(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの電気適応性区域を備えている眼鏡レンズ装置であって、その眼鏡レンズ装置の光学的性質を電気的手法で調整することのできる眼鏡レンズ装置に関するものである。この眼鏡レンズ装置は、事前規定されたあるいは事前規定可能な調整区域の光学的性質を周囲区域における光学的性質とは基本的に独立している電気的手法で調整することができるような手法で、構成されている。本発明は、電気適応性区域の一部区域についての、調整区域および周囲区域のそれぞれに関するものでもある。調整区域および周囲区域は共通の区域ではない。本発明はさらに、眼鏡レンズ装置を備える一対の眼鏡に、本発明の眼鏡レンズ装置の使用に、また、電気適応性区域を操作する方法に関するものでもある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電気適応性区域を備える眼鏡レンズ装置であって、この眼鏡レンズ装置の光学的性質を電気的に調整することができ、そのために、
−  眼鏡レンズ装置は、事前規定されたあるいは事前規定可能な調整区域における光学的性質を周囲区域における光学的性質とは事実上独立して電気的に調整することができるような手法で、構成されており、
−  調整区域および周囲区域は、電気適応性区域の副区域であり、また、
−  調整区域および周囲区域は、どのような共通の区域も示さない、
眼鏡レンズ装置。
【請求項２】
調整区域の位置、寸法および／または光学的性質は、時間的に変更しかつ／または調整することができる、請求項１に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項３】
電気適応性区域は、この眼鏡レンズ装置の眼球側面に、レンズ側面に、かつ／または、眼球側面とレンズ側面との間に、配置されている、請求項１から２のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項４】
電気適応性区域は、実質的に平面の手法で構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項５】
−  眼鏡レンズ装置は、眼球の位置および／または運動を検出することによって眼球の視線を見出すように構成されている眼球トラッキング装置を備えており、
−  眼球トラッキング装置は、ビジュアルポイントを決定するように構成されており、ビジュアルポイントは、電気適応性区域の眼球側面との視線の交差点に対応しており、また、
−  調整区域の位置は、調整区域が前記ビジュアルポイントを備えているような手法で調整することができる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項６】
調整区域の幾何学中心点は、事実上、前記ビジュアルポイントの位置に定置されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項７】
調整区域の位置、寸法および／または光学的性質は、少なくとも１つの導電性電極によって調整することができる、請求項１から６のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項８】
眼鏡レンズは、複数の導電性電極を備えている、請求項１から７のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項９】
調整区域は、約１０ｍｍ２〜１００ｍｍ２の範囲にある区域、とりわけ約３５ｍｍ２〜５５ｍｍ２の範囲にある区域を事実上示している、請求項１から８のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項１０】
調整ユニットは、眼鏡レンズ装置の標準化操作位置において、頂点球体の表面における調整区域の突出部が、約１０ｍｍ２〜１００ｍｍ２の範囲にある区域、とりわけ約３５ｍｍ２〜５５ｍｍ２  の範囲にある区域を事実上示しており、ここで、頂点球体が球体であり、その中心点が眼球の回転の点に一致し、かつ、その半径が眼鏡レンズ装置の標準化操作位置における頂点からの眼球の回転の点の距離に等しいような手法で、調整区域を調整するように構成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項１１】
調整区域は、回折光学的性質を示している、請求項１から１０のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項１２】
調整区域は、勾配レンズの性質を事実上示している、請求項１から１１のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項１３】
複数の電気適応性要素区画をさらにまた備えており、調整区域は、少なくとも１つの電気適応性要素区画を備えている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項１４】
調整区域は、複数の電気適応性要素区画を備えている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置を少なくとも１つ備える眼鏡。
