JP2018036634A - 液晶素子を含む可変光学眼用器具 - Google Patents

Abstract

【課題】記載の眼用レンズに可変光学挿入物を提供するための方法及び装置を提供する。
【解決手段】エネルギー源が、眼用レンズ内に含まれる可変光学挿入物１０４に動力を供給することが可能である。眼科用レンズは、シリコーンハイドロゲルから注型成形される。様々な眼用レンズ実在物には、屈折特性を電気的に制御するために電気活性液晶層１０９，１１０が含まれ得る。
【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本特許出願は、２０１３年９月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／８７８，７２３号の利益を主張する。

（発明の分野）
本発明は、可変光学性能を有する眼用レンズ器具、より詳しくは、いくつかの実施形態において、液晶素子を利用する可変光学挿入物を有する眼用レンズの製造について記載する。

従来的に、眼科用レンズ、例えば、コンタクトレンズ、又は眼内レンズは、規定の光学品質を提供した。コンタクトレンズは、例えば、一連の視力補正機能だけでなく、視力補正機能、美容増進、及び治療効果のうちの１つ又は２つ以上を提供し得る。それぞれの機能は、レンズの物理的特性によってもたらされる。基本的に、屈折品質をレンズに組み込む設計が、視覚補正機能性を提供する。レンズに組み込まれた色素は、美容増進効果をもたらし得る。レンズに組み込まれた活性剤は、治療的機能を提供し得る。

これまでのところ、眼用レンズにおける光学品質はレンズの物理的特性によっていた。一般的に、光学設計が決定され、次に、例えば、鋳造成形、又は旋盤などにより、レンズの製作中にレンズに付与されてきた。レンズの光学品質は、一度レンズが形成されると変化しないままであった。しかしながら、着用者らは時折、視力の調節を提供するために、着用者らが利用できる１つを超える焦点屈折力を有することが有益であるとみなすことがある。光学補正を変更するために眼鏡を変えることができる眼鏡の着用者らとは異なり、コンタクトレンズの着用者、又は眼内レンズを有するものは、かなりの労力なくしてその視力補正の光学特性を変えることができなかった。

したがって、本発明は、電圧を印加できかつ眼用器具に組み込むことができる液晶素子であって、レンズの光学品質を変化できる液晶素子を有する可変光学挿入物に関する技術革新を包含する。かかる眼用器具の例としては、コンタクトレンズ又は眼内レンズが挙げられる。更に、液晶素子を有する可変光学挿入物を有する眼用レンズを形成するための方法及び装置が提示される。いくつかの実施形態にはまた、可変光学部分を更に含む、堅く、又は形成可能な印加された挿入物を有する、注型成形シリコーンハイドロゲルコンタクトレンズも含まれてよく、ここで挿入物は、生物適合性様式にて、眼用レンズ内に含まれる。

したがって、本発明は、可変光学挿入物を有する眼用レンズ、可変光学挿入物を含む眼用レンズを形成する装置、及びその製造方法の開示を含む。エネルギー源は、可変光学挿入物上に沈着されてもよく、挿入物は、第１鋳型部分及び第２鋳型部分の一方又は両方の近位に配置されてもよい。反応性モノマー混合物は、第１鋳型部分と第２鋳型部分との間に配置される。第１鋳型部分を第２鋳型部分に隣接して配置することによって、レンズ空洞が形成され、印加媒体挿入物と少なくとも一部の反応性モノマー混合物とがレンズ空洞内に存在する。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曝露する化学線の制御を介して形成される。いくつかの実施形態において、眼用レンズスカート又は挿入物封入層は、標準ハイドロゲル眼用レンズ処方物から構成され得る。多くの挿入物材料に対して許容可能な適合を提供し得る特性を有する例示的な材料としては、例えば、Ｎａｒａｆｉｌｃｏｎファミリー（Ｎａｒａｆｉｌｃｏｎ Ａ及びＮａｒａｆｉｌｃｏｎ Ｂなど）、Ｅｔａｆｉｌｃｏｎファミリー（Ｅｔａｆｉｌｃｏｎ Ａなど）、Ｇａｌｙｆｉｌｃｏｎ Ａ及びＳｅｎｏｆｉｌｃｏｎ Ａが挙げられる。

液晶素子を有する可変光学挿入物を形成する方法と、得られる挿入物は、様々な実施形態の重要な様態である。いくつかの実施形態において、液晶は、液晶に静止配向を設定し得る２つのアライメント層の間に配置され得る。これら２つのアライメント層は、可変光学部分を含む基質層上に沈着される電極を通して、エネルギー源と電気的に導通され得る。電極は、エネルギー源への中間相互連結を通して、又は挿入物中に埋め込まれた成分を通して直接、印加され得る。

アライメント層の印加によって、液晶中で静止配向から印加された配向にシフトが生じ得る。２つの印加レベル、オン又はオフによって作動する実施形態において、液晶は、１つの印加された配向のみを有し得る。印加が、エネルギーレベルのスケールに沿って起こる、他の代替の実施形態において、液晶は、複数の印加された配向を有し得る。

得られた分子のアライメント及び配向は、液晶層を通過する光に影響を与え、それによって、可変光学挿入物中の変化が引き起こされ得る。例えば、アライメント及び配向は、入射光において、屈折特性を伴って作動し得る。更には、この効果には、光の偏光の変更が含まれ得る。いくつかの実施形態には、印加がレンズの焦点特性を変更する、可変光学挿入物が含まれ得る。

いくつかの実施形態では、誘電材料は、アライメント層と電極との間に沈着され得る。かかる実施形態は、例えば、予め形成された形状などの、三次元の特性を有する誘電材料を含むことができる。他の実施形態は、誘電材料の第２層を含むことができ、誘電材料の第１層は、光学ゾーン内の領域にわたって厚さが変化し、結果として液晶材料層にわたって変化する電界が得られる。代替的な実施形態では、眼用レンズ器具は、類似の光学特性及び非類似の低周波誘電特性を有する２つの材料の複合体であってもよい、誘電材料の第１層を含むことができる。

本発明の上述及び他の特徴と利点は、添付図面に例証されるような、本発明の好ましい実施形態の以下のより詳しい記載から明白となるであろう。
本発明のいくつかの実施形態を実施するのに有用であり得る、例示的な鋳型アセンブリ装置構成成分を図示している。 可変光学挿入物の実施形態を有する、例示的な印加された眼用レンズを図示している。 可変光学挿入物の実施形態を有する、例示的な印加された眼用レンズを図示している。 可変光学挿入物の断面図を図示しており、ここで、可変光学挿入物の前方及び後方湾曲部品は異なる曲率を有し、可変光学部分は液晶から構成され得る。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物を備える、眼用レンズ器具の断面図を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る、例示的な実施形態又は可変光学挿入物を図示している。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 液晶から構成され得る可変光学挿入物を有する眼用レンズを形成するための方法の工程を図示している。 液晶から構成される可変光学挿入物を、眼用レンズ鋳型部分に配置する装置要素の一例を図示している。 本発明のいくつかの実施形態を実施するために使用され得るプロセッサを図示している。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の例示的な実施形態のためのアライメント層の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の例示的な実施形態のためのアライメント層の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の例示的な実施形態のためのアライメント層の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態と、その種類の実施形態の利点の式とを示す。 液晶のパターニングの例示的な実施形態と、前記種類の器具から得られる例示的な光学的結果とを示す。 液晶のパターニングの例示的な実施形態と、前記種類の器具から得られる例示的な光学的結果とを示す。 可変光学挿入物に組み込まれ得る液晶のパターニングの別の例示的な実施形態を示す。 可変光学挿入物に組み込まれ得る液晶のパターニングの別の例示的な実施形態を示す。 図１９に示す種類の実施形態の拡大図を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態を示す。 可変光学部分が液晶から構成され得る可変光学挿入物の別の例示的な実施形態と、偏光成分が実施形態を横切る際に影響を受け得る様式とを示す。

本発明は、可変光学部分が液晶から構成される可変光学挿入物を有する眼用レンズを製造するための方法及び装置を含む。更に、本発明は、眼用レンズに組み込まれた液晶から構成される可変光学挿入物を有する眼用レンズを含む。

本発明によると、眼用レンズは、埋め込まれた挿入物、及びエネルギーの保存手段としての電気化学セル又は電池のようなエネルギー源で形成される。いくつかの例示的な実施形態において、エネルギー源を含む材料は封入され、眼用レンズがその中に配置される環境から単離され得る。

装着している者によって制御される調節器具を用いて、光学部分を変えることも可能である。調節デバイスには、例えば、電圧出力を増加若しくは低減するための、電子デバイス又は受動デバイスが含まれてもよい。いくつかの例示的な実施形態はまた、測定したパラメータ又は着用者入力に従って、自動化装置を介して、可変光学部分を変更するための自動化調節器具を含み得る。着用者入力としては、例えば、ワイヤレス装置によって制御されるスイッチが挙げられる。ワイヤレスは、例えば、無線周波数制御、磁気スイッチ、及びインダクタンススイッチを含んでもよい。他の例示的な実施形態において、活性化が、生物学機能に対する応答にて、又は眼用レンズ内の検出素子の測定に対する応答にて、発生し得る。他の例示的な実施形態は、非限定的な例として、周囲照明条件中の変化によって誘引される活性化からの結果であり得る。

いくつかの例示的な実施形態では、挿入物は、液晶層から構成される可変光学部分も含む。電極のエネルギー印加によって作り出された電界が、液晶層内の再配列を発生させ、それによって分子を静止配向からエネルギー印加された配向へとシフトさせると、屈折力の変動が生じることができる。他の例示的な実施形態では、電極のエネルギー印加による液晶層の変更によって生じる異なる効果、例えば偏光角の回転などを開発することができる。

液晶層を有するいくつかの例示的な実施形態において、印加され得る眼用レンズの非光学ゾーン部分中に素子が存在し得る一方、他の例示的な実施形態では、印加を必要しないであろう。印加なしの実施形態において、液晶は、いくつかのエクステリア因子、例えば周囲温度、又は周辺光に基づいて受動的に変化しうる。

液晶レンズは、その本体上に偏光入射に対する電気的に可変の屈折率を提供し得る。第２レンズの偏光の軸が、第１レンズに対して回転している、２つのレンズの組み合わせにより、周囲の偏光していない光に対して屈折率が変動することができるレンズ素子が可能になる。

電気的に活性の液晶層を電極と組み合わせることによって、電極間にわたる電界を印加することによって制御することができる物理的な存在を実現しても良い。液晶層の周辺上に存在する誘電体層が存在する場合、誘電体層にわたる場と、液晶層にわたる場が、電極間にわたる場内に組み込まれ得る。三次元形状において、層にわたる場の組み合わせの特性は、電気力学原理及び誘電体層と液晶層の形状に基づいて推定され得る。誘電体層の効果的な電気厚は、不均一様式で作製され、電極にわたる場の効果は、誘電体の効果的な形状によって「成形」されてよく、液晶層内の屈折率における立体的に生成された変化を作り出し得る。いくつかの例示的な実施形態において、そのような成形は結果として、可変焦点特性を選定する能力を有するレンズとなり得る。

他の例示的な実施形態は、液晶層を含む物理的レンズ素子が、異なる焦点特性を有するようにそれら自身が成形されるときに、誘導され得る。液晶層の電気的に可変の屈折率を次いで、電極の利用を通して、液晶層にわたる電界の適用に基づいて、レンズの焦点特性に変化を導入するために使用し得る。前方収容表面が液晶層と作製する形状と、後方収容表面が液晶層と作製する形状は、最初の順番に対して、システムの焦点特性を決定し得る。

以下の項において、本発明の例示的な実施形態がより詳細に説明される。好ましい実施形態及び代替的な実施形態の説明は共に、例示的な実施形態に過ぎず、当業者には、変化例、修正例、及び変更例が明らかであると理解される。したがって、例示的実施形態は、基礎となる発明の範囲を限定するものではないと理解されるべきである。

用語集
本発明を対象としたこの説明及び特許請求の範囲においては、以下の定義が適用される様々な用語が使用され得る。

アライメント層：本明細書で使用するとき、液晶層内の分子の配向に影響を与え、整列させる液晶層に隣接する層を指す。生じた分子のアライメント及び配向は、液晶層を通過する光に影響を与え得る。例えば、アライメント及び配向は、入射光において、屈折特性を伴って作動し得る。更には、この効果には、光の偏光の変更が含まれ得る。

電気的連通：本明細書で使用するとき、電界によって影響を受けていることを指す。導電材料の場合、影響は電流の流れによってもたらされることもあり、又はその影響によって電流の流れが生じることもある。他の材料では、例えば、永久双極子及び誘導された分子双極子を磁力線に沿って配向する傾向などの影響をもたらす、電位場であってもよい。

エネルギー印加された：本明細書で使用する場合、電流を供給することが可能である、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意味する。

印加された配向：本明細書で使用するとき、エネルギー源によって駆動された電位場の効果によって影響を受ける際の液晶の分子の配向を指す。例えば、液晶を含む器具は、エネルギー源がオン又はオフのいずれかで動作する場合に、１つの印加された配向を有し得る。他の実施形態において、印加された配向は、適用されたエネルギーの量による影響が及んだ規模に合わせて変化し得る。

エネルギー：本明細書で用いる場合、物理システムの仕事をする能力を指す。本発明内の多くの用途が、仕事をする際に電気的作用を実行する前述の能力に関するものであり得る。

エネルギー源：本明細書で使用するとき、エネルギーを供給するか、又は生物医学的デバイスを励起状態とすることが可能なデバイスを指す。

エネルギーハ−ベスタ：本明細書で使用するとき、環境からエネルギーを抽出することが可能であり、それを電気的エネルギーに変換するデバイスを指す。

眼内レンズ：本明細書で使用するとき、眼内に埋め込まれる眼用レンズを指す。

レンズ形成混合物又は反応性混合物又は反応性モノマー混合物（ＲＭＭ）：本明細書で用いる場合、眼用レンズを形成するために硬化及び架橋するか又は架橋することができるモノマー又はプレポリマ材料を指す。種々の実施形態は、レンズ形成混合物に１つ以上の添加剤（例えば、ＵＶブロッカー、ティント、光開始剤、又は触媒）及び他の添加剤であって、眼用レンズ（例えば、コンタクト又は眼内レンズ）内で希望する場合があるものを伴うものを含んでいてもよい。

レンズ形成表面：本明細書で使用するとき、レンズを成型するのに使用される表面を指す。いくつかの実施形態において、任意のかかる表面は、光学品質表面仕上げを有してよく、これは、十分に滑らかであり、鋳造表面との接触において、レンズ形成混合物の重合化によって製造されるレンズ表面が、光学的に許容可能であるように形成されることを示唆している。更に、いくつかの実施形態において、レンズ形成表面は、レンズ表面に、例えば、球面状、非球面状及び円柱状電力、波面収差補正、及び角膜トポグラフィー補正などの所望の光学特性を付与するために必要である形状を有し得る。

