(57)【要約】  本発明は、小型スクリーンによる光ビーム発生システムによって提供されるマルチメディア情報等を観察するのに使用される視覚矯正レンズの製造方法に係る。【課題】  従来の光ビーム発生システムによって提供されるマルチメディア情報等を観察できるレンズは、その構造上の制約からレンズの厚さが大きくなり、また視覚矯正用のレンズと情報観察用のレンズの共存が困難であった。【解決手段】  光ビーム発生システムによって発射された光ビームは、視覚矯正用のレンズの内部に完全に含まれる離隔光学挿入体の中で、複数回反射されてから装着者の眼に到達する。  従って、当該光ビームを伝播し整形する機能が上記光学挿入体によって実現される一方、視覚を矯正する機能は視覚矯正レンズの前面あるいは後面の光学的処理によって実現される、レンズの厚さが薄くしかも情報内容の観察が可能な視覚矯正レンズを製造する方法を提供する。【選択図】図１
2008506980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視覚矯正レンズの製造方法に係る当該レンズが、レンズ前面(１)およびレンズ後面(２)を有する視覚矯正レンズであって、光ビーム発生システム(７)の光学要素から発射される光ビームが、前記レンズの入射面(６ａ、８ａ)から当該レンズ内に導入され、装着者の眼(４)の方向に向けられ、当該装着者が情報内容(Ｉ)を観察することが可能となる前記視覚矯正レンズの製造方法に係り、
前記光ビームは前記レンズ(３)の中に導入されてから前記レンズから出るまでに、二つの反射面(５ａ、５ｂ)の間で複数回反射され、前記二つの反射面は光ガイドを構成する透明な光学挿入体(５)の２面であり、当該光学挿入体がレンズ(３)の内部に完全に包含されることを特徴とする視覚矯正レンズの製造方法。
【請求項２】
前記レンズが、前記レンズ前面(１)を成形するための第１金型部分(10Ａ)、および前記レンズ後面(２)を成形するための第２金型部分(10Ｂ)を含む金型において成形される際に、前記光学挿入体は前記レンズ内に設置されることを特徴とする請求項１に記載の視覚矯正レンズの製造方法。
【請求項３】
前記入射面(６ａ)は、前記レンズの中に成形された腔を造ることによって形成され、当該成形された腔の底部を構成することを特徴とする請求項２に記載の視覚矯正レンズの製造方法。
【請求項４】
前記成形された腔は前記第２金型部分(10Ｂ)に固定される留め部材(10Ｃ)によって成形され、前記光学挿入体(５)は成形される前に前記留め部材に一時的に固定されることを特徴とする請求項３に記載の視覚矯正レンズの製造方法。
【請求項５】
前記留め部材(10Ｃ)は、前記第２金型部分の側縁に設置されることを特徴とする請求項４に記載の視覚矯正レンズの製造方法。
【請求項６】
前記レンズはモノマーを成形することによって得られることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の視覚矯正レンズの製造方法。
【請求項７】
前記光学挿入体(５)は前記モノマーによって成形される前に、前記留め部材(10Ｃ)に一時的に固定されることを特徴とする請求項４および６のいずれか１項に記載の視覚矯正レンズの製造方法。
【請求項８】
前記第２金型部分(10Ｂ)は、位置決めおよび識別のための微細マーキングを含むことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の視覚矯正レンズの製造方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項の記載による方法によって得られる眼鏡フレームに配置が可能な完成レンズ。
【請求項１０】
請求項１から６のいずれか１項の記載による方法によって得られる、未完成レンズ、すなわち使用可能となるためには少なくとも１回の処理、例えば表面処理を必要とする未完成レンズ。
【請求項１１】
請求項９または10のいずれか１項の記載による視覚矯正レンズを含む眼科ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像情報またはマルチメディアタイプの情報の投影を可能とするように設計された光学的画像装置を用いて、光学的ディスプレイを実現するための眼科レンズの製造方法に関する。本明細書では「レンズ」という用語は、双眼レンズまたは眼鏡のフレームに配置するのに好適な光学システムを示すために用いられる。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、投影挿入体を提示する眼科レンズの製造方法を開示する。このような投影挿入体は、電子信号に基づいて光ビームを発生する電子、および光学システムから発せられる光ビームを整形する光学画像装置によって構成される。このシステムは小型スクリーン、レーザーダイオード、または発光ダイード（LED）タイプである。光学画像装置は光ビームを装着者の眼球に向けることにより、装着者による情報内容の観察を可能とする。
【０００３】