【請求項１６】
調整区域の光学的性質は、眼鏡装着者の個人データに適合するように調節される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置の少なくとも１つの使用。
【請求項１７】
−  眼鏡レンズ装置を設けるステップ、
−  調整区域の光学的性質が眼鏡装着者の処方箋における事前規定値に事実上適合するような手法で電気適応性要素の調整区域を調整するステップ、
を備えている、請求項１から１４のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ装置の電気適応性区域を操作する方法。
【請求項１８】
調整区域の光学的性質は、眼鏡装着者の個人データに適合するように調節される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
−  眼球トラッキングシステムによって視線を検出するステップ、
−  電気適応性区域の眼球側面との視線の交差点であるビジュアルポイントを決定するステップ、
−  調整区域がビジュアルポイントの位置を事実上備えているような手法で調整区域を定置するステップ、
をさらに備えている、請求項１７または１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、電気適応性区域が備わっている眼鏡レンズ装置、眼鏡、少なくとも１つの眼鏡レンズ装置の使用、および少なくとも１つの眼鏡レンズの電気適応性区域を操作する方法に関する。
【関連技術】
【０００２】
電気適応性区域の備わっている眼鏡レンズが最新技術で存在している。電気適応要素は例えば、ある面、例えば眼鏡レンズの眼球側面に装着された薄い液晶性フィルムである。この液晶性フィルムへ電圧を印加することによって、液晶性フィルムの屈折率は、変化することがあり、従って調整することができる。例えば、液晶性フィルムが眼鏡レンズの眼球側面に配置されると、液晶性フィルムが眼球に対向している全表面を実質的に覆い、眼鏡レンズの眼球側面全体の屈折率は変化することがある。これに対して、液晶性フィルムが眼鏡レンズの眼球側面の副区域にだけ配置されると、その結果、液晶性フィルムが配置された眼鏡レンズの眼球側面の副区域における（屈折率が変化した）液晶性フィルムの屈折率が変化する。
【０００３】
しかしながら、従来技術の装置では、例えば老人性遠視のために必要な屈折率を実現することのできない特徴構成である屈折率のごく小さい変化が可能になるだけである。屈折率のより大きい変化を実現するためには、例えば液晶性フィルムの厚さを増大させることができる。しかしながら、この取り組みには、光学現象に関する、そして具体的には眼鏡の透光性に関するマイナスの影響があり、また、加えて、液晶層の屈折率の変化を散乱させるための高電圧の使用が必要になる。さらにまた、厚い液晶層では、反応時間がきわめて遅いものになる。
【０００４】
代案として、例えば最新技術では、液晶層の厚さを減少させるために、液晶をフレネルレンズと組み合わせることができる。しかしながら、隣接する実効縁部どうしの間の縁部の人為現象を妨害すると、像質が減少する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、電気適応要素が備わっていて、光学性能が改善された眼鏡レンズ装置を提供することである。さらにまた、本発明の目的は、対応する眼鏡レンズ装置についての使用と電気適応性区域を操作する方法とともに、適切な眼鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの目的は、請求項１に記載されたような眼鏡レンズ装置、請求項１５に記載されたような眼鏡、請求項１６に記載されたような少なくとも１つの眼鏡レンズ装置の使用、および請求項１７に記載されたような電気適応性区域を操作する方法によって達成される。好ましい設計は、従属請求項の主題である。
【０００７】
本発明は、少なくとも１つの電気適応性区域を備える眼鏡レンズ装置であって、この眼鏡レンズ装置の光学的性質を電気的に調整することができ、そのために、
−  眼鏡レンズ装置が、事前規定されたあるいは事前規定可能な調整区域における光学的性質を周囲区域における光学的性質とは事実上独立して電気的に調整することができるような手法で、構成されており、
−  調整区域および周囲区域が、電気適応性区域の副区域であり、また、
−  調整区域および周囲区域が、どのような共通の区域も示さない、
眼鏡レンズ装置からなっている。
【０００８】
従って、電気適応性区域は、２つの分かれた区域、すなわち調整区域と周囲区域とからなっている。周囲区域は、実質上、調整区域のない電気適応性区域である。好ましいのは、本発明の眼鏡レンズ装置は、調整区域と称されている電気適応性区域の副区域を電気的操作の目的のために選ぶことができるようして構成されていることである。この電気的操作は、調整区域の光学的性質を調整するために、電流および／または電圧によって実行される。具体的には、周囲区域、すなわち残っている電気適応性区域の光学的性質は、調整区域における光学的性質の変化とは基本的に独立している。
【０００９】
