(57)【要約】【解決手段】光学装置（２１００）においてコントローラ（２１４０）と共に使用するためのレンジファインダ装置（２１７０）および（２１６０）を開示する。このレンジファインダ装置は、感知された物体に交差するための非可視光の第１のビームを生じるように構成されたトランスミッタ（２１６０）と、感知物体から反射された非可視光の第２のビームを検出するように構成されたレシーバ（２１７０）とを備えており、コントローラ（２１４０）は、トランスミッタ（２１６０）およびレシーバ（２１７０）から受信された信号に基づいて感知物体の視距離を定めるように構成されている。レンジファインダを利用して電気活性レンズ（２１２０）を通して感知された物体の視距離を定める光学レンズを制御する方法を開示する。光学レンズシステム（２１００）を開示する。この装置は、電気活性レンズ（２１２０）と、このレンズに接続されていて、レンジファインダ装置からの信号に基づいて電気活性レンズ（２１２０）の少なくとも一部の焦点距離を調整するように構成されたコントローラ（２１４０）とを備えている。
2005519684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気活性レンズと、
この電気活性レンズに組合され、視界検出器からの信号に基づいて前記電気活性レンズの少なくとも一部の焦点距離を調整するように構成されたコントローラとを具備している光学レンズシステム。
【請求項２】
前記視界検出器は、更に、
レンジファインダ装置を備えている請求項１に記載の光学レンズシステム。
【請求項３】
前記レンジファインダ装置は、更に、
感知物体と交差するための非可視光の第１のビームを発生するように構成されたトランスミッタと、
前記感知物体から反射される非可視光の第２のビームを検出するように構成されたレシーバと、を備えている請求項２に記載の光学レンズシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記トランスミッタおよびレシーバから受信された信号に基づいて前記感知物体の視距離を定めるように構成されている請求項３に記載の光学レンズシステム。
【請求項５】
前記レンジファインダ装置は、更に、
前記トランスミッタにより発生された第１のビームを処理する第１の装置を備えている請求項３に記載の光学レンズシステム。
【請求項６】
前記レンジファインダ装置は、更に、
前記トランスミッタを選択的に覆う発散レンズを備えている請求項３に記載の光学レンズシステム。
【請求項７】
前記レンジファインダ装置は、更に、
前記レシーバにより受信された受信光錐を処理する第２の装置を備えている請求項３に記載の光学レンズシステム。
【請求項８】
前記レンジファインダ装置は、更に、
前記レシーバを選択的に覆う受信レンズを備えており、この受信レンズは、前記レシーバにより受信された受信光錐を調整するように構成されている請求項３に記載の光学レンズシステム。
【請求項９】
前記受信レンズは、不透明材料で構成されている請求項８に記載の光学レンズシステム。
【請求項１０】
前記受信レンズは、スリット状アパーチャを有している請求項８に記載の光学レンズシステム。
【請求項１１】
前記スリット状アパーチャは、ほぼ矩形である請求項１０に記載の光学レンズシステム。
【請求項１２】
前記トランスミッタは、レーザーダイオードである請求項３に記載の光学レンズシステム。
【請求項１３】
前記トランスミッタは、ＬＥＤである請求項３に記載の光学レンズシステム。
【請求項１４】
前記トランスミッタおよび前記レシーバは、共に電源に接続されている請求項３に記載の光学レンズシステム。
【請求項１５】
前記視界検出器は、更に、
前記レンジファインダ装置との組合せで使用するための傾きスイッチを有している請求項３に記載の光学レンズシステム。
【請求項１６】
前記コントローラおよび視界検出器に接続された電源を更に具備している請求項１に記載の光学レンズシステム。
【請求項１７】
前記コントローラは、前記視界検出器により定められた視距離に基づいて前記電気活性レンズの少なくとも一部に印加される電圧を調整することにより前記電気活性レンズの少なくとも一部の焦点距離を調整するように構成されている請求項１に記載の光学レンズシステム。
【請求項１８】
前記視界検出器は、更に、
傾きスイッチを備えている請求項１に記載の光学レンズシステム。
【請求項１９】
光学装置においてコントローラと共に使用するためのレンジファインダ装置であって、
感知物体に交差するための非可視光の第１のビームを生じさせるように構成されたトランスミッタと、
前記感知物体から反射された非可視光の第２のビームを検出するように構成されたレシーバとを具備し、前記コントローラは、前記トランスミッタおよびレシーバから受信された信号に基づいて前記感知物体の視距離を定めるように構成されているレンジファインダ装置。
【請求項２０】
前記トランスミッタを選択的に覆う発散レンズを更に具備している請求項１９に記載のレンジファインダ装置。
【請求項２１】
前記レシーバを選択的に覆う収束レンズを更に具備しており、この収束レンズは、前記レシーバにより受信された受信光錐を調整するように構成されている請求項１９に記載のレンジファインダ装置。
【請求項２２】
前記受信レンズは、不透明材料で構成されている請求項１９に記載のレンジファインダ装置。
【請求項２３】
前記受信レンズは、スリット状アパーチャを有している請求項１９に記載のレンジファインダ装置。
【請求項２４】
前記スリット状アパーチャは、ほぼ矩形である請求項２３に記載のレンジファインダ装置。
【請求項２５】
前記トランスミッタは、レーザーダイオードである請求項１９に記載のレンジファインダ装置。
【請求項２６】
前記トランスミッタは、ＬＥＤである請求項１９に記載のレンジファインダ装置。
【請求項２７】
前記トランスミッタおよび前記レシーバは、共に電源に接続されている請求項１９に記載のレンジファインダ装置。
【請求項２８】
電気活性レンズと、
前記電気活性レンズに接続されていて、前記電気活性レンズの少なくとも一部に印加された電圧を調整するように構成されたコントローラとを具備し、前記電圧は、視界検出器により定められた眼鏡の視距離に基づいて前記電気活性レンズのための調整された焦点距離と関連されている、電気光学眼鏡。
【請求項２９】
前記視界検出器は、更に、
レンジファインダ装置を備えている請求項２８に記載の眼鏡。
【請求項３０】
前記レンジファインダ装置は、更に、
感知された物体に交差するための非可視光の第１のビームを生じるように構成されたトランスミッタと、
前記感知物体から反射された非可視光の第２のビームを検出するように構成されたレシーバと、を備えている請求項２９に記載の眼鏡。
【請求項３１】
前記コントローラは、前記トランスミッタおよびレシーバから受信された信号に基づいて感知物体の視距離を定めるように構成されている請求項３０に記載の眼鏡。
【請求項３２】
前記レンジファインダ装置は、更に、
前記トランスミッタにより生じられた第１のビームを処理する第１の装置を備えている請求項３０に記載の眼鏡。
【請求項３３】
前記レンジファインダ装置は、更に、
前記トランスミッタを選択的に覆う発散レンズを備えている請求項３０に記載の眼鏡。
【請求項３４】
前記レンジファインダ装置は、更に、
前記レシーバにより受信された受信光錐を処理する第２の装置を備えている請求項３０に記載の眼鏡。
【請求項３５】
前記レンジファインダ装置は、更に、
前記レシーバを選択的に覆う受信レンズを備えており、この受信レンズは、前記レシーバにより受信された受信光錐を調整するように構成されている請求項３０に記載の眼鏡。
【請求項３６】
前記受信レンズは、不透明材料で構成されている請求項３５に記載の眼鏡。
【請求項３７】
前記受信レンズは、スリット状アパーチャを有している請求項３５に記載の眼鏡。
【請求項３８】
前記スリット状アパーチャは、ほぼ矩形である請求項３７に記載の眼鏡。
【請求項３９】
前記トランスミッタは、レーザーダイオードである請求項３０に記載の眼鏡。
【請求項４０】
前記トランスミッタは、ＬＥＤである請求項３０に記載の眼鏡。
【請求項４１】
前記視界検出器は、更に、
前記レンジファインダ装置との組合せで使用するための傾きスイッチを有している請求項２９に記載の眼鏡。
【請求項４２】
前記コントローラおよび視界検出器に接続された電源を更に具備している請求項２８に記載の眼鏡。
【請求項４３】
前記コントローラは、前記視界検出器により定められた視距離に基づいて前記電気活性レンズの少なくとも一部に印加された電圧を調整することによって前記電気活性レンズの少なくとも一部の焦点距離を調整するように構成されている請求項２８に記載の眼鏡。
【請求項４４】
前記視界検出器は、更に、
傾きスイッチを有している請求項２８に記載の装置。
【請求項４５】
視界検出器を利用して電気活性レンズを通して感知された物体の視距離を定めることと、
前記視距離に基づいて電気活性レンズの第１の部分の焦点距離を調整することとを具備している光学レンズシステムを制御する方法。
【請求項４６】
前記焦点距離を調整することは、更に、
電気活性レンズの第１の部分に電圧を印加することを含み、この電圧は、視距離と関連された所望の光学パワーと関連されている請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記視界検出器は、更に、
レンジファインダ装置を備えている請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記レンジファインダ装置は、更に、
感知された物体に交差するための非可視光の第１のビームを生じさせるように構成されたトランスミッタと、
前記感知物体から反射された非可視光の第２のビームを検出するように構成されたレシーバと、を備えている請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記コントローラは、前記トランスミッタおよびレシーバから受信された信号に基づいて感知物体の視距離を定めるように構成されている請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記レンジファインダ装置は、更に、
前記トランスミッタにより生じられた第１のビームを処理する第１の装置を備えている請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記レンジファインダ装置は、更に、
前記トランスミッタを選択的に覆う発散レンズを備えている請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記レンジファインダ装置は、更に、
前記レシーバにより受信された受信光錐を処理する第２の装置をそなえている請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
前記レンジファインダ装置は、更に、
前記レシーバを選択的に覆う受信レンズを備えており、この受信レンズは前記レシーバにより受信された受信光錐を調整するように構成されている請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
前記受信レンズは、不透明材料で構成されている請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記受信レンズは、スリット状アパーチャを有している請求項５３に記載の方法。
【請求項５６】
前記スリット状アパーチャは、ほぼ矩形である請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記トランスミッタは、レーザーダイオードである請求項４８に記載の方法。
【請求項５８】
前記トランスミッタは、ＬＥＤである請求項４８に記載の方法。
【請求項５９】
前記視界検出器は、更に、
前記レンジファインダ装置との組合せで使用するための傾きスイッチを有している請求項４７に記載の方法。
【請求項６０】
前記コントローラおよび視界検出器に接続されている電源を更に具備している請求項４５に記載の方法。
【請求項６１】
前記コントローラは、前記視界検出器により定められた視距離に基づいて前記電気活性レンズの少なくとも一部に印加された電圧を調整することによって前記電気活性レンズの少なくとも一部の焦点距離を調整するように構成されている請求項４５に記載の方法。
【請求項６２】
前記視界検出器は、更に、
傾きスイッチを有している請求項４５に記載の方法。
【請求項６３】
光学像を光軸に沿って３次元に位置決めするために電気活性レンズ装置を利用する方法であって、
第１の電気活性素子を利用して前記光軸と直交する第１の平面において光学像を水平方向に移動させることと、
第２の電気活性素子を利用して前記光軸と直交する第１の平面において光学像を垂直方向に移動させることと、
視界検出器を利用して前記光軸に沿った光学像の第１の距離を定めることと、
前記第１の距離を分析して光学像を集束させるための光学パワー調整を定めることと、
前記光学パワー調整により第３の素子の光学パワーを調整することと、を具備している電気活性レンズ装置を利用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置の分野に関する。より詳細には、本発明は、レンジファインダ装置を含めて、少なくとも幾つかの一体化構成部品を有する電気活性レンズを用いた装置および方法に関する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本発明の１つの実施の形態によれば、光学レンズシステムが開示される。この光学レンズシステムは、電気活性レンズと、この電気活性レンズに接続されていて、レンジファインダからの信号に基づいて電気活性レンズの少なくとも一部の焦点距離を調整するように構成されているコントローラとを備えている。
【０００３】
本発明の他の実施の形態によれば、光学装置にコントローラと共に使用するためのレンジファインダ装置が開示される。このレンジファインダ装置は、感知された物体に交差するための非可視光の第１のビームを生じるように構成されたトランスミッタと、感知物体から反射された非可視光の第２のビームを検出するように構成されたレシーバとを備えており、コントローラは、トランスミッタおよびレシーバから受信された信号に基づいて感知物体の視距離を定めるように構成されている。
【０００４】
本発明の更に他の実施の形態によれば、光学レンズシステムを制御する方法が開示される。この方法は、レンジファインダ装置を利用して電気活性レンズを通して感知された物体の視距離を定めることと、この視距離に基づいて電気活性レンズの第１の部分の焦点距離を調整することとを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
１９９８年には、米国単独において行なわれたほぼ９２００００００件の目の検査があった。これらの検査の大部分は、眼科の徹底検査、筋肉バランスの内科および外科分析、角膜、多くの場合、瞳の両眼測定、および客観的および主観的である屈折検査を含んでいた。
【０００６】
屈折検査は、人の目の屈折誤差の大きさおよび種類を判断／診断するために行なわれる。現在、診断および測定されることができる屈折誤差の種類は、近視、遠視、乱視および老眼である。現在の屈折器（フォロプター）は、人の視力を２０／２０距離およびその近くに補正しようとするものであり、或る場合には、２０／１５距離の視力が達成されることができるが、これは、あまりにも例外である。
【０００７】
人の目の網膜が視力を処理して定める理論限度がほぼ２０／１０であることは指摘しておくべきである。これは、現在のところ今日の屈折器（フォロプター）および従来の眼鏡レンズの両方により得られる視力のレベルよりはるかに良好である。これらの従来の装置から欠けているものは、収差、不規則非点収差または眼球層不規則性のような非従来の屈折誤差のための検出、定量および補正の能力である。収差、不規則非点収差および／または眼球層不規則性は、人の視覚系統の結果、或いは従来の眼鏡により引起される収差の結果、或いはそれら両方の組合せである。
【０００８】
従って、人の視力を検出し、定量し、そしてできるだけ２０／１０の近くまたはそれ以上に補正する解決手段を有することが極めて有益である。
【０００９】
更に、これを非常に効率的且つ使用者に心地よい方法で行なうことが有益である。
【００１０】
本発明は、人の視力を検出し、定量し、そして補正する際の新規な解決手段を利用する。この解決手段は、電気活性レンズを利用する幾つかの革新的な実施の形態を含んでいる。更に、本発明は、電気活性アイウエアの選択、配布、活性化およびプログラミングに対する新規な解決手段を利用する。
【００１１】
例えば、１つの発明の実施の形態では、新規な電気活性フォロプター／屈折器が利用される。この電気活性フォロプター／屈折器は、今日のフォロプターより遥かに少ないレンズを利用しており、今日のフォロプターの全体サイズおよび／または重量の一部である。実際、この模範的な発明の実施の形態は、フレーム架台に収容されたたった１対の電気活性レンズよりなり、このフレーム架台は、それ自身の構造上の設計により、および／または導電性ワイヤのネットワークにより、電気活性レンズに的確に機能させることができるのに必要とされる電力を供給する。
【００１２】
本発明の或る実施の形態を理解するのを助けるために、種々の用語の説明を以下に示す。或る状況では、これらの説明は、必ずしも限定しようとするものではないが、ここに示される例、記載および請求項を考慮して読まれるべきである。
【００１３】
「電気活性帯域」は、電気活性構造、層および／または領域を含むか、或いはそれに含まれることができる。「電気活性領域」は、電気活性層の一部および／または全体であることができる。電気活性領域は、他の電気活性領域に隣接していることができる。電気活性領域は、他の電気活性領域に直接、あるいは、例えば、各電気活性領域間に絶縁体を介在させて間接的に取付けられることができる。「電気活性屈折マトリックス」は、電気活性帯域および領域の両方であり、他の電気活性層に直接、あるいは、例えば、各電気活性層間に絶縁体を介在させて間接的に取付けられることができる。「取付け」は、接合、付着、接着および他の周知の取付け方法を含むことができる。「コントローラ」は、プロセッサ、マイクロプロセッサ、集積回路、ＩＣ、コンピュータチップ、および／またはチップを含むか、或いはそれらに含まれることができる。「屈折器」は、コントローラを含むことができる。「自動屈折器」は、波先分析器を含むことができる。「近距離屈折誤差」は、人が近距離ではっきり見るために補正されることが必要とされる遠視および任意の他の屈折誤差を含むことができる。「中間距離屈折誤差」は、中間距離に補正されることが必要とされる遠視度、および人が中間距離ではっきり見るために補正されることが必要とされる任意の他の屈折誤差を含むことができる。「遠距離屈折誤差」は、人が遠距離ではっきり見るために補正されることが必要とされる任意の屈折誤差を含むことができる。「近距離」は、約１５．２４ｃｍ（６インチ）から約６０．９６ｃｍ（２４インチ）まで、好ましくは、約３５．５６ｃｍ（１４インチ）から約４５．７２ｃｍ（１８インチ）までであることができる。「中間距離」は、約６０．９６ｃｍ（２４インチ）から約１５２．４０ｃｍ（５フィート）までであることができる。「遠距離」は、約１５２．４０ｃｍ（５フィート）と無限との間の任意の距離、より好ましくは、無限であることができる。「従来の屈折誤差」は、近視、遠視、非点収差および／または老眼を含むことができる。「非従来の屈折誤差」は、不規則非点収差、眼球系統の収差、および従来の屈折誤差に含まれない任意の他の屈折誤差を含むことができる。「光屈折誤差」は、レンズ光学素子と関連された任意の収差を含むことができる。
【００１４】
或る実施の形態では、「眼鏡」は、１つのレンズを含むことができる。他の実施の形態では、「眼鏡」は、１つより多いレンズを含むことができる。「多焦点」レンズは、２焦点、３焦点、４焦点および／または漸進付加レンズを含むことができる。「仕上げ」レンズ素材は、両側に仕上げ光学面を有するレンズ素材を含むことができる。「半仕上げ」レンズ素材は、一方の側にのみ、仕上げ光学面を有しており、他方の側に光学的非仕上げ面を有しているレンズ素材を含むことができ、このレンズは、これを使用可能なレンズにするために、例えば、研削および／または磨き仕上げのような更なる変更を必要とする。「表面仕上げ」は、半仕上げレンズ素材の非仕上げ面を仕上げるために過剰材料の研削／および磨き除去を含むことができる。
【００１５】
図１は、電気活性フォロプター／屈折器装置１００の実施の形態の斜視図である。フレーム１１０が、電気活性レンズ１２０を収容しており、これらのレンズ１２０は、導電性ワイヤ１３０のネットワークを介して電気活性レンズコントローラ１４０および電源１５０に接続される。
【００１６】
或る実施の形態では、フレーム１１０のつる（図１に図示せず）は、例えば、ミクロ燃料電池のようなバッテリまたは電源を収容する。他の発明の実施の形態では、フレーム１１０のつるは、電力コードが電気引出口および／または電気活性屈折器のコントローラ／プログラマー１６０に直接差し込まれるように、必要な電気構成部品を有している。
【００１７】
更に他の発明の実施の形態では、電気活性レンズ１２０は、屈折されながら、これらの電気活性レンズ１２０を通して見るために、人がその顔を簡単に適切に位置させることができるように吊るされているハウジング組立体に設けられている。
【００１８】
第１の発明の実施の形態はたった１対の電気活性レンズを利用しているが、或る他の発明の実施の形態では、多数の電気活性レンズが使用されている。更に他の発明の実施の形態では、従来のレンズおよび電気活性レンズの組合せが利用されている。
【００１９】
図２は、電気活性屈折器装置２００の模範的な実施の形態の概略図であり、この電気活性屈折器装置２００は、少なくとも１つの電気活性レンズ２２０および幾つかの従来のレンズ、詳細には、回折レンズ２３０、プリズムレンズ２４０、非点収差レンズ２５０および球状レンズ２６０を収容するハウジング組立体２１０を有している。導電性ワイヤ２７０のネットワークが、電気活性レンズ２２０を電源２７５と、処方箋表示２９０を示すコントローラ２８０に接続する。
【００２０】
多数の電気活性レンズおよび／または従来のレンズと電気活性レンズとの組合せが利用される各発明の実施の形態では、これらのレンズは、無作為および／または非無作為の一度に一回の順序で人の視力を試験するのに使用される。他の発明の実施の形態では、必要に応じて、各目の前方に全補正力を与える２つまたはそれ以上のレンズが追加される。
【００２１】
電気活性フォロプターおよび電気活性アイウエアの両方に利用される電気活性レンズは、ハイブリッドおよび／または非ハイブリッド構成で構成されている。ハイブリッド構成では、従来のレンズ光学素子が、電気活性帯域と組合される。非ハイブリッド構成では、従来のレンズ光学素子は使用されない。
【００２２】
以上に論述したように、本発明は、図３にフロー図として示される今日の従来の配布実施順序３００と異なる。工程３１０、３２０に示すように、伝統的に、従来の屈折器を必要とする目の検査の後に、人の処方箋を得、この処方箋を配布業者に持っていく。次いで、工程３３０、３４０に示すように、配布業者のところで、フレームおよびレンズが選択される。工程３５０、３６０に示すように、これらのレンズは、加工され、縁取りされ、そしてフレームに組み込まれる。最終的に、工程３７０において、新しい処方箋眼鏡が配布され、受けとられる。
【００２３】