従来技術に係る光学画像装置は、伝送プリズム、カウンタープリズム、４分の１波長プレート、およびマンジャン（Mangin）球面鏡を含む。マンジャン球面鏡とは平面球形レンズであり、球面はアルミニウムまたはその等価物によって処理されて反射性を持つように構成される。
【０００４】
画像装置も、伝送プリズムまたはカウンタープリズム上のいずれかに複数の薄層を堆積させることによって、あるいは上記二つの間にフィルムを接着することによって実現可能な偏光分離処理を含む。
【０００５】
画像装置は特許文献２に記載される成形方法によって、レンズの中に埋め込まれてもよい。
投影画像の見かけのサイズが十分大きいことが望ましい場合、複数の光学ビームをレンズ面に対して平行に伝播させ、続いて45°で反射させることになり、この場合の投影挿入体は比較的大きな厚さとなる。大きな厚さを有することはレンズに装着され、さらに視覚の矯正にも用いられる好適なレンズの実現に反する。
なぜなら、眼科レンズの前面および後面には矯正曲面があり、この曲面は実現すべき視覚矯正に依存することから、このレンズの全体的厚みが増えることは許容しがたい。
【０００６】
特許文献３は光ビーム発生システムの光学要素によって発射される光ビームを、その入射面を介して導入し、装着者の眼に向け、これによって装着者の情報内容の観察を可能とするディスプレイを提案している。
この際、光ビームは二つの反射面の間で、レンズへの入射とレンズからの出射により複数回反射され、かつ前記二つの反射面は光ガイドを構成する透明な光学挿入体の面である。
【０００７】
特許文献４も眼科ディスプレイの製造方法を開示する。この方法では反射性ホログラフィー要素がレンズまたは２枚のハーフレンズの間に設けられている。このレンズの両面は反射性であり光ビームはその上で複数回反射した後、ホログラフィー要素に達し、そこでユーザーの眼に向けられる。
【特許文献１】米国特許第5886822号
【特許文献２】仏国特許文献第2828743号
【特許文献３】米国特許第6384982号
【特許文献４】米国特許第6474809号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来技術によるディスプレイタイプは、比較的厚みの小さいレンズの実現を可能にしたけれども、ディスプレイ機能と視覚矯正機能との間で妥協しなければならないという問題が生ずる。
レンズの面は上記両方の機能に関与する。従って、例えば、視覚矯正のために一つの面の曲率半径を変えると、これは必ず、ディスプレイ機能を妨げる。
レンズ面が同時にユーザーの視覚を矯正することを要求される場合、そのような眼科ディスプレイの製造は特注によるしかない。従って、実際にはそのようなディスプレイは、視覚矯正レンズに対し適正な価格で適応させることはできない。
【０００９】
本発明は、信頼度の高いやり方で大量生産を可能としながら、一方でユーザーの視覚の矯正も可能とする眼科ディスプレイの製造方法を提供することによってこの問題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この方法は、ディスプレイ機能を視覚矯正機能から切り離すことによって実現される。
このために本発明は、前面と後面を有する視覚矯正レンズであって、光ビーム発生システムの光学要素によって発射される光ビームが、入射面を介して導入され、装着者の眼の方向に向けられ、これによって装着者による情報内容の観察を可能とするレンズの製造方法を提供する。
光ビームは、レンズへの入射とレンズからの出射の間に、２枚の反射面の間で複数回反射される。２枚の反射面は、光ガイドが構成される透明な光学的挿入体の２面であり、当該光学的挿入体がレンズ内に完全に包含されることを特徴とする。
【００１１】
本明細書で用いる「レンズ」という用語は、眼鏡フレームにすぐはめ込むことのできる完成レンズ、あるいは未完成レンズまたは粗製レンズ、すなわち使用可能となるためには少なくとも１回の処理、例えば表面処理を施す必要があるレンズを意味する。
【００１２】
このような未完成レンズは眼科中間体の性質を持つ。すなわち、そのレンズ後面および、またはレンズ前面は、この未完成状態ではまだ特定の光学的機能を示しておらず、周辺部の視界を観察するための装着者の処方に合った完成した眼科レンズを実現するためには、表面処理すなわち透明化および研磨を必要とする。
【００１３】
本発明においては、光ビームを伝播し整形するというディスプレイの必須機能は光学的挿入体によって実施され、一方、視覚を矯正するという眼科レンズの必須機能は適切な前面および後面を有するレンズによって実施される。
【００１４】
眼科レンズに施される処理、例えば反射防止処理、汚れ防止処理、または色素による日光遮蔽色調処理等は、全てディスプレイ機能を損なうことなく実行することが可能である。なぜならこれらの二つの機能は結合されていないからである。
【００１５】
約３ミリメートル(mm)の薄い光学的挿入体を用いることが可能である。
好ましい実施の態様では、光学挿入体はレンズの中に設置される。一方、レンズはレンズ前面を成形するための第１金型部分、およびレンズ後面を成形するための第２金型部分を含む金型により成形される。
【００１６】