従って、それは、電気適応性区域全体の光学屈折率のような光学的性質ではなく、本発明に係る眼鏡レンズ装置によって調整される調整区域だけの光学的性質である。その結果、屈折率の最大変化は、調整区域において、すなわち電気適応性区域の副区域において実現することができる。従来の装置では、この変化は電気適応性区域全体にわたってだけ達成される。従って、従来技術とは対照的に、屈折率の比較に値する変化は、より小さい面、すなわち調整区域の面にわたる有利な手法で達成することができる。それ故、調整区域において、従来の装置における光学的効果と比較して、より大きい光学的効果（屈折力）をもたらすことができ、電気適応性区域の全体にわたって、最大の屈折率変化あるいは利用可能な屈折率変動がもたらされる。
【００１０】
好ましいのは、電気適応性区域が薄い液晶層を示すことである。電圧を印加することによって、その液晶層の屈折率を変化させることができる。加えて、屈折率の変化は、液晶の性質のために、かつ／または、印加された電圧のために、制限される。その結果、電気適応性区域へ印加された所定の電圧で、電気適応性要素の区域にわたる明確な効果の増大を達成することができる。しかしながら、同じ電圧が電気適応性区域の小さい副区域、調整区域へ好ましく印加されたときには、より小さい３次元延長線にわたる同じ屈折率増大を達成することができ、従って、例えば電気適応性区域の全体にわたって現れるものよりも大きい光学的効果が達成される。
【００１１】
好ましいのは、眼鏡レンズ装置がまた、本発明の好ましい設計によって調整ユニットを備えていることである。調整ユニットの使用で、電気適応性区域の事前規定されたあるいは事前規定可能な調整区域は、明確に選択しかつ／または作動することができる。言い換えれば、調整ユニットの使用で、電圧あるいはむしろ電流は、調整区域における光学的性質を調整することができるような手法で供給することができる。具体的には、調整ユニットの使用で、調整区域の位置および／または寸法は規定しかつ／または調整することができる。好ましいのは、調整ユニットの使用で、調整区域の光学的性質は、例えば印加された電圧および／または電流を変化させることによって調整することができる。加えて、周囲区域の光学的性質は、基本的に影響を受けることなく残される。
【００１２】
好ましいのは、調整区域の位置、寸法および／または光学的性質を時間的に変更しかつ／または調整することができることである。この状況で、「時間的に変更することができる」という概念は、調整区域の位置、寸法および／または光学的性質を変更しかつ／または調整することのできる時間がマイクロ秒〜ミリ秒の範囲にあることを意味している。具体的には、調整区域の位置、寸法および／または光学的性質は、例えば調整区域の位置をビジュアルポイントの位置へ適応することができるような手法で、迅速に変更しかつ／または調整することができる。本発明の状況では、ビジュアルポイントは、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １３６６６：１９９８定義による眼鏡レンズ装置の眼球側面との視線および／または凝視線の交差点である。他の技術用語に関して、参照は関連基準、具体的にはＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １３６６６：１９９８に行われる。さらにまた、使用されている技術用語に関して、参照は、本発明の一体的構成要素が示されている限り、Ｈｅｉｎｚ  Ｄｉｅｐｓ’およびＲａｌｆ  Ｂｅｎｄｏｗｓｋｅ’ｓの書物である、ＨｅｉｄｅｌｂｅｒｇのＯｐｔｉｓｃｈｅ  Ｆａｃｈｖｅｒｏｆｆｅｎｔｌｉｃｈｕｎｇ  ＧｍｂＨによって２００２年に刊行された書物Ｏｐｔｉｋ  ｕｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｋ  ｄｅｒ  Ｂｒｉｌｌｅ〔Ｏｐｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｓｐｅｃｔａｃｌｅｓ〕について行われている。
【００１３】
眼鏡士にとっては、眼鏡レンズ装置を眼鏡装着者へ調節することも可能である。従って、例えば、眼鏡レンズ装置の光学的性質は、装着者の処方箋における数値に調節される。視力が例えば何ヶ月かあるいは何年かにわたって低下すると、眼鏡士は、この視力の低下を眼鏡レンズ装置の光学的性質の変更によって補償することができる。本発明の状況では、「時間的に変更することができる」という用語は、具体的には、何ヶ月かつ／または何年かにわたって、眼鏡士が好ましくは定期的に眼鏡レンズ装置の光学的性質をユーザーの視力の変化した不具合点へ変更する、ことを意味している。
【００１４】
さらにまた、眼鏡士にとって、眼鏡レンズ装置をその眼鏡レンズ装置のユーザーの要求基準へ１回だけ調節して、例えば不可逆処理を実行することが可能である。具体的には、調整区域の光学的性質は永久的に変更することができる。例えば、眼鏡レンズ装置は、事前規定された光学的性質を備えて作られ、販売されるときに、眼鏡士によって、これまた時間的に変更することができることを意味するユーザーの処方箋における数値に適合するように１回、調節される。
【００１５】