液晶：本明細書で使用するとき、従来の液体と固体結晶との間の性質を有する物質の状態を指す。液晶は、固体として特徴付けられ得ないが、その分子が、若干のアライメントを示す。本明細書で使用するとき、液晶は、特定の相又は構造に限定されないが、液晶は特定の静止配向を有し得る。液晶の配向及び相は、液晶の部類に応じて、外部力（例えば、温度、磁気、又は電気）によって操作され得る。

リチウムイオンセル：本明細書で使用する場合、セル内を移動するリチウムイオンが電気エネルギーを生成する、電気化学セルを指す。通常電池と呼ばれるこの電気化学セルは、その通常の形態で再エネルギー印加又は再充電され得る。

媒体挿入物又は挿入物：本明細書で使用するとき、眼用レンズ内で、エネルギー源を支持することが可能な成形可能又は剛性の基質を指す。いくつかの例示的な実施形態において、媒体挿入物はまた、１つ又は複数の可変光学部分を含む。

鋳型：本明細書で使用される場合、未硬化配合物からレンズを形成するために使用され得る、剛性又は半剛性の物体を指す。いくつかの好ましい鋳型は、前方湾曲鋳型部分及び後方湾曲鋳型部分を形成する２つの鋳型部分を含む。

眼用レンズ又はレンズ：本明細書で使用されるとき、眼内又は眼上に存在する任意の眼用器具を指す。これらのデバイスは、光学補正を提供してもよく、又は美容用であってもよい。例えば、用語「レンズ」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、光学挿入物又はそれを通して視覚が補正されるか改変される、又はそれを通して、視覚が損なわれることなく眼の生理学が化粧的に増強される（例えば虹彩色）他の同様の器具を意味し得る。いくつかの例示的な実施形態において、本発明の好ましいレンズは、例えばシリコーンハイドロゲル及びフルオロハイドロゲルを含む、シリコーンエラストマー又はハイドロゲルから作成されるソフトコンタクトレンズである。

光学ゾーン：本明細書で使用するとき、眼科用レンズの着用者がそこを通して見ることになる、眼科用レンズの領域を指す。

電力：本明細書で使用する場合、単位時間当たりに行われる作業又は伝達するエネルギーを意味する。

再充電可能又はエネルギーの再印可可能：本明細書で使用するとき、仕事を行うためのより高い能力を有する状態へと回復するための能力を指す。本発明内の多くの使用は、特定の再開された時間期間電流を特定の割合で流すことができる状態に回復できる能力と関連付けられる。

再印加、又は再充電：本明細書で使用するとき、仕事をするためのより高い能力を有する状態までエネルギー源を回復することを指す。本明細書内の多くの用途は、再確定された時間において、一定の速度で電流を流す能力まで装置を回復させることに関連し得る。

鋳型から離型された：本明細書で使用するとき、鋳型から完全に分離されているか、又は軽く揺動することによって取り外すか若しくはスワブによって押し出すことができるようにごく緩く結合しているレンズを指す。

静止配向：本明細書で使用するとき、その静止した、非印加状態における、液晶器具の分子の配向を指す。

可変光学部品：本明細書で使用するとき、例えばレンズの屈折力又は偏光角など、光学品質を変更する能力を指す。

眼科用レンズ
図１を参照すると、密封及び封入された挿入物を含む眼用器具を形成するための装置１００が描写されている。この装置は、例示的な前方湾曲鋳型１０２及び適合する後方湾曲鋳型１０１を含む。眼用器具の可変光学挿入物１０４及び本体１０３は、前方湾曲鋳型１０２と後方湾曲鋳型１０１内部に配置され得る。いくつかの例示的な実施形態において、ハイドロゲル本体１０３の材料はハイドロゲル材料であってよく、可変光学挿入物１０４は本材料によって全表面が囲まれてよい。

可変光学挿入物１０４は、複数の液晶層１０９及び１１０を含み得る。他の例示的な実施形態には、単一の液晶層が含まれてよく、そのいくつかは、後の項にて議論される。装置１００の使用によって、多くの密封された領域を有する要素の組み合わせから構成される新規の眼用器具が作製され得る。

いくつかの例示的な実施形態において、可変光学挿入物１０４を有するレンズは、剛性中心ソフトスカート設計を含んでよく、ここで、液晶層１０９及び１１０を含む中心剛性光学素子は、大気、及び前側及び後側表面上のそれぞれに角膜表面と直接接触する。レンズ材料（典型的にはハイドロゲル材料）のソフトスカートが、剛性光学素子の周辺に結合し、剛性光学素子がまた、得られる眼用レンズにエネルギーと機能性を追加し得る。

図２Ａを参照すると、可変光学挿入物の例示的な実施形態の２００にて上下、図２Ｂ、２５０にて断面描写が示されている。この描写では、エネルギー源２１０は、可変光学挿入物２００の周辺部分２１１内に図示されている。エネルギー源２１０としては、例えば薄膜、再充電可能リチウムイオン電池、又はアルカリセル系電池が挙げられる。エネルギー源２１０は、相互連結形体２１４に連結して、相互連結を許容し得る。更なる相互接続子２２５及び２３０は、例えば、エネルギー源２１０を要素２０５などの回路に接続されていてよい。他の例示的な実施形態において、挿入物は、その表面上に沈着した相互連結形体を有し得る。

いくつかの例示的な実施形態において、可変光学挿入物２００は、可撓性基質を含み得る。この可撓性基質は、既に議論されたのと同様の様式で、又は他の手段によって、典型的なレンズ形状に近似する形状に形成され得る。しかしながら、更に可撓性を追加するために、可変光学挿入物２００は、放射状の切断部などの追加的な形状形体をその長さに沿って含み得る。集積回路、分離要素、受動部品などの２０５によって示唆されるような複数の電子要素が存在してよく、またそのような器具を含み得る。

可変光学部分２２０もまた図示される。可変光学部分は、可変光学挿入物を通した電流の印加を介した命令によって変動することができる。いくつかの例示的な実施形態では、可変光学部分２２０は、２つの透明基質層の間の薄い液晶層から構成される。典型的には、電子回路２０５の作動を通して、可変光学要素を電子的に活性化及び制御する多くの様式が存在し得る。電子回路は、様々な様式でシグナルを受信してよく、アイテム２１５などの挿入物中にも存在し得る検出素子と連結され得る。いくつかの実施形態において、可変光学挿入物は、眼用レンズを形成するためのハイドロゲル材料又は他の好適な材料から構成され得るレンズスカート２５５内に封入され得る。これら例示的実施形態では、眼用レンズは、眼科用スカート２５５と封入された眼用レンズ挿入物２００とから構成されていてよく、前記挿入物自体は、液晶材料の層若しくは領域又は液晶材料を含む層若しくは領域から構成されていてよい。

液晶素子を含む可変光学挿入物
図３を参照すると、アイテム３００である、２つの異なる成形されたレンズ部品のレンズ効果の図示が見られ得る。既に言及したように、本発明分野の可変光学挿入物は、２つの異なって成形されたレンズ部品内に、電極及び液晶層システムを封入することによって形成され得る。電極及び液晶層システムは、３５０にて図示するように、レンズ部品間の空間を占有し得る。３２０にて前方湾曲部品が見られ、３１０にて後方湾曲部品が見られ得る。

非限定的な例において、前方湾曲部品３２０は、空間３５０と相互作用する湾曲成形表面を有し得る。この形状は、いくつかの実施形態において、３３０として描写される曲率半径及び焦点３３５を有するものとして更に特徴付けられ得る。種々のパラメータ特性を伴う他のより複雑な形状を本発明の技術の範囲内で形成してもよい。しかし説明上、単純な球状を示す場合がある。

同様の非限定的な様式にて、後方湾曲部品３１０は、空間３５０と相互作用する凹凸成形された表面を有し得る。この形状は、いくつかの実施形態において、３４０として描写される曲率半径及び焦点３４５を有するものとして更に特徴付けられ得る。種々のパラメータ特性を伴う他のより複雑な形状を本発明の技術の範囲内で形成してもよい。しかし説明上、単純な球状を示す場合がある。

３００のタイプのレンズがどのように動作するかを例示するために、アイテム３１０及び３２０を含む材料は、所定値の固有屈折率を有していてもよく、空間３５０内で、液晶層は、非限定的な例において、屈折率がその所定値と一致するように選択されてもよい。したがって、光線が、レンズ部品３１０及び３２０、及び空間３５０を横断するとき、これらは焦点特性を調節し得る様式で、様々な境界に対して反応しないであろう。その機能において、示していないレンズの部分が、入射光線に対する異なる屈折率が推定される、空間３５０内の液晶層となり得る様々な要素の印加を活性化し得る。非限定的な例において、得られた屈折率が低下し得る。ここで、各材料境界にて、光の経路が、表面の焦点特性と、屈折率の変化に基づいて変更されるように、成形され得る。

モデルは、スネルの法則：ｓｉｎ（θ_１）／ｓｉｎ（θ_２）＝ｎ_２／ｎ_１に基づいてもよい。例えば、部品３２０及び空間３５０によって境界を形成してもよい。θ_１は、境界において入射光線が面法線となす角度であり得る。θ_２は、光線が境界を出る際に面法線となすモデル化された角度であり得る。ｎ_２は、空間３５０の屈折率を表し、ｎ_１は、部品３２０の屈折率を表し得る。ｎ_１がｎ_２と等しくないとき、角度θ_１及びθ_２もまた異なる。したがって、空間３５０中の液晶層の電子的に可変の屈折率が変化する場合、光線が境界にてとる経路も変化するであろう。

図４を参照すると、眼用レンズ４００は、埋め込まれた可変光学挿入物４１０を有して示される。眼用レンズ４００は、前方湾曲表面４０１と後方湾曲表面４０２とを有し得る。挿入物４１０は、液晶層４０４を有する可変光学部分４０３を有し得る。いくつかの例示的な実施形態において、挿入物４１０は、複数の液晶層４０４及び４０５を有し得る。挿入物４１０の部分は、眼科用レンズ４００の光学ゾーンと重なり合ってよい。

図５を参照すると、眼用レンズ内に挿入され得る可変光学部分５００が、液晶層５３０を有して図示される。可変光学部分５００は、本明細書の他の項にて議論されたように、材料及び構造関連の同様の多様性を有し得る。いくつかの典型的な実施形態では、透明電極５４５を第１透明基質５５０上に配置しても良い。第１レンズ表面５４０は、誘電体フィルムと、いくつかの例示的な実施形態においては、第１透明電極５４５上に配置され得るアライメント層から構成され得る。このような典型的な実施形態では、第１レンズ表面５４０の誘電体層の形状は、図示したように局部的に変化する形状を誘電体厚さ内に形成しても良い。そのような局所的に多様な形状は、図３を参照して議論した幾何学的効果上、レンズ素子の焦点合わせ電力を導入し得る。例えば、いくつかの実施形態では、形作られた層は、第１透明電極５４５と基質５５０の組み合わせの上に射出成形によって形成することができる。

いくつかの典型的な実施形態では、第１透明電極５４５及び第２透明電極５２０を種々の方法で成形しても良い。いくつかの例において、成形は結果として、別々に適用した印加を有してよく形成される別個の、異なる領域となりうる。他の実施例では、電極は、レンズの中央部から周辺部へ向かってらせん状などのパターンで形成されていてよく、液晶層５３０にわたって可変電界を適用することができる。いずれの場合において、そのような電極成形は、電極上の誘電体層の成形に加えて、又はそのような成形の代わりに実施されてよい。これらの様式における電極の成形はまた、動作のもと、レンズ素子の更なる焦点合わせ電力を導入してもよい。

液晶層５３０は、第１透明電極５４５と第２透明電極５２５との間に配置され得る。第２透明電極５２５を頂部基質層５１０に取り付けても良い。頂部基質層５１０から底部基質層５５０まで形成されるデバイスには、眼用レンズの可変光学部品部分５００が含まれていても良い。２つのアライメント層が更に誘電体層上の５４０及び５２５に配置されてもよく、液晶層５２５を包囲してもよい。５４０及び５２５でのアライメント層は、眼科用レンズの静止配向を規定するために機能してよい。いくつかの例示的な実施形態において、電極層５２５及び５４５は、液晶層５３０と電気的に導通し、静止配向から少なくとも１つの印加された配向へ配向をシフトさせ得る。

図６を参照すると、眼用レンズ内に挿入され得る可変光学挿入物６００の他の例が、２つの液晶層６２０及び６４０を伴って図示されている。液晶領域周辺の種々の層の態様はそれぞれ、図５の可変光学挿入物５００に関する記載と同様に多様であってよい。いくつかの例示的な実施形態において、アライメント層は、単一の液晶素子の機能へ、偏光感度を導入してよい。その６２０周辺の空間中の介在している層と第２基質６３０が第１偏光優先傾向を有してよい、第１基質６１０によって形成された第１液晶に基づく要素を、第２基質６３０上第２表面、６４０周辺空間中の介在している層、及び第２偏光優先傾向を有する第３基質６５０によって形成された第２液晶に基づく要素と組み合わせることによって、組み合わせが、その上の入射光の偏光様態に対して感受性ではないレンズの電子可変焦点特性を許容してよいように形成されてよい。

例示的素子６００にて、５００における実施例とに関連付けられる様々な型及び多様性を有する２つの電気的に活性な液晶層の組み合わせが、３つの基質層を用いて形成され得る。他の実施例において、器具は、４つの異なる基質の組み合わせによって形成され得る。かかる実施例において、中間基質６３０は２つの層に分割され得る。基質が後で組み合わされる場合、アイテム６００に対して同様に機能する器具がもたらされ得る。４つの層の組み合わせが、加工差違が、液晶素子に対するアライメント形体を定義するステップの部分に関連し得る、６２０及び６４０液晶層両方周辺に同様の器具が構築され得る、要素の製造に関する従来の実施例を提示し得る。また更なる例では、５００に示すような単一の液晶層の周りのレンズ素子が球対称であるか又は９０度の回転に対して対称である場合、２つの部品を組み立てて、６００に示すタイプの構造にしてもよく、これは、２つの部品を組み立て前に互いに対して９０度回転させることによって行ってもよい。

材料
マイクロ射出成形の実施形態としては、例えば、ポリ（４−メチルペント−１−エン）コポリマー樹脂を使用して、直径が約６ｍｍ〜１０ｍｍ、前方表面半径が約６ｍｍ〜１０ｍｍ、後方表面半径が約６ｍｍ〜１０ｍｍ、及び中心厚さが約０．０５０ｍｍ〜１．０ｍｍのレンズを形成することが挙げられ得る。いくつかの例示的な実施形態としては、直径が約８．９ｍｍ、前方表面半径が約７．９ｍｍ、後方表面半径が約７．８ｍｍ、中心厚さが約０．２００ｍｍ、及び端部断面が約０．０５０の半径である挿入物が挙げられる。

