(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼用レンズのための能動レンズ挿入部材であって、
電気的機能及び論理的機能の一方若しくは双方を有する環状形状の基板層の積み重ねと、
前記環状形状の基板層間の電気的相互接続と、を含み、
前記環状形状の基板層の少なくとも一つが、弓形形状の複数の平坦なリング分割部材の組み立てから形成されており、
前記リング分割部材が、前記弓形形状の外周部の全域において、第１の曲率半径を有し、
前記弓形形状の内周部の少なくとも一区域において、前記第１の曲率半径を有する内側円弧区域を含み、
前記内周部が、前記少なくとも一区域とは異なる第２の区域において、前記第１の曲率半径よりも小さい第２の曲率半径を有し、
前記リング分割部材が、少なくとも一つのテーパー形状の末端部を有し、
前記内周部の前記少なくとも一区域が、前記内周部の末端部分であり、
前記内周部の前記第２の区域が、前記内周部の中央部分である、
能動レンズ挿入部材。
【請求項２】
前記環状形状の基板層が、絶縁層に接着され、積み重ね機構を形成する、請求項１に記載の能動レンズ挿入部材。
【請求項３】
前記リング分割部材が、ウェハーから切り出されたものである、請求項１又は２に記載の能動レンズ挿入部材。
【請求項４】
前記環状形状の基板層の少なくとも一つが、非分割の完全リングである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の能動レンズ挿入部材。
【請求項５】
前記非分割の完全リングが、アンテナとして働くように構成されている金属層を含む、請求項４に記載の能動レンズ挿入部材。
【請求項６】
前記環状形状の基板層が、シリコンベースのウェハー層を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の能動レンズ挿入部材。
【請求項７】
前記環状形状の基板層が、セラミックベースのウェハー層を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の能動レンズ挿入部材。
【請求項８】
前記環状形状の基板層が、カプトンベースのウェハー層を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の能動レンズ挿入部材。
【請求項９】
眼用レンズのための能動レンズ挿入部材を形成する方法であって、
弓形形状の複数の平坦なリング分割部材を形成することと、
前記リング分割部材を、電気的機能及び論理的機能の一方若しくは双方を有する環状形状の基板層へと組み立てることと、
前記前記環状形状の基板層を積み重ねになるように配置することと、
前記環状形状の基板層間に電気的相互接続を形成することと、
を含み、
前記リング分割部材が、前記弓形形状の外周部の全域において、第１の曲率半径を有し、
前記弓形形状の内周部の少なくとも一区域において、前記第１の曲率半径を有する内側円弧区域を含み、
前記内周部が、前記少なくとも一区域とは異なる第２の区域において、前記第１の曲率半径よりも小さい第２の曲率半径を有し、
前記リング分割部材が、少なくとも一つのテーパー形状の末端部を有し、
前記内周部の前記少なくとも一区域が、前記内周部の末端部分であり、
前記内周部の前記第２の区域が、前記内周部の中央部分である、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の機能層から形成される、眼用装置のための能動層挿入部材に関する。これらの層は、積み重ねることができるだけではなく、一部の実施例では、機能層を含むリング及びリング分割部材に関する、様々な設計のものとすることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンタクトレンズ、眼内レンズ、又は涙点プラグなどの眼用装置には、矯正、美容、若しくは治療的性質を有する生体適合性装置が含まれていた。コンタクトレンズは、例えば、視力矯正機能、美容増進、及び治療効果のうちの１つ又は２つ以上を提供することができる。それぞれの機能は、レンズの物理的特性によって提供される。レンズ内に屈折性質を組み込む設計は、視力矯正機能を提供することができる。レンズ内に組み込まれる顔料は、美容増進を提供することができる。レンズ内に組み込まれる活性薬剤は、治療的機能を提供することができる。そのような物理的特性は、レンズがエネルギー印加状態に入ることなく達成される。従来より、涙点プラグは、受動的装置である。
【０００３】
