(57)【要約】  本発明は、熱及び／又は太陽光への曝露に対して安定である、所望の屈折率プロファイルを持つ波面アベレータを作り出す方法を提供する。さらに本発明は、本明細書に記載の方法に従って作製される波面アベレータを提供する。
2009530689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの透明板を備えており、前記透明板の間の中にポリマー材料の層を有する、波面アベレータであって、前記ポリマー材料の層の屈折率を変化させることができ、それにより、屈折率プロファイルを作り出し、前記ポリマー材料の層の屈折率プロファイルが、前記アベレータを熱又は光に曝すときに安定である、波面アベレータ。
【請求項２】
前記ポリマー材料が、チオール硬化エポキシを備えた、請求項１に記載の波面アベレータ。
【請求項３】
前記可変的屈折率プロファイルが、前記材料を光に曝すことにより作られる、請求項１に記載の波面アベレータ。
【請求項４】
前記可変的屈折率が、モノマーの硬化の程度の関数である、請求項１に記載の波面アベレータ。
【請求項５】
眼鏡レンズ又はコンタクトレンズとして製造された、請求項１に記載の波面アベレータ。
【請求項６】
熱及び／又は太陽光への曝露に対する安定性を増した、波面アベレータの製造方法であって、
ａ．２つの透明板の間に、少なくとも１種のポリマー、及び１種又は複数のモノマーを備えた重合性材料の層を生成し、前記重合性材料が初期屈折率を有するステップと、
ｂ．前記重合性材料に、同時の熱刺激、及び可変的な光刺激を与え、前記重合性材料に、（ｉ）前記１種又は複数のモノマーを完全に消費することなく、可変的パターンの重合を受けさせ、（ｉｉ）第１の中間的な可変的屈折率プロファイルを達成させるステップと、
ｃ．（ｂ）の部分的に硬化した重合性材料を加熱することによって拡散工程を促進し、硬化がより少ない領域から、硬化がより進んだ領域へ、未硬化のモノマーを拡散させ、第２の中間的な可変的屈折率プロファイルを達成するステップと、
ｄ．（ｃ）の前記部分的に硬化した重合性材料に、同時の熱刺激、及び均一な光刺激を与え、残存する１種又は複数のモノマーの実質的にすべてを硬化し、最終的な可変的屈折率プロファイルを達成するステップと
を含み、それにより、前記波面アベレータが、熱及び／又は太陽光の条件に安定である、波面アベレータの製造方法。
【請求項７】
前記加熱が、所定の時間の間にわたって行われる、請求項６に記載の波面アベレータの製造方法。
【請求項８】
前記拡散工程を、前記波面アベレータのリアルタイム測定によりモニターする、請求項６に記載の波面アベレータの製造方法。
【請求項９】
前記初期屈折率プロファイルが、前記最終的な可変的屈折率プロファイルを得るための前記拡散工程の間に生じる屈折率プロファイルの変化より成る方法で作り出される、請求項６に記載の波面アベレータの製造方法。
【請求項１０】
前記初期屈折率プロファイルが、前記拡散工程後の前記最終的な屈折率プロファイルよりも小さい光路差を有する、請求項６に記載の波面アベレータの製造方法。
【請求項１１】
前記最終的な可変的屈折率プロファイルにおいて所望されるゼルニケ多項式項に調和したゼルニケ多項式項が、前記拡散工程の間に生じる屈折率プロファイルの変化よりなる前記初期屈折率プロファイルに含まれている、請求項６に記載の波面アベレータの製造方法。
【請求項１２】
フォトマスクを用いて、前記重合性材料を選択的に照射することを備えた、請求項６に記載の波面アベレータの製造方法。
【請求項１３】
ＤＬＰシステムを用いて、前記重合性材料を選択的に照射することを備えた、請求項６に記載の波面アベレータの製造方法。
【請求項１４】
前記加熱が、８５℃以上で行われる、請求項６に記載の方法。
【請求項１５】
前記拡散工程後のＯＰＤが、前記拡散工程前のＯＰＤの少なくとも２倍である、請求項６に記載の方法。
【請求項１６】
可変的屈折率プロファイルと、約０．０１ミクロンより大きい光路差（ＯＰＤ）とを有する、波面アベレータの製造方法であって、
ａ．２つの透明板の間に、１種又は複数のモノマーを備えた重合性材料の層を生成し、前記重合性材料が初期屈折率を有するステップと、
ｂ．前記重合性材料に、同時の熱刺激、及び可変的な光刺激を与え、前記重合性材料に、（ｉ）前記１種又は複数のモノマーを完全に消費することなく、可変的パターンの重合を受けさせ、（ｉｉ）第１の中間的な可変的屈折率プロファイルを達成させるステップと、
ｃ．（ｂ）の部分的に硬化した重合性材料の内部における拡散工程を促進し、硬化がより少ない領域から、硬化がより進んだ領域へ、未硬化のモノマーを拡散させ、第２の中間的な可変的屈折率プロファイルを達成するステップと、
ｄ．（ｃ）の前記部分的に硬化した重合性材料に、同時の熱刺激、及び均一な光刺激を与え、残存する１種又は複数のモノマーの実質的にすべてを硬化し、最終的な可変的屈折率プロファイルを達成するステップと
を含み、それにより、前記波面アベレータが、約０．０１ミクロンより大きいＯＰＤを有する、波面アベレータの製造方法。
【請求項１７】
前記ＯＰＤが、３ミクロンより大きい、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＯＰＤが、１０ミクロンより大きい、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＯＰＤが、５０ミクロンより大きい、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＯＰＤが、１００ミクロンより大きい、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記波面アベレータが、眼鏡のためのレンズ又はコンタクトレンズである、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記ポリマー材料が、チオール硬化エポキシを備えた、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記拡散工程が、前記重合性材料を少なくとも８５℃に加熱することによって促進される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
前記拡散工程後のＯＰＤが、前記拡散工程前のＯＰＤの少なくとも２倍である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
安定な光路差（ＯＰＤ）を有する、波面アベレータの製造方法であって、
ａ．２つの透明板の間に、少なくとも１種のポリマー、及び１種又は複数のモノマーを備えた重合性材料の層を生成し、前記重合性材料が初期屈折率を有するステップと、
ｂ．前記重合性材料に可変的な光刺激を与え、前記重合性材料に、（ｉ）前記１種又は複数のモノマーを完全に消費することなく、可変的パターンの重合を受けさせ、（ｉｉ）第１の中間的な可変的屈折率プロファイルを達成させるステップと、
ｃ．（ｂ）の部分的に硬化した重合性材料を加熱することによって拡散工程を促進し、硬化がより少ない領域から、硬化がより進んだ領域へ、未硬化のモノマーを拡散させ、第２の中間的な可変的屈折率プロファイルを達成するステップと、
ｄ．（ｃ）の前記部分的に硬化した重合性材料に均一な光刺激を与え、残存する１種又は複数のモノマーの実質的にすべてを硬化し、最終的な可変的屈折率プロファイルを達成するステップと
を含み、それにより、前記波面アベレータが安定なＯＰＤを有する、波面アベレータの製造方法。
【請求項２６】
第１の基材と、第２の基材と、前記基材の間に挟まれたポリマー層とを含む波面アベレータにおいて、前記ポリマー層全体に可変的屈折率プロファイルを形成するために、前記ポリマー層は部分的に硬化されている１種又は複数のモノマーに由来され、前記の改善は、
（ａ）前記部分的に硬化したポリマー層は、所望の可変的屈折率プロファイルを有するポリマー層を形成するために、硬化がより少ない領域から、硬化がより進んだ領域へ、未硬化のモノマーの拡散を促進させる条件をもたらす効果的な拡散を受けるステップと、その後に、
（ｂ）前記波面アベレータが、効果的な硬化条件であって、それにより、前記ポリマー層中の実質的にすべての未硬化モノマーを硬化し、所望の可変的屈折率プロファイルに固定し、安定な波面アベレータを形成する、効果的な硬化条件を受けるステップと