可変光学挿入物１０４は、眼用レンズを形成するために使用される鋳型部分１０１及び１０２内に配置され得る。鋳型部分１０１及び鋳型部分１０２の材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、及び変性ポリオレフィンのうちの１つ又は２つ以上のポリオレフィンが挙げられ得る。他の鋳型としては、セラミック又は金属性材料が挙げられ得る。

好ましい脂環式コポリマーは、２つの異なる脂環式ポリマーを含む。脂環式コポリマーの種々の等級は、１０５℃〜１６０℃の範囲のガラス転移温度を有することができる。

いくつかの例示的な実施形態において、本発明の鋳型は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、主鎖中に脂環式部位を含む変性ポリオレフィン、及び環状ポリオレフィンのようなポリマーを含み得る。このブレンドを、鋳型半片の一方又は両方の上で使用することができる。このブレンドを後方湾曲部で使用して、前方湾曲部は脂環式コポリマーからなることが好ましい。

本発明による鋳型１００を作製するいくつかの好ましい方法において、射出成形が公知の技術に従って使用されるが、例示的な実施形態にはまた、例えば、旋盤、ダイアモンドチューニング又はレーザーカッティングを含む、他の技術によって作られた鋳型も含まれ得る。

典型的には、レンズは、両方の鋳型部分１０１及び１０２の少なくとも１つの表面上に形成される。しかしながら、いくつかの例示的な実施形態において、レンズの１つの表面が、鋳型部分１０１及び１０２から形成されてよく、レンズのもう一方の表面が、旋盤方法又は他の方法を用いて形成されてよい。

いくつかの例示的な実施形態において、好ましいレンズ材料には、シリコーン含有成分が含まれる。「シリコーン含有成分」とは、モノマー、マクロマー又はプレポリマ中に少なくとも１つの［−Ｓｉ−Ｏ−］単位を含有するものである。好ましくは、総Ｓｉ及び結合Ｏは、シリコーン含有成分中に、そのシリコーン含有成分の総分子量の約２０重量％よりも多い、より好ましくは３０重量％よりも多い量で存在する。有用なシリコーン含有成分は、好ましくは、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニル、Ｎ−ビニルラクタム、Ｎ−ビニルアミド、及びスチリル官能基等の重合性官能基が含まれる。

いくつかの例示的な実施形態において、挿入物を取り囲む、また挿入物封入層とも呼ばれる、眼用レンズスカートが、標準ハイドロゲル眼用レンズ処方物から構成され得る。多くの挿入物材料と許容可能な調和を呈する特性を備える代表的な材料には、ナラフィルコン系（ナラフィルコンＡ及びナラフィルコンＢ）、及びエタフィルコン系（エタフィルコンＡを含む）が挙げられるがこれらに限定されない。本明細書の技術と一致する材料の性質に関して、より技術的に包括的な説明が以下に続く。当業者は、記述された材料以外の他の材料もまた、封止及び封入される挿入物の許容可能なエンクロージャ又は部分的なエンクロージャを形成することができ、本請求項の範囲と一致しかつ本請求項の範囲内に含まれるとみなされるべきであることを認識する場合がある。

好適なシリコーン含有成分は、式Ｉの化合物を含み、

（式中、
Ｒ^１は、ヒドロキシ、アミノ、オキサ、カルボキシ、アルキルカルボキシ、アルコキシ、アミド、カルバメート、カーボネート、ハロゲン、又はそれらの組み合わせから選択された官能基を更に含んでもよい、一価の反応性基、一価のアルキル基、又は一価のアリール基、並びに、アルキル、ヒドロキシ、アミノ、オキサ、カルボキシ、アルキルカルボキシ、アルコキシ、アミド、カルバメート、ハロゲン、又はそれらの組み合わせから選択された官能基を更に含んでもよい、１〜１００のＳｉ−Ｏ繰り返し単位を含む一価のシロキサン鎖から独立して選択され、
式中、ｂ＝０〜５００であり、ｂが０以外のとき、ｂは表示値と同等のモードを有する分布であると理解され、
式中、少なくとも１個のＲ^１が一価の反応性基を含み、いくつかの実施形態では、１〜３個のＲ^１が一価の反応性基を含む。

本明細書で使用する場合、「一価の反応性基」とは、フリーラジカル重合及び／又はカチオン重合を行うことができる基である。フリーラジカル反応性基の非限定的な例としては、（メタ）アクリレート、スチリル、ビニル、ビニルエーテル、Ｃ_１〜６アルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、Ｃ_１〜６アルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルラクタム、Ｎ−ビニルアミド、Ｃ_２〜１２アルケニル、Ｃ_２〜１２アルケニルフェニル、Ｃ_２〜１２アルケニルナフチル、Ｃ_２〜６アルケニルフェニル、Ｃ_１〜６アルキル、Ｏ−ビニルカルバメート、及びＯ−ビニルカルボネートが挙げられる。カチオン反応性基の非限定的な例としては、ビニルエーテル又はエポキシド基、及びこれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、フリーラジカル反応性基は、（メタ）アクリレート、アクリルオキシ、（メタ）アクリルアミド、及びそれらの混合物を含む。

好適な一価のアルキル及びアリール基としては、未置換の一価のＣ_１〜Ｃ_１６アルキル基、Ｃ_６〜Ｃ_１４アリール基、例えば、置換及び未置換のメチル、エチル、プロピル、ブチル、２−ヒドロキシプロピル、プロポキシプロピル、ポリエチレンオキシプロピル、これらの組み合わせなどが挙げられる。

一実施形態において、ｂはゼロであり、１つのＲ^１は一価の反応性基であり、少なくとも３つのＲ^１は、１〜１６個の炭素原子を有する一価アルキル基から、及び別の実施形態においては、１〜６個の炭素原子を有する一価アルキル基から選択される。この実施形態のシリコーン成分の非限定例としては、２−メチル−、２−ヒドロキシ−３−［３−［１，３，３，３−テトラメチル−１−［（トリメチルシリル）オキシ］ジシロキザニル］プロポキシ］プロピルエステル（「ＳｉＧＭＡ」）、２−ヒドロキシ−３−メタクリロキシプロピルオキシプロピル−トリス（トリメチルシロキシ）シラン、３−メタクリルオキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シラン（「ＴＲＩＳ」）、３−メタクリルオキシプロピルビス（トリメチルシロキシ）メチルシラン、及び３−メタクリルオキシプロピルペンタメチルジシロキサンが挙げられる。

別の実施形態では、ｂは、２〜２０、３〜１５であり、又はいくつかの実施形態では３〜１０であり、少なくとも１つの末端Ｒ^１が一価の反応性基を含み、残りのＲ^１は、１〜１６個の炭素原子を有する一価のアルキル基から選択され、又は別の実施形態では１〜６個の炭素原子を有する一価のアルキル基から選択されている。更に別の実施形態では、ｂは３〜１５であり、１つの末端Ｒ^１が一価の反応性基を含み、他の末端Ｒ^１は１〜６個の炭素原子を有する一価のアルキル基を含み、残りのＲ^１は１〜３個の炭素原子を有する一価のアルキル基を含む。本実施形態のシリコーン成分の非限定例としては、（モノ−（２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピル）−プロピルエーテル末端のポリジメチルシロキサン（４００〜１０００ＭＷ））（「ＯＨ−ｍＰＤＭＳ」）、モノメタクリルオキシプロピル末端のモノ−ｎ−ブチル末端のポリジメチルシロキサン（８００〜１０００ＭＷ）、（「ｍＰＤＭＳ」）が挙げられる。

別の実施形態では、ｂは５〜４００又は１０〜３００であり、両方の末端Ｒ^１は一価の反応性基を含み、残りのＲ^１は１〜１８個の炭素原子を有する一価のアルキル基から独立して選択され、これは炭素原子間のエーテル結合を有してもよく、ハロゲンを更に含んでもよい。

一実施形態では、シリコーンハイドロゲルレンズが望ましい場合、本発明のレンズは、ポリマーが作られる反応性モノマー成分の総重量に基づいて、少なくとも約２０重量％、好ましくは約２０〜７０重量％のシリコーン含有成分を含む、反応性混合物から作られる。

別の実施形態では、１〜４個のＲ^１は、下式のビニルカーボネート又はカルバメートを含み、

式中、Ｙは、Ｏ−、Ｓ−、又はＮＨ−を示し、
Ｒは、水素又はメチルを示し、ｄは、１、２、３又は４であり、ｑは、０又は１である。

シリコーン含有ビニルカーボネート又はビニルカルバメートモノマーとしては、特に、１，３−ビス［４−（ビニルオキシカルボニルオキシ）ブタ−１−イル］テトラメチル−ジシロキサン；３−（ビニルオキシカルボニルチオ）プロピル−［トリス（トリメチルシロキシ）シラン］；３−［トリス（トリメチルシロキシ）シリル］プロピルアリルカルバメート；３−［トリス（トリメチルシロキシ）シリル］プロピルビニルカルバメート；トリメチルシリルエチルビニルカーボネート；トリメチルシリルメチルビニルカーボネート、及び以下が挙げられる。

約２００未満の弾性率を有する生物医学的デバイスが望ましい場合、１個のＲ^１のみが一価の反応性基を含むべきであり、残りのＲ^１基のうちの２個以下が一価のシロキサン基を含む。

別の種類のシリコーン含有成分としては、次式のポリウレタンマクロマーが挙げられる。
式ＩＶ〜ＶＩ
（^＊Ｄ^＊Ａ^＊Ｄ^＊Ｇ）_ａ ^＊Ｄ^＊Ｄ^＊Ｅ^１、
Ｅ（^＊Ｄ^＊Ｇ^＊Ｄ^＊Ａ）_ａ ^＊Ｄ^＊Ｇ^＊Ｄ^＊Ｅ^１、又は、
Ｅ（^＊Ｄ^＊Ａ^＊Ｄ^＊Ｇ）_ａ ^＊Ｄ^＊Ａ^＊Ｄ^＊Ｅ^１
式中、
Ｄは６〜３０個の炭素原子を有するアルキルジラジカル、アルキルシクロアルキルジラジカル、シクロアルキルジラジカル、アリールジラジカル、又はアルキルアリールジラジカルを示し、
Ｇは、１〜４０個の炭素原子を有するアルキルジラジカル、シクロアルキルジラジカル、アルキルシクロアルキルジラジカル、アリールジラジカル又はアルキルアリールジラジカルを示し、これは、主鎖中にエーテル、チオ又はアミン結合を含有し得、
^＊はウレタン又はウレイド結合を示し、
_ａは少なくとも１であり、
Ａは次式の二価の重合ラジカルを示す。

Ｒ^１１は独立に、１〜１０の炭素原子を有するアルキル又はフルオロ置換アルキル基を示す。これは、炭素原子間にエーテル結合を含んでいてもよい。ｙは、少なくとも１であり、ｐは、４００〜１０，０００の部分重量を提供し、Ｅ及びＥ^１のそれぞれは独立して、下式によって表される重合性不飽和有機基を意味する。

式中、Ｒ^１２は水素又はメチルであり、Ｒ^１３は水素、炭素原子１〜６個を有するアルキルラジカル、又は−ＣＯ−Ｙ−Ｒ^１５ラジカルであり、Ｙは−Ｏ−、Ｙ−Ｓ−又は−ＮＨ−であり、Ｒ^１４は炭素原子１〜１２個を有する二価のラジカルであり、Ｘは−ＣＯ−又は−ＯＣＯ−を示し、Ｚは−Ｏ−又は−ＮＨ−を示し、Ａｒは炭素原子６〜３０個を有する芳香族ラジカルを示し、ｗは０〜６であり、ｘは０又は１であり、ｙは０又は１であり、ｚは０又は１である。

１つの好ましいシリコーン含有成分は、次式で表されるポリウレタンマクロマーである。

式中、Ｒ^１６は、イソホロンジイソシアネートのジラジカルなどイソシアネート基の除去後のジイソシアネートのジラジカルである。別の好適なシリコーン含有マクロマーは、フルオロエーテル、ヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン、イソホロンジイソシアネート、及びイソシアネートエチルメタクリレートの反応によって形成される、式Ｘ（式中、ｘ＋ｙは１０〜３０の範囲の数である）の化合物である。

本発明で使用するのに好適な他のシリコーン含有成分には、ポリシロキサン、ポリアルキレンエーテル、ジイソシアネート、ポリフッ化炭化水素、ポリフッ化エーテル及びポリサッカライド基を含有するマクロマー；末端ジフルオロ置換炭素原子に結合した水素原子を有する、極性フッ素化グラフト又は側基を有するポリシロキサン；エーテル及びシロキサニル結合を含む親水性シロキサニルメタクリレート；並びに、ポリエーテル及びポリシロキサニル基を含む架橋性モノマーが挙げられる。また、前述のポリシロキサンのいずれもが、シリコーン含有成分として本発明に使用することもできる。

液晶材料
本明細書で議論した液晶層型に一致する特徴を有し得る多くの材料が存在し得る。有益な毒性を有する液晶が好ましく、天然に由来したコレステリル系液晶材料が有用であり得ることが想定され得る。他の実施例において、眼用挿入物の封入技術及び材料は、典型的に、ネマチック若しくはコレステリックＮ^＊又はスメクチックＣ^＊液晶、又は液晶混合物に関する広いカテゴリーからなり得る、ＬＣＤディスプレイ関連材料を含み得る材料の幅広い選択が許容され得る。ＴＮ、ＶＡ、ＰＳＶＡ、ＩＰＳ及びＦＦＳ適用のためのＭｅｒｃｋ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌｉｃｒｉｓｔａｌ混合物のような市販されている混合物、及び他の市販されている混合物が、液晶層を形成するために、材料選択を形成し得る。

非限定的な意味で、混合物又は処方には、以下の液晶材料が含まれてよい。１−（トランス−４−ヘキシルシクロヘキシル）−４−イソチオシアネートベンゼン液晶、（４−オクチル安息香酸及び４−ヘキシル安息香酸）を含む安息香酸化合物、（４’−ペンチル−４−ビフェニルカルボニトリル、４’−オクチル−４−ビフェニルカルボニトリル、４’−（オクチル）−４−ビフェニルカルボニトリル、４’−（ヘキシルオキシ）−４−ビフェニルカルボニトリル、４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル、４’−（ペンチルオキシ）−４−ビフェニルカルボニトリル、４’−ヘキシル−４−ビフェニルカルボニトリル）及び４，４’−アゾキシアニソール。

非限定的な意味で、液晶層を形成する材料として、Ｗ１８２５と呼ばれ得る処方を使用してもよい。Ｗ１８２５は、ＢＥＡＭ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｒ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ Ｃｏ．（ＢＥＡＭＣＯ）から入手可能である。

