回折光学パワー領域を備えた多焦点レンズ
【課題】回折光学パワー領域を備えた多焦点レンズを提供する。
【解決手段】回折光学パワー領域を有するレンズシステムが提示される。回折光学パワー領域は複数の同中心表面浮彫回折構造を有する。中心点に近い回折構造への入射光の大部分は、そこから周囲に離間した回折構造への入射光よりも光学パワーに寄与する。
【解決手段】回折光学パワー領域を有するレンズシステムが提示される。回折光学パワー領域は複数の同中心表面浮彫回折構造を有する。中心点に近い回折構造への入射光の大部分は、そこから周囲に離間した回折構造への入射光よりも光学パワーに寄与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それの周囲縁に近い回折光学パワー領域の回折効率を減少させることによってレンズ中に混合される回折光学パワー領域に関する。本発明はまた、光学パワーの累進を提供する回折光学パワー領域に関する。本発明はさらに、連続的または不連続的回折構造を使用し得る静的および動的多焦点レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
回折光学パワー領域は、光を回折することによって光学パワーを生成するレンズまたは光学部品の領域である。静的回折光学パワー領域は、一般に閉じた同中心曲線である個別表面浮彫回折構造を備えている。表面浮彫回折構造は、（たとえば、可視光の波長のオーダーの距離だけ）近接して離間している。表面浮彫回折構造は一般に同じ高さを有する。表面浮彫回折構造は一般にフレネル帯と呼ばれ得る。
【０００３】
一般に、レンズまたは光学部品の与えられた厚さに対して、回折光学パワー領域は、それらの屈折対応物よりも大きい光学パワーを生成することができる。この利点にもかかわらず、回折光学パワー領域はいくつかの不利益を有する。
【０００４】
回折光学パワー領域を使用することの主な不利益の一つは、それらが、それらの屈折対応物と比較して、大量の色収差を示すことである。色収差は、光学波長が変わるときに生じる光学パワーの変化に関連する。一定の光学パワーを有する回折光学パワー領域の色収差は、回折構造がレンズの周囲に接近するにつれて増加する。したがって、回折光学パワー領域の周囲は、最高度の色収差を示す。
【０００５】
そのような色収差の結果、回折光学パワー領域を有するレンズは重大な視力妥協を提供する。視力妥協は、回折領域が二焦点レンズを作り出すために使用されるときに、一つのアプローチにおいて見ることができる。このアプローチでは、回折光学パワー領域は、眼用レンズの底部半分と光連絡して配置され得る。レンズは遠距離視力補正を有し、回折光学パワー領域は、近距離補正のための追加光学パワーを提供する。したがって、回折光学パワー領域の周囲は、遠距離補正と近距離補正の間の境界を形成する。この境界が最高度の色収差を有するので、境界を横切って見るユーザーは最高度の妥協視力を経験する。
【０００６】
回折光学パワー領域の別の不利益は、外見的に魅力的でないと一般に見なされることである。前述の二焦点アプローチにおいて、レンズは、従来の二焦点における線と同様に、着用者上で観察され得る、回折光学パワー領域と眼用レンズの間の境界に鋭い描写を有するだろう。着用者はこの不所望に一般に気づく。眼科産業は線のない多焦点レンズ（たとえば累進追加レンズ）へ向かう傾向があるので、回折光学パワー領域は外見的に望ましくはない。
【０００７】
したがって、前述の視力と外見の妥協を解決することが回折光学パワー領域のための技術分野に必要がある。したがって、今、この技術分野に固有の前述の障害と長年の問題を有効に解決するための改良レンズがこの発明で提供される。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の実施形態では、レンズシステムは回折光学パワー領域を有し得る。回折光学パワー領域は複数の同中心表面浮彫回折構造を有する。中心点に近い回折構造への入射光の大部分は、そこから周囲に離間した回折構造への入射光よりも光学パワーに寄与する。
【０００９】
本発明の実施形態では、レンズシステムは回折光学パワー領域を有し得る。回折光学パワー領域は複数の同中心表面浮彫回折構造を有する。回折構造は、鋸歯パターンを形成する一連の頂と隣接谷を有する。各同中心表面浮彫回折構造は鋸歯パターンの谷から頂まで延びている。中心点に近い第一の頂と第一の隣接谷の間の（たとえば垂直）距離は、中心点から離間した第二の頂と第二の隣接谷の間の（たとえば垂直）距離よりも大きい。
【００１０】
本発明の実施形態では、レンズシステムは回折光学パワー領域を有し得る。回折光学パワー領域は中心と周囲縁を有する。回折光学パワー領域は光を焦点に集中させる。中心から焦点に集中された光量は周囲縁から焦点に集中された光量よりも大きい。
【００１１】
本発明の実施形態では、電気活性レンズシステムは、電圧を印加するためのコントローラーと、コントローラーに電気的に連結された複数の同中心個別アドレサブル電極と、個別アドレサブル電極間に配置された電気活性物質とを有し得る。コントローラーが複数の個別アドレサブル電極へ電圧を印加するとき、電気活性物質の屈折率が光学パワーを提供するために変更される。複数の個別アドレサブル電極の幾何学的中心に近い個別アドレサブル電極への入射光の大部分は、複数の個別アドレサブル電極の幾何学的中心から離間した入射光よりも光学パワーに寄与する。
【００１２】
本発明の実施形態では、レンズシステムは、特定の波長Ａの光を焦点距離ｆに集中させるための複数の同中心表面浮彫回折構造を備えた第一の領域を有する回折光学パワー領域を有し得る。ｎ番目の同中心表面浮彫回折構造の中心点からの半径は（２ｎλｆ）１／２よりも大きい。
【００１３】
本発明の実施形態では、レンズシステムは、特定の波長λの光を焦点距離ｆに集中させるための複数の同中心表面浮彫回折構造を備えた第一の領域を有する回折光学パワー領域を有し得る。ｎ番目の同中心表面浮彫回折構造の中心点からの半径は（２ｎλｆ）１／２よりも小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の実施形態は、図と関連する続く詳細な説明からより完全に理解され認識されるであろう。図は実尺どおりではなく、図において同様の参照符号は一致か類似か同様の要素を示している。
【図１】図１は、屈折累進追加領域と回折光学パワー領域を有するレンズ１００の正面図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、静的回折光学パワー領域を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、軸ＡＡに沿って破断された図２Ａのレンズの断面図を示す。
【図３】図３は、剪定回折光学パワー領域を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。
【図４】図４は、剪定回折光学パワー領域を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。
【図５】図５は、縁取り境界を有する図４のレンズ１００の正面図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、それぞれ、連続的回折光学パワー領域と剪定回折光学パワー領域を備えた基層を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、それぞれ、連続的回折光学パワー領域と剪定回折光学パワー領域を備えた基層を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。
【図７】図７は、基層に剪定回折光学パワー領域を彫刻するために彫刻工具が図６Ｂのレンズ１００の周回する経路を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｃ】図８Ｃは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｄ】図８Ｄは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｅ】図８Ｅは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｆ】図８Ｆは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｇ】図８Ｇは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｈ】図８Ｈは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｉ】図８Ｉは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、不連続的回折構造を備えた剪定回折光学パワー領域と不連続的回折構造を混合するための混合ゾーンとを有する図６Ｂのレンズ１００の側面図を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、不連続的回折構造を備えた剪定回折光学パワー領域と不連続的回折構造を混合するための混合ゾーンとを有する図６Ｂのレンズ１００の側面図を示す。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図６Ｂの剪定回折光学パワー領域をレンズの基層にエッチングする連続行程のレンズの側面図を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図６Ｂの剪定回折光学パワー領域をレンズの基層にエッチングする連続行程のレンズの側面図を示す。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図６Ｂの剪定回折光学パワー領域をレンズの基層にエッチングする連続行程のレンズの側面図を示す。
【図１１】図１１は、混合剪定回折光学パワー領域を有するレンズを製造するための型の測定表面トポグラフィのグラフである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、剪定回折光学パワー領域の混合ゾーンを横切って測定された図１１のレンズ型の表面トポグラフィのグラフである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、剪定回折光学パワー領域の混合ゾーンを横切って測定された図１１のレンズ型の光学パワーのグラフである。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、剪定回折光学パワー領域の混合ゾーンを横切って測定された図１１のレンズ型の回折効率のグラフである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１４Ａ】図１４Ａは、多段階表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと多段階回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、多段階表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと多段階回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、多段階表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと多段階回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、多段階表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと多段階回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１５】図１５は、電気活性レンズの分解断面図を示す。
【図１６】図１６は、電気活性レンズの分解断面図を示す。
【図１７Ａ】図１７Ａは、図１６の電気活性レンズのパターン電極層の正面図を示す。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１６の電気活性レンズのパターン電極層の正面図を示す。
【図１８Ａ】図１８Ａは、個別アドレサブル電極を有する図１６の電気活性レンズの側面図を示す。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、回折光学パワー領域を生じさせるようにあらかじめ決められた図１８Ａの個別アドレサブル電極に印加される電圧を示す。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、回折効率混合回折光学パワー領域を生じさせるようにあらかじめ決められた図１８Ａの個別アドレサブル電極に印加される電圧を示す。
【図１９Ａ】図１９Ａは、累進追加回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、剪定された図１９Ａの累進追加回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、剪定された図１９Ａの累進追加回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図２０Ａ】図２０Ａは、鉛直軸１４０と水平軸１４１に沿った光学パワー累進を備えた図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域を示す。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図２０Ａの軸１４０と１４１に沿った光学パワーのグラフを示す。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、図２０Ａの軸１４０と１４１に沿った光学パワーのグラフを示す。
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、図２０Ａの軸１４０と１４１の一方または両方に沿った光学パワーのグラフを示す。
【図２１Ａ】図２１Ａは、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域を有するレンズ４００の正面図を示す。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域を有するレンズ４００の正面図を示す。
【図２２Ａ】図２２Ａは、図１の屈折累進追加領域と光連絡している図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域を有する図２１Ａと２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、図１の屈折累進追加領域と光連絡している図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域を有する図２１Ａと２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。
【図２３Ａ】図２３Ａは、図１の屈折累進追加領域の光学パワーの等高プロットである。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、図１の屈折累進追加領域の非点収差の等高プロットである。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、図１の屈折累進追加領域の光学パワー累進に近似する図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域の光学パワーの等高プロットである。
【図２３Ｄ】図２３Ｄは、図１の屈折累進追加領域の光学パワー累進に近似する図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域の非点収差の等高プロットである。
【図２４Ａ】図２４Ａは、図１９Ａの累進追加回折光学パワー領域の光学パワーの等高プロットである。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、図１９Ａの累進追加回折光学パワー領域の非点収差の等高プロットである。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域の光学パワーの等高プロットである。
【図２４Ｄ】図２４Ｄは、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域の非点収差の等高プロットである。
【図２４Ｅ】図２４Ｅは、図１の屈折累進追加領域との組み合わされた図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域の光学パワーの等高プロットである。
【図２４Ｆ】図２４Ｆは、図１の屈折累進追加領域との組み合わされた図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域の非点収差の等高プロットである。
【図２５Ａ】図２５Ａは、一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２１Ａ〜２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２１Ａ〜２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。
【図２５Ｃ】図２５Ｃは、一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２１Ａ〜２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。
【図２５Ｄ】図２５Ｄは、一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２１Ａ〜２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。
【図２６Ａ】図２６Ａは、図１の屈折累進追加領域と光連絡している一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２５Ａ〜２５Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、図１の屈折累進追加領域と光連絡している一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２５Ａ〜２５Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２６Ｃ】図２６Ｃは、図１の屈折累進追加領域と光連絡している一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２５Ａ〜２５Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２６Ｄ】図２６Ｄは、図１の屈折累進追加領域と光連絡している一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２５Ａ〜２５Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２７Ａ】図２７Ａは、回折光学パワー領域の剪定境界に外に少なくとも部分的に配置された屈折累進追加領域を有する図２６Ａ〜２６Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは、回折光学パワー領域の剪定境界に外に少なくとも部分的に配置された屈折累進追加領域を有する図２６Ａ〜２６Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２７Ｃ】図２７Ｃは、回折光学パワー領域の剪定境界に外に少なくとも部分的に配置された屈折累進追加領域を有する図２６Ａ〜２６Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２７Ｄ】図２７Ｄは、回折光学パワー領域の剪定境界に外に少なくとも部分的に配置された屈折累進追加領域を有する図２６Ａ〜２６Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２８Ａ】図２８Ａは、図３と４のレンズ１００の側面図を示す。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、図３と４のレンズ１００の側面図を示す。
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、図３と４のレンズ１００の側面図を示す。
【図２８Ｄ】図２８Ｄは、図３と４のレンズ１００の側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
レンズ中の回折光学パワー領域は静的または動的のいずれであってもよい。静的回折光学パワー領域は、どの点においても固定した光学パワーを有する。光学パワーは、電気的または他のパワーの印加によって変化しない。静的回折光学パワー領域とは対照的に、動的回折光学パワー領域は、回折領域に沿った一つ以上の位置に可変光学パワーを有する。動的回折光学パワー領域は、電源を有するコントローラーに電気的に連結された複数の導電構造たとえばピクセルまたは電極リングを一般に有する。コントローラーは、光を回折して所望の光学パワーを生じさせるようにあらかじめ決められた電圧パターンを動的回折光学素子の両端に作り出す導電構造に電力を印加する。
【００１６】
図１は、従来技術設計にしたがった、屈折累進追加領域１０３と回折光学パワー領域１０４を有するレンズ１００の正面図を示す。レンズは、回折光学パワー領域１０４単独によって提供される少なくとも一つの第一光学パワーと、屈折累進追加領域１０３と回折光学パワー領域１０４の組み合わせによって提供される少なくとも一つの第二の光学パワーとを有する多焦点レンズである。
【００１７】
屈折累進追加領域１０３は単調増加正光学パワーの勾配を提供する。屈折累進追加領域１０３は光の屈折によって光学パワーを提供する。屈折累進追加領域１０３は静的レンズ中に示される。したがって、屈折累進追加領域１０３の表面に沿った異なる点において光学パワーに変化があるが、任意の単一点において、静的レンズの光学パワーは固定している（すなわち、電気的または他のパワーの印加によって変化しない）。
【００１８】
回折光学パワー領域１０４は光の回析によって光学パワーを提供する。回折光学パワー領域１０４は静的レンズ中に示される。静的回折光学パワー領域１０４は、中心点１０５と同中心にある複数の回折構造１１０を有する。回折光学パワー領域１０４が静的であるとき、回折構造１１０は一般に、鋸歯断面パターンを一般に有する表面浮彫回折構造である。回折光学パワー領域１０４は一定の光学パワーを提供するように示されるが、任意の光学パワーが達成されてもよい。回折光学パワー領域１０４の光学パワーは各表面浮彫回折構造１１０間の間隔によって決まる。一定の光学パワーを達成するために、表面浮彫回折構造１１０の半径は次式によって定義される。
【数１】
【００１９】
ここにおいて、ρｎは、ｎ番目の同中心表面浮彫回折構造１１０の回折幾何学的中心１０５からの半径、ｆは設計焦点距離（すなわち、曲光度［ｍ−１］で表現される回折領域の一定の光学パワーの逆数）、λは設計波長である。
【００２０】
静的回折光学パワー領域１０４が図１に示されるが、本発明の他の実施形態において、動的回折光学パワー領域が使用されてもよいことが理解される。動的回折光学パワー領域は、図１の静的アプローチに関連して説明されたものと等価な電気活性回折光学影響を達成するようにあらかじめ決められた一つ以上の電圧を一般に使用する。
【００２１】
回折光学パワー領域１０４は屈折累進追加領域１０３と光連絡している。回折光学パワー領域１０４は、少なくとも部分的に、好ましくは大部分が、屈折累進追加領域１０３に重なる。組み合わせて使用されるとき、屈折累進追加領域１０３が、着用者の総必要近距離光学パワー補正よりも小さい光学パワーを着用者に提供し、回折光学パワー領域１０４が、残りの光学パワーを提供して、着用者の総必要近距離光学パワー補正を提供する。屈折累進追加領域１０３の光学パワーを補足するために回折光学パワー領域１０４を使用することは、屈折累進追加領域１０３の全体的光学パワーを低減する。不所望な非点収差は、屈折累進追加領域の総追加パワーの関数として線形の割合よりも大きい増加が知られているので、屈折累進追加領域１０３の光学パワーを補足することは、ひずみ、知覚の曇り、スイムなど、それらの非点収差と他の不所望な影響を低減する。
【００２２】
レンズ１００は、遠距離視力領域１０７と遠中視力領域１０８と中近距離視力領域１０９とを有する。中近距離視力領域１０９は、たとえば、屈折累進追加領域１０３が最大追加パワーを有し、回折光学パワー領域１０４の中心と一致する領域に配置され得る。遠中距離視力領域１０８は、たとえば、屈折累進追加領域１０３がその最大追加パワーよりも小さく、回折光学パワー領域１０４と一致する領域に配置され得る。あるいは、遠中距離視力領域１０８は、たとえば、屈折累進追加領域１０３が不在で、回折光学パワー領域１０４が存在する領域に配置され得る。遠距離視力領域１０７は、たとえば、屈折累進追加領域１０３と回折光学パワー領域１０４が不在の領域に配置され得る。（たとえば読書のための）近距離視力は一般に、目からほぼ１０”からほぼ１６”までの範囲内の距離における視力を言う。（たとえばコンピューターと他のオフィス業務のための）中距離視力は一般に、目からほぼ１６”からほぼ２４”までの範囲内の距離における視力を言う。遠中視力は、目からほぼ２４”からほぼ６’までの範囲内の距離における視力を言う。たとえば、遠中視力を補正するための光学パワーは、近距離視力を補正するための光学パワーのほぼ５０％（好ましくはほぼ４０％）以下である。
【００２３】
レンズ１００は、幾何学的（または物理的）中心１０２とフィッティングポイント１０１を有する。一般に、遠距離視力領域１０７は、フィッティングポイント１０１の上方のレンズ１００の視野領域の上半分に配置される。フィッティングポイント１０１は、着用者のひとみの位置と一致するように設計され、遠距離視力領域１０７から中近距離視力領域１０９へ（累進追加領域１０３を通る）光学パワー累進の開始を一般に示す。
【００２４】
回折光学パワー領域は、フィッティングポイント１０１の下方に配置され、レンズ１００の幾何学的中心１０２に重なるように図１に示される。しかしながら、回折光学パワー領域１０４は、レンズ１００上のどこにでも配置され得ることが認められるであろう。たとえば、回折光学パワー領域１０４をレンズ１００のフィッティングポイント１０１に中心に配置し、回折構造１１０がフィッティングポイント１０１と同中心とすることができる。
【００２５】
図２Ａは、従来技術設計にしたがった、静的回折光学パワー領域１０４を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。静的回折光学パワー領域１０４は、回折幾何学的中心１０５と同中心にある複数の表面浮彫回折構造１１０を有する。表面浮彫回折構造１１０は連続的閉曲線であり、円形に示されているが、楕円などの任意の閉曲線として形づくることができる。
【００２６】