光ビームの入射面はレンズの中に成形された腔を造ることによって形成され、入射面がこの成形された腔の底部を構成すると、もっとも好都合である。
ある特定の態様によれば、成形された腔は第２金型部分に固定された留め部材によって成形され、光学挿入体は成形前にこの留め部材に一時的に固定される。この留め部材は第２金型部分の側縁に設置されるのが好ましい。
【００１７】
レンズはモノマーを成形することによって実現されると好都合である。そして、光学挿入体はモノマーによる成形前に留め部材に一時的に固定されるのが好ましい。また第２金型部分は、位置決めおよび識別のための微細マーキングを含んでもよい。
【００１８】
本発明はまた、フレームにすぐ取付けできる完成レンズ、あるいはその他、上述した方法によって実現される未完成レンズ、すなわちレンズとして使用可能となるためには少なくとも1回の処理、例えば表面処理を必要とするレンズも提供する。本発明は、このようなレンズを含む眼科ディスプレイを提供する。
【００１９】
本発明の一つの実施態様は、視覚矯正レンズの製造方法に係る当該レンズが、レンズ前面(１)およびレンズ後面(２)を有する視覚矯正レンズであって、光ビーム発生システム(７)の光学要素から発射される光ビームが、レンズの入射面(６ａ、８ａ)からレンズ内に導入され、装着者の眼(４)の方向に向けられ、装着者が情報内容(Ｉ)を観察することが可能となる視覚矯正レンズの製造方法に係り、光ビームは、レンズ(３)の中に導入されてからレンズから出るまでに、二つの反射面(５ａ、５ｂ)の間で複数回反射され、二つの反射面は光ガイドを構成する透明な光学挿入体(５)の２面であり、光学挿入体がレンズ(３)の内部に完全に包含されることを特徴とする視覚矯正レンズの製造方法である。
【００２０】
本発明の一つの実施態様は、前記レンズが、レンズ前面(１)を成形するための第１金型部分(10Ａ)、およびレンズ後面(２)を成形するための第２金型部分(10Ｂ)を含む金型において成形される際に、光学挿入体がレンズ内に設置されることを特徴とする視覚矯正レンズの製造方法である。
【００２１】
本発明の一つの実施態様は、入射面(６ａ)が、レンズの中に成形された腔を造ることによって形成され、成形された腔の底部を構成することを特徴とする視覚矯正レンズの製造方法である。
【００２２】
本発明の一つの実施態様は、成形された腔が、第２金型部分(10Ｂ)に固定される留め部材(10Ｃ)によって成形され、光学挿入体(５)が、成形前に留め部材に一時的に固定されることを特徴とする視覚矯正レンズの製造方法である。
【００２３】
本発明の一つの実施態様は、留め部材(10Ｃ)が、第２金型部分の側縁に設置されることを特徴とする視覚矯正レンズの製造方法である。
【００２４】
本発明の一つの実施態様は、前記レンズが、モノマーを成形することによって得られることを特徴とする視覚矯正レンズの製造方法である。
【００２５】
本発明の一つの実施態様は、光学挿入体(５)が、モノマーによって成形される前に留め部材(10Ｃ)に一時的に固定されることを特徴とする視覚矯正レンズの製造方法である。
【００２６】
本発明の一つの実施態様は、第２金型部分(10Ｂ)が、位置決めおよび識別のための微細マーキングを含むことを特徴とする視覚矯正レンズの製造方法である。
【００２７】
本発明の一つの実施態様は、前記方法によって得られる眼鏡フレームに配置が可能な完成レンズである。
【００２８】
本発明の一つの実施態様は、前記方法によって得られる未完成レンズ、すなわち使用可能となるためには少なくとも1回の処理、例えば表面処理を必要とする未完成レンズである。
【００２９】
本発明の一つの実施態様は、完成レンズまたは未完成レンズからなる矯正レンズを含む眼科ディスプレイである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によると、信頼度の高いやり方で大量生産を可能としながら、一方でユーザーの視覚の矯正も可能とする眼科ディスプレイの製造方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明を、本発明の好ましい実施態様の一つを示すに過ぎない図面を使って下記にさらに詳細に説明する。
【００３２】
（実施例１）
図1において、情報を担う電子信号はケーブル（図示せず）によって小型スクリーン７ｂに伝えられる。バックライト照明される小型スクリーン７ｂは、この電子信号からその情報に対応するピクセルにより構成される画像を生成する。
スクリーン７ｂは光学デバイス７ａと連携する。スクリーンと光学デバイスによって形成される光ビーム発生システム７は、機械的インターフェイス10によりレンズ３に取り付けられる。保護構造がこれら集合体の全てまたは一部を全体的に保護する。
【００３３】
主要光線Ｒの経路によって表される光ビームはレンズ３に向けられ、レンズ３に付属する入射面８ａを介して当該レンズ内に導入される。この入射面８ａと主要光線Ｒの経路とは実質的に互いに垂直である。
【００３４】
入射面８ａはレンズ３の後面２に適合して、例えば接着剤によって固定される挿入片８により形成される。この入射面８ａは良好な画像を獲得するために必要な全ての特性を実現するように、例えば光学的品質を確保する表面処理によって製造されてもよい。