好ましいのは、電気適応性区域が眼球側面に、レンズ側面に、かつ／または眼球側面とレンズ側面との間に配置されることである。特に好ましい設計では、電気適応性区域は実質的に平面の手法で構成されている。
【００１６】
さらにまた、眼鏡レンズ装置は、眼球の位置および／または運動を検出することによって眼球の視線を見出すように構成された眼球トラッキング装置を備えているのが好ましい。こういうわけで、ビジュアルポイントは、眼鏡レンズ装置あるいはむしろ眼球トラッキング装置によって決定することができる。この点で、ビジュアルポイントは、視線と電気適応性区域の眼球側面との交差点に対応している。好ましいのは、調整区域の位置を調整区域がビジュアルポイントを備えているような手法で調節することができることである。特に好ましい設計では、調整区域の幾何学中心点が事実上、ビジュアルポイントの位置にあることである。
【００１７】
調整区域の幾何学中心点は、調整区域が実質的に平坦（すなわち、実質的に２次元）であることを除いて、調整区域の質量中心に対応している点であり、また、調整区域は、実質的に一定の密度を示す。幾何学中心点のベクトルＧＳＰは、調整区域の面にわたって一体である面を使用して算出することができる。
【数１】
2008525829.tif 000003
【００１８】
ここで、具体的には、ρは調整区域のユニット区域による一定密度であり、ｄＦは表面要素であり、τは調整区域の面の位置ベクトルである。その結果、幾何学中心点は、質量中心に類似して算出することができ、ここで、一定の質量／体積／密度の代わりに一定の質量／面積／密度が用いられ、また、単位質量が調整区域の質量であると仮定される。
【００１９】
好都合であるのは、本発明の眼鏡レンズ装置における好ましい設計において、ユーザーの凝視方向を事実上任意の時間に決定できることである。要するに、基本的に眼鏡レンズ装置のビジュアルポイントでの調整区域の光学的性質は、ユーザーの処方箋の数値に事実上適合される。それゆえ、電気適応性区域全体の光学的性質をユーザーの処方箋の数値へ適合する必要はない。そうではなくて、その光学的性質を電気適応性区域の小さい副区域である調整区域における数値へ適合することだけが必要である。その光学的性質が調整区域においてだけ適合されるので、光学的性質の適合は有利な手法においてきわめて融通がきくものである。例えば、調整区域の小さい面のために高い光学的効果を達成することができる。この眼鏡レンズ装置は、調整区域の位置をビジュアルポイントへきわめて迅速に調節することができるような手法で構成されているのが好ましい。それゆえ、調整区域の光学的性質は、眼球が動く時間帯に適合することができる。その結果、ユーザーはその光学的性質の適合および／または調整を事実上、認識することがない。具体的には、ユーザーの認識は、その光学的性質が電気適応性区域全体にわたって適合されるときと事実上同じであろう。
【００２０】
本発明の眼鏡レンズ装置によれば、装着者の眼球の像誤差は補正することができ、従って、調整区域における補正効果が作り出される。しかしながら、この眼鏡レンズ装置については、調整区域において変化した規定された光学的性質を示すこともまた可能である。例えば、眼鏡レンズ装置のすでに存在している屈折率は調整区域において増大することができる。しかしながら、例えばこの眼鏡レンズ装置の眼鏡レンズにおける像誤差を有利な方法で補償することもまた可能である。従って、例えば眼鏡レンズ装置および／または眼鏡レンズ装置の眼鏡レンズの製造の間に、より大きい誤差許容範囲が可能になるが、その理由は、それらを調整区域における電子部品によって基本的に補償することができるからである。
【００２１】
調整区域の位置、寸法および／または光学的性質は、少なくとも１つの導電性電極によって規制しかつ／または調整することができるのが好ましい。特に好ましい設計では、この眼鏡レンズ装置には複数の導電性電極が備わっている。これらの導電性電極は電気適応性区域の中にかつ／または上に配置されているのが好ましい。好ましいのは、電気適応性区域が眼鏡レンズ装置および／または眼鏡レンズ装置の眼鏡レンズの眼球側面および／またはレンズ側面を完全には覆っていないことである。しかしながら、好ましいのは、複数の導電性電極が好ましくは規則的間隔で配置されて、眼鏡レンズ装置および／または眼鏡レンズ装置の眼鏡レンズの眼球側面および／またはレンズ側面の全体を事実上覆っていることである。
【００２２】
好ましいのは、電気適応性区域の調整区域が事実上円形であることであり、特に好ましい設計では、調整区域が約１０ｍｍ２〜１００ｍｍ２の範囲にある区域、具体的には約３５ｍｍ２〜５５ｍｍ２の範囲にある区域を示している。
【００２３】
好ましいのは、直径が約６０ｍｍ〜約８０ｍｍの範囲にある標準的な眼鏡レンズでは、調整区域が電気適応性区域の全区域の約０．２％〜約３．６％の範囲を占めることであり、特に好ましいのは、それが電気適応性区域の全区域の約０．７％〜約２．０％の範囲を占めることである。電気適応性区域の全区域における調整区域の構成比は、電気適応性区域の全区域が増大すると、減少する。
【００２４】