最近では、コンタクトレンズ内に能動構成要素を組み込むことができることが理論化されている。一部の構成要素は、半導体装置を含み得る。一部の実施例では、動物の眼の上に定置されるコンタクトレンズ内に埋め込まれる、半導体装置が示されている。その実施例ではまた、この能動構成要素を、そのレンズ構造自体の内部で、数多くの方式でエネルギー印加して作動させることができる方法も説明されている。レンズの構造によって規定される空間のトポロジー及びサイズは、様々な機能の規定に関する、新規かつ困難な環境を作り出す。全般的には、そのような開示には、個別装置が含まれている。しかしながら、利用可能な個別装置に関するサイズ及び電力の要件は、必ずしも、人間の眼に装着される装置内に含めることに関して役立つとは限らない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様によれば、眼用レンズのための能動レンズ挿入部材が提供される。このレンズは、電気的機能及び論理的機能の一方若しくは双方を有する基板層へと組み立てられる、弓形形状のリング分割部材であって、その環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造が、眼用レンズのオプティカルゾーンの周囲の厚さに基づく、弓形形状のリング分割部材と、基板層間の電気的相互接続と、を含み、この能動レンズ挿入部材は、接合することができる１つ又は２つ以上の材料で、成形眼用レンズの本体材料の内部に封入される。
【０００５】
この基板機能層は、絶縁層に接着され、積み重ね機構を形成することができる。
【０００６】
弓形形状のリング分割部材は、ウェハーから切り出すことができる。
【０００７】
弓形形状のリング分割部材のうちの１つ又は２つ以上は、一方又は双方のテーパー形状の末端部を有し得る。
【０００８】
弓形リング分割部材は、円弧整合区域を含み得る。
【０００９】
２つ又は３つ以上の弓形リング分割部材が、完全リングを形成することができる。
【００１０】
弓形リング分割部材の設計は、ウェハーの最適化を含む諸要因に基づき得る。
【００１１】
弓形リング分割部材の設計は、能動レンズ挿入部材内部での、リングの表面積の最大化に更に基づき得る。
【００１２】
弓形リング分割部材は、円弧非整合分割部材とすることができる。
【００１３】
弓形リング分割部材は、円弧整合分割部材及び円弧非整合分割部材の双方を含み得る。
【００１４】
基板機能層は、弓形形状のリング分割部材から組み立てられるリング基板層、及び非分割の完全リング分割部材の双方を含み得る。
【００１５】
この非分割の完全リング基板層は、アンテナとして機能する金属層を含み得る。
【００１６】
環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造は、眼用レンズのベースカーブに更に基づき得る。
【００１７】
環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造は、眼用レンズの直径によって更に影響を受ける場合がある。
【００１８】
環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造は、能動レンズ挿入部材の封入パラメーターによって更に影響を受ける場合がある。
【００１９】
基板層は、シリコンベースのウェハー層を含み得る。
【００２０】
基板層は、セラミックベースのウェハー層を含み得る。
【００２１】
基板層は、カプトンベースのウェハー層を含み得る。
【００２２】
本発明の第２の態様によれば、眼用レンズのための能動レンズ挿入部材を形成する方法が提供され、この方法は、弓形形状のリング分割部材を形成することと、その弓形形状のリング分割部材を、電気的機能及び論理的機能の一方若しくは双方を有するリング基板層へと組み立てることであって、その環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造が、眼用レンズのオプティカルゾーンの周囲の厚さに基づく、ことと、基板層間に電気的相互接続を形成することと、接合することができる１つ又は２つ以上の材料で、能動レンズ挿入部材を、成形眼用レンズの本体材料の内部に封入することと、を含む。
【００２３】
この方法は、基板機能層を絶縁層に接着して、積み重ね機構を形成することを更に含み得る。
【００２４】
弓形形状のリング分割部材は、ウェハーから切り出すことができる。
【００２５】
弓形形状のリング分割部材のうちの１つ又は２つ以上は、一方又は双方のテーパー形状の末端部を有し得る。
【００２６】
弓形リング分割部材は、円弧整合部材を含み得る。
【００２７】
２つ又は３つ以上の弓形リング分割部材が、完全リングを形成することができる。
【００２８】
弓形リング分割部材の設計は、ウェハーの最適化を含む諸要因に基づき得る。
【００２９】
弓形リング分割部材の設計は、能動レンズ挿入部材内部での、リングの表面積の最大化に更に基づき得る。
【００３０】
弓形リング区域は、円弧非整合分割部材とすることができる。
【００３１】
弓形リング分割部材は、円弧整合区域及び円弧非整合分割部材の双方を含み得る。
【００３２】
基板機能層は、弓形形状のリング区域から組み立てられるリング基板層、及び非分割の完全リング区域の双方を含み得る。
【００３３】
この非分割の完全リング基板層は、アンテナとして機能する金属層を含み得る。
【００３４】
環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造は、眼用レンズのベースカーブに更に基づき得る。