【００３５】
光ビームは、装着者による情報内容Ｉの観察を可能とするように、装着者の眼４の方向に向けられる。これを実現するために当該光ビームは、二つの反射面５ａおよび５ｂの間において、前記入射面と厚みが少ない出口ゾーン９におけるレンズの出口の間において数回反射される。
【００３６】
これら二つの反射面は隔離光学挿入体５の２つの面である。この光学挿入体はレンズ３の中に完全に包含され、光ビームの伝播方向に対して平行な、45°未満の鋭角を持つ台形断面を有する透明な光ガイドを構成する。
【００３７】
（実施例２）
図２は、レンズ１に付属する入射面の製造方法においてのみ図１と異なる。
この例では、入射面はレンズの中に腔６を形成することによって実現されている。すなわち、当該腔の底面６ａが、光ビームに対する入射面を形成する。この面６ａは、良好な画像を実現するために必要な全ての特性を得るために、成形よって製造することも可能である。成形操作の後で光学的品質を確保する表面処理操作を行ってもよい。
【００３８】
腔６は、図２に示す通りのものであってもよい。すなわち、レンズの厚みの中に造られ、レンズの高さよりも小さい高さを持つように造られてもよい。
当該腔は、レンズの僅かな厚みを除去することによって造られる刻面から成り、かつレンズの高さ全体に亘って表面処理されてもよい。
【００３９】
この第２の実施態様は図３に、その隔離挿入体５の拡大断面が詳細に示されている。
上述したように本発明によれば、レンズ３は視覚矯正機能とディスプレイ機能の両方の機能を果たす。
【００４０】
光ビームを伝播し整形する機能は光学挿入体５によって実現される。すなわち、図３の主要光線Ｒの軌跡によって代表される光ビームは、完全に挿入体に沿って伝播する。
これらのビームは挿入体の二つの面５ａおよび５ｂの間で複数回反射する。これによって極小の厚みｅを持つ挿入体５が実現される。
従って、同様に小さな厚みを持つ矯正レンズまたは眼鏡を実現することが可能となる。その一方で、挿入体は光ビームを整形し、同時に情報内容Ｉを拡大し、適切に配置することを実現可能とする。
【００４１】
視覚矯正機能に関しては、レンズ３の前面１および後面２が所望の視力矯正を実現するように既知のやり方で加工され、挿入体５は周囲の景色がレンズを通して、または挿入体を通してはっきりと見えることを確保するために透明な材料により製造される。さらに外見上、レンズにおける挿入体の存在は全く見えないか、あるいは実質的にほとんど見えない。
【００４２】
さらに詳細を説明すると、光ビームは光ビーム発生システム７において、小型スクリーン７ｂと連携する光学デバイス７ａ（このデバイスは、情報画像に対する拡大機能および位置決め機能の一部を実行してもよい）によって整形され、次にこの光ビームはレンズ３内部への導入を最適化する入射面６ａを透過する。
【００４３】
光学挿入体５は、45°未満の鋭角αおよびβを持ち、光ビーム伝播方向に対して平行に延びる台形断面を示す菱形プリズム型の光ガイドによって構成されている。
【００４４】
この挿入体は透明材料、鉱物ガラス、またはプラスチック材料によって製造され、全可視スペクトラムに亘ってレンズを構成する材料のものと実質的に等しい屈折率を持つ。これは不快なプリズム作用を除去し、隔離光学挿入体が見える程度を最小限に抑えるのに役立つ。
【００４５】
この光学挿入体は以下のものから構成される。
（１）平坦、平行であって光ビームが反射される、二つの反射面５ａおよび５ｂ、
（２）前記二つの反射面５ａおよび５ｂに対して45°未満の角度αで傾斜し、当該光学挿入体５によって構成される光ガイドに沿って伝播するように光ビームを偏向するのに用いられる反射平面５ｃ、そして
（３）前記二つの平行反射面５ａおよび５ｂに対して45°未満の角度βで傾斜し、光ビームをユーザーの眼の方に向けるための結合要素として用いられる反射平面５ｄ。
【００４６】
これらの反射面は半透明鏡面処理によって実現されてもよい。あるいは、アルミニウムまたは二酸化ケイ素によって構成されてもよい。また例えば、真空蒸着によって複数層処理を施し、薄層から成る積層体を実現してもよい。あるいは他のやり方でホログラフィー光学要素として製造してもよい。
隔離性積層処理の目的は、情報画像経路の光ビームの伝播をレンズに含まれる光学挿入体の内部に限定することである。
【００４７】
例示の態様として、レンズ３は「ミツイ」によって販売され、商標「ＭＲ６」の名前で知られるプラスチック材料であって、可視範囲において下記の屈折率nを持つ材料によって構成されてもよい。
すなわち、
480ナノメートル(nm)において、n=1.605185
546.1nmにおいて、n=1.59779
589.3nmにおいて、n=1.59422
643.8nmにおいて、n=1.5899。
【００４８】
また、隔離光学挿入体の材料に関しては、「オハラ」によって販売され、商標「ＳＴＩＭ８」の名前で知られるプラスチック材料であって、可視スペクトラムにおいて、ほぼ下記の屈折率nを持つ材料を用いることが可能である。
すなわち、