本発明の概念において有用であり得る他のクラスの液晶材料が存在し得る。例えば、強誘導体液晶が、電界指向液晶実施様態に関する機能を提供し得るが、また磁場相互作用のような他の効果も導入し得る。電磁放射の材料との相互作用もまた異なり得る。

アライメント層材料
記載した例示的な実施形態の多くにおいて、眼用レンズ内の液晶層は、挿入物境界にて、様々な様式にて整列される必要があり得る。例えばアライメントは、挿入物の境界に対して水平であるか、又は垂直であってよく、このアライメントは、様々な表面の適切な処理によって得られてよい。処理には、アライメント層による液晶（ＬＣ）を含む挿入物の基質のコーティングを含み得る。これらのアライメント層を本明細書で記載する。

様々なタイプの液晶に基づく器具において一般に実施される技術は、摩擦技術であり得る。これらの技術は、液晶を封入するために使用される挿入部品の１つのような、湾曲した表面を構成するために適合されてよい。１つの実施例において、表面はポリビニルアルコール（ＰＶＡ）層によってコーティングされ得る。例えば、ＰＶＡ層は、１重量％水溶液を用いて、スピンコーティングされ得る。溶液を、およそ６０秒間、１０００ｒｐｍにてスピンコーティングに適用し、次いで乾燥させてよい。続いて、乾燥した層を柔らかい布でこすってよい。非限定的な例において、柔らかい布はベルベットであってよい。

フォトアライメントが、液晶封入においてアライメント層を産出するための他の技術であり得る。いくつかの例示的な実施形態において、フォトアライメントは、その非接触性質と、大規模製造の可能性によって望ましい。非限定的な例において、液晶可変光学部分中で使用されるフォト−アライメント層は、典型的なＵＶ波長の線状偏光の分極に対して直角の方向で大部分が整列可能な二色性アゾベンゼン色素（アゾ色素）から構成され得る。そのようなアライメントは、反復性トランス−シス−トランスフォトアイソマー化プロセスの結果であってよい。

一例としては、ＰＡＡＤ系列アゾベンゼン色素を、ＤＭＦの１重量％溶液から３０００ｒｐｍで３０秒間、スピンコーティングしてもよい。その後、得られた層を、ＵＶ波長（例えば、３２５ｎｍ、３５１ｎｍ、３６５ｎｍなど）又は更に可視波長（４００〜５００ｎｍ）の直線偏光ビームに露出してもよい。光源は様々な形態を取ってよい。いくつかの例示的な実施形態において、光は、例えばレーザ源から始まってよい。ＬＥＤ、ハロゲン及び白熱のような他の光源が他の非限定的な例である。様々な形態の光が、必要に応じて様々なパターンで偏光した前又は後のいずれかで、光は光学レンズ器具の利用を通して様々な様式で視準され得る。レーザ源からの光は、例えば本質的に、一定程度の視準を有し得る。

アゾベンゼンポリマー、ポリエステル、メソジェニック４−（４−メトキシシンナモイルオキシ）ビフェニル側鎖等を有する光架橋性ポリマー液晶に基づいた様々な光異方性材料が現在公知である。そのような材料の例としては、スルホニックビズアゾダイＳＤ１及び他のアゾベンゼン色素、とりわけＢＥＡＭ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｒ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ Ｃｏ．（ＢＥＡＭＣＯ）から入手可能なＰＡＡＤ−シリーズ材料、ポリ（ビニルシンナメート）及びその他が挙げられる。

いくつかの例示的な実施形態において、ＰＡＡＤシリーズアゾ色素の水溶液又はアルコール溶液を使用することが望ましいだろう。いくつかのアゾベンゼン色素、例えばメチルレッドは、液晶層を直接ドーピングすることによってフォトアライメントのために使用され得る。アゾベンゼン色素の、偏光への曝露が、所望のアライメント条件を作製する境界層に対して、液晶層のバルクへ、バルク内へ、アゾ色素の分散及び接着を引き起こし得る。

メチルレッドのようなアゾベンゼン色素はまた、ポリマー、例えばＰＶＡとの組み合わせで使用され得る。許容され得る液晶の隣接層のアライメントを実施可能な他の光異方性材料が、現在公知である。これらの例としては、クマリン、ポリエステル、メソジェニック４−（４−メトキシシンアモイルオキシ）−ビフェニル側鎖を有する光架橋性ポリマー液晶、ポリ（ビニルシンナメート）などに基づく材料が挙げられる。フォトアライメント技術は、液晶のパターン化された配向を含む実施形態に対して有利であり得る。

アライメント層を作成する他の例示的な実施形態において、アライメント層は、挿入部品基質上、酸化シリコーンの真空蒸着によって得られ得る。例えば、ＳｉＯ_２を１０^−７ｋＰａ（１０^−６ｍｂａｒ）以下などの低圧で蒸着してもよい。前方及び後方挿入部品の作製と共に、射出成形されるナノスケールサイズで、アライメント形体を提供することが可能であり得る。これらの成形された形体を、様々な様式にて、言及した材料、又は物理的アライメント形体と直接相互作用し、液晶分子のアライメント配向内にパターン化したアライメントを伝送し得る他の材料でコーティングし得る。

また更なる例示的な実施形態は、形成された後、挿入部品に対して物理的アライメント形体の作製に関連し得る。他の液晶に基づく技術において一般的であるような摩擦技術を、物理的溝を作製するために、成形された表面上で実施し得る。表面をまた、それらの上に小さな溝付き形体を作製するために、成形後エンボス加工プロセスにかけてもよい。また更なる例示的な実施形態が、様々な種類の光学パターン化プロセスを含んでよい、エッチング技術の利用から誘導されてよい。

誘電性材料
誘電体フィルム及び誘電体が、ここで記述される。非限定的な例によって、液晶可変光学部分中で使用される誘電体フィルム又は誘電体は、本明細書で記載される本発明に適切な特徴を有する。誘電体は、誘電体として、単独で、又は一緒に機能する、１つ以上の材料層を含み得る。複数の層を使用して、単一の誘電体よりも優れた誘電性能を達成することができる。

誘電体は、離散的に可変光学部分に対して望まれる厚さ、例えば１〜１０μｍにて、欠損のない絶縁層を許容し得る。欠損は、誘電体を通した誘電性許容電気的及び／又は化学的接触中の穴であると当業者によって公知であるような、ピンホールを指し得る。与えられた厚さでの誘電体は、破壊電圧に対しての要求を満たしてよく、例えば誘電体は１００ボルト以上で耐えるべきである。

誘電体は、曲面、円錐形、球形、及び複雑な三次元表面（例えば曲面又は非平面表面）に製造することが可能であり得る。ディップコーティング又はスピンコーティングの典型的な方法を使用することができ、又は他の方法を採用することができる。

誘電体は、可変光学部分、例えば液晶又は液晶混合物、溶媒、酸及び塩基、又は液晶領域の形成において存在し得る他の材料中、化学物質からのダメージに低抗し得る。誘電体は、赤外線、ＵＶ光、及び可視光による損傷に対して抵抗し得る。望まないダメージとしては、本明細書で記載したパラメータ、例えば破壊電圧及び光伝送に対する悪化が挙げられ得る。誘電体は、イオンの浸透に対して抵抗し得る。誘電体は、例えば、接着促進層の使用により、その下にある電極及び／又は基質に接着し得る。誘電体は、低汚染、低表面欠陥、コンフォーマルコーティング、及び低表面粗さを可能にするプロセスを使用して製造され得る。

誘電体は、与えられた電極区域に対するキャパシタンスを減少させるために、システムの電気操作、例えば、低比誘電率と両立する比誘電率又は誘電率を有し得る。誘電体は、高抵抗率を有してよく、それによって非常に小さな電流が、高適用電圧でさえも流れることを許容する。誘電体は、光学器具にとって望まれる品質、例えば高透過率、低分散及び特定の範囲内の屈折率を有し得る。

例示的かつ非限定的な誘電性材料としては、１つ以上のＰａｒｙｌｅｎｅ−Ｃ、Ｐａｒｙｌｅｎｅ−ＨＴ、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｄｉｏｘｉｄｅ、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ及びＴｅｆｌｏｎ ＡＦが挙げられる。

電極材料
電極を、液晶領域にわたり電界を達成するための、電位を適用するために、本明細書で記載する。電極は一般に、電極として単独又は一緒に機能する１つ以上の材料の層を含む。

電極は、おそらくは接着プロモーター（例えば、メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン）により、その下にある基質、誘電体コーティング、又はシステム内の他の物品に接着され得る。電極は、有益な天然の酸素を形成し、又は有益な酸素層を形成するよう処理され得る。電極は、透明、実質的に透明、又は不透明であってもよく、高い光学的透過率と小さな反射率を備える。電極は、既知の加工処理方法でパターン化又はエッチングされ得る。例えば、電極は、フォトリソグラフィーパターニング及び／又はリフトオフプロセスを使用して、蒸発、スパッタリング、又は電気メッキされ得る。

電極を、本明細書で記載した電気システム中で使用するための好適な抵抗率を有するように、例えば与えられた幾何学的構造物中低抗に対する要求を満たすように設計され得る。

電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、金、ステンレススチール、クロム、グラフェン、グラフェンドープ化層、及びアルミニウムのうちの１つ又は２つ以上を含む任意の好適な材料から製造され得る。これは網羅的なリストではないことが理解されよう。

工程
以下の方法の工程は、本発明のいくつかの態様により実施してもよいプロセスの例として与えられる。本方法の工程が示される順番は限定を意図するものではなく、他の順番を用いて本発明を実施してもよいことが理解されるべきである。更に、全ての段階が、本発明を実施するために必要とするわけではなく、更なる段階が、本発明の様々な例示的な実施形態内に含まれてよい。更なる例示的な実施形態が実用的なことがあり、かかる方法が十分に当該請求項の範囲内であることは、当業者には明白であろう。

図７を参照すると、フローチャートが、本発明を実施するために使用し得る例示ステップを図示している。７０１の第１基質層の形成では、第１基質層は、後方湾曲表面を含み、他の基質層の表面形状とは異なり得る第１のタイプの形状を備えた上面を有してもよく、７０２の第２基質層の形成では、第２基質層は、前方湾曲表面、又は中間面、又はより複雑な器具では中間面の一部を含んでもよい。７０３にて、電極層が、第１基質層上に沈着され得る。沈着は、例えば蒸着又はエレクトロプレーティングによって発生し得る。いくつかの例示的な実施形態において、第１基質層は、光学ゾーン中の領域及び非光学ゾーン中の領域両方を有する挿入物の一部分であり得る。電極沈着プロセスは、いくつかの例示的な実施形態において、相互連結形体を同時に定義し得る。

７０４にて、第１基質層が更に、先に沈着した電極層上に、アライメント層を追加するように処理され得る。アライメント層は、基質の上面層上に沈着してよく、次いで標準アライメント層の特性である、溝彫り形体を作製するために、標準様式、例えば摩擦技術にて、又はエネルギー粒子又は光への曝露での処理によって、処理し得る。反応性メソゲンの薄層を光曝露で処理し、様々な特徴を有するアライメント層を形成してもよい。

７０５にて、第２基質層が更に処理され得る。電極層は、ステップ７０３と類似の様式にて、第２基質層上に沈着され得る。次いで、いくつかの例示的な実施形態において、７０６にて、誘電体層を、電極層上の第２基質層上に適用し得る。誘電体層が、その表面にわたって可変厚を有して形成され得る。一例として、誘電体層が、第１基質層上で成形されてよい。あるいは、先に形成された誘電体層が、第２基質部品の電極表面上に接着され得る。

７０７にて、アライメント層は、７０４での処理段階と同様の様式にて、第２基質層上で形成され得る。７０７の後、眼用レンズ挿入物の少なくとも一部分を形成し得る２つの別の基質層が、結合される状態であり得る。いくつかの例示的な実施形態において、７０８にて、２つの部品が、互いに近接に運ばれ、次いで液晶材料が、部品間中に充填され得る。７０９にて、２つの部品が、互いに近くに運ばれ、次いで密封されて、液晶を有する可変光学素子を形成し得る。

いくつかの例示的な実施形態において、７０９にて形成された型の２つの部品が、方法段階７０１から７０９を繰り返すことによって作製されてよく、そこでアライメント層が、非偏光の焦度を調節し得るレンズを許容するために、互いからオフセットである。そのような例示的な実施形態において、２つの可変光学層が統合されて、単一の可変光学挿入物を形成し得る。７１０にて、可変光学部分が、エネルギー源及び中間体に連結してよく、接続した要素がその上に配置され得る。

７１１にて、段階７１０での結果である可変光学挿入物が、鋳型部分内に配置され得る。可変光学挿入物は、１つ以上の要素を含んでもよく、含まなくてもよい。いくつかの好ましい実施形態において、可変光学挿入物は、機械配置を介して鋳型部分内に配置される。機械配置としては、例えば、表面実装要素を配置するために、本工業において公知であるような、ロボット又は他のオートメーションが含まれてよい。可変光学挿入物のヒト配置がまた、本発明の範囲内である。したがって、任意の機械配置又はオートメーションが、鋳型部分によって含まれる反応性混合物の重合化が、得られる眼用レンズ内に可変光学を含めるであろうように、鋳造鋳型部分内に、エネルギー源を有する可変光学挿入物を配置するために効果的であるように利用され得る。

いくつかの例示的な実施形態において、可変光学挿入物が、基質に接続した鋳型部分中に配置される。エネルギー源及び１つ以上の要素がまた、基質に接続され、可変光学挿入物と電気的に導通する。要素には、例えば、可変光学挿入物に適用された出力を制御するための回路が含まれ得る。したがって、いくつかの例示的な実施形態において、要素は、例えば第１光学出力と第２光学出力間の状態の変化のような、１つ又は複数の光学特徴を変更するために、可変光学挿入物を作動させるための制御機構を含む。

いくつかの例示的な実施形態において、プロセッサ器具、ＭＥＭＳ、ＮＥＭＳ又は他の要素が、可変光学挿入物内に配置されてもよく、エネルギー源と電気的に接触する。７１２にて、反応性モノマー混合物が、鋳型部分内に沈着し得る。７１３にて、可変光学挿入物が、反応性混合物と接触して位置し得る。いくつかの例示的な実施形態において、可変光学の配置と、モノマー混合物の沈着の順番は逆でもよい。７１４にて、第１鋳型部分が、第２鋳型部分の近くに配置されて、少なくともいくつかの反応性モノマー混合物を有するレンズ形成空洞と、空洞内に可変光学挿入物を形成する。以上で議論したように、好ましい実施形態には、また空洞内であり、可変光学挿入物と電気的に導通する、エネルギー源と１つ以上の要素が含まれる。

７１５にて、空洞内の反応性モノマー混合物が重合される。重合は、例えば、化学線及び熱のいずれか又は両方への曝露させることによって達成され得る。７１６にて、眼科用レンズが、当該眼科用レンズを作製する挿入物封入重合化材料に接着するか、又は封入される可変光学挿入物を有する鋳型部分から取り除かれる。