【００３５】
環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造は、眼用レンズの直径に更に基づき得る。
【００３６】
環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造は、能動レンズ挿入部材の封入パラメーターに更に基づき得る。
【００３７】
基板層は、シリコンベースのウェハー層を含み得る。
【００３８】
基板層は、セラミックベースのウェハー層を含み得る。
【００３９】
基板層は、カプトンベースのウェハー層を含み得る。
【００４０】
したがって、本発明は、エネルギー印加され、眼用装置内に組み込むことができる、能動層挿入部材に関する。この挿入部材は、各層に関して一意的機能を有し得るか、又は別の方法としては、複数の層内ではあるが、混合機能を有し得る、複数の層で形成することができる。それらの層は、製品のエネルギー印加、若しくは製品の作動のための専用の層、又はレンズ本体内部の機能構成要素の制御に関する層を有し得る。
【００４１】
この機能化層挿入部材は、電流を引き込むことが可能な構成要素に電力を供給することが可能な、エネルギー印加状態の層を含み得る。構成要素としては、例えば、可変光学レンズ素子及び半導体装置のうちの１つ又は２つ以上を挙げることができ、それらの構成要素は、積み重ね層挿入部材内に配置するか、又は他の方法で挿入部材に接続することができる。一部の実施例はまた、注型成形のシリコーンハイドロゲルコンタクトレンズも含み得、その眼用レンズ内には、剛性又は成形可能な、積み重ね機能化層の挿入部材が、生体適合性の方式で収容される。
【００４２】
したがって、積み重ね機能化層部分の設計、並びに機能層を含むリング及びリング分割部材に関する様々な設計を含む、眼用レンズの層挿入部材の開示が提供される。この層挿入部材は、非分割の完全リング、分割リング、又は双方の組み合わせである、基板層を含み得る。更には、分割リングは、円弧整合弓形分割部材、及び円弧非整合弓形分割部材を含み得る。
【００４３】
挿入部材は、様々な方式で複数の層から形成して、第１成形型部分及び第２成形型部分の、一方若しくは双方に近接して定置することができる。反応性モノマー混合物が、第１成形型部分と第２成形型部分との間に定置される。第１成形型部分を、第２成形型部分に近接して位置決めすることにより、エネルギー印加された基板挿入部材、及び反応性モノマー混合物の少なくとも一部を内部に有する、レンズ空洞部が形成され、反応性モノマー混合物を化学線に曝露して、眼用レンズを形成する。レンズは、反応性モノマー混合物が暴露される化学線の制御を介して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】眼用レンズ成形型部分の内部に組み込まれる、積み重ね機能層で形成される挿入部材の、３次元表示。
【図２】２つの異なる形状の眼用レンズの内部に組み込まれる、積み重ね機能層で形成される挿入部材の、２つの断面表示。
【図３】異なる封入パラメーターを有する眼用レンズの内部に組み込まれる、積み重ね機能層で形成される挿入部材の、２つの断面表示。
【図４】眼用レンズの内部に組み込まれる、異なる層の厚さを有する積み重ね機能層で形成される挿入部材の、２つの断面表示。
【図５】異なる内側半径及び外側半径で作り出される４分の１の円弧状リング分割部材、並びにリング分割部材のネスティング、及びリング分割部材からなる完全リングの、見下ろし図。
【図６】整合する内側半径及び外側半径で作り出される４分の１の円弧状リング分割部材、並びにリング分割部材のネスティング、及びリング分割部材からなる完全リングの、見下ろし図。
【図７】内側半径及び外側半径の部分的な整合で作り出される４分の１の円弧状リング分割部材、並びにリング分割部材のネスティング、及びリング分割部材からなる完全リングの、見下ろし図。
【図８】比較目的のための、図５〜７からの様々なリング分割部材の形状の見下ろし図。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明は、複数の機能化層の積み重ねを介して形成される、基板挿入装置に関する。更には、本発明は、眼用レンズ内に組み込むための機能層挿入部材内で、機能化層を構成するために使用することができる、リング及びリング分割部材を含めた、ウェハーに関する様々な設計に関する。
【００４６】
以下のセクションでは、本発明の実施形態の「発明を実施するための形態」が記載される。好ましい実施形態及び代替的実施形態の双方の説明は、例示的なものに過ぎず、当業者には、変型、修正、及び代替が明白であり得ることが理解されよう。それゆえ、記載の実施例は、根底となる発明の範囲を限定するものではないことが理解されよう。
【００４７】
用語
提示される発明を目的とする、本説明及び特許請求の範囲では、以下の定義が適用される、様々な用語を使用することができる。
【００４８】
能動レンズ挿入部材：本明細書で使用するとき、論理回路に基づく制御を有する、電子装置又は電気機械装置を指す。