480ナノメートル(nm)において、n=1.60711
546.1nmにおいて、n=1.59911
589.3nmにおいて、n=1.594538
643.8nmにおいて、n=1.59173。
【００４９】
さらに、レンズの後面に近い光学挿入体の面５ｂには隔離処理が施される。この処理によって、入射面６ａを通過した後、挿入体５に進入した光ビームは面５ｂを透過することが可能となる。一方、同時に傾斜面５ｃで、または、大きな平行面５ａにおいて反射された光ビームを反射することが可能となる。
【００５０】
主要光線は小型スクリーンの中心から発射され、この光学システムを伝播して装着者の眼の瞳孔中心に突き当たる光線である。従って、この隔離処理によって主要光線が隔離光学挿入体に進入する際、透過する第１面５ｂに対する入射角ｉtに近似する入射角を持つ光ビームに対し、極めて高度な伝播性が確保される。
図３に示すように、進入時のこの入射角は実質的に直角入射角、すなわち、角度ｉtがゼロ（０）であると好都合である。
【００５１】
一方この隔離処理によって、主要光線が傾斜反射面５ｃで第１回目の反射をした後、この光線の入射角ｉrに近似する入射角において、平行反射面５ｂに入射する主要光線に対して極めて高度の反射率、すなわち80%を超える反射率が確保される。
【００５２】
この隔離処理は、図３の矢印Ｆによって表されるように、レンズを介するユーザーの視覚を妨げないように透明とされる。なぜなら、レンズは直角入射角近傍では透明となっているからである。
他方の大型反射面５ａも同じ隔離処理を用いて製造されると好都合である。
隔離処理は、反射で動作する厚いホログラムによって実行してもよいし、あるいは、特別な積層処理によって実行してもよい。
【００５３】
(実施例３)
この特別な積層隔離処理の実施例を、図４を参照しながら以下に説明する。
図４は別の実施態様を示す。前述の図面と共通の要素には、同じ参照記号が付されている。
この図において、小型スクリーン７ａに付属する光学要素７ｂは、その面の内の一つが光を反射するように配置されるプリズムレンズである。
【００５４】
複数の光ビームが表されているが、情報観察方向と呼ばれる情報虚像の中心を指し示す情報光経路の主要光線ＲＩの方向が図示されている。
さらにまた、装着者によって観察される周辺部の視界Ｅの図形も見て取ることができる。矢印Ｆは周辺部から発せられ、隔離光学挿入体を貫通して装着者の眼に達する光線を表す。
【００５５】
積層処理体すなわち異なる材料、異なる屈折率を持つ材料から成る様々な薄層から形成される積層体が大型反射面５ａおよび５ｂの表面に溶着される。
この処理によって、光の入射角および偏光度に応じて変化する性質が現れる。この処理を設計し最適化するには、このことを念頭に置く必要がある。
【００５６】
光学システム全体としての光ビームの伝播、特に隔離挿入体５における光ビームの伝播は、装着者によって知覚される見かけのサイズに依存する鋭角な円錐形の視野内で行われる。
【００５７】
図４に示す光学システムの視野は10°であるが、当該システムでは、結合要素５ｄおよび第１傾斜反射面５ｃは両方ともアルミニウム被覆ミラーによって構成され、伝播時の入射角ｉtおよび反射時の入射角ｉrの変動は上記視野の半分に実質的に等しい、すなわち実質的に５°に等しい。
【００５８】
結合要素５ｄがホログラフィー光学要素で構成される場合、光ビームの伝播時の入射角ｉtおよび反射時の入射角ｉrの変動は、正確には視野の半分ではない。それにもかかわらずホログラフィー光学要素がビーム発生システム７のレンズ７ａに比べて低い倍率を持つ場合、この変動は視野の半分に極めて近似する。
【００５９】
いずれにしろ光学計算ソフトウェア、例えば、「Optical Research Associates」から販売される「Code V」を用いれば、結合要素５ｄの倍率によらず、また情報伝達経路の整形のために用いられる光学的結合によらず、大型反射面５ａおよび５ｂにおける入射角ｉrの変動範囲を求めることが可能である。
【００６０】
後述の実施例ではミラー型結合要素５ｄが考察されるが、同時に反射時の入射角ｉrの変動が±5°、すなわち情報レンズにおける10°の視野に一致する場合が考えられる。
【００６１】
さらに小型スクリーンは直線偏光を持つ光を発射し、かつ上記大型反射面５ａおよび５ｂに対する入射では偏光度Ｓを伴うと見なされる。偏光度Ｓは、上記面において入射平面に対して垂直である。
【００６２】
図４に示す光学的結合において、角度αおよびβは互いに等しく30°であり、大型反射面５ａおよび５ｂにおける反射時の入射角は、角度ｉrの60°プラスまたはマイナス５°の間にある。すなわち、55°から65°の範囲にある角度ｉrとなる。
大型反射面５ａおよび５ｂにおける反射の数も大きく、さらに厳密に言うと、この実施例ではこのような反射が５回ある。
【００６３】
本実施例において入射は直角である、すなわち入射角度ｉtは0°に等しい。
本システムにおける光ビームの伝播は下式で与えられる。
すなわち、
Ｔシステム（λ）＝Ｒｓ[５ａ](ｉr)E(N/2)・Ｒｓ[５ｂ](ｉr)N-E(N/2)・Ｔ(ｉt)2(λ)・Ｒｓ[５ｃ](λ)・Ｒｓ[５ｄ](λ)