好ましいのは、調整区域が、直視のためのユーザーの眼球の開口光路によって貫通される、眼鏡レンズ装置あるいはむしろ眼鏡レンズ装置の眼鏡レンズのある区域および／またはある面を事実上備えるような手法で、調整区域の寸法が選択されることである。例えば、その開口光路は基本的に円錐の形状を示している。
【００２５】
好ましいのは、調整ユニットが、眼鏡レンズ装置の標準化操作位置において、頂点球体の表面における調整区域の突出部が、約１０ｍｍ２〜１００ｍｍ２の範囲にある区域、とりわけ３５ｍｍ２〜５５ｍｍ２の範囲にある区域を事実上示しており、ここで、頂点球体が球体であり、その中心点が眼球の回転の点に一致し、かつ、その半径が眼鏡レンズ装置の標準化操作位置における頂点からの眼球の回転の点の距離に等しいような手法で、調整区域を調整するように構成されていることである。
【００２６】
この眼鏡レンズ装置の標準化操作位置は、眼球の回転点と眼鏡レンズの頂点との間の距離が約１５ｍｍの角膜頂点距離で約２８．５ｍｍである位置である。眼鏡レンズあるいはむしろ眼鏡レンズ装置の前方傾斜角は約８度であり、フレームの傾斜角は約０度である。さらにまた、約６３ｍｍの標準化ひとみ距離がある標準化眼鏡装着者が想定される。
【００２７】
好ましいのは、電気適応性区域の調整区域が回折光学的性質を示すことである。例えば、調整区域では、最大透過点および非透過の格子点あるいはむしろ格子面の周期的変動区域に対応する局部的構造によって、振幅格子を動的に作ることができる。代案として、例えば透過波の位相変調が屈折率の局部変化によって達成されることで第１次回折における構造的干渉によって回折光線偏差が最大になる局部的適応性位相格子を作ることは可能である。好ましいのは、局部回折格子が事実上同心のリングを備えていて、その結果、屈折力の基本的に回転対称的な分布によって、この眼鏡レンズ装置の固有の効果への基本的に一定の遷移が作られることである。
【００２８】
特に好ましい設計では、電気適応性区域の調整区域によって、勾配レンズの性質が事実上示される。それゆえ、屈折率は、好ましくはビジュアルポイントから、および／または、幾何学中心点、すなわち基本的に調整区域の中間から、半径方向外側へ、増大しかつ／または減少する。したがって、屈折率は、幾何学中心点および／または調整区域の中心点からの半径方向距離の関数である。
【００２９】
さらにまた、この眼鏡レンズ装置は複数の電気適応性要素区画を備えているのが好ましい。それゆえ、電気適応性区域の調整区域は、少なくとも１つの電気適応性要素区画を、特に好ましい設計では複数の電気適応性要素区画を備えている。例えば、電気適応性区域は、基本的に平坦な液晶層からなっていてもよく、あるいはむしろ基本的に平坦な液晶層から基本的に作られていてもよい。例えば、基本的に平坦な液晶層の上に電極格子が配置されている。その場合には、要素区画が液晶の３次元区域に基本的に対応しており、そこでは、電極格子へ電圧を印加することで、事前規定された屈折率がもたらされる。具体的には、電気適応性要素区画が、電極格子によって作動することのできる区域の最小単位である（すなわち、事前規定された屈折率をもたらすことのできる区域の最小単位である）。
【００３０】
代案として、少数の電極だけを液晶の上および／または中に配置するとともに、その液晶の屈折率の基本的に連続的な分布が調整区域において達成されるような手法で、それらの電極へ電圧を印加することもまた可能である。
【００３１】
代案として、電気適応性区域については、複数の電気適応性要素区画からなっていることもまた可能である。それぞれの電気適応性要素区画は事実上、規定単位を形成する。それぞれの電気適応性要素区画は、例えば基本的に独立した電気湿潤区画、すなわち、いわゆる電気湿潤原理に基づいた区画であってもよい。こういうわけで、それぞれの電気適応性要素区画には、電極によって電圧が印加される。電気湿潤原理で作動するそれぞれの電気適応性要素区画には、例えば異なった屈折率および同一の密度を有している基本的に透明な２種の液晶が備わっており、これらの液晶の一方は無極性のものであり、他方は有極性のものである。電気湿潤区画へ電圧を印加することによって、２種の不混和性液晶の形態のために、マイクロレンズを作ることができる。電気湿潤原理に基づいたこのような区画の寸法は、調整区域の寸法に事実上等しいことがある。しかしながら、調整区域については、複数のそのようなレンズを備えることもまた可能である。それゆえ、調整区域の光学的性質は、電気湿潤原理に基づいてそれらの区画へ電圧を調整しかつ／または印加することによって、変更される。
【００３２】
好ましいのは、電気適応性要素区画が眼鏡レンズ装置の中に、特に好ましい設計においては眼鏡レンズ装置の眼鏡レンズの中に埋め込まれていることである。
【００３３】
さらにまた、電気適応性要素区画は、眼鏡レンズ装置の表面に、特に好ましい設計においては眼鏡レンズ装置の眼鏡レンズの表面に配置されている。
【００３４】
特に好ましい設計においては、電気適応性要素区画は、事実上均等に配置され、それによって、眼鏡レンズ装置が、特に好ましくは眼鏡レンズ装置の眼鏡レンズが、電気適応性要素区画によって事実上全体的に覆われている。言い換えると、それぞれのビジュアルポイントが電気適応性要素区画の中に位置しているので、要素区画どうしの間に自由空間は基本的に存在しない。
【００３５】
