(57)【要約】  電気的に制御可能な光学部品（１０）は、透光性を有するセル（３）のアレイと、２つの透光性を有する電極（５ａ、５ｂ）であってセルのアレイの両側に互いに向かい合って平行に配置された２つの電極と、を備える。２つの電極間に位置する一部のセルは、異なる電気活性材料を収容しており、上記セルは、電極に印加される電気信号に応じて、少なくとも１つの光学的な量において異なる個別の変化を示す。これにより、光学的機能は、一時的に部品に付与され、部品の一面に平行に形成された光学的な量の勾配をもたらす。
2010507119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に制御可能な透光性を有する光学部品（１０）であって、
−  密閉封止されたセル（３）の透光性を有するアレイであって、当該光学部品の一面（Ｓ１）に平行に並列されたアレイと、
−  当該光学部品の前記一面に平行な２つの透光性を有する電極（５ａ、５ｂ）であって、当該光学部品の前記一面に対する法線方向で互いに向かい合って配置された電極と、
を備える光学部品において、
複数の並列された前記セル（３）は、２つの前記電極間に位置し、異なる個別の電気活性材料を収容し、前記セルは、２つの前記電極に印加された電気信号に応じて少なくとも１つの光学的な量において異なる個別の変化を示し、
２つの前記電極（５ａ、５ｂ）は、当該電気部品の全領域（Ｓ１）に対応する延長部を有することを特徴とする光学部品。
【請求項２】
少なくとも１つの１／４波長板をさらに有し、
前記１／４波長板は、前記電極の全面にわたって平行に延在していることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項３】
前記１／４波長板は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏａ、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５及びこれらの混合物から選択された少なくとも１つのコロイド無機酸化物であり、
前記１／４波長板の厚さは、６０ｎｍ及び１００ｎｍの間、好ましくは７０ｎｍ及び９０ｎｍの間、より好ましくは８０ｎｍ及び９０ｎｍの間であることを特徴とする請求項２に記載の光学部品。
【請求項４】
２つの前記電極間に位置する前記セルのいくつかは、異なる個別の電気活性材料を収容し、
２つの前記電極間に位置する他の前記セルは、非電気活性材料を収容し、前記非電気活性材料は、２つの前記電極に印加される電気信号に無反応であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項５】
当該光学部品の前記一面に平行な複数対の前記電極を備え、
前記電極の各対は、当該光学部品の前記一面の法線に平行な方向で互いに向かい合って配置されており、電気活性材料を収容する前記セルによって形成される領域に対応する延長部を有することを特徴とする請求項４に記載の光学部品。
【請求項６】
前記電極間に位置する前記セル（３）は、９５％を超える充填比で当該光学部品の前記一面の対応する部分を占めることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項７】
１０ｎｍ及び５００ｎｍの間の厚さを有するプラスチックからなるフィルムであって前記電極及び前記セルの間に位置するフィルムを有し、
前記フィルムは、前記セルと前記セルに収容された電気活性材料とを分離する壁部の頂部に適合して覆うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項８】
プラスチックの前記フィルムは、ポリ（パラ−キシレン）のフィルムであることを特徴とする請求項７に記載の光学部品。
【請求項９】
前記セル（３）それぞれは、当該光学部品の前記一面に平行に測定して、１μｍ及び５００μｍの間の少なくとも１つの寸法（ｄ）を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１０】
前記セル（３）それぞれは、当該光学部品の前記一面に平行に測定して、５μｍ及び２００μｍの間の寸法（ｄ）を有することを特徴とする請求項９に記載の光学部品。
【請求項１１】
当該光学部品は、基材（１）と、可撓性を有する透光性のフィルムであって前記基材に取り付けられる薄い構造体（２）を備えるフィルムと、を備え、
薄い前記構造体は、前記セル（３）のアレイと、２つの電極（５ａ、５ｂ）と、を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１２】
少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、液体またはゲルであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１３】
少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている非電気活性材料は、液体またはゲルであることを特徴とする請求項４に記載の光学部品。
【請求項１４】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、前記セルに共通する少なくとも２つの材料の成分の混合物であり、
前記混合物における前記成分の比は、一部の前記セル間で変化することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１５】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、２つの前記電極に印加される電気信号に応じて光学的な屈折率において異なる別個の変化を示すことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１６】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、少なくとも１つの液晶を組み込んだ混合物であり、
