JPH02249631A - 回折性コンタクトレンズおよび眼内レンズの製造システムならびにその製造方法 - Google Patents
回折性コンタクトレンズおよび眼内レンズの製造システムならびにその製造方法Info
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- JPH02249631A JPH02249631A JP1295146A JP29514689A JPH02249631A JP H02249631 A JPH02249631 A JP H02249631A JP 1295146 A JP1295146 A JP 1295146A JP 29514689 A JP29514689 A JP 29514689A JP H02249631 A JPH02249631 A JP H02249631A
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- A61F2/1654—Diffractive lenses
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明の主題はコンタクトレンズおよび眼内レンズであ
り、さらに詳しく言えば、回折性の２焦点コンタクトレ
ンズおよび眼内レンズならびにエキシマ−レーザ切除法
による上記レンズの製造方法に関するものである０本発
明の明細書においては、コンタクトレンズおよび眼内レ
ンズの両方を意味する１つの用語を用いるほうが好都合
である。
り、さらに詳しく言えば、回折性の２焦点コンタクトレ
ンズおよび眼内レンズならびにエキシマ−レーザ切除法
による上記レンズの製造方法に関するものである０本発
明の明細書においては、コンタクトレンズおよび眼内レ
ンズの両方を意味する１つの用語を用いるほうが好都合
である。
このため、本明細書では、アイレンズ（ｅｙｅ １ｅｎ
ｓ）という用語を造語として用いることとする。
ｓ）という用語を造語として用いることとする。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕位相
ゾーンプレートを回折性２焦点コンタクトレンズに適用
した事実は、明らかに、１９６６年に眼鏡屋であるＧ、
ホルスト（Ｇ、Ｆｏｒｓｔ ）により最初に報告されて
いる。ここでは、上記レンズは下記の手順により製造さ
れる。すなわち、まず初めに所望のゾーンパターンを紙
上に描き、次にこのパターンのネガフィルムを作製し、
さらに、角膜のくぼみに配置された感光乳剤の表面に上
記ネガフィルムの像を投影し、さらに、上記感光乳剤を
現像している。上記のホルストの論文では、特殊なケー
スに対して回折性２焦点コンタクトレンズの実施可能性
が立証されたという結論を下している。
ゾーンプレートを回折性２焦点コンタクトレンズに適用
した事実は、明らかに、１９６６年に眼鏡屋であるＧ、
ホルスト（Ｇ、Ｆｏｒｓｔ ）により最初に報告されて
いる。ここでは、上記レンズは下記の手順により製造さ
れる。すなわち、まず初めに所望のゾーンパターンを紙
上に描き、次にこのパターンのネガフィルムを作製し、
さらに、角膜のくぼみに配置された感光乳剤の表面に上
記ネガフィルムの像を投影し、さらに、上記感光乳剤を
現像している。上記のホルストの論文では、特殊なケー
スに対して回折性２焦点コンタクトレンズの実施可能性
が立証されたという結論を下している。
しかしながら、この種のレンズを正確にかつ再現性良く
しかも充分に着用に適する形に製造することに関しては
、今日まで問題を残したままである。
しかも充分に着用に適する形に製造することに関しては
、今日まで問題を残したままである。
１９８７年２月１０日に米国特許第４６４２１１２号が
マイケルＨ，フリーマン（Ｍｉｃｈａｅｌ Ｈ，Ｆｒｅ
ｅｍａｎ）に付与されている。この米国特許では、中距
離程度のまたは遠方の像に対して基本的な屈折力を供給
するための適当な曲率を有すると共に透過ホログラムを
有するコンタクトレンズが開示されている。
マイケルＨ，フリーマン（Ｍｉｃｈａｅｌ Ｈ，Ｆｒｅ
ｅｍａｎ）に付与されている。この米国特許では、中距
離程度のまたは遠方の像に対して基本的な屈折力を供給
するための適当な曲率を有すると共に透過ホログラムを
有するコンタクトレンズが開示されている。
ここで、上記透過ホログラムは、近くの像に対する屈折
力に付加されるべき回折力を供給するために上記コンタ
クトレンズ上に形成されるものである。
力に付加されるべき回折力を供給するために上記コンタ
クトレンズ上に形成されるものである。
一般に、エキシマ−レーザによる重合体のエツチングは
広範囲にわたって文献に報告されている。
広範囲にわたって文献に報告されている。
特に、ホトレジストのレーザエツチングによる回折格子
の作製は、当業者にとってはよく知られていることであ
る。
の作製は、当業者にとってはよく知られていることであ
る。
最終的に、欧州特許第０２６４２５５号が１９８８年４
月２０日に公告されており、この欧州特許では、エキシ
マ−レーザによりコンタクトレンズやそれに類似した物
を形成するための光学システムが開示されている。
月２０日に公告されており、この欧州特許では、エキシ
マ−レーザによりコンタクトレンズやそれに類似した物