【００４９】
円弧整合：本明細書で使用するとき、同一の外側半径及び内側半径を含むことにより、外側円弧の曲率が、内側円弧の曲率に整合する、リング分割部材の設計を指す。円弧整合を使用して、ウェハー上にリング分割部材を効率的にネスティングして、ウェハーを最大限利用する。
【００５０】
ダイシングストリート幅：本明細書で使用するとき、ウェハー上の集積回路間の、細い非機能スペースの幅を指し、この場所で、ソー又は他の装置若しくは方法により、回路に損傷を与えることなく、ウェハーを個々のダイへと安全に切断することができる。
【００５１】
ダイ：本明細書で使用するとき、半導体材料のブロックを指し、このブロック上に、所定の機能回路が製作される。ダイは、ウェハー上に作り出され、ウェハーから切り出される。
【００５２】
エネルギー印加：本明細書で使用するとき、電流を供給することが可能であるか、又は電気エネルギーを内部に蓄積させることが可能である状態を指す。
【００５３】
エネルギー：本明細書で使用するとき、仕事を行なうための物理的システムの能力を指す。本明細書での多くの用途は、仕事を行なう際に電気的作用を実行することが可能である、この能力に関連し得る。
【００５４】
エネルギー源：本明細書で使用するとき、生物医学装置にエネルギーを供給するか、又はエネルギー印加状態にすることが可能な装置を指す。
【００５５】
外側円弧：本明細書で使用するとき、リング分割部材の、外側又は凸状の縁部を指し、この縁部は、外側半径によって規定される円周の一部分である。
【００５６】
外側半径：本明細書で使用するとき、完全リング又はリング分割部材の外側縁部を規定する、円の半径を指す。この外側半径は、外側円弧の曲率を決定する。
【００５７】
完全リング：本明細書で使用するとき、機能化層挿入部材内の、１つの完全なリング形状の層を指す。完全リングは、複数のリング分割部材から構成することができ、又は１つの非分割リングとすることもできる。
【００５８】
機能化：本明細書で使用するとき、例えばエネルギー印加、作動、又は制御を含めた機能を、層又は装置が実行することを可能にすることを指す。
【００５９】
機能化層挿入部材：本明細書で使用するとき、積み重ねられた複数の機能層から形成される、眼用装置のための挿入部材を指す。この複数の層は、各層に関して一意的機能を有し得るか、又はあるいは、複数の層内ではあるが、混合機能を有し得る。一部の実施例では、それらの層を、リングへと組み立てることができる。
【００６０】
非分割リング：本明細書で使用するとき、単一の非分割ダイで作製される、機能化層挿入部材内の１つの完全なリング形状の層を指す。
【００６１】
内側円弧：本明細書で使用するとき、リング分割部材の、内側又は凹状の縁部を指す。内側円弧は、単一の円弧分割部分とすることができ、その曲率は、内側半径によって決定される。内側円弧は、異なる内側半径によって規定される、異なる曲率の複数の円弧分割部分から構成することができる。
【００６２】
内側半径：本明細書で使用するとき、完全リング又はリング分割部材の内側縁部、若しくは内側縁部の一部分を規定する、円の半径を指す。この内側半径は、内側円弧の曲率を決定する。
【００６３】
レンズ：眼の中、又は眼の上に存在する、任意の眼用装置を指す。これらの装置は、光学補正を提供することができ、又は美容用とすることもできる。例えば、レンズという用語は、コンタクトレンズ、眼内レンズ、オーバーレイレンズ、眼用挿入物、光学挿入物、あるいは、視力を矯正若しくは修正するか、又は視力を妨げることなく眼の生理機能を美容目的で増進させる（例えば、虹彩の色）他の同様の装置を指す場合がある。好ましいレンズは、シリコーンエラストマー又はハイドロゲルから作製される、ソフトコンタクトレンズであり、それらのシリコーンエラストマー又はハイドロゲルとしては、シリコーンハイドロゲル及びフルオロハイドロゲルが挙げられるが、これらに限定されない。
【００６４】
成形型：未硬化の配合物からレンズを形成するために使用することができる、剛性又は半剛性の物体を指す。一部の好ましい成形型は、前側湾曲成形型部分及び後側湾曲成形型部分を形成する、２つの成形型部分を含む。
【００６５】
電力：本明細書で使用するとき、単位時間当たりに行なわれる仕事、又は移送されるエネルギーを指す。
【００６６】
リング分割部材：本明細書で使用するとき、他のダイと組み合わせて完全リングを構築することができる、１つのダイを指す。本説明で使用するとき、リング分割部材は、略平坦であり、弓形形状に形成される。
【００６７】
積み重ね：本明細書で使用するとき、少なくとも２つの構成要素層を、層のうちの１つの一方の表面の少なくとも一部分が、第２の層の第１の表面と接触するように、互いに近接して定置することを意味する。接着又は他の機能に関するフィルムを、２つの層の間に存在させ、そのフィルムを介して、それらの２つの層を互いに接触させることができる。
【００６８】
基板挿入部材：本明細書で使用するとき、眼用レンズ内部の、エネルギー源を支持することができる、成形可能又は剛性の基板を指す。一部の実施例では、この基板挿入部材はまた、１つ又は２つ以上の構成要素も支持する。
