(57)【要約】本発明にしたがったシステムは第１の外部表面２９２ と、第２の外部表面と、外周２９１ とを有する第１の光学レンズ２９００と、電子アクチブ屈折マトリックス２９９ と、電子アクチブマトリックスに結合された導体とを含んでいる。本発明による別のシステムは、レンズ支持体および眼鏡のつる領域を有するフレームと、レンズ支持体に結合され電子アクチブ屈折マトリックスを有する光学レンズと、電子アクチブ屈折マトリックスに結合された制御装置と、制御装置に結合された距離測定器とを含んでいる。【選択図】図２９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の領域と周囲領域とを有する第１の光学レンズと、
この第１の光学レンズの第１の領域に結合される電子アクチブ屈折マトリックスと、
取外し可能なレンズの周囲領域は特定の眼鏡フレーム用の光学レンズを構成するように構成されている光学レンズシステム。
【請求項２】
レンズの３０％を超える周囲領域が特定の眼鏡フレーム用の光学レンズを構成するために光学レンズから取外し可能である請求項１記載の光学レンズシステム。
【請求項３】
レンズの６０％を超える周囲領域が特定の眼鏡フレーム用の光学レンズを構成するために光学レンズから取外し可能である請求項１記載の光学レンズシステム。
【請求項４】
電子アクチブ屈折マトリックスはパターン化された電極を含んでいる請求項１記載の光学レンズシステム。
【請求項５】
電子アクチブ屈折マトリックスは回折素子を含んでいる請求項１記載の光学レンズシステム。
【請求項６】
電子アクチブ屈折マトリックスは複数の風変わりな素子を含んでいる請求項１記載の光学レンズシステム。
【請求項７】
第１の光学レンズに結合されている制御装置および導体バスをさらに具備している請求項１記載の光学レンズシステム。
【請求項８】
制御装置は電源を含んでいる請求項７記載の光学レンズシステム。
【請求項９】
第１の光学レンズに結合され、電子アクチブ屈折マトリックスの少なくとも一部をカバーしている第２の光学レンズをさらに具備している請求項１記載の光学レンズシステム。
【請求項１０】
第１の光学レンズの半径に沿って位置され、第１の光学レンズの周囲領域を電子アクチブ屈折マトリックスに結合する導体バスをさらに具備している請求項１記載の光学レンズシステム。
【請求項１１】
第１の光学レンズに結合されている距離測定器と、
第１の光学レンズに結合されている電源とをさらに備えている請求項１記載の光学レンズシステム。
【請求項１２】
電子アクチブ屈折マトリックスは支持体に結合されている請求項１記載の光学レンズシステム。
【請求項１３】
制御装置、距離測定器、電源は支持体に結合され、電子アクチブ屈折マトリックスは回折素子を含んでいる請求項１２記載の光学レンズシステム。
【請求項１４】
第１の固定した外部表面と、第２の固定した外部表面と、外側周縁部とを有する第１の光学レンズと、
第１の光学レンズに結合されている電子アクチブ屈折マトリックスと、
電子アクチブ屈折マトリックスに結合され、レンズの外側周縁部からアクセス可能な導体とを具備している光学レンズシステム。
【請求項１５】
導体バスに結合され、第１の光学レンズに結合されている制御装置をさらに具備している請求項１４記載の光学レンズシステム。
【請求項１６】
制御装置は電源を含み、外側周縁部はレンズの周辺の形状を変更するために取外し可能である請求項１５記載の光学レンズシステム。
【請求項１７】
第１の光学レンズに結合され、電子アクチブ屈折マトリックスの少なくとも一部をカバーしている第２の光学レンズをさらに具備している請求項１４記載の光学レンズシステム。
【請求項１８】
導体バスは第１のレンズの半径に沿って配置され、外側周縁部を電子アクチブ屈折マトリックスに結合している請求項１４記載の光学レンズシステム。
【請求項１９】
第１の光学レンズに結合されている距離測定器と、
第１の光学レンズに結合されている電源とをさらに備えている請求項１４記載の光学レンズシステム。
【請求項２０】
電子アクチブ屈折マトリックスは支持体に結合されている請求項１４記載の光学レンズシステム。
【請求項２１】
導体バスに結合されている制御装置をさらに具備し、電子アクチブ屈折マトリックス、制御装置、距離測定器、電源はキャリアも支持体に結合されている請求項２０記載の光学レンズシステム。
【請求項２２】
第１の光学レンズの外周部を取囲む導体をさらに具備している請求項１４記載の光学レンズシステム。
【請求項２３】
電子アクチブ屈折マトリックスは複数のパターン化された電極を含んでいる請求項１４記載の光学レンズシステム。
【請求項２４】
導体は半透明である請求項１４記載の光学レンズシステム。
【請求項２５】
レンズ支持体と眼鏡のつる領域とを有するフレームと、
レンズ支持体に結合され、電子アクチブ屈折マトリックスを含んでいる光学レンズと、
電子アクチブ屈折マトリックスに結合されている制御装置と、
制御装置に結合されている距離測定器とを具備している光学レンズを含んだ光学レンズシステム。
【請求項２６】
フレームおよび制御装置に結合されたストラップをさらに具備している請求項２５記載のレンズシステム。
【請求項２７】
制御装置および電子アクチブ屈折マトリックスと結合し、フレームの眼鏡のつる領域のルーメンを通過する信号導体をさらに具備している請求項２５記載のレンズシステム。
【請求項２８】
フレームのノーズパッドに結合された電源をさらに具備している請求項２５記載のレンズシステム。
【請求項２９】
距離測定器と電源はフレームに結合されている請求項２５記載のレンズシステム。
【請求項３０】
レンズ支持体は少なくとも１つの信号導体を含んでいる請求項２５記載のレンズシステム。
【請求項３１】
電子アクチブ屈折マトリックスを第１の光学レンズの空洞中に位置させ、
電子アクチブ屈折マトリックスの少なくとも一部を第２の光学レンズでカバーする眼鏡で使用するための光学レンズシステムの組立て方法。
【請求項３２】
さらに、制御装置および電源を電子アクチブ屈折マトリックスに結合する請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
指定された眼鏡フレームに適合するように第１の光学レンズにエッジを付ける請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
さらに、第１または第２の光学レンズ上に電源を生成する請求項３１記載の方法。
【請求項３５】
電子アクチブ屈折マトリックスを空洞中に配置するためにフレキシブルな薄膜を光学レンズの表面に適用する請求項３１記載の方法。
【請求項３６】
制御装置からの接触導線を第１のレンズに埋設された通信バスに押着する請求項３１記載の方法。
【請求項３７】
さらに、第１の光学レンズを信号導体でラップする請求項３１記載の方法。
【請求項３８】
さらに、第１のレンズまたは第２のレンズの屈折倍率を変更する請求項３１記載の方法。
【請求項３９】
さらに、エッジ付けし、凹部を第１のレンズに切込む請求項３１記載の方法。
【請求項４０】
空洞はユーザの眼の視線を中心としている請求項３１記載の方法。
【請求項４１】
電源に結合された放射センサと、
電源に結合された発光ダイオードと、
電源に結合された制御装置とを具備している光学レンズの電子アクチブ屈折マトリックスを制御するシステム。
【請求項４２】
放射センサと発光ダイオードは相互に並置され、両者とも制御装置に結合されている請求項４１記載のシステム。
【請求項４３】
電源は制御装置に取付けられている請求項４１記載のシステム。
【請求項４４】
制御装置は予め定められたユーザの屈折エラーを補償するための信号を発生するようにプログラムされている請求項４１記載のシステム。
【請求項４５】
電子アクチブ屈折マトリックスを有し、固定した外部表面も有するレンズシステムを設け、
レンズシステムの外周部をエッジ付けすることによりレンズシステムの形状を変更し、
レンズシステムを眼鏡フレームに配置するステップを含んでいる眼鏡の組立て方法。
【請求項４６】
さらに、レンズシステムの導体を眼鏡フレームの導体に結合する請求項４５記載の方法。
【請求項４７】
電子アクチブ屈折マトリックスは複数の個々の画素を含んでいる請求項４５記載の方法。
【請求項４８】
第１のレンズ面および第２のレンズ面を有する光学レンズと、
第１の固定したレンズ面と第２の固定したレンズ面との間に位置されている電子アクチブ屈折マトリックスと、
前記電子アクチブ屈折マトリックスに結合されている複数のバスとを具備している光学レンズシステム。
【請求項４９】
電子アクチブ屈折マトリックスを有するレンズブランクを設け、
特定された眼鏡フレーム内に適合するようにレンズブランクを構成するためにレンズブランクから材料を除去するステップを含んでいる光学レンズシステムの組立て方法。
【請求項５０】
電子アクチブ屈折マトリックスはパターン化された電極を含んでいる請求項４９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学系の分野、特に少なくとも幾つかの集積されたコンポーネントを含んでいる電子アクチブレンズを使用するシステムおよび方法に関する。
【０００２】
【発明の参考とする文献】
本出願は、２００１年１月１７日出願の米国暫定特許出願第６０／２６１，８０５号明細書、２００１年１０月５日出願の米国暫定特許出願第６０／３２６，９９１号明細書、２００１年１１月１５日出願の米国暫定特許出願第６０／３３１，４１９号明細書と関連している。本出願はまた２０００年６月２３日出願の米国特許出願第０９／６０２，０１３号明細書、２０００年６月２３日出願の米国特許出願第０９／６０２，０１２号明細書、２０００年６月２３日出願の米国特許出願第０９／６０２，０１４号明細書、２０００年６月２３日出願の米国特許出願第０９／６０３，７３６号明細書の一部継続出願でもある。全てのこれらの明細書はここで全体において参考文献とされている。
【０００３】
【従来の技術】
１９９８年、米国だけで約９２００万件の眼の検査が行われた。これらの検査の大多数は内部および外部の両者の眼の病理学的な徹底的な検査、筋肉バランスおよび両眼の解析、角膜および多くの場合瞳孔の測定、客観的および主観的の両者の屈折検査を含んでいる。
【０００４】
屈折検査は人の眼の屈折エラーの大きさとタイプを理解／診断するために行われる。現在診断および測定されることができる屈折エラーのタイプは近視、遠視、乱視、老眼である。現在の屈折装置（フォロブター）は人の視覚を２０／２０の距離と近端部に補正しようとし、幾つかのケースでは２０／１５の距離視覚が実現されることができるが、これは例外である。
【０００５】
人の眼の網膜が視覚を処理し規定できる論理的限界は約２０／１０であることが指摘される。これは今日の屈折装置（フォロブター）および通常の眼鏡レンズの両者により現在得られる視覚レベルよりもかなり良好である。これらの通常の装置に欠如していることは収差、不規則な非点収差または眼層の不規則さのような通常ではない屈折エラーの検出、定量、補正の能力である。これらの収差、不規則な非点収差および／または眼層の不規則さは人の視覚システムの結果または通常の眼鏡により生じる収差の結果またはその両者の組合わせである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
それ故、人の視覚を検出し、定量決定し、できる限り２０／１０に近くまたはそれ以上に補正する手段を有することが非常に有効である。さらに、非常に効率的にユーザに親しみのある方法でこれを行うことが有効である。
【０００７】
本発明は人の視覚を検出し、定量決定し、補正するすぐれた方法を使用する。この方法は電子アクチブレンズを使用して幾つかの革新的な実施形態を含む。さらに、本発明は電子アクチブなアイウェアの選択、分配、付勢、プログラミングについてのすぐれた方法を使用する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるシステムは第１の外部表面、第２の外部表面、外周部を有する第１の光学レンズと、電子アクチブ屈折マトリックス、電子アクチブマトリックスに結合された導体とを含んでいる。
【０００９】
本発明による代わりのシステムは、レンズ支持体と眼鏡のつる領域とを有するフレームと、レンズ支持体に結合され電子アクチブ屈折マトリックスを有する光学レンズと、電子アクチブ屈折マトリックスに結合された制御装置と、制御装置に結合された距離測定器とを含んでいる。
【００１０】
本発明はまた、電子アクチブ屈折マトリックスを第１の光学レンズの空洞に位置させ、電子アクチブ屈折マトリックスの少なくとも一部を第２の光学レンズでカバーするステップを含んでいる光学レンズシステムの組立て方法を含んでいる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
例えば１つの本発明の実施形態では、新規な電子アクチブフォロブター／屈折装置が使用される。この電子アクチブフォロブターは今日のフォロブターよりもはるかに少数のレンズ部品を使用し、今日のフォロブターの総寸法および／または重量の数分の一である。実際に、この例示的な本発明の実施形態はフレーム取付け部に収納された１対の電子アクチブレンズだけからなり、フレーム取付け部はその固有の構造的な設計を通しておよび／または導電ワイヤのネットワークによって、電子アクチブレンズを適切に機能させることを可能にするのに必要な電力を与える。
【００１２】
本発明のある実施形態の理解を容易にするために、種々の用語の説明を行う。状態によっては、これらの説明は必ずしも限定を意図するわけではなく、例示、説明、ここで与えられている特許請求の範囲を考慮して読まれるべきである。“電子アクチブゾーン”は電子アクチブ構造、層、および／または領域を含むかそれらに含まれる。“電子アクチブ領域”は電子アクチブ層の一部および／または全体である。電子アクチブ領域は別の電子アクチブ領域に隣接できる。電子アクチブ領域は直接的にまたは例えば各電子アクチブ領域間の絶縁体により間接的に別の電子アクチブ領域に取付けられることができる。“電子アクチブ屈折マトリックス”は電子アクチブゾーンと領域との両者であり、直接的にまたは例えば各電子アクチブ層間の絶縁体により間接的に別の電子アクチブ層に取付けられることができる。“取付け”は結合、付着、粘着およびその他のよく知られた取付け方法を含むことができる。“制御装置”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それらに含まれることができる。“屈折装置”は制御装置を含むことができる。“自動屈折装置”は波頭解析装置を含むことができる。“近距離屈折エラー”は近視および人が近距離で明白に見るために補正されることが必要な任意の他の屈折エラーを含むことができる。“中距離屈折エラー”は中距離で補正されることを必要とされる程度の老眼と、人が中距離で明白に見るために補正されることを必要とされる任意の他の屈折エラーを含んでいる。“遠距離屈折エラー”は人が遠距離で明白に見るために補正されることを必要とされる任意の屈折エラーを含むことができる。“近距離”は約６インチから約２４インチであり、さらに好ましくは約１４インチから約１８インチである。“中距離”は約２４インチから約５フィートである。“遠距離”は約５フィートから無限大の間であり、さらに好ましくは無限大である。“通常の屈折エラー”は近視、遠視、乱視および／または老眼を含むことができる。“通常ではない屈折エラー”は不規則な非点収差、眼のシステムの収差、通常の屈折エラーには含まれない任意の他の屈折エラーを含むことができる。“光学的な屈折エラー”はレンズ光学系に関連する任意の収差を含むことができる。
【００１３】
ある実施形態では“眼鏡”は１つのレンズを含んでいる。他の実施形態では“眼鏡”は１よりも多数のレンズを含むことができる。“多焦点”レンズは二重焦点、三重焦点、四重要点および／または連続的な付加レンズを含むことができる。“完成された”レンズブランクは両側に完成された光学表面を有するレンズブランクを含むことができる。“半完成された”レンズブランクは片側のみ完成した光学表面を有し、他方の面では非光学的に完成された表面を有するレンズブランクを含むことができ、レンズは例えばこれを使用可能なレンズにするために研磨および／または研出し等のさらに変更を必要とする。“表面仕上げ”は半完成のレンズブランクの完成されていない表面を完成するための過剰な材料の研磨および／または研出し等を含んでいる。
【００１４】
図１は電子アクチブフォロブター／屈折システムの１実施形態１００ の斜視図である。フレーム１１０ は電子アクチブレンズ１２０ を含んでおり、これは導電ワイヤ１３０ のネットワークにより電子アクチブレンズ制御装置１４０ および電力ソース１５０ へ接続されている。
【００１５】
ある実施形態では、フレーム１１０ の眼鏡のつる（図１では図示せず）は例えばマイクロ燃料電池等の電池または電源を含んでいる。他の本発明の実施形態では、フレーム１１０ の１つまたは複数の眼鏡のつるは倍率コードが直接的に電気の差込み口および／または電子アクチブ屈折装置の制御装置／プログラマ１６０ へプラグ接続されるようにするために必要な電気部品を有する。
【００１６】
さらに他の本発明の実施形態では、電子アクチブレンズ１２０ は屈折をしながら電子アクチブレンズを通して見るために、人の顔を単に適切に位置付けるように懸架されるハウジングアセンブリに取付けられている。
【００１７】
本発明の第１の実施形態では、１対の電子アクチブレンズだけを使用しているが、他の実施形態では多数の電子アクチブレンズが使用される。さらに他の実施形態では通常のレンズと電子アクチブレンズの組合わせが使用される。
【００１８】
図２は少なくとも１つの電子アクチブレンズ２２０ と幾つかの通常のレンズ、特に回折レンズ２３０ 、プリズムレンズ２４０ 、乱視用レンズ２５０ 、球面レンズ２６０ を含んでいるハウジングアセンブリ２１０ を含んでいる電子アクチブ屈折システム２００ の例示的な実施形態の概略図である。導電ワイヤ２７０ のネットワークは電子アクチブレンズ２２０ を電源２７５ および制御装置２８０ へ接続し、処方のディスプレイ２９０ を提供する。
【００１９】
多数の電子アクチブレンズおよび／または通常および電子アクチブレンズの組合わせが使用される本発明の各実施形態では、レンズはランダムおよび／またはランダムではない一度に一度のシーケンスで人の視力を試験するために使用されることができる。他の本発明の実施形態では、２以上のレンズが共に付加され、必要なときにそれぞれの眼の前で全体的な矯正的な倍率を与える。
【００２０】
電子アクチブフォロブターと電子アクチブアイウェアとの両者で使用される電子アクチブレンズはハイブリッドおよび／または非ハイブリッド構造で構成される。ハイブリッド構造では、通常のレンズ光学系は電子アクチブゾーンと結合される。非ハイブリッド構造では、通常のレンズ光学系は使用されない。
【００２１】
前述したように、本発明は図３のフロー図で示されている現在の通常の分配の実際のシーケンス３００ とは異なる。ステップ３１０ と３２０ で示されているように、典型的に、通常の屈折装置を含んでいる眼の検査はその人の処方を獲得し、それに続いてその処方をディスペンサへ送る。その後ステップ３３０ と３４０ に示されているように、ディスペンサで、その人のフレームとレンズが選択される。ステップ３５０ と３６０ で示されているように、レンズは製造され、エッジを付けられ、フレームに組立てられる。最終的にステップ３７０ で新しい処方の眼鏡が分配され受取られる。
【００２２】
図４のフロー図で示されているように、本発明の分配方法の例示的な実施形態４００ では、ステップ４１０ で、電子アクチブアイウェアは装着者によりまたは装着者に対して選択される。ステップ４２０ では、フレームは装着者に適合される。装着者が電子アクチブアイウェアを装着することにより、ステップ４３０ で電子装置は電子アクチブフォロブター／屈折装置の制御システムにより制御され、これは多くの場合に眼科の専門家および／または技術者により動作される。しかしながら、本発明のある実施形態では、患者または装着者は実際に制御システムを動作することができ、したがって彼等に固有の電子アクチブレンズの処方を制御できる。他の本発明の実施形態では、患者／装着者と眼科の専門家および／または技術者の両者が共に制御装置で作業する。