を形成するための光学システムが開示されている。
（課題を解決するための手段および作用）本発明は、回
折性２焦点レンズと、独自の光学システムと、上記レン
ズを迅速かつ正確にしかも再現性良く製造する方法とを
含んでいる。上記光学システムは、上記製造方法におい
て指定された工程を遂行するために、光軸に沿って一直
線上に配置される下記の主要な構成要素を含んでいる。
折性２焦点レンズと、独自の光学システムと、上記レン
ズを迅速かつ正確にしかも再現性良く製造する方法とを
含んでいる。上記光学システムは、上記製造方法におい
て指定された工程を遂行するために、光軸に沿って一直
線上に配置される下記の主要な構成要素を含んでいる。
すなわち、光軸に沿って紫外光を放出するためのレーザ
と、このレーザによる放射光の経路に位置するゾーンプ
レートマスクと、上記レーザからの放射光により、光学
システムの影像面と一致するように固定されるアイレン
ズの凹状の内側表面に上記ゾーンプレートマスクの像を
投影してこのマスクの像に合うように上記アイレンズを
切除することによって上記アイレンズ上に位相ゾーンプ
レートを生成するための影像レンズとである。さらに、
レーザビームは、ゾーンプレートを走査して上記影像面
に複合像を生成することができる。
と、このレーザによる放射光の経路に位置するゾーンプ
レートマスクと、上記レーザからの放射光により、光学
システムの影像面と一致するように固定されるアイレン
ズの凹状の内側表面に上記ゾーンプレートマスクの像を
投影してこのマスクの像に合うように上記アイレンズを
切除することによって上記アイレンズ上に位相ゾーンプ
レートを生成するための影像レンズとである。さらに、
レーザビームは、ゾーンプレートを走査して上記影像面
に複合像を生成することができる。
あるいは別の択一的な方法において、成型用の型さらに
はレンズが複製されるツールを形成するための影像面に
位置するガラス未完成品の凹状面に上記位相ゾーンプレ
ートが生成される。
はレンズが複製されるツールを形成するための影像面に
位置するガラス未完成品の凹状面に上記位相ゾーンプレ
ートが生成される。
本発明に好適な光源は、放出波長が１９３ｎｍのフッ化
アルゴンのエキシマ−レーザである。さらに、本発明に
好適なレンズは、各種の所望の回折力を有するゾーンプ
レートを作製することが可能な種々の大きさのマスク像
を投影するための倍率可変のレンズである。
アルゴンのエキシマ−レーザである。さらに、本発明に
好適なレンズは、各種の所望の回折力を有するゾーンプ
レートを作製することが可能な種々の大きさのマスク像
を投影するための倍率可変のレンズである。
第１図では、本発明の光学システムが、光軸１０に沿っ
て一直線上に配置されている。上記システムは、紫外光
のレーザ１２と、ビーム整形部１４と、フレネルのゾー
ンプレートマスク１８と、影像レンズシステム２０とを
備えており、これらの構成要素はすべてアイレンズまた
はレンズ空間３２の凹状の内側表面に一致する影像表面
３０の方を向いている。
て一直線上に配置されている。上記システムは、紫外光
のレーザ１２と、ビーム整形部１４と、フレネルのゾー
ンプレートマスク１８と、影像レンズシステム２０とを
備えており、これらの構成要素はすべてアイレンズまた
はレンズ空間３２の凹状の内側表面に一致する影像表面
３０の方を向いている。
紫外光のレーザ１２は、好ましくはエキシマ−レーザで
あり、さらに詳しく言えば、放出波長が１９３ｎｍであ
ってかつ強度が１００〜６００ＩＩＪ／ｄの充分大きな
出力ビームを生成することが可能なフ・ノ化アルゴンレ
ーザである。紫外レーザ１２の出力は、矩形状の断面を
有する出力ビーム１３となる。
あり、さらに詳しく言えば、放出波長が１９３ｎｍであ
ってかつ強度が１００〜６００ＩＩＪ／ｄの充分大きな
出力ビームを生成することが可能なフ・ノ化アルゴンレ
ーザである。紫外レーザ１２の出力は、矩形状の断面を
有する出力ビーム１３となる。
ビーム整形部１４は、第１図に示すような方向に矩形断
面の出力ビーム１３を広げるための負の円柱レンズ１５
と、この負の円柱レンズ１５からの光を再び平行にする
ための正の円柱レンズ１６とを有している。さらに、こ
の正の円柱レンズ１６は、レーザからの出力ビーム１３
よりも均一でかつ対称性の強度を有する整形ビーム１７
を生成している。この整形ビーム１７はゾーンプレート
マスク１８を横切っている、影像レンズシステム２０は
、このゾーンプレートマスク１８のパターンを縮小した
像を影像面３０に投影している。
面の出力ビーム１３を広げるための負の円柱レンズ１５
と、この負の円柱レンズ１５からの光を再び平行にする
ための正の円柱レンズ１６とを有している。さらに、こ
の正の円柱レンズ１６は、レーザからの出力ビーム１３
よりも均一でかつ対称性の強度を有する整形ビーム１７
を生成している。この整形ビーム１７はゾーンプレート
マスク１８を横切っている、影像レンズシステム２０は
、このゾーンプレートマスク１８のパターンを縮小した
像を影像面３０に投影している。
上記ゾーンプレートマスク１８ （第４図も参照のこと
）は、率直に言えば、所望のゾーンプレートパターンに
応じて開口が形成された金属マスクである。好ましくは