【００６９】
ウェハー：本明細書で使用するとき、集積回路及び他の微細装置の製作に使用される、シリコン結晶などの半導体材料の薄切片を指す。ウェハーは、そのウェハー内及びウェハーの上に構築される微細電子装置に関する基板としての役割を果たし、多くの微細製作プロセスのことを経る。
【００７０】
装置
ここで図１を参照すると、機能化層挿入部材１１０として形成された、積み重ね層の基板挿入部材を使用する、完全に形成された眼用レンズの３次元表示が、項目１００として示される。この表示は、装置の内側に存在する種々の層を理解するために、眼用レンズからの部分的な切り欠き部を示す。本体材料１２０が、基板挿入部材の封入層の断面で示される。本体材料１２０は、眼用レンズの全周囲の内部に完全に収容され、眼用レンズの全周囲にわたって延在する。実際の機能化層挿入部材１１０は、完全な環状のリング、又は典型的な眼用レンズのサイズの制約の範囲内で依然として存在することができる、他の形状を含み得ることが、当業者には明らかであろう。
【００７１】
層１３０、１３１、及び層１３２は、機能化層挿入部材１１０内に見出し得る多数の層のうちの３つを示す。単一の層が、具体的な目的に役立つ構造的特性、電気的特性、若しくは物理的特性を有する、能動的及び受動的な構成要素並びに諸部分のうちの、１つ又は２つ以上を含み得る。
【００７２】
層１３０は、例えば、バッテリー、コンデンサー、及びレシーバーのうちの１つ又は２つ以上などの、エネルギー印加源を、層１３０の内部に含み得る。項目１３１は、その場合、非限定的な例示的意味では、層内に、能動レンズ挿入部材１４０に関する作動信号を検出する、超小型回路を含み得る。外部供給源から電力を受け取り、バッテリー層１３０を充電し、レンズが充電環境にない場合に層１３０からのバッテリー電力の使用を制御することが可能な、電力調整層１３２を含めることができる。電力調整層１３２はまた、機能化層挿入部材１１０の中心環状切り欠き部内の、例示的能動レンズ挿入部材１４０への信号を制御することもできる。
【００７３】
全般的には、機能化層挿入部材１１０は、レンズを成形するために使用される成形型部分に対して、エネルギー源を所望の場所に定置する、オートメーションを介して、眼用レンズの内部に統合される。
【００７４】
機能化層挿入部材１１０内に、１３０、１３１、及び１３２などの層を形成するために使用することができる、ダイのサイズ、形状、並びに積み重ね構造は、図２、図３、及び図４に示すように、幾つかの要因によって影響を受ける。
【００７５】
図２は、機能化層挿入部材の設計に対する、レンズ形状の影響を示す。眼用レンズのベースカーブ、直径、及び厚さは、含まれる機能化層挿入部材の、最大サイズ及び形状を規定する。図２は、一実施例として、異なるベースカーブの影響を示す。項目２００Ａは、項目２００Ｂに示す、より平坦な眼用レンズ２０５Ｂよりも大きい曲率を有する、眼用レンズ２０５Ａの一部分の断面図を示す。より平坦なレンズ２０５Ｂは、より大きいベースカーブを有するレンズ２０５Ａの内部に適合する機能化層挿入部材２０１Ａの、より狭い幅２０２Ａと比較して、より広い幅２０２Ｂの機能化層挿入部材２０１Ｂを収容することができる。より小さい直径（２０３Ａは、レンズの直径を示す）のレンズは、機能化層挿入部材の幅を制限するが、より大きい直径を有するレンズは、より幅広の機能化層挿入部材を収容することが明白であるはずである。同様に、より小さい厚さ（２０４Ａは、レンズの厚さを示す）のレンズは、機能化層挿入部材内の層の数、並びに機能化層挿入部材の幅を制限するが、より厚いレンズは、より多くの層、及びより大きい幅の層を支持することができる。
【００７６】
図３は、機能化層挿入部材の設計に対する、封入パラメーターの影響を示す。非限定的な例として、ダイの縁部とレンズの外縁部との間の最小１００マイクロメートルの厚さを維持することなどの、封入パラメーターは、機能化層挿入部材のサイズ及び形状に、またそれゆえ個々の層のサイズ及び形状に、影響を及ぼす。項目３００Ａは、機能化層挿入部材３０１Ａ及び封入境界３０３Ａを有する、眼用レンズ３０５Ａの一部分の断面図を示す。項目３００Ｂに示される眼用レンズ３０５Ｂは、機能化層挿入部材３０１Ｂ、及びより狭い境界３０３Ａと比較して相対的に、より幅広の封入境界３０３Ｂを含む。より幅広の封入境界３０３Ｂによって、機能化層挿入部材３０１Ｂは、幅３０２Ａを有する機能化層挿入部材３０１Ａと比較して、より狭い幅３０２Ｂとなることが必要である点を、認めることができる。
【００７７】
