つまり、頂点が一致する位置を各輪帯領域で異ならせたところである。本図と比較例を示す図７を比べると、明らかにＳｉｎｃ関数の広がりが低減されており、ハロの低減が期待できることが分かる。このようにすべての輪帯で同じ位置にＳｉｎｃ関数が最大となる位置を持ってこなくても、本発明の第一の実施形態と同様に、ハロの低減効果が見込まれるのである。
【０１５０】
図４４に、本実施形態の０次回折光の焦点像面の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。なお、本実施形態に対する比較例の像面強度分布は前記図９（ｂ）に示されている。図９（ｂ）に示す比較例と比べることにより、本実施形態において明らかにサイドバンドの強度が低減されていることが確認できる。
【０１５１】
図４５に、図４２に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。本図は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン（図４５（ｂ））は比較例（図１１（ｄ））とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。
【０１５２】
ここまでの、第一の実施形態並びにその変形例についての説明から、Ｓｉｎｃ関数の頂点は必ずしも全ての輪帯で一致する必要はないことが分かった。つまり、複数の輪帯（ゾーン）で一致してさえいれば、程度の差はあるものの、Ｓｉｎｃ関数の広がりが抑えられ、ハロの軽減ができるのである。以上のことから、複数の輪帯（ゾーン）で数２を満足する領域を有していれば良いことが、数１９より導かれる。
【０１５３】
図４６（ａ）に、本発明の第二の実施形態の変形例１としての位相プロファイル５６を示す。本実施形態では、表１７に示すように、６個の輪帯からなる回折構造２０の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn，φn-1は表１７に示すように設定されている。一方、図４６（ｂ）に比較例の位相プロファイル５８を示す。本比較例は表１８に示すように、本実施形態と同じ６つの輪帯数がフレネル間隔で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数ｈ＝０．４４一定としたものである。
【０１５４】
【表１７】
2013118177.tif 000041
【０１５５】
【表１８】
2013118177.tif 000042
【０１５６】
本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のＳｉｎｃ関数の計算結果を図４７（ａ）に示す。本実施形態が本発明の第二の実施形態と異なるのは、第１輪帯を除いて第２輪帯〜６輪帯までがρ＝０．５ｍｍの位置でＳｉｎｃ関数の節（β＝１）が一致しており、一致するρが少し大きくなっている点である。本図を、図４７（ｂ）の比較例のＳｉｎｃ関数の計算結果と比較すると明らかにＳｉｎｃ関数の広がりは低減しており、また、本発明の第二の実施形態を示す図１３を比べても、Ｓｉｎｃ関数の広がり具合は遜色ない。このように節を位置させる像面上の位置ρの値を変量しても、本発明の第二の実施形態と同様に、ハロの低減効果が見込まれるのである。
【０１５７】
図４８（ａ）に本実施形態の、図４８（ｂ）に比較例の０次回折光の焦点像面の強度分布について計算機上でシミュレートした結果をそれぞれ示す。比較例と比べると、サイドバンドの強度分布の範囲が狭まっていることが分かる。
【０１５８】
図４９に、図４６（ａ）に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。本図は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。図１６の前記第二の実施形態と比較すると、明るい室内の環境下での近方焦点の強度が増しており、より近くが見やすい多焦点眼用レンズとなっていることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターン（図４９（ｂ））は比較例（図４９（ｄ））とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。
【０１５９】
図５０（ａ）に、本発明の第二の実施形態の変形例２としての位相プロファイル６０を示す。本実施形態は、表１９に示すように８つの輪帯からなる回折構造２０の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn，φn-1は表１９に示すように設定されている。一方、図５０（ｂ）に比較例 の位相プロファイル６２を示す。本比較例は表２０に示すように、本実施形態と同じ８つの輪帯数がフレネル間隔で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数ｈ＝０．５一定としたものである。