【００６４】
隔離処理は同一であることを考えると、これは下式を与える。
すなわち、
Ｔシステム（λ）＝Ｒｓ[５ａ](ｉr)N(λ)・Ｔ(ｉt)2(λ)・Ｒｓ[５ｃ](λ)・Ｒｓ[５ｄ](λ)
式中、
λ：波長、
Ｒｓ[５ａ](ｉr)(λ)：入射角ｉrおよび偏光度Ｓに対する積層処理体５ａのスペクトラム反射率、
Ｔ(ｉt)(λ)：入射角ｉtに対する積層処理体５ａのスペクトラム透過率、
Ｒｓ[５ｃ](λ)：対応する入射角（この例ではαに等しい）および偏光度Ｓに対する反射処理体５ｃのスペクトラム反射率、
Ｒｓ[５ｄ](λ)：対応する入射角および偏光度Ｓに対する結合要素５ｄのスペクトラム反射率、
Ｎ：光ガイド面５ａおよび５ｂにおける反射の合計数、
である。
【００６５】
レンズと空気界面における損失は無視される。眼科光学において通例である種類の抗反射処理を適用することによって、事実この損失は極小となると仮定することが可能である。
Ｒｓ[５ｃ](λ)・Ｒｓ[５ｄ](λ)は、隔離光学挿入体（アイソレータ）がどのように処理されるかという問題とは独立であることに注目すべきである。
【００６６】
従って、複数の薄層から成る積層体を設計する場合、最大化するために下記の誘導方程式を考慮することが可能である、すなわち、
Ｔ誘導（λ）＝Ｒｓ[５ａ]N(λ)・Ｔ(ｉt)2(λ)
【００６７】
このことは、良好な伝播を維持するためには反射率Ｒｓが高くなることが必要であり、できれば可視範囲において80%-90%を超えることが好ましいことを意味する。
従って、Ｒｓ5は30%を超える。Ｔ誘導（λ）は、少なくとも、可視スペクトラムの全ての波長において30%を超えるように、かつ可視スペクトラムのほとんどの波長において、特に555nmの周辺に存在する眼球のスペクトラム光反応の、感受性ピークの周辺では50%を超えるように選ばれる。Ｒｓはできるだけ高い方が好ましい。
【００６８】
さらに、透視視覚のために隔離光学挿入体（アイソレータ）を通過するレンズの視覚透過度τvアイソレータは、できるだけ高くなければならない。τvアイソレータは、二つの大型反射面５ａおよび５ｂの透過度と定義される。
その値は、曲線Ｔ(ｉt)2(λ)、およびＤ６５発光体、およびＣＩＥ（国際照明委員会）によって設けられた標準を適用した場合の眼球の光感受性から計算される。
τvアイソレータの値は可視域に亘って90%を上回るのが望ましい。
【００６９】
次に、下記の値を最適化することが必要である。
すなわち、
（１）入射角ｉr＝55°、60°、および65°に対する400nmから700nmの可視域におけるスペクトラム反射率Ｓ、
（２）可視スペクトラム全域における直角入射におけるスペクトラム透過率および、
（３）Ｄ６５発光体および眼球の光感受性に基づくＣＩＥ標準によって定義される視覚透過度τv
の値である。
【００７０】
これらの値を最適化するために、複数の薄層から成る積層体が上述する性能基準を満足するように適当なソフトウェアパッケージ、例えば「Essential MacLeod」を用いて設計される。
【００７１】
例示すると、下表１に特定される９個の層から成る積層体では、図５のグラフに示すように可視域に亘って80%を超え、実質的に500nmに等しい波長においては90%を超える隔離挿入体のスペクトラム反射率Ｒｓが得られる。
同グラフにおいて、曲線Ａでは55°の入射角に対し、曲線Ｂでは60°の入射角に対し、曲線Ｃでは65°を超える入射角に対するスペクトラム反射率Ｒｓをプロットする。
同じ積層体において、図６のグラフに示すように、90%を超えるτv値をもたらすスペクトラム透過率Ｔ(ｉt)λが得られる。
【００７２】
この実施態様では、光学挿入体とレンズを構成する材料として「ＭＲ８」が用いられた。
【表１】
2008506980.tif 000003
【００７３】
さらに本発明によれば、装着者の視覚は情報画像Ｉおよび周辺部の視界Ｅの両方について必要に応じて矯正することが可能である。
図４において、周辺部の視界Ｅに関する装着者の視覚は眼科レンズ３または眼鏡によって、および前記レンズの前面１および後面２の組み合わせによって矯正される。
【００７４】
単一焦点レンズでは、眼鏡の倍率は装着者の要求する矯正に一致し、前面１によって与えられる倍率および後面２によって与えられる倍率の合計に等しい。この倍率は、装着者が見つめる方向すなわちその情景がそれを通して見つめられる眼鏡の部分、から独立する。
【００７５】
レンズの厚みを無視すれば下記の近似式が成り立つ。厳密な方程式は当業者には既知の、グルストランド（Gullstrand）の式を用いて得ることが可能である。
Ｐ矯正＝Ｐ前面１＋Ｐ後面２
において
Ｐ前面1=(ｎ-１)/Ｒ１
式中、ｎは眼鏡の屈折率であり、Ｒ１は前面１の曲率半径であり、かつ、
Ｐ後面2＝(１-ｎ)/Ｒ２
式中、ｎは眼鏡の屈折率であり、Ｒ２は後面２の曲率半径である。
【００７６】
情報画像Ｉは光ビーム発生システム７において、画像の焦点を調節することによって矯正される。情報の光路は眼鏡の前面１を通過しないので、情報画像化の経路において実行可能な光学的矯正は後面２の倍率に等しい。