前記混合物における前記液晶の比は、一部の前記セル間で変化することを特徴とする請求項９に記載の光学部品。
【請求項１７】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、２つの前記電極に印加される電気信号に応じて０．０２を超える光学的な屈折率の変化を示すことを特徴とする請求項１５または１６に記載の光学部品。
【請求項１８】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、２つの前記電極に印加される電気信号に応じて０．０２及び０．２の間の光学的な屈折率の変化を示すことを特徴とする請求項１７に記載の光学部品。
【請求項１９】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、２つの前記電極に印加される電気信号に応じて０．２を超える光学的な屈折率の変化を示すことを特徴とする請求項１５または１６に記載の光学部品。
【請求項２０】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、当該光学部品を通過する光の波面の変形が２つの前記電極に印加される電気信号に応じて変化するように選択されていることを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項２１】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、前記セルによって形成されるホログラフィーの格子が２つの前記電極に印加される電気信号に応じて変化するように選択されていることを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項２２】
光学レンズを備えることを特徴とする請求項１から２１のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項２３】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、前記電極に対応する前記レンズの一部における屈折力が２つの前記電極に印加される電気信号に応じて変化するように選択されていることを特徴とする請求項２２に記載の光学部品。
【請求項２４】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、前記電極に対応する前記レンズの一部における少なくとも１つの光学収差の矯正が２つの前記電極に印加される電気信号に応じて変化するように選択されていることを特徴とする請求項２２に記載の光学部品。
【請求項２５】
光学収差は、幾何収差であることを特徴とする請求項２４に記載の光学部品。
【請求項２６】
光学収差は、色収差であることを特徴とする請求項２４に記載の光学部品。
【請求項２７】
前記レンズは、コンタクトレンズであることを特徴とする請求項２２から２６のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項２８】
画像を測定、表示または形成することを目的とした光学装置のレンズを備えることを特徴とする請求項２２から２６のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項２９】
前記レンズは、眼鏡のフレームに嵌め込まれることに適した眼科用レンズであることを特徴とする請求項２２から２６のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項３０】
前記レンズは、一部品での目視かつ／または保護素子を形成するのに適したマスクであることを特徴とする請求項２２から２６のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項３１】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、プログレッシブレンズの設計が２つの前記電極に印加される電気信号に応じて変化するように選択されることを特徴とする請求項２７、２９または３０のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項３２】
フレームと、前記フレームに嵌め込まれる請求項２９または３０に記載の光学部品（１０）と、を備えることを特徴とする眼鏡。
【請求項３３】
電気信号源（１２）と、電気接続部（１３）と、をさらに有し、
２つの前記電気接続部は、前記レンズ（５ａ、５ｂ）の２つの前記電極を前記電気信号源に接続し、電気信号を前記光学部品（１０）に供給することを特徴とする請求項３２に記載の眼鏡。
【請求項３４】
前記電気信号源（１２）は、前記フレームに支持されていることを特徴とする請求項３３に記載の眼鏡。
【請求項３５】
前記電気信号の前記電気信号源（１２）と前記光学部品（１０）との間の電気信号の伝達を制御するのに適した制御装置（１４）をさらに有することを特徴とする請求項３２または３３に記載の眼鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性を有する光学部品であって電気的に制御され、この部品の一面に平行に近接して配置されたセルのアレイを備える光学部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
それぞれ一部の同一の電気活性材料(electroactive material)で構成されたセルのアレイを備える部品が多く存在している。セルは、これらセルのために個別に設けられた電極によって電気的に制御される。すなわち、各セルは、上記セルの電気的な状態の制御に専用に割り当てられた２つの電極に関連付けられている。このため、部品は、セルが存在するにしたがって多くの電極対を備えており、各セルの状態が他のセルと独立して制御されることを可能とする。したがって、電極を接続する電力供給接続部を形成しながら、すべての電極を製造することは、複雑かつ煩雑な作業である。さらに、個別のセルの各電極及びその接続部は、セルが小さい寸法である場合に光回折を招く。この回折自体は、肉眼で見える散乱を発生する。すなわち、部品は、透光性を有さず、あるいはその透光性のレベルは、例えば眼科用途などの部材の一部の用途に十分でない。