図４では、機能化層挿入部材の設計に対する、機能層の厚さの影響が示される。項目４００Ａは、機能化層挿入部材４０１Ａを有する眼用レンズ４０５Ａの一部分の断面図を表し、この機能化層挿入部材４０１Ａは、３つの層を含み、それらの機能層の間に、例えば絶縁層などの材料を有する。機能化層挿入部材は、３つよりも多くの層、又は３つよりも少ない層を含み得る。項目４００Ｂに示される眼用レンズ４０５Ｂは、機能化層挿入部材４０１Ａ内の、より薄い層４０２Ａと比較して、相対的により厚い層４０２Ｂを有する、機能化層挿入部材４０１Ｂを含む。これらの２つの実施例でのレンズの曲率は、最下層４０２Ａ及び最下層４０２Ｂの幅が同じままで維持されることを可能にする。しかしながら、機能化層挿入部材４０１Ｂの、４０１Ａと比較して増大した高さは、レンズの曲率と相まって、最上層４０２Ａの幅を制限することを認めることができる。各機能層の厚さは、必要とされるレンズ及び封入のパラメーターの範囲に適合する、機能層の幅などの、他の寸法に影響を及ぼす。機能化層挿入部材の内部での、より厚い層は、レンズの幾何学形状の制限範囲内に維持するために、幅などの他の寸法で、より制約を受ける。
【００７８】
リング分割部材の設計
本明細書に示す実施例では、機能化層挿入部材の内部の各層は、非分割のリング形状のダイ、又は複数のリング分割部材のいずれかで形成される、リングの形状である。リング又はリング分割部材は、ウェハー上に製造され、その後、そのウェハーから切り出される。リング分割部材は、図５〜８に示すように、完全リングよりも著しく効率的なウェハーの使用を可能にする。それゆえ、非分割リングを生産するか、又は複数のリング分割部材からなるリングを生産するかの決定は、部分的には、ダイ基板及び製造プロセスのコストに基づき得る。非分割リングか、又は複数のリング分割部材かを決定する際の他の要因としては、機能化層挿入部材の内部の特定の層上で実行される機能、及び１つ又は２つ以上の非分割リングを機能化層挿入部材内に含める場合に提供される構造安定性の有利点が挙げられる。完全リングを必要とする場合がある、機能の一例は、ダイの全周にわたって位置決めされる高周波アンテナである。別の例は、相互接続層であり、この相互接続層は、接続が、機能化層挿入部材の周囲にわたる種々の場所に及ぶ必要がある場合に、この層の下方のリング分割部材と層の上方のリング分割部材との間で、信号の経路制御をするために使用される。
【００７９】
ダイのコストに寄与する要因としては、非限定的な例として、基板材料のコスト、及び製作プロセスに関連する工程の数、またそれゆえ時間コストを挙げることができる。例えばセラミック又はカプトンなどの、安価な基板上に、比較的最小限の製作工程で作り出されるダイは、完全リングなどの、より非効率的なレイアウトで生産することができる。完全リングは、ウェハー材料の著しい廃棄をもたらすが、低コストの材料及び製作は、機能化層挿入部材の内部の一部の層に適した、完全リングの生産を可能にする。あるいは、例えばシリコンなどの、高価な基板上に、多くの工程及び細部を含む、比較的より複雑な製作労力で作り出されるダイは、複数のリング分割部材として設計されることにより、単一のウェハーから作り出されるリングの数を最適化することができる。図５〜８は、リングのネスティングを著しく改善し、またそれゆえ、最適なウェハーの利用のために、ウェハー上にリング分割部材を効率的に配置構成する能力を著しく改善する、具体的なリング分割部材の設計を示す。
【００８０】
ウェハー上のダイ、すなわちリング分割部材のレイアウトを最適化する際、他の要因が考慮される。例えば、ダイのフォトエッチングは、製作方法の一部として必要な場合には、ウェハー上の矩形ブロック内で典型的に実行されるプロセスである。フォトエッチングが必要とされる場合、リング分割部材の直線状レイアウトは、放射状レイアウトよりも効率的である。ダイシングストリート幅、すなわちウェハー上のダイの間の非機能スペースは、最適化及びレイアウトに影響を及ぼす。ダイシングストリート幅は、例えば、製造プロセスの終了時にウェハーからダイを切り出すために使用される、具体的な技術又は工具によって、決定することができる。縁部オフセットは、ダイのレイアウトに影響を及ぼす別のパラメーターである。縁部オフセットは、ダイの縁部とウェハーの外縁部との間の最小距離である。
【００８１】
ウェハー上のリング分割部材のレイアウトを設計する場合、個々のリング分割部材のそれぞれの形状が、ウェハーの利用の最適化に著しく影響を及ぼす。リング分割部材の設計は、円弧非整合（図５）、完全円弧整合（図６）、及び部分的円弧整合（図７）の、３つの一般的カテゴリーへとグループ化することができる。異なるリング分割部材の設計を、機能化層挿入部材の１つの層の内部で、並びに機能化層挿入部材の異なる層で、組み合わせることができる。
【００８２】
ここで図５を参照すると、円弧非整合で設計されるリング分割部材の一実施例が示され、異なる内側半径及び外側半径で作り出される４分の１のリング分割部材を示す。円５０１によって規定される外側半径は、円５０２によって規定される内側半径よりも大きいことにより、外側円弧５０３は、内側円弧５０４よりも小さい曲率を有する。リング分割部材５０５は、それゆえ、異なる内側半径及び外側半径を有する。項目５０６は、リング分割部材５０５が、個々のダイの間に著しい間隙を有し、効率的にネスティングされないことを示し、このことは、ウェハー上にダイを生産する際、廃棄物を生じさせる。項目５０７は、４つのリング分割部材５０５を組み合わせて、円形の内側縁部を有する完全リングを作り出すことができることを示す。