図２Ｂは、従来技術設計にしたがった、軸ＡＡに沿って破断された図２Ａのレンズ１００の断面図を示す。図２Ｂは、回折構造１１０から形成された図２Ａの回折光学パワー領域１０４のトポグラフィ輪郭を示す。表面浮彫回折構造１１０のトポグラフィ輪郭は鋸歯パターンを示す。構造の最大高さである表面浮彫回折構造１１０の部分は「回折ピーク」と呼ばれ、構造の最小高さである表面浮彫回折構造１１０の部分は「回折谷」と呼ばれる。表面浮彫回折構造１１０の高さは一定であるように示される。
【００２７】
しかしながら、回折構造１１０の径方向幅、すなわち、一つのピークから隣接ピークまでの（すなわち一つの谷から隣接谷までの）距離は、回折構造１１０が回折光学パワー領域１０４の周囲の方へ径方向に延びるにつれて減少する。径方向幅は図２Ｂ中に１１２として示される。上述したように、回折構造１１０の径方向幅１１２が減少するにつれて、色収差が増加する。したがって、回折光学パワー領域１０４の周囲領域は、最強度の色収差を示す。
【００２８】
図１を再び参照すると、回折光学パワー領域１０４は妥協視力領域１０６を有する。妥協視力領域１０６は、所定のしきい値よりも大きい色収差を入射光に経験させる領域である。一般に、妥協視力領域１０６は、回折光学パワー領域１０４の周囲の少なくとも一部の近くに配置されている。妥協視力領域１０６は、レンズ１００の残りものでその境界に鋭い描写を形成してもよい。
【００２９】
図３に示されるように、これらの外見と視力の妥協を最小にするために、図１に示される妥協視力領域は、本発明のアスペクトにしたがって、レンズ１００から取り除くことができる。一つのアプローチでは、回折光学パワー領域の周囲縁の少なくとも一部は、妥協視力領域を除外するために物理的に「剪定」することができる。一般に、回折光学パワー領域の剪定は、領域を形成する個別表面浮彫回折構造の形状を変更しない。たとえば、個別表面浮彫回折構造は円形で中心点１０５に同中心のままである。しかしながら、剪定することは、それの新しい周囲縁を定義することによって回折光学パワー領域の形状を全体として変更する。剪定することに先立ち、周囲縁、したがって、回折光学パワー領域の寸法は、最外周囲表面浮彫回折構造（すなわち最大径を備えた円）によって定義される。剪定することは、最外周囲表面浮彫回折構造を切断し、それによりその閉曲線形状を中断する。中断表面浮彫回折構造はもはや閉曲線ではなく、弧または弓形である。剪定回折光学パワー領域の周囲縁は、（もはや閉曲線を形成しない）弧として形づくられる一つ以上の表面浮彫回折構造を有する。
【００３０】
図３と４は、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、剪定回折光学パワー領域１１１を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。「剪定回折光学パワー領域」は、閉曲線を形成しない一つ以上の回折構造１１３を有する回折光学パワー領域である。代わりに、回折構造は、弧、たとえば完全な閉曲線（たとえば円または楕円）の閉じた弓形として形づくられる。これらの回折構造１１３は「不連続的」と呼ばれ得る。剪定回折光学パワー領域１１１はまた、完全な閉曲線を形成する表面浮彫回折構造を有することができる。完全な閉曲線を形成する回折構造は「連続的」と呼ばれる。図１に示される回折構造１１０は、たとえば、連続的であるとみなすことができる。連続的回折構造は一般に、不連続的回折構造１１３の内部に径方向に配置される。剪定回折光学パワー領域１１１の周囲の境界は「剪定境界」と呼ばれる。
【００３１】
一般に、不連続的回折構造１１３の中に存在しない（すなわち剪定された）連続的回折構造の部分は、もし存在すれば、最高度の球面収差を有するものである。したがって、剪定回折光学パワー領域中のこれらの部分の排除は、剪定されていない（すなわち連続的回折構造を有する）同じ光学パワー（すなわち回折構造の同じ径方向離間）を有する比較可能回折光学パワー領域よりも少ない視力妥協を提供する。
【００３２】
であるが、剪定回折光学パワー領域１１１は、図３と４にそれぞれ「Ｄ」形状と楕円形状を有するように示されるが、剪定回折光学パワー領域は任意の形状を有していてもよいことが認められるであろう。
【００３３】
図５は、本発明のアスペクトにしたがった、縁取り境界１１４を有する図４のレンズ１００の正面図を示す。縁取り境界１１４は、たとえば剪定回折光学パワー領域１１１の光学特性を破損または変更することなく、レンズ１００を眼鏡レンズフレームに装着するために縁取ることができる境界である。縁取り境界に縁取ることは、本発明のアスペクトにしたがって、回折光学パワー領域が電気活性素子から形成されるとき、図１５と１６に示される実施形態においては特に重要になり得る。そのような実施形態では、回折光学パワー領域を縁取ることは、電気活性物質の漏れなどの電気活性素子への物理的損傷をもたらしかねない。
【００３４】
図６Ａと６Ｂは、それぞれ、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、連続的回折光学パワー領域１０４と剪定回折光学パワー領域１１１を備えた基層１１５を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。基層１１５は、たとえば、紫外線（ＵＶ）および／または熱硬化性モノマー樹脂、または熱可塑性プラスチックなどの眼科眼鏡レンズでの使用に好適な任意の透明光学材料から構成され得る。回折光学パワー領域１１１は、この分野で既知の方法を使用して眼科眼鏡レンズに好適な透明光学材料中に回折光学パワー領域１１１を鋳造、スタンピング、エンボシング、熱形成するための工具内で形成され得る。そのような工具は一般に、金属、たとえば、ニッケル被覆アルミニウム、ステンレス鋼材、または他の任意の既知の物質から構成される。
【００３５】
図６Ａは、回折光学パワー領域１０４の連続的回折構造１１０を形成する閉曲線を有する基層１１５を示す。
【００３６】
図６Ｂは、剪定回折光学パワー領域１１１の不連続的回折構造１１３を形成する不連続的曲線を有する基層１１５を示す。剪定回折光学パワー領域１１１はまた、連続的回折構造１１０を形成する連続的閉曲線を有する。図６Ｂは剪定境界１１６（すなわち剪定回折光学パワー領域１１１の外側境界）を有する。剪定境界１１６は、完全に基層１１５の周囲縁の中に位置する。
【００３７】
回折構造がレンズ内へ窪まされるかレンズから突き出し得るように図６Ａと６Ｂの基層１１５に回折構造１１３を彫刻するためにさまざまな方法とデバイスが使用され得る。
【００３８】
一つの方法では、ダイヤモンド機械工具を使用し、基層に溝を直接彫刻またはエッチングして回折構造の曲線を形成する。あるいは、溝は、基層を鋳造またはエンボシングするための型工具（または後の複製のための型マスター）に彫刻されてもよい。旋盤は、基層の外側表面に垂直に角度づけられたダイヤモンドチップ彫刻工具を利用し得る。レンズまたは型工具が回転され、彫刻工具が、（回転面に垂直な）レンズ回転の軸に平行な方向に沿って移動され得る。彫刻工具がレンズに向かって内部へ移動されるとき、工具が基層に突き刺さり、層から物質を取り除く。同様に、彫刻工具がレンズから遠ざけられるとき、彫刻工具は基層を解放し、どんな物質も層から取り除かれない。したがって、レンズまたは型工具が回転しているとき、彫刻工具はレンズに突き刺さって回転対称（すなわち円形）溝を形成し得る。あるいは、楕円の溝は、レンズを軸周りに回転させながら、彫刻工具がレンズ表面に一定の深さで突き刺さるように彫刻工具を直線的に移動させることによってレンズに彫刻され得る。同様に、彫刻工具は、他の湾曲を有する溝を彫刻する他のパターンで移動されてもよい。
【００３９】
図６Ｂの不連続的回折構造１１３は図７に示されるような基層に彫刻される。
【００４０】
図７は、本発明のアスペクトにしたがって、剪定回折光学パワー領域１１１を基層１１５に彫刻するために、彫刻工具が図６Ｂの正面図レンズ１００の周回する経路を示す。軌道の経路は、工具が基層１１５に彫刻することを示す実線経路１１７と、工具が基層１１５に彫刻しないことを示す破線経路１１８とによってしるされている。彫刻工具は基層１１５の内外へ縫うように進み、彫刻を始める入口点１１９でレンズ１００に入り、彫刻を止める出口点１２０でレンズ１１０を出る。入口点１１９と出口点１２０の位置は、回折構造が基層１１５に彫刻されるところと、それらがされないところとを定める。入口点１１９と出口点１２０は、不連続的回折構造１１３の湾曲弧の端を形成する。入口点１１９と出口点１２０は、剪定境界１１６上にあり、これを定める。剪定境界１１６の内部では、彫刻工具は基層１１５に係合し、不連続表面浮彫回折構造１１３の溝を（実線経路１１７に沿って）彫刻する。剪定境界１１６の外部では、機械的アクチュエーターが一般に工具を基層１１５から取り除くとともに、彫刻工具が非係合時に（破線経路１１８に沿って）レンズを周回する。したがって、剪定回折光学パワー領域１１１の不連続的回折構造１１３が基層１１５に彫刻される。剪定回折光学パワー領域１１１は、高速工具サーボまたは低速工具サーボ技術を使用する彫刻工具で基層１１５に彫刻することができるが、基層１１５を彫刻するための他の既知の技術と工具を使用することができる。剪定境界１１６の外部エリアは、彫刻されず、連続的回折光学パワー領域１０４の周囲縁の近くに図１に示される妥協視力領域１０６を一般に有する。妥協視力領域１０６は、もし形成されれば、高度の色収差を提供することが予想され得る。
【００４１】
図７のレンズ１００の回転の向きは、（入口点と出口点１１９と１２０における矢印によって示される）反時計回りであるように示されるが、その向きは時計回りに逆にすることができることが認められるであろう。レンズ１００の回転の向きが逆にされるならば、入口点１１９と出口点１２０の位置も逆にされる。
【００４２】
図７は、楕円形状剪定回折光学パワー領域１１１に関連して説明されるが、同様のプロセスは、回折光学パワー領域を任意の回転形状を有するように剪定するために使用され得ることが認められるであろう。一つのアプローチでは、入口点１１９と出口点１２０は、所望の形状と大きさを有する剪定境界を定めるためにレンズ１００の表面上の代替位置に配置されていてもよい。
【００４３】
図８Ａ〜８Ｉは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域１１１の正面図を示す。剪定回折光学パワー領域１１１の他の形状と大きさが、ここに説明された技術を使用して可能であることが理解されよう。図８Ａ〜８Ｉに示される剪定回折光学パワー領域１１１も、図６Ａの連続的回折光学パワー領域１０４に合致させられ得る。
【００４４】
図６Ａの回折光学パワー領域１０４の連続的回折構造１１０は、レンズ１００が回転している間に、彫刻工具で層を異なる半径で突き刺すことによって基層１１５に彫刻することができる。レンズ１００は、彫刻工具が次の半径に移動される前に、彫刻工具に対して少なくとも十分な回転（たとえば少なくとも３６０［度］）を回転し得る。あるいは、レンズが旋盤内で回転しながら彫刻工具が連続的に外へ移動して螺旋状溝を形成してもよい。
【００４５】
しかしながら、不連続部を有することは他の光学的障害を導入し得る。一般に、彫刻工具が瞬時の刺しまたは解放で彫刻するとき、基層１１５の深さの鋭い不連続的勾配が剪定回折光学パワー領域１１１の剪定境界１１６に沿って生じる。深さの不連続的勾配は剪定境界１１６に沿って不所望な線を引き起こす。この問題を解決するために、この境界を混合するために混合ゾーンが追加されてもよい。
【００４６】
従来の混合ゾーンは一般に光学パワーを混合する。光学パワーは、回折構造の径方向位置を変更することによって回折領域と別の領域との間で混合される。そのような実施形態のより詳細な説明は、「光学パワー混合領域を有する電気活性眼用レンズ」と題する２００６年１１月１３日に提出された米国出願シリアル番号１１／５９５，９７１に見つけられ得、その全体は参照によってここに組み込まれる。回折領域の光学パワーは、回折構造がレンズの残りに遭遇するところで一般にゼロに減少する。したがって、回折構造とレンズの残りとの間のこの境界における光学パワーの急な変化つまり任意の線が除去される。この混合ゾーンはレンズから線の可視性を低減するが、それはさらなる不利益を有する。一つの不利益は、光学パワーが混合ゾーンでゼロに減少するため、混合ゾーンが光学的使用をほとんど有しないということである。
【００４７】
この問題を解決するため、その周囲縁に向かって径方向に延び、その回折効率をゼロに低減することによって回折光学パワー領域を混合する混合ゾーンが提案されている。回折効率は、所望の回析次数（すなわちレンズの設計光学パワーまたは焦点距離）に方向付けられる入射光の割合である。回折光学パワー領域の回折効率がゼロに接近するにつれて、回折光学パワー領域によって集中される光の割合も同様にゼロに低減される。したがって、回折光学パワー領域の周囲縁において、回折効率がゼロに混合されるとともに領域の光学影響も同様にゼロに混合されて、漸進的で線のない境界を形成する。
【００４８】
設計焦点距離における回折効率ηは数学的に次のように定義される。
【数２】
【００４９】
ここにおいて、ΔΦは、表面浮彫回折構造などの回折光学部品によって生成される位相遅れである。
【００５０】
式（２）は、位相遅れΔΦが２πのときに回折効率ηが１となり（入射光の１００％が設計焦点距離に集中され）、位相遅れΔΦがゼロのときにゼロとなる（どんな光も設計焦点距離に集中されない）ことを示している。
【００５１】
第一の屈折率ｎ１を有する表面浮彫回折構造が、第二の屈折率ｎ２を有する別の光学構造に接しているとき、位相遅れΔΦは次式のように定義される。
【数３】
【００５２】
ここにおいて、λは入射光学波長であり、ｄは回折構造の深さである。
【００５３】
式（２）と（３）はいずれも、回折構造の深さｄが滑らかにゼロに混合されるにつれて、回折効率も同様にゼロに混合されることを示している。
【００５４】
したがって、回折効率混合ゾーンは、回折構造の高さを混合することによって形成することができる。
【００５５】
図９Ａと９Ｂは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、不連続的回折構造１１３と不連続的曲線を混合するための混合ゾーン１２３の単一の不連続的曲線の側面図を示す。混合ゾーン１２３は、剪定回折光学パワー領域の剪定境界における不連続的曲線の高さを変えることによって達成される。彫刻工具１２１が剪定境界に接近するとともに、彫刻工具は、（たとえば最小値（０）から最大値までの）不連続的曲線の高さに連続的勾配を生じさせるようにあらかじめ決められた距離ｗを有する混合ゾーン１２３にわたって基層１１５に出入りする。深さのこの連続的勾配は、線のない剪定境界を形成するように剪定回折光学パワー領域を混合するようにあらかじめ決められる。彫刻工具の入口と出口に関する距離ｗは、たとえば、ほぼ０．５ミリメートル（ｍｍ）からほぼ４ｍｍまでの範囲内にあり、好ましくはほぼ１ｍｍであるが、任意の距離ｗを使用することができる。
【００５６】
図９Ａでは、彫刻工具１２１は、突き出し不連続的曲線を形成するようにあらかじめ決められた経路１２４に沿って基層を彫刻する。図９Ｂでは、彫刻工具１２１は、窪んだ不連続的曲線を形成するようにあらかじめ決められた経路１２５に沿って基層を彫刻する。図９Ａと９Ｂの不連続的曲線は物理的に逆さまであるが、それらは一般に光学的に等価である。
【００５７】
彫刻工具を使用して形成された混合剪定回折光学パワー領域を示す図７、９Ａおよび９Ｂとは対照的に、図１０Ａ〜１０Ｃで示されるように、混合剪定回折光学パワー領域は既知の半導体処理工具と技術を使用して代替的にエッチングされてもよい。
【００５８】
図１０Ａ〜１０Ｃは、それぞれ、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、レンズの基層上に剪定回折光学パワー領域をエッチングする連続行程におけるレンズ１０００〜１００２の側面図を示す。
【００５９】
図１０Ａは、エッチレジスト層１２７で被覆された平面基層１２８を有するレンズ１０００の側面図を示す。エッチレジスト層１２７は、たとえばフォトレジストで構成され得るが、他の物質が使用されてもよい。基板材料は、レンズ用の所望の最終材料であってもよく、または所望の回折構造が鋳造、スタンプ、熱形成またはエンボスされ得る型材料であってもよい。
【００６０】
図１０Ｂは、図１０Ａの平面基層１２８と、表面浮彫回折トポグラフィを有するパターン形成エッチレジスト層１２９とを有するレンズ１００１の側面図を示す。表面浮彫回折トポグラフィは、たとえば既知の半導体処理工具と技術を使用して、エッチレジスト層１２９をパターン形成することによって形成される。たとえば、エッチレジスト層は、たとえば、直接レーザー書き込みを使用する技術または可変透過高エネルギービーム感応（ＨＥＢＳ）フォトマスクを通した露光などの任意のグレースケール・リソグラフィプロセスを使用してパターン形成することができる。表面浮彫回折トポグラフィは、不連続的回折構造のパターンを有する。表面浮彫回折トポグラフィは、回折領域の周囲において高さに減少して混合ゾーンを形成することができる。不連続的回折構造は、たとえば、図８Ａ〜８Ｉに示されるものなどの種々様々の形状を有し得る。一つのアプローチでは、表面浮彫回折トポグラフィは、最初に連続的回折構造を備えたエッチレジスト層１２７をパターン形成し、それからそれらを剪定してそれらの周囲縁において高さに滑らかな混合を有する不連続的回折構造を形成することによって形成される。あるいは、不連続的回折構造と混合ゾーンは、エッチレジスト層に直接パターン形成される。
【００６１】
図１０Ｃは、図６Ｂの不連続的回折構造１１３を有する剪定回折光学パワー領域１１１を備えたパターン形成基層１３０を有するレンズ１００２の側面図を示す。不連続的回折構造１１３は、表面浮彫回折パターンを図１０Ｂのパターン形成エッチレジスト層１２９から図１０Ｂの平面基層１２８へ転写することによって形成される。一つのアプローチでは、パターンは、たとえば反応性イオンエッチング（ＲＥＥ）マシンなどのドライエッチチャンバー内に図１０Ｂのレンズ１００１を置くことによって転写される。ドライエッチチャンバーは、図１０Ｂのパターン形成エッチレジスト層１２９と平面基層１２８の両方をエッチングして回折パターンを転写する。いったん転写されたならば、不連続的回折構造１１３と混合剪定回折光学パワー領域１１１を有する図１０Ｃのパターン形成基層１３０が形成される。
【００６２】
図１１は、本発明のアスペクトにしたがった、レンズの周囲縁からレンズの中心へ向かったレンズを製造するための型の測定表面トポグラフィのグラフである。レンズは、剪定回折光学パワー領域と混合ゾーンを有する。たとえば図７と９Ｂまたは代替的に図１０Ａ〜１０Ｃに説明されるように、回折光学パワー領域は剪定することができる。剪定回折光学パワー領域は、楕円形状を備えた剪定境界を有する。剪定境界の楕円形状は、たとえばほぼ３０ｍｍの長軸とたとえばほぼ１６ｍｍの短軸とを有する。混合ゾーンは、剪定境界（すなわち回折光学パワー領域の周囲縁が型の残りに出合うところ）においてゼロに接近する高さの連続的変化を有する回折構造を有する。混合ゾーンは剪定境界の外に配置される。あるいは、混合ゾーンは剪定境界の内または中央に配置される。混合ゾーンは、たとえばほぼ１ｍｍの幅を有する。であるが、混合ゾーンは、たとえばほぼ０．１ｍｍないしほぼ５．０ｍｍ範囲内の、好ましくはたとえばほぼ０．２ｍｍ〜ほぼ１．０ｍｍ範囲内の幅を有することができる。剪定回折光学パワー領域は、たとえば５５０ナノメートルの波長を有する光に対してたとえば＋１．２５の曲光度Ｄの光学パワーを提供する。他の所望の物理的または光学的特性を有するレンズを鋳造するための型に対して他の寸法、光学パワーおよび波長を使用することができる。
【００６３】
グラフは、（ミリメートル（ｍｍ）で測定された）型の表面の長さに沿った（マイクロメートル（μｍ）で測定された）型の表面浮彫回折構造の高さを示す。この例における表面長さは、図６Ｂに示される測定線１２６に沿って測定される。この例では、測定はＺｙｇｏ白色光干渉計によって提供される。
【００６４】
図１２Ａ〜１２Ｃは、それぞれ、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、図１１に関連して説明されるレンズ型の回折光学パワー領域の混合ゾーンを横切って測定されたレンズの表面トポグラフィと光学パワーと回折効率のグラフである。
【００６５】
レンズ型の長さに沿って測定された図１２Ｃの回折効率と図１２Ａの回折構造の高さとの関係は式（２）と（３）によって定義される。回折構造の高さが最大値からゼロに減少するにつれて、混合ゾーンの回折効率も同様にゼロに減少する。混合ゾーンは、回折構造の光学パワーではなくそれの高さを変えることによって回折領域を混合する。先に説明したように、光学パワーは、たとえば式（１）にしたがう回折構造の半径の関数であり、回折構造の高さに依存しない。したがって、回折構造の高さが回折効率の混合のために変更されるため、光学パワーは影響されない。したがって、任意の光学パワーを有する混合回折領域を達成することができる。
【００６６】
図１２Ｂでは、回折光学パワー領域の光学パワーは一定である。一定光学パワー領域によって集中される光は、単一対応焦点に集中される。しかしながら、混合ゾーンの回折効率は領域の周囲縁においてほぼ０に減少するので、それによって（焦点に）集中される光の量も同様にゼロに減少する。したがって、回折光学パワー領域の周囲縁を横切って光学パワーに急な変化があるが、回折光学パワー領域によって集中される光の量つまり可視性は、周囲縁において徐々にゼロに接近して線のない境界を形成する。
【００６７】
図１３Ａは、本発明のアスペクトにしたがった、剪定境界に急な終端ポイント１３１をもつ回折構造を有するレンズの表面トポグラフィのグラフである。グラフは、表面浮彫回折構造の高さｄを、剪定境界を横切る径方向距離ｒの関数として示す。回折構造は同中心であり、鋸歯パターンを形成する一連の頂と隣接谷を有する。各同中心回折構造は、鋸歯パターンの谷から頂まで延びている。回折構造は、「表面浮彫回折光学素子」と題する２００８年３月２４日に提出された米国出願シリアル番号１２／０５４，３１３に見つかる実施形態によって説明されて使用され得、その全体は参照によってここに組み込まれる。
【００６８】
図１３Ｂは、本発明のアスペクトにしたがった、剪定境界において急な終端ポイントを低減するために図１３Ａのレンズの回折構造を混合するための混合関数のグラフである。グラフは、混合関数ｍを、剪定境界を横切る径方向距離ｒの関数として示す。混合関数は、レンズの中心から剪定境界へ単調に減少する。混合関数は、最初は一定であり（たとえば、変化しない深さに対して１の値を有し）、それから有限距離にわたって徐々に減少しているように示される。混合関数は、たとえば定数関数、一次関数、多項式関数、三角関数、指数関数、双曲線関数または対数関数の単独または組み合わせのいずれかなどの任意の連続的関数または数学的関係とすることができる。
【００６９】
図１３Ｃは、本発明のアスペクトにしたがった、剪定境界を横切る径方向距離ｒの関数としての図１３Ａの回折構造と図１３Ｂの混合関数ｍの高さｄとの積ｍ＊ｄのグラフである。
【００７０】
図１３Ｄは、本発明のアスペクトにしたがった、１３Ｃ図の積である高さを有する回折構造の混合表面トポグラフィのグラフである。グラフは、混合表面浮彫回折構造の高さｄを、剪定境界を横切る径方向距離ｒの関数として示す。混合表面浮彫回折構造の高さは、非混合表面浮彫回折構造の高さと混合関数との積である。
【００７１】
混合関数が表面浮彫回折輪郭の表面トポグラフィに適用されるとき、混合関数は、混合ゾーンの幅ｗにわたって回折効率の単調減少を引き起こす。複数の同中心回折構造を有する回折光学パワー領域に対して、回折光学パワー領域の中心点に近い第一の回折構造の高さ（すなわち第一の頂とそれに隣接する第一の谷との間の距離）は、中心点から離間した第二の回折構造の高さ（すなわち第二の頂とそれに隣接する第二の谷との間の距離）よりも大きい。
【００７２】
積は、回折構造の高さを、たとえば１と（剪定境界における）ゼロとの間の値（ｍ）によって縮小する。縮小は、演算子による値関数の適用である。図１３Ｃの例では、値関数は、１から０までの範囲を有する単調減少値関数であり、演算子は乗算である。
【００７３】
回折構造の高さを縮小することによって、回折光学パワー領域の回折効率が最大値からゼロまで変わる。最大回折効率は、回折構造が十分に不変なピーク高さを有するところで生じる。最大回折効率は一般に、同中心回折構造の中心点の近くすなわち混合ゾーンの内部に生じる。最小（ゼロ）回折効率では、回折光学パワー領域は、回折光学パワーへの入射光のいずれも集中させない。最小回折効率は、回折構造がゼロのピーク高さを有するところで生じる。最小回折効率は一般に、同中心回折構造の周囲すなわち混合ゾーンの周囲に生じる。
【００７４】
最大回折効率の領域では、回折光学パワー領域は、回折領域の設計光学パワーへの入射光のほぼ１００％を集中させる。回折光学パワー領域の回折効率がゼロに減少するにつれて、領域によって影響される光の量がゼロに減少し、したがって領域は目に見えなくなる。したがって、図１３Ｄの混合表面トポグラフィを有するレンズは、それの回折効率を変えることによって十分に混合された回折光学パワー領域を有する。
【００７５】
図１４Ａは、本発明のアスペクトにしたがった、剪定境界にある急な終端ポイント１３２において終わる多段階表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィのグラフである。多段階表面浮彫回折構造の表面トポグラフィは、階段関数または平方関数の組み合わせなどの離散関数である。多段階表面浮彫回折構造の回折効率は、最高段の高さが増加するにつれて増加する。多段階表面浮彫回折構造は、図１３Ａの表面浮彫回折構造に近似するように知られる。多段階表面浮彫回折構造の回折効率は、それによって近似される表面浮彫回折構造の回折効率よりも小さい。表面トポグラフィを近似するために使用されるゾーンあたりの段の数が増加するにつれて、それの回折効率も同様に増加する。
【００７６】
図１４Ｂは、本発明のアスペクトにしたがった、剪定境界にある急な終端ポイントを低減するために回折構造図１４Ａの表面トポグラフィを混合するための混合関数のグラフである。混合関数は、図１３Ｂの混合関数であってもよい。
【００７７】
図１４Ｃは、本発明のアスペクトにしたがった、図１４Ａの回折構造の表面トポグラフィと図１３Ｂの混合関数との積のグラフである。
【００７８】
図１４Ｄは、本発明のアスペクトにしたがった、１４Ｃ図の積である高さを有する回折構造の混合表面トポグラフィのグラフである。図１３Ａ〜１３Ｄに関連して説明したように、図１３Ｄの混合表面トポグラフィを有するレンズは、それの回折効率を変えることによって十分に混合される回折光学パワー領域を有する。
【００７９】
回折効果を生じさせるようにあらかじめ決められた表面トポグラフィに物理的な漸次的移行を利用する表面浮彫回折構造を有する静的回折光学素子が前述の図に説明されるが、代わりに、本発明のアスペクトにしたがった、静的構造によって達成された光学的結果をすべて生成する図１５、１６および１７Ａ〜１７Ｄに示されるような動的回折光学素子を使用することができる。
【００８０】
図１５は、本発明のアスペクトにしたがった、電気活性レンズ２００の第一の分解断面図を示す。レンズ２００は、第一の光学素子２０２と第二の光学素子２０３の間に配置された電気活性素子２０１を有する。電気活性素子２０１は、第一の基層２０４と、第二の基層２０５と、透明電極２０７および２０８と、絶縁層２０９と、配向層２１０および２１１と、電気活性物質２１２とを有する。そのような実施形態のより詳細な説明は、「コレステリック液晶物質」と題する２００８年１月２２日に提出された米国出願シリアル番号１２／０１８，０４８に見つけられ得、その全体は参照によってここに組み込まれる。