図４のフロー図に示すように、本発明の配布方法４００の模範的な実施の形態では、工程４１０において、着用者により、或いは着用者用に、電気活性アイウエアが、選択される。工程４２０において、フレームが着用者に嵌められる。着用者が電気活性アイウエアを着用した状態で、工程４３０において、電子機器が、電気活性フォロプター／屈折器制御装置により制御される。この電気活性フォロプター／屈折器制御装置は、ほとんどの場合、アイケア専門家および／技術者により操作される。しかしながら、或る発明の実施の形態では、患者すなわち着用者が、制御装置を実際に操作し、かくして、その人自身の電気活性レンズの処方箋を調整する。他の発明の実施の形態では、患者／着用者およびアイケア専門家および／技術者の両方が、コントローラと協働する。
【００２４】
工程４４０において、制御装置は、アイケア専門家、技術者および／または患者／着用者により操作されようとも、患者／着用者用の最良の補正処方箋を客観的に或いは主観的に選択するのに利用される。患者／着用者の視力をその最適な補正値に補正するために適切な処方箋を選択すると、アイケア専門家および／または技術者は、患者／着用者の電気活性アイウエアをプログラミングする。
【００２５】
或る発明の実施の態様では、選択された処方箋は、選択された電気活性アイウエアが電気活性フォロプター／屈折器コントローラから外されるに先立って、電気活性アイウエアコントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品にプログラミングされる。他の発明の実施の態様では、処方箋は、もっと後の時点で選択された電気活性アイウエアにプログラミングされる。
【００２６】
いずれの場合にも、電気活性アイウエアは、工程４５０において今日では従来の眼鏡と全く異なる順序で選択され、嵌められ、プログラミングされ、そして配布される。この順序は、改良された製造、屈折および配布効率を見込んでいる。
【００２７】
この本発明の方法によれば、患者／着用者は、それらの視力の試験を行ないながら、それらのアイウエアを実際に選択し、着用し、次いで正しい処方箋に合わせてプログラミングすることができる。すべてではないが、ほとんどの場合、これは、患者／着用者が検査椅子をたつ前になされ、かくして、患者の最終的な処方箋の全体的な加工およびプログラミング精度ならびに目の屈折自身の精度を確保する。最後に、この発明の実施の形態では、患者は、検査椅子から立ち上がり、アイケア専門家のオフィスを出たとき、それらの電気活性眼鏡を実際に着用することができる。
【００２８】
指摘しておくべきこととしては、他の発明の実施の形態によれば、電気活性フォロプター／屈折器により、患者の、すなわち、着用者の最良の補正処方箋を簡単に表示したり、印刷したりし得、次いで、この処方箋は、過去とほぼ同じようにファイルされる。現在のところ、この方法は、電気活性アイウエア（フレームおよびレンズ）が販売配布される配布所に書かれた処方箋を持っていくことを必要とする。
【００２９】
更に他の発明の実施の形態では、処方箋は、例えば、インターネットを介して電気活性アイウエア（フレームおよびレンズ）が販売されている配布所に送られる。
【００３０】
目の屈折が行なわれるところで処方箋がファイルされない場合、或る発明の実施の形態では、電気活性アイウエアコントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品がプログラミングされて電気活性アイウエアに装着されるか、或いは屈折に引き続いて電気活性アイウエアに装着されながら、直接にプログラミングされる。電気活性アイウエアに何も付設されない場合、電気活性アイウエアコントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品は、電気活性アイウエアの複雑な組み込み部品であり、後で付設される必要がない。
【００３１】
図２７は、他の本発明の配布方法２７００の実施の形態のフロー図である。工程２７１０において、任意の方法を使用して患者の視力が屈折される。工程２７２０において、患者のための処方箋が得られる。工程２７３０において、電気活性アイウエアが選択される。工程２７４０において、電気活性アイウエアは、着用者の処方箋についてプログラミングされる。工程２７５０において、電気活性アイウエアが配布される。
【００３２】
図５は、電気活性アイウエア５００の他の発明の実施の形態の斜視図である。この例示的な例では、フレーム５１０が、一般的な電気活性レンズ５２０、５２２を収容し、これらのレンズは、接続ワイヤ５３０により電気活性アイウエアコントローラ５４０および電源に接続される。区分線Ｚ―Ｚが、一般的な電気活性レンズ５２０を分割している。
【００３３】
コントローラ５４０は、電気活性アイウエア５００の「電子頭脳」として作用し、少なくとも１つのプロセッサ構成部品と、特定の処方箋についての命令および／またはデータを記憶するための少なくとも１つのメモリ構成部品と、ポートのような少なくとも１つの入力／出力構成部品とを収容している。コントローラ５４０は、メモリからの読み取りおよびメモリへの書き込み、所望の屈折率に基づいた個々のグリッド要素に印加されるべき電圧の算出、および／または患者／使用者のアイウエアと、関連した屈折器／フォロプター設備との間の局部的インターフェースとしての作用のようなコンピュータタスクを行なうことができる。
【００３４】
或る発明の実施の形態では、コントローラ５４０は、患者の収束および調整ニーズを満たすようにアイケア専門家または技術者により予めプログラミングされる。この実施の形態では、この予備プログラミングは、コントローラ５４０が患者のアイウエアの外側にある間にコントローラ５４０で行なわれ、次いで、コントローラ５４０は、検査の後にアイウエアに挿入される。或る発明の実施の形態では、コントローラ５４０は、屈折率の必要な配列を得て視力を特定の距離用に補正するために電圧をグリッド要素に供給する「リードオンリー」型である。患者の処方箋が変わると、新たなコントローラ５４０が、専門家によりプログラミングされてアイウエアに挿入されなければならない。このコントローラは、ＡＳＩＣ、すなわちアプリケーション特定集積回路の種類のものであり、そのメモリおよび処理命令が永久的にインプリントされている。
【００３５】
他の発明の実施の形態では、電気活性アイウエアコントローラは、初めに配布されるときにアイケア専門家または技術者によりもともとプログラミングされてもよく、あとで、患者のニーズが変わるときに、異なる補正値を与えるために、同じコントローラまたはその構成部品が再プログラミングされることができる。この電気活性アイウエアコントローラは、アイウエアから取出され、（図１および図２に示される）屈折器のコントローラ／プログラマーに設置され、そして検査中に再プログラミングされてもよいし、或いはアイウエアから取出されることなしに屈折器によりその場で再プログラミングされてもよい。この場合、電気活性アイウエアコントローラは、例えば、ＦＰＧＡ，すなわち、現場プログラミング可能なゲートアレイ構造の種類のものであることができる。この発明の実施の形態では、電気活性アイウエアコントローラは、アイウエアに永久的に組み込まれてもよいが、再プログラミング命令をＦＰＧＡに発信する屈折器へのインターフェースリンクを必要とする。このリンクの一部は、屈折器／フォロプターまたはそのコントローラ／プログラマーユニットに埋設されたＡＣアダプタにより設けられる電気活性アイウエアコントローラに対する外部ＡＣ電源を有している。
【００３６】
他の発明の実施の形態では、電気活性アイウエアは、屈折器として作用し、アイケア専門家または技術者により操作される外部設備は、電気活性アイウエアコントローラに対するデジタルおよび／またはアナログインターフェースのみよりなる。かくして、電気活性アイウエアコントローラは、屈折器／フォロプター用のコントローラとしても役立つことができる。この実施の形態では、必要な処理用電子機器は、電気活性アイウエアに対するグリッド電圧のアレイを変え、そして使用者のための最適な補正値が経験的に定められた後、このデータについて電気活性アイウエアコントローラを再プログラミングするために利用可能である。この場合、患者は、検査中、彼または彼女自身の電気活性アイウエアを通してアイチャートを再検討するが、最良の補正処方箋を選択しているとき、電気活性アイウエアにおけるコントローラが同時に電子的に再プログラミングされていることに気がついていないこともある。
【００３７】
他の革新的な実施の形態は、第１工程として、および／または本発明の電気活性レンズと共に使用するために適合し、プログラミングされるフィードバックをもたらすように開発されるか或いは変更されたハンフレーの自動屈折器およびニコンの自動屈折器に限定されないが例としてのような（図１および図２に示される）電気活性屈折器との組合せで使用されることができる電子自動屈折器を利用している。この革新的な実施の形態は、患者が彼または彼女の電気活性眼鏡を着用している間、屈折誤差を測定するのに使用される。このフィードバックは、コントローラおよび／またはプログラマーに自動的に或いは主導的に送られ、次いでコントローラおよび／またはプログラマーは、使用者／着用者の電気活性眼鏡のコントローラを校正したり、プログラミングしたり、再プログラミングしたりすることができる。この革新的な実施の形態は、人の電気活性眼鏡のコントローラは、全眼検査または眼屈折を必要とすることなしに必要に応じて再校正されることができる。
【００３８】
或る他の発明の実施の形態では、人の視力補正値が、人の電気活性レンズにより２０／２０に補正される。これは、ほとんどの場合、人の従来の屈折誤差（近視、遠視、乱視および／または老眼）を補正することによって達成される。或る他の発明の実施の形態では、目の収差、不規則非点収差および／または眼球層不規則性のような非従来の屈折誤差ならびに従来の屈折誤差（近視、遠視、乱視および／または老眼）が測定され、補正される。従来の屈折誤差に加えて目の収差、不規則非点収差および／または眼球層不規則性が補正される発明の実施の形態では、人の視力は、多くの場合、２０／１５のような２０／２０より良好に、２０／１５より良好に、および／または２０／１０より良好に補正されることができる。
【００３９】
この有利な誤差補正は、電気活性レンズを適用可能な光学素子としてアイウエアに効果的に利用することによって達成される。適用可能な光学素子は、地面配置型天体望遠鏡における大気ひずみ、ならびに通信および軍隊用途のための大気中のレーザー伝送について補正する多年にわたる使用において実証されてきた。これらの場合、像またはレーザー光波の波先に対して僅かな補正を行なうのに、通常、区分されたミラーまたは「ゴム」ミラーが使用される。これらのミラーは、ほとんどの場合、機械的アクチュエータにより操作される。
【００４０】
適用可能な光学素子は、視力に適用される場合、目に安全なレーザーのような光ビームによる眼球系統の活性探査に基づいており、網膜反射または網膜に形成される像の波先ひずみを測定する。この形態の波先分析は、平面状または球状プローブ波を推定し、眼球系統によりこの波先に与えられるひずみを測定する。この波先をひずみ波先と比較することによって、熟練した検査者は、眼球系統にどの異常が存在するかを判断し、適切な補正処方箋を処方することができる。波先分析器の幾つかの匹敵設計があるが、このような波先分析を行なうのに伝送性または反射性の空間光変調器として使用するためのここに記載の電気活性レンズの適応は、本発明内に含まれる。波先分析器の例が、米国特許第5,777,719号（ウイリアムス）および第5,949,521号（ウイリアムス）に示されており、これらの特許の各々は、その全体における参照によりここに組み入れられる。
【００４１】
しかしながら、本発明の或る実施の形態では、屈折率が変えられことができる電気的に駆動される画素のグリッドアレイにより像光波が与えられて、これらの画素を通る光を変化可能な屈折率により加速するか、或いは減速するように、電気活性レンズに対して僅かな補正または調整が行なわれる。このようにして、電気活性レンズは、網膜にほぼ収差のない像を得るために目自身の水晶体における固有の空間欠陥を補償することができる適用可能な光学素子となる。
【００４２】
或る発明の実施の形態では、電気活性レンズが完全に２次元であるので、患者／使用者の総視力補正処方箋ニーズに加えて小さい屈折補正指数を組み入れることにより、目の視覚系統により引起される一定の空間収差が補償されることができる。このようにして、視力を、一般的な収束／調整補正で達成されることができるより良好なレベルまで補正することができ、多くの場合、２０／２０より良好な視力になることができる。
【００４３】
この２０／２０より良好な補正を達成するために、例えば、目の収差測定のために特定的に設計された波先センサまたは分析器を利用した変性自動屈折器により、患者の眼球収差を測定することができる。眼球収差および他の種類の非従来の屈折誤差が、大きさ的および空間的に定められると、アイウエアのコントローラは、２Ｄ空間依存性屈折率変化を組み入れて全体的な近視、遠視、老眼および／または乱視の補正に加えてこれらの収差および他の種類の非従来の屈折誤差を補償するように、プログラミングされることができる。かくして、本発明の電気活性レンズの実施の形態は、患者の視覚系統の収差またはレンズ素子により生じられる収差を電気活性的に補正することができる。
【００４４】
かくして、例えば、着用者の近視を補正するために、或る電気活性収束レンズにおいて−３．５０ジオプトリーの或るパワー補正が必要とされる。この場合、一連の異なる電圧Ｖ１、・・・ＶＮがグリッドアレイにおけるＭ個の要素に印加されて−３．５０ジオプトリーのパワーを電気活性レンズに与える一連の異なる屈折率Ｎ１・・・ＮＭを発生させる。しかしながら、グリッドアレイにおける或る要素は、眼球収差および／または非従来の屈折誤差を補償するためにそれらの屈折率Ｎ１・・・ＮＭのプラスまたはマイナス０．５０単位までの変化を必要とすることもある。基本の近視補正電圧に加えて、これらの変化に対応する小さい電圧偏差が、適切なグリッド要素に印加される。
【００４５】
不規則非点収差のような非従来の屈折誤差、例えば、角膜の正面の涙層、角膜の正面または背面におけるもの、水晶体の正面または背面における水生不規則性、硝子不規則性のような眼球屈折不規則性、または眼球屈折系統自身により引起される他の収差を検出し、定量7し、および／または出来るだけ補正するために、図６の本発明の処方方法６００の実施の形態により、電気活性屈折器／フォロプターが使用される。
【００４６】
工程６１０において、従来の屈折器、従来のレンズおよび電気活性レンズの両方を有する電気活性屈折器、または電気活性レンズのみを有する電気活性屈折器、または自動屈折器を利用して、マイナスパワー（近視用）、プラスパワー（遠視用）、円筒形パワー（乱視用）および必要とされる場合、プリズムパワーのような、従来のレンズパワーを使用して人の屈折誤差を測定する。この解決手段を利用して、従来の補正屈折誤差により患者のＢＶＡ（最良の視力）として今日知られているものを得る。しかしながら、本発明の或る実施の形態は、今日の従来の屈折器／フォロプターが達成するものと超えて人の視力を向上させることを考慮に入れている。
【００４７】
従って、工程６１０は、非従来の発明方法で人の処方箋の更なる改良に対して対策したものである。工程６１０において、この目的点を達成する処方箋が、電気活性屈折器にプログラミングされる。患者は、電気活性構造を有する電気活性レンズを通して、屈折誤差を正確に自動的に測定する変性された適合性の自動屈折器または波先分析器の中を見るように適切に位置される。この屈折誤差の測定は、出来るだけ多くの非従来の屈折誤差を検出し、そして定量する。この測定は、患者が電気活性レンズの目標とされた領域を通して見ている間、視線に沿ったフォビア（fovea）に最良の焦点を達成するように必要な処方箋を自動的にコンピュータ処理しながら、各電器活性レンズの小さいほぼ４．２９ｍｍの目標とされた領域を通して行なわれる。この測定が行われると、この非従来の補正は、将来の使用のためにコントローラ／プログラマーのメモリに記憶されるか、或いは電気活性レンズを制御するコントローラにプログラミングされる。これは、もちろん、両眼のために繰返される。
【００４８】
工程６２０において、患者すなわち着用者は、選択肢として、従来の屈折誤差補正、非従来の屈折誤差補正またはそれらの両方の組合せ、かくして最終処方箋を気にいるように更に改良する制御ユニットを使用することを選んでもよい。変更例として、或いは更に、アイケア専門家が、或る場合には、これ以上改良が行なわれなくなるまで、改良してもよい。この時点で、従来の技術により有効なものより良好な患者のための改良ＢＶＡが達成される。
【００４９】
次いで、工程６３０において、いずれの更に改良された処方箋も、電気活性レンズの処方箋を制御するコントローラにプログラミングされる。工程６４０において、プログラミングされた電気活性眼鏡が配布される。
【００５０】
先行の工程６１０ないし６４０は、アイケア専門家の判断または解決手段に応じて本発明の１つの方法の実施の形態を呈するが、電気活性屈折器／フォロプターだけを、或いはこれを波先分析器との組合せで使用して人の視力を検出し、定量し、および／または補正するのに、異なるが同様の解決手段を使用することができる。波先分析器と共にでも、そうでなくてもいずいれにせよ、人の視力を検出し、定量し、および／または補正するのに電気活性屈折器／フォロプターを利用する、どの順序でも問題のない任意の方法が、本発明の一部と考えられる。例えば、或る発明の実施の形態では、工程６１０ないし６４０は、変更された方法または異なる順序で行なわれてもよい。更に、或る他の本発明の方法の実施の形態では、工程６１０において述べたレンズの目標とされた領域は、直径で約３．０ｍｍないし直径で約８．０ｍｍの範囲内である。更に他の発明の実施の形態では、この目標とされた領域は、どこでも、直径で約２．０ｍｍからレンズ全体の面積までであることができる。
【００５１】
かくして、この論述は、未来の目の検査を行なうのに種々の形態の電気活性レンズを単独で或いは波先分析器との組合せで使用した屈折にかなり集中したが、新しい出現技術が単に客観的な測定を考慮に入れ、かくして患者の意思伝達応答または相互作用の必要性を潜在的に取除くと言う他の可能性がある。ここに説明および／または請求する発明の実施の形態の多くは、客観的であろうが、主観的であろうが、それらの両方の組合せであろうがいずれにせよ、任意の種類の測定装置を対象とするものである。
【００５２】
電気活性レンズ自身に向けると、以上で論述したように、本発明の実施の形態は、ハイブリッド構成または非ハイブリッド構成のものであることができる新規な電気活性レンズを有する電気活性屈折器／フォロプターに関する。ハイブリッド構成とは、従来の単一の視覚レンズまたは多焦点レンズ素子と、正面、背面、および／または正面と背面との間に位置決めされた少なくとも１つの電気活性帯域との組合せを意味しており、この帯域は、焦点を電気的に変化させるのに必要な電気活性手段を有する電気活性材料よりなる。本発明の或る実施の形態では、電気活性帯域は、特に、レンズを引掻き傷および他の普通の摩耗から保護するためにレンズの内側に、或いはレンズの凹形背面に設けられる。電気活性帯域が凸形正面の一部として含まれる実施の形態では、ほとんどの場合、耐引掻き傷性塗料が塗布される。従来の単一の視覚レンズまたは従来の多焦点レンズと、電気活性帯域との組合せは、ハイブリッドレンズ設計の全レンズパワーをもたらす。非ハイブリッド構成とは、電気活性であり、それにより、電気活性の性質によってのみ、屈折パワーのほとんど１００％が発生されるレンズを意味している。
【００５３】
図７は、模範的なハイブリッド電気活性眼鏡レンズ７００の実施の形態の正面図であり、図８はその線Ａ−Ａに沿った断面図である。この例示的な例では、レンズ７００は、レンズ素子７１０を有している。このレンズ素子７１０には、電気活性屈折マトリックス７２０が取付けられており、この電気活性屈折マトリックス７２０は、そのすべてまたは一部を占める１つまたはそれ以上の電気活性領域を有することができる。また、レンズ素子７１０には、枠組み層７３０が取付けられており、この枠組み層７３０は、電気活性屈折マトリックス７２０を少なくとも部分的に取り囲んでいる。レンズ素子７１０は、この特定の例においてのみ、水平線から時計方向にほぼ４５度、回転された非点収差軸線Ａ−Ａを有する非点収差パワー補正領域７４０を有している。選択自由のカバー層７５０が、電気活性屈折マトリックス７２０および枠組みそう７３０を覆っている。
【００５４】
以下に更に論述するように、電気活性屈折マトリックス７２０は、液晶および／またはポリマーゲルを有することができる。また、電気活性屈折マトリックス７２０は、整合層、金属層、導電層および／または絶縁層を有することができる。
【００５５】
別の実施の形態では、レンズ素子７１０が球パワーのみを補正するように、非点収差パワー補正領域７４０が取除かれている。他の別の実施の形態では、レンズ素子７１０は、遠距離、近距離および／またはそれらの両方、および球状、円筒形、角柱形および／または非球状誤差を含む任意の種類の従来の屈折誤差を補正するとこができる。また、電気活性屈折マトリックス７２０は、近距離、および／または収差のような非従来の屈折誤差を補正することができる。他の実施の形態では、電気活性屈折マトリックス７２０は、任意の種類の従来および非従来の屈折誤差を補正することができ、レンズ素子７１０は、従来の屈折誤差を補正するとこができる。
【００５６】
ハイブリッド構成の解決手段を有する電気活性レンズが、非ハイブリッドレンズのものを上回る或る明らかな利点を有することが発見された。これらの利点は、必要な電力が低いこと、バッテリの大きさが小さいこと、長いバッテリの寿命が見込めること、電気回路がさほど複雑でないこと、導体が少ないこと、絶縁体が少ないこと、製造コストが低いこと、光透過度が増大されること、および構造保全性が高められることである。しかしながら、ハイブリッド電気活性レンズが、減少された厚さおよび量産を含めて一連の利点を有していることは気づくはずである。
【００５７】
また、非ハイブリッド、幾つかの実施の形態では、全場ハイブリッドおよび部分場ハイブリッド解決手段によれば、例えば、利用された電気活性構造設計が多グリッド電気活性構造のものである場合、非常に限定された数のＳＫＵ（在庫保持ユニット）を量産することができることが発見された。この場合、量産の場合、主として、着用者の解剖学的適合性のための曲率およびサイズのような限定数の異なる特徴に集中することが必要であるだけである。
【００５８】
この改良の重要性を理解するために、ほとんどの処方箋を申し込むのに必要とされる慣例的なレンズ素材の数を理解しなければならない。補正処方箋の約９５％は、−６．００ジオプトリーから＋６．００ジオプトリーまでの範囲内における０．２５ジオプトリーずつ上げる球パワー補正を含んでいる。この範囲に基づいて、約４９個の一般に処方された球パワーがある。非点収差補正を含む処方箋のうち、約９５％が、０．２５ジオプトリーずつ上げる−４．００ジオプトリーから＋４．００ジオプトリーまでの範囲内に入る。この範囲に基づいて、約３３個の一般に処方された非点収差（または円筒形）パワーがある。しかしながら、非点収差は軸線成分を有するので、代表的には１度ずつ上げて処方される約３６０度の非点収差軸線配向がある。かくして、３６０個の異なる非点収差軸線処方箋がある。
【００５９】
しかも、多くの処方箋は、老眼を補正するために２焦点成分を有する。老眼補正を有する処方箋のうち、約９５％が、０．２５ジオプトリーずつ上げる＋１．００ジオプトリーから＋３．００ジオプトリーまでの範囲内に入り、その結果、約９個の一般に処方された老眼パワーとなる。
【００６０】
本発明の幾つかの実施の形態は、球状、円筒形、軸線および老眼補正を行なうことができるので、１つの非ハイブリッド電気活性レンズが、５２３９０８０（＝４９ｘ３３ｘ３６０ｘ−９）個の異なる処方箋を供する。かくして、１つの非ハイブリッド電気活性レンズは、多くのレンズ素材ＳＫＵを量産し、および／または在庫として保管する必要性を取除くことができ、また、恐らく重要性の大きいことに、特定の患者の処方箋に合わせて各レンズ素材を研削して磨く必要性を取除くことができる。