を備えた改善。
【請求項２７】
前記波面アベレータが、眼鏡のためのレンズ又はコンタクトレンズである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ポリマー材料が、チオール硬化エポキシを備えた、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記拡散工程が、前記重合性材料を少なくとも８５℃に加熱することによって促進される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記拡散工程後のＯＰＤが、前記拡散工程前のＯＰＤの少なくとも２倍である、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
以下の群から選択される方法により製造された安定な波面アベレータ。
Ａ．
ａ．２つの透明板の間に、少なくとも１種のポリマー、及び１種又は複数のモノマーを備えた重合性材料の層を生成し、前記重合性材料が初期屈折率を有するステップと、
ｂ．前記重合性材料に、可変的な光刺激を与え、前記重合性材料に、（ｉ）前記１種又は複数のモノマーを完全に消費することなく、可変的パターンの重合を受けさせ、（ｉｉ）第１の中間的な可変的屈折率プロファイルを達成させるステップと、
ｃ．（ｂ）の部分的に硬化した重合性材料を加熱することによって拡散工程を促進し、硬化がより少ない領域から、硬化がより進んだ領域へ、未硬化のモノマーを拡散させ、第２の中間的な可変的屈折率プロファイルを達成するステップと、
ｄ．（ｃ）の前記部分的に硬化した重合性材料に、均一な光刺激を与え、残存する１種又は複数のモノマーの実質的にすべてを硬化し、最終的な可変的屈折率プロファイルを達成するステップと
を含み、それにより、前記波面アベレータが、熱及び／又は太陽光の条件に安定である方法。
Ｂ．
ａ．２つの透明板の間に、１種又は複数のモノマーを備えた重合性材料の層を生成し、前記重合性材料が初期屈折率を有するステップと、
ｂ．前記重合性材料に、可変的な刺激を与え、前記重合性材料に、（ｉ）前記１種又は複数のモノマーを完全に消費することなく、可変的パターンの重合を受けさせ、（ｉｉ）第１の中間的な可変的屈折率プロファイルを達成させるステップと、
ｃ．（ｂ）の部分的に硬化した重合性材料の内部における拡散工程を促進し、硬化がより少ない領域から、硬化がより進んだ領域へ、未硬化のモノマーを拡散させ、第２の中間的な可変的屈折率プロファイルを達成するステップと、
ｄ．（ｃ）の前記部分的に硬化した重合性材料に刺激を与え、残存する１種又は複数のモノマーの実質的にすべてを硬化し、最終的な可変的屈折率プロファイルを達成するステップと
を含み、それにより、前記波面アベレータが、約３ミクロンより大きいＯＰＤを有する方法。
Ｃ．
ａ．２つの透明板の間に、少なくとも１種のポリマー、及び１種又は複数のモノマーを備えた重合性材料の層を生成し、前記重合性材料が初期屈折率を有するステップと、
ｂ．前記重合性材料に、可変的な光刺激を与え、前記重合性材料に、（ｉ）前記１種又は複数のモノマーを完全に消費することなく、可変的パターンの重合を受けさせ、（ｉｉ）第１の中間的な可変的屈折率プロファイルを達成させるステップと、
ｃ．（ｂ）の部分的に硬化した重合性材料を加熱することによって拡散工程を促進し、硬化がより少ない領域から、硬化がより進んだ領域へ、未硬化のモノマーを拡散させ、第２の中間的な可変的屈折率プロファイルを達成するステップと、
ｄ．（ｃ）の前記部分的に硬化した重合性材料に、均一な光刺激を与え、残存する１種又は複数のモノマーの実質的にすべてを硬化し、最終的な可変的屈折率プロファイルを達成するステップと
を含み、それにより、前記波面アベレータが安定なＯＰＤを有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、レンズ作製のための材料及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００６年３月２０日に出願された特許文献１の利益を主張し、これによりその全体を援用する。
【０００３】
レンズは通常、光に収束及び集中、又は発散のいずれかをさせる、成形したガラス片又はプラスチック片から形成されるデバイスである。レンズの重要な用途の一つは、近視、遠視及び老眼等の視力障害を矯正する補装具としてのものである。他の用途は、単眼鏡、双眼鏡、望遠鏡、スポッティングスコープ、望遠鏡式照準、経緯儀、顕微鏡及びカメラ（写真用レンズ）等の作像系の中でのものである。
【０００４】
レンズは、完全な像を形成しない。つまり、像を対象物の不完全な複製とするレンズによりもたらされる、ある程度の歪みすなわち収差が常にある。このように、光学系が対象物の光線のいくつかを誤った方向に導くときに、収差が生じる。像の質に影響を及ぼしうる収差にはいくつかの類型がある。１つの波長の電磁放射を画像化しているときに生じる収差（単色収差）もあれば、２つ以上の波長の電磁放射を画像化するときに生じる収差（色収差）もある。
【０００５】
収差により光学系にもたらされる歪みは、このような系の像平面上の像の質を著しく悪化させるので、それら収差を低減することに利益がある。収差を最小化するために、様々な技術がしばしば用いられる。そうした技術の一つには、波面アベレータ（ｗａｖｅｆｒｏｍｔ  ａｖｅｒａｔｏｒ）の使用が含まれる。
【０００６】
波面アベレータは、ヒトの視力矯正に使用するための、眼鏡又はコンタクトレンズに特に有用である。特許文献２（９３８号特許）には、波面アベレータ、及びその製造方法が記載されている。９３８号特許には、層の様々な領域中でのモノマーの硬化の程度を制御し、そうして波面アベレータを作り出すことにより、モノマー層にわたる、ユニークな屈折率プロファイルをどのようにして作り出すことができるかを記載している。
【０００７】
９３８号特許には、硬化の程度に変化をつけた領域を作り出すことにより、ユニークな屈折率プロファイルを達成することを可能にする方法が記載されている。この技術は、非常に有用であるが、レンズの安定性に問題を起こす。硬化の程度に変化をつけるので、異なる領域の間にモノマーの濃度勾配が存在し、これがモノマーを経時的に拡散させうる。ある領域から別の領域へモノマーが拡散するにつれ、屈折率プロファイルは変化する。結果として、後になって屈折率のプロファイルが、最初に作り出された所望の元々の屈折率プロファイルと著しく異なることがありうる。
【０００８】
また、所望の屈折率プロファイルが作り出された後で、硬化がより少ない領域の硬化は、硬化がより少ない領域と、硬化がより進んだ領域との間の、屈折率の差異が低減されることに起因するプロファイルの変化を導く。例えば、重合開始剤を活性化するフラッド光重合（すなわちフラッド硬化）により、硬化がより少ない領域の望まれていない硬化が経時的に起こりうる。フラッド硬化は、実質的に均一な照射（光）を、未硬化又は部分的に硬化している材料に長時間当てる方法である。その時間は、長時間又は短時間でありうる。フラッド硬化は、前に硬化していなかったモノマーの架橋を引き起こし、前に硬化がより少なかった領域中で屈折率が増加し、その屈折率を、元々硬化がより進んだ領域の屈折率により近づける。屈折率の差異の縮小は、光学特性に変化をもたらす。太陽光への曝露は、屈折の差異をフラッド光重合により減少させることに基づいた筋書きの実例である。
【０００９】
光学特性における変化を防止するために、保管条件を最適化することにより、これらの課題のいくつかを処理することができる。波面アベレータを、凍結条件で保管し、硬化がより少ない領域と、硬化がより進んだ領域との間でのモノマーの拡散を防止（又は少なくとも著しく遅く）することができる。低温も、熱重合の速度を遅らせる。さらに、波面アベレータは、暗条件で保管し、重合開始剤の活性化を防止することができる。残念なことに特有の保管条件が必要であるという欠点が、波面アベレータの実用的な用途の数を制限しうる。例えば、波面アベレータの特有な用途の一つは、ヒトの眼の収差を矯正する、眼鏡又はコンタクトレンズに類似した形態である。ヒトは、様々な条件（暑い／寒い、湿気のある／乾燥している、日が差している／暗い）で、その眼鏡を着用するので、温度及び光への曝露は、容易に制御することができない。従って、安定した屈折率プロファイルを作り出す、追加的な方法が必要である。