【００８３】
ここで図６を参照すると、同一の内側半径及び外側半径で作り出される４分の１のリング分割部材を含む、完全円弧整合の一実施例が示される。円６０１によって規定される外側半径は、円６０２によって規定される内側半径と同一であり、この円６０２は、リング分割部材６０５の形状を規定するために、サイズが低減されるのではなく、オフセットされる。それゆえ、外側円弧６０３及び内側円弧６０４は、同一の曲率を有する。項目６０６では、ウェハーから個々のダイ６０５を切り出すために必要とされる、小さいダイシングストリート幅のみを残して、リング分割部材６０５を的確にネスティングすることができることが示される。この設計は、ウェハー上にダイを生産する際、著しく廃棄物を最小化する。４つのリング分割部材６０５からなる完全リングが、項目６０７に示される。この完全円弧整合設計は、末端部が若干テーパー形状となるダイ６０５を生じさせるため、項目６０７では、得られたリングの内側縁部は、完全な円形ではない。
【００８４】
ここで図７を参照すると、４分の１のリング分割部材が、３つの曲率の組み合わせで作り出される、部分的円弧整合設計が示される。項目７０８は、リング分割部材７０５の形状を規定する要素のクローズアップ図を提供する。項目７０８では、より明確に形状の規定を理解することができるように、リング分割部材７０５からは、輪郭線が除去されている。外側円弧７０３の曲率は、円７０１の半径によって決定される。内側円弧７０４は、２つの異なる曲率からなる。破線で表示される円７０２は、円７０１よりも小さい半径を有し、内側円弧７０４の中央部分７０４Ａを規定する。交互一点鎖線で表示される円７０９は、円７０１と同一の半径を有する。円７０９は、円７０２と交差して、リング分割部材７０５の末端部に向かうように位置決めされる。円７０９は、それゆえ、内側円弧７０４の、２つの末端部分７０４Ｂの曲率を規定する。この内側円弧７０４に関するハイブリッド設計は、ダイ上の利用可能な作動面積を最大化する一方で、リング分割部材７０５の末端部付近に部分的円弧整合を含むことにより、ネスティングを改善し、またそれゆえ、ウェハー上でのダイのレイアウトの効率を改善する。項目７０６は、リング分割部材７０５のネスティングを示し、リング分割部材７０５の設計の、円７０１及び円７０９の同一の半径により、ダイの末端部で、近接したネスティング配列が提供される。項目７０７は、４つのリング分割部材７０５からなる完全リングを示す。ダイ７０５の設計は、テーパー形状の末端部を含み、項目７０７に示す、完全な円形ではない内側縁部を有するリングを生じさせる。
【００８５】
ここで図８を参照すると、図５〜７で説明されたリング分割部材の比較が示される。項目８０１は、円弧非整合で作り出されるリング分割部材５０５のネスティングを示す。項目８０２は、同様に、完全円弧整合リング分割部材６０５のネスティングを示し、項目８０３は、部分的円弧整合リング分割部材７０５のネスティングを示す。項目８０２は、完全円弧整合リング分割部材６０５の、最適なネスティングを明確に示す。部分的円弧整合リング分割部材７０５は、円弧非整合を有するリング分割部材５０５よりも、効率的にネスティングされることもまた、項目８０３から明白である。
【００８６】
項目８０４は、完全円弧整合リング分割部材６０５の面積と、円弧非整合で設計されたリング分割部材５０５とを比較する。６０５を５０５の上に重ね合わせると、６０５が、テーパー形状の末端部を有し、その完全円弧整合ダイ６０５上の利用可能な表面積が低減されていることを、認めることができる。完全円弧整合は、ウェハー上でのリング分割部材の最も効率的なレイアウトを支援するが、その代償として、各リング分割部材上の表面積は、より小さくなる。
【００８７】
項目８０５は、部分的円弧整合リング分割部材７０５の面積と、円弧非整合で設計されたリング分割部材５０５とを、同様に比較する。７０５を５０５の上に重ね合わせると、７０５がテーパー形状の末端部を有することは、この場合も明白であるが、項目８０４の比較で認められるものよりも明白ではない。部分的円弧整合リング分割部材７０５上の利用可能な表面積は、円弧非整合を有するリング分割部材５０５と比較して、ある程度低減される。
【００８８】
最後に、項目８０６は、完全円弧整合リング分割部材６０５と、部分的円弧整合リング分割部材７０５とを比較する。双方ともテーパー形状の末端部を有するが、６０５を７０５の上に重ね合わせると、部分的円弧整合リング分割部材７０５は、若干大きい表面積を有することが示される。部分的円弧整合は、リング分割部材上に、より大きい表面積を保持する一方で、ウェハー上のリング分割部材のレイアウトでの、ネスティングを改善するために、リング分割部材の末端部付近の曲率を調整する、ハイブリッド解法である部分的円弧整合は、非限定的な例として、バッテリーのダイを作り出すために使用することができ、その場合、バッテリーに関する作用面積を犠牲にすることなく、リング分割部材の末端部を若干狭めることで、機能に影響を及ぼさずに製造効率が改善される。
【００８９】