【００８１】
電気活性素子２０１は、第一および第二の光学素子２０２および２０３と光連絡している。電気活性素子２０１は、第一および第二の光学素子２０２および２０３に、たとえば（図示しない）接着剤層によって取り付けられている。第一および第二の光学素子２０２および２０３はそれぞれ凸および凹であってもよく、あるいは、さもなければ、所望の光学効果を提供するように形づくられまたは仕上げられてもよい。たとえば、屈折累進光学パワー領域は、光学パワーに累進を生じさせるように第一および第二の光学素子の一方または両方の内または外表面上に形成することができる。第一および第二の光学素子２０２および２０３の一方または両方は、未完成、半完成または完成であってもよい外表面を有していてもよい。第一および第二の光学素子２０２および２０３の一方または両方は、それぞれ、第一および第二の基層２０４および２０５として形成されてもよい。
【００８２】
第一の基層２０４は平坦表面トポグラフィを有し、第二の基層２０５は、回折構造２０６によって形成された表面浮彫回折トポグラフィを有する。第一の基層２０４の表面トポグラフィは平坦であるように示されるが、（たとえば曲げられた）任意の実質的に特色のない表面トポグラフィが使用されてもよい。透明電極２０８と、配向層２１１と、電気活性物質２１２を包含する領域とは、第二の基層２０５に沿って形成され、したがって、また表面浮彫回折トポグラフィを有する。あるいは、第一の基板２０４もまた表面浮彫回折トポグラフィを有する。別の代替案としては、第二の基板２０５が平坦表面トポグラフィを有し、第一の基板２０４が表面浮彫回折トポグラフィを有する。
【００８３】
第一の基層２０４と第二の基層２０５は、それぞれ、透明電極２０７および２０８で被覆されてもよい。透明電極２０７および２０８は、それぞれ、第一の基層２０４と第二の基層２０５の内側表面全面上に一様に堆積されてもよい。
【００８４】
電気活性物質２１２は、第一および第二の基層２０４および２０５の間に包含されていてもよい。電気活性物質２１２は、ネマティック液晶、コレステリック液晶、スメクティック液晶、ポリマー分散液晶、またはポリマー安定液晶などの液体結晶物質であってもよい。
【００８５】
配向層２１０および２１１は、電気活性物質２１２の分子を基層２０４および２０５に対して所定の方向に整列させる。配向層２１０および２１１は、たとえば（機械的研磨のために）ポリイミド物質、または（偏光ＵＶ光学配向のために）感光物質から構成されてもよい。
【００８６】
透明電極２０７および２０８は、（図示しない）コントローラーに、たとえば（図示しない）電気コンタクトを介して電気的に連結されてもよい。透明電極２０７および２０８の間の電気伝導（すなわち電気的短絡）を防止するために、絶縁層２０９が透明電極２０７および２０８の間に配置される。コントローラーは、配向層２１０および２１１のほかに電気活性物質２１２を横切って電界を生じさせるようにあらかじめ決められた透明電極２０７および２０８に電圧を印加する。電界は、電気活性物質２１２の分子の配向を変化させ、それによって電気活性物質２１２の屈折率を変化させる。電気活性物質２１２の屈折率の変化は、電気活性物質２１２中に回折パターンを生じさせて光学パワーを提供させるようにあらかじめ決められる。電圧が電極２０７および２０８に印加されないとき、電気活性物質２１２の屈折率は、表面浮彫回折構造２０６の屈折率と一致する。したがって、光学的位相遅れは生成されず、光は集中されない（すなわち回折効率はゼロである）。所定の電圧が電極２０７および２０８に印加されるとき、電気活性物質２１２の屈折率は、表面浮彫回折構造２０６の屈折率と相違する。したがって、ほぼすべての入射光を光学パワーに（すなわちほぼ１００％の回折効率で）集中させるための光学的位相遅れが生成される。したがって、透明電極２０７および２０８に印加される電圧をオンまたはオフに切り替えることによって、電気活性素子２０１の光学パワーも同様にオンまたはオフに切り替えられ、それによって電気活性素子２０１の回折効率をそれぞれ最大値と最小値の間で変調する。
【００８７】
電圧が電気活性素子２０１に印加されるとき、光学パワーが境界２２２内に生成される。電圧の印加は、最も外側の連続的表面浮彫回折構造によって形成された境界２２２を横切って光学パワーに急な変化を生じさせる。したがって、可視の線がレンズ２００中に形成される。線の可視性を低減するため、混合ゾーンが必要である。
【００８８】
境界２２２は、境界２２２におけるあらかじめ決められた距離にわたって回折構造２０６の高さをゼロに混合する混合ゾーンを使用して混合することができる。混合ゾーンは、図９Ａ、９Ｂまたは１１Ａ〜１１Ｃに説明される実施形態にしたがって形成される。
【００８９】
図１５の電気活性素子２０１は平坦であるように示されるが、電気活性素子２０１が代替的に曲げられてもよいことは理解されるに違いない。
【００９０】
電気活性物質が、たとえばネマティック液晶などの偏光感応液体結晶物質であるとき、二つの電気活性素子が好ましく使用される。二つの電気活性素子は直列に配置され、任意の偏光状態の入射光の等しい集中を可能にするために直交配向方向を備えた配向層を有する。そのような実施形態のより詳細な説明は、「ハイブリッド電気活性レンズ」と題する２００４年６月９日に提出された米国出願シリアル番号１０／８６３，９４９に見つけられ得、その全体は参照によってここに組み込まれる。
【００９１】
図１６は、本発明のアスペクトにしたがった、両方とも平坦表面トポグラフィを有する第一の基層２０４と第二の基層２１３を含む電気活性素子３０１を有する図１５の電気活性レンズ２００の第二の分解断面図を示す。第一の基層２０４と第二の基層２１３の表面トポグラフィは平坦であるように示されるが、（たとえば曲げられた）任意の実質的に特色のない表面トポグラフィが使用されてもよい。
【００９２】
電気活性レンズ３００は、パターン形成透明電極２１４と、配向層２１５と、電気活性物質２１２を包含する領域とを有する電気活性素子３０１を有し、それらはいずれも第二の基層２１３に沿って形成されている。前述の素子が沿って形成される第二の基層２１３が平坦表面トポグラフィを有するので、これらの素子もまた平坦表面トポグラフィを有する。
【００９３】
パターン形成透明電極２１４は複数の個別アドレサブル電極２１６（たとえば電極リングまたはピクセル）を有する。図１７Ａと１７Ｂに示されるように、個別アドレサブル電極２１６は、回折光学パワー領域をレンズ３００中に形成するために配列される。
【００９４】
透明電極２０７は、パターン形成透明電極２１４に対する基準電極（すなわち電気アース）として働く薄膜透明電極層である。電圧が電気活性素子３０１にパターン形成透明電極２１４と透明電極２０７の間に印加されると、回折パターン形状が電気活性素子３０１の境界２２２内に生じる。
【００９５】
図１７Ａと１７Ｂは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、境界２２２によってくるまれた個別アドレサブル電極２１６を有する図１６のパターン形成透明電極２１４の正面図を示す。
【００９６】
個別アドレサブル電極２１６は、連続的全体電極２１８と、連続的閉曲線電極２１９と、湾曲弧電極２２０とを有する。あるいは、個別アドレサブル電極２１６は不連続的曲線電極だけであってもよい。個別アドレサブル電極２１６は円または円弧として形づくられるように示されるが、楕円または多角形幾何学などの他の幾何学が代替的に使用されてもよい。１２および１３の個別アドレサブル電極２１６が図１７Ａと１７Ｂにそれぞれ示されるが、任意の数の個別アドレサブル電極２１６が使用されてもよい。ｐｉｘｉｌａｔｅｄアプローチでは、任意の数と配置のピクセルが使用されてもよい。個別アドレサブル電極２１６は好ましくは同中心である。個別アドレサブル電極２１６は光学的に透明である。個別アドレサブル電極２１６は、任意の既知の透明導電性酸化物（たとえばポリ（３，４−エチレンジオキシオフェン(ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ)）ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）またはカーボンナノチューブ）から構成される。
【００９７】
個別アドレサブル電極２１６は、電気的境界２１７に沿って（図示しない）コントローラーとの個別電気的接続を有する。（図示しない）電気的絶縁層が個別アドレサブル電極２１６間に形成される。電気的絶縁層は、隣接する個別アドレサブル電極２１６間に形成された空間２２１を占領してそれらの間の電気伝導を防止する。
【００９８】
任意の配列に配置されて任意の形状を有する回折光学パワー領域を形成することができる少なくとも一つの湾曲弧電極２２０を有する個別アドレサブル電極２１６。図１７Ａでは、個別アドレサブル電極２１６は、楕円形状回折光学パワー領域を生成するために配列され、いっぽう図１７Ｂでは、個別アドレサブル電極２１６は、フラットトップ弓形回折光学パワー領域を生成するために配列される。あるいは、個別アドレサブル電極２１６は、任意の形状（たとえば図８Ａ〜８Ｉの）を有する回折光学パワー領域を生成のために異なって配列され形づくられてもよい。
【００９９】
図１６のレンズ３００で使用されるとき、個別アドレサブル電極２１６に印加される電圧は、電気活性物質２１２の両端に電圧パターンを生じさせるようにあらかじめ決められる。この電圧パターンは、今度は、電気活性物質２１２（したがってレンズ３００）の屈折率に変化を生じさせるようにあらかじめ決められる。屈折率のこの変化は回折パターンを、したがって電気活性素子３０１中に回折光学パワー領域を形成する。
【０１００】
図１８Ａは、本発明のアスペクトにしたがった、複数の個別アドレサブル電極２１６を有する図１６の電気活性レンズ３００の径方向周囲部分の側面図を示す。
【０１０１】
図１８Ｂは、本発明のアスペクトにしたがった、図１６の電気活性素子３０１中に回折光学パワー領域を生じさせるようにあらかじめ決められた個別アドレサブル電極２１６に印加される電圧を示す。電圧（たとえば四つの電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４）は、個別アドレサブル電極２１６に印加される。電圧は、個別アドレサブル電極２１６が径方向に配列される順番で個別アドレサブル電極２１６に電圧を単調に増加させる繰り返しシーケンスで印加される。電圧は、電気活性素子３０１中に多段階回折パターンを生じさせるようにあらかじめ決められた電気活性物質２１２の両端に多段階電圧パターンを形成する。図１８Ｂの多段階回折パターンは、図１４Ａの多段階表面浮彫回折パターンと同様である。しかしながら、図１４Ａの多段階回折パターンが、回折構造の高さの変動によって物理的に形成されるのに対して、図１８Ｂの多段階表面浮彫回折パターンは屈折率の変動によって形成される。回折構造は、光を回折することができる任意の構造に適用し得る。一例では、回折構造は、図１３Ａ、１３Ｄ、１４Ａおよび１４Ｄに示されるような、一連の頂と隣接谷を有する物理的形成鋸歯パターンを有する表面浮彫回折構造に適用し得る。別の例では、図１５において、回折構造は、鋸歯パターンを有する回折構造２０６、鋸歯パターンを有する電極２０８、またはそれらの組み合わせおよび／または電気活性素子２０１の他の構成要素に適用し得る。また別の例では、図１６において、回折構造は、一様または平坦表面トポグラフィを有する個別アドレサブル電極２１６に適用し得る。この例では、光の回析は、電気活性物質２１２の屈折率を変えるための電圧パターンを印加することによって形成される。この例では、回折構造（すなわち個別アドレサブル電極２１６）は光を回折することができるが、それに電圧が印加されないとき、回折構造は光を回折しない。
【０１０２】
図１８Ｂの電圧が図１８Ａの個別アドレサブル電極２１６に印加されると、電気活性素子３０１中の回折パターンが境界２２２内に生じ、レンズ中に可視の線を生じさせる境界２２２を横切って光学パワーに急な変化を生じさせる。この問題を解決するため、混合ゾーンが必要である。
【０１０３】
前述の図では静的混合ゾーンが説明され、それらは、回折構造の高さの物理的変動を利用して回折効率の混合を生じさせて回折構造の境界２２２の線の可視性を低減する。しかしながら、図１６のレンズ３００は、平坦表面トポグラフィを有するパターン形成透明電極２１４を利用するので、代替混合手段が必要である。
【０１０４】
図１８Ｃは、図１６の電気活性素子３０１中に回折光学パワー領域の混合を生じさせるようにあらかじめ決められた個別アドレサブル電極２１６に印加される電圧を示す。混合関数（たとえば図１３Ｂ〜１３Ｄおよび１４Ｂ〜１４Ｄの）は、有限距離にわたってレンズ３００の径方向中心から境界２２２までの回折効率を単調に減少させることによって輪郭を変調する。混合関数は、個別アドレサブル電極２１６に印加される電圧振幅を、たとえば１と（境界２２２における）０との間の値（ｍ）によって縮小する。個別アドレサブル電極２１６に印加される電圧振幅は境界２２２の近くでゼロに接近するため、それによって引き起こされるレンズ３００中の屈折率の変化つまり回折効果（すなわち回折効率）もまた境界２２２の近くでゼロに接近する。レンズ３００の回折効率がゼロに減少するため、境界２２２は目に見えなくなる。
【０１０５】
図１８Ｂと１８Ｃには４つの電圧が示されるが、任意の数の電圧を使用することができる。別個の電圧の数（したがってフレネル帯または電圧期間あたりの段）が大きいほど、理想的回折構造への近似はよい。しかしながら、電圧のシーケンスの一周期の幅、したがって、これらの電圧が印加される個別アドレサブル電極２１６の幅は、レンズ３００の回折光学パワーを決定する。この回折光学パワーを保存するために、回折構造に近似するために使用される別個の電圧の数が増加されるにつれて、同じ領域中の個別アドレサブル電極２１６の数も同様に増加されなければならない。したがって、個別アドレサブル電極２１６の密度が増加される。より多くの個別アドレサブル電極２１６をレンズ３００の同じサイズ領域内に入れるために、個別アドレサブル電極２１６を狭くし、互いにより接近させて移動することができる。個別アドレサブル電極２１６間の間隔が低減されるとき、隣接個別アドレサブル電極２１６間の電気伝導（すなわち短絡）の電位が増加される。したがって、そのような電気伝導を防止するために個別アドレサブル電極２１６間に（図示しない）追加絶縁が使用されてもよい。
【０１０６】
図１８Ａの動的混合手段は物理的構造ではなく、たとえば回折効率の混合を生じさせるようにあらかじめ決められた電圧の電気的状態である。混合手段は好ましくは電気活性素子３０１に一体的である。
【０１０７】
別のアプローチでは、電圧振幅は混合関数によって変調されない。このアプローチでは、電圧振幅はソース（個別アドレサブル電極）において減少されないが、その代り、電気活性素子の周囲に配置された（図示しない）絶縁物質によって遮られる。絶縁物質は、図１８Ｃに示された電圧パターンにしたがって電圧振幅を低減するようにあらかじめ決められた単調増加厚さを有する。したがって、回折光学パワー領域の回折効率を混合する効果は、印加電圧を変調する代わりに絶縁物質の所定の配置によって引き起こされるものと同じである。
【０１０８】
回折光学パワー領域の回折効率を混合するための前述の手段のいずれも、（たとえばスチュアートらによる米国出願シリアル番号１１／５９５，８７１に教示され、その全体は参照によってここに組み込まれる）従来の光学パワー混合ゾーンと関連して使用されてもよい。レンズと一緒に使用されるとき、回折効率混合ゾーンと光学パワー混合ゾーンは別々に配置されてもよく、あるいは部分的または完全に重なってもよい。
【０１０９】
図１８Ａでは、電気活性レンズ３００は、電気活性物質２１２の厚さを制御するためのスペーサー２２３を有する。
【０１１０】
図１９Ａは、本発明のアスペクトにしたがった、累進追加回折光学パワー領域１３３の正面図を示す。累進追加回折光学パワー領域は、特定の波長λの光を焦点距離ｆに集中させるための複数の同中心表面浮彫回折構造を有する。累進追加回折光学パワー領域１３３は静的または動的である。累進追加回折光学パワー領域１３３は、第一の範囲ｄ２＜ｒ≦ｄ１＋ｄ２にある中心点からの半径ｒを有する同中心表面浮彫回折構造１１０を有する第一の領域を有する。累進追加回折光学パワー領域１３３は、第二の範囲ｒ≦ｄ１にある中心点からの半径ｒを有する同中心表面浮彫回折構造１１０を有する第二の領域を有する。たとえば、第二の領域は、第一の領域の径方向内部に配置されている。
【０１１１】
累進追加回折光学パワー領域１３３は、それの径方向距離が中心点からの増加するにつれて、光学パワーの累進を有する。図では、累進追加回折光学パワー領域１３３の光学パワーは第二の領域内では一定である。一定の光学パワーを達成するために、ｎ番目の同中心表面浮彫回折構造１１０の中心点からの第二の領域の半径は（２ｎλｆ）１／２に等しい（すなわち式（１）の定義にしたがう）。図では、累進追加回折光学パワー領域１３３の光学パワーは第一の領域内では、それの中心点からの径方向距離が増加するにつれて減少する。減少光学パワー累進を達成するために、回折構造１１０の少なくともいくつかの半径は式（１）の定義に反する。減少光学パワーの累進を達成するために、ｎ番目の同中心表面浮彫回折構造１１０の中心点からの第一の領域の半径は（２ｎλｆ）１／２よりも大きい。あるいは、累進追加回折光学パワー領域１３３の光学パワーは第一の領域内では、それの中心点からの径方向距離が増加するにつれて増加する。増加光学パワーの累進を達成するために、ｎの同中心表面浮彫回折構造の中心点からの第一の領域の半径は（２ｎλｆ）１／２よりも小さい。一例では、回折構造の少なくともいくつかの径方向幅は、たとえば第一の領域内の他のひとつと等しい。
【０１１２】
累進追加回折光学パワー領域１３３の光学パワー累進がグラフ１３４に示される。図では、累進追加回折光学パワー領域１３３の光学パワーは径方向距離の増加とともに減少する。したがって、累進追加回折光学パワー領域１３３の回折構造の相対的径方向幅は、一定の回折光学パワー領域よりも遅い速さで減少する。色収差の程度は、回折構造増加の幅が増加するにつれて減少するので、累進追加回折光学パワー領域１３３の色収差は、一定の回折光学パワー領域の色収差よりも小さい。＋１．００Ｄの光学パワーを提供する一般的な眼鏡レンズ材料から構成される累進追加回折光学パワー領域は、累進追加回折光学パワー領域１３３の中心から６ｍｍよりも小さい径方向距離において所定のしきい値レベル（たとえば人目をひくレベル）よりも低い程度の色収差を示すことが実験的に観察される。
【０１１３】
たとえば＋１．００Ｄの累進追加回折光学パワー領域１３３のそれの中心から６．０ｍｍにおける色収差の程度が所定のしきい値レベルよりも低いならば、同じ径方向幅を有する回折構造を有する他の領域、たとえば、中心から１２．０ｍｍにおいて＋０．５０Ｄの回折光学パワー領域と、中心から１８．０ｍｍにおいて＋０．３３Ｄの回折光学パワー領域と、中心から３．０ｍｍにおいて＋２．００Ｄの回折光学パワー領域もある。回折構造の径方向幅は、それの色収差を決定し、各径方向距離において局所的に一定であり、半径の増加とともに減少する。このアプローチは、すべての回折構造に対して一様の色収差を有する累進追加回折光学パワー領域１３３を形成する。累進追加回折光学パワー領域１３３は剪定境界において剪定して所定のしきい値よりも大きい色収差を生じさせるようにあらかじめ決められた回折構造を除去することができる。
【０１１４】
図１９Ｂと１９Ｃは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、剪定境界１１６に沿って剪定された図１９Ａの累進追加回折光学パワー領域１３３の正面図を示す。図１９Ｂは、幅広近距離視力ゾーンと、鉛直および水平両方向の光学パワー累進とをもつ剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を示す。図１９Ｃは、幅狭中近距離視力ゾーンと、ほとんど鉛直方向だけの光学パワー累進とをもつ剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を示す。回折光学パワー領域１３５は、（たとえば図８Ａ〜８Ｉに示されるような）任意の所望な形状を有するように剪定することができることが認められるであろう。
【０１１５】
回折効率混合ゾーンは、図１９Ｂおよび１９Ｃの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を、それの回折効率をそれの周囲縁に向かって径方向に延びてゼロに減少させることによって混合することができる。回折効率混合ゾーンが光学パワーと無関係に混合するので、混合ゾーンは、剪定回折光学パワー領域を、（変化する光学パワーを有する）それの剪定境界全体に沿って混合して、剪定境界１１６に沿った線の外観を低減することができる。
【０１１６】
図１９Ａ〜１９Ｃの累進追加回折光学パワー領域は、鉛直および水平方向に異なる光学パワー累進を有していてもよい。そのうえに、光学パワー累進は、ゼロ光学パワーに終わる必要はない。
【０１１７】
図２０Ａは、本発明のアスペクトにしたがった、鉛直軸１４０に沿った光学パワー累進と水平軸１４１に沿った光学パワー累進をもつ図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を示す。
【０１１８】
図２０Ｂ、２０Ｃおよび２０Ｄは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、図２０Ａの軸１４０および１４１に沿った光学パワーのグラフを示す。
【０１１９】
図２０Ｂおよび２０Ｃにおいて、光学パワー累進１４３は、図２０Ａの鉛直軸１４０に沿った光学パワーであり、光学パワー累進１４５は、図２０Ａの水平軸１４１に沿った光学パワーである。図２０Ｂおよび２０Ｃにおいて、一定の光学パワー１４２は、図２０Ａの鉛直および水平軸１４０および１４１の両方に沿った光学パワーであり、そこでは光学パワーは一致する。光学パワーは一般に近距離視力領域で一致する。
【０１２０】
図２０Ｂでは、鉛直軸に沿った光学パワー累進１４３は、近距離視力領域の外でほぼゼロ光学パワー１４４（すなわちプラノ）に単調に減少する。水平軸に沿った光学パワー累進１４５は、近距離視力領域の外で非ゼロ光学パワー１４６に単調に減少する。一例では、水平軸に沿った光学パワーは、一定の光学パワー１４２のほぼ５０％からほぼ７５％までの範囲にある非ゼロ光学パワー１４６に減少するが、他の非ゼロ光学パワーが使用されてもよい。
【０１２１】
図２０Ｃでは、鉛直軸に沿った光学パワー累進１４３と水平軸に沿った光学パワー累進１４５の両方が、近距離視力領域の外で非ゼロ光学パワー１４８と１４６に単調にそれぞれ減少する。一例では、鉛直軸に沿った光学パワーは、ほぼ＋０．１２Ｄからほぼ＋１．００Ｄまでの範囲にあるが、好ましくはほぼ＋０．２５Ｄからほぼ＋０．７５Ｄまでの範囲にある非ゼロ光学パワー１４８に減少するが、他の非ゼロ光学パワーが使用されてもよい。
【０１２２】
鉛直軸に沿った光学パワー累進１４３が（中距離視力領域において）非ゼロ光学パワー１４８に減少するとき、遠中および中距離視力領域の間で光学パワーに不連続部がある。これらの不連続部は一般に、距離および中距離視力領域を横切って見るときに、画像破損や光学パワーの上昇などの不所望な光学影響を引き起こす。画像破損の程度は一般に、不連続部における光学パワーの変化の大きさに依存する。
【０１２３】
図２０Ｄでは、鉛直軸に沿った光学パワーは、近距離視力領域では一定の光学パワー１４２であり、ゼロ光学パワー１５０または非ゼロ光学パワー１５１のいずれかへの（たとえば階段または区分的関数としての）分散単調減少光学パワー１４９である。分散光学パワー累進中の不連続部は、光学パワー混合ゾーンまたは回折効率混合ゾーンに混合することができる。
【０１２４】
あるいは、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５の光学パワーは、たとえば、定数関数、一次関数、多項式関数、三角関数、指数関数、双曲線関数、対数関数、またはそれらの任意の組み合わせなどの任意の数学関数にしたがって径方向に変更されてもよい。眼鏡レンズにおける回折光学パワー変化は、ほぼ６ｍｍからほぼ１６ｍｍまで、またはほぼ８ｍｍからほぼ１４ｍｍまで、好ましくはほぼ１０ｍｍからほぼ１２ｍｍまでの範囲内の距離にわたって生じてもよい。
【０１２５】
図２１Ａと２１Ｂは、本発明のアスペクトにしたがった、所定のしきい値よりも小さい非点収差を有し、着用者の全近距離視力処方を提供する図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を有するレンズ４００の正面図を示す。剪定累進追加回折光学パワー領域１３５は着用者の全近距離視力処方を提供するので、追加光学部品は必要ない。
【０１２６】
図２１Ａでは、累進追加回折光学パワー領域１３５は、ゼロ光学パワーを有する最小光学パワー領域１５８（たとえばプラノ領域）から最大光学パワー領域１５９（たとえば＋１．２５Ｄの光学パワーを有する領域）までの範囲にわたって光学パワーの連続的単調増加累進を提供する。
【０１２７】
図２１Ｂでは、光学パワーの累進は、非ゼロ最小光学パワー領域１６０から最大光学パワー領域１５９（たとえば＋１．００Ｄの光学パワーを有する領域）まで変わってもよい。（たとえば非ゼロ最小光学パワー領域において終わる）図２１Ｂの光学パワー累進は一般に、ゼロ光学パワーにおいて終わる光学パワー累進を有すると一般に定義される累進追加レンズ（ＰＡＬ）とみなされない。着用者の全近距離視力処方が（たとえば老眼の人を出現するための）近距離視力領域においてたとえば＋１．５０Ｄ未満の光学パワーであるとき、剪定累進追加回折光学パワー領域１３５によって補正が十分に提供され得る。
【０１２８】
いくつかの場合では、剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を剪定することによって回折構造を除去することは、レンズ４００の光学パワーを、着用者に処方される光学パワーよりも小さく減少させる。他の場合では、たとえば、着用者の全近距離視力処方が＋１．５０Ｄよりも大きいとき、＋１．５０Ｄ光学パワーよりも大きいものを提供する剪定累進追加回折光学パワー領域１３５は、色収差と不所望な非点収差の十分な低減を提供しない。そのような場合、（たとえば、必要とされる光学パワーの一部を提供する）剪定累進追加回折光学パワー領域は、（たとえば、必要とされる光学パワーの一部を提供する）屈折累進追加領域などの光学部品と組み合わされて、必要とされる全光学パワーを提供してもよい。
【０１２９】
図２２Ａ〜２２Ｂは、本発明のアスペクトにしたがった、図１の屈折累進追加領域１０３と光連絡している図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を有する図２１Ａ〜２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。剪定累進追加回折光学パワー領域１３５は、所定のしきい値よりも小さい非点収差を有し、また着用者の全近距離処方未満を有する。屈折累進追加領域１０３は、着用者の全近距離視力処方を提供するために必要とされる光学パワーの残りを提供する。一例では、着用者の全近距離視力処方は、たとえば、近距離視力領域において＋２．００Ｄの光学パワーである。たとえば、＋１．００Ｄの光学パワーが累進追加回折光学パワー領域１３５によって提供され、＋１．００Ｄの光学パワーが屈折累進追加領域１０３によって提供される。