【特許文献１】米国仮特許出願第６０／７８４３９４号
【特許文献２】米国特許第６９８９９３８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、先行技術に関連する上述の欠点をうまく解決し、先行技術により実現されていない、特定の特質及び長所を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、熱及び／又は太陽光への曝露に対して安定である、所望の屈折率プロファイルを持つ波面アベレータを作り出す方法を提供する。さらに本発明は、本明細書に記載の方法に従って作製される波面アベレータを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
熱及び太陽光への曝露に対して安定である屈折率プロファイルを持つ波面アベレータを作り出すことにより、波面アベレータの実用的な用途の数を著しく増加させる。本明細書で特に例示するのは、これらの波面アベレータの、眼鏡又はコンタクトレンズにおける使用である。
【００１３】
本明細書に例示する実施形態において、本発明の波面アベレータは、ポリマーを含む形成層により分離され、モノマーの硬化の程度の関数として可変的な屈折率を示す透明な一対のレンズを含む。
【００１４】
ある実施形態においては、本発明の波面アベレータは、「フォトマスク」を用いて、形成層を選択的に照射することを含む方法により作製されうる。フォトマスクの透過率プロファイルにより決定される硬化パターンは、波面アベレータに所望の屈折率プロファイルを作り出す。代わりの実施形態において、本発明の波面アベレータを作り出す方法は、デジタルライトプロジェクタ（ＤＬＰ）の使用により硬化パターンを作り出すことを含む。
【００１５】
中間的な屈折率プロファイルを硬化パターンへの曝露により作り出した後、本発明の波面アベレータを、熱及び／又は太陽光の条件に安定である最終的な所望の屈折率プロファイルを生じる方法で処理する。
【００１６】
好ましい実施形態において、中間的な屈折率プロファイルを波面アベレータに作り出した後、この波面アベレータを高温に曝し、未硬化モノマーの拡散を促進させる。本明細書において、これを「拡散工程」と記載する。波面アベレータは、拡散ステップを受けた後、次いで前に未硬化モノマーの実質的にすべてを硬化させるために、フラッド照射に曝す。フラッド照射ステップを行った後、この波面アベレータのための最終的な可変的屈折率プロファイルを得る。この時点で、前に未硬化であってすべてのモノマーが事実上硬化し、形成層は事実上完全に架橋するという利点がある。すべてのモノマーが架橋するので、波面アベレータに生じる屈折率プロファイルは、熱及び／又は太陽光の条件に安定である。その後、モノマーは完全に硬化し、架橋したネットワークの一部として固定されるので、この屈折率プロファイルは、モノマーの拡散、又は光への曝露を受けて変化することはない。
【００１７】
さらに本発明は、拡散により起こる屈折率プロファイルの変化を予測し、明らかにする方法を提供する。
【００１８】
本発明により提供される方法を用いる別の利点は、材料のより大きな光路差（ＯＰＤ）を達成しうることである。ＯＰＤは、材料の屈折率（ｎ）を、材料の厚さで乗じることにより算出される。本発明の方法（屈折率プロファイルを作り出し、拡散させ、次いでフラッド照射する）を用いて作製される波面アベレータについて得られるＯＰＤの値は、先行技術の方法（屈折率プロファイルを作り出すのみ）を用いて作製された波面アベレータに対して最大の達成可能なＯＰＤよりも数倍大きくなりうる。
【００１９】
より大きなＯＰＤ値を持つ波面アベレータの作製が可能であることは、ヒトの視力矯正に非常に有利である。大きなＯＰＤ値を持つ、本発明の波面アベレータは、先行技術の波面アベレータよりも、著しく大きい波面誤差を持つ患者を矯正することを容易にする。
【００２０】
本発明は、熱及び／又は太陽光への曝露に対して安定である、所望の屈折率プロファイルを有する波面アベレータを作り出す方法を提供する。熱及び太陽光への曝露に対して安定である、最終的な屈折率プロファイルを持つ波面アベレータを作り出すことにより、波面アベレータの実用的な用途の数が増加する。本発明に従って作製されたアベレータの利点の一つは、これらのアベレータを、ヒトの視力を矯正するレンズを造るために用いることができ、このレンズを、太陽光及び熱の様々な条件で着用することができることである。
【００２１】
特許文献２（以下「９３８号特許」、その全体を本明細書に引用して援用する）には、特別かつ他に類を見ない屈折率プロファイルを有するようにプログラムされうる波面アベレータの様々な用途が記載されている。
【００２２】
好ましい実施形態において、本発明の波面アベレータは、ポリマー材料を含む形成層により分離される、一対の透明なレンズを含む。ある実施形態においては、形成層がチオール硬化エポキシを含んでよい。形成層は、モノマーの硬化の程度の関数として可変的な屈折率を示す。
【００２３】
［中間的な屈折率プロファイルの調製］
選択的に形成層を照らし、エポキシ材料全体の硬化の程度が異なる（従って屈折率が変化する）領域を作り出すいくつかの技術が、９３８号特許に記載されている。この技術は、例えば、ＬＥＤ、ＬＣＤ及び点光源を利用する。
【００２４】
ある実施形態において、本発明の波面アベレータを、「フォトマスク」を用いて、形成層を選択的に照射することを含む方法により作製することができる。「フォトマスク」は、例えば、インクジェットプリンタを用いて透明物上に印刷する。インクのグレースケールは、マスクの様々な領域で変化し、マスクの様々な領域を通る光の透過率を様々なレベルにする。均一な光源は、形成層へフォトマスクを通して中継され、形成層の一定の領域中の硬化の程度は、フォトマスクの対応する領域を通る透過率と曝露時間との関数である。フォトマスクの透過率プロファイルにより決定される硬化パターンは、波面アベレータに所望の屈折率プロファイルを作り出す。
【００２５】
代わりの実施形態において、本発明の波面アベレータを作り出す方法は、ＤＬＰの使用による硬化パターンの作製を含む。
【００２６】
例えば前述の技術の一つを用いて、第１の屈折率プロファイルを作り出した後、熱及び／又は太陽光の条件に安定である、最終的な所望の屈折率プロファイルを波面アベレータが有するような方法で、本発明の波面アベレータを安定させる。
【００２７】
［拡散］
屈折率プロファイル安定化工程における最初のステップは、モノマーが部分的に硬化し、中間的な屈折率プロファイルを形成した後に、波面アベレータの、硬化がより少ない領域と硬化がより進んだ領域との間で、未硬化モノマーを拡散させることである。これが拡散工程である。好ましい実施形態において、波面アベレータを高温で設置し、未硬化モノマーの加速的な拡散を引き起こす。屈折率プロファイルは、拡散ステップの間に元々のプロファイルから変化する。
【００２８】
生じる拡散の総計は、加熱温度、加熱時間、前回の光パターニング、取扱う材料の種類、並びに任意の基材の種類及び厚さに基づいて予測することができる。
【００２９】
拡散工程の性質に起因して、未硬化のモノマーを拡散させるために必要な温度は、間に光硬化性ゲル（例えば、その中に分散されたモノマー及び重合開始剤／禁止剤を有する）を挟んだ基材の剛性に依存する。拡散工程の間、硬化がより少ない領域（より高いモノマー濃度）から硬化がより進んだ領域（前回の光硬化によるモノマーの架橋のため、より低いモノマー濃度）への濃度勾配に沿って材料が流れる。
【００３０】
モノマーが、硬化がより進んだ領域の架橋ネットワークに流れ込むにつれ、モノマーは、そのネットワークを浸透し、それを膨らませる。モノマーが架橋ネットワーク（形成層中にある）を膨らませることを可能にするために、それらのネットワークとのｓｄ境を接する基材は、曲がって膨潤を可能にするのに十分な程度柔軟であるべきである。基材が曲がって膨潤を可能にするにつれ、曲がり／膨潤が起こるところでそれぞれの基材の表面の形状が変化する。さらに、波面アベレータの全厚は、曲がり／膨潤が起こるところで増加する。
【００３１】