【０００３】
本発明の背景において、光学部品は、この部品を通して観測される画像が大幅なコントラストの損失なく知覚されると、透光性を有すると考えられている。すなわち、画像と上記画像を観測する人との間に透光性を有する部品が存在することは、画像品質を大きく低減させない。特に、回折は、光波が物理的に境界付けられると観測される光分散の現象であると定義されている（非特許文献１参照）。回折のため、光のスポットは、回折する光学部品を通ることによってもはやスポットとして知覚されない。結果として生じる肉眼で見える散乱またはコヒーレントでない散乱は、光学部材の画素化した面における乳白色の外見(milky appearance)または散乱円光(scattering halo)を作り出す。これは、部品を通して観測される画像のコントラストの損失を引き起こす。このコントラストの損失は、上述したように、透光性の損失に類似する。
【０００４】
また、眼科用レンズの製造がレンズ全面にわたって存在する単一のキャビティに収容された電気活性物質を収容することは、周知である。透光性を有する電極は、物質の状態を制御するためにキャビティの両側で互いに向かい合って配置されている。この状態に応じて、眼鏡の光学特性は、変化する。例えば、エレクトロクロミックレンズの光吸収は、レンズの表面に平行に配置された２つの電極間に印加された電圧にしたがって変化する。このような部品は、部品を通過する画像の鮮明さ及び知覚のコントラストが低下しないという点で高い透光性を有する。しかしながら、このタイプの部品における電気的に制御可能な光学機能は、少なくかつとても単純であり、これら部品の多様性は、制限される。
【０００５】
最終的に、透光性を有する光学部品は、電気活性材料が充填された単一のキャビティを有し、電気活性材料の状態を制御するために使用される電極の形状がキャビティのさまざまな点間の状態の変化を形成するように設計されているとして、記載されている。すなわち、電気的に制御可能な部品の光学機能は、キャビティ内にある電気活性材料の状態であって電気信号の均一でない分布によって形成される状態の空間的な変化に起因する。このため、別の形状の電極を用いると、より多くの電気的に制御可能な光学機能は、得られる。しかしながら、この場合、電極の縁部は、光学部品で視認可能であり、これは、上記部品の一部の使用に適合しない。さらに、連続して製造される２つの光学部品間の電極の形状が変化することは、困難であり、異なる光学機能を有する光学部品を低コストで製造することに適合しない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】J-P. Perez，「Optique, Fondements et Applications [Optics, Basics and Applications]」，第７版，Dunod，２００４年１０月，ｐ．２６２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の１つの目的は、電気的に制御可能な透光性を有する光学部品の構造であって上記欠点を軽減する光学部品の構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明は、電気的に制御可能な透光性を有する光学部品であって、−密閉封止されたセルの透光性を有するアレイであって、当該光学部品の一面に平行に並列されたアレイと、−当該光学部品の前記一面に平行な２つの透光性を有する電極であって、当該光学部品の前記一面の法線で互いに向かい合って配置された電極と、を備える光学部品を提供する。
【０００９】
本発明において、並列された配置されたセルは、２つの電極間に位置しており、異なる個別の電気活性材料を収容し、セルは、２つの電極に印加された電気信号に応じて少なくとも１つの光学的な量において異なる個別の変化を示し、２つの前記電極は、電気部品の全領域に対応する延長部を有する。
【００１０】
本発明のもとで、用語「電気活性材料」（すなわち「電気光学材料」）は、電気刺激の印加によって変化する少なくとも１つの光学特性を有する任意の材料を意味すると理解される。
【００１１】
このため、光学部品は、複数セル構造を提案し、さらに、複数セル構造は、複数のセルに収容されている電気活性材料の状態を同時に制御するのに適した一対の電極を組み込んでいる。そして、２つの電極は、これらを電気接続する必要がありうる接続部と共に、光学部品の領域の外側に位置する縁部を単に形成しまたは有し、このような縁部は、障害になるまたは美的に美しくない。このようにして、光学部品は、高い透光性を示し、透光性は、電極構造によってまたは電極のための電力供給接続部によって低減されない。
【００１２】
さらに、電気的に制御可能な部品の光学機能は、１つのセルから他のセルまでのセルに収容されている電気光学材料における変化に起因する。このため、電気的に制御された異なる機能は、複数の光学部品の構造体において同一位置に対応するセルに収容されている電気活性材料のみの変更によって同じ電極で得られる。
【００１３】
このような部品の２つの電極は、電気的に駆動され、これらは、２つの電極間に位置するセルすべてにおいてほぼ均一の電界を形成する。これらセルに収容された電気光学材料の個別の反応は、セルに収容されている電気活性材料自体のバラツキの結果異なる。すなわち、各セルは、特有の方法で反応し、これは、セルに収容されている電気光学材料に起因する。これにより、電気信号によって制御される電気的機能は、セルそれぞれの中に導入された電気光学材料にバラツキを持たせることによって、光学部品に初期的に書き込まれている。この機能は、部品を使用する人の要求に応じて電気的制御によって連続的に作動される。これにより、電気信号によって作動される光学機能は、部品全体にわたって得られる。
【００１４】