【０１６０】
【表１９】
2013118177.tif 000043
【０１６１】
【表２０】
2013118177.tif 000044
【０１６２】
本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のＳｉｎｃ関数の計算結果を図５１に示す。本実施形態が本発明の第二の実施形態と異なるのは、第２輪帯のＳｉｎｃ関数の値が０になる位置（節）をβ＝２の節とし、第３〜８輪帯のＳｉｎｃ関数の値が０になる位置（節）（β＝１）とρ＝０．６ｍｍの地点で等しくしたところである。本実施形態では節の一致するρ位置を第二の実施形態及びその変形例１よりも少し大きくしたものであり、その分Ｓｉｎｃ関数の広がりは少し大きくなっている。しかし、図１８（ｂ）の比較例の第１〜８輪帯のＳｉｎｃ関数の広がりと比較すると全体の広がりは抑制されており、ハロの低減が期待されるものである。
【０１６３】
図５２（ａ）に、本実施形態の、図５２（ｂ）に比較例の０次回折光の焦点像面の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。比較例と比べると、ρ＝０．４５〜０．６ｍｍ付近のサイドバンド強度が減少しており、強度分布の範囲が狭まっていることが分かる。このようにＳｉｎｃ関数が０になる位置（節）のβの値が異なっていても、本発明の第二の実施形態と同様に、ハロの低減効果が見込まれるのである。
【０１６４】
図５３に、図５０（ａ）に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。本図は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。なお、本実施形態は節の一致するρ位置を第２の実施形態及びその変形例１よりも少し大きくしたものであり、その分、Ｓｉｎｃ関数の広がりは少し大きくなり、像面のサイドバンドの強度分布も少し広がっているが、近方焦点の強度は増しており、その結果、前記２つの実施形態より、遠方と近方の見え方はよりバランスが取れたものとなっている。また、明るい室内における光軸上の強度パターン（図５３（ｂ））は比較例（図２０（ｄ））とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。
【０１６５】
図５４（ａ）に、本発明の第三の実施形態の変形例１としての位相プロファイル６４形状の拡大断面図を示す。本実施形態は、表２１に示すように７つの輪帯からなる回折構造２０の格子ピッチが第一の実施形態と同じフレネル間隔で構成されたものである。なお、位相φn，φn-1は表２１に示すように設定されている。一方、図５４（ｂ）に比較例の位相プロファイル６６を示す。本比較例は表２２に示すように、本実施形態と同じ７つの輪帯数がフレネル間隔で構成されたものであり、明るい室内での光軸上の強度パターンが本実施形態とほぼ同じになるように位相定数ｈ＝０．６一定としたものである。
【０１６６】
【表２１】
2013118177.tif 000045
【０１６７】
【表２２】
2013118177.tif 000046
【０１６８】
本実施形態の特徴を明確にするために、本実施形態のＳｉｎｃ関数の計算結果を図５５（ａ）に示す。また、比較例のＳｉｎｃ関数の計算結果を図５５（ｂ）に示す。本実施形態が本発明の第三の実施形態と異なるのは、第１輪帯は対象外とし、第２輪帯のＳｉｎｃ関数の値が極値になる位置（α＝２）を第３〜７輪帯のＳｉｎｃ関数の値が極値になる位置（α＝１）とρ＝０．８ｍｍの地点で等しくしたところである。図５５（ｂ）に示す比較例のＳｉｎｃ関数の広がりと比較すると明らかに全体の広がりは抑制されたものとなっていることが分かる。
【０１６９】
図５６（ａ）に本実施形態の、図５６（ｂ）に比較例の０次回折光の焦点像面の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果をそれぞれ示す。（ｂ）に示す比較例と比べると、サイドバンドの強度分布の範囲が狭まっていることが分かる。このようにＳｉｎｃ関数の値が極値になる位置をすべての輪帯で等しくなくても、またＳｉｎｃ関数が極値になる位置のαの値が異なっていても、本発明の第三の実施形態と同様に、ハロの低減効果が見込まれるのである。
【０１７０】