、上記ゾーンプレートマスク１８は、金属で被覆した後
に所望のゾーンプレートパターンに応じて透明または不
透明の環状のリングが交互に配置されるように写真術に
より上記金属をエツチングして得られる１枚の基板に形
成される。この場合、上記基板として、紫外光を透過す
るという理由により石英ガラス板を選定するのが好まし
い、さらに、上記被覆金属として、エキシマ−レーザの
紫外域の波長の光を効率良く反射するという理由により
アルミニウムを使用するのが好ましい、さらに、上記金
属の付着力を改善するために、基板と金属被覆体との間
にクロムの薄い層を使用してもよい、さらに、金属を酸
化から保護すると共に基板からの反射による損失を減少
させるために、ゾーンブレーンマスク１８の表面全体を
フッ化マグネシウムにより被覆してもよい。
）は、率直に言えば、所望のゾーンプレートパターンに
応じて開口が形成された金属マスクである。好ましくは
、上記ゾーンプレートマスク１８は、金属で被覆した後
に所望のゾーンプレートパターンに応じて透明または不
透明の環状のリングが交互に配置されるように写真術に
より上記金属をエツチングして得られる１枚の基板に形
成される。この場合、上記基板として、紫外光を透過す
るという理由により石英ガラス板を選定するのが好まし
い、さらに、上記被覆金属として、エキシマ−レーザの
紫外域の波長の光を効率良く反射するという理由により
アルミニウムを使用するのが好ましい、さらに、上記金
属の付着力を改善するために、基板と金属被覆体との間
にクロムの薄い層を使用してもよい、さらに、金属を酸
化から保護すると共に基板からの反射による損失を減少
させるために、ゾーンブレーンマスク１８の表面全体を
フッ化マグネシウムにより被覆してもよい。
最も単純な形として、影像レンズシステム２０を、一定
の倍率を有する単一のレンズにすることもできる。しか
しながら、上記レンズシステム２０は、倍率可変のレン
ズシステムかまたはズームレンズシステムであることが
好ましい。このようなレンズシステムでは、縮小率可変
のマスク像を影像面３０に供給し、その結果として種々
の回折力を有する位相ゾーンプレートを上記影像面３０
に生成することができる。−例として、ズームレンズに
よる影像レンズシステム２０はレンズ要素２１ 、２２
および２３を有しており、これらのレンズ要素２１ 、
２２および２３のうちの１つ以上が、他のレンズ要素に
対して公知の相対的配置関係に従って移動可能になって
いる。
の倍率を有する単一のレンズにすることもできる。しか
しながら、上記レンズシステム２０は、倍率可変のレン
ズシステムかまたはズームレンズシステムであることが
好ましい。このようなレンズシステムでは、縮小率可変
のマスク像を影像面３０に供給し、その結果として種々
の回折力を有する位相ゾーンプレートを上記影像面３０
に生成することができる。−例として、ズームレンズに
よる影像レンズシステム２０はレンズ要素２１ 、２２
および２３を有しており、これらのレンズ要素２１ 、
２２および２３のうちの１つ以上が、他のレンズ要素に
対して公知の相対的配置関係に従って移動可能になって
いる。
第２図および第３図はそれぞれ異なった倍率における光
学システムの部分図である。第２図における影像レンズ
システムは２．６３倍の倍率に設定されている。第３図
における上記レンズシステム２０は３．０３倍の倍率に
設定されている。ただし、これらのレンズシステムは当
然のことながらほんの代表例にすぎない。ズームレンズ
による影像レンズシステム２０は、有効な範囲内で多く
の異なった倍率にして使用されるように意図されている
。
学システムの部分図である。第２図における影像レンズ
システムは２．６３倍の倍率に設定されている。第３図
における上記レンズシステム２０は３．０３倍の倍率に
設定されている。ただし、これらのレンズシステムは当
然のことながらほんの代表例にすぎない。ズームレンズ
による影像レンズシステム２０は、有効な範囲内で多く
の異なった倍率にして使用されるように意図されている
。
第１図、第２図および第３図に示すように、本発明の光
学システムの対象であるフレネルゾーンプレートマスク
１８は平坦になっている。また一方で、影像面３０は湾
曲している０本発明では、このような形状が重要な意味
を持っている。影像レンズシステム２０は、コンタクト
レンズ未完成品の内側の曲率に合わせて上記影像面３０
の曲率が形成されるように設計されている。コンタクト
レンズのレンズ未完成品３２は、その凹状の内側表面が
、湾曲した影像面３０に一致するように配置されている
。
学システムの対象であるフレネルゾーンプレートマスク
１８は平坦になっている。また一方で、影像面３０は湾
曲している０本発明では、このような形状が重要な意味
を持っている。影像レンズシステム２０は、コンタクト
レンズ未完成品の内側の曲率に合わせて上記影像面３０
の曲率が形成されるように設計されている。コンタクト
レンズのレンズ未完成品３２は、その凹状の内側表面が
、湾曲した影像面３０に一致するように配置されている
。
このようにすれば、平坦なゾーンプレートマスク１８の
鮮明な像が、影像面３０の場合と同様に凹状のレンズ未
完成品３２に形成される。
鮮明な像が、影像面３０の場合と同様に凹状のレンズ未
完成品３２に形成される。