【００６１】
顔の形状、まつげの長さなどのような解剖学的問題点に対処するのに必要とされる種々のレンズの曲率を説明するために、１つよりいくらか多い非ハイブリッド電気活性レンズＳＫＵを量産し、および／または在庫として保管することができる。それにもかかわらず、ＳＫＵの数を百万から約５つまたはそれ以下に減少させることができる。
【００６２】
ハイブリッド電気活性レンズの場合、レンズ素子で従来の屈折誤差を補正し、ほとんど心出しされた電気活性層を利用することにより、必要とされるＳＫＵの数を減少させることが可能である。図７を参照して説明すると、必要に応じてレンズ７００を回転して非点収差軸線Ａ−Ａを必要な位置に置くことができる。かくして、必要とされるハイブリッドレンズ素材の数を３６０の因数だけ減少させることができる。しかも、ハイブリッドレンズの電気活性帯域は、老眼補正を行なうことができ、それにより必要とされるレンズ素材の数を９の因数だけ減少させることができる。かくして、ハイブリッド電気活性レンズの実施の形態は、必要とされるレンズ素材の数を５百万より多い数から１６１９（＝４９ｘ３３）まで減少させることができる。この数のハイブリッドレンズ素材ＳＫＵを量産し、および／または在庫として保管することが合理的に可能であるので、研削および磨きの必要性が取除かれる。
【００６３】
それにもかかわらず、半仕上げハイブリッドレンズ素材を研削して磨くことが可能のままである。図２８は、半仕上げレンズ素材２８００の実施の形態の斜視図である。この実施の形態では、半仕上げレンズ素材２８００は、仕上げ面２８２０、未仕上げ面および部分場電気活性屈折マトリックス２８４０を持つレンズ素子２８１０を有している。他の実施の形態では、半仕上げレンズ素材２８００は、全場電気活性層を有することができる。しかも、半仕上げレンズ素材２８００の電気活性構造は、多グリッド式または単一相互接続式であることができる。更に、半仕上げレンズ素材２８００は、屈折および／または回析特性を有することができる。
【００６４】
電気活性レンズのハイブリッドまたは非ハイブリッドの実施の形態では、患者の処方箋ニーズのために注文製造され、および／またはプログラミングされたコントローラにより調整され、制御されることができる電気活性レンズにより、かなりの数の必要とされる補正処方箋が、作られ、注文作成されることができる。かくして、数百万の処方箋および多くのレンズスタイル、単一の視力レンズ素材ならびに多くの多焦点半仕上げレンズ素材がもはや必要とされない。実際、ほとんどのレンズおよびフレームの製造および配布が、公知のように、革命化され得る。
【００６５】
なお、本発明は、非ハイブリッド電気活性レンズと、予備製造された電子アイウエア（フレームおよび／またはレンズ）であるか、或いは患者または顧客への受渡し時に注文製造された電子アイウエアである全および部分場特定ハイブリッド電気活性レンズとの両方を有している。アイウエアが予め作成され、組立てられる場合、フレームおよびレンズの両方が、既に縁取られたレンズとともに予め作成さて、眼鏡フレームに嵌められる。また、プログラミング可能および再プログラミング可能なコントローラ、ならびに予備作成され、そしてアイケア専門家の場所、または例えば、プログラミングされたコントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品の装着のための、または患者の処方箋のための或る他の場所に送られることができる必要な電気部品を有するフレームおよびレンズの量産も本発明の一部と考えられる。
【００６６】
或る場合、コントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品は、予め製造されたフレーム／電気活性レンズ組立体の一部であり、アイケア専門家の場所または或る他の場所でプログラミングされることができる。コントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品は、例えば、チップまたは薄膜の形態であることができ、眼鏡のフレーム内、フレーム上、レンズ内或いはレンズ上に収容されることができる。コントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品は、実施すべきビジネス戦略に基づいて再プログラミング可能であるか、或いは再プログラミング可能でないことができる。コントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品が再プログラミング可能である場合、患者または顧客が彼または彼女の眼鏡フレームならびに電気活性レンズの化粧用外観および機能性に喜んでいるかぎり、処方箋の繰り返し更新が可能である。
【００６７】
後者、すなわち、論述したばかりの非ハイブリッドおよびハイブリッド電気活性レンズの実施の形態の場合、これらのレンズは、目を異物からの損傷から保護するために構造上十分に堅固でなければならない。米国では、ほとんどのアイウエアレンズが、ＦＤＡの必要とされる衝撃試験を合格しなければならない。これらの要件を満たすために、支持構造体がレンズの中または上に組み入れられることが重要である。ハイブリッド型の場合、例えば、処方または非処方の単一視覚または多焦点レンズ素子を構造上の基礎として利用して、このハイブリッド型が達成される。例えば、ハイブリッド型用の構造上の基礎は、ポリカーボネートから製造されることができる。非ハイブリッドレンズの場合、或る実施例では、選択された電気活性材料および厚さが、この必要とされる構造のもととなる。他の実施の形態では、電気活性材料が位置決めされる非処方のキャリア基礎または基質が、この必要とされる保護のもととなる。
【００６８】
或るハイブリッド設計において眼鏡レンズに電気活性帯域を利用する場合、レンズに対するパワー遮断が起こるときには、適切な距離補正を維持することが肝要であることができる。バッテリまたは配線の故障の場合、或る状況では、着用者が自動車を運転しているか、或いは飛行機を操縦しており、それらの距離補正が失われるなら、悲惨である。このような出来事を防ぐために、本発明の電気活性眼鏡レンズの設計は、電気活性帯域がオフ位置（不活性化または不作動状態）にあるとき、距離補正を維持することができる。本発明の実施の形態では、これは、屈折ハイブリッド型でも回析ハイブリッド型でもいずれにせよ、従来の固定焦点距離の光学素子で距離補正を行なうことにより達成されることができる。従って、任意の追加のパワーが、電気活性帯域により与えられる。かくして、従来のレンズ素子が、着用者の距離補正を維持するので、フェイルセイフ電気活性装置が生じる。
【００６９】
図９は、電気活性屈折マトリックス９２０に適合された屈折率のレンズ素子９１０を有する他の電気活性レンズ９００の模範的な実施の形態の側面図である。この例示的な例では、屈折率ｎ１を有する収束レンズ素子９１０が、距離補正をもたらす。レンズ素子９１０には、未活性化状態および多数の活性化状態を有することができる電気活性屈折マトリックス９２０が取付けられている。電気活性屈折マトリックス９２０は、これがその未活性化状態にあるとき、レンズ素子９１０の屈折率ｎ１にほぼ適合する屈折率ｎ２を有する。より正確には、未活性化状態のとき、ｎ２は、ｎ１の０．０５屈折単位内である。ｎ１の０．０５屈折単位内でレンズ素子９１０の屈折率ｎ１にほぼ適合する屈折率ｎ３を有する枠組み層９３０が、電気活性屈折マトリックス９２０を取り囲んでいる。
【００７０】
図１０は、他の電気活性レンズ装置１０００の模範的な実施の形態の斜視図である。この例示的な例では、電気活性レンズ１０１０は、レンズ素子１０４０および電気活性屈折マトリックス１０５０を有している。電気活性屈折マトリックス１０５０には、距離計送信器１０２０が、位置決めされている。また、電気活性屈折マトリックス１０５０には、距離計検出器／受信器１０３０が、位置決めされている。別の実施の形態では、送信器１０２０または受信器１０３０のいずれか一方が、電気活性屈折マトリックス１０５０に位置決めされることができる。他の別の実施の形態では、送信器１０２０または受信器１０３０のいずれか一方が、レンズ素子１０４０の中または上に位置決めされることができる。他の実施の形態では、送信器１０２０または受信器１０３０のいずれか一方が、外側の覆い層１０６０に位置決めされることができる。更に、他の実施の形態では、送信器１０２０および受信器１０３０が前記の部材の組合せに位置決めされることができる。
【００７１】
図１１は、回析電気活性レンズの模範的な実施の形態の側面図である。この例示的な例では、レンズ素子１１１０が、距離補正をもたらす。レンズ素子１１１０の一方の表面には、ｎ−１の屈折率を有する回析パターン１１２０がエッチングされている。電気活性屈折マトリックス１１３０が、レンズ素子１１１０に取付けられ、回析パターンを覆っており、この電気活性屈折マトリックス１１３０は、これがその未活性化状態にあるとき、ｎ−１に近似するｎ−２の屈折率を有する。また、レンズ素子１１１０には、枠組み層１１４０が取付けられており、この枠組み層１１４０は、レンズ素子１１１０とほとんど同じ材料で構成されており、電気活性屈折マトリックス１１３０を部分的に覆っている。カバー１１５０が電気活性屈折マトリックス１１３０および枠組み層１１４０にわたって取付けられている。枠組み層１１４０は、実際の層が付設されないレンズ素子１１１０の延長部であることもできるが、レンズ素子１１１０は、電気活性屈折マトリックス１１３０を枠組みするか、或いはこれに外接するように作成されている。
【００７２】
図１２は、電気活性枠組み層１２２０に取付けられた多焦点光学素子１２１０を有する電気活性レンズ１２００の模範的な実施の形態の正面図であり、図１３はその側面図である。この例示的な例では、多焦点光学素子１２１０は、漸進付加レンズ設計のものである。しかも、この例示的な例では、多焦点光学素子１２１０は、第１の光屈折焦点帯域１２１２および第２の漸進付加光屈折焦点帯域１２１４を有している。多焦点光学素子１２１０には、第２の漸進付加光屈折焦点帯域１２１４にわたって位置決めされている電気活性領域を有する電気活性枠組み層１２２０が取付けられている。この電気活性枠組み層１２２０には、カバー層１２３０が取付けられている。なお、この枠組み層１２２０は、電気活性でも、電気非活性でもよい。枠組み層１２２０が電気活性である場合、活性化領域を非活性化領域から絶縁するのに、絶縁材料が利用される。
【００７３】
本発明のすべてではないがほとんどの場合、電気活性アイウエアをプログラミングして人の視力をその最適値に補正し、もって非従来の屈折誤差を補正するために、患者すなわち着用者の目の動きを追跡することによって各目の視線を追跡することが必要である。
【００７４】
図１４は、追跡装置１４００の模範的な実施の形態の斜視図である。フレーム１４１０が、電気活性レンズ１４２０を収容している。この電気活性レンズ１４２０裏側（近位側とも称する着用者の目に最も近い側）には、発光ダイオードのような追跡信号源１４３０が取付けられている。また、電気活性レンズ１４２０裏側には、光反射源のような追跡信号受信器１４４０が取付けられている。この受信器１４４０と、できる限り、源１４３０とは、追跡を可能にすべき命令をメモリに有しているコントローラ（図示せず）に接続されている。この解決手段を利用して、上下左右の目の動きおよびそのいずれの変化を非常に正確に突き止めることが可能である。これは、すべてではないが或る種類の非従来の屈折誤差が補正され、人の視線内に隔離されることが必要である場合に（例えば、目が動くにつれて移動する特定の角膜の不規則性または隆起の場合に）必要とされる。
【００７５】
種々の別の実施の形態では、源１４３０および／または受信器１４４０は、フレーム１４１０の裏側に取付けられたり、フレーム１４１０の裏側に埋め込まれたり、および／またはレンズ１４２０の裏側に埋め込まれたりされることができる。
【００７６】
電気活性眼鏡レンズを含めて、任意の眼鏡レンズの重要な部分は、使用者の視界内に最も鋭い像特性を生じるのに使用される部分である。健康な人は各側にほぼ９０度、見ることができるが、最も鋭い眼力は、最良の眼力を有する網膜の部分に対応するもっと小さい視界内に置かれている。網膜のこの領域は、小さいくぼみとして知られており、ほぼ、網膜上の直径が０．４０ｍｍの円形領域である。更に、目は、瞳全体の直径にわたって景色を映し、従って、瞳の直径は、眼鏡レンズのほとんどの臨界部分の大きさに影響する。眼鏡レンズの最終的な臨界領域は、単に、目の瞳の直径を眼鏡レンズへのフォビア視界の投射寸法に加えた合計である。
【００７７】
目の瞳の直径の代表的な範囲は、３．０ｍｍから５．５ｍｍまでであり、ほとんどの一般的な値は４．０ｍｍである。フォビア平均直径はほぼ０．４ｍｍである。
【００７８】
フォビアの眼鏡レンズへの投射寸法の大きさの代表的な範囲は、目の長さ、目から眼鏡レンズまでの距離などのようなパラメータにより影響される。
【００７９】
この特定の本発明の実施の形態の追跡装置は、患者の網膜のフォビア領域に対する目の動きに相関関係する電気活性レンズの領域を突き止める。これは、目が動くにつれて補正可能である非従来の屈折誤差を常に補正するように本発明のソフトウエアがプログラミングされている場合に重要である。かくして、非従来の屈折誤差を補正するすべてではないがほとんどの本発明の実施の形態において、目がそれらの目標を見詰めるか或いは凝視するときに視線が通るレンズの領域を電気活性的に変えることが必要である。換言すると、この特定の本発明の実施の形態では、電気活性レンズの大部分が、従来の屈折誤差を補正し、また視線がレンズの異なる部分に交差する角度を考慮し、この角度をその特定領域のための最終の処方箋に取り入れて非従来の屈折誤差を補正するために、追跡装置およびソフトウエアにより、目が動くにつれて、目標とされた電気活性領域の焦点も移動する。
【００８０】
すべてではないがほとんどの本発明の実施の形態において、この追跡装置およびソフトウエアは、遠方の物体を見ながら或いは凝視しながら、人の視力をその最大に補正するのに利用される。近くの点を見る場合、使用されているなら、追跡装置は、人の調整および収束の近または中間距離範囲の焦点合わせニーズを補正するために近点焦点の範囲を算出するのに利用される。これは、もちろん、患者すなわち着用者の処方箋として電気活性アイウエアコントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品にプログラミングされる。更に他の本発明の実施の形態では、レンジファインダおよび／または追跡装置が、レンズおよび／またはフレームに組み込まれている。
【００８１】
指摘しておくべきこととしては、例えば、不規則非点収差のような或る種類の非従来の屈折誤差を補正する実施の形態のような他の本発明の実施の形態では、すべてではないがほとんどの場合、電気活性レンズは、患者すなわち着用者の目を追跡する必要がない。この場合、全体の電気活性レンズは、この屈折誤差ならびに患者の他の従来の屈折誤差を補正するためにプログラミングされる。
【００８２】
また、収差が視距離に直接関連付けられるので、これらの収差を視距離に関連して補正することができることが発見された。すなわち、収差が測定されると、遠方視界、中間視界および／または近視界のような特定の距離について収差を電気活性的に補正するように、電気活性領域を分離することによって、この収差を電気活性屈折マトリックスにおいて補正することが可能である。例えば、電気活性レンズは、遠視界、中間視界および近視界補正帯域に分離されることができ、ソフトウエアは、各帯域を制御してこの帯域により対応する視距離を影響する収差を補正する。従って、電気活性屈折マトリックスを異なる距離ごとに分離し、それにより各分離領域が特定の距離の特定の収差を補正するこの特定の本発明の実施の形態では、追跡機構なしで非屈折誤差を補正することが可能である。
【００８３】
最後に、指摘しておくべきこととしては、他の本発明の実施の形態では、電気活性領域を物理的に分離することなしに且つ追跡することなしに、収差により引起されるもののような非従来の屈折誤差の補正を達成することが可能である。この実施の形態では、ソフトウエアは、視距離を入力として使用して、所定の視距離の視力に影響する収差のための必要とされる補正を引起こすために所定の電気活性領域の焦点を調整する。
【００８４】
更に、全場または部分場効果を有するようにハイブリッドまたは非ハイブリッド電気活性レンズを設計することができることが発見された。全場効果では、電気活性屈折マトリックスまたは層が、眼鏡フレーム内のレンズ領域の大部分を覆うことを意味している。全場の場合、電気活性領域全体を所望のパワーに調整することができる。また、全場電気活性レンズは、部分場式をもたらすように調整されることもできる。しかしながら、部分場電気活性特定レンズ設計は、部分場特定式にするのに必要とされる回路に因り全場式に調整されることができない。部分場レンズになるように調整された全場レンズの場合、電気活性レンズの一部が所望のパワーに調整されることができる。
【００８５】
図１５は、他の電気活性レンズ装置１５００の模範的な実施の形態の斜視図である。フレーム１５１０が、部分場１５３０を有する電気活性レンズ１５２０を収容している。
【００８６】
比較のために、図１６は、更に他の電気活性レンズ装置１６００の模範的な実施の形態の斜視図である。この例示的な例では、フレーム１６１０が、全場１６３０を有する電気活性レンズ１６２０を収容している。
【００８７】
或る本発明の実施の形態では、多焦点電気活性光学素子は、予め製造され、或る場合には、必要とされるＳＫＵのかなり減少された数に因り、仕上げ多焦点電気活性レンズ素材として配布箇所で棚卸しされさえする。この本発明の実施の形態によれば、配布所により、棚卸しされた多焦点電気活性レンズ素材を電子有効化フレームに簡単に嵌めて縁取りすることができる。本発明は、ほとんどの場合、部分現場特定型電気活性レンズであることができるが、全場電気活性レンズでもよいことは理解すべきである。
【００８８】
本発明の１つのハイブリッド式の実施の形態では、従来の単一視力レンズ素子が、非点収差の補正のための円環状表面を有する非球面状設計または非球面状でない設計のものであり、距離パワーニーズを与えるのに、非球面状表面が利用される。非点収差補正が必要とされる場合、適切なパワーの単一視力レンズ素子が、選択され、適切な非点収差軸線位置まで回転される。これがなされると、この単一視レンズ素子を、目のワイヤフレームの形およびサイズ用に縁取りすることができる。次いで、電気活性屈折マトリックスを、単一視力レンズ素子に付けることができるか、或いは縁取りに先立って、電気活性屈折マトリックスを付け、後で、全レンズユニットを縁取りすることができる。指摘しておくべきであることとしては、電気活性屈折マトリックスをレンズ素子、すなわち、単一視力または多焦点電気活性素子に付ける縁取りのためには、縁取り前では、ポリマーゲルのような電気活性材料が、液晶材料を上回って有利である。
【００８９】
電気活性屈折マトリックスは、当業界で公知な異なる技術によって適合可能なレンズ素子に付けられることができる。適合可能なレンズ素子は、曲線および面が、接合、美学および/または適切な最終レンズパワーの観点から電気活性屈折マトリックスを適切に受入れる素子である。例えば、接着剤を利用することができ、接着剤をレンズ素子に直接塗布し、次いで電気活性層に塗る。また、電気活性屈折マトリックスは、剥離膜に取付けられるように製造されることができ、この場合、電気活性屈折マトリックスを取外し、そしてレンズ素子に接着剤で再取付けすることができる。また、電気活性屈折マトリックスを、キャリア自身がレンズ素子に接着剤で取付けられる２方向膜キャリアに取付けることもできる。更に、表面流延成形技術を利用して、電気活性屈折マトリックスを付けることができ、この場合、電気活性屈折マトリックスはその場で作成される。
【００９０】
先に述べたハイブリッド式実施の形態（図１２）では、人の中間および近点視力ニーズを満たすために、静的および非静的解決手段の組合せが使用され、適切な必要とされる距離補正を有し、且つ例えば、ほぼ＋１.００ジオプトリー（「Ｄ」）の全近加算パワーを有する多焦点漸進レンズ１２１０が、単一視力レンズ素子の代わりに利用されている。この実施の形態を利用する際、電気活性屈折マトリックス１２２０は、多焦点漸進レンズ素子の各側に設置され、ならびにレンズ素子の内側に埋設されることができる。この電気活性屈折マトリックスは、追加の加算パワーをもたらすために利用される。
【００９１】
全体の多焦点レンズにより必要とされるよりも低い加算パワーをレンズ素子に利用すると、最終の加算プラスパワーは、低い多焦点加算パワーと、電気活性層により発生される追加の必要とされる近パワーとの合計の付加パワーである。例えば、多焦点前記付加レンズ素子が＋１.００の加算パワーを有し、電気活性屈折マトリックスが＋１.００の近パワーを生じるなら、ハイブリッド電気活性レンズのための合計近パワーは、＋２．００Ｄである。この解決手段を利用して、多焦点レンズ、詳細には、漸進付加レンズからの望まれない認知ひずみを著しく減少させることが可能である。
【００９２】
多焦点漸進付加レンズ素子が利用される或るハイブリッド電子活性実施の形態では、電気活性屈折マトリックスは、望まれない非点収差を取り去るために利用される。これは、望まれない非点収差が存在するレンズの領域における電気活性的に生じられた中性化パワー補償のみにより、望まれない非点収差を中性化するか、或いは可なり減少させることによって達成される。
【００９３】
或る本発明の実施の形態では、部分場の分散化が必要とされる。分散化部分場電気活性屈折マトリックスを適用する場合、万一存在するなら、人の非点収差を補正することを考慮するように単一視力レンズ素子の適切な非点収差軸線の位置に対処する方法で電気活性屈折マトリックスを整合させ、ならびに人の目の適切な位置に電子可変パワー場を位置決めすることが必要である。また、部分場設計では、患者の瞳孔ニーズに関して適切な分散化設置を考慮して部分場位置を整合させることが必要である。更に、静的２焦点、多焦点または漸進領域が常に人の遠距離凝視の下方になるように設置される従来のレンズとは異なって、電気活性レンズの使用は、従来の多焦点レンズにとって有効ではない或る程度の製造自由度を考慮している。従って、本発明の或る実施の形態では、電気活性領域は、代表的には従来の電気非活性の多焦点レンズの遠、中間および近視界領域を見るところに位置決めされている。例えば、電気活性領域は、レンズ素子の１８０経線の上方に設置され、それにより多焦点近視界帯域が、ときどきレンズ素子の１８０経線の上方に設置されることができる。近視界帯域をレンズ素子の１８０経線の上方に設けることは、着用者のすぐ前方または頭上の物体に対して近距離で仕事する、例えば、コンピュータモニターで仕事するか、或いは頭上で絵画の枠を釘止めする眼鏡着用者にとっては特に有用である。
【００９４】
非ハイブリッド電気活性レンズの場合、またはハイブリッド全場レンズと、例えば、直径３５ｍｍのハイブリッド部分場レンズとの両方の場合、電気活性層は、前述したように、単一視力レンズ素子に直接付けられるか、或いは電気活性仕上げ多焦点レンズ素材で予め製造されるか、或いはフレームのレンズ架台の形状に合わせてレンズを縁取る前に多焦点漸進レンズ素子に付けられる。これは、電気活性レンズ素材の予備組立てを考慮しており、ならびに仕上げされた在庫だが、縁取りされていない電気活性レンズ素材を棚卸しすることができ、かくして医師または眼鏡業者のオフィスを含めて、任意の販売経路での眼鏡作成がちょうど間に合う。これにより、すべての光学医療施設が、高価な作成設備のための最低限のニーズで速いサービスを提供することができる。これは、製造業者、小売人およびそれらの患者、購買者のためになる。