図５７に、図５４（ａ）に示す本実施形態に従うブレーズ形状によって得られる光軸上の強度分布について、計算機上でシミュレートした結果を示す。また、図５７（ｄ）は、開口径３．３ｍｍでの比較例の光軸上の強度分布を示している。本図は、光の入射する開口径を変えた時の光軸上の強度分布の変化を見たもので、開口径が小、中、大と変化しても近方と遠方の両領域に焦点が生成する、すなわち多焦点眼用レンズとして機能しうるものであることが分かる。また、明るい室内における光軸上の強度パターンは比較例とほぼ同じであることから、本実施形態の回折レンズでは標準的なフレネル間隔型と同等の遠近の見え方を与えつつ、ハロ低減に効果をもたらすものであることも分かるのである。
【０１７１】
以上、本発明の実施形態として、各輪帯のＳｉｎｃ関数を特徴的な位置（頂点、０となる点（節）、極値をとる点）で一致させるための条件を示した。ただし、本発明ではこれらの位置に限らず、全体の振幅分布の広がりを抑制できる一致点は他にも存在するので、他の位置で一致させてもよい。たとえばＳｉｎｃ関数の最大振幅の９０％、８０％、７０％、・・・の振幅となる地点など、様々な点が考えられる。
【０１７２】
各輪帯のＳｉｎｃ関数を特徴的な位置で一致させる場合、必ずしも全ての輪帯で一致する必要はなく、たとえば第１〜（ｊ−１）輪帯までと第ｊ〜ｎ輪帯まではそれぞれ別の位置で一致していても構わない。またＳｉｎｃ関数が０になる位置は上述のようにたくさんあるが、同じ位置で一致しても良いし、異なる位置で一致しても良い。同じくＳｉｎｃ関数が極値をとる位置もたくさんあるが、同じ位置で一致しても良いし、異なる位置で一致しても良い。また一致する位置は、全ての輪帯に対してでなくても良く、輪帯の一部や輪帯の複数の異なる領域に対してでもよい。さらに、一致する位置は、各輪帯で異なる特徴的な位置であっても良い。つまり、標準的な回折構造の中に本発明に基づく回折構造が一部組み込まれたものも好適な例である。
【０１７３】
なお、頂点、節、極小値を一致させる像面上での位置ρは、０次回折光の焦点距離ｆ（ｍｍ）に依存するため、ｆを包含した下記式によって好適なρの範囲を定めることができる。本発明におけるρの範囲としては、０≦ρ≦０．０１０５ｆ（ｍｍ）であり、好ましくは０．０００２ｆ（ｍｍ）≦ρ≦０．００７ｆ（ｍｍ）である。
【０１７４】
本実施形態では回折構造の輪帯間隔は全てフレネル間隔からなるもので示したが、かかる間隔に依らなくても、本発明にて示した関係式は成立することは明らかである。よって、フレネル間隔以外の間隔を有する回折構造に対しても本発明は好適に利用できるものである。
【０１７５】
なお、前記各実施形態などで示された回折構造は目的とする眼用レンズの前面、または後面のどちらかに別々に設定されてもよいし、あるいは同一面に設定されてもよい。あるいはレンズの内部に設置されていてもよい。
【０１７６】
なお、本発明における眼用レンズとしてはコンタクトレンズ、眼鏡、眼内レンズなどが具体的な対象となる。さらには角膜実質内に埋植して視力を矯正する角膜挿入レンズ、あるいは人工角膜などにも適用可能である。コンタクトレンズにおいては硬質性の酸素透過性ハードコンタクトレンズ、含水または非含性のソフトコンタクトレンズ、さらにはシリコーン成分を含有した酸素透過性の含水または非含水性のソフトコンタクトレンズなどに好適に用いることができる。また、眼内レンズにおいても硬質性の眼内レンズや、折り畳んで眼内に挿入可能な軟質眼内レンズなど、いずれの眼内レンズにも好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１７７】
１０：眼用レンズ、１２：光学部、１６：光学部後面、１８：レンズ中心軸、２０：回折構造、２１：ブレーズ
【図１】
2013118177.tif 000052
【図２】
2013118177.tif 000053
【図３】
2013118177.tif 000054
【図４ａ】
2013118177.tif 000055
【図４ｂ】
2013118177.tif 000056
【図９】
2013118177.tif 000057
【図１１】
2013118177.tif 000058
【図１２】
2013118177.tif 000059
【図１４】
2013118177.tif 000060
【図１６】
2013118177.tif 000061
【図１７】
2013118177.tif 000062
【図１９】
2013118177.tif 000063
【図２０】
2013118177.tif 000064
【図２１】
2013118177.tif 000065
【図２３】
2013118177.tif 000066
【図２４】
2013118177.tif 000067
【図２５】
2013118177.tif 000068
【図２７】
2013118177.tif 000069
【図２８】
2013118177.tif 000070
【図２９】
2013118177.tif 000071
【図３１】
2013118177.tif 000072
【図３２】
2013118177.tif 000073
【図３３】
2013118177.tif 000074