上記光学システムの別の要求および目的は、上記システ
ムの焦点における空気のイオン化を防止することである
。もし、レンズシステム２０において、平行な入射光が
無限小の点である焦点、すなわちレンズ焦点２４に集め
られるようになっているならば、結果的に上記焦点にお
いて部分的な空気のイオン化が起こる。このイオン化は
、システムの動作や形成されるべき像の品質等に好まし
くない影響を及ぼす、しかし、この問題は、レンズ設計
において意図的に球面収差を与えることにより回避され
る。すなわち、このようにすれば、レンズシステムの実
質的な焦点が無限小にはならない。
ムの焦点における空気のイオン化を防止することである
。もし、レンズシステム２０において、平行な入射光が
無限小の点である焦点、すなわちレンズ焦点２４に集め
られるようになっているならば、結果的に上記焦点にお
いて部分的な空気のイオン化が起こる。このイオン化は
、システムの動作や形成されるべき像の品質等に好まし
くない影響を及ぼす、しかし、この問題は、レンズ設計
において意図的に球面収差を与えることにより回避され
る。すなわち、このようにすれば、レンズシステムの実
質的な焦点が無限小にはならない。
次に、上記光学システムの動作を説明する。ゾーンプレ
ートマスク１８の像が、影像面３０の位置においてコン
タクトレンズのレンズ未完成品３２の凹状の内側表面に
投影され、さらに、この内側表面が、上記マスク１８の
像に合うように切除されるかまたはエツチングされる。
ートマスク１８の像が、影像面３０の位置においてコン
タクトレンズのレンズ未完成品３２の凹状の内側表面に
投影され、さらに、この内側表面が、上記マスク１８の
像に合うように切除されるかまたはエツチングされる。
この工程は、１回の放電よりもむしろ複数回のレーザパ
ルス、例えば１０回程度のレーザパルスにより行われる
。所望のエツチングの深さの合計は約３ｔｔｔａである
。１回のレーザパルスにより形成されるエツチング層の
深さは、通常は１，１１１１より小さい、レーザパルス
の回数を制御することにより、レンズ未完成品に生成さ
れる位相ゾーンプレートの各ゾーンにおける各々の境界
を横切る方向に、１７２波長という要求どおりの一定の
光路差が形成されるように、エツチング層の深さをきわ
めて厳密に制御することが可能となる。この動作は、機
械的な切断よりもむしろ非接触の光学手段を用いてコン
タクトレンズに位相ゾーンプレートを生成するためのも
のである。
ルス、例えば１０回程度のレーザパルスにより行われる
。所望のエツチングの深さの合計は約３ｔｔｔａである
。１回のレーザパルスにより形成されるエツチング層の
深さは、通常は１，１１１１より小さい、レーザパルス
の回数を制御することにより、レンズ未完成品に生成さ
れる位相ゾーンプレートの各ゾーンにおける各々の境界
を横切る方向に、１７２波長という要求どおりの一定の
光路差が形成されるように、エツチング層の深さをきわ
めて厳密に制御することが可能となる。この動作は、機
械的な切断よりもむしろ非接触の光学手段を用いてコン
タクトレンズに位相ゾーンプレートを生成するためのも
のである。
第１図は、本発明のシステムの基本を示すものである。
この基本のシステムの好適な変形例が第５図に示されて
いる。第５図のシステムは概ね第１図と同様であり、共
通の構成要素に関しては同一の参照番号を付して表す、
第５図における出力ビーム１３は、第１図と同様に矩形
状の断面を有する細長いビームになっている。ただし、
第５図においては、上記ビームをより多くの領域に割り
当てるために、矩形断面の出力ビーム１３がフレネルの
ゾーンプレートマスク１日を走査するように強制してい
る。可動ミラー２７および静止ミラー２８のいずれも、
図示しているとおり、光学軸１０に対して４５°の位置
にある。このような配置にすれば、可動ミラーは静止ミ
ラーの方へ光軸を９０’偏向させる。ついで、上記静止
ミラーは、フレネルのゾーンプレートマスク１Ｂの方に
向かって、かつ、光学システムを通過して影像面３０の
方へ光軸を９０°偏向させる。可動ミラー２７は、一方
の端の位置１から中心位置２を経由して他方の端の位置
まで移動可能であり、かつ、逆方向への戻り動作も可能
である。上記の位置１から位置３までの一連の動きによ
り、出力ビーム１３は、図示しているように、一番下の
位置（ライン１）から一番上の位置（ライン３）までフ
レネルのゾーンプレートマスク１８を走査する。この走
査工程は、第５図に示すように、目標に対するエネルギ
の集中度を増加させることができるので、より良い結果
が生じ得る。
いる。第５図のシステムは概ね第１図と同様であり、共
通の構成要素に関しては同一の参照番号を付して表す、
第５図における出力ビーム１３は、第１図と同様に矩形
状の断面を有する細長いビームになっている。ただし、
第５図においては、上記ビームをより多くの領域に割り
当てるために、矩形断面の出力ビーム１３がフレネルの
ゾーンプレートマスク１日を走査するように強制してい
る。可動ミラー２７および静止ミラー２８のいずれも、
図示しているとおり、光学軸１０に対して４５°の位置
にある。このような配置にすれば、可動ミラーは静止ミ
ラーの方へ光軸を９０’偏向させる。ついで、上記静止