セルを電気活性材料で充填する工程が印刷ヘッドまたはこれら電気活性材料の液滴を噴霧するためのヘッドによって行われると、セルにおける電気活性材料の分布にバラツキを持たせることは、ヘッドを操作するためのプログラムを変更することによって容易、迅速かつ安価に得られる。
【００１５】
さらに、各セルを密閉封止することは、隣接するセルに収容されている異なる電気活性材料が光学部品の使用中に混合しないようにすることを確実にする。このようにして、部品は、隣り合うセルに収容されている材料が進行的に混合することに起因した機能の損失が現れることなく長期間使用される。
【００１６】
本発明の一形態において、各セルは、連続した同質のプラスチックからなるフィルムであって１０ｎｍから５００ｎｍ（ナノメートル）の一定厚さを有するフィルムによって密閉封止されており、上記フィルムは、セル及び電極の間にある。この連続するフィルムは、絶縁保護コーティングを形成しながら、有利には、「パリレン」と称されるポリ（パラーキシレン）で構成されている。このような形態は、電極とセルに収容された電気活性材料との間の距離を最適化し、この距離を最小化することは、電極に印加される電気パルスに続いて上記材料に印加される実際の電圧を最適化する。この距離を最小化することは、電気活性材料と電極との間に誘電体があることによる損失を回避し、これにより、非常に効率的に高い電圧をセルに収容されている電気活性材料に供給することを可能にする。本発明のこのような形態において、部品は、ポリエチレンテレフタレートのフィルムのようなプラスチックのフィルムで被覆するまたは接着することによって完全に封止される。
【００１７】
また、１つの一部の形態において、本発明は、上述のような電気的に制御可能な透光性を有する光学部品を備え、２つの電極間に位置するセルの一部は、異なる個別の電気活性材料を収容し、２つの電極間に位置する他のセルは、非電気活性材料を収容し、上記材料は、２つの電極に印加される電気信号に無反応である。この一部の形態において、光学部品は、部品の一面に平行な透光性を有する電極を複数対さらに備え、各対の電極は、部品の上記一面の法線に平行な方向で互いに向かい合って配置されており、電気活性材料を収容するセルによって形成される領域に対応する延長部を有する。本発明のこの一部の形態において、電気信号によって作動する光学機能は、セルが電気活性材料で充填される領域に対応する部品の一部のみで得られ、セルは、一対の電極に接続されている。本発明のもとで、一対の電極は、これらが部品の透光性を低下させないような方法で光学部品の一面に配置される必要があることは、理解されるだろう。このため、光学部品が複数対の電極を備える場合、これらは、光学部品の周縁部の一部まで延在する少なくとも１つの延長部を有し、また、電極に接続される必要がある可能性のある接続部は、この周縁領域に形成され、光学部品における障害または美しくない特徴を制限する。
【００１８】
本発明の一形態において、１／４波長板と称される追加層は、有利には、電極の一面に平行に位置し、これは、セルの透光性を有するアレイと接触する電極の面とは反対側に位置する面に位置する。このような１／４波長板は、特に複屈折を制限することによって光学部品の透光性を増大させることができる。このため、この１／４波長板は、電極を形成する材料の屈折率と光学部品の基材を形成する材料の屈折率との間で調節される屈折率を有する。
【００１９】
これは、光学部品の電極及び基材が特に異なる屈折率を有し、結果としてこの屈折率差に起因する干渉縞がこの界面に現れるためである。これら干渉縞は、光学部品の光学機能に関して障害を構成し、特にこのような部品の透光性を阻害する。光学部品の支持基材と電極との間に１／４波長板を組み込むことによって、この干渉を排除することができる。１／４波長板の光学及び幾何学特性は、以下の式、
ｎ＝（ｎｓ×ｎｖ）１／２
ｎ×ｅ＝λ／４
によって得られ、ここで、ｎは、１／４波長板の波長λ＝５５０ｎｍ（目の最大感度に対応する波長）に対する２５℃における屈折率、ｎｓは、光学部品の基材の波長λ＝５５０ｎｍに対する２５℃における屈折率、ｎｖは、１／４波長板と直接接触する電極の波長λ＝５５０ｎｍに対する２５℃における屈折率である。
【００２０】
すなわち、１／４波長板の屈折率ｎは、１／４波長板を囲む材料の屈折率の相乗平均である。
【００２１】
（例えば波長λ＝５５０ｎｍに対する２５℃における）基材の屈折率ｎｓ及び電極の屈折率ｎｖが既知であれば、上記式は、１／４波長板の厚さｅ及び屈折率ｎを事前に決定するために使用される。
【００２２】
１／４波長板は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏａ、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５及びこれらの混合物から選択された少なくとも１つのコロイド無機酸化物である。好ましいコロイド無機酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２及びＳｉＯ２／ＴｉＯ２及びＳｉＯ２／ＺｒＯ２である。コロイド無機酸化物の混合物の場合、混合物は、好ましくは、少なくとも１つの高屈折率の酸化物、すなわち２５℃においてｎＤ＞１．５４の屈折率を有するものと、少なくとも１つの低屈折率の酸化物、すなわち２５℃においてｎＤ＜１．５４の屈折率を有するものとである。好ましくは、無機酸化物の混合物は、２成分、特に低屈折率の酸化物と高屈折率の酸化物との混合物である。一般に、低屈折率の酸化物／高屈折率の酸化物の重量比は、２０／８０から８０／２０まで、好ましくは３０／７０から７０／３０まで、さらに好ましくは４０／６０から６０／４０まで変化する。
【００２３】
無機酸化物粒子のサイズは、一般に、１０から８０ｎｍまで、好ましくは３０から８０ｎｍまで、さらに好ましくは３０から６０ｎｍまで変化する。特に、無機酸化物は、小粒子、すなわち１０から１５ｎｍまでのサイズを有する粒子と、大粒子、すなわち３０から８０ｎｍまでのサイズを有する粒子とで構成されている。
【００２４】