【００９５】
部分場のサイズを考慮して、部分場特定領域が直径３５ｍｍの心出しされた或いは偏心された丸い設計であることができることは、例えば、本発明の１つの実施の形態で示された。直径サイズがニーズに応じて変化することができることは、指摘しておくべきである。本発明の或る実施の形態では、２２ｍｍ、２８ｍｍ、３０ｍｍ、および３６ｍｍの丸い直径が利用される。
【００９６】
部分場のサイズは、電気活性屈折マトリックスおよび／または電気活性場の構造に応じて決まることができる。少なくとも２つのこのような構造は、本発明の範囲内であると考えられ、つまり、単一相互接続式電気活性構造および多グリッド電気活性構造であると考えられる。
【００９７】
図１７は、単一相互接続式構造を有する電気活性レンズの実施の形態の斜視図である。レンズ１７００は、レンズ素子１７１０および電気活性屈折マトリックス１７２０を有している。電気活性屈折マトリックス１７２０内では、絶縁体１７３０が、活性化部分場１７４０を枠取りされた非活性化部分（すなわち領域）１７５０から分離している。単一のワイヤまたは導電性ストリップ相互接続部１７６０が、活性化領域を電源および／またはコントローラに接続する。なお、すべてでないなら、ほとんどの実施の形態では、単一相互接続構造は、これを電源に接続する１対の導体を有している。
【００９８】
図１８は、多グリッド構造を有する電気活性レンズの実施の形態の斜視図である。レンズ１８００は、レンズ素子１８１０および電気活性屈折マトリックス１８２０を有している。電気活性屈折マトリックス１８２０内では、絶縁体１８３０が、活性化部分場１８４０を枠取りされた非活性化場（すなわち領域）１８５０から分離している。複数のワイヤ相互接続部１８６０が、活性化領域を電源および／またはコントローラに接続する。
【００９９】
部分場のために小さい直径を利用する場合、単一相互接続式電気活性構造を利用する場合と異なる部分場特定領域の縁部から中心までの電気活性厚さを最小にすることができることが発見された。これは、電力ニーズ、ならびに特に、単一相互接続式構造に必要とされる電気活性層の数を最小にするのに非常に確実な役割を果たす。これは、多グリッド電気活性構造を利用している部分場特定領域については、常にそうであるとは限らない。単一相互接続式電気活性構造を利用する場合、本発明のすべてではないが多くの実施の形態では、例えば、＋２．５０Ｄの全組合せ電気活性パワーを生じる多数の電気活性層を考慮して、多数の単一相互接続式電気活性構造が、レンズ内またはレンズ上に層状に重ねられている。この例のみにおいて、５つの＋２．５０Ｄの単一相互接続層が、ほとんどの場合にのみ絶縁層により分離されて互いに重ねられることができる。このようにして、適切な電力が、或る場合には適切に付勢するのに実用的でない１つの厚い単一相互接続層の電気的ニーズを最小にすることによって各層のための必要な屈折率の変化を生じることができる。
【０１００】
更に、本発明では、多数の単一相互接続式電気活性層を有する或る実施の形態が、距離範囲にわたって焦点を合わせることができるようにプログラミングされた順序で付勢されることができることは、指摘しておくべきである。例えば、＋２．００Ｄの老眼にとって指先の距離のところで見るために、２つの＋０．５０Ｄの単一相互接続式電気活性層を付勢して＋１．００Ｄの中間焦点を生じ、次いで、２つの追加の＋０．５０Ｄの相互接続式層を付勢して＋２．００Ｄの老眼に４０．６４ｃｍ（１６インチ）位の近くで読める能力を与えることができる。電気活性層の正確な数ならびに各層のパワーが、光学的設計と、特定の老眼のための近および中間視距離の特定範囲に及ぶのに必要とされる全パワーに応じて変化することができることは理解すべきである。
【０１０１】
更に、本発明の或る他の実施の形態では、１つまたはそれ以上の単一相互接続式電気活性層の組合せが、多グリッド電気活性構造の層との組合せでレンズに存在している。これにより、適切なプログラミングを呈する中間および近距離の範囲のための焦点合わせの能力を与える。最後に、本発明の他の実施の形態では、多グリッド電気活性構造のみが、ハイブリッドまたは非ハイブリッドレンズに利用されている。いずれにしても、適切にプログラミングされた電気活性アイウエアコントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品との組合せの多グリッド電気活性構造は、中間および近距離の広い範囲にわたって焦点合わせを行なうことができる。
【０１０２】
また、表面仕上げを考慮した半仕上げ電気活性レンズ素材もまた、本発明の範囲内である。この場合、偏心されるか或いは心出しされた部分場電気活性屈折マトリックスが素材と合体されるか、或いは全場電気活性屈折マトリックスが、素材と合体され、次いで必要とされる正しい処方箋に合わせて表面仕上げされる。
【０１０３】
或る実施の形態では、可変パワーの電気活性領域が、レンズ全体にわたって位置決めされており、この領域は、人の仕事用の近視界焦点合わせニーズに対処するようにレンズの全面にわたる一定の球状パワーの変化として調整される。他の実施の形態では、可変パワー領域は、レンズ全体にわたって一定の球状パワーの変化として調整され、同時にひずみおよび収差を減少させるために非球状周囲パワー効果を生じる。前述の実施の形態のうちの幾つかでは、単一視力、多焦点仕上げレンズ素材または多焦点漸進レンズ素子により、遠距離パワーが補正される。電気活性素子層は、主に、仕事用の遠距離焦点合わせのニーズを補正する。なお、これは、常にそうであるとは限らない。或る場合には、遠距離球状パワーのみのために単一視力、多焦点仕上げレンズ素子または多焦点漸進レンズ素子を利用し、電気活性屈折マトリックスにより近視界仕事用パワーおよび非点収差を補正するか、或いは単一視力または多焦点レンズ素子を利用して非点収差のみを補正し、電気活性層により球状パワーおよび近視界仕事用パワーを補正することが可能である。また、ピアノ、単一視力、多焦点仕上げレンズ素子または漸進多焦点レンズ素子を利用し、電気活性層により遠距離球および非点収差ニーズを補正することが可能である。
【０１０４】
指摘しておくべきこととしては、本発明では、角柱計、球状または非球状パワーのいずれであろうとも、必要とされるパワー補正、ならびに全遠距離パワーニーズ、中間距離範囲パワーニーズおよび近点パワーニーズは、任意の数の追加のパワー構成部品により達成されることができる。これらは、遠距離球状パワーニーズすべて、遠距離球状パワーニーズのうちの幾つか、非転収差パワーニーズのすべて、非転収差パワーニーズのうちの幾つか、角柱状パワーニーズのすべて、角柱状パワーニーズのうちの幾つまたは以上の任意の組合せをもたらす単一視力または仕上げ多焦点レンズ素子、の利用を含み、電気活性層と組合わされた場合、人の全焦点合わせニーズをもたらす。
【０１０５】
電気活性屈折マトリックスにより、適合可能な素子補正などの技術を利用して最終の加工前または後に人の視力を彼または彼女の電気活性レンズにより最大にすることができることが発見された。これは、患者または予定された着用者が電気活性レンズを通して見、これらのレンズを手で或いは特別設計の自動屈折器により調整することによって達成されることができ、この自動屈折器は、従来のおよび／または非従来の屈折誤差をほとんど絶えず測定し、球状、非点収差、収差などであればいずれの残留屈折誤差をも補正する。この技術によれば、着用者は、多くの場合、２０／１０またはそれよう良好な視力を達成することができる。
【０１０６】
更に、指摘しておくべきこととしては、或る実施の形態では、フレネルパワーレンズ層が、単一視力または多焦点レンズ素材または素子ならびに電気活性層とともに利用されている。例えば、フレネル層は、球状パワーをもたらし、それによりレンズの厚さ薄くするために利用され、単一視力レンズ素子は、非点収差を補正するために利用され、電気活性屈折マトリックスは、中間および近距離焦点合わせニーズを補正するために利用される。
【０１０７】
以上に論述したように、他の実施の形態では、回析素子が、単一視力レンズ素子および電気活性層とともに利用されている。この解決手段では、追加の焦点合わせの補正に対処する回析素子は、電力、回路および電気活性層の厚さの必要性を更に減じる。また、人の眼鏡の補正パワーニーズのために必要とされる全付加パワーをもたらすために下記のもののうち任意の１つまたはそれ以上の組合せが付加方法で利用されることもできる。これらは、フレネル層、従来または非従来の単一視力または多焦点レンズ素子、回析素子層および電気活性屈折マトリックスまたは層である。更に、エッチング方法を介して、回析またはフレネル構成部品を有する非ハイブリッドまたはハイブリッド電気活性素子を生じるように回析またはフレネル層の形状および／または効果を電気活性材料に与えることが可能である。また、電気活性レンズを使用して、従来のレンズパワーだけではなく、角柱状パワーをも生じることが可能である。
【０１０８】
また、直径がほぼ２２ｍｍまたは３５ｍｍの丸い心出しされたハイブリッド部分場特定電気活性レンズ設計、または直径がほぼ３０ｍｍである調整可能な偏心されたハイブリッド電気活性部分場特定設計を利用して、電力回路ニーズ、バッテリの寿命およびバッテリのサイズを最小にして最終の電気活性眼鏡レンズの製造コストを低減し、その光学的透過度を改良することが可能であることが、発見された。
【０１０９】
本発明の１つの実施の形態では、偏心された部分場特定電気活性レンズは、患者の正しい近ないし中間距離範囲の瞳孔距離を満足するために、この場の光学的中心が単一視力レンズの光学的中心のほぼ５ｍｍ下方に位置決めされ、同時に近距離電気活性部分場が鼻方向または側頭部方向に偏心されるように、位置決めされている。なお、このような設計の解決手段は、円形設計に限定されないが、事実上、人の視力ニーズのために必要とされる適切な電気活性視界領域を許容する任意の形状であることができる。例えば、この設計は、楕円形、矩形、正方形、八角形、部分湾曲形などであることができる。重要なことは、部分場を達成することが可能であるハイブリッド部分場特定設計またはハイブリッド全場設計、ならびに部分場を達成することが可能である非ハイブリッド全場設計のために目視領域を適切に設置することである。
【０１１０】
更に、（すべてではないが）多くの場合、不規則な厚さを有する電気活性屈折マトリックスが利用されることが発見された。すなわち、金属製の導電性包囲層は、平行ではないし、ゲルポリマーの厚さは、収束または発散レンズ形状を生じるように変化している。単一視力または多焦点レンズ素子を有する非ハイブリッド実施の形態またはハイブリッド態様においてこのような非一様な厚さの電気活性屈折マトリックスを用いることが可能である。これは、これらの固定レンズおよび電気的に調整可能なレンズの種々の組合せにより様々な調整可能なレンズパワーをもたらす。本発明の幾つかの実施の形態では、単一相互接続式電気活性屈折マトリックスは、電気活性構造の非一様な厚さを生じる非平行な側面を利用している。しかしながら、本発明のすべてではないがほとんどの実施の形態では、多グリッド電気活性構造は、その一様な厚さを生じる平衡構造を利用している。
【０１１１】
可能性のうちの幾つかを示すために、ハイブリッドレンズ組立体を生じるように、収束性単一視力レンズ素子が、収束性電気活性レンズに接合されてもよい。使用される電気活性レンズ材料によっては、電圧が、屈折率を上昇させるか、或いは低下させる。屈折率を低下させるように電圧を上昇調整することにより、最終レンズ組立体のパワーを変化させて、固定レンズおよび電気活性レンズのパワーの異なる組合せについての表１の第１列に示すように、少ないプラスのパワーを与える。印加電圧を上昇調整して電気活性レンズ素子の屈折率を上昇させると、最終のハイブリッドレンズ組立体のパワーは、固定レンズおよび電気活性レンズのパワーの異なる組合せについての表２に示すように変化する。なお、本発明のこの実施の形態では、単一の印加電圧の差のみが、電気活性層の前後に必要とされる。
【表１】
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このようなハイブリッド組立体のための可能な製造方法は以下のごとくである。一例では、電気活性ポリマーゲル層が、射出成形されたり、流延成形されたり、形押し成形されたり、研削されたり、ダイアモンド研削されたり、および／または磨いかれたりしてネットレンズ素子形状にされることができる。薄い金属層が、例えばスパッタリングまたは真空蒸着により、この射出成形または流延成形されたポリマーゲル層に付着される。他の模範的な実施の形態では、付着された薄い金属層は、レンズ素子と、射出成形または流延成形された電気活性材料層の他の側との両方に設置される。導電層は、必要でないこともあるが、もし存在するなら、この導電層は、金属層に真空蒸着されるか、或いはスパッタリング付着される。
【０１１２】
近視力パワーセグメントが異なる多焦点設計ごとに異なって位置決めされる必要がある従来の２焦点、他焦点または漸進レンズとは違って、本発明のレンズは、常に１つの共通の位置に設置されることができる。従来の解決手段により利用されている異なる静的パワー帯域とは違って（このような帯域を利用するには、目が動き、頭が傾く）、本発明によれば、人が前方をまっすぐ見たるか、或いはわずかに上または下に見たりすることができ、電気活性部分場または全場は、必要な近作用距離に補正するように調整される。これにより、目の疲れおよび頭および目の動きを少なくする。更に、遠距離を見る必要がある場合、調整可能な電気活性屈折マトリックスが、遠方の物体をはっきり見るのに必要とされる正しいパワーに調整される。ほとんどの場合、これにより、電気活性調整可能な近作用距離領域がピアノパワーになり、かくしてハイブリッド電気活性レンズを、遠距離視力補正レンズまたは遠距離パワーを補正する低パワーの多焦点漸進レンズに変換するか、或いは調整する。
【０１１３】
或る幾つかの場合、単一視力レンズ素子の厚さを減少させることが有利である。例えば、レンズの中央の厚さまたはマイナスレンズの縁部の厚さを、電気活性調整可能層におけるいくらかの適切な距離パワーの補償によって減少させることができる。これは、全場またはほとんど全場式のハイブリッド電気活性眼鏡レンズ、または非ハイブリッド電気活性眼鏡レンズのあらゆる場合に当てはまる。
【０１１４】
また、指摘しておくべきこととしては、調整可能な電気活性屈折マトリックスは、制限領域に位置決めされなくてもよいが、どのサイズ、面積または形状が必要とされても、単一視力または多焦点レンズ素子全体を覆う。電気活性屈折マトリックスの正確な全体サイズ、形状および位置は、性能および美学によってのみ制限される。
【０１１５】
また、単一視力または多焦点レンズ素材または素子の適切な正面凸形および逆凹形曲線を利用することによって、本発明に必要とされる電子機器の複雑性を更に減少させることが可能であることが分かり、これは本発明の一部である。単一視力または多焦点レンズ素材または素子の正面凸形基部曲線を適切に選択することにより、電気活性層を活性化するのに必要とされる接続電極の数を最小にすることが可能である。幾つかの実施の形態では、電気活性領域全体が設定量の電力により調整される場合、たった２つの電極が必要とされる。
【０１１６】
これは、電気活性層の設置に応じて、異なるパワーの正面、裏面または中間の電気活性層を生じる電気活性材料の屈折率の変化により起こる。かくして、各層の正面および裏面曲線の適切な曲率関係は、電気活性ハイブリッドまたは非ハイブリッドレンズの必要とされるパワー調整に影響する。特に回析またはフレネル構成部品を利用していない、すべてではないがほとんどのハイブリッド設計では、電気活性屈折マトリックスの正面＆裏面曲線が、単一視力または多焦点の半仕上げ素材または単一視力または多焦点の仕上げレンズ素材のものと平行でないことが重要である。その１つの例外は、多グリッド構造を利用しているハイブリッド設計である。
【０１１７】
或る１つの実施の形態が、全場解決手段および最小と言えない２つの電極を利用しているハイブリッド電気活性レンズのものであることは指摘しておくべきである。他の実施の形態は、電気活性屈折マトリックスを生じるために多グリッド電気活性屈折マトリックス解決手段を利用しており、この場合、多数の電極および電気回路が必要とされる。多グリッド電気活性構造を利用する場合、化粧的に許容可能であるように電気的に活性化されたグリッドの境界のために（ほとんど見えない）、屈折率差ゼロないし０．０２単位の屈折率差を隣接グリッド間に生じることが必要であることが発見された。化粧的な要求に応じて、屈折率差の範囲は、屈折率差０．０１から０．０５単位までであることができるが、本発明のほとんどの実施の形態では、この差は、コントローラによって隣接領域間の０．０２または０．０３単位の屈折率差の最小に制限される。
【０１１８】
また、所望の付加端焦点合わせパワーを生じるために付勢されると、必要に応じて反応することができる単一相互接続式構造および／または多グリッド構造のような異なる電気活性構造を有する１つまたはそれ以上の電気活性層を利用することが可能である。単に例えば、（着用者の目に対して遠位の）前方の電気活性層によって全場の遠距離パワーを補正することができ、また後方層により発生される部分場特定解決手段を利用して近視力距離範囲用に焦点合わせするために後方（すなわち、近位）の電気活性屈折マトリックスを利用することができる。この多電気活性屈折マトリックス解決手段を利用することにより、層を極めて薄く保ち、且つ各個々の層の複雑性を減少させながら、融通性が高められる。更に、この解決手段によれば、個々の層を、一度にすべてを付勢することができる程に配列して同時可変付加焦点合わせパワー効果を発生させることができる。この可変焦点合わせ効果は、人が遠くから近くまで見るときの中間距離範囲焦点合わせニーズおよび近視力距離範囲焦点合わせニーズを補正し、次いで人が近くから遠くまで見るときに逆の作用を生じるように、時間遅れの順序で生じられることができる。
【０１１９】
また、多電気活性屈折マトリックス解決手段によれば、電気活性焦点合わせパワー応答時間が速くなる。これは、複数の要因の組合せにより起こり、１つの要因は、多電気活性層状レンズに必要とされる電気活性材料の厚さが薄いことである。また、多電気活性屈折マトリックスによれば、主要の多電気活性屈折マトリックスの複雑性を、個々に主要電気活性層とは言えないことが求められる２つまたはそれ以上のさほど複雑でない個々の層に分断することができる。
【０１２０】
以下に、電気活性レンズの材料および構成、その電気配線回路、電源、電気切換え技術、焦点距離の調整に必要とされるソフトウエア、および物体距離範囲を説明する。
【０１２１】
図１９は、電気活性屈折マトリックス１９００の模範的な実施の形態の斜視図である。電気活性材料１９１０の両側には、金属層１９２０が取付けられている。各金属層１９２０の反対側には、導電層１９３０が取付けられている。
【０１２２】
以上で論述した電気活性屈折マトリックスは、電気活性材料としてのポリマーゲルまたは液晶よりなる多層構成である。しかしながら、本発明の或る場合には、ポリマーゲル電気活性屈折マトリックスおよび液晶電気活性屈折マトリックスの両方が同じレンズ内に利用される。例えば、液晶層は、電子色彩効果すなわちサングラス効果を生じるのに利用されてもよく、ポリマーゲル層は、パワーを増減するのに利用されてもよい。ポリマーゲルおよび液晶の両方は、その光屈折率が印加電圧により変化されることができると言う特性を有している。電気活性材料は、各側で２つのほぼ透明な金属層によって覆われており、これらの層に対する良好な電気接続を行なうために、各金属層には、導電層が付着されている。２つの導電層を横切って電圧を印加すると、電気活性材料を介してこれらの層間に電場が、生じられて屈折率を変化させる。ほとんどの場合に、液晶、および或る場合には、ゲルは、シリコンーン、ポリメタクリレート、スチレン、プロリン、セラミック、ガラス、ナイロン、マイラーなどから選択された材料のシールされた封入囲い体に収容される。
【０１２３】
図２０は、多グリッド構造を有する電気活性レンズの実施の形態の斜視図である。レンズ２０００は、電気活性材２０１０を有しており、この電気活性材２０１０は、或る実施の形態では、各々が電気絶縁性を有する材料により分離されることができる複数の画素を規定することができる。かくして、電気活性材２０１０は、各々が１つまたはそれ以上の画素を収容する多数の隣接帯域を規定することができる。
【０１２４】
電気活性材２０１０の一方の側には、金属層２０２０が取付けられており、この金属層２０２０は、電気絶縁性を有する材料（図示せず）により分離された金属電極２０３０のグリッドアレイを有している。電気活性材２０１０の反対側（図示せず）には、対称的に同じ金属層２０２０が取付けられている。かくして、各電気活性画素は、１対の電極に合致されてグリッド要素対を規定する。
【０１２５】
金属層２０２０には、各々が電気絶縁性を有する材料（図示せず）により分離されている複数の相互接続路２０５０を有する導電層２０４０が取付けられている。各相互接続路２０５０は、１つのグリッド要素対を電源および／またはコントローラに接続する。別の実施の形態では、相互接続路２０５０のうちの幾つかまたはすべたが、１つより多い数のグリッド要素対を電源および／またはコントローラに接続する。
【０１２６】
なお、幾つかの実施の形態では、金属層２０２０が、取除かれている。他の実施の形態では、金属層２０２０が、整合層により置き換えられている。
【０１２７】
本発明の或る実施の形態では、正面（遠位面）、中間面および／または裏面は、従来の光着色成分を含む材料製であることができる。この光着色成分は、電気活性レンズの一部として関連された電子生成色彩特徴とともに利用されても、利用されなくてもよい。この光着色成分が利用される場合、称賛的に付加色彩をもたらす。しかしながら、本発明の多くの実施の形態では、光着色材料が、電子色彩成分を用いずに電気活性レンズに対してのみ使用されることは、指摘しておくべきである。光着色材料は、層組成物によって電気活性レンズに含まれか、或いは後で電気活性屈折マトリックスに添加されたり、レンズの正面または裏面に外層の一部として添加されたりすることができる。更に、本発明の電気活性レンズは、ハードコートされることができ、所望に応じて、正面、裏面またはそれらの両方が、反射防止塗膜で被覆されることができる。
【０１２８】
この構成は、副組立体とも称せられ、患者の角柱形パワー、球パワー、非点収差パワー補正、非球状補正または収差補正を生じるように電気的に制御されることができる。更に、副組立体は、フレネルまたは回析面のものをまねるように制御されることができる。１つの実施の形態では、１つより多い種類の補正が必要とされるなら、２つまたはそれ以上の副組立体が、電気絶縁層により分離されて併置されることができる。絶縁層は、シリコーン酸化物で構成されてもよい。他の実施の形態では、同じ副組立体が、多数のパワー補正を行なうのに使用されてもよい。以上に論述した２つの副組立体のいずれも、２つの異なる構造で構成されることができる。第１の構造実施の形態によれば、層の各々、すなわち、電気活性層、導電層および金属層は、材料の連続層であり、かくして単一相互接続構造を構成している。第２の構造実施の形態（図２０に示すような）は、グリッドまたはアレイの形態の金属層を利用すており、各副連津領域は、その隣の領域から電気的に絶縁されている。多グリッド電気活性構造を示すこの実施の形態では、導電層は、各副アレイまたはグリッド要素に別々の電気接点または電極をもたらすにエッチングされている。このようにして、別々の異なった電圧が、層における各グリッド要素対に印加されて、電気活性材料層に異なる屈折率の領域を生じてもよい。層の厚さ、屈折率、電圧、候補の電気活性材料、層構造、層または構成部品の数、層または構成部品の配列、各層または構成部品の曲率を含む設計の詳細は、光学設計者の決定にゆだねられている。