ミラーは、フレネルのゾーンプレートマスク１Ｂの方に
向かって、かつ、光学システムを通過して影像面３０の
方へ光軸を９０°偏向させる。可動ミラー２７は、一方
の端の位置１から中心位置２を経由して他方の端の位置
まで移動可能であり、かつ、逆方向への戻り動作も可能
である。上記の位置１から位置３までの一連の動きによ
り、出力ビーム１３は、図示しているように、一番下の
位置（ライン１）から一番上の位置（ライン３）までフ
レネルのゾーンプレートマスク１８を走査する。この走
査工程は、第５図に示すように、目標に対するエネルギ
の集中度を増加させることができるので、より良い結果
が生じ得る。
これまで述べてきたシステムにおいては、加工部材はコ
ンタクトレンズの未完成品３２であり、上記の光学シス
テムによるレンズ製造工程の最終的な産物は、上記レン
ズ未完成品３２の内側表面に生成される位相ゾーンプレ
ートを有するレンズである０本発明のレンズ製造システ
ムおよび製造方法は、また、多くの成型用の型を作り出
すためのツールと、さらに多くのレンズを次に作り出す
ための上記型とを製造するようにも意図されている。
ンタクトレンズの未完成品３２であり、上記の光学シス
テムによるレンズ製造工程の最終的な産物は、上記レン
ズ未完成品３２の内側表面に生成される位相ゾーンプレ
ートを有するレンズである０本発明のレンズ製造システ
ムおよび製造方法は、また、多くの成型用の型を作り出
すためのツールと、さらに多くのレンズを次に作り出す
ための上記型とを製造するようにも意図されている。
第６図〜第９図は本発明のツール、型およびレンズを製
造するための一連の工程を示す図である。
造するための一連の工程を示す図である。
この製造工程において、加工部材は凹面５２を有するガ
ラスツール未完成品５０（第６図）である、この場合、
上記凹面５２は、第１図または第５図の影像面に一致す
るように配置される。さらに、所望の位相ゾーンプレー
トの非反転パターンが、凹状のガラス表面５２に形成さ
れ、かつエツチングされて１個のガラスツール５４が製
造される。さらに、プラスチックの型５６（第８図）が
上記ガラスツール５４から製造される。上記プラスチッ
クの型５６（第８図）は、ガラスツール５４および所望
のレンズを反転した形状を有している。このために、上
記プラスチックの型５６は、コンタクトレンズ６０の凹
状の内側表面５８に位相ゾーンプレートを複製するだめ
に使用される。
ラスツール未完成品５０（第６図）である、この場合、
上記凹面５２は、第１図または第５図の影像面に一致す
るように配置される。さらに、所望の位相ゾーンプレー
トの非反転パターンが、凹状のガラス表面５２に形成さ
れ、かつエツチングされて１個のガラスツール５４が製
造される。さらに、プラスチックの型５６（第８図）が
上記ガラスツール５４から製造される。上記プラスチッ
クの型５６（第８図）は、ガラスツール５４および所望
のレンズを反転した形状を有している。このために、上
記プラスチックの型５６は、コンタクトレンズ６０の凹
状の内側表面５８に位相ゾーンプレートを複製するだめ
に使用される。
上記製造システムおよび製造方法がレンズを直接加工す
るために使用されるにせよ成型用の型さらにはレンズを
作り出すためのツールを加工するために使用されるにせ
よ、光学システムの倍率を可変にすれば、種々のゾーン
プレートのプロファイル（ｐｒ＋）ｆｉｌｅ）、すなわ
ち２焦点の機能が付加されたプロファイルを理論的に無
限の数だけ製造することが可能となる。
るために使用されるにせよ成型用の型さらにはレンズを
作り出すためのツールを加工するために使用されるにせ
よ、光学システムの倍率を可変にすれば、種々のゾーン
プレートのプロファイル（ｐｒ＋）ｆｉｌｅ）、すなわ
ち２焦点の機能が付加されたプロファイルを理論的に無
限の数だけ製造することが可能となる。
第１０図および第１１図は本発明の製造システムおよび
製造方法に従って作り出されるコンタクトレンズの概略
的な拡大図である。レンズ３４は、前面３５および背面
３６を有している。位相ゾーンプレート４０は、レンズ
３４の背面３６、すなわち内側表面に位置する複数の同
心円状の位相ゾーン４１ 、４２から構成される。これ
らのゾーンのいくつかは等しい面積を有しており、その
半径は下記のような級数の関係になっている。すなわち
、Ｒ１＝１、Ｒ２＝Ｒ＋ （Ｔ、Ｒ，＝Ｒ，，ｒ：ｆ、
およびＲａ＝Ｒ１，／Ｔ等である。第１０図では、位相
ゾーン４２は、レンズ３４の凹状の背面３６において−
様な深さを有する溝であることがわかる。これらの溝の
深さは、下記の屈折率の差に基づいて計算される。すな
わち、レンズを眼に付着させた際に両者の界面に存在し
、かつ、この界面の各部の不連続点により０．２８０μ
という実質的な光路差を発生させるような屈折率の差で
ある。多くの場合、上記溝の物理的なプロファイルの深
さは数−であるが、数１１０ｌ１かそれ以上になること
もあり得る。上記の溝、すなわち位相ゾーン４２は、レ
ンズが眼に付着している間は涙で満たすことができるよ
うに、図示の如く上記レンズの背面３６に形成するのが
好ましい。
製造方法に従って作り出されるコンタクトレンズの概略
的な拡大図である。レンズ３４は、前面３５および背面
３６を有している。位相ゾーンプレート４０は、レンズ