従ってこの矯正は、装着者に対して処方される視覚矯正とは一致しない。それ故に、光ビーム発生システム７の焦点を変えることによって矯正不足を補うのが適切である。この補正はレンズ前面１によって与えられる倍率と等しくなければならない。
【００７７】
多重焦点レンズの場合、眼鏡によって与えられる視覚矯正は観察方向、すなわち装着者がレンズを通して情景を見る眼鏡の部分に依存する。従って、この矯正倍率は上記と同様に記載することが可能である。ただし、観察方向に限定される。
【００７８】
情報画像の経路に係る倍率を補正する場合、情報観察方向ＲＩに沿った倍率に注意しなければならない。
考慮しなければならない曲率半径は、この観察方向ＲＩと眼鏡の交点近傍に存在するものである。その位置を考慮に入れるならば、倍率を定義するための近似式は同一である。
すなわち、
Ｐ矯正＝Ｐ前面1＋Ｐ後面2
において
Ｐ前面1=(ｎ-１)/Ｒ１
式中、ｎは眼鏡の屈折率であり、Ｒ１は観察方向ＲＩの近傍における前面１の曲率半径であり、かつ
Ｐ後面2＝(１-ｎ)/Ｒ２
である。
式中、ｎは眼鏡の屈折率であり、Ｒ２は観察方向ＲＩの近傍における後面２の曲率半径である。
【００７９】
さらに眼科レンズ３は、その矯正機能のために画像の経路が装着者に情報画像Ｉを提示する両眼転導性（vergence）に影響する。なぜなら、この画像はレンズの後面２を通過するからである。
【００８０】
理想的な両眼転導性（vergence）はVerg理想的と表されるが、これは正視な（emmetropic）装着者に対して情報画像Ｉを表示するのに必要な両眼転導性をジオプターＤで表した値を表す。
またこれは、装着者の正視眼球と情報虚像間の、メートルで表した代数距離の逆数である。この代数方向は光伝播方向によって決められる。情報画像が装着者の前面に現れることが望ましい場合には距離は負になる。
【００８１】
例えば、もしも情報画像Ｉがあたかも装着者の前方１ｍの所に位置するスクリーンを見つめるかのように、装着者の眼球４の前方１メートル(ｍ)に現れるようにすることが望ましい場合、下記の理想的な両眼転導性（vergence）が得られる。
すなわち、
Verg理想的＝−１Ｄ
【００８２】
装着者が屈折異常者（ametropic）である場合、この視覚はレンズの倍率で矯正する必要がある。この矯正は、レンズ３によって周辺部の視界を観察する場合に問題となる観察方向ＲＩにおいて、レンズの倍率を装着者が要求する矯正倍率に等しくすることによってなされる。
この矯正倍率は概ね下記のようになる。
すなわち、
Ｐ矯正＝Ｐ前面1＋Ｐ後面２
【００８３】
従って、屈折異常の装着者に対し理想的な条件下で情報画像Ｉを適正に見ることを可能とするためには、情報画像部分とレンズ３によって構成される光学システムは、両眼転導性（vergence）においてこの情報画像が下式を満足することが必要である。
すなわち、
Ｐ情報画像＝Verg理想的＋Ｐ矯正
【００８４】
情報画像の光ビームの経路は、レンズ前面１を通過しないのであるから、レンズによって情報画像経路に与えられる倍率はＰ後面２のみである。
隔離挿入体５に結合した光ビーム発生システム７の光学システムが、情報画像Ｉを表示する時の両眼転導性（vergence）をＰ画像装置と書き表すとすると、装着者に対し良好な条件下で画像を提供するためには、倍率（power）Ｐ画像装置は下式を満足するように調整されることが望ましい。
すなわち、
Ｐ画像装置＋Ｐ後面２＝Verg理想的＋Ｐ矯正＝Verg理想的＋Ｐ前面１＋Ｐ後面２
【００８５】
従って、光ビーム発生器７の焦点調節は、隔離挿入体５と結合する光学システムが下式に表すように調整されなければならない。
すなわち、
Ｐ画像装置＝Verg理想的＋Ｐ前面１
【００８６】
従って、視覚矯正を要する装着者に対する矯正を実現する一対のレンズ前面１とレンズ後面２について、情報レンズは観察線ＲＩに沿って下記の二つの方程式を満足しなければならない。
すなわち、
Ｐ矯正＝Ｐ前面１＋Ｐ後面２
および、
Ｐ画像装置＝Verg理想的＋Ｐ前面１
【００８７】
乱視を矯正する場合、その矯正はその屈折異常（ametropia）を周辺部の視界の観察と情報画像の観察の両方について同時に矯正可能とするように、レンズ後面２によって実施するのが好ましい。
【００８８】
図７から図８に、本発明によるレンズの製造方法が示される。
前述したように、光学挿入体５は全体がレンズ３の中に含まれる。レンズを製造するための金型は実質的に二つの金型部分を含む。すなわち、レンズ３の前面１を成形するための第１光学金型10Ａ、およびレンズ後面２を成形するための第２金型部分10Ｂである。
【００８９】
光ビーム発生システムの光学要素によって発射される光ビームが導入される入射面６ａは、レンズ内部に成形された腔の底部を構成することによって形成される。
この成形された腔は、第２金型部分10Ｂに固定される留め部材10Ｃによって成形されるが、金型部分と一体であることが好ましい。光学挿入体５は、成形前に接着剤によって留め部材に一時的に固定される。留め部材10Ｃは第２金型部分10Ｂの側縁に設置される。
【００９０】