本発明が、任意の公知のレンズ材料から作成されるハード又はソフトコンタクトレンズ、又はそのようなレンズを製造するために好適な材料を提供するために使用され得るが、好ましくは、本発明のレンズは、約０〜約９０パーセントの水分含量を有するソフトコンタクトレンズである。更に好ましくは、レンズは、モノマー含有ヒドロキシ基、カルボキシル基、又はこれらの両方から作成される、若しくは、シロキサン、ハイドロゲル、シリコーンハイドロゲル、及びこれらの組み合わせ等のシリコーン含有ポリマーから作成される。本発明のレンズを形成するのに有用な材料は、重合開始剤等の添加剤と共に、マクロマー、モノマー、及びこれらの組み合わせの混合物を反応させることによって作製され得る。好適な材料としては、シリコーンマクロマー及び親水性モノマーから作製されるシリコーンハイドロゲルが挙げられるが、これらに限定されない。

装置
図８を参照すると、自動化装置８１０が、１つ以上の転送インターフェース８１１を有して図示される。それぞれ関連付けられている可変光学挿入物８１４を備えた複数の鋳型部分が、パレット８１３上に収容され、転送インターフェース８１１に提示される。実施形態としては、例えば、個々に可変光学挿入物８１４を配置している単一のインターフェース、又は同時に可変光学挿入物８１４を複数の鋳型部分（いくつかの実施形態では各鋳型部分）に配置している複数のインターフェース（示していない）が挙げられ得る。配置は、転送インターフェース８１１の垂直運動８１５によって行われてもよい。

本発明のいくつかの実施形態の別の態様としては、眼用レンズの本体がこれらの構成要素の周囲に成形される間、可変光学挿入物８１４を支持する装置が挙げられる。いくつかの実施形態では、可変光学挿入物８１４及びエネルギー源は、レンズ鋳型の保持点（図示されない）に取り付けられてもよい。保持点は、レンズ本体内に形成されるものと同じ種類の重合された材料で取り付けられてもよい。他の例示的な実施形態としては、その上に可変光学挿入物８１４とエネルギー源が固定されてよい、鋳型部分内にプレポリマの層が挙げられる。

挿入器具中に含まれるプロセッサ
ここで図９を参照すると、コントローラ９００が、本発明のいくつかの例示的な実施形態にて使用され得るように図示されている。コントローラ９００はプロセッサ９１０を含み、このプロセッサは、通信装置９２０に連結された１つ以上のプロセッサ構成要素を含み得る。いくつかの実施形態では、眼用レンズ内に配置されるエネルギー源にエネルギーを伝送するために、コントローラ９００を使用することができる。

コントローラ９００は、通信チャネルを介してエネルギーを伝えるように構成された通信デバイスに連結した１つ以上のプロセッサを含んでもよい。通信デバイスは、可変光学挿入物の眼用レンズ内への１つ以上の配置、又は可変光学器具を操作するためのコマンドの伝送を電子的に制御するために使用され得る。

通信装置９２０はまた、例えば、１つ以上のコントローラ装置又は製造機器部品と通信するために使用され得る。

プロセッサ９１０は、記憶デバイス９３０とも通信している。記憶デバイス９３０は任意の適切な情報記憶デバイスを挙げてもよい。例えば、磁気記憶装置（例えば、磁気テープ及びハードディスクドライブ）、光学記憶装置、並びに／又は半導体メモリデバイス例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）デバイス及び読み出し専用メモリ（読み出し専用メモリ）デバイスの組み合わせである。

記憶デバイス９３０は、プロセッサ９１０を制御するためのプログラム９４０を保存してもよい。プロセッサ９１０は、プログラム９４０の命令を実行し、それによって本発明に従って作動する。例えば、プロセッサ９１０は、可変光学挿入物の配置、処理デバイスの配置などを表す情報を受信し得る。記憶デバイス９３０はまた、１つ又は複数のデータベース９５０、９６０内の眼用関連データを保存することもできる。データベース９５０及び９６０には、可変光学レンズへ、又は可変光学レンズからのエネルギーを制御するための、特定の制御ロジックが含まれ得る。

液晶素子及び成形誘電体層を含む可変光学挿入物
液晶材料の様々な実施形態は、図３に示すような成形挿入層を有する挿入物に配置され得る。しかしながら、別の一連の例示的な実施形態は、電極を含む挿入部品と成形誘電体部品とを使用して形成され得る。図１０を参照すると、眼用レンズ内に挿入され得る可変光学部分１０００が、液晶層１０２５を有して図示される。可変光学部分１０００は、本明細書の他の項にて議論されたように、材料及び構造関連の同様の多様性を有し得る。いくつかの例示的な実施形態では、透明電極１０５０を第１透明基質１０５５上に配置してもよい。第１レンズ素子１０４０は、第１透明電極１０５０上に配置され得る誘電体フィルムから構成されてもよい。かかる実施形態では、第１レンズ素子１０４０の誘電体層の形状は、図示するように誘電体の厚さが局所的に変化した形状を形成することができる。いくつかの実施形態では、成形層は、第１透明電極１０５０上に射出成形することによって形成され得る。

様々なタイプの液晶層１０２５を、第１透明電極１０５０と第２透明電極１０１５との間に配置することができる。第２透明電極１０１５は、頂部基質層１０１０に取り付けられてもよく、頂部基質層１０１０から底部基質層１０５５まで形成されたデバイスは、眼用レンズの可変光学部分１０００を含むことができる。２つのアライメント層１０３０及び１０２０が、液晶層１０２５を包囲してもよい。アライメント層１０３０及び１０２０は、眼用レンズの静止配向を規定するために機能してよい。いくつかの例示的な実施形態において、電極層１０１５及び１０５０は、液晶層１０２５と電気的に導通し、静止配向から少なくとも１つの印加された配向へ配向をシフトさせ得る。

いくつかの例示的な別の実施形態では、眼用レンズの可変光学部分１０００は、アライメント層１０２０及び１０３０を有しておらず、代わりに液晶層１０２５と直接導通する透明電極１０１５及び１０５０を有していてもよい。かかる例示的な実施形態では、液晶層１０２５の印加により、液晶の相変化が生じ、それによって眼用レンズの可変光学部分１０００の光学品質が変化してもよい。

図１１を参照すると、眼用レンズ内に挿入され得る可変光学部分１１００が、液晶層１１２５を有して図示される。図１０の可変光学部分１０００と同様に、基質１１３５及び１１５５と第１レンズ素子１１４５及び第２レンズ素子１１４０の両方の上の誘電材料との層形成は、結果として液晶層１１２５の光学特性に影響を与え得る三次元の形状をもたらすことができる。第１透明電極１１５０は、眼用レンズの可変光学部分１１００の第１基質層１１５５上に配置され得る。

可変光学部分１１００内に含まれるそれぞれの層１１３５、１１５５、１１４５、及び１１４０は、三次元の特性を有するので、頂部基質層１１１０及び底部基質層１１５５の性質は、平面レンズの実施形態又はより一般的な液晶に基づく実施形態より複雑になり得る。いくつかの例示的な実施形態では、頂部基質層１１１０の形状は、底部基質層１１５５とは異なることができる。いくつかの例示的な実施形態は、両者とも誘電材料から構成される、第１レンズ素子１１４５と第２レンズ素子１１４０とを含む。第２レンズ素子１１４０は、低周波数では第１レンズ素子１１４５とは異なる誘電特性を有することができるが、分光スペクトルでは第１レンズ素子１１４５と調和した態様を有することができる。第２レンズ素子１１４０の材料は、例えば、第１レンズ素子１１４５の光学特性に調和した水性の液体を含んでもよい。

可変光学部分１１００は、液晶層１１２５を沈着できる表面層を形成し得る中央基質層１１３５を含むことができる。いくつかの例示的な実施形態では、前記第２レンズ素子１１４０が液体形状である場合、中央基質層１１３５は、第２レンズ素子１１４０を含むように働くこともできる。いくつかの例示的な実施形態は、第１アライメント層１１３０と第２アライメント層１１２０との間に位置する液晶層１１２５を含んでよく、第２アライメント層１１２０は第２透明電極１１１５上に位置する。頂部基質層１１１０は、可変光学部分１１００を形成する層の組み合わせを含んでよく、その電極１１５０及び１１１５にわたって印加される電界に応答してよい。アライメント層１１２０及び１１３０は、種々の手段によって可変光学部分１１００の光学特性に影響を与え得る。

ナノサイズポリマー分散液晶層を含む液晶器具
図１２Ａ及び１２Ｂを参照すると、眼用レンズに挿入され得る可変光学部分（図１２Ａ）が、ポリマー層１２３５と、多数の場所に示されたナノサイズポリマー分散液晶の液滴（例えば、１２３０）とを有して図示される。重合領域は、フィルムの構造定義と形状とをもたらし得るのに対し、液晶材料が豊富な液滴（１２３０など）は、層を透過する光に著しい光学効果を有し得る。

ナノサイズ化液滴は、印加及び非印加状態両方での、液滴と近隣層間の変化した屈折率が、散乱工程に関して明かではなくてよい、寸法において十分小さいので、有用である。

液晶のナノサイズ化液滴への閉じ込めは、分子が液滴内で回転することをより難しくしうる。この効果は、結果として、印加状態へ液晶分子を整列させるために使用される、より大きな電界となりうる。同様に、液晶分子の化学構造の工業技術がまた、整列状態を確立するために必要であるより低い電界を許容する条件を定義するのを助けうる。

１２００で示すタイプのポリマー分散液晶層を形成するための多数の方法が存在してよい。第一例において、モノマーと、液晶分子の混合物が、均一混合物を形成するために加熱される組み合わせにて形成されてよい。次に、混合物を前方湾曲挿入部品１２１０に適用した後、後方湾曲挿入部品又は中間挿入部品１２４５を付け加えることによって、混合物をレンズ挿入物に封入することができる。液晶混合物を含む挿入物は、その後、制御された所定の速度で冷却され得る。混合物が冷却するにつれ、比較的純粋な液晶モノマーの領域が、液滴、又は層内での液滴として沈着してよい。モノマーの重合化を触媒するための続く処理段階を次いで実施してよい。いくつかの例において、化学放射が、重合化を開始するために、混合物上で示されてよい。

他の例において、液晶と液晶モノマーの混合がまた実施されてよい。この例では、混合物を前方湾曲部品１２１０又は後方湾曲部品若しくは中間湾曲部品１２４５に適用した後、別の部品を適用してよい。適用される混合物は、重合反応を誘発するための成分を既に含んでいてよい。あるいは、混合物に化学線をあてて重合を開始してよい。モノマー及び開始薬剤に関する特定の材料選択を伴って、重合化反応が、液滴と同様である液晶モノマー高濃度領域、又は材料の重合化ネットワーク内の液滴が形成されてよいような率及び様式にて進行しうる。これらの液滴は、また多量の液晶分子を含む、重合化材料によって取り囲まれてよい。これらの液晶分子は、完全に重合化される前に、ポリマーマトリックス内で自由に動いてよく、また他の液晶分子又は液晶混合物が適用された挿入部品の表面上のアライメント特徴でありうる、それらの近隣の領域内で、定位効果を感じることが出来てよい。アライメント領域は、ポリマーマトリックス内の液晶分子の静止状態を決定することができ、かなりの重合が生じた後は重合領域中の液晶分子の固定配向を決定することができる。同様に、ポリマー内のアライメント処理された液晶分子もまた、液滴内の液晶分子又は液晶分子の液滴に配向の影響を及ぼすこともある。したがって、組み合わされた重合化領域と、含まれる液滴領域の層が、挿入物が液晶中間層内で形成される前に、挿入部品上でのアライメント特徴の封入によって先に決定される、天然のアライメント状態にて存在してよい。

液晶分子を、重合化又はゲル化領域内に組み込むための多数の様式が存在してよい。先の記述にて、いくつかの様式が記述された。それにもかかわらず、ポリマー分散された液晶層を作製する任意の方法が、本発明の目的内に含まれてよく、眼科用器具を作製するために使用されてよい。先の例は、液晶分子の液滴を取り囲む重合化層を形成するための、モノマーの利用に言及している。重合されたモノマーの状態は、重合材料の結晶形態であってもよく、又は別の実施形態では、重合されたモノマーのゲル化形態として存在していてもよい。

図１２Ａの可変光学部分は、本明細書の他の項にて議論されたように、材料及び構造関連の同様の多様性によって定義され得る他の態様を有してよい。いくつかの例示的な実施形態では、透明電極１２２０を第１透明基質１２１０上に配置してもよい。第１レンズ表面は、誘電体フィルムと、いくつかの例示的な実施形態においては、第１透明電極１２２０上に配置され得るアライメント層から構成され得る。かかる例示的な実施形態では、第１レンズ表面の誘電体層の形状は、誘電体の厚さが局所的に変化した形状を形成することができる。そのような局所的に多様な形状は、図３を参照して議論した幾何学的効果上、レンズ素子の焦点合わせ電力を導入し得る。いくつかの例示的な実施形態では、例えば、成形層は、第１透明電極１２２０と基質１２１０との組み合わせの上に射出成形することによって形成され得る。

いくつかの例示的な実施形態では、第１透明電極１２２０及び第２透明電極１２４０を種々の方法で成形してもよい。いくつかの例において、成形は結果として、別々に適用した印加を有してよく形成される別個の、異なる領域となりうる。他の例において、電極は、液晶層１２３０及び１２３５にわたって可変電界を印加し得る、レンズの中心から末端までのヘリックスのようなパターンに形成されてよい。いずれかの場合で、そのような電極成形は、電極上の誘電体層の成形に加えて、又はそのような成形に代わって実施されてよい。これらの様式における電極の成形はまた、動作のもと、レンズ素子の更なる焦点合わせ電力を導入してもよい。

ポリマー分散液晶層１２３０及び１２３５は、第１透明電極１２２０と第２透明電極１２４０との間に配置され得る。第２透明電極１２４０は、底部基質層１２４５に取り付けられてもよく、頂部基質層１２１０から底部基質層１２４５まで形成されたデバイスは、眼用レンズの可変光学部分を含むことができる。２つのアライメント層が更に誘電体層上に配置されてもよく、液晶層１２３０及び１２３５を包囲してもよい。アライメント層は、眼用レンズの静止配向を定義するために機能してよい。いくつかの実施形態において、電極層１２２０及び１２４０は、液晶層１２３０、１２３５と電気的に導通し、静止配向から少なくとも１つの印加された配向へ配向をシフトさせ得る。

図１２Ｂでは、電極層の印加効果を示す。印加により、１２９０に示すように器具全体にわたって電界が確立され得る。電界は、液晶分子が、形成された電界とそれ自身を再整列させることを誘導してよい。液晶を含む液滴において１２６０に示すように、分子は、ここで垂直線によって示すように再整列することができる。