３４の背面３６、すなわち内側表面に位置する複数の同
心円状の位相ゾーン４１ 、４２から構成される。これ
らのゾーンのいくつかは等しい面積を有しており、その
半径は下記のような級数の関係になっている。すなわち
、Ｒ１＝１、Ｒ２＝Ｒ＋ （Ｔ、Ｒ，＝Ｒ，，ｒ：ｆ、
およびＲａ＝Ｒ１，／Ｔ等である。第１０図では、位相
ゾーン４２は、レンズ３４の凹状の背面３６において−
様な深さを有する溝であることがわかる。これらの溝の
深さは、下記の屈折率の差に基づいて計算される。すな
わち、レンズを眼に付着させた際に両者の界面に存在し
、かつ、この界面の各部の不連続点により０．２８０μ
という実質的な光路差を発生させるような屈折率の差で
ある。多くの場合、上記溝の物理的なプロファイルの深
さは数−であるが、数１１０ｌ１かそれ以上になること
もあり得る。上記の溝、すなわち位相ゾーン４２は、レ
ンズが眼に付着している間は涙で満たすことができるよ
うに、図示の如く上記レンズの背面３６に形成するのが
好ましい。
レンズと涙との結合を考慮した正確な溝の深さは、レン
ズの材料、すなわち屈折率に依存する。多くの場合は約
３４である。ここで図示している溝は、当然のことなが
ら大きく誇張されている。すなわち、実際のコンタクト
レンズは、−見したところ完全に連続的であるように思
える。
ズの材料、すなわち屈折率に依存する。多くの場合は約
３４である。ここで図示している溝は、当然のことなが
ら大きく誇張されている。すなわち、実際のコンタクト
レンズは、−見したところ完全に連続的であるように思
える。
コンタクトレンズの別の形は複合レンズである。
この複合レンズでは、生成されるべき位相ゾーンが、そ
れぞれ異なった屈折率を有する２種のレンズ材料の間に
はさみ込まれるかまたは単一のレンズ材料の母体の中に
入り込む。このような構成における外側表面は、外見ば
かりでなく実際にも滑らかでかつ連続的であり、位相ゾ
ーン自体がはっきり見えない、上記の複合レンズにおけ
る光学的な原理は第１Ｏ図におけるレンズの原理と同様
である。
れぞれ異なった屈折率を有する２種のレンズ材料の間に
はさみ込まれるかまたは単一のレンズ材料の母体の中に
入り込む。このような構成における外側表面は、外見ば
かりでなく実際にも滑らかでかつ連続的であり、位相ゾ
ーン自体がはっきり見えない、上記の複合レンズにおけ
る光学的な原理は第１Ｏ図におけるレンズの原理と同様
である。
第１２図はコンタクトレンズの光学的動作を説明するた
めの概略図である。ここでは、内側表面に位相ゾーンプ
レート４０を有するコンタクトレンズ３４が、角膜４４
上に図示されている。さらに、角膜４４とレンズ内側表
面との間に涙の分泌液４５からなる薄い層がある。コン
タクトレンズ３４に入射される光は、位相ゾーンプレー
ト４０により、レンズの正規の屈折による焦点（第１２
図に０次の像として示す）からずれた位置に回折される
。
めの概略図である。ここでは、内側表面に位相ゾーンプ
レート４０を有するコンタクトレンズ３４が、角膜４４
上に図示されている。さらに、角膜４４とレンズ内側表
面との間に涙の分泌液４５からなる薄い層がある。コン
タクトレンズ３４に入射される光は、位相ゾーンプレー
ト４０により、レンズの正規の屈折による焦点（第１２
図に０次の像として示す）からずれた位置に回折される
。
設計波長および理想的な位相ゾーンプレートのプロファ
イルにおいては、理論により、０次回折において完全に
打ち消し合うような干渉が生ずることが予想される。も
し、界面の各部の不連続点における位相ずれが正確に設
計波長の１７２であるならば、すべての偶数次の回折に
おいても前述と同様のことが予想される。奇数次の回折
においては、理論により、入射光の約４１％が１次回折
を起こすと共に約４１％が一１次回折を起こすことが予
想される。さらに、他の高次回折を起こすのは５％より
少ないことが予想される。プロファイルの深さの誤差が
２０％以内であれば、各次回折において光の強度がほん
の少し変わるのみである。したがって、レンズの性能は
、プロファイルの深さに関する製造上のばらつきに対し
てはきわめて余裕度が大きい。
イルにおいては、理論により、０次回折において完全に
打ち消し合うような干渉が生ずることが予想される。も
し、界面の各部の不連続点における位相ずれが正確に設
計波長の１７２であるならば、すべての偶数次の回折に
おいても前述と同様のことが予想される。奇数次の回折
においては、理論により、入射光の約４１％が１次回折
を起こすと共に約４１％が一１次回折を起こすことが予
想される。さらに、他の高次回折を起こすのは５％より
少ないことが予想される。プロファイルの深さの誤差が
２０％以内であれば、各次回折において光の強度がほん
の少し変わるのみである。したがって、レンズの性能は
、プロファイルの深さに関する製造上のばらつきに対し
てはきわめて余裕度が大きい。
これまでは、コンタクトレンズおよびこのコンタクトレ
ンズの製造に関連して本発明の製造システムおよび製造
方法を述べたり図示したりしてきた。上記本発明は眼内
レンズの製造にも適用されるように意図されている。こ
こで、眼内レンズとは、白内障の手術の後に正規の水晶
レンズに代えて患者の眼に移植されるレンズのことであ
る。上記眼内レンズは、当然のことながら、距離の調節