【００２３】
ステップ４４０ では、制御システムは眼科の専門家、技術者および／または患者／装着者により動作され、患者／装着者に対して最良の補正処方を客観的または主観的の両者で選択するために使用される。患者／装着者の視力をその最適な補正状態に補正するために適切な処方を選択するとき、眼科の専門家または技術者は患者／装着者の電子アクチブアイウェアをプログラムする。
【００２４】
本発明の１実施形態では、選択された電子アクチブアイウェアが電子アクチブフォロブター／屈折装置の制御装置から遮断される前に、選択された処方は電子アクチブアイウェア制御装置および／または１以上の制御装置コンポーネントへプログラムされる。別の本発明の実施形態では、処方は選択された電子アクチブアイウェアへ後にプログラムされる。
【００２５】
いずれかの場合、今日の通常の眼鏡とは全体的に異なるシーケンスで、電子アクチブ眼鏡が選択され、適合され、プログラムされ、ステップ４５０ で配送される。このシーケンスは製造、屈折、分配効率の改良を可能にする。
【００２６】
この本発明の方法により、患者／装着者は文字通り、アイウェアを選択し、それらを装着して彼等の視力試験が行われ、その後、補正処方のためにそれらをプログラムする。全てではないが多くの場合、これは患者／装着者が試験椅子を離れる前に行われ、したがって製造全体と、患者の最終的な処方と眼の屈折自体の正確なプログラミングを確実にする。最終的に、本発明の実施形態では、患者は試験椅子から降りて眼科の専門家のオフィスを出るとき、文字通り電子アクチブ眼鏡を装着することができる。
【００２７】
他の本発明の実施形態は、電子アクチブフォロブター／屈折装置が従来の場合とほとんど同じ方法で調整される患者または装着者の最良の補正された処方を単に表示または印刷することを可能にすることが指摘されるべきである。現在、プロセスは書かれた処方を電子アクチブアイウェア（フレームおよびレンズ）が販売され分配される分配位置へ送ることを含んでいる。
【００２８】
さらに他の本発明の実施形態では、処方は電子アクチブアイウェア（フレームおよびレンズ）が販売される分配位置へ例えばインターネットにより電子的に送信される。
【００２９】
眼の屈折が行われる地点で処方が調整されない場合、ある本発明の実施形態では、電子アクチブアイウェア制御装置および／または１以上の制御装置コンポーネントがプログラムされ電子アクチブアイウェアに設置されるか、または電子アクチブアイウェアに設置されながら直接的に屈折にしたがってプログラムされる。電子アクチブアイウェアに付加されるものがない場合、電子アクチブアイウェア制御装置および／または１以上の制御装置コンポーネントは電子アクチブアイウェアの複雑な組込み部分であり、後に付加される必要はない。
【００３０】
図２７は別の本発明の分配方法の１実施形態２７００のフロー図である。ステップ２７１０では、患者の視力が任意の方法を使用して屈折される。ステップ２７２０では、患者の処方が得られる。ステップ２７３０では、電子アクチブアイウェアが選択される。ステップ２７４０では電子アクチブアイウェアが装着者の処方でプログラムされる。ステップ２７５０で、電子アクチブアイウェアが分配される。
【００３１】
図５は電子アクチブアイウェアの別の本発明の実施形態５００ の斜視図である。この図示の例では、フレーム５１０ はワイヤ５３０ を電子アクチブアイウェア制御装置５４０ と電源５５０ へ接続することにより電気的に結合されている一般的な電子アクチブレンズ５２０ および５２２ を含んでいる。セクションラインＺ−Ｚは一般的な電子アクチブレンズ５２０ を分割している。
【００３２】
制御装置５４０ は電子アクチブアイウェア５００ の“頭脳”として作用し、少なくとも１つのプロセッサコンポーネントと、特別な処方に対する命令および／またはデータを記憶するための少なくとも１つのメモリコンポーネントと、ポートのような少なくとも１つの入力／出力コンポーネントとを含むことができる。制御装置５４０ はメモリからの読取およびメモリへの書込み、所望の屈折率に基づいた個々のグリッド素子に与えられる電圧の計算および／または患者／ユーザのアイウェアと関連する屈折装置／フォロブター装置との間のローカルインターフェースとして作用のようなコンピュータ処理タスクを行うことができる。
【００３３】
本発明の１実施形態では、制御装置５４０ は患者のコンバージェンスと適応的な要求を満たすために眼科の専門家または技術者により予めプログラムされる。この実施形態ではこの事前のプログラミングは制御装置５４０ が患者のアイウェア外にあるときに制御装置５４０ において行われ、制御装置５４０ は試験後にアイウェア中に挿入される。本発明の１実施形態では、制御装置５４０ は“読取専用”タイプであり、特定の距離についての視力を補正するため屈折率の必要なアレイを得るように電圧をグリッド素子へ供給する。患者の処方が変更したとき、新しい制御装置５４０ は専門家によりプログラムされてアイウェア中に挿入される。この制御装置はＡＳＩＣのクラスまたは特定用途用集積回路、およびそのメモリと永久的にインプリントされた処理コマンドである。
【００３４】
別の本発明の実施形態では、電子アクチブアイウェア制御装置は最初に分配されたとき眼科の専門家または技術者により基本的にプログラムされ、後に同一の制御装置またはそのコンポーネントは患者の要求が変化するとき異なる修正を行うために再度プログラムされることができる。この電子アクチブアイウェア制御装置は（図１および２に示されている）屈折装置の制御装置／プログラマに位置されるアイウェアから抽出され、試験中に再度プログラムされるか、電子アクチブアイウェアから除去せずにそのままで屈折装置により再度プログラムされる。この場合の電子アクチブアイウェア制御装置は例えばＦＰＧＡのクラス、またはフィールドプログラム可能なゲートアレイアーキテクチャである。この本発明の実施形態では、電子アクチブアイウェア制御装置は永久的にアイウェアに組込まれ、ＦＰＧＡへプログラミングコマンドを発生する屈折装置へのインターフェースリンクだけを必要とする。このリンクの一部分は屈折装置／フォロブターまたはその制御装置／プログラミング装置中に埋設されたＡＣアダプタにより与えられる電子アクチブアイウェア制御装置への外部ＡＣ電源を含んでいる。
【００３５】
本発明の別の実施形態では、電子アクチブアイウェアは屈折装置として動作し、眼科の専門家または技術者により動作される外部装置は単に電子アクチブアイウェアの制御装置へのデジタルおよび／またはアナログインターフェースからなる。したがって、電子アクチブアイウェア制御装置はまた屈折装置／フォロブターの制御装置として作用する。この実施形態では、必要な処理電子装置はグリッド電圧のアレイを電子アクチブアイウェアに変更し、電子アクチブアイウェア制御装置をユーザの最適な補正が経験的に決定された後でこのデータで再プログラムするために利用できる。この場合、患者は検査中に彼／彼女の固有の電子アクチブアイウェアを通して眼のチャートを精密に調べ、彼／彼女が最良の補正処方を選択していることに気付かず、電子アクチブアイウェアの制御装置は同時に電子的にプログラムされる。
【００３６】
別の革新的な実施形態は、第１のステップとしておよび／またはＨｕｍｐｈｒｅｙの自動屈折装置とＮｉｋｏｎ の自動屈折装置の例示（それらに限定されない）により（図１および２に示されている）電子アクチブ屈折装置と組合わせて使用されることができ、それらのＨｕｍｐｈｒｅｙの自動屈折装置とＮｉｋｏｎ の自動屈折装置は本発明の電子アクチブレンズと両立しそれを使用するためにプログラムされたフィードバックを与える。本発明の実施形態は患者または装着者が彼または彼女の電子アクチブ眼鏡を装着しながら、彼等の屈折エラーを測定するために使用される。このフィードバックは自動的または手動で制御装置および／またはプログラマに与えられ、その後、使用者／装着者の電子アクチブ眼鏡の制御装置を較正し、プログラムまたは再プログラムする。この革新的な実施形態では人の電子アクチブ眼鏡は十分な眼の検査または眼の屈折を必要とせずに必要なときに再較正されることができる。
【００３７】
ある他の本発明の実施形態では、人の視力の補正は人の電子アクチブレンズにより２０／２０に補正される。これは人の通常の屈折エラー（近視、遠視、乱視および／または老眼）を補正することによりほとんどのケースで得られる。ある他の本発明の実施形態では、収差、不規則な非点収差および／または眼球の眼の層の不規則性のような一般的ではない屈折エラーは通常の屈折エラー（近視、遠視、乱視および／または老眼）と同様に測定され補正される。本発明の実施形態では、収差、不規則な非点収差および／または眼球の眼の層の不規則性は通常の屈折エラーに加えて補正され、人の視力は多くの場合、例えば２０／２０乃至２０／１５よりも良好、２０／１５乃至２０／１０よりも良好および／または２０／１０よりも良好に補正されることができる。
【００３８】
この有効なエラー補正は適応光学系のように実効的にアイウェアで電子アクチブレンズを使用することにより実現される。適応光学系は表示され、地上ベースの天体望遠鏡の大気歪みの補正と、通信および軍事用のための大気を通してのレーザ送信の補正のために多年にわたって使用されている。これらの場合、セグメント化されたまたは“ラバー”ミラーが通常イメージの波頭またはレーザの光波に対して小さい補正を行うために使用される。これらのミラーはほとんどの場合、機械的なアクチュエータにより操作される。
【００３９】
適合的な光学系は視覚に与えられるとき、アイセーフレーザ等の光ビームにより眼のシステムのアクチブな探索に基づいており、網膜の反射または網膜で生成されるイメージの波頭歪みを測定する。この形態の波頭解析は平面または球面のプローブ波を仮定し、眼のシステムによりこの波頭で与えられた歪みを測定する。最初の波頭を歪みを有する波頭と比較することによって、熟練した検査者はどんな異常が眼のシステムに存在するかを決定することができ、適切な補正処方を処方することができる。波頭解析装置には幾つかの競合する設計が存在するが、このような波頭解析を実行するように透過または反射性の空間光変調器として使用するためにここで説明する電子アクチブレンズの適合は本発明の技術的範囲内に含まれる。波頭解析装置の例は米国特許第５，７７７，７１９ 号（Ｗｉｌｌｉａｍｓ）と第５，９４９，５２１ 号（Ｗｉｌｌｉａｍｓ）明細書に記載されており、それぞれその全体がここで参考文献とされている。
【００４０】
しかしながら本発明のある実施形態では、小さい補正または調節が電子アクチブレンズに対して行われ、それによってイメージ光波は電気的に駆動された画素のグリッドアレイにより与えられ、その画素の屈折率は変更され、変更可能な屈折率によりそれらを通過する光を加速または減速する。このように、電子アクチブレンズは適合的な光学系になり、それは網膜にほぼ収差のないイメージを得るために眼自体の光学系の固有の空間的欠陥を補償することができる。
【００４１】
ある本発明の実施形態では、電子アクチブレンズは十分な二次元であるので、眼の光学システムにより生じる固定した空間的収差は、患者／ユーザの全体的な視力補正処方の必要性のトップに小さい屈折率の補正を含むことにより補償されることができる。このように、視力は共通のコンバージェンスと適合補正により実現されるレベルよりも良好なレベルに補正されることができ、多くの場合、２０／２０よりも良好な視力が得られる。
【００４２】
この２０／２０よりも良好な補正を実現するため、患者の眼の収差は例えば眼の収差測定に特別に設計された波頭センサまたは解析装置を使用して変更された自動屈折装置により測定されることができる。一度眼の収差と他のタイプの一般的ではない屈折エラーが大きさおよび空間の両者で決定されると、全体的な近視、遠視、老眼および／または乱視補正に加えてこれらの収差および他のタイプの一般的ではない屈折エラーを補償するため、眼鏡の制御装置は２Ｄの空間的依存の屈折率変化を受入れるようにプログラムされることができる。したがって、本発明の電子アクチブレンズの実施形態は患者の眼のシステムの収差またはレンズ光学系により生成された収差の電子アクチブな補正を行うことができる。
【００４３】
したがって、例えば、〜３．５０ジオプタのある倍率補正は装着者の近視を補正するためにある電子アクチブダイバージェントレンズで必要とされる。この場合、異なる電圧Ｖ１ …ＶＮ のアレイは、〜３．５０ジオプタのある倍率を電子アクチブレンズに与える異なる屈折率Ｎ１ …ＮＭ のアレイを発生するためにグリッドアレイのＭ素子へ与えられる。しかしながら、グリッドアレイのある素子は眼の収差および／または一般的ではない屈折率のエラーを補正するためにそれらの屈折率Ｎ１ …ＮＭ におけるプラスまたはマイナス０．５０単位の変化までを必要とする。これらの変化に対応する小さい電圧偏差はベースの近視補正電圧に加えて適切なグリッド素子に与えられる。
【００４４】
不規則な非点収差のような通常ではない屈折エラー、例えば角膜の前面の涙層、角膜の前および後面、水性の不規則さ、水晶レンズの前および後面、ガラスの不規則さのような眼の屈折の不規則さ、または眼の屈折系自体により生じる他の収差を可能な限り多く検出し、計量し、および／または補正するために、電子アクチブ屈折装置／フォロブターが図６の本発明の処方方法の１実施形態６００ にしたがって使用される。
【００４５】
ステップ６１０ では、通常の屈折装置、通常および電子アクチブレンズの両者を有する電子アクチブ屈折装置、または電子アクチブレンズだけを有する電子アクチブ屈折装置、または自動屈折装置のいずれかが（近視用）マイナス倍率、（遠視用）プラス倍率、（乱視用）円筒形倍率および軸、必要なときにプリズム倍率等の通常のレンズ倍率を使用して人の屈折エラーを測定する。この方法を使用して、通常の補正屈折エラーにより患者のＢＶＡ（最良の視力の鋭敏さ）として今日知られているものを獲得する。しかしながら本発明のある実施形態は今日の通常の屈折装置／フォロブターが実現できるよりも人の視力の改良を可能にする。
【００４６】
それ故、ステップ６１０ は通常ではない本発明の方法でさらに改良された人の処方を与える。ステップ６１０ では、この終了点を得る処方は電子アクチブ屈折装置中にプログラムされる。患者は多グリッドの電子アクチブ構造を有する電子アクチブレンズを通して、変更され両立可能な自動屈折装置または波頭解析装置を観察するように適切に位置され、自動的に正確に屈折エラーを測定する。この屈折エラーの測定は可能な限り多くの通常ではない屈折エラーを検出し計量する。この測定は各電子アクチブレンズの小さい約４．２９ｍｍのターゲットとされた領域を通じて行われ、患者が電子アクチブレンズのターゲットとされた領域を観察しているときに視線に沿って中心窩上に最良の焦点を実現するように必要な処方を自動的に計算する。この測定が一度行われると、この通常ではない補正は将来使用するために制御装置／プログラマメモリに記憶されるか電子アクチブレンズを制御する制御装置へプログラムされる。勿論、これは両眼に対して繰返される。
【００４７】
ステップ６２０ で、患者または装着者は最適な選択肢で、通常の屈折エラー補正、通常ではない屈折エラー補正またはその両者の組合わせ、したがって最終的な処方を彼等の嗜好にさらに改良することを可能にするように制御装置を使用することを選択する。代わりにまたはさらに付加的に、眼科の専門家は幾つかのケースではさらに改良が行われなくなるまでそれを改良する。この点で、通常の技術で有効であるよりも良好な患者の改良されたＢＶＡが実現される。
【００４８】
ステップ６３０ で、さらに改良された処方がその後制御装置にプログラムされ、これは電子アクチブレンズの処方を制御する。ステップ６４０ で、プログラムされた電子アクチブ眼鏡が分配される。
【００４９】
先行するステップ６１０ 乃至６４０ は本発明の方法の１実施形態を示しており、眼科の専門家の判断または方法に基づいて、多数の異なるが類似の方法が単独の電子アクチブ屈折装置／フォロブターまたは波頭解析装置との組合わせとを使用して人の視力を検出し計量しおよび／またはそれを補正するために使用されることができる。人の視力を検出し計量しおよび／またはそれを補正するために電子アクチブ屈折装置／フォロブターを使用する任意の方法は、どのシーケンスであっても、波頭解析装置を伴うか伴わなくても、本発明の一部分と考えられる。例えばある本発明の実施形態では、ステップ６１０ 乃至６４０ は変更された方法または異なるシーケンスで行われてもよい。さらにある他の本発明の方法の実施形態では、ステップ６１０ で参照されたレンズのターゲットとされた領域は直径が約３．０ミリメートル乃至約８．０ミリメートルの範囲内である。さらに本発明の実施形態では、ターゲットとされた領域は直径約２．０ミリメートルからレンズ領域全体までの任意の場所であることができる。
【００５０】
この説明はしたがって将来の眼の検査を行うために、電子アクチブレンズ単独またはそれと波頭解析装置と組合わせた種々の形態を使用することを中心にしたものであるが、新たに出現する技術が単に客観的測定を可能にし、したがって患者との会話の応答または対話の必要性が潜在的になくなる別の可能性が存在する。ここで説明および／または請求している多数の本発明の実施形態は客観的、主観的またはその両者のいずれの組合わせであっても任意のタイプの測定システムと共に動作することを意図している。
【００５１】
前述の電子アクチブレンズ自体を参照すると、本発明の１実施形態は新しい電子アクチブレンズを有し、ハイブリッドまたはハイブリッドではない構造である電子アクチブ屈折装置／フォロブターに関する。ハイブリッド構造に関しては、前面、後面および／または前面と後面との間に位置する少なくとも１つの電子アクチブゾーンが通常の１つの視力または多焦点レンズ光学系との組合わせを意味し、ゾーンは電気的に焦点を変化するために必要な電子アクチブ手段を有する電子アクチブ材料からなる。本発明のある実施形態では、電子アクチブゾーンは傷およびその他の通常のウェアから保護するためにレンズの内側またはレンズの後部の凹面に特別に位置される。電子アクチブゾーンが前面の凸面の一部として含まれる実施形態では、多くの場合、傷防止被覆が施される。通常の単一の視力レンズまたは通常の多焦点レンズ、電子アクチブゾーンの組合わせはハイブリッドレンズ設計の全体的なレンズの倍率を与える。非ハイブリッドによれば、電子アクチブでその屈折倍率がほぼ１００％のレンズは単にその電子アクチブ特性により生成されることを意味する。
【００５２】
図７は前面図であり、図８は例示的なハイブリッド電子アクチブ眼鏡レンズの１実施形態７００ のラインＡ−Ａに沿った断面図である。この例ではレンズ７００ はレンズ光学系７１０ を含んでいる。レンズ光学系７１０ には電子アクチブ屈折マトリックス７２０ が取付けられ、これは電子アクチブ屈折マトリックス７２０ の全てまたは一部分を占有する１以上の電子アクチブ領域を有する。またレンズ光学系７１０ に取付けられ少なくとも部分的に電子アクチブ屈折マトリックス７２０ を包囲してフレーム層７３０ が設けられている。レンズ光学系７１０ はこの特別な例では水平線から時計回りに約４５度で回転された非点収差軸Ａ−Ａを有する非点収差倍率補正領域７４０ を含んでいる。電子アクチブ屈折マトリックス７２０ とフレーム層７３０ をカバーして随意的なカバー層７５０ が設けられている。
【００５３】
さらに説明するように、電子アクチブ屈折マトリックス７２０ は液晶および／または重合体のゲルを含むことができる。電子アクチブ屈折マトリックス７２０ はまた整列層、金属層、導電層および／または絶縁層も含むことができる。
【００５４】