図１３Ａ〜Ｃを参照すると、眼用レンズに挿入され得る別の可変光学挿入物１３００が、重合領域１３２０と液晶が豊富な液滴１３３０とを含む液晶層を有して図示される。液晶領域周辺に画定され得る様々な素子の各態様は、図１２Ａ〜Ｂの可変光学挿入物に関する記載と同様の多様性を有してよい。したがって、前方光学素子１３１０及び後方光学素子１３４０が存在してもよく、いくつかの例示的な実施形態では、これらの光学素子は、例えばそれらの上に、１つ又は２つ以上の電極、誘電体層、及びアライメント層を有してもよい。図１３Ａを参照すると、液滴の位置の全体パターンは、点線１３０５で示されるように認められる。１３２０の周囲の重合領域は、液滴が存在しないか又は比較的存在しないような形態で形成され得るが、１３３０などの液滴は別の場所に形成され得る。１３０５で境界線によって示すように、液滴の成形輪郭は、可変光学挿入物の液晶層を用いて器具を形成するために別の中間位置を画定してもよい。液晶層を横断する光学的放射が、相互作用する液滴領域の集積効果を有するであろう。そのため、液晶層の、更に大量の液滴が光に当たる部分は、有効なことに、光に対して更に有効な屈折率を有すると考えられる。他の解釈において、液晶層の厚さは、液滴がより少ない場所に画定される境界線１３０５と共に変化すると事実上みなされてよい。図１３Ｂを参照すると、液滴は、ナノスケール寸法であってよく、いくつかの例示的な実施形態では、外側に配向していない態様で層中に形成され得る。１３５０で示すように、液滴は、内部に整列していないランダムな状態の液晶分子を有し得る。図１３Ｃに進むと、液晶層の両側の電極に電極電位を印加することで電界１３７０が印加されると、アイテム１３６０の例で示すように、液滴内の液晶分子のアライメントが生じ得る。このアライメントは結果として、液滴付近の光ビームが、把握するであろう効果的な反射率の変化となるであろう。液晶層中の液滴領域の密度又は存在における変化と一緒にこれは、液晶分子を有する液滴を含む適切に成形された領域中の、効果的な反射率の変化により、電気的に種々の焦点効果を形成してよい。液滴の成形領域を有する例示的な実施形態について、液晶層を含むナノサイズ化液滴を用いて説明してきたが、液滴がより大きな寸法の場合に生じる別の実施形態も存在してよく、更なる例示的な実施形態は、より大きな液滴領域の存在下でアライメント層を用いることで生じ得る。

液晶ポリマー分散液晶層を含む液晶器具
図１４Ａを参照すると、眼用レンズに挿入され得る可変光学部分が、液晶ポリマー層１４３０と、ポリマー分散液晶層１４４０とを有して図示される。液晶ポリマー分散液晶層は、他の重合領域１４３０内で液晶分子が豊富な分離した液滴１４４０から構成され得る。重合領域は、フィルムの構造定義と形状とをもたらし得るのに対し、液晶材料が豊富な液滴は、層を透過する光に著しい光学効果を有し得る。

液晶層の屈折率効果が可変光学成分の作製に有用な適用例において、組み込まれた液晶分子のかなりの量がゲル又は重合領域内に含まれるように重合領域を調製することが有用であり得る。この組み込みにより、挿入器具の表面に組み込まれたアライメント層からポリマー分散液滴内の液晶成分まで配向効果を伝達することができ、図１４Ａの図では、重合領域中及び液滴中の両方の整列液晶分子の組み込みが、これらの領域にわたる平行線の存在で示される。更に、重合又はゲル材料内に組み込まれた液晶分子により、静止状態に加えて電界下にあっても共にポリマー領域の屈折率が液滴領域と比較的一致し得る。液晶層の２つの成分間で屈折率が比較的一致すると、領域間の境界で光の散乱を最小限に抑えることができる。

図１４Ａで示すタイプの液晶ポリマー分散液晶層を形成するための多数の方法が存在してよい。第一例において、モノマーと、液晶分子の混合物が、均一混合物を形成するために加熱される組み合わせにて形成されてよい。次に、混合物を前方湾曲挿入部品１４１０に適用した後、後方湾曲挿入部品又は中間挿入部品１４６０を付け加えることによって、混合物をレンズ挿入物に封入することができる。液晶混合物を含む挿入物は、その後、制御された所定の速度で冷却され得る。混合物が冷却するにつれ、比較的純粋な液晶モノマーの領域が、液滴、又は層内での液滴として沈着してよい。モノマーの重合化を開始するための続く処理段階を次いで実施してよい。いくつかの例において、混合物に化学線をあてて重合を開始してよい。

他の例において、液晶と液晶モノマーの混合物を形成してもよい。この例では、混合物を前方湾曲部品１４１０又は後方湾曲部品若しくは中間湾曲部品１４６０に適用した後、別の湾曲部品を適用してよい。適用される混合物は、重合反応に触媒作用を及ぼすための成分を既に含んでいてよい。あるいは、混合物に化学線をあてて重合を開始してよい。モノマー及び触媒剤の特定の材料選択を用いて、重合反応は、液滴又は材料の重合ネットワーク内の液滴と同様である液晶モノマーの高濃度領域のような速度及び方法で進行してよい。これらの液滴は、また多量の液晶分子を含む、重合化材料によって取り囲まれてよい。これらの液晶分子は、特定の重合状態に達するまでポリマーマトリックス内で自由に動くことができる。液晶分子はまた、他の液晶分子であり得るそれらの近隣領域での配向効果、又は液晶混合物が適用された挿入部品の表面でのアライメント機能の影響を受けてもよい。アライメント領域は、ポリマーマトリックス内の液晶分子の静止状態を決定し得る。同様に、ポリマー内のアライメント処理された液晶分子もまた、液滴内の液晶分子又は液晶分子の液滴に配向の影響を及ぼすこともある。したがって、組み合わされた重合化領域と、含まれる液滴領域の層が、挿入物が液晶中間層内で形成される前に、挿入部品上でのアライメント特徴の封入によって先に決定される、天然のアライメント状態にて存在してよい。

液晶分子を、重合化又はゲル化領域内に組み込むための多数の様式が存在してよい。先の記述にて、いくつかの様式が記述された。それにもかかわらず、ポリマー分散された液晶層を作製する任意の方法が、本発明の目的内に含まれてよく、眼科用器具を作製するために使用されてよい。先の例は、液晶分子の液滴を取り囲む重合化層を形成するための、モノマーの利用に言及している。重合されたモノマーの状態は、重合材料の結晶形態であってもよく、又は別の実施形態では、重合されたモノマーのゲル化形態として存在していてもよい。

図１４Ａの可変光学部分は、本明細書の他の項にて議論されたように、材料及び構造関連の同様の多様性によって定義され得る他の態様を有してよい。いくつかの例示的な実施形態では、透明電極１４５０を第１透明基質１４６０上に配置してもよい。第１レンズ表面１４４５は、誘電体フィルムと、いくつかの例示的な実施形態においては、第１透明電極１４５０上に配置され得るアライメント層から構成され得る。かかる例示的な実施形態では、第１レンズ表面１４４５の誘電体層の形状は、図示するように誘電体の厚さが局所的に変化した形状を形成することができる。そのような局所的に多様な形状は、図３を参照して議論した幾何学的効果上、レンズ素子の焦点合わせ電力を導入し得る。いくつかの例示的な実施形態では、例えば、成形層は、第１透明電極１４４５と基質１４５０との組み合わせの上に射出成形することによって形成され得る。

いくつかの例示的な実施形態では、第１透明電極１４４５及び第２透明電極１４２５を種々の方法で成形してもよい。いくつかの例において、成形は結果として、別々に適用した印加を有してよく形成される別個の、異なる領域となりうる。他の例において、電極は、液晶層１４３０及び１４４０にわたって可変電界を印加し得る、レンズの中心から末端までのヘリックスのようなパターンに形成されてよい。いずれの場合において、そのような電極成形は、電極上の誘電体層の成形に加えて、又はそのような成形の代わりに実施されてよい。これらの様式における電極の成形はまた、動作のもと、レンズ素子の更なる焦点合わせ電力を導入してもよい。

ポリマー分散液晶層１４３０及び１４４０は、第１透明電極１４５０と第２透明電極１４２０との間に配置され得る。第２透明電極１４２０は、頂部基質層１４１０に取り付けられてもよく、頂部基質層１４１０から底部基質層１４５０まで形成されたデバイスは、眼用レンズの可変光学部分１４００を含むことができる。２つのアライメント層が更に誘電体層上の１４４５及び１４２５に配置されてもよく、液晶層１４３０を包囲してもよい。１４４５及び１４２５でのアライメント層は、眼用レンズの静止配向を規定するために機能してよい。いくつかの実施形態において、電極層１４２０及び１４５０は、液晶層１４３０、１４４０と電気的に導通し、静止配向から少なくとも１つの印加された配向へ配向をシフトさせ得る。

図１４Ｂでは、電極層の印加効果を示す。印加により、１４９０に示すように器具全体にわたって電界が確立され得る。電界は、液晶分子が、形成された電界とそれ自身を再整列させることを誘導してよい。層の重合部分中の分子については１４７０に、また液晶を含む液滴においては１４８０に示すように、分子は、ここで垂直線によって示すように再整列することができる。

図１５を参照すると、眼用レンズに挿入され得る別の可変光学挿入物１５００が、２つの液晶層１５２０及び１５５０を有して図示され、液晶層１５２０及び１５５０のそれぞれは、図１４Ａ及び１４Ｂに関して記載したような液晶層及びポリマー分散液晶層であってよい。液晶領域周辺の種々の層の各態様は、図１４Ａ及び図１４Ｂの可変光学挿入物に関する記載と同様の多様性を有してよい。いくつかの例示的な実施形態において、アライメント層は、単一の液晶素子の機能へ、偏光感度を導入してよい。第１基質１５１０と、１５２０周辺の空間中の介在層と、第２基質１５３０とで形成された、第１偏光優先傾向を有する、第１液晶系素子を、第２基質上の第２表面１５４０と、１５５０周辺の空間中の介在層と、第３基質１５６０とで形成された、第２偏光優先傾向を有する、第２液晶系素子と組み合わせることで、そこへの入射光の偏光態様に反応しないレンズの電気的に可変な焦点特性を可能にする組み合わせが形成され得る。領域１５５０の図の網点形成部は、アライメントが１５２０の層中の整列分子のアライメントに対して直角である、整列液晶分子を表し得る。１５９０の印加された電界は、２つの液晶層のいずれか一方にわたる電界が液滴領域中の液晶分子の再配列を誘発し得ることを示す。いくつかの例示的な実施形態では、図１５に示すように、液晶領域１５２０及び１５５０のいずれか一方にわたる電界を印加する別個の能力があってよい。他の例示的な実施形態では、眼用器具の電極に電位を印加すると、両方の層を同時に印加し得る。

例示的な素子１５００において、図１４Ａ及び１４Ｂの例に関連付けられる様々なタイプ及び多様性を有する２つの電気的に活性な液晶層の組み合わせが、４つの基質層１５１０、１５３０、１５４０、及び１５６０を用いて形成され得る。他の例では、３つの異なる基質の組み合わせによって器具を形成してもよく、中間基質は、図示する１５３０及び１５４０の部品の組み合わせから得られてもよい。４つの基質部品を使用すると、素子の製造に関して便利な実施例を提示でき、同様の器具を１５２０及び１５５０の両方の液晶層周辺に構築してもよく、加工差違は、液晶素子のアライメント機能を画定する工程の部分に関連し得る。更に別の例では、図１４Ａの１４００に示すような単一の液晶層の周辺のレンズ素子が球対称であるか又は９０度の回転に対して対称である場合、２つの部品を組み立てて、１５００に示すタイプの４つの基質部品を有する構造にしてもよく、これは、組み立て前に２つの基質部品からそれぞれ形成される２つの個々の挿入部品を互いに対して９０度回転させることによって行ってもよい。

多様な固着強度を有する液晶層を含む眼用器具
図１６Ａを参照すると、多様な固着強度を備える液晶層を含む眼用器具の例示的な描写が見られる。眼用挿入物は、前方湾曲部品１６２０及び後方湾曲部品１６２５と、それらの上に配置された前方湾曲電極層１６１０及び後方湾曲電極層１６１５から構成され得る。いくつかの例示的な実施形態では、電極層の表面上に、又は場合によっては電極層の上にある誘電体層上に、固着層の材料を追加してもよい。固着層の表面は、種々の化学的又は物理的方法で改質されてよく、それによって、続いて適用される液晶層１６０５との表面相互作用が処理表面にわたって空間的に異なり得る。図示する方法では、スケール及び物理的現象を実際のスケールでは示していないが、固着強度を１６３０、１６４０、及び１６５０で示し得る。１６３０の固着位置の結合強度が強化されている（３本の固着結合で示される）場合、その表面領域での液晶分子の固着効果は、層全体にわたって近隣の液晶分子に伝達され得る。２本の固着結合で示される表面領域１６４０の結合強度は、領域１６３０に比べると強度が小さくなり得るが、１６５０の表面領域より強くなり得る（その固着強度は１本の固着結合で示される）。静的及び非印加モードでは、液晶層１６０５の液晶は、表面形状に一般に平行に位置する液晶分子の棒状の図で示される好ましい方法で整列し得る。

１６９０で示される電界の存在下では、液晶分子は、電界と相互作用し、確立された電界に沿って配向するように力を受け得る。前述したように、固着相互作用の強度は、液晶層を通じて伝達され、表面固着部位に隣接する異なる位置で液晶分子の配向に異なるシフトをもたらし得る。例えば、強く相互作用している領域では、１６３５において液晶分子は電界１６９０による摂動をほぼ受けずにいられる。これに対して、最も弱い固着領域は、１６５５において電界１６９０と完全に整列し得る。更に、１６４５に示すように、配向は、中間の固着強度の領域１６４０では電界１６９０との中間状態の整列を呈し得る。

したがって、図１６Ａの分子のような空間的に均一な配向の分子は、図１６Ｂに示すように電界の存在下で局所的に可変の配向を呈し得る。液晶分子は、入射放射線と比べて、そのアライメントに基づく入射放射線に対して異なる屈折率を呈し得るため、固着層の処理に基づく局所的に変化する配向を制御する能力により、電極１６１５及び１６２５に通電して電界１６９０を形成すると達成されるプログラムされた光学効果がもたらされる。また、空間的な意味での屈折率の変化の詳細は、印加される電界の強さに基づいて滑らかに変化することもできる。これは、次に、電極層にわたって印加される電界電位又は電圧の値によって制御され得る。したがって、局所的に画定されて液晶層との固着相互作用の強度が変化する固着層に適用された液晶層を含む光学器具は、結果として非印加状態に対して印加状態では空間的に変化する屈折率特徴の双安定特性を有する器具になり、又は代わりに電極を異なる電極電位又は電圧に印加することで得られる光学特性の連続性が存在してよい。