のためにその形状を変えることができないので、患者は
ある距離でしか鮮明に物を見ることができない、しかし
、本発明による２焦点の付加機能を有する眼内レンズを
使用すれば、上記患者は、近くの像および遠くの像のい
ずれも鮮明に見ることができる。
ンズの製造に関連して本発明の製造システムおよび製造
方法を述べたり図示したりしてきた。上記本発明は眼内
レンズの製造にも適用されるように意図されている。こ
こで、眼内レンズとは、白内障の手術の後に正規の水晶
レンズに代えて患者の眼に移植されるレンズのことであ
る。上記眼内レンズは、当然のことながら、距離の調節
のためにその形状を変えることができないので、患者は
ある距離でしか鮮明に物を見ることができない、しかし
、本発明による２焦点の付加機能を有する眼内レンズを
使用すれば、上記患者は、近くの像および遠くの像のい
ずれも鮮明に見ることができる。
本発明に関するこれまでの説明は、単に実施例に対して
なされているにすぎない０本発明の概念および範囲は、
特許請求の範囲およびこの請求の範囲に相当するものに
よってのみ限定される。
なされているにすぎない０本発明の概念および範囲は、
特許請求の範囲およびこの請求の範囲に相当するものに
よってのみ限定される。
以上説明したように本発明によれば、光軸に沿って配置
されたエキシマ−レーザによりコンタクトレンズや眼内
レンズ等のアイレンズの表面を非接触式に切除して位相
ゾーンプレートを形成し、この位相ゾーンプレートによ
り所望の回折性２焦点アイレンズを迅速かつ正確にしか
も再現性良く製造することが可能となる。
されたエキシマ−レーザによりコンタクトレンズや眼内
レンズ等のアイレンズの表面を非接触式に切除して位相
ゾーンプレートを形成し、この位相ゾーンプレートによ
り所望の回折性２焦点アイレンズを迅速かつ正確にしか
も再現性良く製造することが可能となる。
第１図は本発明の光学システムを示す図、第２図はある
倍率における光学システムの部分図、 第３図は別の倍率における光学システムの部分図、 第４図は第１図のゾーンプレートマスクの軸方向の拡大
図、 第５図は第１図の変形例を示す図、 第６図〜第９図は本発明のツール、型およびレンズを製
造するための一連の工程を示す図、第１Ｏ図は本発明の
製造システムおよび製造方法に従って作り出されるコン
タクトレンズの概略的な拡大断面図、 第１１図は第６図の左側から見た場合のコンタクトレン
ズの軸方向の拡大図、 第１２図はコンタクトレンズの光学的動作を説明するた
めの概略図である。 図において、 １０・・・光軸、 １２・・・レーザ、１４・・
・ビーム整形部、 １８・・・ゾーンプレートマスク、 ２０・・・ｌ［ｉレンズシステム、 ３０・・・影像面、 ３２・・・レンズ未完成品。
倍率における光学システムの部分図、 第３図は別の倍率における光学システムの部分図、 第４図は第１図のゾーンプレートマスクの軸方向の拡大
図、 第５図は第１図の変形例を示す図、 第６図〜第９図は本発明のツール、型およびレンズを製
造するための一連の工程を示す図、第１Ｏ図は本発明の
製造システムおよび製造方法に従って作り出されるコン
タクトレンズの概略的な拡大断面図、 第１１図は第６図の左側から見た場合のコンタクトレン
ズの軸方向の拡大図、 第１２図はコンタクトレンズの光学的動作を説明するた
めの概略図である。 図において、 １０・・・光軸、 １２・・・レーザ、１４・・
・ビーム整形部、 １８・・・ゾーンプレートマスク、 ２０・・・ｌ［ｉレンズシステム、 ３０・・・影像面、 ３２・・・レンズ未完成品。
Claims (20)
- １． 光軸に沿って紫外光を放出するためのレーザと、 該レーザによる放射光に向かって配置されるゾーンプレ
ートマスクと、 コンタクトレンズおよび眼内レンズの凹状の内側表面と
一致する凹状の湾曲した影像面に、前記ゾーンプレート
マスクの像を投影するための影像レンズとが、前記光軸
に沿って一直線上に配置されることを特徴とする回折性
コンタクトレンズおよび眼内レンズの光学製造システム
。 - ２． 前記影像レンズが、種々の大きさの前記ゾーンプ
レートマスクの像を前記影像面に投影するための倍率可
変のレンズである請求項１記載の光学製造システム。 - ３． 前記レーザがエキシマ−レーザである請求項１記
載の光学製造システム。 - ４． 前記レーザが、１９３ｎｍにて放出するフッ化ア
ルゴンレーザである請求項３記載の光学製造システム。 - ５． 前記レーザからの放出により前記ゾーンプレート
マスクを走査して前記影像面に前記ゾーンプレートマス
クの複合像を生成するための手段を備える請求項１記載
の光学製造システム。 - ６． （ａ）投影形の光学システムの影像面と一致する
凹状の表面を有するコンタクトレンズおよび眼内レンズ
を固定する工程と、 （ｂ）紫外光のレーザからの放射により、前記影像面に
ゾーンプレートマスクの像を投影して該ゾーンプレート
マスクの像に合うように前記コンタクトレンズおよび眼
内レンズを切除することによって該コンタクトレンズお
よび眼内レンズ上にゾーンプレートを生成する工程とを
有することを特徴とする回折性コンタクトレンズおよび
眼内レンズの製造方法。 - ７． （ｃ）前記光学システムの倍率を変えることによ