表面の曲がりとポリマーの膨潤とによる、基材表面形状及び波面アベレータ厚さの変化は、モノマー拡散工程の間における波面アベレータの光学特性の変化につながる。すなわち、拡散の間の曲がり／膨潤による、基材表面湾曲及び波面アベレータ厚さの増加は、元々の屈折率プロファイルの、硬化がより進んだ領域を通る光学的な光路長の増加につながる。これは、同様に元々の屈折率プロファイルに対応する光学特性の大きさを増大させる。
【００３２】
より剛性の材料、及び／又はより厚い材料で作られた基材は、曲がりに対してより耐性があり、従って形成層の膨潤に対してより耐性がある。もしモノマーが架橋ネットワークの中に移動することができなければ、モノマーの拡散は減少するので、基材による膨潤へのより高い耐性は、同様にモノマーの拡散へのより高い耐性につながる。より剛性の及び／又はより厚い材料で作られた基材を用いるとき、より高い温度を用いて、基材の柔軟性を高め、従ってモノマーの拡散速度を増すことができる。
【００３３】
基材の厚さ／剛性に加えて他の要因が、拡散の速度に影響を及ぼしうる。これらの要因の一つは、拡散モノマーの粘度である。拡散モノマーの粘度が低いほど、モノマーが、未硬化の領域から硬化がより進んだ領域に移動し、その領域の架橋ネットワークに浸透することが容易である。これは、より低い粘度のモノマーによる、より高い拡散速度につながる。
【００３４】
拡散速度に影響を与える別の要因は、モノマーが拡散していくポリマーネットワークの密度である。例えば、ゲルが、その中に分散されたモノマーとともに、チオール硬化エポキシマトリックスを含むなら、チオール硬化エポキシの総量に対するモノマーの総量が、拡散速度に影響を与える。ゲル中のチオール硬化エポキシ（マトリックス）のパーセンテージが高いほど、ゲルのマトリックスが高密度であり、モノマーがネットワークを拡散していくことが難しくなる。これは、マトリックスのパーセンテージがより高いゲルについてのより低い拡散速度につながる。
【００３５】
本発明の拡散工程の有利な一態様は、所望の終点に達するのに、高温での連続的な曝露を必要としないことである。もし、基材が、室温での拡散／膨潤に耐えるのに十分剛性があり／厚いならば、高温への波面アベレータの曝露を停止し、それを室温に戻すことにより、拡散工程を一時中断することができる。この波面アベレータは、光学特性に著しい変化がなく、一定の時間、室温で保管することができ、単に再度温度を上げることにより、後になって拡散工程を続けることができる。これは、通常の作業日／週により生じうる制約を取り除く助けになるので、製造の見地から有利でありうる。例えば、もし拡散工程が、金曜日に、作業日の終わりに途中までしか完了していなかったら、週末の間、室温でレンズを保管することができ、月曜日に、この波面アベレータを高温に戻すことにより拡散工程を続けることができる。
【００３６】
さらに本発明は、所望の波面アベレータを作り出すための拡散により生じる、屈折率プロファイルの変化を予測し明らかにする方法を提供する。
【００３７】
［フラッド照射］
波面アベレータが拡散ステップを受けた後、前回の未硬化のモノマーを硬化させるために、これをフラッド照射に曝すことができる。もし、拡散工程の間に利用される、拡散時間と温度との組合せが、モノマーを十分に拡散させ、所望のＯＰＤを有する波面アベレータを形成するのに十分であるならば、フラッド照射ステップの間、屈折率プロファイルは著しく変化することはないだろう。
【００３８】
フラッド照射ステップを行った後、前回の未硬化のモノマーのすべては事実上硬化し、形成層は基本的に完全に架橋する。このように、波面アベレータについての最終的な屈折率プロファイルが得られる。すべてのモノマーが架橋するので、波面アベレータに生成する屈折率プロファイルは、熱及び太陽光の条件に安定である。その後、モノマーは、完全に硬化し、架橋ネットワークの一部であるように固定されるので、モノマーのさらなる拡散によりこの屈折率プロファイルが変化することはないだろう。フラッド照射ステップの間のモノマーの完全な硬化は、最終的な屈折率プロファイルを得た後にモノマーがさらに光硬化する（例えば太陽光／ＵＶ曝露による）ことも防止する。
【００３９】
最終的な波面アベレータの光学特性は、加速風化試験／加速熱曝露試験／加速太陽光曝露試験、商業的なＡＲコーティング及びハードコーティング操作、並びに光学要素の非腐食性水溶液への浸漬を含む他の操作（着色、ＵＶ殺菌等）に対して安定である。
【００４０】
［ＯＰＤの増加］
本発明により提供される方法を用いるさらなる利点は、より大きな光路差（ＯＰＤ）が達成可能であることである。本発明の方法（屈折率プロファイルを作り出し、拡散させ、次いでフラッド照射する）を用いて作製される波面アベレータについて得られるＯＰＤ値は、先行技術の方法（屈折率プロファイルを作り出すのみ）を用いて作製される波面アベレータについて達成可能な最大のＯＰＤよりも著しく大きくなりうる。より大きいＯＰＤ値を持つ波面アベレータを作り出すことができることは、ヒトの視力矯正の分野に非常に有利である。大きなＯＰＤ値を持つ本発明の波面アベレータは、先行技術の波面アベレータよりも著しく大きな波面誤差を持つ患者の矯正を容易にする。
【００４１】
他の方法により作られる波面アベレータについて達成可能な最大のＯＰＤ値は、屈折率の増加等の変化によってのみ達成でき、ＯＰＤが増加するところでは低いことがある。さらに、モノマーが光硬化し、ゲルの屈折率が増加するにつれ、架橋による緻密化する性質によりゲルが収縮する。もし、基材が十分に柔軟／薄いならば、これは、ゲルとの境を接する基材を、ゲルが収縮するにつれて内側に曲げ、厚みを減少させ、従って光路を減少させることがある。屈折率の増加により得られるＯＰＤは、収縮による厚みのわずかな減少によるＯＰＤの損失を上回るが、最大のＯＰＤは、それでもなお減少した厚みにより制限されることがある。
【００４２】
本明細書に記載の方法において、いくらかのＯＰＤを光硬化により得て、初期屈折率プロファイルを作り出すことができる。次いで拡散ステップにより、特定の領域内で、その領域内にモノマーが拡散するにつれてゲルが膨潤することにより基材を外側に曲げることができる。従って、膨潤に起因する、波面アベレータの厚み増加、及び基材表面の湾曲増大によって、ＯＰＤを増加させることができる。このように、この方法は、ＯＰＤを増加させる（屈折率の増加のみを利用する方法と比較して）方法として、屈折率、基材表面の湾曲及び厚みの増加を利用するので、本発明の方法により、さらにより大きいＯＰＤ値を得ることができる。
【００４３】
【表１】
2009530689.tif 000003
【００４４】
以下の、本発明の化合物、組成物及び方法の例を参照することにより、本発明のより完全な理解を得ることができる。以下の実施例は、本発明を実施するための手順を例示する。これらの実施例を制限的なものと解釈してはならない。この実施例が、周知の出所、例えば化学薬品供給会社から市販される、材料及び試薬の使用を含むことは、当業者には明らかであるので、それらに関しては詳細を示さない。
【実施例１】
【００４５】
波面アベレータ試料の調製
パートＩ：５００ｍＬのフラスコに、ポリ［（フェニルグリシジルエーテル）−ｃｏ−ホルムアルデヒド］１００ｇ、ジアリルエーテルビスフェノールＡ４９．４２ｇ、イルガキュレ１８４（Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４）０．２７６１ｇ、及びＮ−ＰＡＬ０．０５５２ｇをアセトンに溶解した。次いでこの混合物を、別の清浄な５００ｍＬのフラスコ中に０．２μｍのシリンジフィルターを通して濾過した。濾液は、６０℃で２時間、ロータリーエバポレータにかけて、アセトンをすべて蒸発させた。
【００４６】
パートＩＩ：別の５００ｍＬのフラスコに、テトラブチルアンモニウムブロミド３．２７ｇ、及びトリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオネート）１５０ｇをアセトンに溶解した。次いでこの混合物を、別の清浄な５００ｍＬ容のフラスコ中に０．２μｍのシリンジフィルターを通して濾過した。濾液は、５０℃で２時間、ロータリーエバポレータにかけて、アセトンをすべて蒸発させた。
【００４７】