【０１２９】
なお、多グリッド電気活性構造または単一相互接続電気活性構造が、部分レンズ場または全レンズ場として利用されることができる。しかしながら、部分場特定電気活性屈折マトリックスが利用されるとき、ほとんどの場合、部分領域特定電気活性の非活性化層（枠組み層）のものとぴったり合う屈折率を有する電気活性材料が、部分場特定電気活性領域に横方向に隣接し、且つ絶縁体によりこの領域から分離されて利用される。これは、未活性化状態のものとして現れる電気活性屈折マトリックス全体の外観を保つことによって電気活性レンズの化粧特性を高めるためになされる。また、或る実施の形態では、枠組み層が電気非活性材料のものであることは、指摘しておくべきである。
【０１３０】
ポリマー材料は、電気活性成分が配合物の少なくとも３０重量％である様々なポリマーのものであることができる。このような電気活性ポリマー材料は、周知であって、市販されている。この材料の例としては、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、（ＰＣＢ）ペンタシアノビフェニルなどがある。ポリマーゲルは、その処理性を高め、封入用導電層に対する付着性を改良し、且つその光学的透明性を改良するために、電熱硬化性マトリックス材料を含有してもよい。単に例として、このマトリックスは、架橋アクリレート、メタクリレート、ポリウレタン、２官能性または多官能性アクリレートまたはメタクリレートで架橋されたビニルポリマーまたはビニル誘導体であってもよい。
【０１３１】
ゲル層の厚さは、例えば、約３ミクロンと約１０ミクロンとの間であることができるが、１ミクロンほどの厚さでもよいし、或いは他の例では、約４ミクロンと約２０ミクロンとの間でもよい。ゲル層は、例えば、１インチあたり１００ポンドないし１インチあたり８００ポンド、或いは他の例として、１インチあたり２００ないし６００ポンドのモジュラスを有することができる。金属層は、例えば、約１０−４ミクロンないし約１０−２ミクロン、他の例として、約０．８ｘ１０−３ミクロンから約１．２ｘ１０−３ミクロンの厚さを有することができる。導電層は、例えば、０．０５ミクロンないし約０．２ミクロン程度、他の例として、約０．８ミクロンから約１．１２ミクロンまで、更に他の例として、約０．１ミクロンの厚さを有することができる。
【０１３２】
金属層は、導電層と電気活性材料との間に良好な接触をもたらすために使用されている。当業者は、使用することができる適切な金属材料を容易にわかるであろう。例えば、金または銀を使用することができる。
【０１３３】
１つの実施の形態では、電気活性材料の屈折率は、例えば、約１．２単位と約１．９単位との間、他の例として、約１．４５単位と約１．７５単位との間で変化してもよく、屈折率の変化は、１ボルトあたり少なくとも０．０２である。ボルトによる屈折率の変化率、電気活性材料の実際の屈折率およびマトリックスとの適合性が、マトリックス中の電気活性ポリマーの組成率（パーセント）を定めるが、２．５ボルトより大きくはないが約２．５ボルトの基本電圧で１ボルトあたり０．０２単位ほどの最終組成物の屈折率の変化が生じるはずである。
【０１３４】
ハイブリッド設計を利用している本発明の実施の形態で先に論述したように、電気活性屈折マトリックス組立体の複数の部分が、可視光に対して透過性である適切な接着剤または接合技術で従来のレンズに取付けられる。この接合組付けは、予め組付けられ、取付けられて従来のレンズ素子への接合の用意の整った電気活性屈折マトリックスを有する剥離紙またはフィルムによることができる。この剥離紙またはフィルムは、その場で製造されて待機中のレンズ素子の表面に付けられることができる。また、この剥離紙またはフィルムは、待機中のレンズ素子に後で接着剤により接合されるレンズウエーハの表面に予め付けられることができる。また、この剥離紙またはフィルムは、適切なサイズ、形状ならびに適切な全パワーニーズのために後で表面仕上げされるか縁取られる半仕上げレンズ素材に付けられことができる。最後に、この剥離紙またはフィルムは、表面流延成形技術を利用して予め形成されたレンズ素子に流延成形されることができる。これにより本発明の電気的に変更可能なパワーを生じる。電気活性屈折マトリックスは、レンズ領域全体またはその一部のみを占めてもよい。
【０１３５】
電気活性層の屈折率は、焦点合わせに必要とされる領域のためにのみ正しく変更されることができる。例えば、先に論述したハイブリッド部分場設計では、部分場領域が、この領域内で活性化されて変更される。従って、この実施の形態では、屈折率は、レンズの特定の部分領域のみにおいて変更される。ハイブリッド全場設計の他の実施の形態では、屈折率は、表面全体を横切って変更される。同様に、屈折率は、非ハイブリッド設計における全体領域を横切って変更される。先に論述したように、許容可能な光学的化粧的外観を維持するために、電気活性素子の隣接領域間の屈折率の差は、屈折率差の０．０２単位ないし０．０５単位、好ましくは、０．０２単位ないし０．０３単位の最大に制限されるべきである。
【０１３６】
幾つかの場合、使用者が、部分場型を利用し、それで電気活性屈折マトリックスを全場型に切替えたがることは、本発明内で想像される。この場合、実施の形態は、構造的に全場型の実施の形態用に設計されるが、コントローラは、パワーニーズを全場型から部分場型へ切替え、再びその逆に戻すことを考慮してプログラミングされる。
【０１３７】
電気活性レンズをシミュレートするのに必要な電場を生じるために、電圧が、光学組立体に供給される。これは、眼鏡のフレームの縁部に収容されている小さい直径のワイヤの束によりもたらされる。これらのワイヤは、後述の電源から電気活性アイウエアコントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品の中へ、そして各眼鏡レンズを取り囲むフレーム縁部まで延びており、そこで半導体製造に使用されている最新のワイヤ接合技術により、これらのワイヤを光学組立体における各グリッド要素に接続する。１つの導電層あたり１つのワイヤを意味している単一ワイヤ相互接続構造の実施の形態では、１つの眼鏡レンズあたりたった１つの電圧が必要とされ、各レンズのために、たった２つのワイヤが必要である。電圧は、１つの導電層に印加され、ゲル層の対向側のその相手は、接地電位に保たれる。他の実施例では、交流（ＡＣ）電圧が、対向導電層を横切って印加される。これらの２つの接続部は、各眼鏡レンズのフレーム縁部に或いはその近くに容易に形成される。
【０１３８】
電圧のグリッドアレイが使用される場合、アレイにおける各グリッド副領域が、別個の電圧でアドレス指定され、導体が、フレーム内の各ワイヤをレンズ上のグリッド要素に接続する。フレーム縁部内のワイヤを電気活性レンズ内の各グリッド要素に接続するのに使用される電気活性組立体の導電層を形成するために、インジウム酸化物、錫酸化物、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のような光学的に透過性の導電材量が、使用されてもよい。この方法は、電気活性領域が、レンズ領域全体を占めるか、或いはその一部のみを占めかにかかわらず、使用されることができる。
【０１３９】
多グリッドアレイ設計において画素形成を達成するための技術のうちの１つは、各々が１対の駆動電極を有する電気活性材料の個々の小領域を形成して各小領域を横切って電場を達成することである。画素形成を達成するための他の技術は、平板印刷法で基板に成長された、導電層または金属層用のパターン化電極を使用する。このように、電気活性材料は、連続領域に収容されることができ、画素形成を生じる異なる電場の領域は、全体的にターン化電極により規定される。
【０１４０】
光学組立体に電力を供給するために、バッテリのような電気源が設計に含まれる。電場を生じるべき電圧は小さいので、フレームのつるは、この電力を供給する小型のバッテリの挿入および取出しを考慮して設計されている。これらのバッテリは、フレームのつるに収容された多重化接合部を介してワイヤ束に接続される。他の実施の形態では、共形の薄膜バッテリが、それの充填が消散されると、取り出して交換し得る接着剤でフレームのつるの表面に取付けられている。変更例は、使用中でないとき、塊状または共形の薄膜バッテリのその場での充電を許容するように取付け具でフレーム取付けバッテリにＡＣアダプタを設けることである。
【０１４１】
別のエネルギ源も可能であり、それにより、バッテリより大きいエネルギ貯蔵を行なうように、小型の燃料電池が眼鏡フレームに含まれることができる。この燃料電池は、燃料を眼鏡フレームの溜め部に注入する小さい燃料キャニスターで再充電されることができる。
【０１４２】
すべてではないがほとんどの場合、部分場特定領域を備えている本発明のハイブリッド多グリッド構造の解決手段を利用することによって電力ニーズを最小にすることが可能であることが発見された。ハイブリッド部分場多グリッド構造を利用することができるが、ハイブリッド全場多グリッド構造を同様に利用することができることは、指摘しておくべきである。
【０１４３】
収差のような非従来の屈折誤差が補正される本発明の他の解決手段では、以上で論述したような追跡装置がアイウエアに内蔵されており、電気活性アイウエアに収容された電気活性アイウエアコントローラおよび／またはコントローラ構成部品の適切な可能化ソフトウエアおよびプログラミングが設けられている。本発明のこの実施の形態は、人の目を追跡することによって人の視線を追跡し、見られている電気活性レンズの特定領域に必要な電気エネルギを加える。換言すると、目が動くと、目標とされた電気的付勢領域が、電気活性レンズを通して向けられた人の視線に対応してレンズを横切って移動する。これは、幾つかの異なるレンズ設計において明らかにされる。例えば、使用者は、固定パワーレンズ、電気活性レンズ、またはこれらの両種類のハイブリッドレンズを持って従来の（球、円筒および角柱）屈折誤差を補正することができる。この例では、非従来の屈折誤差は、目が動くと、電気活性レンズの対応した活性化領域が目とともに移動するような多グリッド構造の電気活性屈折マトリックスによって補正される。換言すると、目の動きに対応する目の視線は、レンズと交差すると、目の動きと関係してレンズを横切って動く。
【０１４４】
指摘しておくべきこととしては、本発明のこの実施の形態を利用して、直接見られる限定領域を電気的に付勢するだけで、電気的ニーズを最小にすることができる。従って、付勢される領域が小さければ小さいほど、所定の処方箋のために一度に消費される電力が少なくなる。直接見られない領域は、すべてではないがほとんどの場合、付勢されたり活性化されたりしなく、従って、人が得る従来の屈折誤差を２０／２０の視力に補正して、例えば、近視、遠視、乱視および老眼を補正する。本発明のこの実施の形態における目標とされて追跡される領域は、不規則非点収差、収差および眼面または層の不規則性であるできるだけ多くの非従来の屈折誤差を補正する。本発明の他の実施の形態では、目標とされて追跡される領域は、幾つかの従来の誤差を同様に補正する。先に述べた実施の形態のうちの幾つかでは、この目標とされて追跡される領域は、アイウエアに位置決めされた目追跡装置で、或いは目追跡装置およびレンジファインダ装置の両方で目の動きを追跡するアイウエアに位置決めされたレンジファインダによりコントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品の助成で自動的に位置決めされることができる。
【０１４５】
或る設計において部分電気活性領域のみが利用されているが、非活性化状態でレンズにおいて使用者にとって見える円形線を回避するために、表面全体が、電気活性材料で覆われている。本発明の幾つかの実施の形態では、電気的活性化を、活性化されている中央領域に限定されるように保つために、透明の絶縁体が利用されており、活性領域の縁部を見えないように保つために、未活性化の周囲の電気活性材料が利用されている。
【０１４６】
他の実施の形態では、薄膜太陽電池アレイがフレームの表面に取付けられることができ、太陽光線または周囲の部屋の明かりを使用して、電圧が、光電気効果によりワイヤおよび光学グリッドに供給される。本発明の１つの実施の形態では、太陽電池アレイが、主電力用に使用され、先に論述した小型バッテリは、補助電源として含まれている。電力が必要とされない場合、この実施の形態では、バッテリは、これらの時間中、太陽電池から充電されることができる。変更例は、この設計について、ＡＣアダプタおよびバッテリへの取付けを考慮している。
【０１４７】
使用者に可変の焦点距離を与えるために、電気活性レンズは切換え可能である。少なくとも２つの切換え位置が設けられているが、必要なら、もっと多い切換え位置が設けられる。最も簡単な実施の形態では、電気活性レンズは、オンまたはオフである。オフ位置では、電流がワイヤを通って流れなく、電圧がグリッド組立体に供給されなく、固定レンズパワーだけが利用される。これは、例えば、もちろん、ハイブリッド活性レンズが、構成の一部として遠距離視力を補正する単一視力または多焦点レンズ素材または素子を利用していると仮定して、使用者が遠場距離補正を必要とする際に、そうである。読書のために近視力補正を行なうために、スイッチをオンにして所定の電圧または電圧アレイをレンズに生じ、電気活性組立体に正の加算パワーを生じる。中間場補正が望まれるなら、第３の切換え位置が含まれることができる。スイッチは、マイクロプロセッサで制御されることができ、或いは使用者により手動で制御されることができる。実際、幾つかの追加の位置が含まれることができる。他の実施の形態では、スイッチはデジタルではなくアナログであり、ラジオにおける音量調整のように、ノブまたはレバーを調製することによってレンズの焦点距離の連続変化をもたらす。
【０１４８】
どの固定レンズパワーも設計の一部ではなく、電気活性レンズを介してすべての視力補正が達成されるということが言える。この実施の形態では、遠および近視力補正の両方が所要者により必要とされるなら、いつでも、電圧または電圧アレイがレンズに供給される。遠距離補正または読書用調整だけが使用者により必要とされるなら、電気活性レンズは、補正が必要とされるときにはオンであり、補正が必要とされないときにはオフである。しかしながら、これは、常にそうであるとは限らない。或る実施の形態では、レンズの設計によるが、電圧のオフ切換えは、遠距離および/または近視帯域のパワーを自動的に高める。
【０１４９】
１つの模範的な実施の形態では、スイッチ自身は、眼鏡レンズフレームに位置決めされ、眼鏡フレームに収容されたコントローラ、例えば、用途特定集積回路に接続されている。このコントローラは、電源から供給された電圧を調整することによってスイッチの異なる位置に応答する。このように、このコントローラは、種々の電圧を接続ワイヤに供給する以上で論述した多重化装置を構成する。また、コントローラは、薄膜の形態の高度設計のものであってもよく、バッテリまたは太陽電池のようにフレームに沿って一致可能に設けられてもよい。
【０１５０】
１つの模範的な実施の形態では、このコントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品は、使用者の視力補正要件の認識により作成され、および／またはプログラミングされ、それにより使用者は、彼または彼女の個々の視力要件に適応された所定電圧の異なるアレイ間で容易に切換えることができる。この電気活性アイウエアコントローラおよび／または１つまたはそれ以上のコントローラ構成部品は、視力ケア専門家または技術者により容易に取外し可能および／またはプログラミング可能であり、使用者の視力補正要件が変化すると、新しい「処方」コントローラと交換され、および／またはプログラミングされる。
【０１５１】
コントローラ系スイッチの１つの特徴は、電気活性レンズに印加された電圧を１ミクロ秒未満で変化させることができると言う点である。電気活性屈折マトリックスが即切換え材料から製造されるなら、レンズの焦点距離の急速な変化が着用者の視力に対して破壊的であることが可能である。１つの焦点距離から他の焦点距離への穏やかな変化が望ましい。本発明の追加の特徴として、変化を速める「遅れ時間」をコントローラにプログラミングすることができ、それにより変化を速める。同様に、変化は、予報アルゴリズムにより予期されることができる。
【０１５２】
いずれの場合にも、変化の時間定数は、着用者の視力に対処するのに必要とされる屈折率変化に比例および／または応答するように設定されることができる。例えば、焦点合わせパワーの小さい変化を急速に切換えることができ、その一方、着用者がその熟視を遠距離物体から印刷物を読むようにすばやく移動させるような、焦点合わせパワーの大きな変化を、長い時間、例えば、１０〜１００ミリ秒にわたって起こるように設定することができる。この時間定数は、着用者の快適さに応じて調整可能であることができる。
【０１５３】
いずれの場合にも、スイッチが眼鏡自身にある必要はない。他の模範的な実施の形態では、スイッチは、別体のモジュール内にあり、きるだけ使用者の衣類のポケット内あり、そして手で作動される。このスイッチは、細いワイヤまたは光ファイバで眼鏡に接続されることができる。スイッチの他の形態は、スイッチ位置に関する信号を眼鏡フレームに一致可能に設けられた小さいレシーバアンテナに送信する小さいマイクロ波または無線周波数の短範囲トランスミッタを収容している。これらのスイッチ構成の両方において、使用者は、彼または彼女の眼鏡の焦点距離変化にわたって直接だが慎重な制御を行なう。
【０１５４】
種々の模範的な実施の形態では、スイッチは、例えば、眼鏡のフレーム内、フレーム上、レンズ内および／またはレンズ上に位置決めされ、感知すべき物体に向けて前方に向いているレンジファインディング装置のような視界検出器により自動的に制御される。
【０１５５】
図２１は、電気活性アイウエア２１００の他の実施の形態の斜視図である。この例示的な例では、フレーム２１１０が、電気活性レンズ２１２０を収容しており、これらのレンズは、接続ワイヤ２１３０によりコントローラ２１４０（集積回路）および電源２１５０に接続されている。一方の電気活性レンズ２１２０には、レンジファインダトランスミッタ２１６０が取付けられており、他方の電気活性レンズ２１２０には、レンジファインダレシーバ２１７０が取付けられている。種々の別の実施の形態では、トランスミッタ２１６０および／またはレシーバ２１７０は、任意の電気活性レンズ２１２０に取付けられたり、フレーム２１１０に取付けられたり、レンズ２１２０に埋設されたり、および／またはフレーム２１１０に埋設されたりすることができる。更に、レンジファインダトランスミッタおよび／またはレシーバ２１７０は、コントローラ２１４０および／または別体のコントローラ（図示せず）により制御されることができる。同様に、レシーバ２１７０により受信された信号が、コントローラ２１４０および／または別体のコントローラ（図示せず）により制御されることができる。
【０１５６】
いずれの場合にも、このレンジファインダは、探索器であり、物体を突き止め、その距離を定めるために、レーザー、発光ダイオード、無線周波数波、マイクロ波、または超音波インパルスのような種々の源を利用することができる。１つの実施の形態では、垂直空洞面放出レーザー（ＶＣＳＥＬ）が、光トランスミッタとして使用される。これらの装置の小さいサイズおよび平らな輪郭により、これらの装置は、この用途に魅力的になる。他の実施の形態では、有機発光ダイオードすなわちＯＬＥＤが、レンジファインダ用の光源として使用される。この装置の利点は、ＯＬＥＤがしばしばほとんど透明であるように作成されることができると言う点である。かくして、ＯＬＥＤは、化粧が関心事であれば、好ましいレンジファインダ設計であるかも知れない。何故なら、ＯＬＥＤは、目立つことなしにレンズまたはフレームに組み入れられることができるからである。
【０１５７】
物体からの反射信号を受信するための適切なセンサが、レンズフレームの正面に１つまたはそれ以上の姿勢で設置され、距離範囲を算出するために小さいコントローラに接続されている。他の実施の形態では、単一装置が、エミッタおよび検出器の両方として２重モードで作用するように作成され、そして、距離範囲コンピュータに接続されることができる。この距離範囲は、ワイヤまたは光ファイバを経て、レンズフレーム位置決めされた切換えコントローラまたは自身に支持されたワイヤレスリモート装置に送信され、そして分析されたその物体の位置のための正しいスイッチの設定を定める。或る場合には、照準コントローラおよび切換えコントローラは、互いに一体化されてもよい。
【０１５８】
或る状況では、着用者が焦点の１つのアイテムから他のアイテムへ移動させたい場合、レンジファインダ装置が、電気活性レンズの焦点距離を切替え難いこともあることはわかるべきである。例えば、レンジファインダトランスミッタおよびレンジファインダレシーバは、レンズが１つの視力補正から他の視力補正に切替える前に、レンズの着用者による余分な頭の移動を必要とすることがある。或いは、レンズが、着用者により実際に必要とされている視力補正から適切でない視力補正に切り換わるときに、「誤った切換え」が起こることもある。例えば、レンズが、着用者が実際に望んでいるものである遠距離補正に切替えるのではなく、視力補正を遠距離補正から中間または近距離補正に切替える場合もある。
【０１５９】
従って、他の模範的な実施の形態では、レンジファインダトランスミッタおよびレンジファインダレシーバは、トランスミッタにより生じられた送信ビームの幅、およびレシーバにより受信された受信光錐を制御するために追加のレンズで選択的に覆われてもよい。
【０１６０】
図４４ａは、本発明の他の別な実施の形態による集積電源、コントローラおよびレンジファインダの分解斜視図である。図４４ａに示されるように、装置４４００は、コントローラ４４４０に接続されたレンジファインダ装置４４２０を有しており、コントローラ４４４０は電源４４６０に接続されている。図４４ｂは、本発明の１つの実施の形態による線Ｚ−Ｚ’に沿った図４４は、装置４４００の側面断面図である。図４４ｂに示されるように、レンジファインダ装置４４２０は、レンジファインダトランスミッタ４４２４およびレンジファインダレシーバ４４２８で構成されている。この模範的な実施の形態では、レンジファインダトランスミッタ４４２４およびレンジファインダレシーバ４４２８は、それぞれ、例えば、ＩＲレーザーダイオード（ＬＥＤ）または他の非可視光源の形態をとってもよいトランスミッタおよびレシーバダイオードである。この例示的な実施の形態では、トランスミッタ４４２４は、これにより生じられた送信ビームの幅を制御するために送信レンズ４４２６で選択的に覆われた。同様に、レシーバ４４２８は、これにより受信された受信光錐を制御するために受信レンズ４４３０で選択的に覆われてもよい。レシーバ４４２８の受信領域または光錐は、レンジファインダ装置に接近している光線が、受信レンズ、孔またはレシーバ４４２８を覆う他の装置を通ると、レシーバに達することができるような立体角を有する。保護ウインドーが、レンジファインダ装置４４２０の内部構成部品、より詳細には、トランスミッタおよびレシーバを、これらの内部構成部品の機能に影響しないままで、使用者の環境から遮蔽してもよい。
【０１６１】
図４５は、本発明の１つの実施の形態による図４４ｂのレンジファインダトランスミッタ４４２４の側面図である。図４５に示されるように、送信レンズ４４２６は、トランスミッタ４４２４により生じられたビームＢを所定の作用距離のための所定のパターン幅Ｄに発散するために所定の発散パワーを有している。従って、トランスミッタ４４２４により生じられたビームの幅は、読書用視力および中間視力用の所定の作用距離のために最適化され、それによりビームを過剰に大きくしないことによって誤った切換えを回避しながら、余分な頭の移動の必要性を最小にする。