り次に作り出される予定のレンズに生成される前記ゾー
ンプレートの回折力を変化させる工程を有する請求項６
記載の製造方法。 - ８． （ｄ）前記レーザからの放出により前記ゾーンプ
レートマスクを走査して前記影像面に前記ゾーンプレー
トマスクの複合像を生成する工程を有する請求項６記載
の製造方法。 - ９． 光学的投影および光切除によりコンタクトレンズ
および眼内レンズの表面にゾーンプレートが形成される
ことを特徴とする回折性２焦点式の回折性コンタクトレ
ンズおよび眼内レンズ。 - １０． 光軸に沿って紫外光を放出するためのレーザと
、 該レーザによる放射光に向かって配置されるゾーンプレ
ートマスクと、 ツールの凹状の表面と一致する凹状の湾曲した影像面に
、前記ゾーンプレートマスクの像を投影するための影像
レンズとが、前記光軸に沿ってほぼ一直線上に配置され
、かつ、回折性コンタクトレンズおよび眼内レンズを複
製するための前記ツールに位相ゾーンプレートを生成す
ることを特徴とする回折性コンタクトレンズおよび眼内
レンズの光学製造システム。 - １１． 前記ツールがガラスからなる請求項１０記載の
光学製造システム。 - １２． 前記影像レンズが、種々の大きさの前記ゾーン
プレートマスクの像を前記影像面に投影するための倍率
可変のレンズである請求項１０記載の光学製造システム
。 - １３． 前記レーザがエキシマーレーザである請求項１
０記載の光学製造システム。 - １４． 前記レーザが１９３ｎｍにて放出する請求項１
３記載の光学製造システム。 - １５． 前記レーザからの放出により前記ゾーンプレー
トマスクを走査して前記影像面に前記ゾーンプレートマ
スクの複合像を生成するための手段を備える請求項１０
記載の光学製造システム。 - １６． （ａ）投影形の光学システムの影像面と一致す
る凹状の表面を有する凹状ツールを固定する工程と、 （ｂ）紫外光のレーザの放射により、前記影像面にゾー
ンプレートマスクの像を投影して該ゾーンプレートマス
クの像に合うように前記凹状ツールを切除する工程とを
有することを特徴とする回折性コンタクトレンズおよび
眼内レンズを複製するためのツールの製造方法。 - １７． 前記凹状ツールがガラスからなる請求項１６記
載の製造方法。 - １８． （ｃ）前記凹状ツールから凸状型を複製する工
程を有する請求項１６記載の製造方法。 - １９． （ｄ）前記凸状型からコンタクトレンズおよび
眼内レンズを複製する工程を有する請求項１８記載の製
造方法。 - ２０． （ｅ）前記光学システムの倍率を変えることに
より前記ゾーンプレートマスクの像の回折力と該ゾーン
プレートマスクの像から派生するレンズの回折力とを変
化させる工程を有する請求項１６記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US271826 | 1988-11-16 | ||
| US07/271,826 US4909818A (en) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | System and process for making diffractive contact |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02249631A true JPH02249631A (ja) | 1990-10-05 |
Family
ID=23037253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1295146A Pending JPH02249631A (ja) | 1988-11-16 | 1989-11-15 | 回折性コンタクトレンズおよび眼内レンズの製造システムならびにその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4909818A (ja) |
| EP (1) | EP0369561A3 (ja) |
| JP (1) | JPH02249631A (ja) |
| CA (1) | CA2002394A1 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009542360A (ja) * | 2006-06-30 | 2009-12-03 | アルコン，インコーポレイティド | 眼内レンズ移植中の外科的に誘発される乱視の矯正 |
| JP2010533017A (ja) * | 2007-07-09 | 2010-10-21 | コーエン、ジルベール | 角膜内回折レンズ |
| US8157374B2 (en) | 2004-10-25 | 2012-04-17 | Abbott Medical Optics Inc. | Ophthalmic lens with multiple phase plates |
| JP2012509152A (ja) * | 2008-11-20 | 2012-04-19 | アルコン，インコーポレイティド | 変更される中心距離ゾーンをもつ回折多焦点眼内レンズ |
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