別の実施形態では、非点収差補正領域７４０ はレンズ光学系７１０ が球面倍率だけを補正するために除去される。別の代わりの実施形態では、レンズ光学系７１０ は遠距離、近距離および／またはその両者と、球面、円筒面、プリズムおよび／または非球面エラーを含む任意の種類の通常の屈折エラーを補正できる。電子アクチブ屈折マトリックス７２０ はまた近距離および／または収差のような通常ではない屈折エラーを補正することができる。他の実施形態では、電子アクチブ屈折マトリックス７２０ は任意の種類の通常の、または通常ではない屈折エラーを補正することができ、レンズ光学系７１０ は通常の屈折エラーを補正することができる。
【００５５】
ハイブリッド構造方法を有する電子アクチブレンズはハイブリッドではないレンズより優れたある異なる利点を有することが発見されている。これらの利点には、低電力の要求、小さいバッテリー寸法、長寿命の予測されるバッテリー寿命、複雑性の少ない電気回路、少ない数の導体、少ない数の絶縁体、低い製造価格、光学的透明度の増加、構造的な一体性の増加等が含まれる。しかしながら、ハイブリッドではない電子アクチブレンズは厚さの減少と大量生産を含むその固有の利点を有することに注意しなければならない。
【００５６】
両方のハイブリッドではない構造は、幾つかの実施形態では全フィールドハイブリッドと部分的なフィールドハイブリッド方法で、例えば使用される電子アクチブ構造の設計が多グリッドの電子アクチブ構造の設計であるとき、非常に限定された数のＳＫＵ（在庫品）の大量生産を可能にすることも発見されている。この場合、装着者の解剖学的両立性について湾曲および寸法のような限定された数の異なる特徴に主に焦点を合わせることが大量生産するときには必要である。
【００５７】
この改良の重要性を理解するため、ほとんどの処方を解決するために必要な伝統的なレンズのブランク数を理解しなければならない。補正された処方の約９５％は０．２５ジオプターのインクリメントで−６．００ジオプター乃至＋６．００ジオプターの範囲内の球面倍率補正を含んでいる。この範囲に基づいて約４９の共通して処方された球面倍率が存在する。非点収差補正を含むこれらの処方では、約９５％が０．２５ジオプターのインクリメントで−４．００ジオプター乃至＋４．００ジオプターの範囲内に入る。この範囲に基づいて約３３の共通して処方された非点収差（または円筒形）倍率が存在する。しかしながら非点収差は軸方向成分を有するので、約３６０度の非点収差軸の方位が存在し、これは典型的に１度のインクリメントで処方される。したがって、３６０度の異なる非点収差軸処方が存在する。
【００５８】
さらに、多数の処方は老眼の補正のための二重焦点コンポーネントを含んでいる。老眼補正を有するこれらの処方では、約９５％が０．２５ジオプターのインクリメントで＋１．００ジオプター乃至＋３．００ジオプターの範囲内に入り、共通して処方された老眼倍率は約９である。
【００５９】
本発明の幾つかの実施形態は球面、円筒面、軸、老眼補正を行うことができるので、１つのハイブリッドではない電子アクチブレンズは５，２３９，０８０（＝４９×３３×３６０×９）の異なる処方の役目を行う。したがって１つのハイブリッドではない電子アクチブレンズは多数のレンズブランクＳＫＵの大量生産および／またはストックの必要性をなくし、さらに重要なことに特定の患者の処方に対して各レンズブランクを研磨および研出しする必要をなくす。
【００６０】
顔面の形状、睫の長さ等の解剖学的問題に適合する必要のある種々のレンズの曲率を考慮に入れるため、１よりも少し多いハイブリッドではない電子アクチブレンズＳＫＵが大量生産および／またはストックされる。それにもかかわらず、ＳＫＵの数は数１００万から約５以下まで減少する。
【００６１】
ハイブリッド電子アクチブレンズの場合、レンズ光学系により通常の屈折エラーを補正し、ほぼ中心の電子アクチブ層を使用することによって、必要とされるＳＫＵの数を減少することも可能であることが発見されている。図７を参照すると、レンズ７００ は必要とされる位置に非点収差軸Ａ−Ａを置く必要があるときに回転されることができる。したがって、必要とされるハイブリッドレンズブランクの数は３６０の係数により減少されることができる。さらにハイブリッドレンズの電子アクチブゾーンは老眼の補正を行い、それによって必要とされるレンズブランク数を９の係数により減少する。したがってハイブリッド電子アクチブレンズの実施形態は５００万を超える数から１６１９（＝４９×３３）まで、必要とされるレンズブランク数を減少できる。この数のハイブリッドレンズブランクＳＫＵを大量生産および／またはストックすることが合理的に可能であるので、研磨と研出しの必要は無くされる。
【００６２】
それにもかかわらず、半分完成されたハイブリッドレンズブランクを完成したレンズブランクに研磨および研出す可能性を有する。図２８は半分完成されたレンズブランク２８００の１実施形態の斜視図である。この実施形態では、半分完成されたレンズブランク２８００は完成した表面２８２０、完成していない表面２８３０、部分的なフィールド電子アクチブ屈折マトリックス２８４０を有するレンズ光学系２８１０を具備している。別の実施形態では、半分完成されたレンズブランク２８００は全フィールドの電子アクチブ層を有することができる。さらに半分完成されたレンズブランク２８００の電子アクチブ構造は多グリッドまたは単一の相互接続である。さらに半分完成されたレンズブランク２８００は屈折および／または回折特性をもつことができる。
【００６３】
電子アクチブレンズのハイブリッドまたはハイブリッドではない実施形態では、多数の必要とされる補正処方は電子アクチブレンズによって生成されカスタマイズされることができ、電子アクチブレンズは患者の特別な処方の必要性に対してカスタマイズおよび／またはプログラムされている制御装置によって調節され制御されることができる。したがって、数１００万の処方および多数のレンズスタイル、単一の視力レンズブランク、多数の多焦点の半分完成されたレンズブランクはもはや必要とされない。実際に、ほとんどのレンズおよびフレームの製造および分配は知られているように大変革されよう。
【００６４】
本発明はハイブリッドではない電子アクチブレンズと、予め製造された電子アイウェア（フレームおよび／またはレンズ）または患者またはカスタマに転送されるときにカスタマイズされた電子アイウェアである全部および部分的なフィールドハイブリッド電子アクチブレンズを含んでいることが注意されるべきである。予め製造され組立てられるアイウェアの場合、フレームとレンズの両者は既にエッジを付けられ眼鏡のフレームに入れられたレンズにより予め作られている。プログラム可能で再プログラム可能な制御装置と、必要な電気コンポーネントを有するフレームおよびレンズの大量生産もまた本発明の一部であると考えられ、必要な電気コンポーネントは予め製造され、眼科の専門家のサイトまたは例えばプログラムされた制御装置および／または患者の処方のための１以上の制御装置のコンポーネントを設置するための幾つかの他のサイトに送られることができる。
【００６５】
あるケースでは、制御装置および／または１以上の制御装置コンポーネントは予め製造されたフレームおよび電子アクチブレンズアセンブリの一部であり、その後、眼科の専門家のサイトまたは幾つかの他のサイトでプログラムされる。制御装置および／または１以上の制御装置コンポーネントは例えばチップまたは薄膜の形態であるか、フレーム中またはフレーム上に配置され、レンズ中または眼鏡のレンズ上に置かれる。制御装置および／または１以上の制御装置コンポーネントは実行されるビジネス戦略に基づいて再プログラムされ、あるいは再プログラムされない。制御装置および／または１以上の制御装置コンポーネントが再プログラムされる場合、これは患者またはカスタマが彼等の眼鏡のフレームおよび電子アクチブレンズの外見と機能性に満足する限り、その人の処方の反復した更新を可能にする。
【００６６】
後者の場合、ハイブリッドではないおよびハイブリッドの電子アクチブレンズの実施形態を以上説明したが、レンズは外部のものから眼を怪我させないように保護するのに十分に構造的に頑丈でなければならない。米国では、ほとんどの眼鏡レンズはＦＤＡの要請するコンパクトな試験を通過しなければならない。これらの要求を満たすために、サポート構造がレンズに組込まれるかレンズ上に位置されることが重要である。ハイブリッドタイプの場合、これは例えば処方または処方ではない単一の視力または構造のベースとしての多焦点レンズ光学系を使用して実現される。例えばハイブリッドタイプの構造ベースはポリカーボネートから作られる。ハイブリッドではないレンズの場合、ある実施形態では選択された電子アクチブ材料と厚さがこの必要とされる構造の役目を行う。他の実施形態では、電子アクチブ材料が位置付けられる処方ではない支持体ベースまたは基体はこの必要とされる保護の役目をする。
【００６７】
あるハイブリッド設計で眼鏡レンズの電子アクチブゾーンを使用するとき、レンズに対する倍率の妨害が生じたとき適切な距離補正を維持することが本質的に必要である。バッテリーまたはワイヤ接続の故障の場合、幾つかの状態では、装着者が自動車を運転中であるか航空機を操縦していて距離補正が失われたとき大惨事を生じる可能性がある。このような発生を防止するため、本発明の電子アクチブ眼鏡レンズの設計は電子アクチブゾーンがＯＦＦ位置（不活性または付勢されていない状態）にあるときに距離の補正を維持することができる。本発明の実施形態では、これは屈折または回折のハイブリッドタイプであっても、通常の固定した焦点長の光学系に距離補正を行うことにより実現されることができる。それ故、任意の付加的な付加倍率は、電子アクチブゾーンにより与えられる。したがって、通常のレンズ光学系は装着者の距離補正を保護するので、フェイルセーフの電子アクチブシステムが生じる。
【００６８】
図９は電子アクチブ屈折マトリックス９２０ に屈折率が一致しているレンズ光学系９１０ を有する別の電子アクチブレンズの例示的な実施形態９００ の側面図である。この図示の実施例では、屈折率ｎ１ を有するダイバージェンスレンズ光学系９１０ は距離補正を行う。レンズ光学系９１０ には電子アクチブ屈折マトリックス９２０ が取付けられ、これは１つの不活性状態と複数の活性状態とを有することができる。電子アクチブ屈折マトリックス９２０ が不活性状態であるとき、これは屈折率ｎ２ を有し、これはレンズ光学系９１０ の屈折率ｎ１ にほぼ一致する。さらに正確に説明すると、付勢されないとき、ｎ２ はｎ１ の０．０５屈折単位内である。電子アクチブ屈折マトリックス９２０ はフレーム層９３０ に包囲され、これはｎ１ の０．０５屈折単位内でレンズ光学系９１０ の屈折率ｎ１ にほぼ一致する屈折率ｎ３ を有する。
【００６９】
図１０は別の電子アクチブレンズシステムの例示的な実施形態１０００の斜視図である。この図示の例では、電子アクチブレンズ１０１０はレンズ光学系１０４０と電子アクチブ屈折マトリックス１０５０を含んでいる。距離測定器送信機１０２０は電子アクチブ屈折マトリックス１０５０上に位置される。また、距離測定器検出器／受信機１０３０は電子アクチブ屈折マトリックス１０５０に位置される。別の実施形態では、送信機１０２０または受信機１０３０は電子アクチブ屈折マトリックス１０５０中に位置されることができる。別の代わりの実施形態では、送信機１０２０または受信機１０３０はレンズ光学系１０４０中またはその上に位置付けられる。他の実施形態では、送信機１０２０または受信機１０３０は外部カバー層１０６０上に位置されることができる。さらに別の実施形態では１０２０と１０３０は先の任意の組合わせで位置されることができる。
【００７０】
図１１は回折電子アクチブレンズ１１００の例示的な実施形態の側面図である。この実施例では、レンズ光学系１１１０は距離補正を行う。レンズ光学系１１１０の１表面には屈折率ｎ１ を有する回折パターン１１２０がエッチングされている。レンズ光学系１１１０とカバー回折パターン１１２０には電子アクチブ屈折マトリックス１１３０が取付けられ、これは電子アクチブ屈折マトリックス１１３０がその付勢されていない状態にあるときほぼｎ１ の屈折率ｎ２ を有する。またレンズ光学系１１１０にはフレーム層１１４０が取付けられ、これはレンズ光学系１１１０とほぼ同一の材料から構成され、少なくとも部分的に電子アクチブ屈折マトリックス１１２０を包囲している。カバリング１１５０は電子アクチブ屈折マトリックス１１３０とフレーム層１１４０を覆って取付けられている。フレーム層１１４０はまたレンズ光学系１１１０の延在部であり、ここでは実際には層は付加されないが、レンズ光学系１１１０は電子アクチブ屈折マトリックス１１３０をフレーム付けまたは外周となるように製造される。
【００７１】
図１２は電子アクチブフレーム層１２２０に取付けられた多焦点光学系１２１０を有する電子アクチブレンズの例示的な実施形態１２００の正面図であり、図１３はその側面図である。この示された例では、多焦点光学系１２１０は漸進的な付加的なレンズ設計である。さらに、この示された例では、多焦点光学系１２１０は第１の光屈折焦点ゾーン１２１２と第２の漸進的な付加的な光屈折焦点ゾーン１２１４を含んでいる。多焦点光学系１２１０には第２の光屈折焦点ゾーン１２１４上に配置されている電子アクチブ領域１２２２を有する電子アクチブフレーム層１２２０が取付けられている。カバー層１２３０は電子アクチブフレーム層１２２０に取付けられている。フレーム層は電子アクチブまたは非電子アクチブであることに注意すべきである。フレーム層が電子アクチブであるとき、絶縁材料は付勢されていない領域から付勢された領域を隔離するために使用される。
【００７２】
本発明の全てではないがほとんどの場合、電子アクチブアイウェアを人の視力をその最適値に補正するようにプログラムするため、したがって通常の屈折エラーを補正するため、患者または装着者の眼の動きを追跡することによって各眼の視線を追跡することが必要である。
【００７３】
図１４は追跡システム１４００の例示的な実施形態の斜視図である。フレーム１４１０は電子アクチブレンズ１４２０を含んでいる。電子アクチブレンズ１４２０の後面（装着車の眼に最も近い面であり、近位置面と呼ばれる）には発光ダイオードのような追跡信号ソース１４３０が取付けられている。また電子アクチブレンズ１４２０の後面には光反射センサのような追跡信号受信機１４４０が取付けられている。受信機１４４０と恐らく信号ソース１４３０は追跡を可能にする命令をメモリ中に含んでいる制御装置（図示せず）に接続されている。この方法を使用して、非常に正確に眼の動きの上、下、左、右の任意のそのバリエーションを検出することが可能である。これは全てではないがあるタイプの通常ではない屈折エラーが補正される必要があり、人の視線内で隔離されるとき（例えば特別な角膜の不規則性または眼を移動するときに動くバンプの場合）必要とされる。
【００７４】
種々の別の実施形態では、ソース１４３０、および／または受信機１４４０はフレーム１４１０の後面に取付けられ、フレーム１４１０の後面に埋設され、および／またはレンズ１４２０の後面に埋設されることができる。
【００７５】
電子アクチブ眼鏡レンズを含む任意の眼鏡レンズの重要な部分はユーザの視野内の最も鮮明なイメージ品質を生成するために使用される部分である。健康な人はどちらかの面に対しても約９０度見ることができ、最もシャープな視覚的な鋭敏さは最良の視覚鋭敏さを有する網膜部分に対応して小さい視界内に位置付けられる。この網膜の領域は角膜と呼ばれ、網膜上の直径０．４０ｍｍの大きさであるほぼ円形の領域である。さらに、眼は情景を全体的な瞳孔直径によりイメージし、瞳孔の直径も眼鏡レンズの最も臨界的な部分の寸法に影響する。眼鏡レンズの結果的な臨界領域は角膜の視野の眼鏡レンズへの投影に眼の瞳孔直径を単に加算した合計である。
【００７６】
眼の瞳孔の直径の典型的な範囲は３．０乃至５．５ｍｍであり、最も普通の値は４．４ｍｍである。平均的な角膜直径は約０．４ｍｍである。
【００７７】
中心窩（ｆｏｖｅａ ）の眼鏡レンズへの投影された寸法の典型的な範囲は眼の長さ、眼から眼鏡レンズまでの距離等のパラメータにより影響される。
【００７８】
この特定の本発明の実施形態の追跡システムは患者の網膜の中心窩領域に関して眼の動きに相関する電子アクチブレンズの領域を位置付ける。これは本発明のソフトウェアが眼が動くときに常に通常ではない補正可能な屈折エラーを補正するようにプログラムされるので重要である。したがって、全てではないがほとんどの場合、本発明の実施形態はそれらのターゲットに眼を据えるか凝視するときに視線が通過するレンズ領域を電子アクチブに変更するため、通常ではない屈折エラーを補正することが必要である。換言すると、この特別な本発明の実施形態では、大多数の電子アクチブレンズは通常の屈折エラーを補正し、眼が動くときターゲットとされる電子アクチブ領域の焦点も、追跡システムと角度を考慮した通常ではない屈折エラーを補正するためのソフトウェアによって同様に動き、ここで視線はレンズの異なるセクションを交差し、これをその特別な領域の最終的な処方にファクタリングする。
【００７９】
全てではないがほとんどの本発明の実施形態では、追跡システムとエネーブリングソフトウェアは遠距離のオブジェクトを観察または凝視しながら人の視力を最大に補正するように使用される。近い点を見るとき、追跡システムはそれが使用されるならば、近距離または中距離の焦点を結ぶ必要のある人の適合性とコンバージェンスを補正するために近地点の焦点範囲を計算するために使用される。これは勿論、電子アクチブアイウェア制御装置および／または１以上の制御装置のコンポーネントに、患者または装着者の処方の一部としてプログラムされる。さらに他の本発明の実施形態では、距離測定器および／または追跡システムはレンズおよび／またはフレーム中へ含まれる。
【００８０】
例えば不規則な非点収差等の通常ではないあるタイプの屈折エラーを補正するような他の本発明の実施形態では、全てではないが多くの場合、電子アクチブレンズは患者または装着者の眼を追跡する必要がないことが指摘されるべきである。この場合、全体的な電子アクチブレンズはこれを補正するため、また患者の他の通常の屈折エラーを補正するためにプログラムされる。
【００８１】
また、収差は観察距離に直接関連されるので、これらは観察距離に関連して補正されることができることが発見されている。即ち、収差または複数の収差が一度測定されると、遠距離視力、中距離視力および／または近距離視力等の特定の距離の収差を電子アクチブに補正するように電子アクチブ領域を分離する方法により、電子アクチブ屈折マトリックスのこれらの収差を補正することが可能である。例えば電子アクチブレンズは遠距離視力、中距離視力および／または近距離視力等に分離されることができ、各ゾーンを制御する各ソフトウェアは対応する観察距離に影響を与えるこれらの収差をそのゾーンに補正させる。それ故、電子アクチブ屈折マトリックスが異なる距離で分離され、それによって各分離された領域が特別な距離の収差を補正するこの特定の本発明の実施形態では、追跡機構なしで屈折ではないエラーを補正することが可能である。
【００８２】
最後に、別の本発明の実施形態では、物理的に電子アクチブ領域を分離せず追跡せずに、収差により生じるような通常ではない屈折エラーの補正を実現することが可能であることが指摘されるべきである。この実施形態では、入力として観察距離を使用して、ソフトウェアは収差に必要とされる補正を考慮して所定の電子アクチブ領域の焦点を調節し、そうでなければ収差は所定の観察距離での視覚に影響する。
【００８３】
さらに、ハイブリッドまたはハイブリッドではない電子アクチブレンズは全フィールドまたは部分的なフィールド効果を有するように設計されることができることが発見されている。全フィールド効果により、電子アクチブ屈折マトリックスまたは層は眼鏡フレーム内の大部分のレンズ領域をカバーする。全フィールドの場合、全体的な電子アクチブ領域は所望の倍率に調節されることができる。また、全フィールドの電子アクチブレンズは部分的なフィールドを与えるように調節されることができる。しかしながら部分的なフィールドの電子アクチブの特定のレンズ設計は、それを部分的なフィールド専用にすることを必要とする回路のために、全フィールドに調節されることができない。部分的なフィールドレンズになるように調節された全フィールドレンズの場合、電子アクチブレンズの部分的なセクションは所望の倍率に調節されることができる。