主として、コロイド無機酸化物からなる１／４波長板は、６０から１００ｎｍまで、好ましくは７０から９０ｎｍまで、さらに好ましくは８０から９０ｎｍまでの厚さを有し、この厚さが干渉縞を最もよく減衰させるために光学部品についての使用を考慮して、１／４波長板の理論厚さにできるだけ近づける必要があることは知られている。
【００２５】
この１／４波長板には、以下の技術、蒸着、あるいはイオンビーム蒸着、イオンビームスパッタ、陰極スパッタ、プラズマで励起された化学蒸着法（ＰＥ−ＣＶＤ）の１つを用いた真空蒸着が適用されている。
【００２６】
本発明における光学部品は、例えば測定、表示または画像を形成することを目的とした光学装置のレンズなどの発光装置の光学装置、光学レンズ、コンタクトレンズ、メガネのフレームに嵌め込まれるように設計された眼科用レンズ、ヘルメットの視覚、保護マスクまたはスポーツゴーグルのガラスなどである。
【００２７】
セルに収容される電気活性材料は、偏光異方性を示す極性分子である。電極を用いて形成された電界は、見掛けの誘電率が各セル内で変化する方法で各セルにある分子の方向を変更する。特に、隣り合うセル間の誘電率の変化は、上記セル内の異方性分子の濃度を変化させることによって達成される。電気信号が２つの電極に印加されると、これらセルに収容されている電気活性材料は、光学的な屈折率において異なる個別の変化を示す。このため、光学的な屈折率勾配は、光学部品内で光学部品の一面に平行に形成され、部品に特別な光学的機能を付与することが可能となる。
【００２８】
２つの電極間に位置するセルに収容された電気活性材料に応じて、かつこれら材料の分布に応じて、光学部品は、２つの電極に印加された電気信号に応じて以下の機能の１つあるいは上記機能の組み合わせ、すなわち、
−  部品を通過する光についての可変な波面変形を生成すること、すなわち、電極に印加される電気信号が位相板の位相遅れ機能を変更し、これにより波面の変形を生成すること、
−  可変なプリズムの能力を付与すること、
−  可変なホログラフィーの格子を形成すること、
−  光学部品が光学レンズである場合、レンズの光学的能力を可逆的に変化させること、
−  例えば幾何収差または色収差のためにレンズの光学収差を少なくとも１つ可変に矯正すること、
−  メガネのフレームに嵌め込まれることを目的としたＰＡＬ（プログレッシブ付加レンズ(progressive addition lens)）と称されるプログレッシブ光学レンズ(progressive ophthalmic lens)である場合、このレンズの設計を可変に変化させること、
を、もたらす。
【００２９】
後者の機能の場合、電気信号は、例えば読書行為に適したプログレッシブ光学レンズの設計であって例えば遠方を視認する行動、スポーツまたは自動車などの運転に適した設計をもたらす。
【００３０】
本発明の１つの有利点は、実際には電気的に制御された機能が光学部品を通過する光の偏光と無関係であることである。この場合、入射光の強度のすべてまたは大部分は、部材を通って送られ、画像が部品を通して観測される場合、減光効果(darkening effect)は、ほとんど現れない。
【００３１】
また、本発明は、上述の光学部品を形成する光学レンズを備える眼鏡を提供する。このような眼鏡は、眼鏡をかける人に２つの異なるタイプの状況を適用する特徴を有する。そして、眼鏡をかける人は、彼の活動にしたがって彼の眼鏡の特性を変更し、より高い快適さを得る。
【００３２】
本発明の他の特徴及び有利点は、添付の図面を参照しながら、非限定的な例示的な実施形態の以下の記載で明確になるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明における眼科用レンズを示す平面図である。
【図２】図１のレンズを示す断面図である。
【図３】図１及び図２におけるレンズが設けられた眼鏡を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明は、ここで眼科用レンズまたは眼鏡用レンズに関連して詳細に説明されるが、本発明がこの一部の例に限定されず、他のタイプの透光性を有する光学部品に適用されてもよいことは、理解すべきである。
【００３５】
さらに、図を明確にすることを目的として、図示される部品の寸法が、実際の寸法または寸法の比率に一致しないことは、理解すべきである。
【００３６】
図１及び図２に示すように、眼科用レンズのブランクとも称される眼鏡用レンズのブランク１０は、凸状の前面Ｓ１及び凹状の後面Ｓ２を有する基材１を備える。基材１は、それ自体が現在使用されているような眼科用レンズのブランクとなっている。基材は、有機、無機または複合材料で形成されている。また、基材は、それ自体が目の矯正、太陽光線からの保護機能、フォトクロミック機能などのような光学機能を有する。周知のように、このようなブランク１０は、符号Ｃが付された輪郭に沿って機械加工されて眼鏡のフレームに嵌め込まれるレンズを形成することを目的としている。
【００３７】
レンズ１０の面Ｓ１またはＳ２の一方、例えば前面Ｓ１は、互いに近接してこの面に平行に隣り合って配置されて面の舗装部を形成するセル３のアレイを有する。この舗装部は、正方形、三角形、六角形またはランダムのいずれかのパターンを有する。図１において、部分断面図は、例えば、セル３によって形成された正方形の舗装部を示す。セル３は、一面Ｓ１にほぼ垂直な壁部４によって分離されている。セル３の寸法ｄは、一面Ｓ１に平行に測定されており、壁部４の厚さｅは、セル３によって占有される全領域がレンズ１０の高い被覆率に対応するように選択されている。この被覆率は、同様に充填率と称され、特に９５％を超え、またはされに９８％を超える。このようにして、レンズ１０上にあるセル３によって付与される機能は、非常に有効性を有する。
【００３８】
さらに、セルの寸法ｄ及び壁部の厚さｅは、レンズをつける人にとって厄介なまたは美しくない光散乱または回折を引き起こさないように選択されている。このため、寸法ｄは、好ましくは１μｍよりも大きい。また、この寸法は、約５００μｍ未満であり、各セル３は、裸眼によってそれぞれが識別されない。このため、レンズ１０は、眼科の分野に通常承認される美的基準に合う。好ましくは、セルの寸法は、５μｍ及び２００μｍの間であり、壁部４の厚さｅは、一様に０．１μｍ及び５μｍの間、有利には１μｍ及び３μｍの間である。