【図３５】
2013118177.tif 000075
【図３７】
2013118177.tif 000076
【図３８】
2013118177.tif 000077
【図４０】
2013118177.tif 000078
【図４１】
2013118177.tif 000079
【図４２】
2013118177.tif 000080
【図４４】
2013118177.tif 000081
【図４５】
2013118177.tif 000082
【図４６】
2013118177.tif 000083
【図４８】
2013118177.tif 000084
【図４９】
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【図５０】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５６】
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【図５７】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１３】
2013118177.tif 000100
【図１５】
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【図１８】
2013118177.tif 000102
【図２２】
2013118177.tif 000103
【図２６】
2013118177.tif 000104
【図３０】
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【図３４】
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【図３６】
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【図３９】
2013118177.tif 000108
【図４３】
2013118177.tif 000109
【図４７】
2013118177.tif 000110
【図５１】
2013118177.tif 000111
【図５５】
2013118177.tif 000112
【図５８】
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【図５９】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月18日(2013.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心円状の複数のゾーンを有する回折構造が形成された回折型多焦点眼用レンズにおいて、
前記各ゾーンがブレーズ形の位相関数を有していると共に、
該各ゾーンにおいて下式で表される関数ｇｎ（ρ）が、少なくとも２つの該ゾーン間において頂点と節と極値の何れかで相互に一致していることを特徴とする回折型多焦点眼用レンズ。
【数１】
2013118177.tif 000115
【請求項２】
前記回折構造が、少なくとも２つの前記ゾーンが下式を満足する領域を有している請求項１に記載の回折型多焦点眼用レンズ。
【数２】
2013118177.tif 000116
【請求項３】
前記回折構造が、少なくとも２つの前記ゾーンが下式を満足する領域を有している請求項１に記載の回折型多焦点眼用レンズ。
【数３】
2013118177.tif 000117
【請求項４】
前記回折構造が、少なくとも２つの前記ゾーンが下式を満足する領域を有している請求項１に記載の回折型多焦点眼用レンズ。
【数４】
2013118177.tif 000118
【請求項５】
前記回折構造の０次回折光により遠方視用焦点が設定されていると共に、該回折構造の＋１次回折光により近方視用焦点が設定されている請求項１〜４の何れか一項に記載の回折型多焦点眼用レンズ。
【請求項６】
同心円状の複数のゾーンを有する回折構造が形成された回折型多焦点眼用レンズを製造するに際して、
前記各ゾーンの位相関数をブレーズ形として、目標とする回折光の焦点位置を設定する工程と、
該各ゾーンにおいて下式で表される関数ｇｎ（ρ）を求める工程と、
前記各ゾーンにおける前記関数ｇｎ（ρ）が、少なくとも２つの該ゾーン間において一致点を設定して前記ブレーズ形状を決定する工程と
を、含む回折型多焦点眼用レンズの製造方法。
【数５】
2013118177.tif 000119
【請求項７】
前記一致点が、少なくとも２つの前記ゾーン間において頂点と節と極値の何れかに設定されている請求項６に記載の回折型多焦点眼用レンズの製造方法。
【国際調査報告】
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