【０１３０】
図２２Ａでは、累進追加回折光学パワー領域１３５と屈折累進追加領域１０３はいずれも、ゼロ光学パワー（たとえばプラノ領域）をもつ最小光学パワー領域１５８有する。最小光学パワー領域は、その領域の周囲端が累進チャンネルのトップに遭遇するところに配置される。したがって、累進チャンネルのトップにおいて光学パワーに上昇はない。図２２Ｂでは、累進追加回折光学パワー領域１３５は、非ゼロ（たとえば＋０．２５Ｄ）最小光学パワー領域１６０において始まる。したがって、累進チャンネルのトップにおいて光学パワーに（たとえば＋０．２５Ｄの）上昇がある。
【０１３１】
図２３Ａと２３Ｂは、それぞれ、図１の屈折累進追加領域の光学パワーと非点収差の等高プロットである。図では、屈折累進追加レンズは、近距離視力領域１３６において（この例では＋２．００Ｄの）最高光学パワーを提供する。
【０１３２】
屈折累進追加領域は、所定のしきい値よりも大きい非点収差を入射光に経験させる妥協視力領域を有する。所定のしきい値よりも大きい非点収差は、非点収差等高プロットの領域１３７内に配置されている。１．００Ｄよりも大きい非点収差が、レンズ中を見たときに顕著な歪みとスイムを一般に引き起こすので、所定のしきい値はほぼ１．００Ｄ、好ましくは０．２５Ｄであってもよいが、他の値が使用されてもよい。図２３Ｂでは、累進チャンネルのそれぞれの側に二つの領域１３７があるが、任意の数と位置の領域１３７があってもよい。この例では、領域１３７は、ほぼ２．００Ｄの最大非点収差を有する。
【０１３３】
領域１３７の不所望な非点収差を低減するために、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５は、領域１３７の不所望な非点収差を引き起こす妥協視力領域を除外する剪定境界１１６を有するけれども、図１の屈折累進追加領域を近似するために使用することができる。
【０１３４】
図２３Ｃと２３Ｄは、それぞれ、図１の屈折累進追加領域の近距離視力領域における＋２．００Ｄ光学パワー累進を近似する図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５の光学パワーと非点収差の等高プロットである。
【０１３５】
図２３Ｂに示される屈折累進追加レンズの領域１３７の（たとえば２．００Ｄまでの）不所望な非点収差は、それぞれ同じ光学パワー１３６と１３９に対して、図２３Ｄに示される剪定累進追加回折光学パワー領域の領域１３８の（たとえば１．２５Ｄまでの）不所望な非点収差よりも大きい。したがって、必要光学パワーの一部またはすべてを提供する剪定累進追加回折光学パワー領域を使用することは、屈折累進追加領域を単独で使用することに比べて非点収差を低減することができる。回折光学パワー領域を剪定することは非点収差を除去しないが低減し得ることが認められるであろう。たとえば、図２３Ｄは、剪定することが非点収差を、所定のしきい値の非点収差よりも低くに、たとえば、０．２５Ｄ未満、好ましくは１．００Ｄ未満に低減することができることを示す‥‥。
【０１３６】
図２４Ａと２４Ｂは、それぞれ、図１９Ａの累進追加回折光学パワー領域１３３の光学パワーと非点収差の等高プロットである。図２４Ａと２４Ｂは、それぞれ、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、（たとえば＋１．００Ｄまでの光学パワーの）光学パワー領域１６１と、所定のしきい値（たとえば０．２５Ｄ）以下の非点収差を有する非点収差領域１６３とを有する。
【０１３７】
図２４Ｃと２４Ｄは、それぞれ、図１９Ａの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５のそれぞれ光学パワーと非点収差の等高プロットである。図２４Ｃと２４Ｄは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、所定のしきい値（たとえば０．２５Ｄ）の非点収差１６５よりも大きい剪定エリアを有する。他の光学パワーとしきい値が使用されてもよい。
【０１３８】
図２４Ｅと２４Ｆは、それぞれ、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５と図１の屈折累進追加領域１０３とを有する図２２Ａのレンズ４００の光学パワーと非点収差の等高プロットである。レンズの光学パワーは、剪定累進追加回折光学パワー領域の光学パワー領域１６１と屈折累進追加領域の光学パワー領域１６２の追加になる。この例では、近距離視力領域１３６に（たとえば＋２．００Ｄまでの）複合光学パワー累進を備えたレンズを提供するために、光学パワー領域１６１が（たとえば＋１．００Ｄまでの）光学パワーの第一の累進を提供し、光学パワー領域１６２が（たとえば＋１．００Ｄまでの）光学パワーの第二の累進を提供する。同様に、レンズの非点収差は、所定のしきい値（たとえば０．２５Ｄ）の非点収差１６５以下の非点収差を有する非点収差領域１６３と、屈折累進追加領域の非点収差を有する非点収差領域１６４との追加になる。この例では、非点収差領域１６３は、（たとえば０．２５Ｄまでの）所定のしきい値に等しい非点収差を提供し、非点収差領域１６４は、（たとえば＋１．００Ｄ光学パワー）の屈折累進追加領域と連合して（たとえば１．００Ｄまでの）非点収差を提供する。したがって、レンズは、総計１．２５Ｄまでの非点収差を有する。＋２．００Ｄの光学パワーを提供する回折光学パワー領域と屈折累進追加領域を組み合わせることによって形成される非点収差の１．２５Ｄは、（図２３Ｂに示されるように）＋２．００Ｄの光学パワーを単独で提供する屈折累進追加領域によって形成される２．００Ｄの非点収差未満である。
【０１３９】
一例では、着用者の全近距離視力処方が（たとえば老眼の人をいくつかの視力調節を残して出現するための）近距離視力領域においてたとえば＋１．００Ｄ未満、好ましくは＋０．７５未満の光学パワーであるとき、一定の光学パワーを有する回折光学パワー領域によって補正が十分に提供され得る。
【０１４０】
図２５Ａ〜２５Ｄは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、一定の光学パワーを有するそれぞれ図８Ｇ、８Ｅ、８Ｉおよび６Ｂの剪定回折光学パワー領域１１１を有する図２１Ａ〜２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。図２５Ａ〜２５Ｄの剪定回折光学パワー領域１１１はさまざまな形状を有するが、連続的回折光学パワー領域の任意の部分を剪定することができることが認められるであろう。剪定回折光学パワー領域１１１は、図８Ａ〜８Ｉに示されるような静的、または図１５に示されるような表面浮彫回折構造２０６を被覆する透明電極２０８によって、または図１７Ａ〜１７Ｂに示されるような個別アドレサブル電極２１６によって形成される動的とすることができる。
【０１４１】
図２６Ａ〜２６Ｄは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、図１の屈折累進追加領域１０３と光連絡している一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域１１１を有する図２５Ａ〜２５Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【０１４２】
屈折累進追加領域１０３は、剪定回折光学パワー領域１１１の剪定境界１１６から離間していてもよい。たとえば、屈折累進追加領域１０３は、たとえば（鉛直軸に沿って測定して）ほぼ０からほぼ６ｍｍまで範囲内の距離だけ離間して、剪定境界１１６の光学パワー不連続部の下方から始まってもよい。
【０１４３】
一例では、着用者の近距離視力処方はたとえばほぼ＋２．００Ｄ、遠中距離視力処方はたとえばほぼ＋０．６２のＤ、中距離視力処方はたとえばほぼ＋１．００Ｄである。この例における処方のための総光学パワーを提供するために、図２６Ｂのレンズ４００は、たとえば＋０．６２Ｄまでの一定の光学パワーを提供する剪定回折光学パワー領域１１１を有していてもよい。剪定回折光学パワー領域１１１は、ほぼ４０ｍｍの直径を有する最大回折構造を有していてもよい。レンズ４００は、ほぼゼロ（プラノ）光学パワーを有する剪定境界１１６の光学パワー不連続部のほぼ６ｍｍ下方から始まる屈折累進追加領域１０３を有していてもよい。屈折累進追加領域１０３は、（たとえば中距離視力領域において）剪定境界１１６の光学パワー不連続部から９ｍｍの距離において＋０．３８Ｄを提供するように光学パワーを増加させてもよい。屈折累進追加領域１０３によって寄与される＋０．３８Ｄの光学パワーは、剪定回折光学パワー領域１１１によって寄与される＋０．６２Ｄの光学パワーを有するレンズ４００と組み合わされて、着用者の中距離視力処方のための総計＋１．００Ｄの光学パワーを提供する。屈折累進追加領域１０３は＋１．３８Ｄまでの光学パワーを提供し、剪定回折光学パワー領域１１１によって提供される＋０．６２Ｄと組み合わされたときに、着用者の総計＋２．００Ｄ近距離視力処方を提供する。屈折累進追加領域１０３の上方に位置している剪定回折光学パワー領域１１１の部分は、着用者の遠中距離視力処方の補正を提供する。別の例では、近距離視力に対して補正するために必要とされる光学パワーは、剪定回折光学パワー領域１１１と屈折累進追加領域１０３との間に等しく分割されてもよい。この例では、着用者の近距離視力処方が＋２．５０Ｄであるならば、剪定回折光学パワー領域１１１が＋１．２５Ｄの一定の光学パワーを提供し、屈折累進追加領域１０３が＋１．２５Ｄまでの光学パワーの累進を提供する。
【０１４４】
図２６Ａ〜２６Ｄでは、屈折累進追加領域１０３が剪定回折光学パワー領域１１１の剪定境界１１６から離間して配置されているので、屈折累進追加領域１０３の形状と大きさは、剪定回折光学パワー領域１１１の形状と大きさに依存する。
【０１４５】
図２７Ａ〜２７Ｄは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、剪定回折光学パワー領域１１１の剪定境界１１６に外に少なくとも部分的に配置された屈折累進追加領域１０３を有する図２６Ａ〜２６Ｄのレンズ４００の正面図を示す。たとえば、屈折累進追加領域１０３は、たとえば（鉛直軸に沿って測定して）ほぼ０からほぼ６ｍｍまでの範囲内の距離だけ、剪定回折光学パワー領域１１１の光学パワー不連続部の上方から始まってもよい。
【０１４６】
一例では、着用者の近距離視力処方はたとえばほぼ＋２．５０Ｄ、遠中距離視力処方はたとえばほぼ＋０．７５のＤ、中距離視力処方はたとえばほぼ＋１．２５のＤである。この例における処方のための光学パワーを提供するために、図２６Ｂのレンズ４００は、たとえば＋０．７５Ｄまでの一定の光学パワーを提供する回折光学パワー領域１１１を有していてもよい。屈折累進追加領域１０３は、剪定境界１１６の光学パワー不連続部の上方３ｍｍの距離にほぼゼロ（すなわちプラノ）光学パワーを有していてもよい。屈折累進追加領域１０３は、光学パワー不連続部における上昇を低減するために不連続部において＋０．２５Ｄの光学パワーを提供するように光学パワーを増加させてもよい。屈折累進追加領域１０３は、（たとえば中距離視力領域において）光学パワー不連続部の下方６ｍｍにおいてほぼ＋０．５０Ｄの光学パワーを提供するように光学パワーを増加させてもよい。屈折累進追加領域１０３によって寄与される光学パワーの＋０．５０Ｄは、剪定回折光学パワー領域１１１によって寄与される＋０．７５Ｄの光学パワーを備えたレンズ４００と組み合わされて、着用者の中距離視力処方のための総計＋１．２５Ｄの光学パワーを提供する。屈折累進追加領域１０３は＋１．７５Ｄまでの光学パワーを提供し、剪定回折光学パワー領域１１１によって提供される＋０．７５Ｄと組み合わされたときに、着用者の総＋２．５０Ｄ近距離視力処方を提供する。
【０１４７】
図２７Ａ〜２７Ｄでは、屈折累進追加領域１０３が剪定境界１１６の光学パワー不連続部の上方に配置されているので、屈折累進追加領域１０３の形状と大きさは、剪定回折光学パワー領域１１１の形状と大きさに依存する。
【０１４８】
他の実施形態では、屈折累進追加領域または剪定回折光学パワー領域は、着用者のための高（たとえば１．００Ｄよりも大きい）近距離視力処方の補正のために単独で使用されてもよい。あるいは、屈折累進追加領域または回折光学パワー領域は、着用者のための低（たとえば＋１．００Ｄよりも小さい）近距離視力処方を補正するために組み合わされて使用されて、純粋な屈折または回折レンズに一般に関連する歪みと色収差をさらに低減してもよい。
【０１４９】
図１９Ａ〜１９Ｃ、２０Ａ〜２０Ｄ、２１Ａ〜２１Ｂ、２２Ａ〜２２Ｂ、２５Ａ〜２５Ｄ、２６Ａ〜２６Ｄおよび２７Ａ〜２７Ｄのレンズ４００は、本発明のさまざまなアスペクトにしたがって、静的または動的とすることができる。
【０１５０】
図２８Ａ〜２８Ｂは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、図３と４の静的レンズ１００の側面図を示す。レンズ１００は、（回折光学パワー領域を形成する）表面浮彫回折トポグラフィを有する回折構造１１０を有する第一の層１５２を有する。
【０１５１】
図２８Ａでは、回折構造１１０は第一の層１５２に形成される。第一の層１５２は、第一屈折率（ｎ１）を有する第一の物質から構成されている。第一の層１５２は、第二の異なる屈折率（ｎ２）を有する第二の物質から構成されている第二の層１５３と光連絡している。回折構造１１０の高さｄは好ましくは次のように定義される。
【数４】
【０１５２】
ここでλは回折光学パワー領域の設計波長である。屈折率の差Δｎが増加するにつれて、回折構造１１０高さは減少する。より短い回折構造１１０は、製造するのがより簡単で目に見えにくい。しかしながら、屈折率の差を増加させることは一般に、第一と第二の物質間のフレネル反射を増加させ、それは、最終完成レンズを通る光の伝達を減少させる。したがって、屈折率の差Δｎは、たとえばほぼ０．０２からほぼ０．２５までの範囲に、好ましくはほぼ０．０５からほぼ０．１５までの範囲にある。そのうえに、二つの物質または任意の光学材料界面を横切る光の伝達は、この技術分野で知られている、薄膜、四分の一波長および屈折率整合層を使用することによって増加され得る。
【０１５３】
一つのアプローチでは、本発明のアスペクトにしたがって、レンズ１００は、表面浮彫回折構造１１０を有する第一の層１５２または第二の層１５３のプレフォームを初期に生成することによって製造される。それから、プレフォームは、たとえば光学品質接着剤を使用してレンズ１００の残りの部分に接合される。プレフォームは、たとえば熱または紫外線（ＵＶ）硬化性モノマー樹脂を鋳造することによって製造されてもよい。あるいは、プレフォームは、この技術分野で知られているように、射出成形、エンボシング、スタンピングによって、またはさもなければ熱可塑性物質を熱形成することによって製造されてもよい。プレフォームは、使い捨て型として働いてもよい。第二の層１５３のプレフォームが形成されるとき、プレフォームの内側表面は回折構造１１０を有し、（レンズ１００の前面を形成する）プレフォームの外側表面はたとえば累進追加領域などの屈折光学部品として形成することができる。遠、遠中および中近距離視力領域が適切に生成されることを保証するために、累進追加領域は、好ましくは表面浮彫回折構造に対して所定の配向に整列される。プレフォームおよびプレフォームに加えられた任意の物質の厚さは、表面浮彫回折構造１１０が最終レンズの完成前面からほぼ１ｍｍ以下で離間しているようなものである。
【０１５４】
上述したように、第一の層１５２と第二の層１５３の屈折率は異なっていなければならない。一例では、第一の層１５２と第二の層１５３の一方が（１．５９４の屈折率を有する）ＭＲ−２０から構成される一方、他方は（１．５３の屈折率を有する）Ｔｒｉｖｅｘから構成される。一例では、第一の層１５２と第二の層１５３の一方が（１．４９の屈折率を有する）ＣＲ３９から構成される一方、他方は（１．５９の屈折率を有する）ＴＳ２１６から構成される。また別の例では、第一の層１５２と第二の層１５３の一方が（１．６６８の屈折率を有する）ＭＲ−１０から構成される一方、他方は（１．５３の屈折率を有する）Ｔｒｉｖｅｘから構成される。
【０１５５】
一般に、レンズ１００は、表１に列記された任意の物質から構成されてもよいが、他の物質が使用されてもよい。
【表１】
【０１５６】
図２８Ｂは、第三の屈折率（ｎ３）を有する第三の物質から構成された第三の層１５４を有する図２８Ａのレンズ１００を示す。第三の層１５４がプレフォームであるならば、回折構造１１０は第三の層１５４に形成される。第三の層１５４は、第一の基層１５２と第二の基層１５３の間に配置される。第三の層１５４の屈折率は、第一の層１５２と第二の層１５３の一方または両方の屈折率と異なる。第一の層１５２と第二の層１５３の屈折率は同じにするまたは異なせることができる。第三の屈折率は、たとえばほぼ１．５０からほぼ１．７５までの範囲内にあり、第一および第二の屈折率は、たとえばほぼ１．４０からほぼ１．６５までの範囲内にある。この例では、相対的高屈折率を有する物質が、相対的低屈折率を有する物質に囲まれる。あるいは、第三の屈折率は、たとえば、ほぼ１．４０からほぼ１．６５までの範囲内にあり、第一および第二の屈折率は、たとえばほぼ１．５０からほぼ１．７５までの範囲内にある。この例では、相対的低屈折率を有する物質が、相対的高屈折率を有する物質に囲まれる。そのような配置は一般に、（同じ光学パワーを有するレンズに対して）反対の構成と比較して、より薄くより平らな完成レンズを生成する。
【０１５７】
図２８Ｂの第一の層１５２と第二の層１５３は、図２８Ａに関して説明されるような表面浮彫回折構造を備えたプレフォームを使用して製造されてもよい。第三の層１５４は、第一の基層１５２を第二の基層１５３に接着するために使用される光学品質接着剤の形態をとってもよい。光学品質接着剤は、たとえば表面浮彫回折構造１１０の高さが式（４）を満たす（すなわち高い回折効率を有する）ことを可能にする光学特性を有する。（回折構造を含む）第三の層１５４の厚さは、たとえばほぼ０．０５ｍｍからほぼ１．００ｍｍまでの範囲内に、好ましくはほぼ０．１ｍｍからほぼ０．５ｍｍまでの範囲内にある。
【０１５８】
あるいは、第三の層１５４は、表面浮彫回折プレフォーム（たとえば挿入物）として製造されてもよい。第一の層１５２と第二の層１５３は、この技術分野で周知である偏光太陽レンズを製造するために使用されるものと同様の埋設鋳造プロセスを使用して、プレフォームに続けて接合されもよい。
【０１５９】
上述したように、第三の層１５４の屈折率は、第一の層１５２と第二の層１５３の一方または両方の屈折率と異なる。一例では、第一の層１５２と第二の層１５３の一方または両方がＭＲ−２０から構成される一方、第三の層１５４はＴｒｉｖｅｘから構成される。別の例では、第一の層１５２と第二の層１５３の一方または両方がＣＲ３９から構成されている一方、第三の層１５４はＴＳ２１６から構成される。また別の例では、第一の層１５２と第二の層１５３の一方または両方がＭＲ−１０から構成される一方、第三の層１５４はＴｒｉｖｅｘから構成される。あるいは、たとえばテーブル１に列記された他の物質、が使用されてもよい。
【０１６０】
図２８Ｃは、第一の層１５２と第二の層１５３に接合するために第三の基層１５４の各側に配置された光学品質接着剤層１５５を有する図２８Ｂのレンズ１００を示す。第一、第二および第三の層１５２、１５３および１５４はプレフォームとして形成され、それから光学品質接着剤層１５５によって接合されてもよい。光学品質接着剤層１５５の厚さは、たとえばほぼ０．０５ｍｍからほぼ１．００ｍｍまでの範囲内にあり、好ましくはほぼ０．１ｍｍからほぼ０．５ｍｍまでの範囲内にある。
【０１６１】
図２８Ｄは、物質不感応性挿入物１５７を形成するために物質１５６内に封入された第三の層１５４を有する図２８Ｂのレンズ１００を示す。物質不感応性挿入物１５７は、第一の層１５２と第二の層１５３の間に配置される。物質不感応性挿入物１５７は、光学品質接着剤を使用して第一の層１５２と第二の層１５３に接合されてもよい。あるいは、物質不感応性挿入物１５７は、たとえばこの技術分野で周知である偏光太陽レンズを製造するために使用されるものと同様の埋設鋳造プロセスを使用して、第一の層１５２と第二の層１５３の間に埋設されてもよい。物質不感応性挿入物１５７は回折構造１１０を完全に包含している。したがって、式（４）によれば、レンズ１００の回折効率は、第三の層１５４と物質１５６の間の屈折率差に依存し、層１５２および１５３の屈折率に独立（すなわち不感応）である。したがって、第一の層１５２と第二の層１５３は、任意のさまざまな光学物質から構成されてもよく、物質不感応性挿入物１５７は、同じ回折効率を有する光学パワーを生成する。第一の基層１５２と第二の基層１５３のためのさまざまな物質と物質不感応性挿入物１５７のためのほぼ同じ物質を提示することによって、レンズ１００のさまざまな設計が、図２８Ａ〜２８Ｃの前述のアプローチと比較して、少ない数のＳＫＵの製造と生産工具で達成され得る。
【０１６２】
発明の（図示しない）別の実施形態では、均一な厚さをもつ（すなわち表面浮彫回折構造をもたない）感光物質の層が、二つのあらかじめ決まった光学部品間に置かれる。感光物質の屈折率は、光学的放射に露出されたときに、所定値に永久に取消不能に変化する。感光物質は、回折光学パワー領域を形成するようにあらかじめ決められたパターンで放射に露出されてもよい。たとえば、回折位相輪郭が、光学マスクまたは走査レーザー源を介する露出によって感光物質に「書き込まれ」てもよい。光学的放射は、たとえば紫外または可視波長バンド内であるが、他の波長を使用することができる。
【０１６３】
図２８Ａ〜２８Ｄに示されるレンズ１００は半完成ブランク（ＳＦＢ）であるが、完成レンズ、完成レンズブランクまたは未完成のレンズブランクなどの他のレンズまたは完成品が使用されてもよい。第一の基層１５２は図２８Ａ〜２８Ｄに未完成であるように示されるが、第一の基層１５２の背面は一般に、この技術分野で知られる方法を使用して、患者の視力処方を生成するように研削され研磨されるまたはフリー形成される。図２８Ａ〜２８Ｄに示されるレンズ１００は、縁無し眼鏡レンズフレームに装着されるために穴が空けられるのと同様に眼鏡レンズフレームに適合するために縁取りすることができることが理解される。
【０１６４】
発明の（図示しない）別の実施形態では、レンズはさらに、静的色調または（フォトクロミックを加えることによる）動的色調、反射防止コーティング、汚れ防止コーティング、耐傷性ハードコーティング、紫外部吸収コーティング、および高エネルギー光の選択的フィルタリングのためのコーティングを有することができる。
【０１６５】
本発明にしたがって説明された回折構造は、レンズを通過する光の総量を変化させない、すなわち、それらは偏光または着色などによって光を遮断しないことが認められるであろう。代わりに、回折構造は、回折光学パワー領域の焦点に集中される光の総量の一部に影響する。回折光学パワー領域が屈折ホストレンズと組み合わされて使用されるとき、回折光学パワー領域と屈折ホストレンズの組み合わせの焦点に集中されない残りの部分は屈折ホストレンズの焦点に集中される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それの周囲縁に近い回折光学パワー領域の回折効率を減少させることによってレンズ中に混合される回折光学パワー領域に関する。本発明はまた、光学パワーの累進を提供する回折光学パワー領域に関する。本発明はさらに、連続的または不連続的回折構造を使用し得る静的および動的多焦点レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
回折光学パワー領域は、光を回折することによって光学パワーを生成するレンズまたは光学部品の領域である。静的回折光学パワー領域は、一般に閉じた同中心曲線である個別表面浮彫回折構造を備えている。表面浮彫回折構造は、（たとえば、可視光の波長のオーダーの距離だけ）近接して離間している。表面浮彫回折構造は一般に同じ高さを有する。表面浮彫回折構造は一般にフレネル帯と呼ばれ得る。
【０００３】
一般に、レンズまたは光学部品の与えられた厚さに対して、回折光学パワー領域は、それらの屈折対応物よりも大きい光学パワーを生成することができる。この利点にもかかわらず、回折光学パワー領域はいくつかの不利益を有する。
【０００４】
回折光学パワー領域を使用することの主な不利益の一つは、それらが、それらの屈折対応物と比較して、大量の色収差を示すことである。色収差は、光学波長が変わるときに生じる光学パワーの変化に関連する。一定の光学パワーを有する回折光学パワー領域の色収差は、回折構造がレンズの周囲に接近するにつれて増加する。したがって、回折光学パワー領域の周囲は、最高度の色収差を示す。
【０００５】
そのような色収差の結果、回折光学パワー領域を有するレンズは重大な視力妥協を提供する。視力妥協は、回折領域が二焦点レンズを作り出すために使用されるときに、一つのアプローチにおいて見ることができる。このアプローチでは、回折光学パワー領域は、眼用レンズの底部半分と光連絡して配置され得る。レンズは遠距離視力補正を有し、回折光学パワー領域は、近距離補正のための追加光学パワーを提供する。したがって、回折光学パワー領域の周囲は、遠距離補正と近距離補正の間の境界を形成する。この境界が最高度の色収差を有するので、境界を横切って見るユーザーは最高度の妥協視力を経験する。
【０００６】
回折光学パワー領域の別の不利益は、外見的に魅力的でないと一般に見なされることである。前述の二焦点アプローチにおいて、レンズは、従来の二焦点における線と同様に、着用者上で観察され得る、回折光学パワー領域と眼用レンズの間の境界に鋭い描写を有するだろう。着用者はこの不所望に一般に気づく。眼科産業は線のない多焦点レンズ（たとえば累進追加レンズ）へ向かう傾向があるので、回折光学パワー領域は外見的に望ましくはない。
【０００７】
したがって、前述の視力と外見の妥協を解決することが回折光学パワー領域のための技術分野に必要がある。したがって、今、この技術分野に固有の前述の障害と長年の問題を有効に解決するための改良レンズがこの発明で提供される。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の実施形態では、レンズシステムは回折光学パワー領域を有し得る。回折光学パワー領域は複数の同中心表面浮彫回折構造を有する。中心点に近い回折構造への入射光の大部分は、そこから周囲に離間した回折構造への入射光よりも光学パワーに寄与する。
【０００９】
本発明の実施形態では、レンズシステムは回折光学パワー領域を有し得る。回折光学パワー領域は複数の同中心表面浮彫回折構造を有する。回折構造は、鋸歯パターンを形成する一連の頂と隣接谷を有する。各同中心表面浮彫回折構造は鋸歯パターンの谷から頂まで延びている。中心点に近い第一の頂と第一の隣接谷の間の（たとえば垂直）距離は、中心点から離間した第二の頂と第二の隣接谷の間の（たとえば垂直）距離よりも大きい。
【００１０】
本発明の実施形態では、レンズシステムは回折光学パワー領域を有し得る。回折光学パワー領域は中心と周囲縁を有する。回折光学パワー領域は光を焦点に集中させる。中心から焦点に集中された光量は周囲縁から焦点に集中された光量よりも大きい。
【００１１】