【０１６２】
図４６は、本発明の１つの実施の形態による図４４ｂのレンジファインダレシーバの側面図である。図４６に示されるように、レシーバ４４２８は、スリット状アパーチャ４４３２が形成された受信レンズ４４３０で選択的に覆われている。スリット状アパーチャ４４３２を有する受信レンズ４４３０の使用により、受信パターンを、受信レンズ４４３０がレシーバ４４２８に嵌められていなければ検出される全視界ではなく、ほぼ矩形の視界に減少させる。この実施の形態では、受信レンズ４４３０は、レシーバ４４２８がスリット状アパーチャ４４３２を通るビームを除いていずれの反射ビームをも受信するのを防ぐ不透過性材料のような材料で構成されている。
【０１６３】
トランスミッタ４４２４を覆う送信レンズ４４２６およびレシーバ４４２８を覆う受信レンズ４４３０を有する前記実施の形態が、単に例示的なものであり、トランスミッタ４４２４の送信ビームまたはレシーバ４４２８の受信光錐を操作する他の実施の形態が、誤った切換えを更に減じるために、或いは光学装置の性能を改良するために用いされてもよいことはわかるべきである。例えば、レシーバの受信光錐または受信パターンを制限する他の方法は、他の幾何学的形状の孔、可変シャッター、レンズまたはレシーバ４４２８上の光線の通過を制限する装置を用いることを含んでいる。また、本発明により、トランスミッタおよびレシーバ上のレンズの設定が、選択自由であり、前記レンズの任意の組合せが、設けられてもよいことはわかるべきである。例えば、少なくとも１つの更なる実施の形態では、レシーバ４４２８を選択的に覆うために使用される受信レンズ４４３０は、選択自由である。同様に、少なくとも１つの更なる実施の形態では、トランスミッタ４４２４を選択的に覆うために使用される送信レンズ４４２６は、選択自由である。以上に説明した模範的な実施の形態では、追加の頭の移動の必要性および誤った切換えの発生は、共に、レンジファインダトランスミッタにより生じられる送信ビームの幅を増大することによって、選択自由だが、反射ビームを如何にレンジファインダレシーバに与えるかを処理することによって、最小化される。
【０１６４】
他の模範的な実施の形態では、スイッチは、使用者の頭の小さいが速い移動により制御されることができる。これは、小さい顕微鏡またはミクロ加速度計のような他の視界検出器をレンズフレームのつるに有することによって達成される。頭の小さい急速な揺れまたは捩れが、ミクロジャイロスコープまたはミクロ加速度計をトリガーし、スイッチをその許容設定位置を通して回転させて電気活性レンズの焦点を所望の補正に変化させる。例えば、ミクロジャイロスコープまたはミクロ加速度計により移動を検出すると、コントローラは、視力補正が必要とされるかどうかを決定するために、観察された視界がレンジファインダ装置により質問されるように、パワーをレンジファインダ装置に与えるようにポログラミングされてもよい。同様に、頭の移動が検出されない所定間隔または時間の後、レンジファインダ装置は、オフにされてもよい。更に、少なくとも１つの実施の形態では、移動の検出およびレンジファインダ装置の使用の後、レンジファインダ装置は、オンにされてもよい。
【０１６５】
他の模範的な実施の形態では、使用者の頭が、遠く前方をまっすぐに見ている誰かを示す姿勢の上方または下方に所定の角度で下または上に傾いたかを決定するために、傾きスイッチのような他の視界検出器が用いられてもよい。例えば、例示的な傾きスイッチとして、患者が水平線から離れる方向に所定の角度で上または下を見ているときにのみ、パワーをレンジファインダおよび／またはコントローラに与える回路を閉じる、コントローラに設けられた水銀スイッチが挙げられる。レンズが電力非供給状態で遠距離視力補正用に設計されてもよい場合、少なくとも１つの実施の形態では、レンジファインダ装置は、使用者の頭が水平線から離れる方向に所定角度で下方または上方に傾くと、電気活性レンズを作動し、遠距離補正から（近または中間距離補正のような）他の状態に切替えるように構成されてもよい。更に、使用者は、切換えが起こる前に、或る所定の時間、物体が近距離または中間距離に感知されると言う追加の要件を用いてもよい。また、傾きスイッチは、論理レベルをハイに設定するために使用されることができ、この論理レベルは、物体が近距離または中間距離のあるかを示す、レンジファインダにより設定された論理レベルでＡＮＤゲーティングされる。
【０１６６】
図４７ａないし図４７ｃは，本発明の１つの実施の形態による光学レンズシステムの着用者の側面図である。図４７ａに示されるように、光学レンズシステムの着用者は、その頭を水平線から上方傾き角度（θup）に、および水平線から下方傾き角度（θdown）に調整し得る。図４７ｂは、頭を下方傾き角度（θdown）で下方に傾けた着用者を示している。図４７ｃは、頭を上方傾き角度（θup）で上方に傾けた着用者を示している。１つの模範的な実施の形態では、傾きスイッチは、着用者の頭が水平位置から約５ないし１５度、好ましくは、水平位置から約１０度だけ水平線から上方または下方に動くと、閉じる（そしてレンジファインダ装置またはコントローラまたはそれらの両方にパワーを与える）ことができる。１つの更なる実施の形態では、傾きスイッチは、着用者の頭が水平位置から約１５ないし３０度、好ましくは、水平位置から約２０度だけ水平線から上方または下方に動くと、閉じることができる。
【０１６７】
傾きスイッチを用いる上記実施の形態が、借用者のニーズまたは望みに基づいて最適化されてもよいことはわかるべきである。例えば、着用者は、スイッチを閉じるのに必要とされる、上方または下方方向に異なる水平位置からの偏向角を有するように選択してもよい。かくして、スイッチを閉じるべく上方傾きのための角度は、下方傾きのための角度に等しくてもよく、或いはこれらの両方の角度は、数度だけ互いからことなることができる。更に、傾きスイッチは、着用者がその頭を下方に傾けるとき、或いは着用者がその頭を上方に傾けるときにのみ、傾きスイッチがレンジファインダを作動する（或いはレンジファインダ装置またはコントローラまたはそれらの両方にパワーを与える）だけであるようにすることによって最適化されてもよい。後者の場合は、だれでも代表的には読書するために頭を下方にわずかに傾けるので、ありそうにない。
【０１６８】
他の模範的な実施の形態では、この装置は、着用者の頭の傾き角度を定めるために傾きスイッチを利用している。下方または上方の傾き角度は、傾きが所定の角度より大きいかどうかを定めるコントローラに送られてもよい。かくして、コントローラは、傾きが傾きスイッチと関連された傾き閾値に超えると、レンジファインダ装置に選択的にパワー供給することができる。同様に、更なる実施の形態では、ミクロジャイロスコープまたはミクロ加速度計が、同様にして用いられることができる。例えば、ミクロジャイロスコープまたはミクロ加速度計は、着用者の頭の位置を定め、従ってレンジファインダ装置に対するパワーを調整するためにコントローラが使用することができる出力を生じてもよい。
【０１６９】
更に他の模範的な実施の形態は、ミクロジャイロスコープと手動スイッチとの組合せを使用している。この実施の形態では、ミクロジャイロスコープは、人の頭の傾きに反応するように１８０度の下方における、ほとんど読書および視覚職務のために利用される。かくして、人の頭が傾くと、ミクロジャイロスコープは、頭の傾き角度を示す信号をコントローラに送り、次いでこの信号は、傾きの激しさに応じて、高められた焦点合わせパワーに変換される。遠隔操作であることができる手動スイッチは、コンピュータでの仕事のような１８０度における或いはそれより上方での或る視覚職務のためにミクロジャイロスコープに優先するために使用される。
【０１７０】
更に他の模範的な実施の形態では、レンジファインダとミクロジャイロスコープとの組合せが利用されている。ミクロジャイロスコープは、近視力および１８０度より下方の他の視覚職務のために利用され、レンジファインダは、１８０度より上方であって、例えば、１２１．９ｃｍ（４フィート）またはそれ以下の視距離のために使用される。更なる実施の形態では、レンジファインダ装置は、電気活性レンズを切替えるべきかどうかを定めるために、傾きスイッチ、ミクロジャイロスコープまたはミクロ加速度計との組合せで使用されてもよい。これらの実施の形態では、コントローラは、例えば切換えが起こる前にレンジファインダ装置が新たな視距離を得なければならないと言う追加の要件で、傾きスイッチ、ミクロジャイロスコープまたはミクロ加速度計のような一体化構成部品の各々のために論理レベルを使用してもよい。
【０１７１】
電気活性組立体の焦点合わせパワーを調整するための手動スイッチまたはレンジファインダ設計に対する変更例として、他の模範的な実施の形態は、瞳孔間距離を測定し、視距離を検出するためにアイ追跡器を利用している。目が遠いまたは近い物体に焦点を合わせる、距離は、瞳が収束するか或いは発散するにつれて変化する。目から離れる方向にダイオードから反射された光を検出するための少なくとも２つの発光ダイオードおよび少なくとも２つの隣接光センサが、ノーズブリッジの近くで内側フレームに設置されている。この装置は、各目の瞳の縁部の位置を感知し、そしてこの位置を瞳孔間距離に変換して使用者の目の平面からの物体の距離を算出する。或る実施の形態では、目の動きを追跡するために、３つまたは４つの発光ダイオードが使用されている。
【０１７２】
更なる実施の形態では、光学レンズシステムの熟練職人および着用者のニーズを満たすために、誤った切換えおよび切換えを開始するための着用者の過剰の移動を最小にするここに記載の種々の機構の任意の組合せが、所望に応じて任意の方式で組合わされてもよい。かくして、論理レベルまたは切換え機構のいずれも、所定の使用者の特定のニーズに合うように変更されてもよい。
【０１７３】
視力補正に加えて、電気活性屈折マトリックスは、眼鏡レンズに電気色彩を与えるために使用されてもよい。適切な電圧を適切なゲルポリマーまたは液晶層に印加することにより、レンズを通る光透過をいくらか変える色彩効果またはサングラス効果をレンズに与えることができる。この低下された光の強さは、明るい野外環境において使用者の快適さのために「サングラス」効果をレンズに与える。印加電場に応じて高い偏光性を有する液晶組成物およびゲルポリマーが、この用途のために最も魅力的である。
【０１７４】
本発明の幾つかの実施の形態では、本発明は、温度変化が電気活性層の屈折率に影響するのに十分に大きい場所で使用されてもよい。その場合、この効果を補償するために、グリッド組立体に供給された電圧のすべてに対する補正因子を加えなければならない。レンズおよび／またはフレームの中または上に設けられて電源に接続された小型のサーミスター、サーモカップルまたは他の温度センサが、温度の変化を感知する。コントローラは、これらの読み値を、電気活性材料の屈折率の変化を保障するのに必要とされる電圧変化に変換する。
【０１７５】
しかしながら、或る実施の形態では、電気活性屈折マトリックスまたは層の温度を上昇させる目的で、実際に電子回路がレンズ表面に組み込まれている。これは、電気活性層の屈折率を更に低減し、かくしてレンズパワーの変化を最大にするためになされる。電圧の上昇があってもなくても、高い温度を使用することができ、かくして屈折率の変化によりレンズパワーを制御したり変化させたりすることができると言う追加の融通性を与える。温度を利用する場合、熟慮して加えられた温度を測定し、フィードバックし、そして制御することができることが望ましい。
【０１７６】
個々にアドレス指定された電気活性領域の部分または全場グリッドアレイの場合、コントローラから各グリッド要素への特定の電圧を多重化するために、多くの導体が必要であることがある。これらの相互接続を工学設計することの容易のために、本発明は、コントローラを眼鏡フレームの前部分、例えば、ノーズブリッジ領域に位置決めしている。かくして、つるに位置決めされた電源は、つる正面フレームヒンジを介してたった２つの導体によりコントローラに接続されている。コントローラをレンズに接続するこれらの導体は、フレームの前部分ないに全体的に収容されることができる。
【０１７７】
本発明の幾つかの実施の形態では、眼鏡は、一部が容易に取外し可能である一方または両方の眼鏡フレームのつるを有してもよい。各つるは、２つの部分、すなわち、ヒンジおよびフレーム前部分に連結されたままである短い部分と、この部分に差し込まれている長い部分とよりなる。つるの抜き取り可能な部分は、電源（バッテリ、燃料電池など）を収容しており、簡単に取外しされ、つるの固定部分に再連結されることができる。これらの取外し可能なつるは、例えば、直流れにより、磁気誘導により、或いは他の一般的な再充電方法により充電する持運び可能なＡＣ充電ユニットに設置することにより再充電可能である。このようにして、完全に充電された再置つるは、眼鏡に連結されてレンズおよび照準装置の連続的な長期稼動をもたらす。実際、この目的で、幾つかの再置つるが、使用者によりポケットまたは財布に入れられていてもよい。
【０１７８】
多くの場合、着用者は、遠、近および／または中間距離視力の球状補正を必要としている。これにより、必要とされる補正光学素子の球状対称の利点を得る完全相互連結グリッドアレイレンズの変形例が得られる。この場合、電気活性領域の同心リングよりなる特別の幾何学形状のグリッドが、部分領域または全場レンズを備えてもよい。これらのリングは、円形でもよいし、あるいは例えば、楕円形のような非円形でもよい。この形状は、異なる電圧で導体接続部により別々にアドレス指定されなければならない必要とされる電気活性領域の数をかなり減少させて相互接続回路を簡単化するのに役立つ。この設計によれば、ハイブリッドレンズ設計を用いることにより非点収差の補正を行なうことができる。この場合、従来の光学素子が、円筒形および／または非点収差補正をもたらしてもよいし、同心リング電気活性屈折マトリックスが、球状遠距離および／または近視力補正をもたらしてもよい。
【０１７９】
この同心リングまたはドーナツ形帯域の実施の形態によれば、電気活性焦点合わせを着用者のニーズに適合させる際の大きな融通性が得られる。円形帯域の対称のため、配線および相互接続の複雑さを増すことなしに多くのもっと薄い帯域を作成することができる。例えば、４０００個の正方形画素のアレイから構成される電気活性レンズは、４０００個の帯域すべてをアドレス指定するための配線が必要としており、３５ｍｍ直径の円形部分領域を覆う必要性が、約０．５ｍｍの画素ピッチを生じる。他方、同じ０．５ｍｍピッチ（またはリング厚）の同心リングのパターンから構成された適合可能な光学素子は、たった３５個のドーナツ形の帯域を必要としており、これにより配線の複雑さを大きく減少させている。逆に、画素ピッチ（および解像度）は、たった０．１ｍｍまで減少されることができるが、帯域（および相互接続）の数を１７５まで増大するだけである。これらの帯域の大きい解像度の結果、着用者の快適さが大きくなる。何故なら、帯域から帯域への屈折率の半径方向の変化が滑らかであって、徐々なものである。もちろん。この設計は、性質が球状である視力補正に限定する。
【０１８０】
更に、同心リング設計が、最も大きい解像度を、これを必要とする丸み部に配置するように、ドーナツ形リングの厚さを合わせることができる。例えば、この設計が層ラッピング、すなわち、屈折率変化が制限された材料で大きな焦点合わせパワーを達成するために光波の周期性の利点を得ることを要求するなら、電気活性領域の円形部分領域の周囲の幅狭いリングまたはその中心の幅広いリングでアレイを設計することができる。各ドーナッツ形画素のこの賢明な使用により、層ラッピングを用いた低解像度の装置に存在するかぶれ作用を最小にしながら、利用された帯域の数で得られる最も大きな焦点合わせパワーを生じる。
【０１８１】
本発明の他の実施の形態では、部分電気渇せ領域を用いたハイブリッドレンズにおける以遠場焦点領域から近視力焦点領域への鋭い変化を滑らかにすることが望まれる。これは、もちろん、電気活性領域の円形境界のところで起こる。これを達成するために、本発明は、電気活性領域の周囲に近視力のための小さいパワーの領域を有するようにプログラミングされる。例えば、固定焦点距離のレンズが遠距離補正をもたらし、電気活性領域が＋２．５０の加算パワーの老眼補正をもたらすような直径３５ｍｍの電気活性領域を有するハイブリッド同心リング設計を考察する。このパワーを電気活性領域の周囲までずっと維持するかわりに、各々が幾つかのアドレス指定可能な電気活性同心リング帯域を有する幾つかのドーナツ形領域または「バンド」が、より大きい直径で減少パワーを有するようにプログラミングされる。例えば、１つの実施の形態は、活性化中、＋２．５０の加算パワーの中央の直径２６ｍｍの円を有しているかも知れなく、ドーナツ形バンドが、＋２．００の加算パワーで２６ないし２９ｍｍの直径に及んでおり、他のドーナツ形バンドが、＋１．５の加算パワーで２９ないし３２ｍｍの直径に及んでおり、これらのバンドは、＋１．０の加算パワーで３２ないし３５の直径及んでいるドーナツ形のバンドで取り囲まれている。この設計は、いくらかの使用者により嬉しい着用経験を与えるのに有用である。
【０１８２】
目の眼鏡レンズを利用する場合、一般には、遠距離を見るためのレンズのほぼ２分１の頂部を利用する。中間距離を見るためには、中間線のほぼ２ないし３ｍｍ上方および中間線の６ないし７ｍｍ下方であり、近距離を見るためには、中間線の７ないし１０ｍｍ下方である。
【０１８３】
目に生じる収差は、目からの距離ごとに異なって現れ、異なって補正される必要がある。見られている物体の距離は、必要とされる特定の収差補正に直接関連付けられる。従って、目の光学装置からの生じる収差は、遠距離すべてについてほぼ同じ補正、中間距離すべてについてほぼ同じ補正、および近点距離すべてについてほぼ同じ補正を必要とする。従って、本発明によれば、目および目の視線がレンズを横切って動くとき、電気活性レンズをグリッドずつ調整しようとする場合とは対照的に、レンズの３つまたは４つの部分（遠部分、中間部分および近部分）で目の或る収差を補正するためにレンズの電気活性調整を行なうことができる。
【０１８４】
図２２は、電気活性レンズ２２００の実施の形態の正面図である。このレンズ２２００内には、異なる屈折補正をもたらす種々の領域が規定されている。中間線Ｂ−Ｂの下方では、各々が異なる補正パワーを有する幾つかの近距離補正領域２２１０、２２２０が、単一の中間距離補正領域２２３０により取り囲まれている。２つの近距離補正領域２２１０、２２２０のみが示されているが、任意の数の近距離補正領域を設けることができる。同様に、任意の数の中間距離補正領域を設けることができる。中間線Ｂ−Ｂの上方では、遠距離補正領域２２４０が設けられている。これらの領域２２１０、２２２０、２２３０は、例えば、パワーを節約するためにプログラミングされた順序の方法で、或いは従来の３焦点型と同様な静的オンオフ方法で活性化される。遠距離から近距離まで見る場合、レンズ２２００は、種々の領域の種々の焦点距離間の変化を滑らかにすることによって着用者の目の焦点を助けることができる。それにより、「像の飛び」現象が除去されるか或いは大きく減少される。この改良は、以下の図２３および図２４に示される実施の形態でも与えられる。
【０１８５】
図２３は、他の電気活性レンズ２３００の実施の形態の正面図である。このレンズ２３００内には、異なる屈折補正をもたらす種々の領域が規定されている。中間線Ｃ−Ｃの下方では、単一の近距離補正領域２３１０が、単一の中間距離補正領域２３２０により取り囲まれている。中間線Ｃ−Ｃの上方では、単一の遠距離補正領域２３３０が位置決めされている。
【０１８６】
図２４は、他の電気活性レンズ２４００の実施の形態の正面図である。このレンズ２４００内には、異なる屈折補正をもたらす種々の領域が規定されている。単一の近距離補正領域２４１０が、単一の遠距離補正領域２４３０により取り囲まれている単一の中間距離補正領域２４２０により取り囲まれている。
【０１８７】
図２５は、他の電気活性レンズ２５００の実施の形態の正面図である。このレンズ２５００は、従来のレンズ素子２５１０を有しており、この素子には、幾つかの全場電気活性領域２５２０、２５３０、２５４０、２５５０が取付けられており、これらの領域の各々は、絶縁層２５２５、２５３５、２５４５により隣接領域から分離されている。
【０１８８】
図２６は、他の電気活性レンズ２６００の実施の形態の正面図である。このレンズ２６００は、従来のレンズ素子２６１０を有しており、この素子には、幾つかの部分場電気活性領域２６２０、２６３０、２６４０、２６５０が取付けられており、これらの領域の各々は、絶縁層２６２５、２６３５、２６４５により隣接領域から分離されている。枠組み領域２６６０が、電気活性領域２６２０、２６３０、２６４０、２６５０を取り囲んでいる。
【０１８９】
屈折性電気活性レンズの論述に戻ると、異なるパターンでインプリントされるか或いはエッチングされた硝子、ポリマーまたはプラスチック基質レンズに隣接した電気活性屈折マトリックスを使用して、屈折誤差を補正するための電気活性レンズを作成することができる。屈折インプリントを有する基質レンズの表面は、電気活性材料と直接接触している。かくして、電気活性屈折マトリックスの一方の面もまた、レンズ基質表面上のパターンの鏡像である屈折パターンである。
【０１９０】
この組立体は、基質レンズが常に代表的には遠距離補正のための固定補正パワーを与えるハイブリッドレンズとして作用する。未活性化状態における電気活性屈折マトリックスの屈折率は、基質レンズのものとほぼ同じであり、この差は、０．０５率単位またはそれ以下であるべきである。かくして、電気活性レンズが活性化されていないとき、基質レンズおよび電気活性屈折マトリックスは、同じ屈折率を有しており、屈折パターンは、無パワーであって、補正をもたらさない（０．００ジオプトリー）。この状態では、基質レンズのパワーは唯一の補正パワーである。
【０１９１】
電気活性レンズが活性化されると、その屈折率が変化し、屈折パターンの屈折パワーは、基質レンズに付加される。例えば、基質レンズが−３．５０ジオプトリーのパワーを有しており、電気活性屈折層が活性化時に＋２．００ジオプトリーのパワーを有していれば、電気活性レンズ組立体の全パワーは、−１．５０ジオプトリーである。このように、この電気活性レンズは、近視力または読書を考慮している。他の実施の形態では、活性化状態における電気活性屈折マトリックスは、レンズ素子に釣り合わされた屈折率であってもよい。
【０１９２】
液晶を使用している電気活性層は、２重屈折性である。すなわち、これらの層は、不偏光の光にさらされると、それらの未活性化状態で２つの異なる焦点距離を示す。この２重屈折性は、網膜に２重の像またはぼやけた像を生じ問題を解決するには、２つの解決手段がある。第１の解決手段は、少なくとも２つの電気活性層を使用することを必要とする。これらの層の一方は、そこの電気活性分子が長さ方向に整合されて作成されており、他方の層は、そこの分子が長さ方向に配向されて作成されており、かくして、２つの層における分子の整合は、互いに直交している。このようにして、光の偏光は、両眼により均等に集中され、すべての光が、同じ焦点距離に集中される。
【０１９３】
これは、２つの直交方向に整合された電気活性層を簡単に積重ねることによって、或いはレンズの中心層が両面板であり、すなわち、両側がエッチングされた同じ屈折パターンを有する板であるべつの設計により、達成されることができる。その場合、電気活性材料が、中心板の両側の層（それらの整合が直交であることを仮定して）に設置される。次いで、カバー上層が各電器活性屈折マトリックスにこれを収容するように被せられる。これにより、２つの別個の電気活性屈折層を互いに重ね合わせるよりも簡単な設計を生じる。
【０１９４】