【００８４】
図１５は別の電子アクチブレンズシステムの例示的な実施形態１５００の斜視図である。フレーム１５１０は電子アクチブレンズ１５２０を含み、それは部分的なフィールド１５３０を有する。
【００８５】
比較の目的で、図１６はさらに別の電子アクチブレンズシステムの例示的な実施形態１６００の斜視図である。この例示的な例では、フレーム１６１０は電子アクチブレンズ１６２０を含み、それは全フィールド１６３０を有する。
【００８６】
ある本発明の実施形態では、多焦点の電子アクチブ光学系は予め製造され、幾つかのケースでは、必要とされるＳＫＵの数が非常に減少するため、完成された多焦点の電子アクチブレンズブランクとして分配位置で棚卸しされる。この本発明の実施形態は分配サイトが棚卸された電子アクチブレンズブランクを電子的にエネーブリングなフレームに単に適合しエッジを付けることを可能にする。多くの場合、本発明は部分的なフィールドの特定のタイプの電子アクチブレンズであるが、これは全フィールドの電子アクチブレンズに対しても同様に作用することが理解されるべきである。
【００８７】
本発明の１つのハイブリッドの実施形態では、非球面設計または、非点収差および球面の補正のための円環状表面を有する非球面ではない設計である通常の単一の視力レンズ光学系は距離倍率の要求を与えるために使用される。非点収差補正が必要とされるならば、適切な倍率の単一の視力レンズ光学系が選択され、適切な非点収差軸位置に回転される。一度これが行われると、単一の視力レンズ光学系はアイワイヤフレームスタイルと寸法のためにエッジを付けられる。電子アクチブ屈折マトリックスはその後、単一の視力レンズ光学系に与えられ、または電子アクチブ屈折マトリックスはエッジを付ける前に与えられ、全体的なレンズ装置は後にエッジを付けられる。エッジングのために、それによって電子アクチブ屈折マトリックスはレンズ光学系に付着され、エッジング前に、単一の視力または多焦点の電子アクチブ光学系、重合体ゲル等の電子アクチブ材料は液晶材料よりも有効であることが指摘されるべきである。
【００８８】
電子アクチブ屈折マトリックスは技術で知られている異なる技術により両立可能なレンズ光学系に応用されることができる。両立可能なレンズ光学系は、その曲面と表面が結合、審美学的および／または適切な最終的なレンズ倍率の観点から適切に電子アクチブ屈折マトリックスを受ける光学系である。例えば、接着剤が使用され、レンズ光学系へ直接接着を与え、電子アクチブ層を下に位置付ける。また、電子アクチブ屈折マトリックスが製造されることができ、リリースフィルムに取付けられ、この場合、それは除去され、レンズ光学系に再度接着する。また、２方向フィルムキャリアに取付けられることができ、そのキャリア自体は接着してレンズ光学系に取付けられる。さらに、それは表面キャスティング技術を使用して適用され、この場合、電子アクチブ屈折マトリックスはその場所に生成される。
【００８９】
図１２の前述のハイブリッドの実施形態では、静止と非静止方法の組合わせは人の中距離および近い点の視力の要求を満たすために使用され、適切な必要とされる距離補正と、例えば全近距離の付加倍率の約＋１．００ジオプターを有する多焦点漸進レンズ１２１０は単一の視力レンズの光学系の代わりに使用される。この実施形態を使用して、電子アクチブ屈折マトリックス１２２０は多焦点漸進レンズ光学系の片面に位置され、同様にレンズ光学系内に埋設されることができる。この電子アクチブ屈折マトリックスは付加的な付加倍率を与えることに使用される。
【００９０】
全体的な多焦点レンズにより必要とされるよりもレンズ光学系で低い付加倍率を使用するとき、最終的な付加倍率は、低い多焦点付加と、電子アクチブ層により発生される付加的な必要な近距離倍率との総付加倍率である。単なる例示として、多焦点漸進付加レンズ光学系が＋１．００の付加倍率を有し、電子アクチブ屈折マトリックスが＋１．００の近距離倍率を生成するならば、ハイブリッド電子アクチブレンズの総近距離倍率は＋２．００Ｄである。この方法を使用して、多焦点レンズ、特に漸進付加レンズからの不要の知覚された歪みを顕著に減少することが可能である。
【００９１】
あるハイブリッド電子アクチブ実施形態では多焦点漸進付加レンズが使用され、電子アクチブ屈折マトリックスは不所望の非点収差を排除するために使用される。これは不所望の非点収差が存在するレンズ区域だけで、電子アクチブに生成される中和倍率補償により不所望の非点収差を中和または実質上減少することにより実現される。
【００９２】
ある本発明の実施形態では、部分的なフィールドの分散が必要とされる。分散された部分的なフィールドの電子アクチブ屈折マトリックスを適用するとき、人の非点収差が存在するならばその補正を可能にし、人の眼の適切な位置の電子可変倍率フィールドを位置付けるため、単一の視力レンズ光学系の適切な非点収差軸位置に適応する方法で電子アクチブ屈折マトリックスを整列することが必要である。また、部分的なフィールド設計では、患者の瞳孔の必要性に関して適切な分散の配置を可能にするために部分的なフィールド位置を整列することが必要である。静止二重焦点、多焦点または漸進領域が常に人の距離観察の凝視線よりも下に位置付けられている通常のレンズと異なって、電子アクチブレンズの使用は通常の多焦点レンズでは有効ではなかったある製造の自由度を可能にすることがさらに発見されている。それ故、本発明の幾つかの実施形態では、電子アクチブ領域は、人が典型的に通常の電子アクチブではない多焦点レンズの遠距離、中距離、近距離の視力領域を見つける場所に位置されている。例えば、電子アクチブ領域はレンズ光学系の１８０経線上に位置されることができ、それによって多焦点の近距離視界ゾーンが時折、レンズ光学系の１８０経線上に設けられることを可能にする。近距離視力ゾーンをレンズ光学系の１８０経線上に設けることは、コンピュータモニタで作業し、または頭上に絵画のフレームを釘付けする等、装着者の直接正面または頭上のオブジェクトに対して近距離で作業する眼鏡の装着者には特に便利である。
【００９３】
ハイブリッドではない電子アクチブレンズまたはハイブリッドの全フィールドレンズと、例えば３５ｍｍの直径のハイブリッド部分フィールドレンズの両者の場合、電子アクチブ層は前述したように、単一の視力レンズ光学系に直接与えられるか、または電子アクチブな完成された多焦点レンズブランクを生成するレンズ光学系で予め製造されるか、またはフレームのレンズの取付けの形状にレンズをエッジする前に多焦点漸進レンズ光学系で予め製造される。これは電子アクチブレンズブランクの事前の組立てを可能にし、同様に棚卸しのストックを完成させることができるが、電子アクチブレンズブランクにエッジを付けず、したがって医者または眼鏡会社を含む任意の分配チャンネルで、その時点で眼鏡製造を可能にする。これは全ての眼鏡の調剤所が高価な製造装置の要求を最小にして迅速なサービスを提供することを可能にする。これは製造業者、小売業者、患者、消費者に有益である。
【００９４】
部分的なフィールドの寸法を考慮して、例えば１つの本発明の実施形態では、部分的なフィールドの特定の領域が直径３５ｍｍの中心を有するか、または偏心する円形の設計であることが示されている。直径の寸法は要求に基づいて変化できることが指摘されるべきである。ある本発明の実施形態では、２２ｍｍ、２８ｍｍ、３０ｍｍ、３６ｍｍの円形の直径が使用されている。
【００９５】
部分的なフィールドの寸法は電子アクチブ屈折マトリックスおよび／または電子アクチブフィールドの構造に依存している。少なくとも２つのこのような構造、即ち単一の相互接続電子アクチブ構造と多グリッド電子アクチブ構造が本発明の技術的範囲内であるとして考慮される。
【００９６】
図１７は単一の相互接続構造を有する電子アクチブレンズの１実施形態１７００の斜視図である。レンズ１７００はレンズ光学系１７１０と電子アクチブ屈折マトリックス１７２０とを含んでいる。電子アクチブ屈折マトリックス１７２０内では、絶縁体１７３０はフレームを付けられた付勢されていないフィールド（または領域）１７５０から付勢された部分フィールド１７４０を分離する。単一のワイヤまたは導電ストリップ相互接続部１７６０は付勢されたフィールドを電源および／または制御装置に接続する。全てではないがほとんどの実施形態では、単一の相互接続構造はそれを電源へ結合する単一対の電気導体を有することに注意する。
【００９７】
図１８は多グリッド構造を有する電子アクチブレンズの１実施形態１８００の斜視図である。レンズ１８００はレンズ光学系１８１０と電子アクチブ屈折マトリックス１８２０とを含んでいる。電子アクチブ屈折マトリックス１８２０内で、絶縁体１８３０はフレームを付けられたアクチブではないフィールド（または領域）１８５０から付勢された部分フィールド１８４０を分離する。複数のワイヤ接続部１８６０は付勢されたフィールドを電源および／または制御装置へ接続する。
【００９８】
部分フィールドでさらに小さい直径を使用するとき、単一の相互接続の電子アクチブ構造を使用するときの部分的なフィールドの特定の領域のエッジから中心へ異なる電子アクチブの厚さが最小にされることができることが発見されている。これは電力の必要性と、特に単一の相互接続構造で必要とされる電子アクチブ層の数を最小にする非常に肯定的な役割を有する。これは部分的なフィールドの特定の領域で常に言えることではなく、これは多グリッドの電子アクチブ構造を使用する。単一の相互接続の電子アクチブ構造を使用するとき、多数の本発明の実施形態では、全てではないが、多数の単一の相互接続電子アクチブ構造はレンズ内またはレンズ上に積層され、それによって多数の電子アクチブ層が例えば＋２．５０Ｄの全体的に結合された電子アクチブ倍率を生成することを可能にする。この本発明の単なる例では、５つの＋０．５０Ｄの単一の相互接続層はほとんどのケースでは絶縁層によってのみ分離されている相互の上部に位置されている。このようにして、適切な電力は１つの厚い単一の相互接続層の電気的な要求を最小にする方法によって、いくつかのケースでは適切に付勢するのには実用的ではない各層で必要な屈折率変化を発生することができる。
【００９９】
ある実施形態は距離の範囲にわたって人が焦点を結ぶ能力を有することを可能にするために予めプログラムされたシーケンスで付勢されることができる多数の単一の相互接続電子アクチブ層を有することが本発明でさらに指摘されるべきである。例えば２つの＋０．５０Ｄの単一の相互接続電子アクチブ層は付勢され、＋２．００Ｄの老眼が指先の距離を見ることを可能にするために＋１．００の中距離焦点を生成し、その後２つの付加的な＋０．５０Ｄの単一の相互接続電子アクチブ層は＋２．００Ｄの老眼が１６インチ程の近距離で読む能力を与えるために付勢される。正確な数の電子アクチブ層と各層の倍率は光学設計と、特別な老眼用の近距離および中距離の視覚の特別な範囲をカバーすることに必要とされる全倍率に基づいて変化できることが理解されるべきである。
【０１００】
さらに、ある別の本発明の実施形態では、１以上の単一の相互接続電子アクチブ層の組合わせが多グリッド電子アクチブ構造の層と組合わせてレンズ中に存在する。これは適切なプログラミングを想定して中距離および近距離のために焦点を結ぶ能力を人に与える。結果として、他の本発明の実施形態では、多グリッドの電子アクチブ構造だけがハイブリッドまたはハイブリッドではないレンズで使用される。いずれかの方法で、適切にプログラムされた電子アクチブアイウェア制御装置および／または１以上の制御装置コンポーネントを組合わせた多グリッドの電子アクチブ構造は中距離および近距離の広い範囲にわたって焦点を結ぶ能力を可能にする。
【０１０１】
また、表面仕上げを可能にする半分完成された電子アクチブレンズブランクも本発明の技術的範囲内である。この場合、偏心したまたは中心を有する部分的なフィールド電子アクチブ屈折マトリックスはブランクに一体化され、必要とされる正確な処方に表面仕上げされる。
【０１０２】
ある実施形態では、可変倍率電子アクチブフィールドはレンズ全体にわたって位置され、レンズ表面全体にわたる一定の球面倍率が変化するときに、人の動作近距離視力の焦点結像の要求に適合するように調節する。他の実施形態では、可変倍率フィールドは一定の球面倍率が変化するとき同時に歪みと収差を減少させるために非球面の周辺部倍率効果を発生しながらレンズ全体にわたって調節する。前述の幾つかの実施形態では、距離倍率は単一の視力、多焦点の完成されたレンズブランクまたは多焦点の漸進レンズ光学系により補正される。電子アクチブ光学層は主に動作距離の焦点結像の要求のために補正する。これは常に言えることではないことに注意すべきである。幾つかのケースでは、単一の視力、多焦点の完成されたレンズ光学系、または距離球面倍率専用の多焦点漸進レンズ光学系のいずれかを使用し、電子アクチブ屈折マトリックスにより近距離視力の動作倍率と非点収差を補正し、または非点収差だけを補正するために単一の視力または多焦点のレンズ光学系を使用し、電子アクチブ層により球面倍率と近距離視力の動作倍率を補正することが可能である。
【０１０３】
本発明により、必要とされる倍率補正は、プリズム、球面または非球面倍率および全距離倍率要求、中距離倍率要求、近距離倍率要求であっても、任意の数の付加的な倍率コンポーネントによって実現されることができることが指摘されるべきである。これらには単一視力または完成された多焦点レンズ光学系の使用が含まれており、全ての距離の球面倍率要求、幾つかの距離の球面倍率要求、全ての非点収差倍率要求、幾つかの非点収差倍率要求、全てのプリズム倍率要求、幾つかのプリズム倍率要求、または電子アクチブ層と組合わせられる上記の任意の組合わせによって、人の焦点を結ばせるための全要求を与える。
【０１０４】
電子アクチブ屈折マトリックスは適合的な光学補正等の技術の利用を可能にして、最終的な製造前または製造後に、人が彼または彼女の電子アクチブレンズを通して視力を最大にすることが発見されている。これは患者または装着しようとする人が電子アクチブレンズを通して見ることを可能にし、それらを手動で調節することによって、または通常および／または通常ではない屈折エラーをほぼ即時に測定して球面、非点収差、収差等の残留する任意の屈折エラーを補正する方法によって実現されることができる。この技術は装着者が２０／１０以上の視力を多くのケースで実現することを可能にする。
【０１０５】
さらに、ある実施形態では、フレネル倍率レンズ層が単一視力または多焦点または多焦点レンズブランクまたは光学系および電子アクチブ層と共に使用されることが指摘されるべきである。例えば、フレネル層は球面倍率を与えるために使用され、それによってレンズの厚さ、非点収差を補正するための単一視力レンズ、中距離および近距離の焦点の要求に対して補正するための電子アクチブ屈折マトリックスの厚さを減少させる。
【０１０６】
前述したように、別の実施形態では、回折光学系は単一視力レンズ光学系および電子アクチブ層と共に使用される。この方法では、付加的な焦点補正を行う回折光学系はさらに電力、回路、電子アクチブ層の厚さについての要求を減少する。以下のものの任意の２以上の組合わせは付加的な方法で人の眼鏡補正倍率の要求に対して必要とされる全体的な付加倍率を与えるために使用されることができる。これらはフレネル層、通常または通常ではない単一視力または多焦点レンズ光学系、回折光学層、電子アクチブ屈折マトリックス層である。さらに、エッチングプロセスによって回折またはフレネル層の形状およびまたは効果を電子アクチブ材料に与え、それによって回折またはフレネルコンポーネントを有するハイブリッドではないまたはハイブリッドの電子アクチブ光学系を生成する。また、電子アクチブレンズを使用して通常のレンズ倍率だけでなくプリズム倍率を生成することが可能である。
【０１０７】
直径約２２ｍｍまたは３５ｍｍの円形の中心のハイブリッド部分フィールドの特定の電子アクチブレンズ設計または直径約３０ｍｍの調節可能な偏心のハイブリッド電子アクチブ部分フィールドの特定の設計を使用して、電力回路の要求、バッテリ寿命、バッテリ寸法を最小にすることが可能であり、製造価格を減少し、最終的な電子アクチブ眼鏡レンズの光学的透明度を改良することも発見されている。
【０１０８】
１つの本発明の実施形態では、偏心された部分的なフィールドの特別な電子アクチブレンズはこのフィールドの光学的中心が単一視力レンズの光学的中心の約５ｍｍ下に位置し、同時に患者の正確な近距離から中距離の動作瞳孔距離を満足させるために鼻窩的または一時的に偏心されている近距離作動電子アクチブ部分フィールドを有するように位置付けられている。このような設計方法は円形の設計に限定されないで、人の視力に必要とされる適切な電子アクチブ視野領域を可能にする任意の事実上の形状に限定されることに注意するべきである。例えば、設計は楕円、長方形、方形の形状、八角形、部分的な湾曲された形状であってもよい。重要なことは、ハイブリッド部分フィールドの特定の設計、または部分的なフィールドを実現する能力を有するハイブリッド全フィールド設計および部分的なフィールドを実現する能力を有するハイブリッドではない全フィールド設計における観察区域の適切な位置付けである。
【０１０９】
さらに、多くの場合（全てではない）電子アクチブ屈折マトリックスは不均一な厚さを有して使用されることが発見されている。即ち、金属および導電性の包囲層は平行ではなく、ゲル重合体の厚さはコンバージェントまたはダイバージェントレンズの形状を生成するために変化する。ハイブリッドではない実施形態または単一視力または多焦点レンズ光学系を有するハイブリッドモードでこのような非均一な厚さの電子屈折マトリックスを使用することが可能である。これはこれらの固定した電気的に調節可能なレンズの種々の組合わせにより広範囲の種々の調節可能なレンズ倍率を与える。幾つかの本発明の実施形態では、単一の相互接続電子アクチブ屈折マトリックスは電子アクチブ構造の非均一な厚さを生成する平行ではない側面を使用する。しかしながら、全てではないがほとんどの本発明の実施形態では、多グリッドの電子アクチブ構造は平行構造を使用し、これは電子アクチブ構造の均一な厚さを生成する。
【０１１０】
幾つかの可能性を図示するために、コンバージェントの単一視力レンズ光学系はハイブリッドレンズアセンブリを生成するためにコンバージェント電子アクチブレンズに結合されることができる。使用される電子アクチブレンズの材料に応じて、電圧は屈折率を増加または減少させることができる。屈折率を減少するように電圧を上げるように調節することは、固定したおよび電子アクチブレンズ倍率の異なる組合わせに対して表１の第１の行で示されているように、与えるプラス倍率を少なくするために最終的なレンズアセンブリ倍率を変化させる。与えられた電圧を上げる調節が電子アクチブレンズ光学系の屈折率を増加するならば、最終的なハイブリッドレンズアセンブリ倍率は、固定したおよび電子アクチブレンズ倍率の異なる組合わせに対して表２で示されているように、最終的なハイブリッドレンズアセンブリ倍率は変化する。本発明のこの実施形態では、ただ１つの与えられた電圧差が電子アクチブ層を横切って必要とされることに注意されるべきである。
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【０１１１】
このようなハイブリッドアセンブリの可能な製造プロセスを以下説明する。１例では、電子アクチブ重合体ゲル層は注入モールドされ、鋳造され、型押しされ、機械加工され、ダイヤモンドで削られ、および／または実質上のレンズ光学系の形状に研磨される。薄い金属層はスパッタリングまたは真空付着により注入モールドまたは鋳造された重合体ゲル層の両面に付着される。別の例示的な実施形態では、付着された薄い金属層は両者のレンズ光学系と注入モールドまたは鋳造された電子アクチブ材料層の他方の面上に位置される。導電層は必要ではないかもしれないが、必要ならば、金属層上に真空付着またはスパッタリングされてもよい。
【０１１２】