本発明の実施形態では、電気活性レンズシステムは、電圧を印加するためのコントローラーと、コントローラーに電気的に連結された複数の同中心個別アドレサブル電極と、個別アドレサブル電極間に配置された電気活性物質とを有し得る。コントローラーが複数の個別アドレサブル電極へ電圧を印加するとき、電気活性物質の屈折率が光学パワーを提供するために変更される。複数の個別アドレサブル電極の幾何学的中心に近い個別アドレサブル電極への入射光の大部分は、複数の個別アドレサブル電極の幾何学的中心から離間した入射光よりも光学パワーに寄与する。
【００１２】
本発明の実施形態では、レンズシステムは、特定の波長Ａの光を焦点距離ｆに集中させるための複数の同中心表面浮彫回折構造を備えた第一の領域を有する回折光学パワー領域を有し得る。ｎ番目の同中心表面浮彫回折構造の中心点からの半径は（２ｎλｆ）１／２よりも大きい。
【００１３】
本発明の実施形態では、レンズシステムは、特定の波長λの光を焦点距離ｆに集中させるための複数の同中心表面浮彫回折構造を備えた第一の領域を有する回折光学パワー領域を有し得る。ｎ番目の同中心表面浮彫回折構造の中心点からの半径は（２ｎλｆ）１／２よりも小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の実施形態は、図と関連する続く詳細な説明からより完全に理解され認識されるであろう。図は実尺どおりではなく、図において同様の参照符号は一致か類似か同様の要素を示している。
【図１】図１は、屈折累進追加領域と回折光学パワー領域を有するレンズ１００の正面図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、静的回折光学パワー領域を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、軸ＡＡに沿って破断された図２Ａのレンズの断面図を示す。
【図３】図３は、剪定回折光学パワー領域を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。
【図４】図４は、剪定回折光学パワー領域を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。
【図５】図５は、縁取り境界を有する図４のレンズ１００の正面図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、それぞれ、連続的回折光学パワー領域と剪定回折光学パワー領域を備えた基層を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、それぞれ、連続的回折光学パワー領域と剪定回折光学パワー領域を備えた基層を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。
【図７】図７は、基層に剪定回折光学パワー領域を彫刻するために彫刻工具が図６Ｂのレンズ１００の周回する経路を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｃ】図８Ｃは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｄ】図８Ｄは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｅ】図８Ｅは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｆ】図８Ｆは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｇ】図８Ｇは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｈ】図８Ｈは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図８Ｉ】図８Ｉは、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、不連続的回折構造を備えた剪定回折光学パワー領域と不連続的回折構造を混合するための混合ゾーンとを有する図６Ｂのレンズ１００の側面図を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、不連続的回折構造を備えた剪定回折光学パワー領域と不連続的回折構造を混合するための混合ゾーンとを有する図６Ｂのレンズ１００の側面図を示す。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図６Ｂの剪定回折光学パワー領域をレンズの基層にエッチングする連続行程のレンズの側面図を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図６Ｂの剪定回折光学パワー領域をレンズの基層にエッチングする連続行程のレンズの側面図を示す。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図６Ｂの剪定回折光学パワー領域をレンズの基層にエッチングする連続行程のレンズの側面図を示す。
【図１１】図１１は、混合剪定回折光学パワー領域を有するレンズを製造するための型の測定表面トポグラフィのグラフである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、剪定回折光学パワー領域の混合ゾーンを横切って測定された図１１のレンズ型の表面トポグラフィのグラフである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、剪定回折光学パワー領域の混合ゾーンを横切って測定された図１１のレンズ型の光学パワーのグラフである。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、剪定回折光学パワー領域の混合ゾーンを横切って測定された図１１のレンズ型の回折効率のグラフである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１４Ａ】図１４Ａは、多段階表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと多段階回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、多段階表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと多段階回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、多段階表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと多段階回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、多段階表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィと多段階回折構造の表面トポグラフィを滑らかにするための混合関数のグラフである。
【図１５】図１５は、電気活性レンズの分解断面図を示す。
【図１６】図１６は、電気活性レンズの分解断面図を示す。
【図１７Ａ】図１７Ａは、図１６の電気活性レンズのパターン電極層の正面図を示す。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１６の電気活性レンズのパターン電極層の正面図を示す。
【図１８Ａ】図１８Ａは、個別アドレサブル電極を有する図１６の電気活性レンズの側面図を示す。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、回折光学パワー領域を生じさせるようにあらかじめ決められた図１８Ａの個別アドレサブル電極に印加される電圧を示す。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、回折効率混合回折光学パワー領域を生じさせるようにあらかじめ決められた図１８Ａの個別アドレサブル電極に印加される電圧を示す。
【図１９Ａ】図１９Ａは、累進追加回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、剪定された図１９Ａの累進追加回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、剪定された図１９Ａの累進追加回折光学パワー領域の正面図を示す。
【図２０Ａ】図２０Ａは、鉛直軸１４０と水平軸１４１に沿った光学パワー累進を備えた図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域を示す。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図２０Ａの軸１４０と１４１に沿った光学パワーのグラフを示す。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、図２０Ａの軸１４０と１４１に沿った光学パワーのグラフを示す。
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、図２０Ａの軸１４０と１４１の一方または両方に沿った光学パワーのグラフを示す。
【図２１Ａ】図２１Ａは、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域を有するレンズ４００の正面図を示す。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域を有するレンズ４００の正面図を示す。
【図２２Ａ】図２２Ａは、図１の屈折累進追加領域と光連絡している図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域を有する図２１Ａと２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、図１の屈折累進追加領域と光連絡している図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域を有する図２１Ａと２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。
【図２３Ａ】図２３Ａは、図１の屈折累進追加領域の光学パワーの等高プロットである。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、図１の屈折累進追加領域の非点収差の等高プロットである。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、図１の屈折累進追加領域の光学パワー累進に近似する図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域の光学パワーの等高プロットである。
【図２３Ｄ】図２３Ｄは、図１の屈折累進追加領域の光学パワー累進に近似する図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域の非点収差の等高プロットである。
【図２４Ａ】図２４Ａは、図１９Ａの累進追加回折光学パワー領域の光学パワーの等高プロットである。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、図１９Ａの累進追加回折光学パワー領域の非点収差の等高プロットである。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域の光学パワーの等高プロットである。
【図２４Ｄ】図２４Ｄは、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域の非点収差の等高プロットである。
【図２４Ｅ】図２４Ｅは、図１の屈折累進追加領域との組み合わされた図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域の光学パワーの等高プロットである。
【図２４Ｆ】図２４Ｆは、図１の屈折累進追加領域との組み合わされた図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域の非点収差の等高プロットである。
【図２５Ａ】図２５Ａは、一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２１Ａ〜２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２１Ａ〜２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。
【図２５Ｃ】図２５Ｃは、一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２１Ａ〜２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。
【図２５Ｄ】図２５Ｄは、一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２１Ａ〜２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。
【図２６Ａ】図２６Ａは、図１の屈折累進追加領域と光連絡している一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２５Ａ〜２５Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、図１の屈折累進追加領域と光連絡している一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２５Ａ〜２５Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２６Ｃ】図２６Ｃは、図１の屈折累進追加領域と光連絡している一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２５Ａ〜２５Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２６Ｄ】図２６Ｄは、図１の屈折累進追加領域と光連絡している一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域を有する図２５Ａ〜２５Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２７Ａ】図２７Ａは、回折光学パワー領域の剪定境界に外に少なくとも部分的に配置された屈折累進追加領域を有する図２６Ａ〜２６Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは、回折光学パワー領域の剪定境界に外に少なくとも部分的に配置された屈折累進追加領域を有する図２６Ａ〜２６Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２７Ｃ】図２７Ｃは、回折光学パワー領域の剪定境界に外に少なくとも部分的に配置された屈折累進追加領域を有する図２６Ａ〜２６Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２７Ｄ】図２７Ｄは、回折光学パワー領域の剪定境界に外に少なくとも部分的に配置された屈折累進追加領域を有する図２６Ａ〜２６Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【図２８Ａ】図２８Ａは、図３と４のレンズ１００の側面図を示す。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、図３と４のレンズ１００の側面図を示す。
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、図３と４のレンズ１００の側面図を示す。
【図２８Ｄ】図２８Ｄは、図３と４のレンズ１００の側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
レンズ中の回折光学パワー領域は静的または動的のいずれであってもよい。静的回折光学パワー領域は、どの点においても固定した光学パワーを有する。光学パワーは、電気的または他のパワーの印加によって変化しない。静的回折光学パワー領域とは対照的に、動的回折光学パワー領域は、回折領域に沿った一つ以上の位置に可変光学パワーを有する。動的回折光学パワー領域は、電源を有するコントローラーに電気的に連結された複数の導電構造たとえばピクセルまたは電極リングを一般に有する。コントローラーは、光を回折して所望の光学パワーを生じさせるようにあらかじめ決められた電圧パターンを動的回折光学素子の両端に作り出す導電構造に電力を印加する。
【００１６】
図１は、従来技術設計にしたがった、屈折累進追加領域１０３と回折光学パワー領域１０４を有するレンズ１００の正面図を示す。レンズは、回折光学パワー領域１０４単独によって提供される少なくとも一つの第一光学パワーと、屈折累進追加領域１０３と回折光学パワー領域１０４の組み合わせによって提供される少なくとも一つの第二の光学パワーとを有する多焦点レンズである。
【００１７】
屈折累進追加領域１０３は単調増加正光学パワーの勾配を提供する。屈折累進追加領域１０３は光の屈折によって光学パワーを提供する。屈折累進追加領域１０３は静的レンズ中に示される。したがって、屈折累進追加領域１０３の表面に沿った異なる点において光学パワーに変化があるが、任意の単一点において、静的レンズの光学パワーは固定している（すなわち、電気的または他のパワーの印加によって変化しない）。
【００１８】
回折光学パワー領域１０４は光の回析によって光学パワーを提供する。回折光学パワー領域１０４は静的レンズ中に示される。静的回折光学パワー領域１０４は、中心点１０５と同中心にある複数の回折構造１１０を有する。回折光学パワー領域１０４が静的であるとき、回折構造１１０は一般に、鋸歯断面パターンを一般に有する表面浮彫回折構造である。回折光学パワー領域１０４は一定の光学パワーを提供するように示されるが、任意の光学パワーが達成されてもよい。回折光学パワー領域１０４の光学パワーは各表面浮彫回折構造１１０間の間隔によって決まる。一定の光学パワーを達成するために、表面浮彫回折構造１１０の半径は次式によって定義される。
【数１】
【００１９】
ここにおいて、ρｎは、ｎ番目の同中心表面浮彫回折構造１１０の回折幾何学的中心１０５からの半径、ｆは設計焦点距離（すなわち、曲光度［ｍ−１］で表現される回折領域の一定の光学パワーの逆数）、λは設計波長である。
【００２０】
静的回折光学パワー領域１０４が図１に示されるが、本発明の他の実施形態において、動的回折光学パワー領域が使用されてもよいことが理解される。動的回折光学パワー領域は、図１の静的アプローチに関連して説明されたものと等価な電気活性回折光学影響を達成するようにあらかじめ決められた一つ以上の電圧を一般に使用する。
【００２１】
回折光学パワー領域１０４は屈折累進追加領域１０３と光連絡している。回折光学パワー領域１０４は、少なくとも部分的に、好ましくは大部分が、屈折累進追加領域１０３に重なる。組み合わせて使用されるとき、屈折累進追加領域１０３が、着用者の総必要近距離光学パワー補正よりも小さい光学パワーを着用者に提供し、回折光学パワー領域１０４が、残りの光学パワーを提供して、着用者の総必要近距離光学パワー補正を提供する。屈折累進追加領域１０３の光学パワーを補足するために回折光学パワー領域１０４を使用することは、屈折累進追加領域１０３の全体的光学パワーを低減する。不所望な非点収差は、屈折累進追加領域の総追加パワーの関数として線形の割合よりも大きい増加が知られているので、屈折累進追加領域１０３の光学パワーを補足することは、ひずみ、知覚の曇り、スイムなど、それらの非点収差と他の不所望な影響を低減する。
【００２２】
レンズ１００は、遠距離視力領域１０７と遠中視力領域１０８と中近距離視力領域１０９とを有する。中近距離視力領域１０９は、たとえば、屈折累進追加領域１０３が最大追加パワーを有し、回折光学パワー領域１０４の中心と一致する領域に配置され得る。遠中距離視力領域１０８は、たとえば、屈折累進追加領域１０３がその最大追加パワーよりも小さく、回折光学パワー領域１０４と一致する領域に配置され得る。あるいは、遠中距離視力領域１０８は、たとえば、屈折累進追加領域１０３が不在で、回折光学パワー領域１０４が存在する領域に配置され得る。遠距離視力領域１０７は、たとえば、屈折累進追加領域１０３と回折光学パワー領域１０４が不在の領域に配置され得る。（たとえば読書のための）近距離視力は一般に、目からほぼ１０”からほぼ１６”までの範囲内の距離における視力を言う。（たとえばコンピューターと他のオフィス業務のための）中距離視力は一般に、目からほぼ１６”からほぼ２４”までの範囲内の距離における視力を言う。遠中視力は、目からほぼ２４”からほぼ６’までの範囲内の距離における視力を言う。たとえば、遠中視力を補正するための光学パワーは、近距離視力を補正するための光学パワーのほぼ５０％（好ましくはほぼ４０％）以下である。
【００２３】
レンズ１００は、幾何学的（または物理的）中心１０２とフィッティングポイント１０１を有する。一般に、遠距離視力領域１０７は、フィッティングポイント１０１の上方のレンズ１００の視野領域の上半分に配置される。フィッティングポイント１０１は、着用者のひとみの位置と一致するように設計され、遠距離視力領域１０７から中近距離視力領域１０９へ（累進追加領域１０３を通る）光学パワー累進の開始を一般に示す。
【００２４】
回折光学パワー領域は、フィッティングポイント１０１の下方に配置され、レンズ１００の幾何学的中心１０２に重なるように図１に示される。しかしながら、回折光学パワー領域１０４は、レンズ１００上のどこにでも配置され得ることが認められるであろう。たとえば、回折光学パワー領域１０４をレンズ１００のフィッティングポイント１０１に中心に配置し、回折構造１１０がフィッティングポイント１０１と同中心とすることができる。
【００２５】
図２Ａは、従来技術設計にしたがった、静的回折光学パワー領域１０４を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。静的回折光学パワー領域１０４は、回折幾何学的中心１０５と同中心にある複数の表面浮彫回折構造１１０を有する。表面浮彫回折構造１１０は連続的閉曲線であり、円形に示されているが、楕円などの任意の閉曲線として形づくることができる。
【００２６】
図２Ｂは、従来技術設計にしたがった、軸ＡＡに沿って破断された図２Ａのレンズ１００の断面図を示す。図２Ｂは、回折構造１１０から形成された図２Ａの回折光学パワー領域１０４のトポグラフィ輪郭を示す。表面浮彫回折構造１１０のトポグラフィ輪郭は鋸歯パターンを示す。構造の最大高さである表面浮彫回折構造１１０の部分は「回折ピーク」と呼ばれ、構造の最小高さである表面浮彫回折構造１１０の部分は「回折谷」と呼ばれる。表面浮彫回折構造１１０の高さは一定であるように示される。
【００２７】
しかしながら、回折構造１１０の径方向幅、すなわち、一つのピークから隣接ピークまでの（すなわち一つの谷から隣接谷までの）距離は、回折構造１１０が回折光学パワー領域１０４の周囲の方へ径方向に延びるにつれて減少する。径方向幅は図２Ｂ中に１１２として示される。上述したように、回折構造１１０の径方向幅１１２が減少するにつれて、色収差が増加する。したがって、回折光学パワー領域１０４の周囲領域は、最強度の色収差を示す。
【００２８】
図１を再び参照すると、回折光学パワー領域１０４は妥協視力領域１０６を有する。妥協視力領域１０６は、所定のしきい値よりも大きい色収差を入射光に経験させる領域である。一般に、妥協視力領域１０６は、回折光学パワー領域１０４の周囲の少なくとも一部の近くに配置されている。妥協視力領域１０６は、レンズ１００の残りものでその境界に鋭い描写を形成してもよい。
【００２９】
図３に示されるように、これらの外見と視力の妥協を最小にするために、図１に示される妥協視力領域は、本発明のアスペクトにしたがって、レンズ１００から取り除くことができる。一つのアプローチでは、回折光学パワー領域の周囲縁の少なくとも一部は、妥協視力領域を除外するために物理的に「剪定」することができる。一般に、回折光学パワー領域の剪定は、領域を形成する個別表面浮彫回折構造の形状を変更しない。たとえば、個別表面浮彫回折構造は円形で中心点１０５に同中心のままである。しかしながら、剪定することは、それの新しい周囲縁を定義することによって回折光学パワー領域の形状を全体として変更する。剪定することに先立ち、周囲縁、したがって、回折光学パワー領域の寸法は、最外周囲表面浮彫回折構造（すなわち最大径を備えた円）によって定義される。剪定することは、最外周囲表面浮彫回折構造を切断し、それによりその閉曲線形状を中断する。中断表面浮彫回折構造はもはや閉曲線ではなく、弧または弓形である。剪定回折光学パワー領域の周囲縁は、（もはや閉曲線を形成しない）弧として形づくられる一つ以上の表面浮彫回折構造を有する。
【００３０】
図３と４は、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、剪定回折光学パワー領域１１１を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。「剪定回折光学パワー領域」は、閉曲線を形成しない一つ以上の回折構造１１３を有する回折光学パワー領域である。代わりに、回折構造は、弧、たとえば完全な閉曲線（たとえば円または楕円）の閉じた弓形として形づくられる。これらの回折構造１１３は「不連続的」と呼ばれ得る。剪定回折光学パワー領域１１１はまた、完全な閉曲線を形成する表面浮彫回折構造を有することができる。完全な閉曲線を形成する回折構造は「連続的」と呼ばれる。図１に示される回折構造１１０は、たとえば、連続的であるとみなすことができる。連続的回折構造は一般に、不連続的回折構造１１３の内部に径方向に配置される。剪定回折光学パワー領域１１１の周囲の境界は「剪定境界」と呼ばれる。
【００３１】
一般に、不連続的回折構造１１３の中に存在しない（すなわち剪定された）連続的回折構造の部分は、もし存在すれば、最高度の球面収差を有するものである。したがって、剪定回折光学パワー領域中のこれらの部分の排除は、剪定されていない（すなわち連続的回折構造を有する）同じ光学パワー（すなわち回折構造の同じ径方向離間）を有する比較可能回折光学パワー領域よりも少ない視力妥協を提供する。
【００３２】
であるが、剪定回折光学パワー領域１１１は、図３と４にそれぞれ「Ｄ」形状と楕円形状を有するように示されるが、剪定回折光学パワー領域は任意の形状を有していてもよいことが認められるであろう。
【００３３】
図５は、本発明のアスペクトにしたがった、縁取り境界１１４を有する図４のレンズ１００の正面図を示す。縁取り境界１１４は、たとえば剪定回折光学パワー領域１１１の光学特性を破損または変更することなく、レンズ１００を眼鏡レンズフレームに装着するために縁取ることができる境界である。縁取り境界に縁取ることは、本発明のアスペクトにしたがって、回折光学パワー領域が電気活性素子から形成されるとき、図１５と１６に示される実施形態においては特に重要になり得る。そのような実施形態では、回折光学パワー領域を縁取ることは、電気活性物質の漏れなどの電気活性素子への物理的損傷をもたらしかねない。
【００３４】