パートＩ及びパートＩＩの一部を、それぞれ１．１５７：１の比率で混合した。パートＩの組成物の重さを慎重に計量して、２０ｍＬのシンチレーションバイアルに入れた。パートＩの処方の量に基づいて、計算量のパートＩＩを同じバイアルに加えた。この２つの組成物を、ガラス攪拌棒を用いて手で入念に混合した。
【００４８】
この混合物約２．６ｇを、スペーサー２２０（カバーレンズの凹側の縁周部に置かれた、２０ミル厚の接着テープ片）を備えた、Ｓａｍｓｕｎｇ  ＥｙｅＴｅｃｈ  ＵＶ−Ｃｌｅａｒ  １．６のカバー２１０（図１に断面図を図解する）の凹表面に移した。カバー２１０上の混合物２３０を脱気し、閉じ込められた空気を取り除いた。５．０ベースカーブの、Ｓａｍｓｕｎｇ  ＵＶ−Ｃｌｅａｒ  １．６のベースレンズ２４０を、慎重にカバーレンズの上に置き、脱気した混合物２３０を間に挟んでこのレンズ群を一緒に堅くプレスし、レンズアセンブリ２５０（断面図として図２に図解する）を作った。レンズアセンブリ２５０を、７５℃で５．５時間維持して、挟んだ混合物２３０を硬化させてゲルにした。このゲル２３０は、その中に分散された、ジアリルエーテルビスフェノールＡ及びトリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオネート）を有するチオール硬化エポキシを含んでいた。レンズアセンブリ２５０を室温まで冷却した後、次いで、正味の屈折力がない光学素子を形成するために、ベースレンズ２４０を研磨して「プラノ（ｐｌａｎｏ）」にした。
【実施例２】
【００４９】
光学系の収差補正
プラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載するように調製した。この光学要素を、レンズホルダーにより８５℃の熱箱中に設置した。四角い断面の混合棒を備えたＥＸＦＯ  Ｏｍｎｉｃｕｒｅ  ＵＶランプが、ＤＬＰのマイクロミラーアレイを照射する紫外線（強度約９．５ｍＷ／ｃｍ２）の均一なビームを生成するために用いられた。
【００５０】
レンズアセンブリ内の挟まれたゲルの中心領域は、眼球モデル（ｍｏｄｅｌ  ｅｙｅ）（図３参照）の収差に対応するＤＬＰから再画像化される紫外線パターンに１００秒間曝された。紫外線曝露の結果として、挟んだゲル２３０で作られたＯＰＤパターンを測定するために波面レンズメータが用いられた。ＯＰＤパターンのピークトゥバレーを測定したところ、０．４４６ミクロンであった。熱箱の温度を１０５℃に調節し、レンズをさらに４時間熱箱中に保ち、未硬化のモノマーを、紫外線によりモノマーが消費された領域中に拡散させた。
【００５１】
再度、波面レンズメータを用いてＯＰＤパターンを測定したところ、ＯＰＤパターンのピークトゥバレーが０．４４６ミクロンから１．５６５ミクロンに増加（３５０％に増加）していたことが測定された。次いでレンズを１０５℃にセットした熱箱の外に取り出し、８５℃にセットした別の熱箱中に設置した。
【００５２】
四角い断面の混合棒を持つＤｙｍａｘ  ＵＶランプを用いて、紫外線（強度約３０ｍＷ／ｃｍ２）の均一なビームを生成させ、及びＯＰＤパターンに固定するためにこの光学要素をフラッド硬化させる。波面レンズメータを用い、フラッド硬化後のレンズのＯＰＤパターンを測定し、ＯＰＤパターンのピークトゥバレーが、１．５６５ミクロンから１．４６０ミクロンに変化したことが見出された（６．７％の減少）。
【００５３】
それぞれのレンズ測定計測定に対するＯＰＤパターンのより詳細な記載が、ゼルニケ係数に関して、表１において与えられる。フラッド硬化を完遂した後、眼球モデルパターンが位置するところでレンズを半分に切断した。半分にしたレンズの一方をマイクロメータスタンド上に設置し、顕微鏡下で観察した。マイクロメータを用いて、上部基材層（Ｓａｍｓｕｎｇ  ＥｙｅＴｅｃｈ  １．６レンズ）の厚みは０．３８ｍｍ、挟んだゲル層の厚みは０．５７ミクロン、下部基材層（Ｓａｍｓｕｎｇ  ＥｙｅＴｅｃｈ  １．６レンズ）の厚みは０．６３ｍｍであった。
【００５４】
【表２】
2009530689.tif 000004
【実施例３】
【００５５】
拡散速度及びＯＰＤ成長速度の制御
２つのプラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製した。それぞれの光学要素を、レンズホルダーにより８５℃の熱箱中に設置した。実施例２のＤＬＰシステムを用い、それぞれの光学要素の形成層を、眼球モデルの収差に対応する紫外線パターンに曝した。第１の光学要素は、６０秒間パターンに曝し、第２の光学要素は、１２０秒間曝した。
【００５６】
波面レンズメータを用い、個々の光学要素に生成するＯＰＤパターンを測定した。第１の光学要素におけるＯＰＤパターンのピークトゥバレーが０．２３５ミクロンであり、第２の光学要素についてのピークトゥバレーが０．４７３ミクロンであった。
【００５７】
このレンズ熱箱の温度を１０５℃に調節した。第１の光学要素を、このレンズ熱箱中で４時間８分の間１０５℃に保ち、第２の光学要素を、３時間３２分の間１０５℃に保って、未硬化のモノマーを、紫外線によりモノマーが消費された領域へ拡散させた。
【００５８】
波面レンズメータを用いて、個々の光学要素におけるＯＰＤパターンを、それらを１０５℃に保ったまま様々な時間で測定し、それぞれの光学要素についてのピークトゥバレー成長速度は、線形であることが観測された。第１の光学要素のＯＰＤパターンについての最終的なピークトゥバレーは０．８７３ミクロンであり、第２の光学要素についてのピークトゥバレーは１．５３０ミクロンであった。第１の光学要素について、ピークトゥバレーの成長速度が０．１５４ミクロン／時間と算出され、第２の光学要素について、ピークトゥバレーの成長速度が０．２９９ミクロン／時間と算出された。第２の光学要素についてのピークトゥバレーの成長速度は、第１の光学要素についての成長速度の約２倍であった。
【００５９】
第２の光学要素に用いられた紫外線曝露時間は、第１の光学要素のための曝露時間の２倍であった。紫外線曝露時間を２倍することは、ＵＶパターンに曝露する領域内の硬化率を２倍することにつながる。これは、ＵＶ硬化によりモノマーが消費された曝露領域と、未曝露領域との間のモノマー濃度の勾配を２倍にした。これは同様に、未曝露領域からＵＶ硬化によりモノマーが消費された曝露領域へのモノマーの拡散速度を２倍にすることにつながり、第２の光学要素についてのピークトゥバレー成長速度を２倍にすることにつながる。
【実施例４】
【００６０】
先行技術により可能なＯＰＤ
４つのプラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製し、２８３０、２８３１、２８３３及び２８６６と標識した。それぞれの光学要素は、約１．５ｍｍの中心厚さを有していた。実施例２に記載のものと類似するＤＬＰシステムを用い、８５℃のレンズ熱箱において三つ葉パターンで４つの波面アベレータに照射した。波面アベレータの形成層でのＵＶ光の強度は、約３１ｍＷ／ｃｍ２であった。
【００６１】
最大のＯＰＤに達するまで、照射工程の間を通じた様々な時間で、波面アベレータに生成したＯＰＤをレンズメータによって測定した。図４は、最大のＯＰＤ値を持つそれぞれの波面アベレータについての硬化曲線（ＯＰＤ対時間）と、それぞれの曲線の端に標識されたそれらの値を得るのに必要な時間とを示す。４つの波面アベレータについて得られた平均最大ＯＰＤ値は、２．７５ミクロンであった。
【実施例５】
【００６２】
本発明の方法で増加されたＯＰＤ
３つのプラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製した。それぞれの光学要素を、８５℃の熱箱中にレンズホルダーにより設置した。実施例２に記載のＤＬＰシステムを用い、それぞれの光学要素を（３，−３）三つ葉収差に対応する紫外線パターンに１４０秒間曝した。
【００６３】
波面レンズメータを用い、それぞれの光学要素において生じたＯＰＤパターンを測定した。その光学要素についてのＯＰＤパターンのピークトゥバレーが、０．７９３ミクロン、０．５８７ミクロン及び０．５８１ミクロンであり、それぞれ０．１３０ミクロン、０．０９０ミクロン及び０．０８８ミクロンの（３，−３）ゼルニケ係数を持つことを見出した。次いで光学要素を、さらに１６時間、オーブン中で１０５℃に保ち、未硬化のモノマーを、紫外線によりモノマーが消費された領域に拡散させた。