通常の二重焦点、多焦点または近距離視力倍率セグメントが異なる多焦点設計で異なって位置付けられる必要がある漸進レンズと異なって、本発明は常に１つの共通の位置に位置されることができる。眼が移動し、頭がこのようなゾーンを使用するように傾く通常の方法により使用される異なる静止倍率ゾーンと異なって、本発明は人が直接前を見るかまたは僅かに上または下を見ることを可能にし、全体的な電子アクチブの部分的または全フィールドは必要な近距離の動作距離を補正するように調節される。これは眼の疲労と頭および眼の動きを減少する。さらに、人が遠距離を見る必要があるとき、調節可能な電子アクチブ屈折マトリックスは遠距離のオブジェクトを明瞭に見ることを必要とされる正確な倍率に調節される。多くの場合、これは電子アクチブ調節可能な近い動作距離フィールドを平面倍率にさせ、したがってハイブリッド電子アクチブレンズを距離視力補正レンズまたは距離倍率を補正するための低倍率の多焦点漸進レンズに変換または調節する。しかしながら、これは常に言えることではない。
【０１１３】
幾つかのケースでは、単一視力レンズ光学系の厚さを減少することが有効である。例えば、プラスレンズの中心の厚さ、またはマイナスレンズのエッジの厚さは電子アクチブな調節可能な層の幾つかの適切な距離倍率補正により減少させることができる。これは全フィールドまたはほとんど全フィールドのハイブリッド電子アクチブ眼鏡レンズに、またはハイブリッドではない電子アクチブ眼鏡レンズの全ての場合に対して適用される。
【０１１４】
調節可能な電子アクチブ屈折マトリックスは限定された領域に位置される必要はなく、どの寸法領域または形状がいずれかで必要とされても、全体的な単一視力または多焦点レンズ光学系をカバーできることが指摘されなければならない。電子アクチブ屈折マトリックスの正確な全体的な寸法、形状、位置は性能と審美的によってのみ制限される。
【０１１５】
単一視力または多焦点レンズブランクまたは光学系で適切な前部の凸曲面と後部の凹曲面を使用することにより、本発明で必要とされる電子装置の複雑性をさらに減少することが可能であることも発見されており、それは本発明の一部である。単一視力または多焦点レンズブランクまたは光学系の前部の凸ベースの曲面を適切に選択することにより、電子アクチブ層を付勢するのに必要な接続電極数を最少にすることが可能である。幾つかの実施形態では、全体的な電子アクチブフィールド領域が１セットの量の電力により調節されるようなただ２つの電極しか必要とされない。
【０１１６】
これは電子アクチブ層の配置に応じて、異なる倍率の前部、後部、または中間の電子アクチブ層を生成する電子アクチブ材料の屈折率の変化により生じる。したがって各層の前部および後部の曲面の適切な湾曲関係は電子アクチブ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倍率調節に影響する。根本的に回折またはフレネルコンポーネントを使用しない全てではないがほとんどのハイブリッド設計では、電子アクチブ屈折マトリックスはそれた取付けられている単一視力または多焦点の半分完成されたブランクまたは単一視力または多焦点の完成されたレンズブランクに平行な前部および後部の曲面をもたないことが重要である。これに対する１つの例外は多グリッド構造を使用するハイブリッド設計である。
【０１１７】
１実施形態は１つの全フィールド方法よりも少数のハイブリッド電子アクチブレンズと最少２つの電極を使用することが指摘される。他の実施形態は電子アクチブ屈折マトリックスを生成するために多グリッド電子アクチブ屈折マトリックス方法を使用し、この場合多数の電極と電気回路が必要される。多グリッドの電子アクチブ構造を使用するとき、見た目が受入れ可能である（ほとんどははっきりしない）ように電気的に付勢されているグリッドの境界では、屈折率の差のゼロ乃至０．２単位の隣接するグリッド間の屈折率差を生成することが必要であることが発見されている。見た目の要求に基づいて、屈折率差の範囲は０．０１乃至０．０５単位の屈折率差であるが、ほとんどの本発明の実施形態では、差は制御装置によって最大０．０２または０．０３単位の隣接する領域間の屈折率差に限定される。
【０１１８】
また単一の相互接続された構造および／または多グリッド構造等の異なる電子アクチブ構造を有する１以上の電子アクチブ層を使用することも可能であり、この構造は所望の付加的な端部に焦点を結ぶ倍率を生成するように一度付勢されると必要なときに反応できる。単なる例示として、人は前部（電子アクチブ層、装着者の眼に関して遠い）により全フィールドの距離倍率を補正し、後部の層により生成される部分的なフィールドを使用する近距離の視力範囲に焦点を結ぶための後部（最も近い）電子アクチブ屈折マトリックスを使用することができる。この多電子アクチブ屈折マトリックス方法の使用は層を非常に薄く維持され各個々の層の複雑性を減少しながらフレキシブル性の増加を可能にすることが容易に明白になるであろう。さらに、この方法は全て一度に付勢できる程に個々の層を整列することを可能にし、同時的な可変付加焦点結像倍率効果を発生する。この可変焦点結像効果は時間経過したシーケンスで発生されることができ、それによって人が遠距離から近距離を見るとき中距離の焦点結像の要求と近距離の視力範囲の焦点結像の要求を補正し、人が近距離から遠距離を見るときには逆の効果を生む。
【０１１９】
多電子アクチブ屈折マトリックス方法はまたより高速度の電子アクチブ焦点結像倍率応答時間を可能にする。これは要因の組合わせにより生じ、１つは多電子アクチブ層のレンズの各層に必要とされる電子アクチブ材料の厚さの減少である。また、多電子アクチブ屈折マトリックスはマスター電子アクチブ屈折マトリックスの複雑性をマスター電子アクチブ層よりも個別性がないように行うように尋ねられた２以上の複雑性の少ない個々の層へ分割することを可能にする。
【０１２０】
以下、電子アクチブレンズの材料および構造と、その電気ワイヤ接続回路と、電源と、電気切替技術と、焦点距離調節に必要なソフトウェアと、対物距離測定とについて説明する。
【０１２１】
図１９は電子アクチブ屈折マトリックスの例示的な実施形態１９００の斜視図である。電子アクチブ材料１９１０の両面には金属層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】
前述の電子アクチブ屈折マトリックスは電子アクチブ材料として重合体ゲルまたは液晶のいずれかからなる多層構造である。しかしながら本発明の実施形態によっては、重合体ゲル電子アクチブ屈折マトリックスと液晶電子アクチブ屈折マトリックスの両者は同一のレンズ内で使用される。例えば、液晶層が電子系の色相またはサングラス効果を生成するために使用され、重合体ゲル層は倍率の付加または減算に使用される。重合体ゲルと液晶の両者はその光学的な屈折率が与えられた電圧により変化されることができる特性を有する。電子アクチブ材料はいずれかの面上の２つのほぼ透明な金属層によりカバーされ、導電層は良好な電気接続をこれらの層に与えるため各金属層上に付着される。電圧が２つの導電層を横切って印加される時、これらの間に電子アクチブ材料を通って電界が生成され、屈折率を変化する。ほとんどの場合には液晶および幾つかの場合にはゲルがシリコーン、ポリメタクリル酸塩、スチレン、プロリン、セラミック、ガラス、ナイロン、マイラー、その他から選択された材料の密封されカプセル化されたエンベロープに収納されている。
【０１２３】
図２０は多グリッド構造を有する電子アクチブレンズの１実施形態２０００の斜視図である。レンズ２０００は幾つかの実施形態では複数の画素を規定できる電子アクチブ材料２０１０を含んでおり、各画素は電気的に絶縁特性を有する材料により分離されることができる。したがって、電子アクチブ材料２０１０は１以上の画素を含む多数の隣接ゾーンを規定できる。
【０１２４】
電子アクチブ材料２０１０の片側には金属層２０２０が取付けられ、これは電気的に絶縁特性を有する材料（図示せず）により分離されている金属電極２０３０のグリッドアレイを有する。電子アクチブ材料２０１０の反対側には対称的に同一の金属層２０２０が取付けられている。したがって各電子アクチブ画素はグリッド素子の対を規定するために１対の電極２０３０に整合されている。
【０１２５】
金属層２０２０にはそれぞれ電気絶縁特性を有する材料（図示せず）により分離されている複数の相互接続バイア２０５０を有する導電層２０４０が取付けられている。各相互接続バイア２０５０は１つのグリッド素子対を電源および／または制御装置へ電気的に結合する。別の実施形態では、幾つかおよび／または全ての相互接続バイア２０５０は１よりも多数のグリッド素子対を電源および／または制御装置へ接続されることができる。
【０１２６】
幾つかの実施形態では金属層２０２０は除去されることに注意すべきである。他の実施形態では、金属層２０２０は整列層により置換される。
【０１２７】
ある本発明の実施形態では、前部（遠い）表面、中間表面および／または後部表面は通常のフォトクロマティックコンポーネントからなる材料から作られることができる。このフォトクロマティックコンポーネントは電子アクチブレンズの一部として関連される電子発生された色相特性で使用されても使用されなくてもよい。使用される場合、補足的な方法で付加的な色相を与える。しかしながら、多くの本発明の実施形態では、フォトクロマティック材料は電子的な色相コンポーネントなしに電子アクチブレンズにより単独で使用されることが指摘されなければならない。フォトクロマティック材料は層の構成により電子アクチブレンズ層に含まれるか、後に電子アクチブ屈折マトリックスに付加されるか、またはレンズの前部または後部に外部層の一部として付加される。さらに、本発明の電子アクチブレンズは前部、後部をハードに被覆されるか、両者は所望ならば反射防止被覆で被覆されることもできる。
【０１２８】
この構造はサブアセンブリと呼ばれ、プリズム倍率、球面倍率、非点収差倍率の補正、非球面補正または装着者の収差補正を行うために電気的に制御されることができる。さらに、サブアセンブリはフレネルまたは回折表面のサブアセンブリを模倣するように制御されることができる。１実施形態では、１よりも多数のタイプの補正が必要とされるならば、２以上のサブアセンブリは並べて配置され、絶縁層により、電気的に分離されることができる。絶縁層は酸化シリコンからなる。別の実施形態では、同一のサブアセンブリは多数の倍率補正を生成するために使用される。丁度説明した２つのサブアセンブリの実施形態のいずれかが２つの異なる構造から作られることができる。この第１の構造の実施形態は各層、電子アクチブ層、導体、金属が隣接することを可能にし、即ち連続的な材料層、したがって単一の相互接続された構造を形成する。（図２０で示されているように）第２の構造の実施形態はグリッドまたはアレイの形態の金属層を使用し、各サブアレイ領域は隣接するアレイから電気的に絶縁される。多グリッド電子アクチブ構造を示しているこの実施形態では、導電層は別々の電気接触部または電極を各サブアレイまたはグリッド素子へ設けるためにエッチングされる。この方法で、別々および異なる電圧が層の各グリッド素子対を横切って与えられ、電子アクチブ材料層に異なる屈折率の領域を生成する。層の厚さ、屈折率、電圧、候補電子アクチブ材料、層構造、層またはコンポーネントの数、層またはコンポーネントの配置、各層および／またはコンポーネントの曲率を含む設計の詳細は光学系の設計者の決定に委ねられている。
【０１２９】
多グリッド電子アクチブ構造または単一の相互接続電子アクチブ構造のいずれかは部分的なレンズフィールドまたは全レンズフィールドとして使用されることができることを注意すべきである。しかしながら、部分的なレンズフィールドの特定の電子アクチブ屈折マトリックスが使用されるとき、多くの場合、部分的なフィールドの特定の電子アクチブの付勢されていない層（フレーム層）の屈折率に非常に近く整合された屈折率を有する電子アクチブ材料が部分的なフィールドの特定の電子アクチブ領域に対して横に隣接して、絶縁材料により分離されて使用される。これは付勢されていない状態で生じるように全体的な電子アクチブ屈折マトリックスの外見を維持する方法で電子アクチブレンズの外見の特性を強化するために行われる。また、ある実施形態ではフレーム層は非電子アクチブ材料であることが指摘されるべきである。
【０１３０】
重合体材料は電子アクチブ成分が少なくとも３０％の配合の重量である広範囲の種々の重合体である。このような電子アクチブポリマー材料はよく知られており、市場で入手可能である。この材料の例はポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、（ＰＣＢ）ベンタシアノビフェニル、その他等の液晶ポリマーを含んでいる。重合体ゲルはまたゲルの処理性を強化するための熱硬化マトリックス材料を含んでいてもよく、カプセル化された導電層への接着性を改良し、ゲルの光学的明瞭度を改良する。単なる例示として、このマトリックスはクロスリンクされたアクリラート、メタクリル酸塩、ポリウレタン、二官能性または多官能性アクリラート、メタクリル酸塩またはビニル誘導体とクロスリンクしたビニル重合体である。
【０１３１】
ゲル層の厚さは例えば約３ミクロンから約１００ミクロンの間であるが、１ミリメートルの厚さでもよく、別の例として約４ミクロンから約２０ミクロンの間でもよい。ゲル層は例えば１インチ当り約１００ポンド乃至１インチ当り約６００ポンド、または別の例として１インチ当たり２００乃至６００ポンドの係数を有する。金属層は例えば約１０−４ミクロン乃至約１０−２ミクロンの厚さを有し、別の例では約０．８×１０−３ミクロン乃至約１．２×１０−３ミクロンの厚さを有する。導電層は例えば０．０５ミクロン乃至約０．２ミクロン、別の例として、約０．８ミクロン乃至約０．１２ミクロン、さらに別の例では約０．１ミクロンの程度の厚さを有する。
【０１３２】
金属層は導電層と電子アクチブ材料との間に良好な接触を与えるために使用される。当業者は使用できる適切な金属材料を容易に認識するであろう。例えば金または銀を使用することが可能である。
【０１３３】
１実施形態では、電子アクチブ材料の屈折率は例えば約１．２単位と約１．９単位の間の範囲であり、別の実施形態では約１．４５単位と約１．７５単位の間の範囲であり、単位ボルト当り少なくとも０．０２単位の屈折率の変化を有する。電圧による屈折率の変化レート、電子アクチブ材料の実際の屈折率、マトリックス材料との両立性はマトリックスへの電子アクチブ重合体の組成百分率を決定するが、約２．５ボルトで２５ボルトよりも大きくないベース電圧で１ボルト当たり０．０２単位程度の最終的な組成の屈折率変化を生じる。
【０１３４】
ハイブリッド設計を使用する本発明の実施形態で前述したように、電子アクチブ屈折マトリックスアセンブリのセクションは可視光に透明な適切な接着または結合技術により通常のレンズ光学系に取付けられる。この結合アセンブリは電子アクチブ屈折マトリックスを有する剥離紙または膜により予め組立てられて通常のレンズ光学系に結合されるように構成されている。これは製造され、完成を待機しているレンズ光学系表面の位置で与えられる。またレンズウェハの表面に予め与えられ、これはその後完成を待機しているレンズ光学系に接着結合される。これは後に適切な寸法、形状、適切な全体の必要な倍率のために表面仕上げされエッジを付けられる半分完成されたレンズブランクに与えられる。最終的に、これは表面鋳造技術を使用してプレフォームされたレンズ光学系に鋳造される。これは本発明の電気的に変更可能な倍率を生成する。電子アクチブ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有する。
【０１３５】
電子アクチブ層の屈折率は焦点結像に必要とされる領域だけで正確に変更されることができる。例えば、前述したハイブリッドの部分フィールド設計では、部分的なフィールド領域は付勢され、この領域内で変更される。それ故、この実施形態では、屈折率はレンズの特定の部分領域のみで変更される。ハイブリッドの全フィールド設計の別の実施形態では屈折率は表面全体にわたって変更される。同様に、屈折率は非ハイブリッド設計の領域全体にわたって変更される。前述したように、受入れ可能な光学的な外見を維持するために電子アクチブ光学系の隣接領域間の屈折率の差は最大０．０２単位乃至０．０５単位の屈折率差、好ましくは０．０２単位乃至０．０３単位に限定されるべきであることが発見されている。
【０１３６】
本発明内で、幾つかのケースでは、ユーザは部分的なフィールドを使用し、その後、電子アクチブ屈折マトリックスを全フィールドに切替ることが望まれることが考慮される。この場合、実施形態は全フィールドの実施形態用に構造的に設計されるが、制御装置は全フィールドから部分的なフィールドへおよびその反対に要求を切替えることが可能であるようにプログラムされる。
【０１３７】
電子アクチブレンズをシミュレートするのに必要な電界を生成するために、電圧は光学的アセンブリに与えられる。これは眼鏡のフレームのエッジに含まれる小さい直径のワイヤ束により与えられる。ワイヤ以下説明する電源から電子アクチブ眼鏡の制御装置および／または１以上の制御装置のコンポーネントまでおよび各眼鏡レンズを包囲するフレームエッジまで延在し、半導体の製造で使用される最新技術のワイヤボンディング技術によってワイヤを光学的なアセンブリの各グリッド素子へ結合する。単一のワイヤ相互接続構造の実施形態では、導電層当たり１つのワイヤは、眼鏡レンズ当たりただ１つの電圧が必要とされ、２つのワイヤだけが各レンズで必要であることを意味している。電圧は１つの導電層に与えられ、ゲル層の反対側のパートナーは接地電位に維持されている。別の実施形態では、交流（ＡＣ）電圧が対向する導電層に与えられる。これらの２つの接続は各眼鏡レンズのフレームエッジまたはその近くで容易に行われる。
【０１３８】
電圧のグリッドアレイが使用されるならば、アレイ中の各グリッドサブ領域は異なる電圧でアドレスされ、導体はフレームの各ワイヤ導線をレンズのグリッド素子に接続する。インジウム酸化物、酸化錫、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の光学的に透明な導電材料がフレームエッジのワイヤを電子アクチブレンズの各グリッド素子に接続するために使用される電子アクチブアセンブリの導電層を形成するために使用される。この方法は電子アクチブ領域がレンズ領域全体を占有するかまたはその一部だけを占有するかにかかわりなく使用されることができる。
【０１３９】
多グリッドアレイ設計で画素化を実現する技術の１つは、個々の小容積の電子アクチブ材料を生成することであり、それぞれ小容積を横切って電界を設けるためにそれら自体に１対の駆動電極対を有する。画素化を実現する別の技術は基体上でリソグラフで成長した導電層または金属層のパターン化された電極を使用することである。このように、電子アクチブ材料は隣接する容積中に含まれることができ、画素化を生成する異なる電界領域はパターン化された電極によって全体的に規定される。
【０１４０】
電力を光学アセンブリに与えるため、バッテリ等の電源がその設計に含まれる。電界を生成するための電圧は小さく、したがってフレームの眼鏡のつるはこの倍率を与える小型のバルクなバッテリーを挿入し抽出することを可能にするように設計される。バッテリーはフレームの眼鏡のつるに含まれている多重化された接続によりワイヤ束に接続されている。別の実施形態では同じ形の薄膜バッテリが接着剤によりフレームの眼鏡のつるの表面に取付けられ、接着剤はバッテリの充電が放電されたときにそれらを取出し置換することを可能にする。別の実施形態はフレームが取付けられたバッテリへの取付けをＡＣアダプタに設けることであり、それによって使用されないとき、バルクなまたは同形の薄膜電池のその位置で充電が可能である。
【０１４１】
別のエネルギソースも可能であり、小型の燃料電池がバッテリよりも大きなエネルギの蓄積を与えるために眼鏡フレームに含まれる。燃料電池は燃料を眼鏡フレームの貯蔵庫に注入する小さい燃料のキャニスタにより再充電される。
【０１４２】