図６Ａと６Ｂは、それぞれ、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、連続的回折光学パワー領域１０４と剪定回折光学パワー領域１１１を備えた基層１１５を有する図１のレンズ１００の正面図を示す。基層１１５は、たとえば、紫外線（ＵＶ）および／または熱硬化性モノマー樹脂、または熱可塑性プラスチックなどの眼科眼鏡レンズでの使用に好適な任意の透明光学材料から構成され得る。回折光学パワー領域１１１は、この分野で既知の方法を使用して眼科眼鏡レンズに好適な透明光学材料中に回折光学パワー領域１１１を鋳造、スタンピング、エンボシング、熱形成するための工具内で形成され得る。そのような工具は一般に、金属、たとえば、ニッケル被覆アルミニウム、ステンレス鋼材、または他の任意の既知の物質から構成される。
【００３５】
図６Ａは、回折光学パワー領域１０４の連続的回折構造１１０を形成する閉曲線を有する基層１１５を示す。
【００３６】
図６Ｂは、剪定回折光学パワー領域１１１の不連続的回折構造１１３を形成する不連続的曲線を有する基層１１５を示す。剪定回折光学パワー領域１１１はまた、連続的回折構造１１０を形成する連続的閉曲線を有する。図６Ｂは剪定境界１１６（すなわち剪定回折光学パワー領域１１１の外側境界）を有する。剪定境界１１６は、完全に基層１１５の周囲縁の中に位置する。
【００３７】
回折構造がレンズ内へ窪まされるかレンズから突き出し得るように図６Ａと６Ｂの基層１１５に回折構造１１３を彫刻するためにさまざまな方法とデバイスが使用され得る。
【００３８】
一つの方法では、ダイヤモンド機械工具を使用し、基層に溝を直接彫刻またはエッチングして回折構造の曲線を形成する。あるいは、溝は、基層を鋳造またはエンボシングするための型工具（または後の複製のための型マスター）に彫刻されてもよい。旋盤は、基層の外側表面に垂直に角度づけられたダイヤモンドチップ彫刻工具を利用し得る。レンズまたは型工具が回転され、彫刻工具が、（回転面に垂直な）レンズ回転の軸に平行な方向に沿って移動され得る。彫刻工具がレンズに向かって内部へ移動されるとき、工具が基層に突き刺さり、層から物質を取り除く。同様に、彫刻工具がレンズから遠ざけられるとき、彫刻工具は基層を解放し、どんな物質も層から取り除かれない。したがって、レンズまたは型工具が回転しているとき、彫刻工具はレンズに突き刺さって回転対称（すなわち円形）溝を形成し得る。あるいは、楕円の溝は、レンズを軸周りに回転させながら、彫刻工具がレンズ表面に一定の深さで突き刺さるように彫刻工具を直線的に移動させることによってレンズに彫刻され得る。同様に、彫刻工具は、他の湾曲を有する溝を彫刻する他のパターンで移動されてもよい。
【００３９】
図６Ｂの不連続的回折構造１１３は図７に示されるような基層に彫刻される。
【００４０】
図７は、本発明のアスペクトにしたがって、剪定回折光学パワー領域１１１を基層１１５に彫刻するために、彫刻工具が図６Ｂの正面図レンズ１００の周回する経路を示す。軌道の経路は、工具が基層１１５に彫刻することを示す実線経路１１７と、工具が基層１１５に彫刻しないことを示す破線経路１１８とによってしるされている。彫刻工具は基層１１５の内外へ縫うように進み、彫刻を始める入口点１１９でレンズ１００に入り、彫刻を止める出口点１２０でレンズ１１０を出る。入口点１１９と出口点１２０の位置は、回折構造が基層１１５に彫刻されるところと、それらがされないところとを定める。入口点１１９と出口点１２０は、不連続的回折構造１１３の湾曲弧の端を形成する。入口点１１９と出口点１２０は、剪定境界１１６上にあり、これを定める。剪定境界１１６の内部では、彫刻工具は基層１１５に係合し、不連続表面浮彫回折構造１１３の溝を（実線経路１１７に沿って）彫刻する。剪定境界１１６の外部では、機械的アクチュエーターが一般に工具を基層１１５から取り除くとともに、彫刻工具が非係合時に（破線経路１１８に沿って）レンズを周回する。したがって、剪定回折光学パワー領域１１１の不連続的回折構造１１３が基層１１５に彫刻される。剪定回折光学パワー領域１１１は、高速工具サーボまたは低速工具サーボ技術を使用する彫刻工具で基層１１５に彫刻することができるが、基層１１５を彫刻するための他の既知の技術と工具を使用することができる。剪定境界１１６の外部エリアは、彫刻されず、連続的回折光学パワー領域１０４の周囲縁の近くに図１に示される妥協視力領域１０６を一般に有する。妥協視力領域１０６は、もし形成されれば、高度の色収差を提供することが予想され得る。
【００４１】
図７のレンズ１００の回転の向きは、（入口点と出口点１１９と１２０における矢印によって示される）反時計回りであるように示されるが、その向きは時計回りに逆にすることができることが認められるであろう。レンズ１００の回転の向きが逆にされるならば、入口点１１９と出口点１２０の位置も逆にされる。
【００４２】
図７は、楕円形状剪定回折光学パワー領域１１１に関連して説明されるが、同様のプロセスは、回折光学パワー領域を任意の回転形状を有するように剪定するために使用され得ることが認められるであろう。一つのアプローチでは、入口点１１９と出口点１２０は、所望の形状と大きさを有する剪定境界を定めるためにレンズ１００の表面上の代替位置に配置されていてもよい。
【００４３】
図８Ａ〜８Ｉは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、さまざまな形状を有する剪定回折光学パワー領域１１１の正面図を示す。剪定回折光学パワー領域１１１の他の形状と大きさが、ここに説明された技術を使用して可能であることが理解されよう。図８Ａ〜８Ｉに示される剪定回折光学パワー領域１１１も、図６Ａの連続的回折光学パワー領域１０４に合致させられ得る。
【００４４】
図６Ａの回折光学パワー領域１０４の連続的回折構造１１０は、レンズ１００が回転している間に、彫刻工具で層を異なる半径で突き刺すことによって基層１１５に彫刻することができる。レンズ１００は、彫刻工具が次の半径に移動される前に、彫刻工具に対して少なくとも十分な回転（たとえば少なくとも３６０［度］）を回転し得る。あるいは、レンズが旋盤内で回転しながら彫刻工具が連続的に外へ移動して螺旋状溝を形成してもよい。
【００４５】
しかしながら、不連続部を有することは他の光学的障害を導入し得る。一般に、彫刻工具が瞬時の刺しまたは解放で彫刻するとき、基層１１５の深さの鋭い不連続的勾配が剪定回折光学パワー領域１１１の剪定境界１１６に沿って生じる。深さの不連続的勾配は剪定境界１１６に沿って不所望な線を引き起こす。この問題を解決するために、この境界を混合するために混合ゾーンが追加されてもよい。
【００４６】
従来の混合ゾーンは一般に光学パワーを混合する。光学パワーは、回折構造の径方向位置を変更することによって回折領域と別の領域との間で混合される。そのような実施形態のより詳細な説明は、「光学パワー混合領域を有する電気活性眼用レンズ」と題する２００６年１１月１３日に提出された米国出願シリアル番号１１／５９５，９７１に見つけられ得、その全体は参照によってここに組み込まれる。回折領域の光学パワーは、回折構造がレンズの残りに遭遇するところで一般にゼロに減少する。したがって、回折構造とレンズの残りとの間のこの境界における光学パワーの急な変化つまり任意の線が除去される。この混合ゾーンはレンズから線の可視性を低減するが、それはさらなる不利益を有する。一つの不利益は、光学パワーが混合ゾーンでゼロに減少するため、混合ゾーンが光学的使用をほとんど有しないということである。
【００４７】
この問題を解決するため、その周囲縁に向かって径方向に延び、その回折効率をゼロに低減することによって回折光学パワー領域を混合する混合ゾーンが提案されている。回折効率は、所望の回析次数（すなわちレンズの設計光学パワーまたは焦点距離）に方向付けられる入射光の割合である。回折光学パワー領域の回折効率がゼロに接近するにつれて、回折光学パワー領域によって集中される光の割合も同様にゼロに低減される。したがって、回折光学パワー領域の周囲縁において、回折効率がゼロに混合されるとともに領域の光学影響も同様にゼロに混合されて、漸進的で線のない境界を形成する。
【００４８】
設計焦点距離における回折効率ηは数学的に次のように定義される。
【数２】
【００４９】
ここにおいて、ΔΦは、表面浮彫回折構造などの回折光学部品によって生成される位相遅れである。
【００５０】
式（２）は、位相遅れΔΦが２πのときに回折効率ηが１となり（入射光の１００％が設計焦点距離に集中され）、位相遅れΔΦがゼロのときにゼロとなる（どんな光も設計焦点距離に集中されない）ことを示している。
【００５１】
第一の屈折率ｎ１を有する表面浮彫回折構造が、第二の屈折率ｎ２を有する別の光学構造に接しているとき、位相遅れΔΦは次式のように定義される。
【数３】
【００５２】
ここにおいて、λは入射光学波長であり、ｄは回折構造の深さである。
【００５３】
式（２）と（３）はいずれも、回折構造の深さｄが滑らかにゼロに混合されるにつれて、回折効率も同様にゼロに混合されることを示している。
【００５４】
したがって、回折効率混合ゾーンは、回折構造の高さを混合することによって形成することができる。
【００５５】
図９Ａと９Ｂは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、不連続的回折構造１１３と不連続的曲線を混合するための混合ゾーン１２３の単一の不連続的曲線の側面図を示す。混合ゾーン１２３は、剪定回折光学パワー領域の剪定境界における不連続的曲線の高さを変えることによって達成される。彫刻工具１２１が剪定境界に接近するとともに、彫刻工具は、（たとえば最小値（０）から最大値までの）不連続的曲線の高さに連続的勾配を生じさせるようにあらかじめ決められた距離ｗを有する混合ゾーン１２３にわたって基層１１５に出入りする。深さのこの連続的勾配は、線のない剪定境界を形成するように剪定回折光学パワー領域を混合するようにあらかじめ決められる。彫刻工具の入口と出口に関する距離ｗは、たとえば、ほぼ０．５ミリメートル（ｍｍ）からほぼ４ｍｍまでの範囲内にあり、好ましくはほぼ１ｍｍであるが、任意の距離ｗを使用することができる。
【００５６】
図９Ａでは、彫刻工具１２１は、突き出し不連続的曲線を形成するようにあらかじめ決められた経路１２４に沿って基層を彫刻する。図９Ｂでは、彫刻工具１２１は、窪んだ不連続的曲線を形成するようにあらかじめ決められた経路１２５に沿って基層を彫刻する。図９Ａと９Ｂの不連続的曲線は物理的に逆さまであるが、それらは一般に光学的に等価である。
【００５７】
彫刻工具を使用して形成された混合剪定回折光学パワー領域を示す図７、９Ａおよび９Ｂとは対照的に、図１０Ａ〜１０Ｃで示されるように、混合剪定回折光学パワー領域は既知の半導体処理工具と技術を使用して代替的にエッチングされてもよい。
【００５８】
図１０Ａ〜１０Ｃは、それぞれ、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、レンズの基層上に剪定回折光学パワー領域をエッチングする連続行程におけるレンズ１０００〜１００２の側面図を示す。
【００５９】
図１０Ａは、エッチレジスト層１２７で被覆された平面基層１２８を有するレンズ１０００の側面図を示す。エッチレジスト層１２７は、たとえばフォトレジストで構成され得るが、他の物質が使用されてもよい。基板材料は、レンズ用の所望の最終材料であってもよく、または所望の回折構造が鋳造、スタンプ、熱形成またはエンボスされ得る型材料であってもよい。
【００６０】
図１０Ｂは、図１０Ａの平面基層１２８と、表面浮彫回折トポグラフィを有するパターン形成エッチレジスト層１２９とを有するレンズ１００１の側面図を示す。表面浮彫回折トポグラフィは、たとえば既知の半導体処理工具と技術を使用して、エッチレジスト層１２９をパターン形成することによって形成される。たとえば、エッチレジスト層は、たとえば、直接レーザー書き込みを使用する技術または可変透過高エネルギービーム感応（ＨＥＢＳ）フォトマスクを通した露光などの任意のグレースケール・リソグラフィプロセスを使用してパターン形成することができる。表面浮彫回折トポグラフィは、不連続的回折構造のパターンを有する。表面浮彫回折トポグラフィは、回折領域の周囲において高さに減少して混合ゾーンを形成することができる。不連続的回折構造は、たとえば、図８Ａ〜８Ｉに示されるものなどの種々様々の形状を有し得る。一つのアプローチでは、表面浮彫回折トポグラフィは、最初に連続的回折構造を備えたエッチレジスト層１２７をパターン形成し、それからそれらを剪定してそれらの周囲縁において高さに滑らかな混合を有する不連続的回折構造を形成することによって形成される。あるいは、不連続的回折構造と混合ゾーンは、エッチレジスト層に直接パターン形成される。
【００６１】
図１０Ｃは、図６Ｂの不連続的回折構造１１３を有する剪定回折光学パワー領域１１１を備えたパターン形成基層１３０を有するレンズ１００２の側面図を示す。不連続的回折構造１１３は、表面浮彫回折パターンを図１０Ｂのパターン形成エッチレジスト層１２９から図１０Ｂの平面基層１２８へ転写することによって形成される。一つのアプローチでは、パターンは、たとえば反応性イオンエッチング（ＲＥＥ）マシンなどのドライエッチチャンバー内に図１０Ｂのレンズ１００１を置くことによって転写される。ドライエッチチャンバーは、図１０Ｂのパターン形成エッチレジスト層１２９と平面基層１２８の両方をエッチングして回折パターンを転写する。いったん転写されたならば、不連続的回折構造１１３と混合剪定回折光学パワー領域１１１を有する図１０Ｃのパターン形成基層１３０が形成される。
【００６２】
図１１は、本発明のアスペクトにしたがった、レンズの周囲縁からレンズの中心へ向かったレンズを製造するための型の測定表面トポグラフィのグラフである。レンズは、剪定回折光学パワー領域と混合ゾーンを有する。たとえば図７と９Ｂまたは代替的に図１０Ａ〜１０Ｃに説明されるように、回折光学パワー領域は剪定することができる。剪定回折光学パワー領域は、楕円形状を備えた剪定境界を有する。剪定境界の楕円形状は、たとえばほぼ３０ｍｍの長軸とたとえばほぼ１６ｍｍの短軸とを有する。混合ゾーンは、剪定境界（すなわち回折光学パワー領域の周囲縁が型の残りに出合うところ）においてゼロに接近する高さの連続的変化を有する回折構造を有する。混合ゾーンは剪定境界の外に配置される。あるいは、混合ゾーンは剪定境界の内または中央に配置される。混合ゾーンは、たとえばほぼ１ｍｍの幅を有する。であるが、混合ゾーンは、たとえばほぼ０．１ｍｍないしほぼ５．０ｍｍ範囲内の、好ましくはたとえばほぼ０．２ｍｍ〜ほぼ１．０ｍｍ範囲内の幅を有することができる。剪定回折光学パワー領域は、たとえば５５０ナノメートルの波長を有する光に対してたとえば＋１．２５の曲光度Ｄの光学パワーを提供する。他の所望の物理的または光学的特性を有するレンズを鋳造するための型に対して他の寸法、光学パワーおよび波長を使用することができる。
【００６３】
グラフは、（ミリメートル（ｍｍ）で測定された）型の表面の長さに沿った（マイクロメートル（μｍ）で測定された）型の表面浮彫回折構造の高さを示す。この例における表面長さは、図６Ｂに示される測定線１２６に沿って測定される。この例では、測定はＺｙｇｏ白色光干渉計によって提供される。
【００６４】
図１２Ａ〜１２Ｃは、それぞれ、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、図１１に関連して説明されるレンズ型の回折光学パワー領域の混合ゾーンを横切って測定されたレンズの表面トポグラフィと光学パワーと回折効率のグラフである。
【００６５】
レンズ型の長さに沿って測定された図１２Ｃの回折効率と図１２Ａの回折構造の高さとの関係は式（２）と（３）によって定義される。回折構造の高さが最大値からゼロに減少するにつれて、混合ゾーンの回折効率も同様にゼロに減少する。混合ゾーンは、回折構造の光学パワーではなくそれの高さを変えることによって回折領域を混合する。先に説明したように、光学パワーは、たとえば式（１）にしたがう回折構造の半径の関数であり、回折構造の高さに依存しない。したがって、回折構造の高さが回折効率の混合のために変更されるため、光学パワーは影響されない。したがって、任意の光学パワーを有する混合回折領域を達成することができる。
【００６６】
図１２Ｂでは、回折光学パワー領域の光学パワーは一定である。一定光学パワー領域によって集中される光は、単一対応焦点に集中される。しかしながら、混合ゾーンの回折効率は領域の周囲縁においてほぼ０に減少するので、それによって（焦点に）集中される光の量も同様にゼロに減少する。したがって、回折光学パワー領域の周囲縁を横切って光学パワーに急な変化があるが、回折光学パワー領域によって集中される光の量つまり可視性は、周囲縁において徐々にゼロに接近して線のない境界を形成する。
【００６７】
図１３Ａは、本発明のアスペクトにしたがった、剪定境界に急な終端ポイント１３１をもつ回折構造を有するレンズの表面トポグラフィのグラフである。グラフは、表面浮彫回折構造の高さｄを、剪定境界を横切る径方向距離ｒの関数として示す。回折構造は同中心であり、鋸歯パターンを形成する一連の頂と隣接谷を有する。各同中心回折構造は、鋸歯パターンの谷から頂まで延びている。回折構造は、「表面浮彫回折光学素子」と題する２００８年３月２４日に提出された米国出願シリアル番号１２／０５４，３１３に見つかる実施形態によって説明されて使用され得、その全体は参照によってここに組み込まれる。
【００６８】
図１３Ｂは、本発明のアスペクトにしたがった、剪定境界において急な終端ポイントを低減するために図１３Ａのレンズの回折構造を混合するための混合関数のグラフである。グラフは、混合関数ｍを、剪定境界を横切る径方向距離ｒの関数として示す。混合関数は、レンズの中心から剪定境界へ単調に減少する。混合関数は、最初は一定であり（たとえば、変化しない深さに対して１の値を有し）、それから有限距離にわたって徐々に減少しているように示される。混合関数は、たとえば定数関数、一次関数、多項式関数、三角関数、指数関数、双曲線関数または対数関数の単独または組み合わせのいずれかなどの任意の連続的関数または数学的関係とすることができる。
【００６９】
図１３Ｃは、本発明のアスペクトにしたがった、剪定境界を横切る径方向距離ｒの関数としての図１３Ａの回折構造と図１３Ｂの混合関数ｍの高さｄとの積ｍ＊ｄのグラフである。
【００７０】
図１３Ｄは、本発明のアスペクトにしたがった、１３Ｃ図の積である高さを有する回折構造の混合表面トポグラフィのグラフである。グラフは、混合表面浮彫回折構造の高さｄを、剪定境界を横切る径方向距離ｒの関数として示す。混合表面浮彫回折構造の高さは、非混合表面浮彫回折構造の高さと混合関数との積である。
【００７１】
混合関数が表面浮彫回折輪郭の表面トポグラフィに適用されるとき、混合関数は、混合ゾーンの幅ｗにわたって回折効率の単調減少を引き起こす。複数の同中心回折構造を有する回折光学パワー領域に対して、回折光学パワー領域の中心点に近い第一の回折構造の高さ（すなわち第一の頂とそれに隣接する第一の谷との間の距離）は、中心点から離間した第二の回折構造の高さ（すなわち第二の頂とそれに隣接する第二の谷との間の距離）よりも大きい。
【００７２】
積は、回折構造の高さを、たとえば１と（剪定境界における）ゼロとの間の値（ｍ）によって縮小する。縮小は、演算子による値関数の適用である。図１３Ｃの例では、値関数は、１から０までの範囲を有する単調減少値関数であり、演算子は乗算である。
【００７３】
回折構造の高さを縮小することによって、回折光学パワー領域の回折効率が最大値からゼロまで変わる。最大回折効率は、回折構造が十分に不変なピーク高さを有するところで生じる。最大回折効率は一般に、同中心回折構造の中心点の近くすなわち混合ゾーンの内部に生じる。最小（ゼロ）回折効率では、回折光学パワー領域は、回折光学パワーへの入射光のいずれも集中させない。最小回折効率は、回折構造がゼロのピーク高さを有するところで生じる。最小回折効率は一般に、同中心回折構造の周囲すなわち混合ゾーンの周囲に生じる。
【００７４】
最大回折効率の領域では、回折光学パワー領域は、回折領域の設計光学パワーへの入射光のほぼ１００％を集中させる。回折光学パワー領域の回折効率がゼロに減少するにつれて、領域によって影響される光の量がゼロに減少し、したがって領域は目に見えなくなる。したがって、図１３Ｄの混合表面トポグラフィを有するレンズは、それの回折効率を変えることによって十分に混合された回折光学パワー領域を有する。
【００７５】
図１４Ａは、本発明のアスペクトにしたがった、剪定境界にある急な終端ポイント１３２において終わる多段階表面浮彫回折構造を有するレンズの表面トポグラフィのグラフである。多段階表面浮彫回折構造の表面トポグラフィは、階段関数または平方関数の組み合わせなどの離散関数である。多段階表面浮彫回折構造の回折効率は、最高段の高さが増加するにつれて増加する。多段階表面浮彫回折構造は、図１３Ａの表面浮彫回折構造に近似するように知られる。多段階表面浮彫回折構造の回折効率は、それによって近似される表面浮彫回折構造の回折効率よりも小さい。表面トポグラフィを近似するために使用されるゾーンあたりの段の数が増加するにつれて、それの回折効率も同様に増加する。
【００７６】
図１４Ｂは、本発明のアスペクトにしたがった、剪定境界にある急な終端ポイントを低減するために回折構造図１４Ａの表面トポグラフィを混合するための混合関数のグラフである。混合関数は、図１３Ｂの混合関数であってもよい。
【００７７】
図１４Ｃは、本発明のアスペクトにしたがった、図１４Ａの回折構造の表面トポグラフィと図１３Ｂの混合関数との積のグラフである。
【００７８】
図１４Ｄは、本発明のアスペクトにしたがった、１４Ｃ図の積である高さを有する回折構造の混合表面トポグラフィのグラフである。図１３Ａ〜１３Ｄに関連して説明したように、図１３Ｄの混合表面トポグラフィを有するレンズは、それの回折効率を変えることによって十分に混合される回折光学パワー領域を有する。
【００７９】
回折効果を生じさせるようにあらかじめ決められた表面トポグラフィに物理的な漸次的移行を利用する表面浮彫回折構造を有する静的回折光学素子が前述の図に説明されるが、代わりに、本発明のアスペクトにしたがった、静的構造によって達成された光学的結果をすべて生成する図１５、１６および１７Ａ〜１７Ｄに示されるような動的回折光学素子を使用することができる。
【００８０】
図１５は、本発明のアスペクトにしたがった、電気活性レンズ２００の第一の分解断面図を示す。レンズ２００は、第一の光学素子２０２と第二の光学素子２０３の間に配置された電気活性素子２０１を有する。電気活性素子２０１は、第一の基層２０４と、第二の基層２０５と、透明電極２０７および２０８と、絶縁層２０９と、配向層２１０および２１１と、電気活性物質２１２とを有する。そのような実施形態のより詳細な説明は、「コレステリック液晶物質」と題する２００８年１月２２日に提出された米国出願シリアル番号１２／０１８，０４８に見つけられ得、その全体は参照によってここに組み込まれる。
【００８１】
電気活性素子２０１は、第一および第二の光学素子２０２および２０３と光連絡している。電気活性素子２０１は、第一および第二の光学素子２０２および２０３に、たとえば（図示しない）接着剤層によって取り付けられている。第一および第二の光学素子２０２および２０３はそれぞれ凸および凹であってもよく、あるいは、さもなければ、所望の光学効果を提供するように形づくられまたは仕上げられてもよい。たとえば、屈折累進光学パワー領域は、光学パワーに累進を生じさせるように第一および第二の光学素子の一方または両方の内または外表面上に形成することができる。第一および第二の光学素子２０２および２０３の一方または両方は、未完成、半完成または完成であってもよい外表面を有していてもよい。第一および第二の光学素子２０２および２０３の一方または両方は、それぞれ、第一および第二の基層２０４および２０５として形成されてもよい。
【００８２】
第一の基層２０４は平坦表面トポグラフィを有し、第二の基層２０５は、回折構造２０６によって形成された表面浮彫回折トポグラフィを有する。第一の基層２０４の表面トポグラフィは平坦であるように示されるが、（たとえば曲げられた）任意の実質的に特色のない表面トポグラフィが使用されてもよい。透明電極２０８と、配向層２１１と、電気活性物質２１２を包含する領域とは、第二の基層２０５に沿って形成され、したがって、また表面浮彫回折トポグラフィを有する。あるいは、第一の基板２０４もまた表面浮彫回折トポグラフィを有する。別の代替案としては、第二の基板２０５が平坦表面トポグラフィを有し、第一の基板２０４が表面浮彫回折トポグラフィを有する。
【００８３】
第一の基層２０４と第二の基層２０５は、それぞれ、透明電極２０７および２０８で被覆されてもよい。透明電極２０７および２０８は、それぞれ、第一の基層２０４と第二の基層２０５の内側表面全面上に一様に堆積されてもよい。
【００８４】
電気活性物質２１２は、第一および第二の基層２０４および２０５の間に包含されていてもよい。電気活性物質２１２は、ネマティック液晶、コレステリック液晶、スメクティック液晶、ポリマー分散液晶、またはポリマー安定液晶などの液体結晶物質であってもよい。
【００８５】
配向層２１０および２１１は、電気活性物質２１２の分子を基層２０４および２０５に対して所定の方向に整列させる。配向層２１０および２１１は、たとえば（機械的研磨のために）ポリイミド物質、または（偏光ＵＶ光学配向のために）感光物質から構成されてもよい。
【００８６】
透明電極２０７および２０８は、（図示しない）コントローラーに、たとえば（図示しない）電気コンタクトを介して電気的に連結されてもよい。透明電極２０７および２０８の間の電気伝導（すなわち電気的短絡）を防止するために、絶縁層２０９が透明電極２０７および２０８の間に配置される。コントローラーは、配向層２１０および２１１のほかに電気活性物質２１２を横切って電界を生じさせるようにあらかじめ決められた透明電極２０７および２０８に電圧を印加する。電界は、電気活性物質２１２の分子の配向を変化させ、それによって電気活性物質２１２の屈折率を変化させる。電気活性物質２１２の屈折率の変化は、電気活性物質２１２中に回折パターンを生じさせて光学パワーを提供させるようにあらかじめ決められる。電圧が電極２０７および２０８に印加されないとき、電気活性物質２１２の屈折率は、表面浮彫回折構造２０６の屈折率と一致する。したがって、光学的位相遅れは生成されず、光は集中されない（すなわち回折効率はゼロである）。所定の電圧が電極２０７および２０８に印加されるとき、電気活性物質２１２の屈折率は、表面浮彫回折構造２０６の屈折率と相違する。したがって、ほぼすべての入射光を光学パワーに（すなわちほぼ１００％の回折効率で）集中させるための光学的位相遅れが生成される。したがって、透明電極２０７および２０８に印加される電圧をオンまたはオフに切り替えることによって、電気活性素子２０１の光学パワーも同様にオンまたはオフに切り替えられ、それによって電気活性素子２０１の回折効率をそれぞれ最大値と最小値の間で変調する。
【００８７】
電圧が電気活性素子２０１に印加されるとき、光学パワーが境界２２２内に生成される。電圧の印加は、最も外側の連続的表面浮彫回折構造によって形成された境界２２２を横切って光学パワーに急な変化を生じさせる。したがって、可視の線がレンズ２００中に形成される。線の可視性を低減するため、混合ゾーンが必要である。
【００８８】
境界２２２は、境界２２２におけるあらかじめ決められた距離にわたって回折構造２０６の高さをゼロに混合する混合ゾーンを使用して混合することができる。混合ゾーンは、図９Ａ、９Ｂまたは１１Ａ〜１１Ｃに説明される実施形態にしたがって形成される。
【００８９】