【００６４】
拡散ステップの後で、波面レンズメータを用い、それぞれの光学要素において生じたＯＰＤパターンを測定した。この光学要素についてのＯＰＤパターンのピークトゥバレーは、８．１８９ミクロン、７．８２３ミクロン及び７．７２５ミクロンであり、それぞれ１．８５３ミクロン、１．７５５ミクロン及び１．７１９ミクロンの（３，−３）ゼルニケ係数を持つことが見出された。１０５℃のオーブンの外にこの光学要素を取り出し、８５℃にセットした熱箱中に設置した。四角い断面の混合棒を持つＤｙｍａｘ  ＵＶランプを用い、紫外線（強度約３０ｍＷ／ｃｍ２）の均一なビームを生成し、ＯＰＤパターンに固定するためにそれぞれの光学要素をフラッド硬化する。波面レンズメータを用い、フラッド硬化後のレンズのＯＰＤパターンを測定した。この光学要素についてのＯＰＤパターンのピークトゥバレーは、７．９７４ミクロン、７．８５６ミクロン及び７．５８６ミクロンであり、それぞれ１．８３７ミクロン、１．７５０ミクロン及び１．７０７ミクロンの（３，−３）ゼルニケ係数を持つことが見出された。
【００６５】
フラッド硬化の間の、ＯＰＤパターンについてのピークトゥバレーの平均変化は、３つの光学要素について、−１．３３％に過ぎなかった。この３つの光学要素におけるＯＰＤパターンについての最終的な平均ピークトゥバレーは、７．８０５ミクロンであった。これは、実施例４において測定されたように、先行技術の方法により達成される２．７５ミクロンの最大ピークトゥバレーよりも約２．８４倍大きい。
【実施例６】
【００６６】
加速熱劣化中での光学要素の安定性
実施例５の光学要素の２つを１２３℃のオーブン中に８５．５時間設置し、劣化を加速し、標準温度（２３℃）付近での１０年間の熱劣化（温度が１０℃上昇するごとに劣化速度が２倍すると仮定して）をシミュレーションした。
【００６７】
加速劣化を行う前、この光学要素におけるＯＰＤパターンのピークトゥバレーは７．９７４ミクロン及び７．８５６ミクロンであった。加速劣化後に、レンズメータを用い、この光学要素のＯＰＤパターンを測定した。
【００６８】
ＯＰＤパターンのピークトゥバレーは、それぞれ７．８３８ミクロン及び７．３８９ミクロンであり、加速劣化中にわずか−３．８％の平均ピークトゥバレー変化に対応する。
【実施例７】
【００６９】
加速熱劣化中での先行技術の光学要素の不安定性
４つのプラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製した。それぞれの光学要素を８５℃の熱箱中にレンズホルダーにより設置した。実施例２に記載のＤＬＰシステムを用い、それぞれの光学要素を（３，−３）三つ葉収差に対応する紫外線パターンに曝した。
【００７０】
波面レンズメータを用い、それぞれの光学要素において生じるＯＰＤパターンを測定した。先行技術の手順を用いて約１．５ミクロンのＯＰＤが達成されるまで、それぞれの光学要素を照射パターンに曝した。
【００７１】
次いで試料を、７３℃のオーブン中に設置して熱劣化を加速させた。熱劣化の開始前、試料は、１．３７、１．４３、１．４０及び１．４４ミクロン、平均１．４１ミクロンのＯＰＤ値を有した。試料を様々な時間でオーブンの外に引き出し、再測定した。７３℃（２３℃より上で１０℃温度が増加するごとに劣化速度が２倍になる仮定を用いた、標準温度付近における１６週間の劣化シミュレーション）で８４時間劣化後、先行技術による４つの波面アベレータのＯＰＤ値は、それぞれ２．２５、２．１８、２．１０及び２．０８ミクロン、平均２．１５ミクロンであった。
【００７２】
図５は、先行技術による４つの波面アベレータとともに、実施例６で記載された本発明の２つの波面アベレータに対して、加熱時間に対するＯＰＤ変化の平均パーセンテージを示す。明らかに、本発明の方法を用いて作り出される試料は、さらにより過酷な加速劣化条件下でさえ、先行技術の試料よりもずっと良好な熱安定性を証明している。
【実施例８】
【００７３】
ハードコーティング及びＡＲの間の本発明の安定性
４つのプラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製した。それぞれの光学要素を８５℃の熱箱中にレンズホルダーにより設置した。実施例２のＤＬＰシステムを用い、それぞれの光学要素の形成層を、眼球モデルの収差に対応する紫外線パターンに１５０秒間曝した。
【００７４】
次いでこの光学要素を、１０５℃のオーブンに４時間置き、未硬化のモノマーを、硬化を誘発する紫外線によりモノマーが消費された領域に拡散させた。光学要素を１０５℃のオーブンの外に取り出し、８５℃にセットした別の熱箱に設置した。四角い断面の混合棒を持つＤｙｍａｘ  ＵＶランプを用い、紫外線（強度約３０ｍＷ／ｃｍ２）の均一なビームを生成し、ＯＰＤパターンに固定するためにそれぞれの光学要素をフラッド硬化する。波面レンズメータを用い、フラッド硬化後の光学要素のＯＰＤパターンを測定した。
【００７５】
ＯＰＤパターンのピークトゥバレーは、２．５９１ミクロン、２．３５１ミクロン、２．２７２ミクロン及び２．３６３ミクロンであり、平均で２．３９ミクロンであった。この光学要素を、最先端の、ハードコーティング及びＵＶブロッキングプライマーによりコーティングした。波面レンズメータを用い、ハードコーティング操作後のこの光学要素のＯＰＤパターンを測定した。
【００７６】
ＯＰＤパターンのピークトゥバレーは、２．４９８ミクロン、２．２０４ミクロン、２．１３７ミクロン及び２．２７１ミクロンであり、平均で２．２８ミクロンであった。ハードコーティング操作の間、ＯＰＤパターンの平均ピークトゥバレーは、４．９％しか変化しなかった。次いでこの光学要素を、最先端のＡＲコーティングにより処理した。波面レンズメータを用い、ＡＲコーティング操作後のこの光学要素のＯＰＤパターンを測定した。
【００７７】
ＯＰＤパターンのピークトゥバレーは、２．４５６ミクロン、２．２１３ミクロン、２．１４９ミクロン及び２．２６４ミクロンであり、平均で２．２７ミクロンであった。ＯＰＤパターンの平均ピークトゥバレーは、ハードコーティング及びＡＲコーティング操作の間、合計で５．２％しか変化しなかった。
【実施例９】
【００７８】
ハードコーティング及びＡＲの間の先行技術の不安定性
３つのプラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製した。この光学要素を、８５℃の熱箱中にレンズホルダーにより設置した。四角い断面の混合棒を持つＤｙｍａｘ  ＵＶランプを用い、紫外線（強度約１５ｍＷ／ｃｍ２）の均一なビームを生成した。光学要素２５０中に挟んだゲル２３０の中心領域を、フォトマスク（図６）から再画像化した三つ葉パターンを有する紫外線に５分間曝した。ザイゴ（ＺＹＧＯ）干渉計を用い、挟んだゲル中に作り出されたＯＰＤパターンを測定した。ＯＰＤパターンについてのピークトゥバレーは、１．３３ミクロン、１．３９ミクロン及び１．３１ミクロンであり、平均で１．３４ミクロンであった。次いでこの光学要素を、最先端のＡＲコーティングにより処理した。ザイゴ干渉計を用い、ＡＲコーティング後にこの光学要素に対して挟まれたゲル中で作り出されたＯＰＤパターンを測定した。
【００７９】
ＯＰＤパターンについてのピークトゥバレーは、３．９１ミクロン、４．０８ミクロン及び３．７０ミクロンであり、平均で３．９０ミクロンであった。この光学要素におけるＯＰＤパターンの平均ピークトゥバレーは、ＡＲコーティング操作の間、１９０％増加した。
【００８０】
これとは対照的に、実施例８において加速劣化に先立って光学要素に見られる平均ＯＰＤパターンは、最先端のハードコーティング及びＡＲコーティング操作の間、合計でわずか５．２％しか変化しなかった。
【実施例１０】
【００８１】
加速風化試験中の先行技術の安定性
４つのプラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製した。それぞれの光学要素は、８５℃の熱箱中にレンズホルダーにより設置した。実施例２に記載のＤＬＰシステムを用い、それぞれの光学要素を（３，−３）三つ葉収差に対応する紫外線パターンに曝した。波面レンズメータを用い、それぞれの光学要素において生じたＯＰＤパターンを測定した。先行技術の手順を用いて約１．５ミクロンのＯＰＤが達成されるまで、それぞれの光学要素を照射パターンに曝した。