さらにまた、本発明は、少なくとも一つの眼鏡レンズ装置の眼鏡に関するものである。
【００３６】
さらにまた、本発明は、眼鏡における、本発明による眼鏡レンズ装置の少なくとも１つの使用に関するものである。こういうわけで、電気適応性区域の調整区域の光学的性質は眼鏡装着者の個人データへ適合される。
【００３７】
好ましいのは、調整区域の位置および／または寸法を、凝視方向に合致するように、すなわち眼鏡レンズ装置のユーザーのビジュアルポイントに合致するように、適合できることである。それゆえ、事実上そのビジュアルポイントを備えている調整区域では、眼鏡レンズ装置の光学的性質は、眼鏡装着者の処方箋の数値に事実上適合される。さらにまた、調整区域の位置は、凝視方向を変更することによってビジュアルポイントが変更される時間帯において、基本的に変更されるのが有利であろう。言い換えれば、調整区域の位置は、ビジュアルポイントの位置とともに事実上動く。
【００３８】
さらにまた、本発明は、
−  少なくとも１つの眼鏡レンズ装置を設けるステップ、
−  調整区域の光学的性質が眼鏡装着者の処方箋における数値に事実上適合するような手法で少なくとも１つの電気適応性区域の調整区域を調整するステップ、
を備えている、本発明の少なくとも１つの眼鏡レンズ装置の少なくとも１つの電気適応性区域を操作する方法に関するものである。
【００３９】
好ましいのは、電気適応性区域の調整区域の光学的性質が、本発明の方法によって、眼鏡装着者の個人データに適合するように調節されることである。
【００４０】
好ましいのは、本発明の方法が、次の付加的ステップ、すなわち
−  眼球トラッキングシステムによって視線を検出するステップ、
−  電気適応性区域の眼球側面との視線の交差点であるビジュアルポイントを決定するステップ、
−  調整区域がビジュアルポイントの位置を事実上備えているような手法で調整区域を定置するステップ、
を備えていることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明は、単なる例として機能する好ましい実施形態の添付図面によって、以下に説明されている。
【００４２】
図１は、本発明の好ましい設計による、眼鏡レンズ装置１０を備える好ましい眼鏡１の正面からの模式図である。眼鏡レンズ装置１０は、電気適応性区域１４がある従来型の眼鏡レンズ１２を備えている。電気適応性区域１４は、例えば眼鏡レンズ１２の眼球側面１６の上に液晶の薄い層を施すことによって、作られている。さらにまた、電気適応性区域１４は複数の電極１８からなる電極格子を備えている。さらにまた、図１は調整区域２０を示している。調整区域２０は電気適応性区域１４の副区域を表している。それゆえ、この好ましい設計では、調整区域２０は９つの電気適応性要素区画２２からなっているのが好ましい。さらにまた、図１は、ビジュアルポイントＤＰと事実上一致する、調整区域２０の幾何学中心点ＧＳＰを示している。電気適応性区域１４の残り区域は周囲区域２４である。
【００４３】
さらにまた、好ましい眼鏡レンズ装置１０は、眼球（図示略）の凝視方向を検出するとともにその凝視方向からビジュアルポイントＤＰを決定するように構成された眼球トラッキングシステム２６を備えている。電気適応性区域１４の複数の電気適応性要素区画２２から、好ましくは調整区域２０によって事実上包囲されたそれらの電気適応性要素区画２２から、電流あるいはどちらかと言えば電圧を事実上印加するように、調整ユニット２８が構成されている。この設計では、調整区域２０は例えば９つの電気適応性要素区画２２からなっている。調整ユニット２８は、それらの電気適応性要素区画２２へ、ビジュアルポイントＤＰの備わった電気適応性要素区画２２に基本的に隣接している電極１８を介して電池３０から電圧および／または電流を事実上印加する。好ましいのは、本発明の好ましい設計の電気適応性要素区画２２が基本的に正方形断面を示すことである。それゆえ、調整区域２０もまた、基本的に正方形断面を示す。従って、電気適応性要素区画２２には、調整区域２０の中心にビジュアルポイントＤＰが備わっている。
【００４４】
図２は図１の眼鏡レンズ装置１０を示しており、そのビジュアルポイントＤＰの位置は図１に対して変化している。ビジュアルポイントＤＰの修正位置に従って、調整区域２０の位置もまた修正された。調整区域２０にもまた、９つの電気適応性要素区画２２が備わっており、これらは正方形の形状に構成されている。中心要素区画２２、すなわち調整区域２０の幾何学中心点ＧＳＰに事実上位置している要素区画２２には、ビジュアルポイントＤＰが備わっている。調整区域２０のビジュアルポイントＤＰと幾何学中心点ＧＳＰとは基本的に同じである。
【００４５】
調整区域２０は電気適応性勾配レンズを形成しているのが好ましい。屈折率は、中心から、基本的には幾何学中心点ＧＳＰから、半径方向外側へ向かって増大しあるいは減少する。この点で、屈折率ｎは幾何学中心点ＧＳＰからの半径方向距離ｒの関数である。例えば、この関数は次のように選択することができる。
【数２】
2008525829.tif 000004
【００４６】
ａ０が眼鏡レンズ１２の屈折率にほぼ等しい（すなわちａ０＝約ｎＧ）ときには、ａ１はできるだけ小さくあるべきである。│ａ１│≦１０が真実であるのが好ましく、また、ａ２は次の範囲で変動するであろう。