図１５の電気活性素子２０１は平坦であるように示されるが、電気活性素子２０１が代替的に曲げられてもよいことは理解されるに違いない。
【００９０】
電気活性物質が、たとえばネマティック液晶などの偏光感応液体結晶物質であるとき、二つの電気活性素子が好ましく使用される。二つの電気活性素子は直列に配置され、任意の偏光状態の入射光の等しい集中を可能にするために直交配向方向を備えた配向層を有する。そのような実施形態のより詳細な説明は、「ハイブリッド電気活性レンズ」と題する２００４年６月９日に提出された米国出願シリアル番号１０／８６３，９４９に見つけられ得、その全体は参照によってここに組み込まれる。
【００９１】
図１６は、本発明のアスペクトにしたがった、両方とも平坦表面トポグラフィを有する第一の基層２０４と第二の基層２１３を含む電気活性素子３０１を有する図１５の電気活性レンズ２００の第二の分解断面図を示す。第一の基層２０４と第二の基層２１３の表面トポグラフィは平坦であるように示されるが、（たとえば曲げられた）任意の実質的に特色のない表面トポグラフィが使用されてもよい。
【００９２】
電気活性レンズ３００は、パターン形成透明電極２１４と、配向層２１５と、電気活性物質２１２を包含する領域とを有する電気活性素子３０１を有し、それらはいずれも第二の基層２１３に沿って形成されている。前述の素子が沿って形成される第二の基層２１３が平坦表面トポグラフィを有するので、これらの素子もまた平坦表面トポグラフィを有する。
【００９３】
パターン形成透明電極２１４は複数の個別アドレサブル電極２１６（たとえば電極リングまたはピクセル）を有する。図１７Ａと１７Ｂに示されるように、個別アドレサブル電極２１６は、回折光学パワー領域をレンズ３００中に形成するために配列される。
【００９４】
透明電極２０７は、パターン形成透明電極２１４に対する基準電極（すなわち電気アース）として働く薄膜透明電極層である。電圧が電気活性素子３０１にパターン形成透明電極２１４と透明電極２０７の間に印加されると、回折パターン形状が電気活性素子３０１の境界２２２内に生じる。
【００９５】
図１７Ａと１７Ｂは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、境界２２２によってくるまれた個別アドレサブル電極２１６を有する図１６のパターン形成透明電極２１４の正面図を示す。
【００９６】
個別アドレサブル電極２１６は、連続的全体電極２１８と、連続的閉曲線電極２１９と、湾曲弧電極２２０とを有する。あるいは、個別アドレサブル電極２１６は不連続的曲線電極だけであってもよい。個別アドレサブル電極２１６は円または円弧として形づくられるように示されるが、楕円または多角形幾何学などの他の幾何学が代替的に使用されてもよい。１２および１３の個別アドレサブル電極２１６が図１７Ａと１７Ｂにそれぞれ示されるが、任意の数の個別アドレサブル電極２１６が使用されてもよい。ｐｉｘｉｌａｔｅｄアプローチでは、任意の数と配置のピクセルが使用されてもよい。個別アドレサブル電極２１６は好ましくは同中心である。個別アドレサブル電極２１６は光学的に透明である。個別アドレサブル電極２１６は、任意の既知の透明導電性酸化物（たとえばポリ（３，４−エチレンジオキシオフェン(ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ)）ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）またはカーボンナノチューブ）から構成される。
【００９７】
個別アドレサブル電極２１６は、電気的境界２１７に沿って（図示しない）コントローラーとの個別電気的接続を有する。（図示しない）電気的絶縁層が個別アドレサブル電極２１６間に形成される。電気的絶縁層は、隣接する個別アドレサブル電極２１６間に形成された空間２２１を占領してそれらの間の電気伝導を防止する。
【００９８】
任意の配列に配置されて任意の形状を有する回折光学パワー領域を形成することができる少なくとも一つの湾曲弧電極２２０を有する個別アドレサブル電極２１６。図１７Ａでは、個別アドレサブル電極２１６は、楕円形状回折光学パワー領域を生成するために配列され、いっぽう図１７Ｂでは、個別アドレサブル電極２１６は、フラットトップ弓形回折光学パワー領域を生成するために配列される。あるいは、個別アドレサブル電極２１６は、任意の形状（たとえば図８Ａ〜８Ｉの）を有する回折光学パワー領域を生成のために異なって配列され形づくられてもよい。
【００９９】
図１６のレンズ３００で使用されるとき、個別アドレサブル電極２１６に印加される電圧は、電気活性物質２１２の両端に電圧パターンを生じさせるようにあらかじめ決められる。この電圧パターンは、今度は、電気活性物質２１２（したがってレンズ３００）の屈折率に変化を生じさせるようにあらかじめ決められる。屈折率のこの変化は回折パターンを、したがって電気活性素子３０１中に回折光学パワー領域を形成する。
【０１００】
図１８Ａは、本発明のアスペクトにしたがった、複数の個別アドレサブル電極２１６を有する図１６の電気活性レンズ３００の径方向周囲部分の側面図を示す。
【０１０１】
図１８Ｂは、本発明のアスペクトにしたがった、図１６の電気活性素子３０１中に回折光学パワー領域を生じさせるようにあらかじめ決められた個別アドレサブル電極２１６に印加される電圧を示す。電圧（たとえば四つの電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４）は、個別アドレサブル電極２１６に印加される。電圧は、個別アドレサブル電極２１６が径方向に配列される順番で個別アドレサブル電極２１６に電圧を単調に増加させる繰り返しシーケンスで印加される。電圧は、電気活性素子３０１中に多段階回折パターンを生じさせるようにあらかじめ決められた電気活性物質２１２の両端に多段階電圧パターンを形成する。図１８Ｂの多段階回折パターンは、図１４Ａの多段階表面浮彫回折パターンと同様である。しかしながら、図１４Ａの多段階回折パターンが、回折構造の高さの変動によって物理的に形成されるのに対して、図１８Ｂの多段階表面浮彫回折パターンは屈折率の変動によって形成される。回折構造は、光を回折することができる任意の構造に適用し得る。一例では、回折構造は、図１３Ａ、１３Ｄ、１４Ａおよび１４Ｄに示されるような、一連の頂と隣接谷を有する物理的形成鋸歯パターンを有する表面浮彫回折構造に適用し得る。別の例では、図１５において、回折構造は、鋸歯パターンを有する回折構造２０６、鋸歯パターンを有する電極２０８、またはそれらの組み合わせおよび／または電気活性素子２０１の他の構成要素に適用し得る。また別の例では、図１６において、回折構造は、一様または平坦表面トポグラフィを有する個別アドレサブル電極２１６に適用し得る。この例では、光の回析は、電気活性物質２１２の屈折率を変えるための電圧パターンを印加することによって形成される。この例では、回折構造（すなわち個別アドレサブル電極２１６）は光を回折することができるが、それに電圧が印加されないとき、回折構造は光を回折しない。
【０１０２】
図１８Ｂの電圧が図１８Ａの個別アドレサブル電極２１６に印加されると、電気活性素子３０１中の回折パターンが境界２２２内に生じ、レンズ中に可視の線を生じさせる境界２２２を横切って光学パワーに急な変化を生じさせる。この問題を解決するため、混合ゾーンが必要である。
【０１０３】
前述の図では静的混合ゾーンが説明され、それらは、回折構造の高さの物理的変動を利用して回折効率の混合を生じさせて回折構造の境界２２２の線の可視性を低減する。しかしながら、図１６のレンズ３００は、平坦表面トポグラフィを有するパターン形成透明電極２１４を利用するので、代替混合手段が必要である。
【０１０４】
図１８Ｃは、図１６の電気活性素子３０１中に回折光学パワー領域の混合を生じさせるようにあらかじめ決められた個別アドレサブル電極２１６に印加される電圧を示す。混合関数（たとえば図１３Ｂ〜１３Ｄおよび１４Ｂ〜１４Ｄの）は、有限距離にわたってレンズ３００の径方向中心から境界２２２までの回折効率を単調に減少させることによって輪郭を変調する。混合関数は、個別アドレサブル電極２１６に印加される電圧振幅を、たとえば１と（境界２２２における）０との間の値（ｍ）によって縮小する。個別アドレサブル電極２１６に印加される電圧振幅は境界２２２の近くでゼロに接近するため、それによって引き起こされるレンズ３００中の屈折率の変化つまり回折効果（すなわち回折効率）もまた境界２２２の近くでゼロに接近する。レンズ３００の回折効率がゼロに減少するため、境界２２２は目に見えなくなる。
【０１０５】
図１８Ｂと１８Ｃには４つの電圧が示されるが、任意の数の電圧を使用することができる。別個の電圧の数（したがってフレネル帯または電圧期間あたりの段）が大きいほど、理想的回折構造への近似はよい。しかしながら、電圧のシーケンスの一周期の幅、したがって、これらの電圧が印加される個別アドレサブル電極２１６の幅は、レンズ３００の回折光学パワーを決定する。この回折光学パワーを保存するために、回折構造に近似するために使用される別個の電圧の数が増加されるにつれて、同じ領域中の個別アドレサブル電極２１６の数も同様に増加されなければならない。したがって、個別アドレサブル電極２１６の密度が増加される。より多くの個別アドレサブル電極２１６をレンズ３００の同じサイズ領域内に入れるために、個別アドレサブル電極２１６を狭くし、互いにより接近させて移動することができる。個別アドレサブル電極２１６間の間隔が低減されるとき、隣接個別アドレサブル電極２１６間の電気伝導（すなわち短絡）の電位が増加される。したがって、そのような電気伝導を防止するために個別アドレサブル電極２１６間に（図示しない）追加絶縁が使用されてもよい。
【０１０６】
図１８Ａの動的混合手段は物理的構造ではなく、たとえば回折効率の混合を生じさせるようにあらかじめ決められた電圧の電気的状態である。混合手段は好ましくは電気活性素子３０１に一体的である。
【０１０７】
別のアプローチでは、電圧振幅は混合関数によって変調されない。このアプローチでは、電圧振幅はソース（個別アドレサブル電極）において減少されないが、その代り、電気活性素子の周囲に配置された（図示しない）絶縁物質によって遮られる。絶縁物質は、図１８Ｃに示された電圧パターンにしたがって電圧振幅を低減するようにあらかじめ決められた単調増加厚さを有する。したがって、回折光学パワー領域の回折効率を混合する効果は、印加電圧を変調する代わりに絶縁物質の所定の配置によって引き起こされるものと同じである。
【０１０８】
回折光学パワー領域の回折効率を混合するための前述の手段のいずれも、（たとえばスチュアートらによる米国出願シリアル番号１１／５９５，８７１に教示され、その全体は参照によってここに組み込まれる）従来の光学パワー混合ゾーンと関連して使用されてもよい。レンズと一緒に使用されるとき、回折効率混合ゾーンと光学パワー混合ゾーンは別々に配置されてもよく、あるいは部分的または完全に重なってもよい。
【０１０９】
図１８Ａでは、電気活性レンズ３００は、電気活性物質２１２の厚さを制御するためのスペーサー２２３を有する。
【０１１０】
図１９Ａは、本発明のアスペクトにしたがった、累進追加回折光学パワー領域１３３の正面図を示す。累進追加回折光学パワー領域は、特定の波長λの光を焦点距離ｆに集中させるための複数の同中心表面浮彫回折構造を有する。累進追加回折光学パワー領域１３３は静的または動的である。累進追加回折光学パワー領域１３３は、第一の範囲ｄ２＜ｒ≦ｄ１＋ｄ２にある中心点からの半径ｒを有する同中心表面浮彫回折構造１１０を有する第一の領域を有する。累進追加回折光学パワー領域１３３は、第二の範囲ｒ≦ｄ１にある中心点からの半径ｒを有する同中心表面浮彫回折構造１１０を有する第二の領域を有する。たとえば、第二の領域は、第一の領域の径方向内部に配置されている。
【０１１１】
累進追加回折光学パワー領域１３３は、それの径方向距離が中心点からの増加するにつれて、光学パワーの累進を有する。図では、累進追加回折光学パワー領域１３３の光学パワーは第二の領域内では一定である。一定の光学パワーを達成するために、ｎ番目の同中心表面浮彫回折構造１１０の中心点からの第二の領域の半径は（２ｎλｆ）１／２に等しい（すなわち式（１）の定義にしたがう）。図では、累進追加回折光学パワー領域１３３の光学パワーは第一の領域内では、それの中心点からの径方向距離が増加するにつれて減少する。減少光学パワー累進を達成するために、回折構造１１０の少なくともいくつかの半径は式（１）の定義に反する。減少光学パワーの累進を達成するために、ｎ番目の同中心表面浮彫回折構造１１０の中心点からの第一の領域の半径は（２ｎλｆ）１／２よりも大きい。あるいは、累進追加回折光学パワー領域１３３の光学パワーは第一の領域内では、それの中心点からの径方向距離が増加するにつれて増加する。増加光学パワーの累進を達成するために、ｎの同中心表面浮彫回折構造の中心点からの第一の領域の半径は（２ｎλｆ）１／２よりも小さい。一例では、回折構造の少なくともいくつかの径方向幅は、たとえば第一の領域内の他のひとつと等しい。
【０１１２】
累進追加回折光学パワー領域１３３の光学パワー累進がグラフ１３４に示される。図では、累進追加回折光学パワー領域１３３の光学パワーは径方向距離の増加とともに減少する。したがって、累進追加回折光学パワー領域１３３の回折構造の相対的径方向幅は、一定の回折光学パワー領域よりも遅い速さで減少する。色収差の程度は、回折構造増加の幅が増加するにつれて減少するので、累進追加回折光学パワー領域１３３の色収差は、一定の回折光学パワー領域の色収差よりも小さい。＋１．００Ｄの光学パワーを提供する一般的な眼鏡レンズ材料から構成される累進追加回折光学パワー領域は、累進追加回折光学パワー領域１３３の中心から６ｍｍよりも小さい径方向距離において所定のしきい値レベル（たとえば人目をひくレベル）よりも低い程度の色収差を示すことが実験的に観察される。
【０１１３】
たとえば＋１．００Ｄの累進追加回折光学パワー領域１３３のそれの中心から６．０ｍｍにおける色収差の程度が所定のしきい値レベルよりも低いならば、同じ径方向幅を有する回折構造を有する他の領域、たとえば、中心から１２．０ｍｍにおいて＋０．５０Ｄの回折光学パワー領域と、中心から１８．０ｍｍにおいて＋０．３３Ｄの回折光学パワー領域と、中心から３．０ｍｍにおいて＋２．００Ｄの回折光学パワー領域もある。回折構造の径方向幅は、それの色収差を決定し、各径方向距離において局所的に一定であり、半径の増加とともに減少する。このアプローチは、すべての回折構造に対して一様の色収差を有する累進追加回折光学パワー領域１３３を形成する。累進追加回折光学パワー領域１３３は剪定境界において剪定して所定のしきい値よりも大きい色収差を生じさせるようにあらかじめ決められた回折構造を除去することができる。
【０１１４】
図１９Ｂと１９Ｃは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、剪定境界１１６に沿って剪定された図１９Ａの累進追加回折光学パワー領域１３３の正面図を示す。図１９Ｂは、幅広近距離視力ゾーンと、鉛直および水平両方向の光学パワー累進とをもつ剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を示す。図１９Ｃは、幅狭中近距離視力ゾーンと、ほとんど鉛直方向だけの光学パワー累進とをもつ剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を示す。回折光学パワー領域１３５は、（たとえば図８Ａ〜８Ｉに示されるような）任意の所望な形状を有するように剪定することができることが認められるであろう。
【０１１５】
回折効率混合ゾーンは、図１９Ｂおよび１９Ｃの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を、それの回折効率をそれの周囲縁に向かって径方向に延びてゼロに減少させることによって混合することができる。回折効率混合ゾーンが光学パワーと無関係に混合するので、混合ゾーンは、剪定回折光学パワー領域を、（変化する光学パワーを有する）それの剪定境界全体に沿って混合して、剪定境界１１６に沿った線の外観を低減することができる。
【０１１６】
図１９Ａ〜１９Ｃの累進追加回折光学パワー領域は、鉛直および水平方向に異なる光学パワー累進を有していてもよい。そのうえに、光学パワー累進は、ゼロ光学パワーに終わる必要はない。
【０１１７】
図２０Ａは、本発明のアスペクトにしたがった、鉛直軸１４０に沿った光学パワー累進と水平軸１４１に沿った光学パワー累進をもつ図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を示す。
【０１１８】
図２０Ｂ、２０Ｃおよび２０Ｄは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、図２０Ａの軸１４０および１４１に沿った光学パワーのグラフを示す。
【０１１９】
図２０Ｂおよび２０Ｃにおいて、光学パワー累進１４３は、図２０Ａの鉛直軸１４０に沿った光学パワーであり、光学パワー累進１４５は、図２０Ａの水平軸１４１に沿った光学パワーである。図２０Ｂおよび２０Ｃにおいて、一定の光学パワー１４２は、図２０Ａの鉛直および水平軸１４０および１４１の両方に沿った光学パワーであり、そこでは光学パワーは一致する。光学パワーは一般に近距離視力領域で一致する。
【０１２０】
図２０Ｂでは、鉛直軸に沿った光学パワー累進１４３は、近距離視力領域の外でほぼゼロ光学パワー１４４（すなわちプラノ）に単調に減少する。水平軸に沿った光学パワー累進１４５は、近距離視力領域の外で非ゼロ光学パワー１４６に単調に減少する。一例では、水平軸に沿った光学パワーは、一定の光学パワー１４２のほぼ５０％からほぼ７５％までの範囲にある非ゼロ光学パワー１４６に減少するが、他の非ゼロ光学パワーが使用されてもよい。
【０１２１】
図２０Ｃでは、鉛直軸に沿った光学パワー累進１４３と水平軸に沿った光学パワー累進１４５の両方が、近距離視力領域の外で非ゼロ光学パワー１４８と１４６に単調にそれぞれ減少する。一例では、鉛直軸に沿った光学パワーは、ほぼ＋０．１２Ｄからほぼ＋１．００Ｄまでの範囲にあるが、好ましくはほぼ＋０．２５Ｄからほぼ＋０．７５Ｄまでの範囲にある非ゼロ光学パワー１４８に減少するが、他の非ゼロ光学パワーが使用されてもよい。
【０１２２】
鉛直軸に沿った光学パワー累進１４３が（中距離視力領域において）非ゼロ光学パワー１４８に減少するとき、遠中および中距離視力領域の間で光学パワーに不連続部がある。これらの不連続部は一般に、距離および中距離視力領域を横切って見るときに、画像破損や光学パワーの上昇などの不所望な光学影響を引き起こす。画像破損の程度は一般に、不連続部における光学パワーの変化の大きさに依存する。
【０１２３】
図２０Ｄでは、鉛直軸に沿った光学パワーは、近距離視力領域では一定の光学パワー１４２であり、ゼロ光学パワー１５０または非ゼロ光学パワー１５１のいずれかへの（たとえば階段または区分的関数としての）分散単調減少光学パワー１４９である。分散光学パワー累進中の不連続部は、光学パワー混合ゾーンまたは回折効率混合ゾーンに混合することができる。
【０１２４】
あるいは、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５の光学パワーは、たとえば、定数関数、一次関数、多項式関数、三角関数、指数関数、双曲線関数、対数関数、またはそれらの任意の組み合わせなどの任意の数学関数にしたがって径方向に変更されてもよい。眼鏡レンズにおける回折光学パワー変化は、ほぼ６ｍｍからほぼ１６ｍｍまで、またはほぼ８ｍｍからほぼ１４ｍｍまで、好ましくはほぼ１０ｍｍからほぼ１２ｍｍまでの範囲内の距離にわたって生じてもよい。
【０１２５】
図２１Ａと２１Ｂは、本発明のアスペクトにしたがった、所定のしきい値よりも小さい非点収差を有し、着用者の全近距離視力処方を提供する図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を有するレンズ４００の正面図を示す。剪定累進追加回折光学パワー領域１３５は着用者の全近距離視力処方を提供するので、追加光学部品は必要ない。
【０１２６】
図２１Ａでは、累進追加回折光学パワー領域１３５は、ゼロ光学パワーを有する最小光学パワー領域１５８（たとえばプラノ領域）から最大光学パワー領域１５９（たとえば＋１．２５Ｄの光学パワーを有する領域）までの範囲にわたって光学パワーの連続的単調増加累進を提供する。
【０１２７】
図２１Ｂでは、光学パワーの累進は、非ゼロ最小光学パワー領域１６０から最大光学パワー領域１５９（たとえば＋１．００Ｄの光学パワーを有する領域）まで変わってもよい。（たとえば非ゼロ最小光学パワー領域において終わる）図２１Ｂの光学パワー累進は一般に、ゼロ光学パワーにおいて終わる光学パワー累進を有すると一般に定義される累進追加レンズ（ＰＡＬ）とみなされない。着用者の全近距離視力処方が（たとえば老眼の人を出現するための）近距離視力領域においてたとえば＋１．５０Ｄ未満の光学パワーであるとき、剪定累進追加回折光学パワー領域１３５によって補正が十分に提供され得る。
【０１２８】
いくつかの場合では、剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を剪定することによって回折構造を除去することは、レンズ４００の光学パワーを、着用者に処方される光学パワーよりも小さく減少させる。他の場合では、たとえば、着用者の全近距離視力処方が＋１．５０Ｄよりも大きいとき、＋１．５０Ｄ光学パワーよりも大きいものを提供する剪定累進追加回折光学パワー領域１３５は、色収差と不所望な非点収差の十分な低減を提供しない。そのような場合、（たとえば、必要とされる光学パワーの一部を提供する）剪定累進追加回折光学パワー領域は、（たとえば、必要とされる光学パワーの一部を提供する）屈折累進追加領域などの光学部品と組み合わされて、必要とされる全光学パワーを提供してもよい。
【０１２９】
図２２Ａ〜２２Ｂは、本発明のアスペクトにしたがった、図１の屈折累進追加領域１０３と光連絡している図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５を有する図２１Ａ〜２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。剪定累進追加回折光学パワー領域１３５は、所定のしきい値よりも小さい非点収差を有し、また着用者の全近距離処方未満を有する。屈折累進追加領域１０３は、着用者の全近距離視力処方を提供するために必要とされる光学パワーの残りを提供する。一例では、着用者の全近距離視力処方は、たとえば、近距離視力領域において＋２．００Ｄの光学パワーである。たとえば、＋１．００Ｄの光学パワーが累進追加回折光学パワー領域１３５によって提供され、＋１．００Ｄの光学パワーが屈折累進追加領域１０３によって提供される。
【０１３０】
図２２Ａでは、累進追加回折光学パワー領域１３５と屈折累進追加領域１０３はいずれも、ゼロ光学パワー（たとえばプラノ領域）をもつ最小光学パワー領域１５８有する。最小光学パワー領域は、その領域の周囲端が累進チャンネルのトップに遭遇するところに配置される。したがって、累進チャンネルのトップにおいて光学パワーに上昇はない。図２２Ｂでは、累進追加回折光学パワー領域１３５は、非ゼロ（たとえば＋０．２５Ｄ）最小光学パワー領域１６０において始まる。したがって、累進チャンネルのトップにおいて光学パワーに（たとえば＋０．２５Ｄの）上昇がある。
【０１３１】
図２３Ａと２３Ｂは、それぞれ、図１の屈折累進追加領域の光学パワーと非点収差の等高プロットである。図では、屈折累進追加レンズは、近距離視力領域１３６において（この例では＋２．００Ｄの）最高光学パワーを提供する。
【０１３２】
屈折累進追加領域は、所定のしきい値よりも大きい非点収差を入射光に経験させる妥協視力領域を有する。所定のしきい値よりも大きい非点収差は、非点収差等高プロットの領域１３７内に配置されている。１．００Ｄよりも大きい非点収差が、レンズ中を見たときに顕著な歪みとスイムを一般に引き起こすので、所定のしきい値はほぼ１．００Ｄ、好ましくは０．２５Ｄであってもよいが、他の値が使用されてもよい。図２３Ｂでは、累進チャンネルのそれぞれの側に二つの領域１３７があるが、任意の数と位置の領域１３７があってもよい。この例では、領域１３７は、ほぼ２．００Ｄの最大非点収差を有する。
【０１３３】
領域１３７の不所望な非点収差を低減するために、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５は、領域１３７の不所望な非点収差を引き起こす妥協視力領域を除外する剪定境界１１６を有するけれども、図１の屈折累進追加領域を近似するために使用することができる。
【０１３４】
図２３Ｃと２３Ｄは、それぞれ、図１の屈折累進追加領域の近距離視力領域における＋２．００Ｄ光学パワー累進を近似する図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５の光学パワーと非点収差の等高プロットである。
【０１３５】
図２３Ｂに示される屈折累進追加レンズの領域１３７の（たとえば２．００Ｄまでの）不所望な非点収差は、それぞれ同じ光学パワー１３６と１３９に対して、図２３Ｄに示される剪定累進追加回折光学パワー領域の領域１３８の（たとえば１．２５Ｄまでの）不所望な非点収差よりも大きい。したがって、必要光学パワーの一部またはすべてを提供する剪定累進追加回折光学パワー領域を使用することは、屈折累進追加領域を単独で使用することに比べて非点収差を低減することができる。回折光学パワー領域を剪定することは非点収差を除去しないが低減し得ることが認められるであろう。たとえば、図２３Ｄは、剪定することが非点収差を、所定のしきい値の非点収差よりも低くに、たとえば、０．２５Ｄ未満、好ましくは１．００Ｄ未満に低減することができることを示す‥‥。
【０１３６】
図２４Ａと２４Ｂは、それぞれ、図１９Ａの累進追加回折光学パワー領域１３３の光学パワーと非点収差の等高プロットである。図２４Ａと２４Ｂは、それぞれ、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、（たとえば＋１．００Ｄまでの光学パワーの）光学パワー領域１６１と、所定のしきい値（たとえば０．２５Ｄ）以下の非点収差を有する非点収差領域１６３とを有する。
【０１３７】
図２４Ｃと２４Ｄは、それぞれ、図１９Ａの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５のそれぞれ光学パワーと非点収差の等高プロットである。図２４Ｃと２４Ｄは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、所定のしきい値（たとえば０．２５Ｄ）の非点収差１６５よりも大きい剪定エリアを有する。他の光学パワーとしきい値が使用されてもよい。
【０１３８】