【００８２】
次いでこの試料を、１０日間ＱＵＶチャンバー中に設置し、風化を加速し、２年間の風化シミュレーションを行った。様々な試料についてのＯＰＤ変化率は−５５．３％から＋５９．６％までの範囲であり、この試料により、加速風化条件に深刻な不安定性があることが証明された。この試料についてのデータを表２に要約する。
【００８３】
【表３】
2009530689.tif 000005
【実施例１１】
【００８４】
加速風化中の本発明の安定性
３つのプラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製した。それぞれの光学要素を、８５℃の熱箱中にレンズホルダーにより設置した。実施例２のＤＬＰシステムを用い、それぞれの波面アベレータの形成層を、眼球モデルの収差に対応する紫外線パターンに２４０秒間曝した。
【００８５】
次いでこの光学要素を、１０５℃のオーブン中に４時間置いて、未硬化のモノマーを、紫外線によりモノマーが消費された領域に拡散させた。この光学要素を１０５℃のオーブンの外に取り出し、８５℃にセットした別の熱箱中に設置した。
【００８６】
四角い断面の混合棒を持つＤｙｍａｘ  ＵＶランプを用い、紫外線（強度約３０ｍＷ／ｃｍ２）の均一なビームを生成し、それぞれの光学要素をフラッド硬化しＯＰＤパターンに固定した。波面レンズメータを用い、フラッド硬化後の光学要素のＯＰＤパターンを測定した。
【００８７】
ＯＰＤパターンのピークトゥバレーは、３．７４７ミクロン、３．５４５ミクロン及び３．９４６ミクロンであり、平均で３．７５ミクロンであった。次いでこの光学要素をＱＵＶチャンバー中に１０日間置いて風化を加速させ、２年間の風化シミュレーションを行った。波面レンズメータを用い、ＱＵＶチャンバー中での加速風化後の、この光学要素のＯＰＤパターンを測定した。
【００８８】
ＯＰＤパターンのピークトゥバレーは、３．８５３ミクロン、３．７４５ミクロン及び４．１８６ミクロンであり、平均で３．９３ミクロンであった。ＯＰＤパターンの平均ピークトゥバレーは、ＱＵＶチャンバー中での加速劣化の間、全体で４．９％しか変化しなかった。
【実施例１２】
【００８９】
フラッド照射中の先行技術の不安定性
プラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製した。この光学要素を、８５℃の熱箱中にレンズホルダーにより設置した。四角い断面の混合棒を持つＤｙｍａｘ  ＵＶランプを用い、三つ葉パターンのグレースケール描画を含むフォトマスクを照射する紫外線（強度約３１ｍＷ／ｃｍ２）の均一なビームを生成した。
【００９０】
光学要素２５０中の挟んだゲル２３０の中心領域を、フォトマスク（図６）から再画像化した三つ葉パターンを有する紫外線に３０秒間曝した。波面レンズメータを用い、挟んだゲル中に作り出されたＯＰＤパターンを測定した。ＯＰＤパターンについてのピークトゥバレーは、０．９１０ミクロンであった。四角い断面の混合棒を持つＤｙｍａｘ  ＵＶランプを用い、紫外線（強度約３０ｍＷ／ｃｍ２）の均一なビームを生成し、この光学要素をフラッド硬化した。
【００９１】
ＯＰＤパターンについてのピークトゥバレーは、０．２１６ミクロンであった。この光学要素におけるＯＰＤパターンのピークトゥバレーは、フラッド硬化の間に７６．３％減少した。これとは対照的に、フラッド硬化に先立って、ＵＶ硬化によりモノマーが消費された領域中にモノマーを拡散させた実施例２の光学要素についてのピークトゥバレーは、フラッド硬化の間に平均で６．７％しか減少しなかった。
【実施例１３】
【００９２】
基材の柔軟性の温度依存性、及び拡散速度／ＯＰＤ変化への影響
６つのプラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製した。この光学要素を、８５℃の熱箱中にレンズホルダーにより設置した。四角い断面の混合棒を持つＤｙｍａｘ  ＵＶランプを用い、三つ葉パターンのグレースケール描画を含むフォトマスクを照射する紫外線（強度約１５ｍＷ／ｃｍ２）の均一なビームを生成した。
【００９３】
光学要素２５０中の挟んだゲル２３０の中心領域を、フォトマスク（図６）から再画像化した三つ葉パターンを有する紫外線に５分間曝した。ザイゴ干渉計を用い、挟んだゲル中に作り出されたＯＰＤパターンを測定した。
【００９４】
第１の３つのレンズの組のＯＰＤパターンについてのピークトゥバレーは、１．３４ミクロン、１．３９ミクロン及び１．４０ミクロンであり、平均で１．３８ミクロンであった。第２の３つのレンズの組についてのピークトゥバレーは、１．３７ミクロン、１．４３ミクロン及び１．４０ミクロンであり、平均で１．４０ミクロンであった。
【００９５】
第１の組の３つのレンズを、室温（２３℃）で１０２日間保管し、次いでザイゴ干渉計を用い再測定した。ピークトゥバレーは、１．３８ミクロン、１．３９ミクロン及び１．４０ミクロンであり、平均で１．３９ミクロンであった。従って、室温で保管したこれらのレンズについての平均ピークトゥバレーは、１０２日間にわたって、約１％しか変化しなかった。
【００９６】
第２の組の３つのレンズを、７３℃で２３日間保管し、次いでザイゴ干渉計を用い再測定した。ピークトゥバレーは、３．２５ミクロン、３．２１ミクロン及び３．０６ミクロンであり、平均で３．１７ミクロンであった。従って、７３℃で保管したこれらのレンズについての平均ピークトゥバレーは、２３日間にわたって、約１４０％増加した。明らかに、基材として用いたＳａｍｓｕｎｇ  ＥｙｅＴｅｃｈ  １．６レンズは、室温（２３℃）でのモノマーの拡散により、挟んだゲルを膨潤させるのに十分柔軟でないが、７３℃では十分に柔軟であった。
【実施例１４】
【００９７】
拡散中におけるＯＰＤ成長の視覚的例
プラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製した。この光学要素を、８５℃の熱箱中にレンズホルダーにより設置した。実施例２のＤＬＰ装置を用い、この光学要素の形成層を、マイクロミラーアレイから再画像化した正弦曲線（周期＝６ｍｍ）の紫外線パターン（図７Ａ）に１４０秒間曝した。
【００９８】
照射時間の間、様々な時間でのＯＰＤパターンを、波面レンズメータを用いて測定した。照射を完遂した後、レンズ熱箱の温度を１０５℃に上昇させ、レンズを８時間内部に保ち、未硬化のモノマーを、紫外線によりモノマーが消費された領域に拡散させた。
【００９９】
拡散工程の間、様々な時間でＯＰＤパターンを、波面レンズメータを用いて測定した。拡散が進行する間のＯＰＤ成長の図の他に、レンズに照射するために用いた紫外線パターンの図も図７Ｂ〜７Ｆに示す。
【実施例１５】
【０１００】
拡散中における形成層の膨潤及び基材のトポグラフィーの変化の実証
プラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製した。この光学要素を、８５℃の熱箱中にレンズホルダーにより設置した。四角い断面の混合棒を持つＤｙｍａｘ  ＵＶランプを用い、三つ葉パターン（図６）を含むフォトマスクに照射する紫外線（強度約３１ｍＷ／ｃｍ２）の均一なビームを生成した。
【０１０１】
光学要素２５０中に挟んだゲル２３０の中心領域を、フォトマスクから再画像化した紫外線に２０秒間曝した。波面レンズメータを用いて、挟んだゲル中に作り出されたＯＰＤパターンを測定した。ＯＰＤパターンについてのピークトゥバレーは、１．３０ミクロンであった。レンズメータにより測定されたＯＰＤパターンを、低ＯＰＤ（バレー）に対応する領域を青色で、高ＯＰＤ（ピーク）に対応する領域を赤色で、図８に示す。
【０１０２】
次いでレンズの前面を、基準伝送球面を用いてザイゴ干渉計で測定した。ウルトラフラットブラックペイントを塗布することで除去された後面によって寄与されたところの干渉縞として、レンズの前面のみからの干渉縞が用いられた。ザイゴにより測定した、レンズの表面のプロファイルを図９に示す。前面のプロファイルのピークトゥバレーは、０．７３ミクロンと測定された。
【０１０３】