全てではないがほとんどの場合に部分的なフィールドの特定の領域を具備する本発明のハイブリッドの多グリッド構造方法を使用することによって電力の要求を最小にすることが可能であることが発見されている。ハイブリッドの部分的なフィールドの多グリッド構造の使用が可能であるがハイブリッドの全フィールドの多グリッド構造も同様に使用されることができることが指摘されるべきである。
【０１４３】
別の本発明の方法では、収差等の通常ではない屈折エラーが補正され、追跡システムがアイウェアに組込まれ、前述したように適切なエネーブリングソフトウェアと電子アクチブアイウェア制御装置のプログラミングおよび／または電子アクチブ眼鏡に収納されている１以上の制御装置のコンポーネントが与えられる。この本発明の実施形態は人の眼を追跡することにより人の視線を追跡して、通して観察する電子アクチブレンズの特別な領域へ必要な電気エネルギを与える。換言すると、眼が動くとき、ターゲットされた電気的に付勢された領域は電子アクチブレンズを通して誘導される人の視線に対応してレンズを横切って動く。これは幾つかの異なるレンズ設計で明白である。例えばユーザは通常の（球面、円筒形、プリズム）屈折エラーを補正するために固定倍率レンズ、電子アクチブレンズまたは両タイプのハイブリッドを有する。この例では、通常ではない屈折エラーは多グリッド構造である電子アクチブ屈折マトリックスにより補正され、それによって眼が動くとき、電子アクチブレンズの対応する付勢された領域が眼と共に動く。換言すると、眼の動きに対応する眼の視線はこれがレンズと交差するとき眼の動きと関連してレンズを横切って移動する。
【０１４４】
前述の本発明の例では、ハイブリッド電子アクチブレンズに一体化されるかその上に構成される多グリッドの電子アクチブ構造は部分的なフィールドまたは全フィールド設計であることが指摘されるべきである。
【０１４５】
本発明の実施形態を使用して、直接通して観察される限定された領域を電気的にのみ付勢する方法で電気的な要求を最小にすることができることが指摘されるべきである。それ故、付勢される領域が小さい程、任意の時間に所定の処方に対して消費する電気的な要求は少ない。直接的ではなく観察される領域は全てではないが多くの場合、付勢されず、それ故、通常の屈折エラーを補正し、例えば近視、遠視、乱視、老眼を補正する２０／２０視力を人が獲得する。本発明の実施形態でターゲットとされ追跡される領域は不規則な非点収差、収差、眼の表面または層の不規則さである通常ではない屈折エラーを可能な限り補正する。他の本発明の実施形態では、ターゲットとされ追跡される領域は幾つかの通常のエラーも補正する。前述の幾つかの実施形態では、このターゲットとされ追跡される領域は眼の動きを追跡するアイウェア中に位置された距離測定器により制御装置の補助および／または１以上の制御装置のコンポーネントと共に自動的に位置され、アイウェアまたはシステムと距離測定器システムの両者に位置されている眼の追跡システムと共に位置されることができる。
【０１４６】
部分的にのみ電子アクチブ領域はある設計で使用されるが、表面全体は不活性な状態でレンズのユーザに可視の円形ラインを避けるために電子アクチブ材料でカバーされる。幾つかの本発明の実施形態では、透明な絶縁体は中心領域に限定された電気的な付勢を付勢された状態に維持するために使用され、付勢されていない外周の電子アクチブ材料はアクチブ領域のエッジを不可視に維持するために使用される。
【０１４７】
別の実施形態では、薄膜の太陽電池アレイがフレームの表面に取付けられ、電圧が太陽光と周辺室内光を使用して光電効果によりワイヤと光学的なグリッドに与えられる。本発明の１実施形態では、太陽電池アレイは主電力として使用され、前述した小型のバッテリはバックアップ電源として含まれる。電力が必要とされないとき、バッテリはこの実施形態では、この時間中に太陽電池から充電されることができる。別の例はＡＣアダプタが使用され、この設計を有するバッテリへの取付けを可能にする。
【０１４８】
可変の焦点距離をユーザに与えるために、電子アクチブレンズは切替可能である。少なくとも２つのスイッチの位置が設けられるが、必要ならばさらに多くの位置が設けられる。最も簡単な実施形態では、電子アクチブレンズはオンまたはオフである。オフ位置では、ワイヤに流れる電流はなく、グリッドアセンブリに与えられる電圧はなく、固定したレンズ倍率だけが使用される。これは遠視野の距離の補正を必要とするユーザの場合であり、例えば勿論、ハイブリッド電子アクチブレンズが単一視力または多焦点レンズブランクまたは構造の一部として距離視覚を補正する光学系とを使用すると仮定している。読取のために近距離の視力補正を行うために、スイッチがオンにされ、予め定められた電圧または電圧のアレイをレンズへ与え、電子アクチブアセンブリで正の付加倍率を生成する。中距離フィールドの補正が所望ならば、第３のスイッチ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制御であるか手動でユーザが制御する。実際に、幾つかの付加的な位置が含まれることができる。別の実施形態では、スイッチはデジタルではなくアナログであり、丁度無線の音量制御のようなノブまたはレバーを調節することによりレンズの焦点距離の連続的な変化を行う。
【０１４９】
これは固定したレンズ倍率が設計の一部ではなく、全ての視力補正が電子アクチブレンズにより実現される場合である。この実施形態では、電圧または電圧のアレイは遠距離および近距離視力補正の両者がユーザにより必要とされる場合に、いつでもレンズに与えられる。距離補正または読取の適合だけがユーザにより必要とされるならば、補正が必要とされるとき電子アクチブレンズはオンであり、補正が必要とされないときオフである。しかしながら、これは常に言えることではない。ある実施形態では、レンズ設計に応じて、オフまたはダウンの切替は自動的に遠距離の倍率およびまたは近距離視力ゾーンを増加する。
【０１５０】
１つの例示的な実施形態では、スイッチ自体は眼鏡のレンズフレーム上に位置され、例えば眼鏡フレームに含まれる特定用途向け集積回路の制御装置に接続されている。この制御装置は電源から供給される電圧を調整することによりスイッチの異なる位置に応答する。このようにして、この制御装置は前述のマルチプレクサを形成し、それは接続ワイヤへ種々の電圧を分配する。制御装置はまた薄膜の形態の進歩した設計であり、バッテリまたは太陽電池のようにフレームの表面に沿って一致した形態で適切に取付けられる。
【０１５１】
１つの例示的な実施形態では、制御装置および／または１以上の制御装置のコンポーネントが製造されおよび／またはユーザの視力補正の要求の知識によってプログラムされ、ユーザが彼または彼女の個別の視力の要求に合わせて調整された予め定められた電圧の異なるアレイ間で容易に切換えることを可能にする。この電子アクチブアイウェア制御装置および／または１以上の制御装置のコンポーネントは視力ケアの専門家または技術者により容易に取外され、および／またはプログラム可能であり、ユーザの視力補正要求が変化したとき新しい“処方”の制御装置により置換されおよび／または再プログラムされる。
【０１５２】
制御装置ベースのスイッチの１特徴は、それが１マイクロ秒よりも少ない時間で電子アクチブレンズに与えられる電圧を変更できることである。電子アクチブ屈折マトリックスが高速度の切替材料から製造されるならば、レンズの焦点距離の迅速な変更は装着者の視力に破壊的であることが可能である。１つの焦点距離から別の焦点距離へのより緩やかな転移が望ましい。本発明の付加的な特徴として、“遅延時間”が転移を遅くするように制御装置中にプログラムされることができる。反対に、“リード時間”は転移を速くするように制御装置にプログラムされることができる。同様に転移は予測アルゴリズムにより予測されることもできる。
【０１５３】
いずれにしても、転移の時定数はそれが装着者の視力に適合する必要のある屈折変化に比例および／または応答するように設定されることができる。例えば焦点像倍率の小さい変化は迅速に切換えられ、一方、装着者が印刷物を読むために素早く凝視を遠距離のオブジェクトから移動する等の、焦点結像倍率の大きい変化は例えば１０−１００ミリ秒のような長い時間期間にわたって行われるように設定される。この時定数は装着者の快適度にしたがって調節可能である。
【０１５４】
いずれにしても、スイッチが眼鏡自体にあることは必要ではない。別の例示的な実施形態では、スイッチは別のモジュール、恐らくユーザの服のポケット中にあり、手動で付勢される。このスイッチは細いワイヤまたは光ファイバによって眼鏡に接続される。別のバージョンのスイッチは小さいマイクロ波または無線周波数の短距離送信機を含んでおり、それはスイッチ位置に関する信号を眼鏡フレーム上に適切に取付けられた受信機アンテナへ送信する。これら両者のスイッチ構造では、ユーザは彼または彼女の眼鏡の焦点距離の変化にわたって直接的であるが段階的な制御を行う。
【０１５５】
さらに別の例示的な実施形態では、スイッチは例えばフレーム中、フレーム上、眼鏡のレンズ中、および／またはレンズ上に位置され、知覚されるオブジェクト方向を指向する距離測定装置により自動的に制御される。
【０１５６】
図２１は電子アクチブ眼鏡の別の本発明の実施形態２１００の斜視図である。この実施例では、フレーム２１１０は接続ワイヤ２１３０により制御装置２１４０（集積回路）および電源２１５０に接続されている電子アクチブレンズ２１２０を含んでいる。距離測定器送信機２１６０は電子アクチブレンズ２１２０に取付けられ、距離測定器受信機２１７０は他方の電子アクチブレンズ２１２０へ取付けられている。種々の代わりの実施形態では、送信機２１６０および／または受信機２１７０は任意の電子アクチブレンズ２１２０へ取付けられ、またはフレーム２１１０へ取付けられ、またはレンズ２１２０中に埋設されおよび／またはフレーム２１１０に埋設されている。さらに距離測定器送信機２１６０および／または受信機２１７０は制御装置２１４０および／または別の制御装置（図示せず）により制御されることができる。同様に、受信機２１７０により受信される信号は制御装置２１４０および／または別の制御装置（図示せず）により制御されることができる。
【０１５７】
いずれにせよ、この距離測定器はアクチブなシーカーであり、オブジェクトの位置を決定し、その距離を決定するためにレーザ、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ソースを使用できる。１実施形態では、垂直空洞表面放射ダイオード（ＶＣＳＥＬ）が光送信機として使用される。これらの装置が小型で平坦なプロフィールであるのでこの応用には魅力的である。別の実施形態では、有機物の発光ダイオードまたはＯＬＥＤは距離測定器の光源として使用される。この装置の利点はＯＬＥＤがほとんど透明であるようにこれらがしばしば製造されることができることである。したがって審美的観点から、注目されずにレンズまたはフレームに一体化されることができるので、ＯＬＥＤは好ましい距離測定器設計である。
【０１５８】
オブジェクトから反射された信号を受信するための適切なセンサはレンズフレームの正面の１以上の位置に置かれ、距離を計算するため小さい制御装置に接続される。この距離はワイヤまたは光ファイバによって、またはそれ自体に搭載されている無線遠隔装置によって、レンズフレームに位置する切替制御装置へ送信されそのオブジェクトの距離に対する正確なスイッチ設定を決定するように解析される。幾つかのケースでは、距離制御装置と切替制御装置は一緒に集積される。
【０１５９】
別の例示的な実施形態では、スイッチはユーザの頭の小さいが迅速な動きにより制御されることができる。これはレンズフレームの眼鏡のつるに小型のマイクロジャイロスコープまたはマイクロ加速度計を含むことによって実現される。小さく迅速な頭の振りまたはねじれはマイクロジャイロスコープまたはマイクロ加速度計をトリガーし、その可能にされた位置設定を通じてスイッチを回転させ、電子アクチブレンズの焦点を所望の補正に変更する。
【０１６０】
さらに別の例示的な実施形態はマイクロジャイロスコープと手動スイッチの組合わせを使用する。この実施形態では、マイ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主として読取と１８０よりも下の可視機能に利用される。したがって人の頭が傾くとき、マイクロジャイロスコープは頭の傾斜角度を示す信号を制御装置へ送信し、これはその後、傾斜の厳格さに基づいて増加された焦点像倍率に変換される。遠隔を示す手動スイッチはコンピュータで作業する等、１８０以上のある視覚機能でマイクロジャイロスコープをオーバーライドする。
【０１６１】
さらに別の例示的な実施形態では、距離測定器とマイクロジャイロスコープの組合わせが使用される。マイクロジャイロスコープは近距離視覚で使用され、他の視覚は１８０より下で機能し、距離測定器は１８０を超えている距離を観察するのに使用され、それは例えば４フィート以下の観察距離である。
【０１６２】
電子アクチブアセンブリの焦点像倍率を調節するための手動スイッチまたは距離測定器設計の代わりとして、別の例示的な実施形態は瞳孔間距離を測定するために眼の追跡装置を使用する。眼が遠距離または近距離のオブジェクトに焦点を結ぶとき、この距離は瞳孔が収斂または発散するので変化する。少なくとも２つの発光ダイオードと、眼を離れてダイオードからの反射された光を検出するための少なくとも２つの隣接する光センサが鼻のブリッジ近くのフレーム内に置かれる。このシステムは各眼の瞳孔のエッジの位置を感知し、その位置を瞳孔間距離へ変換して、ユーザの眼の平面からオブジェクトの距離を計算する。ある実施形態では、３または４個の発光ダイオードと光センサが眼の動きの追跡に使用される。
【０１６３】
視力補正に加えて、電子アクチブ屈折マトリックスは眼鏡レンズに電子クロム色相を与えるためにも使用されることができる。適切な電圧を適切なゲル重合体または液晶層に与えることにより、色相またはサングラス効果がレンズに与えられ、これはレンズを通る光の透過をやや変化させる。この減少された光強度は明るい屋外の環境のユーザに快適であるように“サングラス”効果をレンズに与える。与えられた電界に応答して高い偏光を有する液晶組成物とゲル重合体はこの応用には最も魅力的である。
【０１６４】
幾つかの本発明の実施形態では、本発明は温度変化が電子アクチブ層の屈折率に影響を与えるのに十分な大きさである位置で使用されてもよい。その後、グリッドアセンブリへの全ての与えられた電圧に対する補正ファクタはこの効果を補償するために与えられなければならない。レンズおよび／またはフレーム内またはその上に取付けられ電源に接続されている小型のサーミスタ、熱電対、またはその他の温度センサは温度の変化を感知する。制御装置はこれらの読取値を電子アクチブ材料の屈折率の変化を補償するのに必要な電圧変化へ変換する。
【０１６５】
しかしながら、ある実施形態では、電子回路は実際に電子アクチブ屈折マトリックスまたは層の温度を増加する目的でレンズ表面へまたはその上に組込まれる。これは電子アクチブ層の屈折率をさらに減少するために行われ、したがってレンズの倍率変化を最大にする。増加された温度は電圧が増加してまたは増加せずに使用されることができ、したがって屈折率変化によりレンズ倍率を制御および変化することができる付加的なフレキシブル性を与える。温度が利用されるとき、フィードバックを測定し、獲得し、故意に与えられている温度を制御することが望ましい。
【０１６６】
個々にアドレスされた電子アクチブ領域の部分的または全てのフィールドグリッドアレイの場合、多数の導体が制御装置から各グリッド素子へ特定の電圧を多重化することが必要である。これらの相互接続の実行を容易にするため、本発明は眼鏡の正面部分、例えば鼻のブリッジ領域に制御装置を位置させる。したがって眼鏡のつるに位置される電源は眼鏡のつるの正面のフレームの蝶番により２本の導体だけによって制御装置に接続される。制御装置をレンズに連結する導体はフレームの正面部分内に全体的に含まれることができる。
【０１６７】
本発明のいくつかの実施形態では、眼鏡は片方または両方の眼鏡フレームのつるを有し、その部品は容易に取外し可能である。各眼鏡のつるは２つの部分、即ち蝶番に接続された状態の短い部分と、このピースにプラグ連結されている長い部分からなる。眼鏡のつるのプラグ連結可能ではない部分はそれぞれ電源（バッテリ、燃料電池等）を含み、簡単に取外され、眼鏡のつるの固定した部分に再度接続されることができる。これらの取外し可能眼鏡のつるは例えば直流電流、磁気の導入、または任意の他の共通の再充電方法により充電するポータブルなＡ．Ｃ．充電装置を位置されることにより再充電可能である。この方法で、十分に充電された交換の眼鏡のつるはレンズと距離測定システムの連続的な長期の付勢を行うために眼鏡に接続される。実際に、幾つかの交換の眼鏡のつるはこの目的では、ポケットまたは財布に入れてユーザにより持ち運ばれる。
【０１６８】
多くの場合、装着者は遠距離、近距離および／または中間距離の視力の球面補正を必要とする。これは十分に相互接続されたグリッドアレイレンズのバリエーションを可能にし、これは必要とされる矯正光学系の球面対称を利用する。この場合、電子アクチブ領域の同心リングからなる特別な幾何学的形状に成形されたグリッドは部分的な領域または全フィールドレンズを構成している。リングは円形または楕円のような非円形である。この構造は異なる電圧との導体の接続により別々にアドレスされなければならない必要とされる電子アクチブ領域の実質的な数を減少する役目を行い、接続回路を非常に簡単にする。この設計はハイブリッドレンズ設計を使用することにより非点収差の補正を可能にする。この場合、通常の光学系は円筒形収差および／または非点の収差の補正を行い、同心リングの電子アクチブ屈折マトリックスは球面の遠距離および／または近距離視力補正を行う。
【０１６９】
この同心リングまたはトロイダルゾーンの実施形態は装着者の要求へ電子アクチブの焦点結像を適合するのに大きなフレキシブル性を可能にする。円形のゾーンの対称のために、さらに多くの薄いゾーンがワイヤと接続の複雑性を増加せずに製造されることができる。例えば４０００の方形画素のアレイから作られる電子アクチブレンズは全ての４０００のゾーンをアドレスするためのワイヤ結合を必要とし、直径３５ミリメートルの円形の部分領域をカバーする要求には約０．５ミリメートルの画素ピッチを生じる。他方で、同一の０．５ミリメートルのピッチの同心リングのパターン（またはリングの厚さ）から作られる適合的な光学系は３５のトロイダルゾーンしか必要としないので、非常にワイヤ結合の複雑性を減少する。反対に、画素ピッチ（および解像度）は僅か０．１ミリメートルまで減少されることができ、１７５までゾーン（相互接続）の数を増加するだけである。ゾーンからゾーンの屈折率の放射方向の変化がより円滑で漸進的であるので、より大きなゾーンの解像度は装着者の快適度をさらに大きくする。勿論、この設計は本質的に球面の視力補正だけに限定する。
【０１７０】
同心リング設計はさらに大きい解像度が必要とされる半径にそれを位置付けるためにトロイダルリングの厚さを調整できることがさらに発見されている。例えば設計が位相ラッピングを要求するならば、即ち限定された屈折率変化の材料によりさらに大きな焦点結像倍率を実現するために光波の周期性を利用するならば、周辺において狭いリングと、電子アクチブ領域の円形の部分的な領域の中心において広いリングを有するアレイを設計することができる。各トロイダル画素のこの賢明な使用は位相ラッピングを使用する低い解像度のシステムに存在するエイリアシング効果を最小にしながら、使用される複数のゾーンで獲得可能な焦点倍率を最大にする。
【０１７１】