図２４Ｅと２４Ｆは、それぞれ、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、図１９Ｂの剪定累進追加回折光学パワー領域１３５と図１の屈折累進追加領域１０３とを有する図２２Ａのレンズ４００の光学パワーと非点収差の等高プロットである。レンズの光学パワーは、剪定累進追加回折光学パワー領域の光学パワー領域１６１と屈折累進追加領域の光学パワー領域１６２の追加になる。この例では、近距離視力領域１３６に（たとえば＋２．００Ｄまでの）複合光学パワー累進を備えたレンズを提供するために、光学パワー領域１６１が（たとえば＋１．００Ｄまでの）光学パワーの第一の累進を提供し、光学パワー領域１６２が（たとえば＋１．００Ｄまでの）光学パワーの第二の累進を提供する。同様に、レンズの非点収差は、所定のしきい値（たとえば０．２５Ｄ）の非点収差１６５以下の非点収差を有する非点収差領域１６３と、屈折累進追加領域の非点収差を有する非点収差領域１６４との追加になる。この例では、非点収差領域１６３は、（たとえば０．２５Ｄまでの）所定のしきい値に等しい非点収差を提供し、非点収差領域１６４は、（たとえば＋１．００Ｄ光学パワー）の屈折累進追加領域と連合して（たとえば１．００Ｄまでの）非点収差を提供する。したがって、レンズは、総計１．２５Ｄまでの非点収差を有する。＋２．００Ｄの光学パワーを提供する回折光学パワー領域と屈折累進追加領域を組み合わせることによって形成される非点収差の１．２５Ｄは、（図２３Ｂに示されるように）＋２．００Ｄの光学パワーを単独で提供する屈折累進追加領域によって形成される２．００Ｄの非点収差未満である。
【０１３９】
一例では、着用者の全近距離視力処方が（たとえば老眼の人をいくつかの視力調節を残して出現するための）近距離視力領域においてたとえば＋１．００Ｄ未満、好ましくは＋０．７５未満の光学パワーであるとき、一定の光学パワーを有する回折光学パワー領域によって補正が十分に提供され得る。
【０１４０】
図２５Ａ〜２５Ｄは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、一定の光学パワーを有するそれぞれ図８Ｇ、８Ｅ、８Ｉおよび６Ｂの剪定回折光学パワー領域１１１を有する図２１Ａ〜２１Ｂのレンズ４００の正面図を示す。図２５Ａ〜２５Ｄの剪定回折光学パワー領域１１１はさまざまな形状を有するが、連続的回折光学パワー領域の任意の部分を剪定することができることが認められるであろう。剪定回折光学パワー領域１１１は、図８Ａ〜８Ｉに示されるような静的、または図１５に示されるような表面浮彫回折構造２０６を被覆する透明電極２０８によって、または図１７Ａ〜１７Ｂに示されるような個別アドレサブル電極２１６によって形成される動的とすることができる。
【０１４１】
図２６Ａ〜２６Ｄは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、図１の屈折累進追加領域１０３と光連絡している一定の光学パワーを有する剪定回折光学パワー領域１１１を有する図２５Ａ〜２５Ｄのレンズ４００の正面図を示す。
【０１４２】
屈折累進追加領域１０３は、剪定回折光学パワー領域１１１の剪定境界１１６から離間していてもよい。たとえば、屈折累進追加領域１０３は、たとえば（鉛直軸に沿って測定して）ほぼ０からほぼ６ｍｍまで範囲内の距離だけ離間して、剪定境界１１６の光学パワー不連続部の下方から始まってもよい。
【０１４３】
一例では、着用者の近距離視力処方はたとえばほぼ＋２．００Ｄ、遠中距離視力処方はたとえばほぼ＋０．６２のＤ、中距離視力処方はたとえばほぼ＋１．００Ｄである。この例における処方のための総光学パワーを提供するために、図２６Ｂのレンズ４００は、たとえば＋０．６２Ｄまでの一定の光学パワーを提供する剪定回折光学パワー領域１１１を有していてもよい。剪定回折光学パワー領域１１１は、ほぼ４０ｍｍの直径を有する最大回折構造を有していてもよい。レンズ４００は、ほぼゼロ（プラノ）光学パワーを有する剪定境界１１６の光学パワー不連続部のほぼ６ｍｍ下方から始まる屈折累進追加領域１０３を有していてもよい。屈折累進追加領域１０３は、（たとえば中距離視力領域において）剪定境界１１６の光学パワー不連続部から９ｍｍの距離において＋０．３８Ｄを提供するように光学パワーを増加させてもよい。屈折累進追加領域１０３によって寄与される＋０．３８Ｄの光学パワーは、剪定回折光学パワー領域１１１によって寄与される＋０．６２Ｄの光学パワーを有するレンズ４００と組み合わされて、着用者の中距離視力処方のための総計＋１．００Ｄの光学パワーを提供する。屈折累進追加領域１０３は＋１．３８Ｄまでの光学パワーを提供し、剪定回折光学パワー領域１１１によって提供される＋０．６２Ｄと組み合わされたときに、着用者の総計＋２．００Ｄ近距離視力処方を提供する。屈折累進追加領域１０３の上方に位置している剪定回折光学パワー領域１１１の部分は、着用者の遠中距離視力処方の補正を提供する。別の例では、近距離視力に対して補正するために必要とされる光学パワーは、剪定回折光学パワー領域１１１と屈折累進追加領域１０３との間に等しく分割されてもよい。この例では、着用者の近距離視力処方が＋２．５０Ｄであるならば、剪定回折光学パワー領域１１１が＋１．２５Ｄの一定の光学パワーを提供し、屈折累進追加領域１０３が＋１．２５Ｄまでの光学パワーの累進を提供する。
【０１４４】
図２６Ａ〜２６Ｄでは、屈折累進追加領域１０３が剪定回折光学パワー領域１１１の剪定境界１１６から離間して配置されているので、屈折累進追加領域１０３の形状と大きさは、剪定回折光学パワー領域１１１の形状と大きさに依存する。
【０１４５】
図２７Ａ〜２７Ｄは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、剪定回折光学パワー領域１１１の剪定境界１１６に外に少なくとも部分的に配置された屈折累進追加領域１０３を有する図２６Ａ〜２６Ｄのレンズ４００の正面図を示す。たとえば、屈折累進追加領域１０３は、たとえば（鉛直軸に沿って測定して）ほぼ０からほぼ６ｍｍまでの範囲内の距離だけ、剪定回折光学パワー領域１１１の光学パワー不連続部の上方から始まってもよい。
【０１４６】
一例では、着用者の近距離視力処方はたとえばほぼ＋２．５０Ｄ、遠中距離視力処方はたとえばほぼ＋０．７５のＤ、中距離視力処方はたとえばほぼ＋１．２５のＤである。この例における処方のための光学パワーを提供するために、図２６Ｂのレンズ４００は、たとえば＋０．７５Ｄまでの一定の光学パワーを提供する回折光学パワー領域１１１を有していてもよい。屈折累進追加領域１０３は、剪定境界１１６の光学パワー不連続部の上方３ｍｍの距離にほぼゼロ（すなわちプラノ）光学パワーを有していてもよい。屈折累進追加領域１０３は、光学パワー不連続部における上昇を低減するために不連続部において＋０．２５Ｄの光学パワーを提供するように光学パワーを増加させてもよい。屈折累進追加領域１０３は、（たとえば中距離視力領域において）光学パワー不連続部の下方６ｍｍにおいてほぼ＋０．５０Ｄの光学パワーを提供するように光学パワーを増加させてもよい。屈折累進追加領域１０３によって寄与される光学パワーの＋０．５０Ｄは、剪定回折光学パワー領域１１１によって寄与される＋０．７５Ｄの光学パワーを備えたレンズ４００と組み合わされて、着用者の中距離視力処方のための総計＋１．２５Ｄの光学パワーを提供する。屈折累進追加領域１０３は＋１．７５Ｄまでの光学パワーを提供し、剪定回折光学パワー領域１１１によって提供される＋０．７５Ｄと組み合わされたときに、着用者の総＋２．５０Ｄ近距離視力処方を提供する。
【０１４７】
図２７Ａ〜２７Ｄでは、屈折累進追加領域１０３が剪定境界１１６の光学パワー不連続部の上方に配置されているので、屈折累進追加領域１０３の形状と大きさは、剪定回折光学パワー領域１１１の形状と大きさに依存する。
【０１４８】
他の実施形態では、屈折累進追加領域または剪定回折光学パワー領域は、着用者のための高（たとえば１．００Ｄよりも大きい）近距離視力処方の補正のために単独で使用されてもよい。あるいは、屈折累進追加領域または回折光学パワー領域は、着用者のための低（たとえば＋１．００Ｄよりも小さい）近距離視力処方を補正するために組み合わされて使用されて、純粋な屈折または回折レンズに一般に関連する歪みと色収差をさらに低減してもよい。
【０１４９】
図１９Ａ〜１９Ｃ、２０Ａ〜２０Ｄ、２１Ａ〜２１Ｂ、２２Ａ〜２２Ｂ、２５Ａ〜２５Ｄ、２６Ａ〜２６Ｄおよび２７Ａ〜２７Ｄのレンズ４００は、本発明のさまざまなアスペクトにしたがって、静的または動的とすることができる。
【０１５０】
図２８Ａ〜２８Ｂは、本発明のさまざまなアスペクトにしたがった、図３と４の静的レンズ１００の側面図を示す。レンズ１００は、（回折光学パワー領域を形成する）表面浮彫回折トポグラフィを有する回折構造１１０を有する第一の層１５２を有する。
【０１５１】
図２８Ａでは、回折構造１１０は第一の層１５２に形成される。第一の層１５２は、第一屈折率（ｎ１）を有する第一の物質から構成されている。第一の層１５２は、第二の異なる屈折率（ｎ２）を有する第二の物質から構成されている第二の層１５３と光連絡している。回折構造１１０の高さｄは好ましくは次のように定義される。
【数４】
【０１５２】
ここでλは回折光学パワー領域の設計波長である。屈折率の差Δｎが増加するにつれて、回折構造１１０高さは減少する。より短い回折構造１１０は、製造するのがより簡単で目に見えにくい。しかしながら、屈折率の差を増加させることは一般に、第一と第二の物質間のフレネル反射を増加させ、それは、最終完成レンズを通る光の伝達を減少させる。したがって、屈折率の差Δｎは、たとえばほぼ０．０２からほぼ０．２５までの範囲に、好ましくはほぼ０．０５からほぼ０．１５までの範囲にある。そのうえに、二つの物質または任意の光学材料界面を横切る光の伝達は、この技術分野で知られている、薄膜、四分の一波長および屈折率整合層を使用することによって増加され得る。
【０１５３】
一つのアプローチでは、本発明のアスペクトにしたがって、レンズ１００は、表面浮彫回折構造１１０を有する第一の層１５２または第二の層１５３のプレフォームを初期に生成することによって製造される。それから、プレフォームは、たとえば光学品質接着剤を使用してレンズ１００の残りの部分に接合される。プレフォームは、たとえば熱または紫外線（ＵＶ）硬化性モノマー樹脂を鋳造することによって製造されてもよい。あるいは、プレフォームは、この技術分野で知られているように、射出成形、エンボシング、スタンピングによって、またはさもなければ熱可塑性物質を熱形成することによって製造されてもよい。プレフォームは、使い捨て型として働いてもよい。第二の層１５３のプレフォームが形成されるとき、プレフォームの内側表面は回折構造１１０を有し、（レンズ１００の前面を形成する）プレフォームの外側表面はたとえば累進追加領域などの屈折光学部品として形成することができる。遠、遠中および中近距離視力領域が適切に生成されることを保証するために、累進追加領域は、好ましくは表面浮彫回折構造に対して所定の配向に整列される。プレフォームおよびプレフォームに加えられた任意の物質の厚さは、表面浮彫回折構造１１０が最終レンズの完成前面からほぼ１ｍｍ以下で離間しているようなものである。
【０１５４】
上述したように、第一の層１５２と第二の層１５３の屈折率は異なっていなければならない。一例では、第一の層１５２と第二の層１５３の一方が（１．５９４の屈折率を有する）ＭＲ−２０から構成される一方、他方は（１．５３の屈折率を有する）Ｔｒｉｖｅｘから構成される。一例では、第一の層１５２と第二の層１５３の一方が（１．４９の屈折率を有する）ＣＲ３９から構成される一方、他方は（１．５９の屈折率を有する）ＴＳ２１６から構成される。また別の例では、第一の層１５２と第二の層１５３の一方が（１．６６８の屈折率を有する）ＭＲ−１０から構成される一方、他方は（１．５３の屈折率を有する）Ｔｒｉｖｅｘから構成される。
【０１５５】
一般に、レンズ１００は、表１に列記された任意の物質から構成されてもよいが、他の物質が使用されてもよい。
【表１】
【０１５６】
図２８Ｂは、第三の屈折率（ｎ３）を有する第三の物質から構成された第三の層１５４を有する図２８Ａのレンズ１００を示す。第三の層１５４がプレフォームであるならば、回折構造１１０は第三の層１５４に形成される。第三の層１５４は、第一の基層１５２と第二の基層１５３の間に配置される。第三の層１５４の屈折率は、第一の層１５２と第二の層１５３の一方または両方の屈折率と異なる。第一の層１５２と第二の層１５３の屈折率は同じにするまたは異なせることができる。第三の屈折率は、たとえばほぼ１．５０からほぼ１．７５までの範囲内にあり、第一および第二の屈折率は、たとえばほぼ１．４０からほぼ１．６５までの範囲内にある。この例では、相対的高屈折率を有する物質が、相対的低屈折率を有する物質に囲まれる。あるいは、第三の屈折率は、たとえば、ほぼ１．４０からほぼ１．６５までの範囲内にあり、第一および第二の屈折率は、たとえばほぼ１．５０からほぼ１．７５までの範囲内にある。この例では、相対的低屈折率を有する物質が、相対的高屈折率を有する物質に囲まれる。そのような配置は一般に、（同じ光学パワーを有するレンズに対して）反対の構成と比較して、より薄くより平らな完成レンズを生成する。
【０１５７】
図２８Ｂの第一の層１５２と第二の層１５３は、図２８Ａに関して説明されるような表面浮彫回折構造を備えたプレフォームを使用して製造されてもよい。第三の層１５４は、第一の基層１５２を第二の基層１５３に接着するために使用される光学品質接着剤の形態をとってもよい。光学品質接着剤は、たとえば表面浮彫回折構造１１０の高さが式（４）を満たす（すなわち高い回折効率を有する）ことを可能にする光学特性を有する。（回折構造を含む）第三の層１５４の厚さは、たとえばほぼ０．０５ｍｍからほぼ１．００ｍｍまでの範囲内に、好ましくはほぼ０．１ｍｍからほぼ０．５ｍｍまでの範囲内にある。
【０１５８】
あるいは、第三の層１５４は、表面浮彫回折プレフォーム（たとえば挿入物）として製造されてもよい。第一の層１５２と第二の層１５３は、この技術分野で周知である偏光太陽レンズを製造するために使用されるものと同様の埋設鋳造プロセスを使用して、プレフォームに続けて接合されもよい。
【０１５９】
上述したように、第三の層１５４の屈折率は、第一の層１５２と第二の層１５３の一方または両方の屈折率と異なる。一例では、第一の層１５２と第二の層１５３の一方または両方がＭＲ−２０から構成される一方、第三の層１５４はＴｒｉｖｅｘから構成される。別の例では、第一の層１５２と第二の層１５３の一方または両方がＣＲ３９から構成されている一方、第三の層１５４はＴＳ２１６から構成される。また別の例では、第一の層１５２と第二の層１５３の一方または両方がＭＲ−１０から構成される一方、第三の層１５４はＴｒｉｖｅｘから構成される。あるいは、たとえばテーブル１に列記された他の物質、が使用されてもよい。
【０１６０】
図２８Ｃは、第一の層１５２と第二の層１５３に接合するために第三の基層１５４の各側に配置された光学品質接着剤層１５５を有する図２８Ｂのレンズ１００を示す。第一、第二および第三の層１５２、１５３および１５４はプレフォームとして形成され、それから光学品質接着剤層１５５によって接合されてもよい。光学品質接着剤層１５５の厚さは、たとえばほぼ０．０５ｍｍからほぼ１．００ｍｍまでの範囲内にあり、好ましくはほぼ０．１ｍｍからほぼ０．５ｍｍまでの範囲内にある。
【０１６１】
図２８Ｄは、物質不感応性挿入物１５７を形成するために物質１５６内に封入された第三の層１５４を有する図２８Ｂのレンズ１００を示す。物質不感応性挿入物１５７は、第一の層１５２と第二の層１５３の間に配置される。物質不感応性挿入物１５７は、光学品質接着剤を使用して第一の層１５２と第二の層１５３に接合されてもよい。あるいは、物質不感応性挿入物１５７は、たとえばこの技術分野で周知である偏光太陽レンズを製造するために使用されるものと同様の埋設鋳造プロセスを使用して、第一の層１５２と第二の層１５３の間に埋設されてもよい。物質不感応性挿入物１５７は回折構造１１０を完全に包含している。したがって、式（４）によれば、レンズ１００の回折効率は、第三の層１５４と物質１５６の間の屈折率差に依存し、層１５２および１５３の屈折率に独立（すなわち不感応）である。したがって、第一の層１５２と第二の層１５３は、任意のさまざまな光学物質から構成されてもよく、物質不感応性挿入物１５７は、同じ回折効率を有する光学パワーを生成する。第一の基層１５２と第二の基層１５３のためのさまざまな物質と物質不感応性挿入物１５７のためのほぼ同じ物質を提示することによって、レンズ１００のさまざまな設計が、図２８Ａ〜２８Ｃの前述のアプローチと比較して、少ない数のＳＫＵの製造と生産工具で達成され得る。
【０１６２】
発明の（図示しない）別の実施形態では、均一な厚さをもつ（すなわち表面浮彫回折構造をもたない）感光物質の層が、二つのあらかじめ決まった光学部品間に置かれる。感光物質の屈折率は、光学的放射に露出されたときに、所定値に永久に取消不能に変化する。感光物質は、回折光学パワー領域を形成するようにあらかじめ決められたパターンで放射に露出されてもよい。たとえば、回折位相輪郭が、光学マスクまたは走査レーザー源を介する露出によって感光物質に「書き込まれ」てもよい。光学的放射は、たとえば紫外または可視波長バンド内であるが、他の波長を使用することができる。
【０１６３】
図２８Ａ〜２８Ｄに示されるレンズ１００は半完成ブランク（ＳＦＢ）であるが、完成レンズ、完成レンズブランクまたは未完成のレンズブランクなどの他のレンズまたは完成品が使用されてもよい。第一の基層１５２は図２８Ａ〜２８Ｄに未完成であるように示されるが、第一の基層１５２の背面は一般に、この技術分野で知られる方法を使用して、患者の視力処方を生成するように研削され研磨されるまたはフリー形成される。図２８Ａ〜２８Ｄに示されるレンズ１００は、縁無し眼鏡レンズフレームに装着されるために穴が空けられるのと同様に眼鏡レンズフレームに適合するために縁取りすることができることが理解される。
【０１６４】
発明の（図示しない）別の実施形態では、レンズはさらに、静的色調または（フォトクロミックを加えることによる）動的色調、反射防止コーティング、汚れ防止コーティング、耐傷性ハードコーティング、紫外部吸収コーティング、および高エネルギー光の選択的フィルタリングのためのコーティングを有することができる。
【０１６５】
本発明にしたがって説明された回折構造は、レンズを通過する光の総量を変化させない、すなわち、それらは偏光または着色などによって光を遮断しないことが認められるであろう。代わりに、回折構造は、回折光学パワー領域の焦点に集中される光の総量の一部に影響する。回折光学パワー領域が屈折ホストレンズと組み合わされて使用されるとき、回折光学パワー領域と屈折ホストレンズの組み合わせの焦点に集中されない残りの部分は屈折ホストレンズの焦点に集中される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の同中心回折構造を備えている回折光学パワー領域を備えており、中心点に近い回折構造への入射光の大割合は、そこから周囲に離間した回折構造への入射光よりも光学パワーに寄与するレンズシステム。
【請求項２】
前記複数の同中心回折構造は、前記鋸歯パターンを形成する一連の頂と隣接谷を備えており、各同中心回折構造は、鋸歯パターンの谷から隣接頂まで延びており、中心点に近い回折構造の頂と隣接谷との間の距離は、そこから周囲に離間した回折構造の頂と隣接谷との間の距離よりも大きい請求項１のレンズシステム。
【請求項３】
前記鋸歯パターンに沿って形成された第一の電極層と、
前記第一の電極層に沿って形成された電気活性物質と、
前記電気活性物質に沿って形成され、前記第一の電極層に電気的に連結された第二の電極層と、
前記第一および第二の電極層の両端に電圧を印加するためのコントローラーとさらにを備えており、
前記コントローラーが前記第一および第二の電極層の両端に電圧を印加するとき、前記電気活性物質の屈折率が変更されて前記回折光学パワー領域の光学パワーを提供し、前記回折光学パワー領域の光学パワーに寄与する光の割合の差は、前記中心点に近い前記回折構造の前記頂と前記隣接谷の間の距離と、そこから離間した前記回折構造の前記頂と前記隣接谷の間の距離との差による請求項２のレンズシステム。
【請求項４】
前記同中心回折構造は個別アドレサブル電極を備えており、前記回折光学パワー領域は、
複数の前記個別アドレサブル電極に電圧を印加するためのコントローラーと、
前記個別アドレサブル電極間に配置された電気活性物質とを備えており、前記コントローラーが前記複数の個別アドレサブル電極に電圧を印加するとき、前記電気活性物質の屈折率が変更されて前記回折光学パワー領域の光学パワーを提供し、前記回折光学パワー領域の光学パワーに寄与する光の割合の差は、中心点に近い回折構造の隣接個別アドレサブル電極間の前記電気活性物質の屈折率と、そこから離間した前記回折構造の隣接個別アドレサブル電極間の前記電気活性物質の屈折率との差による請求項１のレンズシステム。
【請求項５】
前記個別アドレサブル電極が同中心湾曲電極を有する請求項４のレンズシステム。
【請求項６】
前記個別アドレサブル電極がピクセルを有する請求項４のレンズシステム。
【請求項７】
前記光学パワーに寄付される前記割合は、前記回折構造増加の径方向距離が中心点から増加するにつれて減少する請求項１のレンズシステム。
【請求項８】
前記光学パワーに寄付される前記割合は、第一の径方向距離内において一定であり、第二のより大きい径方向距離内において減少する請求項７のレンズシステム。
【請求項９】
前記割合が、ゼロから１までの範囲を有する関数によって縮小される請求項１のレンズシステム。
【請求項１０】
前記割合が、前記回折光学パワー領域の周囲縁においてほぼ０である請求項１のレンズシステム。
【請求項１１】
前記割合が、区分的関数によって近似される請求項１のレンズシステム。
【請求項１２】
前記光学パワーが一定である請求項１のレンズシステム。
【請求項１３】
前記光学パワーが累進である請求項１のレンズシステム。
【請求項１４】
前記回折光学パワー領域が剪定される請求項１のレンズシステム。
【請求項１】
複数の同中心回折構造を備えている回折光学パワー領域を備えており、中心点に近い回折構造への入射光の大割合は、そこから周囲に離間した回折構造への入射光よりも光学パワーに寄与するレンズシステム。
【請求項２】
前記複数の同中心回折構造は、前記鋸歯パターンを形成する一連の頂と隣接谷を備えており、各同中心回折構造は、鋸歯パターンの谷から隣接頂まで延びており、中心点に近い回折構造の頂と隣接谷との間の距離は、そこから周囲に離間した回折構造の頂と隣接谷との間の距離よりも大きい請求項１のレンズシステム。
【請求項３】
前記鋸歯パターンに沿って形成された第一の電極層と、
前記第一の電極層に沿って形成された電気活性物質と、
前記電気活性物質に沿って形成され、前記第一の電極層に電気的に連結された第二の電極層と、
前記第一および第二の電極層の両端に電圧を印加するためのコントローラーとさらにを備えており、
前記コントローラーが前記第一および第二の電極層の両端に電圧を印加するとき、前記電気活性物質の屈折率が変更されて前記回折光学パワー領域の光学パワーを提供し、前記回折光学パワー領域の光学パワーに寄与する光の割合の差は、前記中心点に近い前記回折構造の前記頂と前記隣接谷の間の距離と、そこから離間した前記回折構造の前記頂と前記隣接谷の間の距離との差による請求項２のレンズシステム。
【請求項４】
前記同中心回折構造は個別アドレサブル電極を備えており、前記回折光学パワー領域は、
複数の前記個別アドレサブル電極に電圧を印加するためのコントローラーと、
前記個別アドレサブル電極間に配置された電気活性物質とを備えており、前記コントローラーが前記複数の個別アドレサブル電極に電圧を印加するとき、前記電気活性物質の屈折率が変更されて前記回折光学パワー領域の光学パワーを提供し、前記回折光学パワー領域の光学パワーに寄与する光の割合の差は、中心点に近い回折構造の隣接個別アドレサブル電極間の前記電気活性物質の屈折率と、そこから離間した前記回折構造の隣接個別アドレサブル電極間の前記電気活性物質の屈折率との差による請求項１のレンズシステム。
【請求項５】
前記個別アドレサブル電極が同中心湾曲電極を有する請求項４のレンズシステム。
【請求項６】
前記個別アドレサブル電極がピクセルを有する請求項４のレンズシステム。
【請求項７】
前記光学パワーに寄付される前記割合は、前記回折構造増加の径方向距離が中心点から増加するにつれて減少する請求項１のレンズシステム。
【請求項８】
前記光学パワーに寄付される前記割合は、第一の径方向距離内において一定であり、第二のより大きい径方向距離内において減少する請求項７のレンズシステム。
【請求項９】
前記割合が、ゼロから１までの範囲を有する関数によって縮小される請求項１のレンズシステム。
【請求項１０】
前記割合が、前記回折光学パワー領域の周囲縁においてほぼ０である請求項１のレンズシステム。
【請求項１１】
前記割合が、区分的関数によって近似される請求項１のレンズシステム。
【請求項１２】
前記光学パワーが一定である請求項１のレンズシステム。
【請求項１３】
前記光学パワーが累進である請求項１のレンズシステム。
【請求項１４】
前記回折光学パワー領域が剪定される請求項１のレンズシステム。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図８Ｇ】
【図８Ｈ】
【図８Ｉ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２０Ｄ】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２３Ｃ】
【図２３Ｄ】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２４Ｃ】
【図２４Ｄ】
【図２４Ｅ】
【図２４Ｆ】
【図２５Ａ】
【図２５Ｂ】
【図２５Ｃ】
【図２５Ｄ】
【図２６Ａ】
【図２６Ｂ】
【図２６Ｃ】
【図２６Ｄ】
【図２７Ａ】
【図２７Ｂ】
【図２７Ｃ】
【図２７Ｄ】
【図２８Ａ】
【図２８Ｂ】
【図２８Ｃ】
【図２８Ｄ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図８Ｇ】
【図８Ｈ】
【図８Ｉ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２０Ｄ】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２３Ｃ】
【図２３Ｄ】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２４Ｃ】
【図２４Ｄ】
【図２４Ｅ】
【図２４Ｆ】
【図２５Ａ】
【図２５Ｂ】
【図２５Ｃ】
【図２５Ｄ】
【図２６Ａ】
【図２６Ｂ】
【図２６Ｃ】
【図２６Ｄ】
【図２７Ａ】
【図２７Ｂ】
【図２７Ｃ】
【図２７Ｄ】
【図２８Ａ】
【図２８Ｂ】
【図２８Ｃ】
【図２８Ｄ】
【公表番号】特表２０１０−５３２４９６（Ｐ２０１０−５３２４９６Ａ）
【公表日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１４８７２（Ｐ２０１０−５１４８７２）
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／００８２５４
【国際公開番号】ＷＯ２００９／００５８２２
【国際公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（５０８３６６５７０）ピクセルオプティクス， インコーポレイテッド (13)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／００８２５４
【国際公開番号】ＷＯ２００９／００５８２２
【国際公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（５０８３６６５７０）ピクセルオプティクス， インコーポレイテッド (13)
【Ｆターム（参考）】
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