【数３】
2008525829.tif 000005
ここで、
ｎＧ＝眼鏡レンズ１２の屈折率
Ｚ＝付加的効果
ｄＭ＝液晶層の厚さ
Ｄ＝眼鏡レンズ１２の効果
であり、また、ここでａ２は普通はマイナスである。
【００４７】
この付加的効果Ｚ、例えば調整区域２０の液晶層のそれは一般に、次の式に従って計算される。
【数４】
2008525829.tif 000006
Ｄ１Ｚ＝調整区域２０の前面の屈折値
Ｄ２Ｚ＝該調整区域の後面の屈折値
ｄｍ＝調整区域２０の中心厚さ
Ｎｅ＝調整区域２０の自己拡大
【００４８】
調整区域２０が層厚さｄｍ＝約２０μｍと約４ｍｍの直径とを有している液晶層を好ましく示すとともに、最大屈折率変化がΔｎ＝約０．２５であるときには、その結果は付加的効果がおよそＺ＝約２．５である。
【００４９】
付加的効果を作り出すためには、ａ０は、眼鏡レンズ１２の屈折率ｎＧと一致する必要はなく、どちらかというと基本的にランダムに選択することができる。付加的効果ａ０が眼鏡レンズ１０の屈折率ｎＧにほぼ等しいと、ａ０と眼鏡レンズ１２の屈折率ｎＧとの差が大きいときに現れる恐れのある擾乱フレアーは存在しない。それゆえ、それは次のようであるのが好ましい。
【数５】
2008525829.tif 000007
それは次のようであるのが特に好ましい。
【数６】
2008525829.tif 000008
【００５０】
好都合であるのは、より高次の像誤差の補正もできることである。従来の眼鏡レンズでは、このことは、それぞれのビジュアルポイントが凝視眼球についての特定の屈折率をすでに示しているために、条件付きでだけ可能である。それゆえ、例えばコマ収差および／または球面収差を補正するための自由度はない。本発明によれば、基本的に可視部位でのあるいはむしろビジュアルポイントＤＰでの眼鏡装着者の異常視力を矯正することができるだけでなく、ビジュアルポイントＤＰでの眼鏡レンズ１２の光学誤差を補正しかつ／または該ビジュアルポイントでの眼鏡レンズ１２の光学的性質を変えることができることもまた好都合である。
【００５１】
より高次の像誤差は、例えば次のプロセスによって算出することができる。
−  凝視方向、レンズポイントおよび／または眼鏡レンズの前面あるいは後面におけるポイントを指定する。これらのポイントおよび回転の視点３６（図４）の助けにより、光路が明確に画定され、また、その光線を算出することによって、主光線ＨＳ（図４）を算出することができる。
−  眼球３２（図４）の入射ひとみを回転させることで、凝視方向および回転の視点３６（図４）の関数としての開口絞りを算出する。開口絞りの中心は主光線ＨＳ（図４）の上に位置している。従って、その結果は、それぞれの凝視方向についての開口絞りの新しい位置である。
−  変化する開口角がある対象（図示略）から始まって、前記光線を算出することで、光路ＳＧを算出する。
−  前記光線と前記光路の対応長さとから、入射ひとみにおける波面を算出する。
−  その波面をＺｅｒｎｉｋｅ多項式によって表示する。
−  そのＺｅｒｎｉｋｅ多項式の係数によって像誤差を算出するが、その結果は、それぞれの凝視方向についての非点収差、屈折率、コマ収差および／または球面収差である。
【００５２】
より高次の像誤差を補正するために、係数ａｉを使用することができ、ここでｉ＞２である。眼鏡レンズ１２によって作られるより高次の像誤差と眼球３２がそれ自体を示すそれらの像誤差とは、補正することができる。このようにして、２．０あるいはそれよりも高い視力を有利な方法で作ることができる。
【００５３】
さらにまた、屈折率輪郭、すなわち適応性区域の屈折率分布は、周囲区域２４の屈折率が事実上眼鏡レンズ１２の屈折率と等価であり、かつ、調整区域２０から周囲区域２４への屈折率の突然の（すなわち不連続の）遷移があるというような方法で、ビジュアルポイントＤＰからの、かつ／または、幾何学中心点ＧＳＰからの距離の関数として調整することができる。その結果、その効果および、従って認められる像には、跳躍がある。この像の跳躍は、二重焦点レンズにおいて存在しており、また、問題ではない。
【００５４】
しかしながら、調整区域２０から周囲区域２４への屈折率の遷移については、基本的に一定の方法で実行することもできる。従って、有利なことに、像の跳躍はない。
【００５５】
さらにまた、非点収差の補正は、必要であれば、電気適応性区域１４の調整区域２０によって実行することもできる。
【００５６】
さらにまた、眼鏡レンズ１２は単純な球面あるいは非球面だけを示しており、また、眼鏡レンズ１２あるいはむしろ眼鏡レンズ装置１０のユーザーの像誤差および／または視力誤差は、電気適応性区域１４の調整区域２０によって実行することができる。屈折率ｎの勾配の方向は次のように見えるのが好ましい。
【数７】
2008525829.tif 000009
ここで、
ｕ＝球面効果の方向におけるビジュアルポイントＤＰからの距離
Ｖ＝非球面効果の方向におけるビジュアルポイントＤＰからの距離
【００５７】
従って、整級数の第１拡大要素についての次の近似式は、上記のように、半径方向の屈折率関数に類似したような方法で真正に維持される。
【数８】
2008525829.tif 000010