眼用レンズ内に組み込むための機能層挿入部材内で機能化層を構成する、リング及びリング分割部材に関する様々な設計が説明されている。この層挿入部材は、非分割の完全リング、分割リング、又は双方の組み合わせである、基板層を含み得る。分割リングは、円弧整合弓形分割部材、及び円弧非整合弓形分割部材を含み得る。
【００９０】
結論
上記の開示、及び下記の特許請求の範囲は、眼用レンズ内に組み込むための機能層挿入部材内で機能化層を構成する、リング及びリング分割部材に関する様々な設計を提供する。
【００９１】
〔実施の態様〕
（１）  眼用レンズのための能動レンズ挿入部材であって、
電気的機能及び論理的機能の一方若しくは双方を有する基板層へと組み立てられる、弓形形状のリング分割部材（arcuate shape ring segments）であって、前記環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造が、前記眼用レンズのオプティカルゾーンの周囲の厚さに基づく、弓形形状のリング分割部材と、
前記基板層間の電気的相互接続と、を含み、
前記能動レンズ挿入部材が、接合するための１つ又は２つ以上の材料で、成形眼用レンズの本体材料の内部に封入される、能動レンズ挿入部材。
（２）  前記基板機能層が、絶縁層に接着され、積み重ね機構を形成する、実施態様１に記載の能動レンズ挿入部材。
（３）  前記弓形形状のリング分割部材が、ウェハーから切り出される、実施態様１又は２に記載の能動レンズ挿入部材。
（４）  前記弓形形状のリング分割部材のうちの１つ又は２つ以上が、一方又は双方のテーパー形状の末端部を有する、実施態様１〜３のいずれかに記載の能動レンズ挿入部材。
（５）  前記弓形リング分割部材が、円弧整合区域を含む、実施態様１〜４のいずれかに記載の能動レンズ挿入部材。
（６）  ２つ又は３つ以上の前記弓形リング分割部材が、完全リングを形成することができる、実施態様１〜５のいずれかに記載の能動レンズ挿入部材。
（７）  前記弓形リング分割部材の設計が、ウェハーの最適化を含む諸要因に基づく、実施態様１〜６のいずれかに記載の能動レンズ挿入部材。
（８）  前記弓形リング分割部材の設計が、前記能動レンズ挿入部材内部での、前記リングの表面積の最大化に更に基づく、実施態様７に記載の能動レンズ挿入部材。
（９）  前記弓形リング分割部材が、円弧非整合分割部材である、実施態様１に記載の能動レンズ挿入部材。
（１０）  前記弓形リング分割部材が、円弧整合分割部材及び円弧非整合分割部材の双方を含む、実施態様１に記載の能動レンズ挿入部材。
【００９２】
（１１）  前記基板層が、前記弓形形状のリング分割部材から組み立てられる前記リング基板層、及び非分割の完全リング分割部材（intact full ring segments）の双方を含む、実施態様１〜１０のいずれかに記載の能動レンズ挿入部材。
（１２）  前記非分割の完全リング基板層が、アンテナとして機能する金属層を含む、実施態様１１に記載の能動レンズ挿入部材。
（１３）  前記環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造が、眼用レンズのベースカーブに更に基づく、実施態様１〜１２のいずれかに記載の能動レンズ挿入部材。
（１４）  前記環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造が、眼用レンズの直径によって更に影響を受ける、実施態様１〜１３のいずれかに記載の能動レンズ挿入部材。
（１５）  前記環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造が、前記能動レンズ挿入部材の封入パラメーターによって更に影響を受ける、実施態様１〜１４のいずれかに記載の能動レンズ挿入部材。
（１６）  前記基板層が、シリコンベースのウェハー層を含む、実施態様１〜１５のいずれかに記載の能動レンズ挿入部材。
（１７）  前記基板層が、セラミックベースのウェハー層を含む、実施態様１〜１５のいずれかに記載の能動レンズ挿入部材。
（１８）  前記基板層が、カプトンベースのウェハー層を含む、実施態様１〜１５のいずれかに記載の能動レンズ挿入部材。
（１９）  眼用レンズのための能動レンズ挿入部材を形成する方法であって、
弓形形状のリング分割部材を形成することと、
前記弓形形状のリング分割部材を、電気的機能及び論理的機能の一方若しくは双方を有するリング基板層へと組み立てることであって、前記環状形状の基板層のそれぞれのサイズ、形状、及び積み重ね構造が、前記眼用レンズのオプティカルゾーンの周囲の厚さに基づく、ことと、
基板層間に電気的相互接続を形成することと、
接合するための１つ又は２つ以上の材料で、前記能動レンズ挿入部材を、成形眼用レンズの本体材料の内部に封入することと、を含む、方法。
【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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