異なる変更例は、大きい対掌性成分を与えるためにコレステロール液晶を電気活性材料に添加することを必要とする。あるレベルの対掌性濃度により、平面内偏光感度を除去し、電気活性材料中の成分としての純粋にネマチックな液晶の２つの電気活性層の必要性を未然に回避すると言うことが分かった。
【０１９５】
電気活性層用に使用される材料の説明に移ると、本発明の電気活性屈折マトリックスおよびレンズ用に使用されることができる材料の種類および特定の電気活性材料の例が以下に挙げられている。種類Ｉに挙げられている液晶材料以外、一般に、ポリマーゲルとしての材料のこれらの種類の各々について述べる。
【０１９６】
液晶
この種類は、電場で制御されることができる長範囲配向順序を有するネマチック、スメクチックまたはコレステリックな層を形成するいずれの液晶フィルムを含んでいる。ネマチックな液晶の例は、ペンチルシアノビフェノール（５ＣＢ）、（ｎ―オクチオキシ）−４−シアノビフェノール（８ＯＣＢ）である。液晶の他の例は、化合物４−シアノ−４−ｎ−アルキルビフェノール、４−ｎ−ペンチロキシービフェノール、４−シアノー４’’−ｎーアルキル−ｐ−ターフェノール（ｎ＝３、４、５、６、７、８、９）、およびＢＤＨ（ブリチッシュドラッグハウス）−メルクにより製造されているＥ７，Ｅ３６，Ｅ４６およびＺＬＩシリーズのような市販混合物である。
【０１９７】
電気光学ポリマー
この種類は、Ｃｈ．ボスハード等、ゴードンおよびブリーチパブリシャーによる「有機非線形光学材料」（アムステルダム、１９９５）に開示されているもののようなドナーとアクセプタ群との間に非対称の分極化共役ｐ電子を有する分子を含有する、Ｊ．Ｅ．マークアメリカンインスティチュートによる「ポリマー物性ハンドブック」（ウッドバレー、ニュウヨーク、１９９６）に開示されているもののようないずれの透明光学ポリマー材料を含んでいる。ポリマーの例は下記の如くである。ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール、ポリイミド、ポリシランである。発色団の例は、パラニトリロアニリン（ＰＮＡ）、ディスパースレッド１（ＤＲ１）、３−メチル−４−メトキシ−４′−ニトロスチルベン、ジエチルアミノニトロスチルベン（ＤＡＮＳ）、ジエチル−チオ−バルビツール酸である。
【０１９８】
電気光学ポリマーは、a）ゲスト／ホスト方法に引き続き、ｂ）ポリマーへの発色団の共役配合（側鎖および主鎖）および／またはｃ）架橋のような格子硬化方法を行なうことによって製造されることができる。
【０１９９】
ポリマー液晶
この種類は、ときどき液晶質ポリマーとも称されるポリマー液晶（ＰＬＣ）、低分子塊状液晶、自己補強性ポリマー、その場複合体、および／または分子複合体を含んでいる。ＰＬＣは、Ａ．Ａ．コルヤー、エルセビアにより編集されたＷ．ブロストーによる「構造から用途までの液晶質ポリマー」（ニューヨーク／ロンドン、１９９２）の章１に開示されているもののような同時に比較的剛性および可撓性である配列を有する共重合体である。ＰＬＣの例は、４−シアノフェニルベンゾエート側基を有するポリメタクリレートおよび他の同様な化合物である。
【０２００】
ポリマー分散液晶
この種類は、ポリマーマトリックス中の液晶液滴の分散よりなるポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）を含んでいる。これらの材料は、幾つかの方法、すなわち、（i）熱誘発層分離（ＴＩＰＳ）、溶媒誘発相分離（ＳＩＰＳ），および十号誘発相分離（ＰＩＰＳ）によるネマチックな曲線状整合相（ＮＣＡＰ）よって製造されることができる。ＰＤＬＣの例は、液晶Ｅ７（ＢＤＨ−メルク）とＮＯＡ６５（ノーランドプロダクツ社）との混合物、Ｅ４４（ＢＤＨ−メルク）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）との混合物、Ｅ４９（ＢＤＨ−メルク）とＰＭＭＡとの混合物、モノマーのジペンタエリトロールヒドロキシアクリレートと、液晶Ｅ７と、Ｎ−ビニルピロリドンと、Ｎ−フェニルグリシン、染料ローズベンガルとの混合物である。
【０２０１】
ポリマー安定化液晶
この種類は、ポリマー網状構造体中の液晶よりなり、ポリマーが液晶の１０重量％未満構成する物質であるポリマー安定化液晶（ＰＳＬＣ）を含んでいる。光重合性モノマーを液晶およびＵＶ重合開始剤と混合する。液晶が整合された後、モノマーの重合を代表的にはＵＶ露光により開始し、その結果生じたポリマーが、液晶を安定化する網状構造を生じる。ＰＳＬＣの例については、例えば、Ｊｏｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙの５／３巻、１〜５（１９９７）のＣ．Ｍ．ハドソン等の「ポリマー安定化液晶における異方性網状構造の光学研究」、Ｊ．ｏｆ Ａｍ．Ｃｈｅｍ．ＳｏｃにおけるＧ．Ｐ．バイダーレヒト等の「ポリマー安定化ネマチック液晶における光屈折度」を参照せよ。
【０２０２】
自己組付け非線形超分子構造
この種類は、下記の方法を使用して作成されることができる電気光学非対称有機フィルム、すなわち、水溶液からの高分子電解質付着（ポリアニオン／ポリカチオン）と、分子ビームエピタキシ方法と、共有結合反応（例えば、有機トリクロロシラン系自己組付け多層付着）による逐次分析とを次々に行なうことによって得られるラングムアーブロッドゲットフィルムを含んでいる。これらの技術によると、通常、約１ｍｍ未満の厚さを有する薄いフィルムが得られる。
【０２０３】
図２９は、本発明の他の別の実施の形態による光学レンズシステムの斜視図である。図２９における光学レンズシステムは、外周２９１０と、レンズ面２９２０と、電源２９３０と、バッテリ母線２９４０と、透明導体母線２９５０、コントローラ２９６０と、発光ダイオード２９７０と、光線検出器２９８０と、電気活性屈折マトリックスまたは領域２９９０とを有する光学レンズ２９００を収容するものとして示されている。この実施の形態では、電気活性屈折マトリックス２９９０は、光学レンズ２９００の凹部２９９９の空洞に収容されている。
【０２０４】
わかるように、この光学レンズシステムは、自己収容式であり、眼鏡フレームおよびフォロプターを含む様々な支持体に設置されてもよい。使用中、レンズ２９００の電気活性屈折マトリックス２９９０は、使用者の視力を向上させるためにコントローラ２９６０により焦点合わせされ、制御されてもよい。このコントローラ２９６０は、電源２９３０から透明な導体母線２９５０を経て電力を受けることができ、また光線検出器２９８０から透明な導体線２９５０を経てデータ信号を受けることができる。コントローラ２９６０は、これらの母線を経てこれらの構成部品などを制御することができる。
【０２０５】
電気活性屈折マトリックス２９９０は、適切に機能すると、レンズ２９００の着用者が、電気活性屈折マトリックス２９９０を通して収束像を見ることができるように、このマトリックスを通る光を屈折させる。図２９の光学レンズシステムは、自己収容式であるので、光学レンズ２９００は、種々のフレームおよび他の支持体に嵌められてもよいが、これらのフレームおよび他の支持体は、このレンズ装置用の特定の支持部品を収容しなくてもよい。
【０２０６】
前述したように、発光ダイオード２９７０、光線検出器２９８０、コントローラ２９６０および電源２９３０は、各々、互いに接続され、且つ種々の導体母線を介して電気活性屈折マトリックスに接続されている。わかるように、電源２９３０は、透明な導体母線２９５０を介してコントローラ２９６０に直接接続されている。この透明な導体母線２９５０は、主に、電力をコントローラに送るために使用され、次いで、この電力は、必要に応じて、発光ダイオード２９７０、光線検出器２９８０および電気活性屈折マトリックス２９９０に選択的に供給されてもよい。この実施の形態における透明な導体母線２９５０は、好ましくは透明であるが、別の実施の形態では半透明または不透明であってもよい。
【０２０７】
電気活性屈折マトリックス２９９０を焦点合わせするのを助けるために、発光ダイオード２９７０および光線検出器２９８０は、電気活性屈折マトリックス２９９０を焦点合わせするのを助けるためのレンジファインダとして互いに協力して作用してもよい。例えば、可視および非可視光が、発光ダイオード２９７０から発し、次いで、この発せられた光の反射が、光線検出器２９８０により検出され、そして反射光ビームを感知したことを示す信号を発生する。この信号を受信すると、これらの作動の両方を制御するコントローラ２９６０は、特定の物体のための距離を定める。この距離がわかると、使用者の適切な光学補償で先にプログラミングされたコントローラ２９６０は、電気活性屈折マトリックス２９９０を作動する信号を発生し、それにより光学レンズ２９００を通して見ている使用者は、物体または像をよりはっきり見ることができる。
【０２０８】
この実施の形態では、電気活性屈折マトリックス２９９０は、３５ｍｍの直径を有する円として示されており、光学レンズ２９００は、７０ｍｍの直径およびほぼ２ｍｍの中心厚さを有する円として示されている。しかしながら、別の実施の形態では、光学レンズ２９００および電気活性屈折マトリックス２９９０は、他の標準および非標準の形状およびサイズに構成されてもよい。それでも、これらの別のサイズおよび配向の各々では、電気活性屈折マトリックス２９９０の位置およびサイズは、装置の使用者がレンズの電気活性屈折マトリックス２９９０の一部を通して像および物体を容易に見ることができるような程度であることが好ましい。
【０２０９】
光学レンズ２９００における他の構成部品は、光学レンズ２９００の他の位置に位置決めされてもよい。しかしながら、これらの構成部品のために選択されるいずれの位置も、使用者にとってできるだけ邪魔にならないことが好ましい。換言すると、これらの構成部品は、使用者の主な視経路から離れて位置決めされることが好ましい。また、これらの構成部品は、使用者の視線に対する邪魔の恐れを更に減じるためにできるだけ小さく、透明であることが好ましい。
【０２１０】
好適な実施の形態では、電気活性屈折マトリックス２９９０の表面は、光学レンズ２９２０の表面と面一またはほぼ面一であってもよい。しかも、母線は、中心点か突出してレンズの半径に沿ってレンズに位置決めされてもよい。母線をこのように位置決めすることによって、レンズは、母線をそれらの最も邪魔にならない配向で整合するようにそれらの支持体内で回転されてもよい。しかしながら、図２９でわかるように、この好適な母線設計は、常に取られる必要はない。図２９では、単一の母線に沿った構成部品すべてをレンズ２９００の半径に沿って位置決めするのではなく、光線検出器２９８０および発光ダイオード２９７０が、非半径方向の母線２９５０に位置決めされている。それでも、種々の構成部品のうちの、すべてなければ、多くを、それらの邪魔さを最小にするようにレンズの半径に沿って設定することが好ましい。しかも、レンズが特定のフレームに合うようにエッチングされるか或いは枠組みされていても、レンズの個々の構成部品が、必要に応じて、レンズの縁部から接近され、制御され或いはプログラミングされるように、母線または他の導電材が、レンズの外周から接近可能であることも好ましい。この接近可能性は、レンズの外側に直接さらすこと、ならびに周囲の表面の近くに位置決めされて、レンズに入り込むことにより到達できることを含んでいる。
【０２１１】
図３０は、本発明の他の別の実施の形態によるレンズ装置の斜視図である。図２９の実施の形態のように、この実施の形態は、使用者の屈折誤差を補正したり改良したりするのに使用されてもよいレンズ装置を示している。図３０のレンズ装置は、フレーム３０１０と、透明な導体母線３０５０と、発光ダイオード／レンジファインダ３０７０と、ノーズパッド３０８０と、電源３０３０と、半透明コントローラ３０６０と、電気活性屈折マトリックス３０９０と、光学レンズ３０００とを有している。図３０で分かるように、コントローラ３０６０は、電気活性屈折マトリックス３０９０と電源３０３０との間で透明な導体母線３０５０に沿って位置決めされている。また分かるように、レンジファインダ３０７０は、異なる導体母線に沿ってコントローラ３０６０に接続されている。
【０２１２】
この実施の形態では、光学レンズ３０００は、フレーム３０１０により取付けられ、支持されている。しかも、電源３０３０が光学レンズ３０００の上または中に設けられているのではなく、電源３０３０は、ノーズパッド３０８０に設けられており、このノーズパッド３０８０は、ノーズパッドコネクタ３０２０を介してコントローラ３０６０に接続されている。この構成の利点は、電源３０３０が必要に応じて容易に交換されたり、或いは再充電されたりし得ると言う点である。
【０２１３】
図３１は、本発明の他の実施の形態による別のレンズ装置の斜視図である。図３１においては、コントローラ３１６０、ストラップ３１７０、フレーム３１１０、導電性母線３１５０、電気活性屈折マトリックス３１９０、光学レンズ３１００、フレームステムまたは中空ルーメン３１３０および信号導線３１８０が、ラベル張りされている。先の実施の形態に示されるように、コントローラ３１６０を光学レンズ３１００の上または中に設けるのではなく、コントローラ３１６０は、ストラップ３１７０に設けられている。このコントローラ３１６０は、フレーム３１１０の中空ルーメンフレームステム３１３０内に位置決めされてストラップ３１７０を経てコントローラ３１６０まで延びている信号導線３１８０を介して電気活性屈折マトリックス３１９０に接続されている。コントローラ３１６０をストラップ３１７０に設置することによれば、ストラップ３１７０を外し、これを使用者により着用されるべき別のフレームに設置することにより、使用者の処方箋をコントローラおよびストラップと共に運ぶことができる。
【０２１４】
図３２は、本発明の他の別の実施の形態によるレンズ装置の斜視図である。このフレーム３１２０、ならびに電気活性屈折マトリックス３２９０、光学レンズ３２００および内部フレーム信号導線３２８０は、すべて図３２でわかる。この実施の形態では、フレーム３２１０は、フレーム３２１０における光学レンズ３２００の配向にかかわらず、情報および電力が光学レンズ３２００の構成部品に容易に供給されるように、フレーム３２１０の長さに沿った任意の箇所から接近され得る内部フレーム信号導線３２８０を収容している。換言すると、光学レンズ３２００の半径方向母線の位置にかかわらず、半径方向の母線は、内部フレーム信号導線３２８０に接触し、電力および情報の両方を供給して電気活性屈折マトリックス３２９０を制御することができる。図３２の断面Ａ−Ａは、これらの内部フレーム信号導線３２８０をはっきり示している。他の別の実施の形態では、２つの内部フレーム信号導線３２８０を有するのではなく、電力および他の情報を構成部品に送り易くするためにフレーム自身が導体として使用されるようにして、一方の内部フレーム信号導線のみがフレーム内に設けられてもよい。更に、本発明の別の実施の形態では、２つより多い内部フレーム信号導線が使用されてもよい。
【０２１５】
しかも、他の別の実施の形態では、屈折マトリックスをフレーム信号導線に接続する単一の半径方向母線を有するのではなく、代わりに導電層が使用されてもよい。この別の実施の形態では、この導電層は、レンズのすべてまたはレンズの一部のみを覆ってもよい。好適な実施の形態では、導電層は、透明であって、その境界と関連されたひずみを最小にするためにレンズ全体を覆っている。この層が使用される場合、レンズの外周に沿った接近箇所の数は、層を１つより多い位置における外周まで延長させることにより、増やされてもよい。しかも、この層は、レンズの縁部とレンズ内の構成部品との間に複数の通路を設けるように個々の副領域に区分されてもよい。
【０２１６】
図３３は、本発明の他の別の実施の形態による光学レンズシステムの分解斜視図である。図３３では、電気活性屈折マトリックス３３９０および光学トロイド３３２０とともに光学レンズ３３３０が見られる。この実施の形態では、屈折マトリックス３３９０は、光学トロイド３３２０内に位置決めされ、次いで光学レンズ３３３０の裏面に取着されている。そのようにする際、光学トロイド３３２０は、電気活性屈折マトリックス３３９０を支持したり、保持したり、収容したりするために光学レンズ３３３０の裏面にへこみ凹部を形成する。この光学装置が組み立てられると、使用者の特定の屈折および光学ニーズに合わせて光学レンズシステムを更に構成するために、光学レンズ３３３０の正面が、成形されたり、表面流延成形されたり、積層されたり、或いは処理されたりしてもよい。以上の実施の形態と同様に、電気活性屈折マトリックス３３９０は、使用者の視力を改良するために活性化されて制御され得る。
【０２１７】
図３４は、本発明の別の実施の形態の他の分解図である。図３４では、光学レンズ３４００、電気活性屈折マトリックス３４９０およびキャリア３４８０がすべて見られる。工学レンズにおける電気活性屈折マトリックスを配向するのを足す稀有ために先の実施の形態におけるようにトロイドを使用するのではなく、この実施の形態における電気活性屈折マトリックス３４９０は、キャリア３４８０を介して光学レンズに接続されている。同様に、電気活性屈折マトリックス３４９０を支持するために必要とされる他の構成部品３４７０も、キャリア３４８０に接続されてもよい。そうする際、これらの構成部品３４７０および電気活性屈折マトリックス３４９０は、種々の光学レンズに容易に取着され得る。更に、このキャリア３４８０、その構成部品３４７０および電気活性屈折マトリックス３４９０は、各々、これらをレンズへの接続前または後に損傷から保護するために、他の材料または物質で覆われている。
【０２１８】
前記キャリア３４８０は、ポリマーメッシュの膜、柔軟なプラスチック、セラミック、ガラス、および他の材料の任意の複合体を含む多数の可能な材料で製造されてもよい。その結果、このキャリア３４８０は、その材料組成によっては、可撓性および剛性である。各々の場合、キャリア３４８０が透明であることが好ましいが、別の実施の形態では、着色されてもよいし、或いは半透明でもよく、また他の所望の特性をレンズ３４００に与える。キャリア３４８０を構成する材料の種類によっては、キャリアが設けられる凹部またはへこみを形成するために、レンズのミクロ切削および湿式および乾式エッチングを含めて、種々の製造方法が用いられ得る。これらの技術は、キャリアにより生じられるいずれの収差をも補正するために、回析パターンを生じるようにキャリアの一方の側または両側をエッチングすることを含めて、キャリア自身を製造するのに使用されてもよい。
【０２１９】
図３５ａないし図３５ｅは、本発明の別の実施の形態による用い得る組立て順序を示している。図３５ａには、着用者のフレーム３５００および目３５７０がはっきり見られる。図３５ｂには、光学レンズ３５０５の電気活性屈折マトリックス３５８０、半径方向母線３５４０および種々の回転および位置矢印３５１０、３５２０、３５３０も見られる。図３５ｃは、光学レンズシステムをその半径方向母線３５４０が９時の位置にある状態で示している。図３５ｄは，縁取りされ、フレームへの取付けに備えて外周部または領域の一部が取外された後の図３５ｃの同じ光学レンズシステムを示している。図３５ｅは、第１の領域に使用者の目に心出しされた電気活性屈折マトリックスと、レンズの周囲領域において使用者の目とフレーム３５００のつるとの間に位置決めされた半径方向母線３５４０および電源３５９０とを有する完成レンズ装置を示している。組合された周囲領域および第１の領域は、この実施の形態ではレンズ素材全体よりなっている。しかしながら、他の実施の形態では、これらの領域は、全体レンズ素材の一部よりなってもよい。
【０２２０】
本発明の１つの実施の形態によるこのレンズ装置を組立てる技術者は下記の如く進行してもよい。図３５ａに示される第１の工程において、電気活性レンズが嵌められるべきフレーム３５００を使用者の前方に設置して使用者の目３５７０の中心をフレームに対して位置決めする。使用者の目３５７０の中心をフレームに対して位置決めした後、使用者がフレームを着用すると、電気活性屈折マトリックス３５８０が使用者の目３５７０に心出しされるように、電気活性レンズを回転させ、位置決めし、縁取りし、そして切断する。レンズを縁取りし、切断して電気活性屈折マトリックス３５８０を使用者の目の上方に適切に位置決めした後、次いで、電源または他の構成部品をレンズの母線３５４０にスナップ嵌めし、レンズを図３５ｃにしめすようにフレームに取着する。このスナップ嵌め方法は、リード線を構成部品の各々からレンズの表面を通して母線に押入れて構成部品をレンズに取着し、ならびに互いにおよび他の構成部品に接続する。
【０２２１】
電気活性レンズ装置および電気活性マトリックスを、使用者の目の前方または上方に心出しすると説明しているが、レンズおよび電気活性マトリックスの両方を、使用者の目の中心から片寄らせることを含めて、使用者の視界に他の配向で設置してもよい。しかも、利用可能なアイウエアフレームの無数の形状およびサイズに因り、レンズを縁取りし、それによりその寸法を変化させてもよいので、様々なフレームおよび個々の使用者に合うようにレンズを技術者により組付けてもよい。
【０２２２】
使用者の視力を補正するために電気活性屈折マトリックスを単に使用することに加えて、使用者の屈折誤差を更に補償するために、レンズの一方または両方の面を表面流延成形するか、或いは研削してもよい。同様に、使用者の光学収差を補償するために、レンズ面を積層してもよい。
【０２２３】
この実施の形態ならび他の実施の形態では、技術者は、装置を組立てるのに標準レンズ素材を使用してもよい。これらのレンズ素材は、３０ｍｍないし８０ｍｍに及び、ほとんどの一般サイズは、６０ｍｍ、６５ｍｍ、７０ｍｍ、７２ｍｍおよび７５ｍｍである。これらのレンズ素材は、組立て方法の前に、或いはときどきその間にキャリアに設けられた電気活性マトリックスと接続されてもよい。
【０２２４】
図３６ａないし図３６ｅは，他の組立て順序を示す本発明の別の実施の形態を示しており、この実施の形態では、レンズに位置決めされたレンジファインダおよび電源を有するのではなく、これらの構成部品は、実際には、フレーム自身に接続される。図３６ａないし図３６ｅには、フレーム３６００、使用者の目３６７０、配向および回転矢印３６１０、３６２０、３６３０、レンズ３６０５の電気活性屈折マトリックス３６８０、および透明な構成部品母線３６４０が示されている。前記実施の形態におけるように、まず、使用者の目をフレーム内に位置決めする。次いで、電気活性屈折マトリックス３６８０が使用者の目の前方に適切に位置決めされるように、レンズを使用者の目に対して回転させる。次いで、レンズを必要に応じて造形し、研削し、そしてフレームに挿入する。この挿入と同時に、レンジファインダ、バッテリおよび他の構成部品３６９０をレンズに接続する。
【０２２５】
図３７ａないし図３７ｆは、本発明の他の別の実施の形態を示している。これらの図全体にわたって、透明な母線３７４０、電気活性屈折マトリックス３７８０、使用者の目３７７０、回転矢印３７１０、レンジファインダまたはコントローラおよび電源３７３０および多導体ワイヤ３７２０が示されている。この別の実施の形態では、他の２つの組立て実施の形態に述べた工程を完了することに加えて、図３７ｅに示される他の工程を完了する。図３７ｅに示されるこの工程は、レンズの外周を多導体ワッシャまたはワイヤ系３７２０でラップすることを伴う。このワイヤ系３７２０は、信号および電力を電気活性屈折マトリックス３７８０ならびに他の構成部品へおよびから送るのに使用されてもよい。多導体ワッシャ３７２０における実際の信号ワイヤは、ＩＴＯ（イリジウム錫酸化物）材料ならびに金、銀、銅、または任意の他の適当な導体を含んでいる。
【０２２６】