図８に示すように、挿入体が留め部材の上に固定され、モノマーが鋳込まれ、金型で加熱されて重合化され、図９に示すようなレンズが得られる。
挿入体５は、成形前に１層の同じモノマーによって留め部材10Ｃに一時的に固定されるのがもっとも好ましい。この場合、挿入体を接着するのに働いたモノマーの薄層が金型除去後には入射面６ａにおいて挿入体を被い、かつレンズ３の残余部分と同じ屈折率を示す薄層となるからである。
【００９１】
この二つ金型部分10Ａまたは10Ｂは、望ましくは、すぐにフレームに配置することのできる完成レンズを製造するか、あるいは未完成レンズ、すなわち使用可能となるためには少なくともさらに１回の処理、例えば表面処理を受ける必要のあるレンズを製造するのかに応じて、平面であっても曲面であってもよい。
【００９２】
これらの金型部分は金属、例えば分解が可能なＴｉＣＮ処理によってコーティングしたＸ１５スチールから製造されてもよい。
金型部分は熱可塑性有機材料で形成されてもよいが、使用するモノマー樹脂、例えばポリプロピレンまたはＴＰＸに接着しない材料から形成されることが好ましい。
金型部分は、例えば「トップコート（top coat）」、または、重合性樹脂に添加される金型剥離剤から成るコーティングを持つ無機材料から構成されていてもよい。
【００９３】
使用される材料が何であれ、第２金型部分10Ｂは位置決めおよび識別のために微細マークを含んでもよい。マークされた微小円は、挿入体５が三次元的に位置づけられ、適切な表面処理が確実に施されるようにレンズに転送される。さらに留め部材10Ｃも、その上面に挿入体５が適切に配置されるのを可能とするためのマーキングがなされる。
【００９４】
例えば、モノマーはＭＲ６であってもよい。ＭＲ６ＵＶの薄層を用いて、挿入体５を留め部材10Ｃに接着することも可能である。
挿入体を支える留め部材10Ｃの表面は接着剤によって被覆され（接着剤は、できればＭＲＭＵＶであることが好ましい）、挿入体が金型の上に設けられたマーキングに基づいて、適当な道具によって留め部材の上に位置づけられる。
挿入体は留め部材に対して押しつけられ、そのまま接着剤が重合化するまで保持される。ＭＲ６を用いた場合、重合は特定の光重合開始剤によって始動される。これによってＵＶ照射の下で重合が急速に起こることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明により、信頼度の高い方法で大量生産を可能としながら、一方でユーザーの視覚の矯正も可能とする眼科ディスプレイの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１は、第１の実施態様を構成するレンズを含むディスプレイの断面図である。
【図２】図２は、第２の実施態様におけるレンズを含むディスプレイの断面図である。
【図３】図３は、第２の実施態様におけるレンズを含むディスプレイ断面の詳細図である。
【図４】図４は、別の実施態様におけるレンズを含むディスプレイの断面図である。
【図５】図５は、レンズの一部を形成する隔離挿入体のスペクトラム反射率を示すグラフである。反射率は波長の関数としてプロットされている。
【図６】図６は、レンズの一部を形成する隔離挿入体のスペクトラム透過率を示すグラフである。透過率は波長の関数としてプロットされている。
【図７】図７は、本発明によるレンズを製造方法を示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の製造方法に用いられる金型の垂直断面図である。
【図９】図９は、本発明の製造方法によって得られるレンズの長軸断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
Ｉ：情報内容
ＲＩ：主要光線
Ｅ：周辺部の視界
１：（レンズ）前面
２：（レンズ）後面
３：レンズ
４：（装着者の）眼球
５：隔離光学挿入体（アイソレータ）
５ａ：平行反射面
５ｂ：平行反射面
５ｃ：傾斜反射面
５ｄ：傾斜反射面
６：（成形された）腔
６ａ：入射面（成形された腔の底面）
７：光ビーム発生システム
７ａ：光学デバイス
７ｂ：小型スクリーン
８：挿入片
８ａ：入射面
９：出口ゾーン
10：機械的インターフェース
10Ａ：第1金型部分
10Ｂ：第２金型部分
10Ｃ：留め部材（stud）
【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７】
2008506980.tif 000008
【図８】
2008506980.tif 000009
【図９】
2008506980.tif 000010
【図５】
2008506980.tif 000011
【図６】
2008506980.tif 000012
【国際調査報告】
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2008506980.tif 000014
2008506980.tif 000015
2008506980.tif 000016
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