【００３９】
セルの深さ、すなわち一面Ｓ１に垂直な壁部４の高さは、好ましくは１μｍ及び５０μｍの間である。１つの特有の例示的な実施形態において、深さは、１０μｍと同等になっている。このようなシステムは、例えば国際公開第２００６／０１３２５０号パンフレットに記載されている。
【００４０】
符号５ａ及び５ｂが付された２つの電極は、一面Ｓ１に平行にセル３のアレイの両側に配置されている。図１に示すように、電極５ａ及び５ｂは、好ましくはレンズのブランク１０の周縁部に重ね合わされてかつ近接して位置する輪郭を有する。電極５ａ及び５ｂは、上記電極が電圧の供給によって駆動されると、セル３を横断するほぼ均一な電界を形成することを可能とする。この電界は、電極５ａ及び５ｂに垂直に方向付けられている。
【００４１】
セル３のアレイは、例えば国際公開第２００６／０１３２５０号パンフレットまたは仏国特許出願公開第０５／０７７２２号に記載されているような当業者に周知である技術を用いた透光性を有するまたは吸収性のある材料で形成されている。電極５ａ及び５ｂは、有利にはインジウムがドープされた酸化スズすなわちＩＴＯのような導電性酸化材料や例えばポリアニリン、ポリアセチレンまたはＰＥＤＯＴのような導電性ポリマーなどの透明導電材料で形成されている。また、電極５ａ、５ｂは、銀層のような薄い金属層で形成されてもよい。そして、これらは、有利には十分なレベルの透光性を有するために適切な厚さ及び屈折率の他の層と組み合わされる。これら他の層の間では、１／４波長層で形成されていることに言及しており、本発明の１つの一部の実施形態に示されている。セル３のアレイと電極５ａ、５ｂとは、有利には、基材１を機械加工する動作中に基材１と同時に切断されるように設計されている。
【００４２】
電極５ａ、セル３のアレイ及び電極５ｂは、基材１の一面Ｓ１上に連続して形成されている。選択的に、追加の処理は、最終的なレンズに改善した特性を付与するために、電極５ｂの頂面に施されてもよい。このような処理は、当業者に周知であり、以下の層、衝撃耐性層６ａ、反射防止多層６ｂ及び付着防止層６ｃ、の１つまたは層の組み合わせを形成することで構成されている。他の追加の処理は、同様に電極５ｂの形成後にレンズに施されてもよい。
【００４３】
本発明の１つの一部の実施形態において、有利にはポリ−パラキシレンまたはパリレンで構成されているプレスチックフィルムは、電極５ｂと１以上の電気活性材料が充填されたセル３のアレイとの間に一致して堆積されている。パリレンは、１５０℃でパリレンの二量体(parylene dimmer)を蒸発させることによって堆積されている。６８０℃で熱分解することで、真空蒸着される反応性モノマーが生成され、これにより、重合することによってセルの壁部４と各セルを充填する電気活性材料との双方の上にある連続する絶縁フィルムを形成する。そして、電極５ｂは、上記連続する均質かつ均一な厚さのフィルムであってパリレンで形成されたフィルム上に形成される。
【００４４】
本発明の別の実施形態において、電極５ａ、セル３のアレイ、電極５ｂ及び任意の層６ａ〜６ｃは、パリレンのフィルムと共に、可撓性を有する透光性フィルム支持体上にある二次元構造を形成し、透光性フィルム支持体は、基材１の一面Ｓ１に取り付けられる。そして、図２において符号２が付されたこのような構造は、基材１と別個に製造され、そしてレンズ１０を着けることを目的とした人の要求にしたがって機械加工されて上記基材の一面に接着されている。可撓性を有する支持体上にある全体的に薄い二次元構造は、透光性を有する機能フィルムを形成する。本発明のこのような構造において、光学部品は、特に光学レンズまたは眼科用レンズによって形成される曲面に接着することが可能な特性を有する必要がある。このため、光学部品は、特に電極において、熱形成処理による変形に耐えて最小限にすることができる材料である必要があり、熱形成処理は、透光性を有する光学部品を眼科用レンズに一体化するのに特に適している。当業者は、平面を曲面に適合させるためのこのような処理が記載された仏国特許出願公開第０５／０３３００６号を特に参照する。
【００４５】
電極５ａ及び５ｂ間にあるセル３は、密閉封止されており、それぞれは、永久的に電気活性材料を収容できる。これら電気活性材料が液体、あるいはゲルである場合、これらは、例えば特に材料噴射タイプの印刷ヘッドを使用してセルが閉塞される前に単純に導入される。このようなヘッドは、複数の液滴射出口を備え、それぞれ異なる電気活性材料のリザーバから供給される。このため、セル３のアレイの前に印刷ヘッドを位置付けするようにプログラミングし、開口の１つから液滴の吐出を動作させることによって、一面Ｓ１上にある各セルの位置に応じて異なる材料をセル３に充填することが容易になる。いったんセル３が充填されると、セルは、壁部４の頂部に封止されまたは接着される連続するフィルムによって閉塞される。そして、電極５は、このフィルムによって支持される。光学部品が電気活性でない材料を収容するセルを備える場合、材料は、同様に液体あるいはゲルである。したがって、これらセルは、上述で使用されたような同一の材料噴射装置によって充填される。
【００４６】
セル３に収容される電気活性材料は、これらセルに共通しかつセルに応じて変化する混合比で各セル３内で混合された少なくとも２つの材料で構成されている。２つの材料が液体である場合には、各材料のための２つの供給リザーバに接続された２つの開口を有する印刷ヘッドが適している。各セル３内の各材料の所望比は、印刷ヘッドによってセル内に噴射される各材料の量を適切に制御することによって得られる。
【００４７】