図３８は、本発明に用いられ得る一体化されたコントローラおよびレンジファインダの分解等角投影図である。他の実施の形態に示されるように母線を介して互いに接続されたコントローラおよびレンジファインダを有するのではなく、この実施の形態では、光線検出器３８１０および赤外線発光ダイオード３８２０よりなるレンジファインダが、コントローラ３８３０に直接接続されている。次いで、このユニット全体が、前記実施の形態で述べたように、フレームまたはレンズに接続されてもよい。１．５ｍｍおよび５ｍｍの寸法が図３８に示されているが、他の寸法および形状を用いてもよい。
【０２２７】
図３９は、本発明の更に他の別の実施の形態による一体化されたコントローラおよび電源の分解斜視図である。この実施の形態では、コントローラ３９３０は、電源３９４０に直接接続されている。
【０２２８】
図４０は、本発明の他の別の実施の形態による一体化された電源４０４０、コントローラ４０３０およびレンジファインダの分解斜視図である。図４０でわかるように、光線検出器４０１０および発光ダイオード４０２０（レンジファインダ）は、コントローラ４０３０に接続されており、このコントローラ４０３０は、電源４０４０に接続されている。前記実施の形態のように、この場合に示される寸法（３．５ｍｍおよび６．５ｍｍ）は、模範的であり、別の寸法を用いてもよい。
【０２２９】
図４１ないし図４３は、各々、本発明の種々の別の実施の形態によるレンズ装置の斜視図である。図４１は、電力導体母線４１２０を介して電気活性屈折マトリックス４１４０および電源４１１０に接続されているコントローラおよびレンジファインダを用いているレンズ装置を示している。比較的に、図４２は、透明な導体母線４２５０を介して発光ダイオード４２２０および光線検出器４２１０（レンジファインダ）と電気活性屈折マトリックス４２３０とに接続されている組合せのコントローラおよび電源４２４０を示している。図４３は、電気活性屈折領域４３１０に接続されている半径方向の透明な導体母線４３３０に沿って位置決めされた組合せの電源、コントローラおよびレンジファインダ４３２０の位置決めを示している。これらの３つの図の各々に、種々の寸法および直径が示されている。これらの寸法および直径が単に例示的であり、他の種々の寸法および直径を用いてもよいことは理解すべきである。
【０２３０】
また、本発明の種々の実施の形態が、フォトニクスおよび電気通信の分野における様々な用途を有することもわかるべきである。例えば、ここに記載の電気活性装置は、光学通信および光学切換えおよびデータ記憶のような光学コンピュータ処理に用途がある光ビーム、レーザー光を導き、および／または収束するために利用されてもよい。更に、ここに記載の電気活性装置は、光学像を３次元空間に位置決めするために複雑な像形成装置により利用されてもよい。
【０２３１】
図４８は、本発明の１つの実施の形態による電気活性光学装置の斜視図である。図４８に示されるように、電気活性光学装置４８００は、第１の電気活性素子４８２０と、第２の電気活性素子４８３０と、第３の電気活性素子４８４０と、レンジファインダ装置４８５０とを有している。図４８に示されるように、像４８１０が、３次元空間における第１の箇所に矢印で表されている。
【０２３２】
この像は、例えば、光ビーム、レーザービームまたは光学実像または虚像であってもよい。従って、電気活性光学装置４８００は、３次元空間における所定箇所に像４８１０を集束するために利用されてもよい。第１の電気活性素子４８２０は、像４８１０をｘ−軸線に沿って移動させるために使用されてもよい。これは、第１の電気活性素子４８２０に水平プリズムを生じるように適切な一連の信号を第１の電気活性素子４８２０に出力することによって達成され得る。第２の電気活性素子４８３０は、電気活性素子４８２０と同様にして垂直プリズム生じ、像４８１０をｙ−軸線に沿って移動させるために使用されてもよい。第３の電気活性素子４８４０は、装置４８００の光学パワーを、最終的な像の所望位置によっては、より正のまたはより負の光学パワーに調整することにより像４８１０をｚ−軸線に沿って集束するために使用されてもよい。更に、レンジファインダ装置４８５０は、使用者が最終的な像を集束したい像界における目標、例えば、検出器の位置を検出するために、利用されてもよい。その場合、レンジファインダ装置４８５０は、第３の電気活性素子４８４０に必要とされる集束度を定めて３次元空間における所定箇所のところに使用者により望まれる最終的な像４８６０を達成する。レンジファインダ装置４８５０が、一体化された電源、コントローラおよびレンジファインダ装置を含めて、前述のレンジファインダ具体例の形態であってもよいことはわかるべきである。
【０２３３】
図４９は、本発明の１つの実施の形態による電気活性光学装置の斜視図である。図４９に示されるように、電気活性光学装置４９００は、第１の電気活性素子４９２０と、第２の電気活性素子４９３０と、レンジファインダ装置４９５０とを有している。図４９に示されるように、像４９１０が、３次元空間における第１の箇所に矢印で表されている。この像は、例えば、光ビーム、レーザービームまたは光学実像または虚像であってもよい。従って、電気活性光学装置４９００は、３次元空間における所定箇所に像４９１０を集束するために利用されてもよい。第１の電気活性素子４９２０は、像４９１０をｘ−軸線およびｙ−軸線の両方に沿って移動させるために使用されてもよい。これは、第１の電気活性素子４９２０に水平および垂直なプリズムを生じるように適切な一連の信号を第１の電気活性素子４９２０に出力することによって達成され得る。この実施の形態では、プリズムは、単に水平または単に垂直なプリズムと対照的に、水平および垂直な成分の両方で生じられる。第２の電気活性素子４９３０は、装置４９００の光学パワーを、最終的な像の所望位置によっては、より正のまたはより負の光学パワーに調整することにより像４９１０をｚ−軸線に沿って集束するために使用されてもよい。更に、レンジファインダ装置４９５０は、使用者が最終的な像を集束したい像界における目標、例えば、検出器の位置を検出するために、利用されてもよい。この場合、レンジファインダ装置４９５０は、第２の電気活性素子４９３０に必要とされる集束度を定めて３次元空間における所定箇所のところに使用者により望まれる最終的な像４９６０を達成する。レンジファインダ装置４９５０が、一体化された電源、コントローラおよびレンジファインダ装置を含めて、前述のレンジファインダ具体例の形態であってもよいことはわかるべきである。
【０２３４】
図５０は、本発明の１つの実施の形態による電気活性光学装置の斜視図である。図５０に示されるように、電気活性光学装置５０００は、第１の電気活性素子５０２０およびレンジファインダ装置５０５０を有している。また、図５０には、像５０１０が、３次元空間における第１の箇所に矢印で表されている。この像は、例えば、光ビーム、レーザービームまたは光学実像または虚像であってもよい。従って、電気活性光学装置５０００は、３次元空間における所定箇所に像５０１０を集束するために利用されてもよい。第１の電気活性素子５０２０は、像５０１０をｘ−軸線およびｙ−軸線の両方に沿って移動させるために使用されてもよい。これは、第１の電気活性素子５０２０に水平および垂直なプリズムを生じるように適切な一連の信号を第１の電気活性素子４９２０に出力することによって達成され得る。この実施の形態では、プリズムは、単に水平または単に垂直なプリズムと対照的に、水平および垂直な成分の両方で生じられる。更に、第１の電気活性素子５０２０は、装置５０００の光学パワーを、最終的な像の所望位置によっては、より正のまたはより負の光学パワーに調整することにより像５０１０をｚ−軸線に沿って集束するために使用されてもよい。更に、レンジファインダ装置５０５０は、使用者が最終的な像を集束したい像界における目標、例えば、検出器の位置を検出するために、利用されてもよい。その場合、レンジファインダ装置５０５０は、第１の電気活性素子５０２０に必要とされる集束度を定めて３次元空間における所定箇所のところに使用者により望まれる最終的な像５０６０を達成する。従って、光学装置５０００は、固定角度のプリズムを備え且つ所望の球状パワーを有する光学レンズと同じ光学特性を有する配列を生じ得る。レンジファインダ装置５０５０が、一体化された電源、コントローラおよびレンジファインダ装置を含めて、前述のレンジファインダ具体例の形態であってもよいことはわかるべきである。
【０２３５】
図５１は、本発明の１つの実施の形態による電気活性光学装置の斜視図である。図５１に示されるように、電気活性光学装置５１００は、第１の素子５１２０、第２の電気活性素子５１３０およびレンジファインダ装置５１５０を有している。また、図５１に示されるように、像５１１０が、３次元空間における第１の箇所に矢印で表されている。この像は、例えば、光ビーム、レーザービームまたは光学実像または虚像であってもよい。従って、電気活性光学装置５１００は、３次元空間における所定箇所に像５１１０を集束するために利用されてもよい。第１の電気活性素子５１２０は、像５１１０、即ち、ビームからの光の特定の波長を選択するために使用されてもよい。これは、静的単色フィルタまたは機械的または電気的切換え色フィルタを使用して達成され得る。第２の電気活性素子５１３０は、像５１１０をｚ−軸線およびｙ−軸線の両方にそって移動させるために使用されてもよい。これは、第２の電気活性素子５１３０に水平および垂直なプリズムを生じるように適切な一連の信号を第２の電気活性素子５１３０に出力することによって達成され得る。この実施の形態では、プリズムは、単に水平または単に垂直なプリズムと対照的に、水平および垂直な成分の両方で生じられる。第２の電気活性素子５１３０は、装置５１００の光学パワーを、最終的な像の所望位置によっては、より正のまたはより負の光学パワーに調整することにより像５１１０をｚ−軸線に沿って集束するために使用されてもよい。従って、レンジファインダ装置５１５０は、使用者が最終的な像を集束したい像界における目標、例えば、検出器の位置を検出するために、利用されてもよい。その場合、レンジファインダ装置５１５０は、第２の電気活性素子５１３０に必要とされる集束度を定めて３次元空間における所定箇所のところに使用者により望まれる最終的な像５１６０を達成する。従って、光学装置５１００は、固定角度のプリズムを備え且つ所望の球状パワーを有する光学レンズと同じ光学特性を有する配列を生じる。レンジファインダ装置５１５０が、一体化された電源、コントローラおよびレンジファインダ装置を含めて、前述のレンジファインダ具体例の形態であってもよいことはわかるべきである。
【０２３６】
図５２は、本発明の１つの実施の形態による電気活性光学装置の斜視図である。図５２に示されるように、電気活性光学装置５２００は、第１の素子５２２０、第２の電気活性素子５２３０およびレンジファインダ装置５２５０を有する。また、図５２に示されるように、像５２１０が、３次元空間における第１の箇所に矢印で表されている。この像は、例えば、光ビーム、レーザービームまたは光学実像または虚像であってもよい。従って、電気活性光学装置５２００は、３次元空間における所定箇所に像５２１０を集束するために利用されてもよい。第１の素子５２２０は、ｚ−軸線に沿った最終的な像の位置の大きなまたは全体的な調整を行なうために使用される固定レンズであってもよい。第２の電気活性素子５２３０は、像５２１０をｘ−軸線およびｙ−軸線の両方に沿って移動させるために使用されてもよい。これは、第２の電気活性素子５２３０に水平および垂直なプリズムを生じるように適切な一連の信号を第２の電気活性素子５２３０に出力することによって達成され得る。この実施の形態では、プリズムは、単に水平または単に垂直なプリズムと対照的に、水平および垂直な成分の両方で生じられる。第２の電気活性素子５２３０は、装置５２００の光学パワーを、第１の素子５２２０との組合せで、最終的な像の所望位置によっては、より正のまたはより負の光学パワーに調整することにより、像５２１０をｚ−軸線に沿って集束するために使用されてもよい。従って、レンジファインダ装置５２５０は、使用者が最終的な像を集束したい像界における目標、例えば、検出器の位置を検出するために、利用されてもよい。その場合、レンジファインダ装置５２５０は、第１の素子５２２０との組み合わせで、第２の電気活性素子５２３０に必要とされる集束度を定めて３次元空間における所定箇所のところに使用者により望まれる最終的な像５２６０を達成する。従って、光学装置５２００は、固定角度のプリズムを備え且つ所望の球状パワーを有する光学レンズと同じ光学特性を有する配列を生じる。レンジファインダ装置５２５０が、一体化された電源、コントローラおよびレンジファインダ装置を含めて、前述のレンジファインダ具体例の形態であってもよいことはわかるべきである。更に、図５２を参照して最終的な像の焦点距離を調整する際に使用するための固定レンズを以上に説明したが、３次元において光学像を導くか或いは集束するために、固定レンズが、前述電気活性光学装置の任意のものと共に用いられてもよいことはわかるべきである。例えば、以上で説明した種々の実施の形態は、デジタルカメラまたは従来のカメラ、ビデオレコーダおよび光学像を記録するための他の装置のような光学像を記録するように設計された任意の像形成装置に使用されることができる。
【０２３７】
本発明の種々の実施の形態を以上に論述したが、本発明の精神および範囲内の他の実施の形態もまた可能である。例えば、前述の構成部品に加えて、電気活性屈折マトリックスに焦点を合わせる際、ならびに使用者のための種々の他の機能およびサービスを行なう際の両方に使用者の目の動きを追跡するために、目追跡器をレンズに付設してもよい。更に、組合わされたＬＥＤおよび光線検出器をレンジファインダとして説明したが、この機能を完成するのに他の構成部品を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２３８】
【図１】電気活性フォロプター／屈折器装置１００の実施の形態の斜視図である。
【図２】他の電気活性フォロプター／屈折器装置２００の実施の形態の概略図である。
【図３】従来の配布実施順序３００のフロー図である。
【図４】配布方法４００の実施の形態のフロー図である。
【図５】電気活性アイウエアの実施の形態の斜視図である。
【図６】処方方法６００の実施の形態の斜視図である。
【図７】ハイブリッド電気活性眼鏡レンズ７００の実施の形態の正面図である。
【図８】図７の断面線Ａ−Ａに沿ったハイブリッド電気活性眼鏡レンズ７００の実施の形態の断面図である。
【図９】図５の断面線Ｚ−Ｚに沿った電気活性レンズ９００の実施の形態の断面図である。
【図１０】電気活性レンズ装置１０００の実施の形態の斜視図である。
【図１１】図５の断面線Ｚ−Ｚに沿った屈折電気活性レンズ１１００の実施の形態の断面図である。
【図１２】電気活性レンズ１２００の実施の形態の正面図である。
【図１３】断面線Ｑ−Ｑに沿った図１２の電気活性レンズ１２００の実施の形態の断面図である。
【図１４】追跡装置１４００の実施の形態の斜視図である。
【図１５】電気活性レンズ装置１５００の実施の形態の斜視図である。
【図１６】電気活性レンズ装置１６００の実施の形態の斜視図である。
【図１７】電気活性レンズ１７００の実施の形態の斜視図である。
【図１８】電気活性レンズ１８００の実施の形態の斜視図である。
【図１９】電気活性屈折マトリックスの実施の形態の斜視図である。
【図２０】電気活性レンズ２０００の実施の形態の斜視図である。
【図２１】電気活性アイウエア２１００の実施の形態の斜視図である。
【図２２】電気活性レンズ２２００の実施の形態の正面図である。
【図２３】電気活性レンズ２３００の実施の形態の正面図である。
【図２４】電気活性レンズ２４００の実施の形態の正面図である。
【図２５】図５の断面線Ｚ−Ｚに沿った電気活性レンズ２５００の実施の形態の断面図である。
【図２６】図５の断面線Ｚ−Ｚに沿った電気活性レンズ２６００の実施の形態の断面図である。
【図２７】配布方法２７００の実施の形態のフロー図である。
【図２８】電気活性レンズ２８００の実施の形態の斜視図である。
【図２９】本発明の他の別の実施の形態による光学レンズシステムの斜視図である。
【図３０】本発明の他の別の実施の形態による光学レンズシステムの斜視図である。
【図３１】本発明の他の別の実施の形態による光学レンズシステムの斜視図である。
【図３２】本発明の他の別の実施の形態による光学レンズシステムの斜視図である。
【図３３】本発明の他の別の実施の形態による光学レンズシステムの分解斜視図である。
【図３４】本発明の他の別の実施の形態による光学レンズシステムの分解斜視図である。
【図３５ａ】本発明の他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３５ｂ】本発明の他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３５ｃ】本発明の他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３５ｄ】本発明の他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３５ｅ】本発明の他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３６ａ】本発明の他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３６ｂ】本発明の他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３６ｃ】本発明の他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３６ｄ】本発明の他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３６ｅ】本発明の他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３７ａ】本発明の更に他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３７ｂ】本発明の更に他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３７ｃ】本発明の更に他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３７ｄ】本発明の更に他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３７ｅ】本発明の更に他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３７ｆ】本発明の更に他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３７ｇ】本発明の更に他の別の実施の形態により完成される組立て工程を示す図である。
【図３８】本発明の他の別の実施の形態による一体化チップレンジファインダおよび一体化コントロールの斜視図である。
【図３９】本発明の他の別の実施の形態による一体化コントローラバッテリおよび一体化コントローラの分解斜視図である。
【図４０】本発明の他の別の実施の形態による一体化コントローラレンジファインダの分解斜視図である。
【図４１】本発明の更に他の別の実施の形態による光学レンズの斜視図である。
【図４２】本発明の更に他の別の実施の形態による光学レンズシステムの斜視図である。
【図４３】本発明の更に他の別の実施の形態による光学レンズシステムの斜視図である。
【図４４ａ】本発明の他の別の実施の形態による一体化された電源、コントローラおよびレンジファインダの分解斜視図である。
【図４４ｂ】本発明の１つの実施の形態によるＺ−Ｚ′に沿った図４４ａの一体化された電源、コントローラおよびレンジファインダの側面断面図である。
【図４５】本発明の１つの実施の形態による図４４ｂのレンジファインダトランスミッタの側面図である。
【図４６】本発明の１つの実施の形態による図４４ｂのレンジファインダレシーバの側面図である。
【図４７ａ】本発明の１つの実施の形態による光学レンズシステムの着用者の側面図である。
【図４７ｂ】本発明の１つの実施の形態による光学レンズシステムの着用者の側面図である。
【図４７ｃ】本発明の１つの実施の形態による光学レンズシステムの着用者の側面図である。
【図４８】本発明の１つの実施の形態による電気活性光学装置の斜視図である。
【図４９】本発明の１つの実施の形態による電気活性光学装置の斜視図である。
【図５０】本発明の１つの実施の形態による電気活性光学装置の斜視図である。
【図５１】本発明の１つの実施の形態による電気活性光学装置の斜視図である。
【図５２】本発明の１つの実施の形態による電気活性光学装置の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５ａ】
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【図３５ｂ】
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【図３５ｃ】
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【図３５ｄ】
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【図３５ｅ】
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【図３６ａ】
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【図３６ｂ】
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【図３６ｃ】
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【図３６ｄ】
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【図３６ｅ】
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【図３７ａ】
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【図３７ｂ】
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【図３７ｃ】
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【図３７ｄ】
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【図３７ｅ】
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【図３７ｆ】
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【図３７ｇ】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４ａ】
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【図４４ｂ】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７ａ】
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【図４７ｂ】
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【図４７ｃ】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
2005519684.tif 000071
【図５２】
2005519684.tif 000072
【国際調査報告】
2005519684.tif 000073
2005519684.tif 000074