本発明の別の実施形態では、部分的な電子アクチブ領域で使用するハイブリッドレンズで遠視野の焦点領域から近視覚焦点領域までの急激な転移をスムースにすることが望まれる。これは勿論、電子アクチブ領域の円形の境界で生じる。これを実現するため、本発明は電子アクチブ領域の周囲の近距離視力に対して少ない倍率の領域を有するようにプログラムされる。例えば直径３５ｍｍの電子アクチブ領域を有するハイブリッドの同心リング設計を考慮し、ここでは固定した焦点距離のレンズは距離補正を行い、電子アクチブ領域は＋２．５０の付加倍率の老眼補正を行う。この倍率を電子アクチブ領域の周囲まで維持する代わりに、それぞれ幾つかのアドレス可能な電子アクチブ同心リングゾーンを含んでいる幾つかのトロイダル領域または“バンド”はさらに大きな直径で減少した倍率を有するようにプログラムされる。例えば、付勢中、１実施形態は＋２．５０付加倍率の中心直径２６ｍｍの円を有し、＋２．００付加倍率を有する直径２６乃至２９ｍｍの範囲のトロイダルバンドと、＋１．５付加倍率を有する直径２９乃至３２ｍｍの範囲の別のトロイダルバンドを有し、それを＋１．０付加倍率を有する直径３２乃至３５ｍｍの範囲の別のトロイダルバンドが囲んでいる。この設計はユーザにさらに快適な装着の体験を与えるのに便利である。
【０１７２】
眼鏡レンズを使用するとき、人は通常遠距離の観察のためにレンズの上部の約１／２を使用する。中心線よりも約２乃至３ｍｍ上で中心線よりも６乃至７ｍｍ下が中距離観察用であり、中心線よりも７−１０ｍｍ下が近距離観察用である。
【０１７３】
眼で発生する収差が眼からの距離で異なって現れ、異なる補正がされる必要がある。観察されているオブジェクトの距離は必要とされる特定の収差補正に直接関連する、それ故、眼の光学システムから発生する収差は全ての遠距離におけるほぼ同一の補正と、全ての中距離におけるほぼ同一の補正と、全ての短距離におけるほぼ同一の補正を必要とする。それ故、本発明は片目および両目の視線がレンズを横切って動くとき電子アクチブレンズのグリッド単位で調節しようとするのとは反対に、レンズの３または４セクション（遠距離セクション、中距離セクション、近距離セクション）で、レンズの電子アクチブ調節によって眼の収差を補正することを可能にする。
【０１７４】
図２２は電子アクチブレンズの１実施形態２２００の正面図である。レンズ２２００内は異なる屈折補正を試験している種々の領域で規定されている。中心線Ｂ−Ｂよりも下には、それぞれ異なる補正倍率を有する幾つかの近距離補正領域２２１０と２２２０が単一の中距離補正領域２２３０により囲まれている。２つの近距離補正領域２２１０と２２２０だけが示されているが、任意の数の近距離補正領域が設けられることができる。同様に、任意の数の中距離補正領域が設けられることができる。中心線Ｂ−Ｂの上には遠距離補正領域２２４０が設けられている。領域２２１０、２２２０、２２３０は例えば倍率を節約するためプログラムされたシーケンス方法でまたは通常の三焦点に類似した静止オン−オフ方法で付勢されることができる。遠距離から近距離、または近距離から遠距離を見るとき、レンズ２２００は種々の領域の種々の焦点距離間の転移をスムースにすることにより装着者の眼の焦点結像を容易にすることができる。したがって、“イメージジャンプ”現象は緩和または著しく減少される。この改良はまた以下の図２３と２４に示されている実施形態でも行われる。
【０１７５】
図２３は別の電子アクチブレンズの１実施形態２３００の正面図である。レンズ２３００内には異なる屈折補正を行う種々の領域が規定されている。中心線Ｃ−Ｃよりも下には、単一の近距離補正領域２３１０が単一の中間距離補正領域２３３０により囲まれている。中心線Ｃ−Ｃよりも上には単一の遠距離補正領域２３３０が位置されている。
【０１７６】
図２４は別の電子アクチブレンズの１実施形態２４００の正面図である。レンズ２４００内には異なる屈折補正を行う種々の領域が規定されている。単一の近距離補正領域２４１０は単一の中間距離補正領域２４２０により囲まれ、単一の中間距離補正領域２４２０は単一の遠距離補正領域２４３０により囲まれている。
【０１７７】
図２５は別の電子アクチブレンズの１実施形態２５００の側面図である。レンズ２５００は幾つかの全フィールドの電子アクチブ領域２５２０、２５３０、２５４０、２５５０が取付けられている通常のレンズ光学系２５１０を含んでおり、それぞれ絶縁層２５２５、２５３５、２５４５により隣接する領域から分離されている。
【０１７８】
図２６は別の電子アクチブレンズの１実施形態２６００の側面図である。レンズ２６００は幾つかの部分的なフィールドの電子アクチブ領域２６２０、２６３０、２６４０、２６５０が取付けられている通常のレンズ光学系２６１０を含んでおり、それぞれ絶縁層２６２５、２６３５、２６４５により隣接する領域から分離されている。フレーム領域２６６０は電子アクチブ領域２６２０、２６３０、２６４０、２６５０を囲んでいる。
【０１７９】
回折電子アクチブレンズの説明に戻ると、屈折エラーを補正する電子アクチブレンズは回折パターンをインプリントされているかまたはエッチングされているガラス、重合体またはプラスティック基体のレンズに隣接する電子アクチブ屈折マトリックスを使用して製造されることができる。回折インプリントを有する基体レンズの表面は電子アクチブ材料と直接接触されている。したがって、電子アクチブ屈折マトリックスの１表面もまたレンズ基体表面のイメージのミラーイメージである回折パターンである。
【０１８０】
アセンブリはハイブリッドレンズとして作用し、それによって基体レンズは常に固定した補正倍率、典型的には距離補正を行う。付勢されていない状態での電子アクチブ屈折マトリックスの屈折率はほぼ基体レンズの屈折率に等しく、この差は０．０５屈折率単位以下である。したがって電子アクチブレンズが付勢されないとき、基体レンズと電子アクチブ屈折マトリックスは同一の屈折率を有し、回折パターンは倍率がなく、補正を行わない（０．００ジオプター）。この状態では、基体レンズの倍率は補正倍率だけである。
【０１８１】
電子アクチブ屈折マトリックスが付勢されるとき、その屈折率は変化し、回折パターンの屈折倍率が基体レンズに加えられる。例えば基体レンズが−０．３５ジオプターの倍率を有し、電子アクチブ回折層が＋２．００ジオプターの付勢されるときの倍率を有するならば、電子アクチブレンズアセンブリの総倍率は−１．５０ジオプターである。このようにして、電子アクチブレンズは近視野用であり、読取を可能にする。他の実施形態では付勢された状態の電子アクチブ屈折マトリックスはレンズ光学系の屈折率に一致している。
【０１８２】
液晶を使用する電子アクチブ層は複屈折である。即ち、これらは偏光されていない光に露光されるとき付勢されていない状態で２つの異なる焦点距離を表示する。この複屈折は網膜上に二重またはぼやけた（ｆｕｚｚｙ ）イメージを生成する。この問題を解決する２つの方法が存在する。第１の方法は少なくとも２つの電子アクチブ層が使用されることを必要とする。一方の電子アクチブ層は層中で縦方向に整列された電子アクチブ分子により製造され、他方はその層で横方向に傾斜して製造され、したがって２つの層の分子の整列は相互に直交する。この方法で光の両偏光は両方の層により同等に焦点を結ばれ、全ての光は同一の焦点距離で焦点を結ぶ。
【０１８３】
これは２つの直交して整列された電子アクチブ層を単に積層するか、レンズの中心層が両面のプレートである、即ち両面で同一の回折パターンがエッチングされている代わりの設計により実現される。電子アクチブ材料はその後、中心プレートの両側の層に置かれ、それらの整列は直交していると仮定する。その後、カバー層がそれを含むように各電子アクチブ屈折マトリックス上に位置される。これは２つの異なる電子アクチブ／回折層を相互に上部に層をなすよりも簡単な設計を与える。
【０１８４】
異なる別の例は大きいキラルコンポーネントをそれに与えるように電子アクチブ材料にコレステリック液晶を付加したものを必要とする。あるレベルのキラル濃度は同一面の偏光感度を減少し、電子アクチブ材料のコンポーネントとして純粋なネマチック液晶の２つの電子アクチブ層の必要性をなくすことが発見されている。
【０１８５】
電子アクチブ層に使用される材料を考慮すると、本発明の電子アクチブ屈折マトリックスとレンズに使用される材料のクラスおよび特別な電子アクチブ材料の例を以下列挙する。クラス１で以下列挙する液晶材料以外では、通常、重合体ゲルとしてこれらの各クラスの材料を参照する。
【０１８６】
［液晶］
このクラスは電界で制御されることのできる長距離の配向順序を有するネマチック、スメクチックまたはコステリック相を含んでいる。ネマチック液晶の例は、ペンチル−シアノ−ビフェニル（５ＣＢ）、（ｎ−オクチルオキシ）−４−シアノビフェニル（８ＯＣＢ）である。他の液晶の例は、ｎ＝３、４、５、６、７、８、９の化合物４−シアノ−４−ｎ−アルキルビフェニル、４−ｎ−ペンチルオキシ−ビフェニル、４−シアノ−４’’−ｎ−アルキル−ｐ−テルフェニルと、ＢＤＨ（Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｄｒｕｇ Ｈｏｕｓｅ）−Ｍｅｒｃｋ により製造されるＥ７、Ｅ３６、Ｅ４６、ＺＬＩシリーズ等の市販の混合物である。
【０１８７】
［電子光学系重合体］
このクラスは文献（“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ”、Ｊ． Ｅ． Ｍａｒｋ、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ 、Ｗｏｏｄｂｕｒｒｙ 、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９９６年）に記載されているような透明な光学的重合体材料を含んでおり、文献（“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ”、Ｃｈ． Ｂｏｓｓｈａｒｄ、Ｇｏｒｄｏｎ ａｎｄ Ｂｒｅａｃｈ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、Ａｍｓｔｅｒｄａｍ 、１９９５年）に記載されているようなドナーおよびアクセプタグループの間の非対称的に偏光され共役されたｐ電子を有する分子（発色団と呼ばれる）を含んでいる。重合体の例はポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸ポリメチル、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ｐ−ニトロアニリン（ＰＮＡ）、分散赤色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。
【０１８８】
電子光学系重合体は、ａ）ゲスト／ホスト方法にしたがって、ｂ）重合体（ペンダント／主鎖）に発色団を共有結合することにより、および／またはｃ）クロスリンク等の格子の硬化方法により生成されることができる。
【０１８９】
［重合体液晶］
このクラスは重合体液晶（ＰＬＣ）を含んでおり、これは時には液晶重合体、低分子質量液晶、自己強化重合体、インサイチュー化合物および／または分子化合物とも呼ばれる。ＰＬＣは文献（“Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ： Ｆｒｏｍ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｔｏ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ”、Ｗ． Ｂｒｏｓｔｏｗ、Ａ． Ａ． Ｃｏｌｌｙｅｒ 、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ編、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ−Ｌｏｎｄｏｎ 、１９９２年、第１章）に記載されているような同時に比較的堅牢でフレキシブルなシーケンスを含んでいる共重合体である。ＰＬＣの例は、４−シアノフェニルベンゾアート側のグループと他の類似の化合物を有するをポリメタクリレートである。
【０１９０】
［重合体分散液晶］
このクラスは重合体分散液晶（ＰＤＬＣ）を含み、これは重合体マトリックスにおける液晶滴の分散からなる。これらの材料は幾つかの方法、即ち（ｉ）ネマチックの曲線整列された相（ＮＣＡＰ）、熱的に誘起された相分離（ＴＩＰＳ）、溶剤で誘起された相分離（ＳＩＰＳ）、重合誘起された相分離（ＰＩＰＳ）により製造されることができる。ＰＤＬＣの例は液晶Ｅ７（ＢＤＨ−Ｍｅｒｃｋ ）とＮＯＡ６５（Ｎｏｒｌａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ， Ｉｎｃ． ＮＪ ）の混合物と、Ｅ４４（ＢＤＨ−Ｍｅｒｃｋ ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の混合物と、Ｅ４９（ＢＤＨ−Ｍｅｒｃｋ ）とＰＭＭＡの混合物と、モノマージペンタエリトリトールハイドロキシペンタアクリレート、液晶Ｅ７、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−フェニルグリシン、ダイローズベンガルの混合物である。
【０１９１】
［重合体安定液晶］
このクラスは重合体安定液晶（ＰＳＬＣ）を含み、これは重合体の構成が液晶重量の１０％よりも少ない重合体ネットワーク中の液晶からなる材料である。感光性重合体のモノマーは液晶とＵＶ重合開始剤と共に混合される。液晶の整列後、モノマーの重合は典型的にＵＶ露光により開始され、結果的な重合体は液晶を安定するネットワークを生成する。ＰＳＬＣの例は例えば文献（ Ｃ． Ｍ． Ｈｕｄｓｏｎ 、“Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ 、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ”、５／３ 巻、１−５、１９９７年）と文献（Ｇ． Ｐ． Ｗｉｅｄｅｒｒｅｃｈｔ 、“Ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ”、Ｊ． ｏｆ Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．１２０ 、３２３１−３２３６、１９９８年）を参照されたい。
【０１９２】
［自己集合された非線形超分子構造］
このクラスは電子光学系の非対称な有機物膜を含んでおり、これは以下の方法、即ちラングミュア−ブロジェット膜、水性の溶剤からの交錯する高分子電解質の電着（ポリアニオン／ポリカチオン）、分子ビームエピタキシ方法、共有結合反応による逐次的な合成（例えば有機トリクロロシランベースの自己集合した多層付着）を使用して製造されることができる。これらの技術は通常厚さ約１ミリに満たない薄膜を生成する。
【０１９３】
図２９は本発明の別の実施形態による光学レンズシステムの斜視図である。図２９の光学レンズシステムは光学レンズ２９００を含んだものとして示されており、光学レンズ２９００は外周部２９１ 、レンズ表面２９２ 、電源２９３ 、電池バス２９４ 、透明導体バス２９５ 、制御装置２９６ 、発光ダイオード２９７ 、放射または光検出器２９８ 、電子アクチブ屈折マトリックスまたは領域２９９ を有する。この実施形態では、電子アクチブ屈折マトリックス２９９ は光学レンズ２９０ の空洞または凹部２９９９に含まれている。
【０１９４】
図に示されているように、光学レンズシステムは自蔵され、眼鏡フレームとフォロブターを含む広範囲の種々の支持体に配置されることができる。使用において、レンズ２９００の電子アクチブ屈折マトリックス２９９ はユーザの視覚を改良するために制御装置２９６ により焦点を結ばれ制御される。この制御装置２９６ は透明な導体バス２９５ を介して電源２９３ から電力を受取り、データ信号を透明な導体バス２９５ を介して放射検出器２９８ から受信する。制御装置２９６ はこれらのバスを介して他のコンポーネントと同様にこれらのコンポーネントを制御する。
【０１９５】
適切に機能するとき、電子アクチブ屈折マトリックス２９９ はそこを通過する光を屈折させ、それによってレンズ２９００の装着者は電子アクチブ屈折マトリックス２９９ を通って焦点を結ばれたイメージを見ることができる。図２９の光学レンズシステムは自蔵されているので、光学レンズ２９００はこれらのフレームおよび他の支持体がレンズシステムの特定の支持コンポーネントを含んでいなくても、種々のフレームまたはその他の支持体に配置されることができる。
【０１９６】
前述したように、発光ダイオード２９７ 、放射検出器２９８ 、制御装置２９６ 、電源２９３ は種々の導体バスを経てそれぞれ相互におよび電子アクチブ屈折マトリックス２９９ に結合されている。示されているように、電源２９３ は透明な導体バス２９５ を介して制御装置２９６ へ直接結合される。この透明な導体バスは主に電力を制御装置へ転送するために使用され、電力はその後、発光ダイオード２９７ と放射検出器２９８ の両者と、必要なときに逆行屈折マトリックス２９９ へ選択的に与えられる。この実施形態の透明な導体バス２９５ は透明であることが好ましいが、別の実施形態では半透明または不透明であってもよい。
【０１９７】
電子アクチブ屈折マトリックス２９９ の焦点結像を助けるために、発光ダイオード２９７ と放射検出器２９８ は電子アクチブ屈折マトリックス２９９ の焦点結像を容易にするために距離測定器として相互に連結して動作する。例えば、可視光および不可視光は発光ダイオード２９７ から放射される。この放射された光の反射はその後、放射検出器２９８ により検出され、反射された光ビームを感知したことを識別する信号を発生する。この信号を受信したとき、これらの両動作を制御する制御装置２９６ は特定のオブジェクトの距離を決定する。この距離を知ると、ユーザの適切な光学的補償を前もってプログラムされている制御装置２９６ はユーザが光学レンズ２９０ を通してオブジェクトまたはイメージをさらに明瞭に観察することを可能にするように電子アクチブ屈折マトリックス２９９ を付勢する信号を発生する。
【０１９８】
この実施形態では、電子アクチブ屈折マトリックス２９９ は直径３５ｍｍの円として示されており、光学レンズ２９００もここでは直径２９０ が７０ｍｍで中心のレンズの厚さが約２ｍｍの円として示されている。しかしながら、別の実施形態では光学レンズ２９００と電子アクチブ屈折マトリックス２９９ は他の標準的または標準的ではない形状および寸法で構成されてもよい。これらの各別の寸法および方向付けでは、電子アクチブ屈折マトリックス２９９ の位置および寸法は、やはりシステムのユーザがレンズの電子アクチブ屈折マトリックス２９９ 部分を通してイメージおよびオブジェクトを容易に観察できるようにされることが好ましい。
【０１９９】
光学レンズ２９０ の他のコンポーネントは光学レンズ２９００の他の位置に配置されてもよい。しかしながら、これらの個々のコンポーネントに選択された任意の位置は可能な限りユーザに対して妨害にならないことが好ましい。換言すると、これらの他のコンポーネントはユーザの主な観察視線から離れて位置されることが好ましい。さらに、これらのコンポーネントはユーザの視線に対する妨害をさらに減少するために可能な限り小さく透明であることも好ましい。
【０２００】
好ましい実施形態では、電子アクチブ屈折マトリックス２９９ の表面は光学レンズ２９２ の表面と同一または実質上同一の表面である。さらに、バスは中心点から突出するレンズの半径に沿ってレンズ中に配置されてもよい。この方法でバスを位置付けることにより、レンズはできるだけ妨害しない方向でバスを整列するようにそれらの支持体で回転されてもよい。しかしながら図２９で見られるように、この好ましいバス設計に常にしたがう必要はない。図２９では、レンズ２９００の半径に沿って配置されている単一のバスに全てのコンポーネントを沿わせるのではなく、放射検出器２９８ と発光ダイオード２９７ は放射状ではないバス２９５ 上に位置されている。それにもかかわらず、妨害を最小にするためにレンズの半径に沿って全てではないが多数の種々のコンポーネントを設定することが好ましい。さらに、バスまたは他の導電材料はレンズの外周からアクセス可能であり、それによってレンズの個々のコンポーネントは、レンズが特定のフレームに適合するようにエッチングされまたはエッジを付けられても、必要なときにレンズのエッジからアクセスされ制御されまたはプログラムされることが好ましい。このアクセス能力はレンズ外部への直接的な露出を含んでおり、外周表面付近に位置され、レンズへの貫通により到達可能である。