本発明の１つの特有の実施形態において、少なくとも一部のセル３に収容されている混合物は、少なくとも１つが液晶である。混合物におけるこの液晶の比は、少なくとも一部のセル３間で変化し、電極５ａ及び５ｂ間の電圧の印加に応じて光学的な屈折率に異なる変化量をセルに付与する。したがって、電圧を印加すると変化する各セルの光学特性は、セルに収容されている材料の光学的な屈折率と推定される。このため、一面Ｓ１に平行に方向付けられた屈折率の勾配は、電気制御を用いて一時的かつ可逆に生成される。セル３に収容されている電気活性材料のバラツキによって初期的に決定されるこれら勾配は、位相格子または空間光変調器（ＳＬＭ）を形成する。これらは、異なる光学的機能に対応している。このような機能の例は、すでに上述されている。当業者は、一部の光学特性を得るために発生させる必要があることを理解している。好ましくは、少なくとも１つのセル３に収容されている電気活性材料は、２つの電極間に印加される電気信号に応じて、０．０２を超える、好ましくは０．０２及び０．２の間あるいは０．２を超える光学的な屈折率の変化量を有する。このようにして、電気的に制御可能なレンズ１０の光学的機能は、十分な幅を有する。
【００４８】
この光学的機能は、二値的な方法で２つの所定の一定状態間で切り替えられてもよい。あるいは、光学的機能の連続的な変化は、２つの極状態間で適切な連続的な電気的制御を用いて制御されてもよい。
【００４９】
図３は、上述の２つのレンズ１０を組み込んだ眼鏡１００を示す。眼鏡１００は、２つの側部１１を有するフレームを備え、フレームには、レンズ１０が嵌め込まれている。さらに、眼鏡は、少なくとも１つの電気信号源１２と、各レンズ１０を信号源１２に接続する電気接続部１３と、を有する。各信号源１２は、適切な寸法の電池またはバッテリである。２つの接続部１３は、各レンズ１０に電気信号を送信する必要がある。これら２つの接続部は、レンズの電極５ａ及び５ｂそれぞれに接続されている。
【００５０】
このため、各接続部１３には、レンズがフレームに嵌め込まれるとレンズの電極５ａ、５ｂの一方と接触するのに適した端子部が設けられている。さらに、制御装置１４は、１以上の接続部１３に配置されており、電気信号が信号源１２と少なくとも一方のレンズ１０との間で伝達されることを可能とする。制御装置１４は、眼鏡に組み込まれる検出器によって送信される信号に応じた手動制御装置または自動制御装置である。
【００５１】
図３は、各レンズ１０が別個の電気回路によって供給される眼鏡１００を示す。この回路は、各レンズに対して、電圧源１２と、２つの供給接続部１３と、レンズと同じ側に位置するフレームの側部１１に担持されたスイッチ１４と、を備える。しかしながら、例えば単一の電圧源１２と同一の電気信号を双方のレンズ１０に送信する単一のスイッチ１４とを備える他の電気回路が代わりに使用されてもよいことは、理解すべきである。そして、これらは、２つのレンズ１０の光学的機能であってレンズの電気活性材料によって付与される光学的機能を同時に作動するように接続されている。
【００５２】
最後に、電気部品１２〜１４は、図３に示す方法と異なる方法で、フレームあるいはレンズ１０に設けられてもよい。例えば、２つのレンズ１０の一方のために設けられた電気信号源１２は、フレームに担持される代わりにレンズ自体に一体化されてもよい。これにより、当業者は、各光学部品またはこのような部品が設けられた眼鏡に関して、上記で詳述された一部の実施形態を超えて、本発明が多くの別の方法によって実行されてもよいことを理解するだろう。
【符号の説明】
【００５３】
１  基材、２  構造体、３  セル、５ａ，５ｂ  電極、１０  光学部品、１２  電気信号源、１３  電気接続部、１４  制御装置、ｄ  寸法、Ｓ１  前面，一面
【図１】
2010507119.tif 000003
【図２】
2010507119.tif 000004
【図３】
2010507119.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月18日(2009.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に制御可能な透光性を有する光学部品（１０）であって、
−  密閉封止されたセル（３）の透光性を有するアレイであって、当該光学部品の一面（Ｓ１）に平行に並列されたアレイと、
−  当該光学部品の前記一面に平行な２つの透光性を有する電極（５ａ、５ｂ）であって、当該光学部品の前記一面に対する法線方向で互いに向かい合って配置された電極と、
を備える光学部品において、
複数の並列された前記セル（３）は、２つの前記電極間に位置し、異なる個別の電気活性材料を収容し、前記セルは、２つの前記電極に印加された電気信号に応じて少なくとも１つの光学的な量において異なる個別の変化を示し、
２つの前記電極（５ａ、５ｂ）は、当該電気部品の全領域（Ｓ１）に対応する延長部を有することを特徴とする光学部品。
【請求項２】
少なくとも１つの１／４波長板をさらに有し、
前記１／４波長板は、前記電極の全面にわたって平行に延在し、
前記１／４波長板は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏａ、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５及びこれらの混合物から選択された少なくとも１つのコロイド無機酸化物であり、
前記１／４波長板の厚さは、６０ｎｍ及び１００ｎｍの間、好ましくは７０ｎｍ及び９０ｎｍの間、より好ましくは８０ｎｍ及び９０ｎｍの間であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項３】
２つの前記電極間に位置する前記セルのいくつかは、異なる個別の電気活性材料を収容し、
２つの前記電極間に位置する他の前記セルは、非電気活性材料を収容し、前記非電気活性材料は、２つの前記電極に印加される電気信号に無反応であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項４】
当該光学部品の前記一面に平行な複数対の前記電極を備え、
前記電極の各対は、当該光学部品の前記一面の法線に平行な方向で互いに向かい合って配置されており、電気活性材料を収容する前記セルによって形成される領域に対応する延長部を有することを特徴とする請求項３に記載の光学部品。
【請求項５】