表面形状のピークを青色の領域（低ＯＰＤ）により表し、バレーを赤色の領域（高ＯＰＤ）により表す。表面は、ザイゴに向かってピークで突き出しており、ザイゴとレンズ表面との間の距離がより短いので、（表面のみを測定するために伝送球面を用いるときのザイゴにより見られるように）表面トポロジーのピークは実際に、より低いＯＰＤを有する。逆に、表面トポロジーのバレーは、ザイゴからより遠く、その領域でより高いＯＰＤが測定されることになる。表面トポロジーの画像は、ザイゴ表面データにおける上部でバレーがあることを示しており、そこで表面が持ち上げられていることを意味し、より短い光路、及びより低いＯＰＤを干渉計に作り出す。表面の下部で、ザイゴ表面データにおけるピークがあり、そこで表面が落ち込んでいることを意味し、より長い光路長を与えている。ザイゴからの表面ＯＰＤマップを、レンズメータのＯＰＤマップ（光学要素全体を通して全体のＯＰＤに対応する）と比較すると、表面ＯＰＤが全体のＯＰＤを打ち消している。
【０１０４】
前述のように、挟んだゲルが、硬化により屈折率を増加させる領域内では、ゲルが収縮して、基材を引っ張ってお互いのほうに近づけるので、厚みの減少がある。しかし、屈折率の増加により引き起こされるＯＰＤの増加は、厚みの減少により引き起こされるＯＰＤの損失よりも大きい。
【０１０５】
ザイゴ干渉計を用いて表面測定を行った後に、レンズを１０５℃のオーブン中に７．５時間置き、高いモノマー濃度の未硬化領域からＵＶ照射によりモノマー濃度が消費された硬化領域へモノマーを拡散させた。この拡散は、フィックの法則により生じる。このレンズを室温に戻し、その前面の表面トポロジー（図１０に示す）を、基準伝送球面を用いてザイゴ干渉計により再度測定した。前面の表面トポロジーの極性は反転してしまっており、表面のピークトゥバレーは１．９５ミクロンであった。ザイゴ画像においては、そのとき、上部にピークが、下部にバレーがあったが、実際の表面上には、上部にバレー（すなわちくぼみ）が、下部にピーク（盛り上がり）があったことを意味する。後面上のブラックペイントをアセトンで取り除き、この光学要素全体のＯＰＤパターンをレンズメータで測定した。透過のピークトゥバレーは７．５ミクロンであった。ザイゴからの表面ＯＰＤマップ（図１０）を、レンズメータＯＰＤマップ（図１１）と比較すると、そのとき、表面及び全体のＯＰＤマップのピークが直ちにそろえられた。今、表面によるＯＰＤは、透過により測定されたＯＰＤを補足している。これは、未硬化領域から硬化領域へのモノマーの拡散が、その領域でのゲルの膨潤を引き起こし、基材を外側に膨らませ、その領域での光学要素の厚みを増加させたことを実証した。後面の表面トポロジーが、実験の間中、前面の表面トポロジーと非常に類似した挙動をおそらくとったことは、当業者に理解されるであろうが、それはモニターしなかった。
【実施例１６】
【０１０６】
本発明を用いた光学要素中への耐久性の商標の書き込み
プラノ倍率の光学素子を、実施例１に記載のように調製した。紫外線レーザーを用いて、商標「ｉＺｏｎ」のロゴに対応するパターンにより、挟んだゲル層に放射した。このレーザーは、スペクトラ・フィジックス製Ｊ２０Ｅ−ＢＬ８−３５５Ｑ、Ｑ−Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｎｄ：ＹＶＯ４（ネオジムをドーピングしたイットリウムバナジウムオキシド）レーザーであった。このレーザーは、完全に固体性であり、ダイオード励起である。出力波長は３５５ｎｍである。その出力は、公称上、８ナノ秒パルスの２５ｋＨｚ列である。以下の実施例においては２３ｍＷしか使用しなかったが、一般的な平均出力は約５００ｍＷである。出力ビームは垂直に偏光され、直径１ｍｍ＋−１０％、焦点調節前の拡がり角は０．７ｍラジアンより小さい。レーザーライターの高分解能により、等間隔の４０ミクロン幅の一連の線としてロゴを書くことができる。
【０１０７】
商標「ｉＺｏｎ」のロゴを、２つの異なる方法を用いて書いた。これを方法Ａ及びＢと呼ぶ。方法Ａ及び方法Ｂの両方で、単一の何も書かれていないレンズに、それぞれ３つの異なる場所に合計６個のロゴを書いた。ある位置に、レーザーパターン照射を１回行った。第２の位置に、より大きな紫外線照射を与えるために、レーザーパターン照射を２回行った。第３の位置に、この試験で最大のＵＶ照射を与えるために、レーザーパターン照射３回繰り返した。レーザー出力は２３ｍＷであった。続いて、何も書かれていないレンズを８５℃で３０分間保ち、ＵＶ硬化によりモノマーが消費されて、より硬化が進んだ領域へ、未硬化のモノマーを拡散させた。四角い断面の混合棒を持つＤｙｍａｘ  ＵＶランプを用い、紫外線（強度約３０ｍＷ／ｃｍ２）の均一なビームを生成し、その光学要素をフラッド硬化した。もし、拡散工程が除かれたら、このロゴはフラッド硬化の工程により消される。
【０１０８】
ＤＩＣ顕微鏡下でのロゴの外観を図１２に示す。方法Ａで、線の間におよそ４０ミクロン幅の間隔をとって、４０ミクロン幅の線を書く。方法Ｂで、間隔のない線を書く。レーザービームのパルス性が、特に１回の書き込みについてはっきりと現れ、複数回の書き込みは、線をより連続的に見せる傾向がある。より大きいＵＶ照射は、ロゴの文字に、より高いコントラストを持たせ、さらなるパスによりさらなる硬化が生じる。
【０１０９】
拡散工程及びフラッド硬化の工程の後に、ＤＩＣ顕微鏡下ですべてのロゴはより弱く見えた。しかし、それらは、なお肉眼で見ることができた。書かれる文字の平行な線に由来する回折効果により、このロゴは、特定の角度で光にかざしたときに特によく見える。図１３は、わずかに異なる方法によりそれぞれ作られた６つの「ｉＺｏｎ」のロゴを含むレンズを示す。
【０１１０】
本明細書において参照し又は引用した、すべての特許、特許出願、仮出願及び公報の全体を、すべての図及び表を含めて、本明細書の明示的な教示と矛盾しない程度において、引用して援用する。
【０１１１】
本明細書に記載の実施例及び実施形態は、例示目的のためのみのものであり、それを考慮した様々な修正又は変更が当業者に示唆され、本願の精神及び範囲の中に含まれるべきことを理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】レンズ組立品を図解する断面図である。
【図２】レンズ組立品を図解する断面図である。
【図３】眼球モデルのＯＰＤマップである。
【図４】最大のＯＰＤ値と、その値を得るために必要な時間とを、それぞれの曲線の端に標識した、それぞれの波面アベレータについての硬化曲線（ＯＰＤ対時間）を示す。
【図５】加速熱劣化試験についての、ＯＰＤ変化のパーセント対時間を示す。
【図６】光学系に三つ葉のパターンを描くのに適したフォトマスクの写真の複製である。
【図７ａ】拡散工程の間のＯＰＤ増加、及びレンズに照射するために用いられる紫外線パターンを図解する。
【図７ｂ】拡散工程の間のＯＰＤ増加、及びレンズに照射するために用いられる紫外線パターンを図解する。
【図７ｃ】拡散工程の間のＯＰＤ増加、及びレンズに照射するために用いられる紫外線パターンを図解する。
【図７ｄ】拡散工程の間のＯＰＤ増加、及びレンズに照射するために用いられる紫外線パターンを図解する。
【図７ｅ】拡散工程の間のＯＰＤ増加、及びレンズに照射するために用いられる紫外線パターンを図解する。
【図７ｆ】拡散工程の間のＯＰＤ増加、及びレンズに照射するために用いられる紫外線パターンを図解する。
【図８】低ＯＰＤ（バレー）に対応する青色領域、及び高ＯＰＤ（ピーク）に対応する赤色領域を持つレンズメータにより測定されたＯＰＤパターンを図解する。
【図９】干渉計により測定されたレンズの表面プロファイルを図解する。
【図１０】レンズの表面トポグラフィーを示す。
【図１１】レンズメータのＯＰＤマップを示す。
【図１２】ＤＩＣ顕微鏡下でのロゴの外観を示す。
【図１３】わずかに異なる方法によりそれぞれ作られた、６つの「ｉＺｏｎ」のロゴを含むレンズを示す。
【符号の説明】
【０１１３】
２１０    カバー
２２０    スペーサー
２３０    混合物
２４０    ベースレンズ
２５０    レンズアセンブリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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