多様な固着方向を有する（プレチルト）液晶層を含む眼用器具
図１７Ａ〜Ｂを参照すると、電極領域間の液晶層のアライメントの空間的変化を設計するために、似ているが別の例示的な実施形態が見られる。図１７Ａでは、多様な配向方向を備える液晶層を含む眼用器具の例示的な描写が見られる。眼用挿入物は、前方湾曲部品１７０５及び後方湾曲部品１７１０と、それらの上に配置された前方湾曲電極層１７１５及び後方湾曲電極層１７２０から構成され得る。いくつかの例示的な実施形態では、電極層の表面上に、又は場合によっては電極層の上にある誘電体層上に、液晶層中で分子を近接して整列できる材料の層を追加してもよい。アライメント層１７２５を形成するか、又は形成後に様々な化学的又は物理的処理による方法で処理してよく、それによって層は、その表面にわたって可変であるがプログラムされた方法で配向される分子を有して形成される。これらの配向のいくつかは、１７４０のアライメント層付近の分子が、１７４５に示し得る、第１配向方向１７３５に完全に垂直であり得る配向であるのに対し、１７３０のアライメント層付近で１７３５に示すような第１配向に整列するように液晶分子を誘発し得る。

本説明は第１表面でのアライメント層中の分子の配向に着目しているが、実際には、前方湾曲及び後方湾曲を有する眼用挿入物において、アライメント層の処理はそれぞれの表面で行われ得る。いくつかの例示的な処理において、前方湾曲部品上の空間的に変化するパターンは、同等に形成された後方湾曲部品上の空間的パターンを有し得る。これらの場合、液晶層中の分子の配向は、層にわたって均一になるように示されてよいが、配向は、図１７Ａに示すように表面部品に沿って空間で変化してよい。他の例示的な実施形態では、眼用挿入器具の後方湾曲部品上のアライメント層上に形成された空間的パターンと比べると、前方湾曲部品上のアライメント層では異なる空間的パターンが見られてよい。このような実施形態は、眼用挿入器具の表面にわたる液晶分子の変化するアライメントによって、並びに表面の所定の空間的位置で、液晶層にわたる前方光学部品から後方光学部品までの配向における、別の制御されたアライメントの変化によって、制御がもたらされてよい。

図１７Ｂを参照すると、液晶層中の分子の配向における印加された電界の効果の描写を示す。１７０１において、電界は、前方湾曲部品１７１０及び後方湾曲挿入部品１７０５上にそれぞれ配置された２つの電極１７６０及び１７６５に電位を印加することで確立される。１７７０及び１７８０に示すアライメント層の分子の配向は、例示的な描写では電界１７０１の印加によって変わらないことが認められる。それにもかかわらず、電界の液晶分子との相互作用は、アライメント層の相互作用をしのぎ得るように存在してよく、したがって液晶層中の分子は、アイテム１７７５及び１７８５で示すように電界と整列してよい。アライメント層に非常に近い領域では、図と同程度に整列していない配向があり得るが、液晶分子が全体として集まる効果は、空間的位置にわたる分子の比較的均一なアライメントと電界とで示す効果と同様と推定され得るため、図は実際の状況の簡略化を表し得ることに留意する。

１７２５で例示的に示すアライメント層、又は更に言えば、本明細書中の様々な実施形態で言及される任意のアライメント層を形成する多くの様式が存在し得る。一例としては、アゾベンゼンの化学骨格に基づいた分子を含む染料材料が、電極層上又は電極層上の誘電体上にコーティングされ、自身が層を形成し得る。アゾベンゼン系化学部分は、トランス構成及びシス構成で存在し得る。多くの実施例において、トランス構成は、２つの構成のうち、より熱力学的に安定した状態であるため、例えば、３０℃付近の温度において、ほとんどのアゾベンゼン層の分子はトランス状態に配向され得る。異なる分子構成の電子構造によって、２つの構成が異なる波長で光を吸収し得る。したがって、例示的な意味において、３００〜４００ナノメートル領域の波長の光で照射することで、アゾベンゼン分子のトランス型はシス型に異性化され得る。シス型は比較的迅速トランス構成に戻るが、２つの形質転換によって、形質転換が起こる際に分子の物理的な移動が生じ得る。偏光の存在下、光の吸収は、それを照射するのに使用される光の偏光ベクトル及び入射角に対するトランス−アゾベンゼン分子の配向に多かれ少なかれ依存するであろう。特定の偏光及び入射角での照射によって生じる効果によって、入射偏光軸及び入射面に対してアゾベンゼン分子が配向され得る。したがって、アゾベンゼン分子のアライメント層を適切な所定の波長まで照射し、偏光及び入射角を空間的に変更することで、アゾベンゼン分子のアライメントが空間的に変更した層が形成され得る。静力学的な意味では、アゾベンゼン分子はまた、それらの環境中の液晶分子と相互作用し、図１７Ａで描写される液晶分子の異なるアライメントを作製する。

アゾベンゼン材料はまた、図１７Ｃ〜Ｅで概略的に示されるトランス状態及びシス状態における面内及び面外配向を得る機会によって、固着方向を調節する他の機会を与え得る。これらの材料は、コマンド層と呼ばれることがある。かかる材料における液晶配向の調節は、化学光の強度を空間的に調節することで得られてよい。図１７Ｃを参照すると、１７４２のアゾベンゼン分子はトランス構成に配向する一方で、表面に対して固着されている。この構成において、液晶分子は１７４１に示すように配向し得る。別のシス構成では、アゾベンゼン分子１７４３は、１７４０に示すように配向するよう液晶分子に影響を及ぼし得る。図１７Ｅを参照すると、液晶配向の組み合わせが本明細書の発明の概念と合致し得ることが図示されている。

他のアライメント層は、局所偏光した入射光によって誘導される重合の好ましい配向における重合層の空間的なアライメントを制御する偏光した入射放射線を使用するなどの異なる様式で形成され得る。

図１７Ｆを参照すると、屈折率分布型光学素子の図を示す。図１６Ａ及びＢに関して示した固着の原理、並びに図１７Ａ、Ｂ、及びＣに関して示したアライメント層に関する例示的な実施形態を使用して、半径方向距離での屈折率の放物型変化を生成でき、このような半径方向距離ｒに対する屈折率ｎ（ｒ）の放物型変化を数学的に表すＡの関係が１７９６に見られる。平坦化レンズの対象に関する現象の図式的表示を１７９０に見ることができ、１７９１の屈折率は、図で黒色濃度によって表され得る比較的高い屈折率であってよい。１７９２に示すように屈折率が半径方向に変化するにつれて、屈折率はより低い屈折率になってよく、加えて黒色濃度が下がるように示される。光学素子は、半径方向距離での屈折率の放物型変化を用いて形成されてよく、光における効果は、入射放射線の相でシフトし、１７９３に示すような焦光を生じ得る。このような屈折率分布型光学素子の焦点特性の数学的概算を１７９５に示し得る。

サイクロイド波長板レンズを含む眼用器具
特殊な種類の偏光ホログラムのである、つまり、サイクロイド回析波長板（ＣＤＷ）は、実質的に１００パーセントの回析効率を提供し、広帯域スペクトルであり得る。サイクロイド回析波長板の構造は、図１８に模式的に図示されており、異方性材料フィルム１８１０を含み、ここで、光学軸配向は、フィルム１８１０におけるパターン１８２０によって図示されるように、フィルムの平面において連続的に回転している。このような波長板による典型的な光学的結果は、１８３０及び１８４０に関して見られる。約１マイクロメートル（０．００１ｍｍ）の厚さの液晶ポリマー（ＬＣＰ）フィルムにおいて典型的には満たされる半波相リターデーション条件の実行において、可視波長においてほぼ１００パーセントの効率が達成される。図１８Ａを参照すると、サイクロイド波長板設計で起こり得る配向プログラムの拡大図が１８９０に見られる。所定の軸方向（例えば、１８８５）において、パターンは、軸方向に平行な配向１８６０から、軸方向に垂直な配向１８７０に向かう配向を経て、再び１８８０で軸方向に平行な配向に戻って変化し得る。

薄い格子が高効率を示す光学素子におけるこのような通常とは異なる状況は、ｘ、ｙ平面中の複屈折性フィルム上で、通常はｚ軸に沿って入射した波長λの直線偏光ビームを考慮することで理解され得る。フィルムＬの厚さ及びその光学異方性ΔｎがＬΔｎ＝λ／２となるように選択され、その光学軸が入力ビームの偏光方向に対して４５°（角度α）で配向される場合、出力ビームの偏光は、９０°（角度β）に回転される。これが、半波波長板機能の仕組みである。このような波長板の出力における偏光回転角度（β＝２α）は、光学軸ｄ＝（ｄｘ，ｄｙ）＝（ｃｏｓα，ｓｉｎα）の配向に依存する。低分子量かつ高分子である液晶材料によって、高空間周波数における波長板の平面で連続的な回転ｄが可能になり（α＝ｑｘ）、ここで、空間変調周期Λ＝２π／ｑは、可視光の波長に匹敵し得る。このような波長板の出力における光の偏光は、結果的に空間中で変調され（β＝２ｑｘ）、この波長板の出力における回転偏光パターン中の電界は、平均で＜Ｅ＞＝０となり、入射ビームの方向において光の透過はない。このようにして得られた偏光パターンは、角度±λ／Λで伝播する２つの円偏光ビームの重なりに対応する。円偏光入力ビームの場合、ビームが右旋であるか左旋であるかに応じて、１つのみの回析次数が存在する（＋１ｓｔ又は−１ｓｔ）。

サイクロイド回析波長板の特殊な種類を図１９Ａに示す。このような例示的な実施形態において、図１８で参照されるサイクロイド回析波長板パターンは、眼用レンズ挿入器具の形成因子において更に改良され得る。図において、形状は平坦な様式で描かれているが、レンズ挿入物などの三次元表面にわたっても同様の配向プログラム形状が発生し得る。１９１０において、サイクロイド回析波長板パターンは、平面上又は球面の範囲を定めた部分などの折り曲げ面上に位置し得る放射パターンへらせん状に回転されてよく、液晶又は液晶ポリマー分子の回転角は、波長板の中心から放物線関数で調節され得る。このような構造は、他の液晶レンズと比較して、厚さが同じか又はより薄いフィルムにおいて、異なるか又はより高いレンズ強度（焦点距離として、又はジオプター単位で測定する）が得られるという利点を有するレンズのように機能する。いくつかの例示的な実施形態では、フィルムの厚さはたったの１〜５μｍであってよい。レンズの他の利点は、器具において入射光の偏光を切り換えることで集束力の調整において正負値間を切り替えられる可能性であり得る。いくつかの例示的な実施例において、液晶相リターデーションプレートの使用は、偏光の切り換えを促進するのに使用され得る。レンズ作用と切り換え作用の減結合によって、非限定的な例として、容量及び電力消費などの系の電気特性において柔軟性がもたらされ得る。例えば、レンズ自体が薄いものが選択される場合であっても、液晶相リターダーの厚さは、電力消費が最小となるように選択され得る。

前方挿入部品と後方挿入部品との間の空隙内で形成されるサイクロイド回析レンズパターンは、電気的に活性な埋め込まれた可変光学挿入物を形成し得る。図１９Ｂに示すように、前方及び後方挿入部品中の電極に電位を印加することで、サイクロイド配向した液晶層にわたって電界１９９０が確立され得る。１９２０に示すように液晶部分が電界と整列する際、得られるアライメントは、回析波長板レンズの特別な特性を有さない空間的に均一なフィルムとなる液晶層をもたらし得る。したがって、非限定的な例としては、光出力を有する１９１０のパターンは、１９２０に示すような電界の印加で集点効果を引き起こし得ない。

サイクロイド波長板型の実施形態について、液晶分子のアライメントの拡大図を図２０のアイテム２０００に関して見ることができる。パターンの４分の１を示しており、レンズの中心２０１０から、例えば２０２０まで放射状に外向きに外側へ分子のアライメントの配向シフトが認められる。配向は、例えば図１８との関係で示したプログラミングパターンの放射回転と同様であり得ることが認められる。

液晶及び液晶ポリマー回析波長板の作製は、多段階プロセスであり得る。原型の波長板からサイクロイド回析波長板を複製する技術は、高品質及び広領域の大規模な製造に適応し得る。これは、複雑性、コスト及び安定性の問題を追加し得るホログラフィック装置を備える他の実施形態と比較され得る。この複製技術は、原型のサイクロイド回析波長板の出力において直線状又は円偏光入力ビームから得られる回転偏光パターンを利用し得る。複製波長板の期間は、直線状偏光入力ビームを使用する際の２倍であり得る。光異方性材料における直接記録と比較すると、フォトアライメントに基づく液晶ポリマー技術は、例えば、Ｍｅｒｃｋから市販されている液晶ポリマーに基づいて利点を有し得る。ＲＭＳ−００１Ｃなどの供給元（Ｍｅｒｃｋ）の命名で参照され得る反応性メソゲンの典型的な液晶ポリマーは、フォトアライメント層上でスピンコーティング（典型的には３０００ｒｐｍで６０秒間）され、約１０分間ＵＶ重合され得る。広帯域回析又はピーク回析波長の調整において、多層がコーティングされ得る。

ポリマー分散液晶層を有する成形誘電体層を含む眼用器具
図２１を参照すると、成形誘電体層を含む眼用器具の例示的な実施形態が見られる。例示的な実施形態は、図１０に関する例示的な実施形態との関係で説明した多数の態様を共有する。２１４０において、１０４０の同様の形体に相当する成形誘電体層が見られる。図２１に関する例示的な実施形態では、誘電体層２１４０は、ポリマー分散液晶層の形成に使用されるモノマー部分の制御された重合によって形成され得る。いくつかの例示的な実施形態では、層２１４０は、重合プロセス中に封入された多量の液晶分子を含み得る。層２１４０が形成される表面が２１７０などのアライメント層を有する場合、液晶分子は、アライメント層のパターンに整列され、いくつかの例示的な実施形態では重合層２１４０が形成される間に整列され得る。

液晶分子を含むモノマーの処理は、液晶分子を含む２１３０などのポリマー分散空洞を形成できるような条件下で引き続き重合され得る。引き続き重合された２１２０の層の他の領域に、液体分子を含むポリマー層が形成され得る。いくつかの例示的な実施形態では、同様に重合プロセス中に液晶分子を配向できる２１６５のアライメント層が存在してよい。