前記電極間に位置する前記セル（３）は、９５％を超える充填比で当該光学部品の前記一面の対応する部分を占め、
前記セルそれぞれは、当該光学部品の前記一面に平行に測定して、１μｍ及び５００μｍの間、好ましくは５μｍ及び２００μｍの間の少なくとも１つの寸法（ｄ）を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項６】
１０ｎｍ及び５００ｎｍの間の厚さを有するプラスチックからなるフィルムであって前記電極及び前記セルの間に位置するフィルムを有し、
前記フィルムは、前記セルと前記セルに収容された電気活性材料とを分離する壁部の頂部に適合して覆うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項７】
プラスチックの前記フィルムは、ポリ（パラ−キシレン）のフィルムであることを特徴とする請求項６に記載の光学部品。
【請求項８】
当該光学部品は、基材（１）と、可撓性を有する透光性のフィルムであって前記基材に取り付けられる薄い構造体（２）を備えるフィルムと、を備え、
薄い前記構造体は、前記セル（３）のアレイと、２つの電極（５ａ、５ｂ）と、を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項９】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、前記セルに共通する少なくとも２つの材料の成分の混合物であり、
前記混合物における前記成分の比は、一部の前記セル間で変化し、
前記混合物は、液体またはゲルであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１０】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、２つの前記電極に印加される電気信号に応じて光学的な屈折率において異なる別個の変化を示すことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１１】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、少なくとも１つの液晶を組み込んだ混合物であり、
前記混合物における前記液晶の比は、一部の前記セル間で変化することを特徴とする請求項１０に記載の光学部品。
【請求項１２】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、２つの前記電極に印加される電気信号に応じて０．０２及び０．２の間の光学的な屈折率の変化を示すことを特徴とする請求項１０または１１に記載の光学部品。
【請求項１３】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、当該光学部品を通過する光の波面の変形が２つの前記電極に印加される電気信号に応じて変化するように選択されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１４】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、前記セルによって形成されるホログラフィーの格子が２つの前記電極に印加される電気信号に応じて変化するように選択されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１５】
コンタクトレンズと、画像を測定、表示または形成することを目的とした光学装置のレンズと、眼鏡のフレームに嵌め込まれることに適した眼科用レンズと、一部品での目視かつ／または保護素子を形成するのに適したマスクと、から選択された光学レンズを備えることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１６】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、前記電極に対応する前記レンズの一部における屈折力が２つの前記電極に印加される電気信号に応じて変化するように選択されていることを特徴とする請求項１５に記載の光学部品。
【請求項１７】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、前記電極に対応する前記レンズの一部における少なくとも１つの光学収差の矯正が２つの前記電極に印加される電気信号に応じて変化するように選択されていることを特徴とする請求項１５に記載の光学部品。
【請求項１８】
光学収差は、幾何収差または色収差であることを特徴とする請求項１７に記載の光学部品。
【請求項１９】
前記光学レンズは、眼鏡のフレームに嵌め込まれることに適した眼科用レンズと、一部品での目視かつ／または保護素子を形成するのに適したマスクを示すことを特徴とする請求項１５に記載の光学部品。
【請求項２０】
２つの前記電極間に位置する少なくとも一部の前記セル（３）に収容されている電気活性材料は、プログレッシブレンズの設計が２つの前記電極に印加される電気信号に応じて変化するように選択されることを特徴とする請求項１９に記載の光学部品。
【請求項２１】
フレームと、前記フレームに嵌め込まれる請求項１９に記載の光学部品（１０）と、を備えることを特徴とする眼鏡。
【請求項２２】
電気信号源（１２）と、電気接続部（１３）と、をさらに有し、
２つの前記電気接続部は、前記レンズ（５ａ、５ｂ）の２つの前記電極を前記電気信号源に接続し、電気信号を前記光学部品（１０）に供給することを特徴とする請求項２１に記載の眼鏡。
【請求項２３】
前記電気信号源（１２）は、前記フレームに支持されていることを特徴とする請求項２２に記載の眼鏡。
【請求項２４】
前記電気信号の前記電気信号源（１２）と前記光学部品（１０）との間の電気信号の伝達を制御するのに適した制御装置（１４）をさらに有することを特徴とする請求項２２または２３に記載の眼鏡。
【国際調査報告】
2010507119.tif 000006
2010507119.tif 000007
2010507119.tif 000008