【０２０１】
図３０は本発明の別の実施形態によるレンズシステムの斜視図である。図２９の実施形態と同様に、この実施形態もまたユーザの屈折エラーを補正または改良するために使用されるレンズシステムを示している。図３０のレンズシステムはフレーム３０１ 、透明な導体バス３０５ 、発光ダイオード／距離測定器３０７ 、ノーズパッド３０８ 、電源３０３ 、半透明の制御装置３０６ 、電子アクチブ屈折マトリックス３０９ 、光学レンズ３００ を含んでいる。図３０で見られるように、制御装置３０６ は電子アクチブ屈折マトリックス３０９ と電源３０３ との間に透明な導体バス３０５ に沿って位置付けられている。見られるように、距離測定器３０７ は異なる導体バスに沿って制御装置３０６ に結合されている。
【０２０２】
この実施形態では、光学レンズ３００ はフレーム３０１ により取付けられ支持されている。さらに、電源３０３ は光学レンズ３００ 上または光学レンズ３００ に取付けられるのではなく、電源３０３ はノーズパッド３０８ に取付けられ、それはノーズパッドコネクタ３０２ により制御装置３０６ へ接続されている。この構造の利点は電源３０３ が必要なときに容易に置換されるか再充電される。
【０２０３】
図３１は本発明の別の実施形態によるレンズシステムの斜視図である。図３１では、制御装置３１６ 、ストラップ３１７ 、フレーム３１１ 、導電バス３１５ 、電子アクチブ屈折マトリックス３１９ 、光学レンズ３１０ 、フレームステムまたは中空のルーメン３１３ 、信号導体３１８ が示されている。先の実施形態に示されていたように制御装置３１６ を光学レンズ３１０ 上またはその内部に取付けるのではなく、制御装置３１６ はストラップ３１７ に取付けられている。この制御装置３１６ はフレーム３１１ の中空のルーメンのフレームステム３１３ 内に位置され、ストラップ３１７ を介して制御装置３１６ へ伝送される信号導体３１８ を経て電子アクチブ屈折マトリックス３１９ へ結合されている。制御装置３１６ をストラップ３１７ 上に配置することにより、ユーザの処方は単にストラップ３１７ の結合を解除してユーザが装着する代わりのフレームにそれを位置させることによりレンズシステムからレンズシステムへ伝送されることができる。
【０２０４】
図３２は本発明の別の実施形態によるレンズシステムの斜視図である。フレーム３２１ と、電子アクチブ屈折マトリックス３２９ 、光学レンズ３２０ 、内部フレーム信号導体３２８ は全て図３２で見られる。この実施形態では、フレーム３２１ はその長さに沿って任意の点からアクセスされる内部フレーム信号導体３２８ を含んでおり、それによって情報と電力はフレーム３２１ の方向付けにかかわりなく光学レンズ３２０ のコンポーネントへ容易に与えられる。換言すると、光学レンズ３２０ の放射バスの位置にかかわりなく、放射バスは電子アクチブ屈折マトリックス３２９ を制御するために、内部フレーム信号導体３２８ と接触し、電力と情報の両者を与えることができる。図３２のセクションＡ−Ａはこれらの内部フレーム信号導体３２８ を明白に示している。別の実施形態では、２つの内部フレーム信号導体３２８ を有するのではなく、フレーム自体が電力と他の情報をコンポーネントに転送するのを容易にするための導体として使用される１つのみの内部フレーム信号導体３２８ がフレーム内に設けられてもよい。さらに、２よりも多数の内部フレーム導体が本発明の別の実施形態で使用されてもよい。
【０２０５】
さらに、別の実施形態では、単一の放射バスが屈折マトリックスをフレーム信号導体へ接続するのではなく、導電層が代わりに使用されてもよい。この別の実施形態では、この導電層はレンズ全体またはレンズの一部分だけをカバーしてもよい。好ましい実施形態では、これは層の境界と関連する歪みを最少にするために透明でありレンズ全体をカバーする。この層が使用されるとき、レンズの外周に沿ったアクセス点の数は１よりも多数の位置で外周へ層を延在することにより増加されてもよい。さらに、この層はレンズのエッジとその中のコンポーネントとの間に複数の通路を設けるために個々のサブ領域へ区画されてもよい。
【０２０６】
図３３は本発明の別の実施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、光学レンズ３３３ は電子アクチブ屈折マトリックス３３９ と光学トロイド３３２ と共に示されている。この実施形態では、屈折マトリックス３３９ は光学トロイド３３２ 内に配置され、光学レンズ３３３ の後部に固定されている。そうすることで、光学トロイド３３２ は電子アクチブ屈折マトリックス３３９ を支持し、保持し、含むために光学レンズ３３３ の後部に空洞の凹部を形成する。この光学レンズシステムが一度組立てられると、光学レンズ３３３ の正面は鋳造され、表面キャストされ、積層され、またはユーザの特定の屈折および光学的要求に対して光学レンズシステムをさらに構成するために処置される。前述の実施形態に一貫して、電子アクチブ屈折マトリックス３３９ はその後、付勢され、ユーザの視力を改良するように制御される。
【０２０７】
図３４は本発明の別の代わりの実施形態の別の分解図である。図３４では、光学レンズ３４０ 、電子アクチブ屈折マトリックス３４９ 、キャリア３４８ が全て示されている。先の実施形態のように光学レンズ上で電子アクチブ屈折マトリックスの方向付けを容易にするためにトロイドを使用するのではなく、この実施形態の電子アクチブ屈折マトリックス３４９ はキャリア３４８ を介して光学レンズ３４０ へ結合される。同様に、電子アクチブ屈折マトリックス３４９ を支持するために必要な他のコンポーネント３４７ もまたキャリア３４８ に結合されてもよい。そうすることで、これらのコンポーネント３４７ と電子アクチブ屈折マトリックス３４９ は種々の光学レンズに容易に固定されてもよい。さらにこのキャリア３４８ 、そのコンポーネント３４７ 、および電子アクチブ屈折マトリックス３４９ はこれらがレンズに結合される前または後にそれらを損傷から保護するためそれぞれ別の材料または物質で被覆されてもよい。
【０２０８】
キャリア３４８ は重合体メッシュの薄膜、柔軟プラスティック、セラミック、ガラス、および任意のこれらの材料の混合物を含んでいる複数の可能な材料で作られてもよい。結果として、このキャリア３４８ はその材料の組成に基づいてフレキシブルであり堅牢である。それぞれの場合に、キャリア３４８ は別の実施形態では有色または半透明であってもよいが透明であることが好ましく、他の所望の特性も同様にレンズ３４０ へ与えてもよい。キャリア３４８ が構成される材料のタイプに応じて、キャリアが取付けられる凹部または空洞を形成するためのレンズのマクロ機械加工とウェットおよびドライエッチングを含む種々の製造プロセスが使用されてもよい。キャリアにより生じる任意の光学的収差を補正するための回折パターンを生成するようにキャリアの片面または両面のエッチングを含むこれらの技術もキャリア自体の製造に使用されることができる。
【０２０９】
図３５のａ乃至ｅは本発明の別の実施形態により使用されることのできるアセンブリシーケンスを示している。図３５のａでは、フレーム３５０ と装着者の眼３５７ は明瞭に見られる。図３５のｂでは、電子アクチブ屈折マトリックス３５８ 、放射バス３５４ 、および種々の回転および位置矢印３５１ 、３５２ 、３５３ も示されている。図３５のｃは９時の時計位置に放射バス３５４ を有する光学レンズシステムを示している。図３５のｄは、図３５のｃの同じ光学レンズシステムがエッジを付けられ外周部分または領域がフレーム３５０ へ取付けられる準備をするために取外された後の図を示している。図３５のｅは、第１の領域と放射バス３５４ 中のユーザの眼を中心とする電子アクチブ屈折マトリックスを有し、電源３５９ がユーザの眼とレンズの周囲領域のフレーム３５０ の眼鏡のつるとの間に位置されている完成されたレンズシステムを示している。結合された周囲領域と第１の領域はこの実施形態のレンズブランク全体を構成している。しかしながら、他の実施形態では、これらはレンズブランク全体の一部だけを構成してもよい。
【０２１０】
このレンズシステムを本発明の１実施形態にしたがって組立てる技術者は以下のように処理を行う。図３５のａに示されている第１のステップでは、電子アクチブレンズに適合されるフレーム３５０ はフレームに関してユーザの眼３５７ の中心を位置付けるようにユーザの正面に配置される。フレームに関してユーザの眼の中心に位置させた後、電子アクチブレンズは回転され、位置付けられ、エッジを付けられ、カットされ、それによって電子アクチブ屈折マトリックス３５８ の中心はユーザがフレームを装着するときユーザの眼３５７ を中心とする。この回転およびカットは図３５のｂ、ｃ、ｄに示されている。電子アクチブマトリックス３５８ をユーザの眼を覆って適切に位置付けるようにレンズがエッジを付けられ、カットされた後、電源または他のコンポーネントはレンズのバス３５４ へスナップ結合され、レンズは図３５のｅに示されているようにフレームに固定される。このスナップ結合プロセスはレンズ表面を通って各コンポーネントから導線をバスへ押し、コンポーネントをレンズへ固定し、相互におよび他のコンポーネントへのそれらの接続を行うことを含んでいる。
【０２１１】
電子アクチブレンズシステムと電子アクチブマトリックスはユーザの眼を中心としてその正面またはユーザの眼を覆って示されており、レンズと電子アクチブマトリックスの両者もまたユーザの眼の中心からオフセットされていることを含めたユーザの視界の視野の他の方向付けに配置されてもよい。さらに、利用可能な眼鏡のフレームの無数の形状および寸法により、レンズはエッチを付けられそれによってその寸法の変更が可能にされるので、レンズは広範囲のフレームと個々のユーザに適合するように技術者により最終的に組立てられることができる。
【０２１２】
ユーザの視力を補正するために電子アクチブ屈折マトリックスを単に使用することに加えて、レンズ表面の片面または両面もまたユーザの屈折エラーをさらに補償するために表面キャストまたは研磨されてもよい。同様に、レンズ表面はユーザの光学的収差を補償するために積層されてもよい。
【０２１３】
この実施形態および他の実施形態では、技術者はシステムを組立てるために標準的なレンズブランクを使用してもよい。これらのレンズブランクは３０ｍｍ−８０ｍｍの範囲であり、最も普通の寸法は６０ｍｍ、６５ｍｍ、７０ｍｍ、７２ｍｍ、７５ｍｍである。これらのレンズブランクはアセンブリプロセス前またはその期間中にキャリアに取付けられた電子アクチブマトリックスと結合されてもよい。
【０２１４】
図３６のａ乃至ｅは、別のアセンブリシーケンスを示している本発明の別の実施形態を示しており、ここでは距離測定器と電源はレンズに置かれるのではなく、これらのコンポーネントは実際にはフレーム自体に結合されている。図３６のａ乃至ｅにはフレーム３６０ 、ユーザの眼３６７ 、方向付けおよび回転矢印３６１ 、３６２ 、３６３ 、電子アクチブ屈折マトリックス３６８ 、透明なコンポーネントバス３６４ が示されている。先の実施形態では、ユーザの眼は最初にフレーム内に位置される。レンズはその後、ユーザの眼に関して回転され、それによって電子アクチブ屈折マトリックス３６８ はユーザの眼の正面に適切に位置されている。レンズはその後、必要なように成形され研磨され、フレームに挿入される。この挿入と同時に距離測定器、バッテリ、他のコンポーネントもレンズに結合される。
【０２１５】
図３７のａ乃至ｆは本発明のさらに別の実施形態を与えている。透明なバス３７４ 、電子アクチブ屈折マトリックス３７８ 、ユーザの眼３７７ 、回転矢印３７１ 、距離測定器または制御装置および電源３７３ 、多導体ワイヤ３７２ はこれらの図面を通して示されている。この別の実施形態では、他の２つのアセンブリの実施形態で説明したステップの完了に加えて、図３７のｅで示されている別のステップが行われることができる。図３７のｅで示されているこのステップは、多導体の座金またはワイヤシステム３７２ でレンズの外周部をラップすることを含んでいる。このワイヤシステム３７２ は電子アクチブ屈折マトリックス３７８ と他のコンポーネントとの信号および電力の転送に使用されてもよい。多導体の座金３７２ 中の実際の信号ワイヤはＩＴＯ［インジウム錫酸化物］材料および、金、銀、銅、またはその他の適切な導体を含んでもよい。
【０２１６】
図３８は、本発明で使用される集積された制御装置および距離測定器の分解斜視図である。他の実施形態で示されているように制御装置および距離測定器を相互に接続させるのではなく、この実施形態では、放射検出器３８１ と赤外線発光ダイオード３８２ からなる距離測定器は制御装置３８２ に直接結合される。この装置全体は先の実施形態で説明したようにフレームまたはレンズに結合されてもよい。１．５ｍｍと５ｍｍの寸法が図３８に示されているが、他の寸法および構造が使用されてもよい。
【０２１７】
図３９は本発明の別の実施形態にしたがった集積された制御装置と電源の分解斜視図である。この実施形態では、制御装置３９３ は電源３９４ に直接結合されている。
【０２１８】
図４０は本発明の別の実施形態にしたがった集積された電源４０４ と、制御装置４０３ と、距離測定器との分解斜視図である。図４０で見られるように、放射検出器４０１ と発光ダイオード４０２ （距離測定器）は制御装置４０３ に結合され、その制御装置４０３ は電源４０４ に結合されている。先の実施形態のように、この実施例（３．５ｍｍと６．５ｍｍ）に示されている寸法は例示であり、代わりの寸法が使用されてもよい。
【０２１９】
図４１乃至４３はそれぞれ本発明の種々の代わりの実施形態にしたがったレンズシステムの斜視図である。図４１は制御装置と距離測定器の組合わせ４１３ を使用するレンズシステムであり、これは電力導体バス４１２ を経て電子アクチブ屈折マトリックス４１４ と電源４１１ へ結合されている。それと比較して、図４２は結合された制御装置と電源４２４ とを示しており、これは発光ダイオード４２２ と放射検出器４２１ （距離測定器）と電子アクチブ屈折マトリックス４２３ へ透明な導体バス４２５ を経て結合されている。図４３は放射状の透明な導体バス４３３ に沿って位置されている結合された電源、制御装置および距離測定器４３２ の配置を示しており、放射状の透明な導体バス４３３ は電子アクチブ屈折領域４３１ へ結合されている。これらの３つの各図面では、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は単なる例示であり、種々の他の寸法および直径が使用されてもよいことが理解されるべきである。
【０２２０】
本発明の種々の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲内である他の実施形態も可能である。例えば、前述の各コンポーネントに加えて、眼の追跡装置も電子アクチブ屈折マトリックスの焦点結像と、ユーザに対する種々の他の機能およびサービスを行うこととの両者においてユーザの眼の動きを追跡するためレンズに付加されてもよい。さらに、結合されたＬＥＤおよび放射検出器を距離測定器として説明したが、他のコンポーネントもこの機能を完成するために使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
電子アクチブフォロブター／屈折システムの１実施形態１００ の斜視図。
【図２】
別の電子アクチブフォロブター／屈折システムの１実施形態２００ の図。
【図３】
通常の分配の実行シーケンス３００ のフロー図。
【図４】
分配方法の１実施形態４００ のフロー図。
【図５】
電子アクチブのアイウェアの１実施形態５００ の斜視図。
【図６】
処方方法の１実施形態６００ のフロー図。
【図７】
ハイブリッド電子アクチブ眼鏡レンズの１実施形態７００ の正面図。
【図８】
図７の分割線Ａ−Ａに沿ったハイブリッド電子アクチブ眼鏡レンズの１実施形態７００ の断面図。
【図９】
図５の分割線Ｚ−Ｚに沿った電子アクチブレンズの１実施形態９００ の断面図。
【図１０】
電子アクチブレンズの１実施形態１０００の斜視図。
【図１１】
図５の分割線Ｚ−Ｚに沿った回折電子アクチブレンズの１実施形態１１００の断面図。
【図１２】
電子アクチブレンズの１実施形態１２００の前面図。
【図１３】
分割線Ｑ−Ｑに沿った図１２の電子アクチブレンズの１実施形態１２００の断面図。
【図１４】
追跡システムの１実施形態１４００の斜視図。
【図１５】
電子アクチブレンズシステムの１実施形態１５００の斜視図。
【図１６】
電子アクチブレンズシステムの１実施形態１６００の斜視図。
【図１７】
電子アクチブレンズの１実施形態１７００の斜視図。
【図１８】
電子アクチブレンズの１実施形態１８００の斜視図。
【図１９】
電子アクチブレンズ屈折マトリックスの１実施形態１９００の斜視図。
【図２０】
電子アクチブレンズの１実施形態２０００の斜視図。
【図２１】
電子アクチブアイウェアの１実施形態２１００の斜視図。
【図２２】
電子アクチブレンズの１実施形態２２００の正面図。
【図２３】
電子アクチブレンズの１実施形態２３００の正面図。
【図２４】
電子アクチブレンズの１実施形態２４００の正面図。
【図２５】
図５の分割線Ｚ−Ｚに沿った電子アクチブレンズの１実施形態２５００の断面図。
【図２６】
図５の分割線Ｚ−Ｚに沿った電子アクチブレンズの１実施形態２６００の断面図。
【図２７】
分配方法の１実施形態２７００のフロー図。
【図２８】
電子アクチブレンズの１実施形態２８００の斜視図。
【図２９】
本発明の別の代わりの実施形態による光学レンズシステムの斜視図。
【図３０】
本発明の別の代わりの実施形態による光学レンズシステムの斜視図。
【図３１】
本発明の別の代わりの実施形態による光学レンズシステムの斜視図。
【図３２】
本発明の別の代わりの実施形態による光学レンズシステムの斜視図。
【図３３】
本発明の別の代わりの実施形態による光学レンズシステムの分解斜視図。
【図３４】
本発明の別の代わりの実施形態による光学レンズシステムの分解斜視図。
【図３５】
本発明の別の代わりの実施形態にしたがって完成されたアセンブリステップの図。
【図３６】
本発明の別の代わりの実施形態にしたがって完成されたアセンブリステップの図。
【図３７】
本発明のさらに別の代わりの実施形態にしたがって完成されたアセンブリステップの図。
【図３８】
本発明の別の代わりの実施形態による集積されたチップ距離測定器と、集積された制御装置の分解斜視図。
【図３９】
本発明の別の代わりの実施形態による集積された制御装置バッテリと、集積された制御装置の分解斜視図。
【図４０】
本発明の別の代わりの実施形態による集積された制御装置距離測定器の分解斜視図。
【図４１】
本発明のさらに別の代わりの実施形態による光学レンズシステムの斜視図。
【図４２】
本発明のさらに別の代わりの実施形態による光学レンズシステムの斜視図。
【図４３】
本発明のさらに別の代わりの実施形態による光学レンズシステムの斜視図。
【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３５】
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【図３６】
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【図３７】
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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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004518167.tif 000162
2004518167.tif 000163