また、
【数９】
2008525829.tif 000011
【００５８】
それは次のように維持されるのが好ましい。
【数１０】
2008525829.tif 000012
また、
【数１１】
2008525829.tif 000013
【００５９】
この整級数のより高次の要素には、調整区域２０の中心における光学的効果についての効果は事実上何もなく、また、残りの像誤差を補正するために使用することができる。
【００６０】
付加的効果を作り出すためには、ａ０および／またはａ００は、眼鏡レンズ１２の屈折率ｎＧに一致する必要がなく、どちらかというとランダムに選択することができる。しかしながら、ｎＧ−ａ０が大きい値であるときには、擾乱フレアーは最終的に現れるであろう。
【００６１】
さらにまた、電気適応性要素区画２２は基本的に正方形の断面を示す必要はない。それどころか、電気適応性要素区画２２については、例えば、図３における模式図面に示されたように、六角形断面を示すことができる。電気適応性区域１４は、均等に、すなわち、電気適応性区域１４の中におけるかつ／または上における個々の電気適応性要素区画２２どうしの間に基本的にどのような空間もなく配置された複数の電気適応性要素区画２２からなっているのが好ましい。電気適応性区域１４の調整区域２０には、限られた数だけの、例えば１９の電気適応性要素区画２２が、電圧あるいはむしろ電流が印加された調整ユニット２８によって供給される。好ましいのは、１８の電気適応性要素区画２２が中心の電気適応性要素区画２２の周りに事実上対称に配置されていることである。中心の電気適応性要素区画２２には、ビジュアルポイントＤＰが備わっている。それゆえ、電気適応性区域１４の調整区域２０は、基本的に円形の断面を示している。
【００６２】
液晶フィルムおよび電極格子の代わりに、電気適応性区域１４について複数の電気適応性要素区画２２が示されることも可能である。それぞれの電気適応性要素区画２２は電気湿潤原理に基づいて機能する。
【００６３】
図４は、眼鏡レンズ装置１０の好ましい設計の、図１におけるＩ−Ｉ線に沿った断面図である。さらにまた、図４は、模式図面として、引き込まれた開口光路ＳＧで眼球３２を示している。開口光路ＳＧは、可視区域３４における眼鏡レンズ１２および／または電気適応性区域１４と交差する。可視区域３４は基本的に調整区域２０に合致する。ビジュアルポイントＤＰは、電気適応性区域１４の幾何学中心点ＧＳＰに事実上一致する。さらにまた、図４は、事実上、電気適応性区域１４の区域であって、調整区域２０によって構成されていない、電気適応性区域１４の周囲区域２４を示している。
【００６４】
開口光路ＳＧが事実上同じであり、かつ／または、事実上一定であるときには、調整区域２０の表面は、眼鏡レンズ１２の眼球側面１６の曲率半径Ｒの関数である。このことは、いわゆるスポーツ眼鏡にとっては特に重要であり、ここで、具体的には、眼鏡レンズ１２の枠領域が、例えば図５に示されたように、より小さい曲率半径Ｒを示すかもしれない。従って、可視区域３４の表面は、例えば図４に示されたように、従来の眼鏡レンズ１２に比べて減少している。その結果、電気適応性区域１４の調整区域２０も減少するが、その理由は、該調整区域が可視区域３４に事実上対応しているからである。具体的には、調整区域２０は可視区域３４へ事実上適合される。それゆえ、図４および図５は可視区域３４だけを示しており、調整区域２０を示していない。調整区域２０の寸法、およびそれゆえ、可視区域３４の寸法もまた、基本的に円錐状開口の光路ＳＧのある眼鏡レンズ１２の境界面に事実上対応している。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本発明の好ましい設計による、眼鏡レンズ装置を備える好ましい眼鏡の正面図である。
【図２】図２は、図１による眼鏡レンズ装置の正面図である。
【図３】図３は、図１による調整区域の好ましい実施形態を示している。
【図４】図４は、眼鏡レンズ装置の従来の曲率がある本発明の好ましい設計の、図１におけるＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図５】図５は、眼鏡レンズ装置の大きい曲率がある本発明の好ましい設計の、図１におけるＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  眼鏡
１０  眼鏡レンズ装置
１２  眼鏡レンズ
１４  電気適応性区域
１６  眼球側面
１８  電極
２０  調整区域
２２  電気適応性要素区画
２４  周囲区域
２６  眼球トラッキングシステム
２８  調整ユニット
３０  電池
３２  眼球
３４  可視区域
３６  眼球の回転の点
ＤＰ  ビジュアルポイント
ＧＳＰ  幾何学中心点
ＨＳ  主光線
Ｒ    曲率半径
【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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【国際調査報告】
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