図２１の図は、電極層２１６０及び２１７５並びにアライメント層２１７０及び２１６５が間に位置し得る、前方基質２１１０及び後方基質２１５０が存在する例示的な実施形態を示す。アライメント層は、前述した方法で形成及びパターン化されてよく、又は例えば業界標準のラビング処理によって実施されてよい。図２１の描写は、平坦に配向された様々な層を表している。この描写は、単なる例示目的であって、コンタクトレンズなどの眼科用器具に配置されるような湾曲した視覚部品は、図示するような形状でないにせよ、構造規則性が一致している可能性がある。空洞形成部２１３０がナノスケールであるようないくつかの例示的実施形態では、構造内にアライメント層を必要としないことがある。前記特徴では、好ましくは分子が空洞層内でランダム配向していてよい。

更に、眼用挿入器具内に形成されるポリマー分散液晶層に関して前述したように、電極層にわたる電位の印加により液晶層を介して電界が生じると、空洞中に存在する液晶層は電界と整列し、眼用器具を横断する光に与えられる屈折率がシフトし得る。成形誘電体２１４０は、成形誘電体の外形で変化するように液晶層の任意の部分を介した局所的電界を生じ得る。いくつかの例示的な実施形態では、成形誘電体層は、ポリマー分散液晶層と比べて同様の光学的誘電特性であるが異なる電気的誘電特性を有する材料から形成されてよい。

図２１Ａ及び２１Ｂを参照すると、液晶の個々の液滴２１３１が、可能であり得る種々の配向態様を明示するために図示される。いくつかの例示的な実施形態では、とりわけ液滴がナノスケールサイズである場合、図２１Ａの非印加配向は、図示するように液晶分子がランダム配向パターンを示す液滴を有してよい。他の例示的な実施形態では、アライメント層の使用により、例えば図２１Ｂの２１３２に示すように分子が表面と平行に整列され得る、非印加配向の構造を生じてよい。これらのいずれの場合にも、電界２１９０が印加されると、図２１Ｃの２１３３に示すように、液晶分子が電界と整列し得る。

ポリマー層中に様々な密度の液晶液滴を有するポリマーが分散された液晶層を備える、眼科用器具
図２２を参照すると、液晶層を含む眼用器具の別の例示的な実施形態が見られる。図１３Ａに関する例示的な実施形態と類似性を共有する例示的な実施形態において、液晶層は光学効果のために形成されてよく、ポリマー層中の液晶液滴の密度は、放射状層にわたって横方向に変化する。図２２に示すように、アイテム２２１０及びアイテム２２６０は、それぞれ前方挿入部品及び後方挿入部品を表し得る。これらにおいて、部品は、２２５０及び２２２０によって表される層又は層の組み合わせであってよい。層２２５０及び２２２０は、その上に誘電体層及び／又はアライメント層も含み得る電極層を表し得る。これら層の間には、液晶分子を含む層２２４０が存在し得る。層２２４０は、２２３０などの液晶分子を主に含む液滴が、重合材料の領域に割り込み得るような方法で処理されてよい。図２２の描写は、平坦に配向された様々な層を表している。この描写は、単なる例示目的であって、コンタクトレンズなどの眼科用器具に配置されるような湾曲した視覚部品は、図示するような形状でないにせよ、構造規則性が一致している可能性がある。 液滴形成部２２３０がナノスケールであるようないくつかの例示的実施形態では、構造内にアライメント層を必要としないことがある。前記特徴では、好ましくは分子が空洞層内でランダム配向していてよい。

重合プロセスを制御することで、液晶を含む層２２４０の特定の場所では、前方湾曲挿入物から後方湾曲領域までの液晶材料の密度又は量が別の場所とは異なり得るような方法で空間的制御を行うことができる。レンズ表面にわたる液晶材料の量におけるこれらの変化は、眼科用器具を横断している光が、特定の領域で見られ得る集合反射率をプログラムするために有用であり得る。球状フォーカシングのような光学効果、及びより高い次元での光学効果が発生させられてよい。先の実施形態のように、層２２４０にわたる電界の確立によって液晶部分のアライメントが変化してよく、それによって電界応答式に眼用器具の異なる光学効果が確立され得る。

図２２Ａ及び２２Ｂを参照すると、液晶の個々の液滴２２３１が、可能であり得る種々の配向態様を明示するために図示される。いくつかの例示的な実施形態では、とりわけ液滴がナノスケールサイズである場合、図２２Ａの非印加配向は、図示するように液晶分子がランダム配向パターンを示す液滴を有してよい。他の例示的な実施形態では、アライメント層の使用により、例えば図２２Ｂの２２３２に示すように分子が表面と平行に整列され得る、非印加配向の構造を生じてよい。これらのいずれの場合にも、電界２２９０が印加されると、図２２Ｃの２２３３に示すように液晶分子が電界と整列し得る。

活性態様及び受動態様を有する単一偏光感受性液晶層を含む２焦点眼用器具
図２３を参照すると、単一偏光感受性液晶層を含む２焦点眼用器具に関して、記載した様々な例示的実施形態のいくつかを使用するある種の器具が見られる。図４で説明した種類の眼用レンズが、液晶層を含む挿入物２３３０を有して提供され得る。記載される様々な種類の層はアライメント層によって整列され得るため、特定の偏光状態に対して感受性を有する。器具が焦点調節機能を有し、単一の整列液晶層を有するか、又は代わりに２層器具であって、液晶層の１つはもう１つの液晶層に対して直交方向で整列されており、液晶層の１つはもう１つとは異なるレベルに印加される場合、眼用レンズ４００に入射する光２３１０は、各偏光方向において２つの異なる焦点特性に分かれ得る。図示するように、１つの偏光成分２３５１は光路２３５０を焦点２３５２まで集束し、他の偏光成分２３４１は光路２３４０を焦点２３４２まで集束し得る。

眼用器具の現況技術においては、使用者の目に複数の焦点画像を同時に見せる種類の２焦点器具がある。ヒトの脳は、２つの画像を仕分けし、異なる画像を見る能力を有する。２３００の器具は、このような２焦点能力を与える向上した能力を有し得る。全体像の領域を遮断し、異なる領域に焦点を合わせるのではなく、２３００に示す種類の液晶層は、光２３２０を可視窓全体にわたる２つの偏光成分２３５１及び２３４１に分割し得る。周辺光２３２０が偏光依存性を有さない限り、画像は、いずれかの焦点特性のみを有する場合であるのと同様に見える。他の例示的な実施形態においては、かかる眼用レンズデバイスは、拡大した画像をもたらすように選択された偏光で情報を表示する異なる効果において定義された偏光で投影される光源と組み合され得る。液晶ディスプレイは、かかるディスプレイから生じる光は規定された偏光特性を有し得るため、このような周囲条件を本質的にもたらし得る。複数の焦点特性を有する器具を利用する能力から生じる多くの例示的な実施形態が存在し得る。

他の例示的な実施形態では、器具の焦点を能動制御する能力によって、器具が２焦点条件の範囲を有することが可能となり得る。静止状態又は非印可状態は、中距離で１つの偏光は集束されておらず、もう１つの偏光は集束されている２焦点偏光を含み得る。レンズが双安定している場合、更に、活性化中距離要素は近接の画像、又は他の実施形態においては焦点距離の範囲に集束し得る。２焦点特性によって、使用者は、焦点画像がどれほど近くても焦点画像と同時に距離環境を認識でき、これは様々な種類の利点を有し得る。液晶層が偏光規模に沿って配向され得る液晶の実施形態のうち、任意のものは、この実施形態の種類の２焦点設計の形成に有用であり得る実施形態を含み得る。

本文中、参照が、図中に図示された要素に対して実施された。多くの要素が、理解のために、本技術分野の例示的な実施形態を描写するため、参照のために描写される。実際の形体の相対スケールは、描写したものと明確に異なってよく、描写した相対スケールからの差が、本明細書の目的内で想定されるべきである。例えば、液晶分子は、挿入部品のスケールに対して描写するために、極端に小さいスケールであってよい。分子のアライメントのような因子の再現を許容するために、挿入部品に対して同様のスケールにて、液晶分子を表す形体の描写がしたがって、実際の実施形態において、非常に異なる相対スケールを想定し得るそのような描写スケールの一例である。

図示及び説明されたものは、最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるが、説明及び図示した特定の設計及び方法からの変更がそれ自体当業者にとって自明であり、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく使用できることは明らかであろう。本発明は、記載し例証した特定の構成に限定されないが、添付の特許請求の範囲に含まれ得る全ての修正と一貫するように構成されているべきである。

〔実施の態様〕
（１） エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
（２） 前記眼用レンズ器具がコンタクトレンズを含む、実施態様１に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（３） 前記前方湾曲部品の前記後方表面に近接する、第１電極材料層と、
前記後方湾曲部品の前記前方表面に近接する、第２電極材料層と、を更に含む、実施態様２に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（４） 前記液晶材料層に近接する第１誘電材料層を更に含み、前記第１電極材料層及び前記第２電極材料層にわたって電位が印加されると、前記第１誘電材料層は、前記光学ゾーン内の領域にわたって厚さが変化し、結果として前記液晶材料層にわたって変化する電界が得られる、実施態様３に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（５） 前記第１電極材料層及び前記第２電極材料層にわたって電位が印加されると、前記液晶材料層は、前記液晶材料層を横断する光線に影響を与える、その屈折率が変化する、実施態様３に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。

（６） 前記可変光学挿入物が、前記レンズの焦点特性を変更する、実施態様５に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（７） プロセッサを更に含む、実施態様６に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（８） エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と、中間湾曲部品と、挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記中間湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変光学挿入物と動作可能に関連する少なくとも第１及び第２液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
（９） 前記眼用レンズ器具がコンタクトレンズを含む、実施態様８に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（１０） 前記前方湾曲部品の前記後方表面に近接する第１電極材料層と、
前記中間湾曲部品の前記前方表面に近接する第２電極材料層と、を更に含み、
前記第１液晶材料層が、前記第１電極材料層と前記第２電極材料層との間にある、実施態様９に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。

（１１） 前記第１液晶材料層に近接する第１誘電材料層を更に含み、前記第１電極材料層及び前記第２電極材料層にわたって電位が印加されると、前記第１誘電材料層は、前記光学ゾーン内の領域にわたって厚さが変化し、結果として前記液晶材料層にわたって変化する電界が得られる、実施態様１０に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（１２） 前記第１電極材料層及び前記第２電極材料層にわたって電位が印加されると、前記第１液晶材料層は、前記第１液晶材料層を横断する光線に影響を与える、その屈折率が変化する、実施態様１０に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（１３） 前記可変光学挿入物が、前記レンズの焦点特性を変更する、実施態様１０に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（１４） 前記中間湾曲部品が、一緒に結合されている２つの湾曲部品の組み合わせである、実施態様８に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（１５） 電気回路を更に含み、前記電気回路が、前記エネルギー源から前記第１電極層及び前記第２電極層への電気エネルギーの流れを制御する、実施態様１０に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。

（１６） 前記電気回路がプロセッサを含む、実施態様１５に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（１７） 前記第１液晶層が、第１アライメント層と第２アライメント層との間でそれらに近接して存在し、前記第１及び第２アライメント層が、前記第１電極材料層と前記第２電極材料層との間に集合的に存在し、前記第１電極材料層及び前記第２電極材料層が、前記電気回路と電気的に導通する、実施態様１６に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（１８） 第３アライメント層及び第４アライメント層であって、
前記第２液晶層が、前記第３アライメント層と前記第４アライメント層との間でそれらに近接して存在する、第３アライメント層及び第４アライメント層と、
第３電極材料層及び第４電極材料層であって、
前記第２液晶層、前記第３アライメント層、及び前記第４アライメント層が、前記第３電極材料層間に集合的に存在し、かつ
前記第３電極材料層及び前記第４電極材料層が、前記電気回路と電気的に導通する、第３電極材料層及び第４電極材料層と、を更に含む、実施態様１７に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（１９） 前記第１アライメント層及び前記第２アライメント層が、主に第１直線軸に沿って前記第１液晶層を整列させ、前記第３アライメント層及び前記第４アライメント層が、主に第２直線軸に沿って前記第２液晶層を整列させる、実施態様１８に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
（２０） 前記第１直線軸が、前記第２直線軸に対してほぼ垂直である、実施態様１９に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。

（２１） エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記液晶材料がナノサイズポリマー分散液晶領域を含む、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
（２２） エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記液晶材料がポリマー分散液晶領域を含む、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
（２３） エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記液晶材料が多様な固着強度を有する層を含む、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
（２４） エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、を含み、
前記可変光学挿入物が前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層を含み、前記液晶材料が組織化されたアライメント層により配向され、規定パターンの偏光が前記アライメント層の組織を制御する、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
（２５） エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記液晶材料が組織化されたアライメント層により配向され、入射光と相互作用する屈折率分布型配向（gradient indexed orienations）に前記液晶材料を整列させ、半径に対する放物型位相遅延関係（parabolic phase delay to radius relationship）を提供する、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。

（２６） エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記液晶材料がサイクロイド波長板パターン化液晶層（cycloidal wave plate patterned liquid crystal layers）を含む、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
（２７） エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記液晶材料がポリマー分散液晶層を有する成形誘電体層を含む、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
（２８） エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記層がポリマー分散液晶層を含み、前記ポリマー層内に液晶含有空洞の多様な密度を有する、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
（２９） エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記層がポリマー分散液晶層を含み、前記ポリマー層内に液晶含有空洞の多様な密度を有する、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
（３０） エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変光学挿入物と動作可能に関連する単一整列液晶材料層であって、前記単一整列液晶材料層が入射光の第１偏光方向と強く相互作用し、入射光の第２偏光方向とは相互作用せず、前記入射光の第１偏光方向が前記入射光の第２偏光方向と直交しており、前記単一層と前記入射光の第１偏光方向との差動相互作用（differential interaction）が、前記単一層と前記入射光の第２偏光方向との相互作用により決定される第２焦点特性とは異なる第１焦点特性を形成する、単一整列液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。

（３１） 眼用器具を形成する方法であって、
眼用挿入部品を形成することであって、前記挿入部品が非平面形状を呈する、ことと、
前記眼用挿入部品の表面領域をアライメント材料でコーティングすることと、
前記アライメント材料の分子に電磁放射線を照射することによって前記分子を配向させることと、を含む、方法。
（３２） 前記アライメント材料が、１つ又は２つ以上のアゾベンゼン化合物を含む、実施態様３１に記載の方法。
（３３） 前記配向させることが、前記照射光の偏光を制御することによって実施される、実施態様３１に記載の方法。
（３４） 前記１つ又は２つ以上のアゾベンゼン化合物が、シス又はトランス構成のいずれかに配向される、実施態様３２に記載の方法。

Claims (34)

1. エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
   光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
   少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
   前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
2. 前記眼用レンズ器具がコンタクトレンズを含む、請求項１に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
3. 前記前方湾曲部品の前記後方表面に近接する、第１電極材料層と、
   前記後方湾曲部品の前記前方表面に近接する、第２電極材料層と、を更に含む、請求項２に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
4. 前記液晶材料層に近接する第１誘電材料層を更に含み、前記第１電極材料層及び前記第２電極材料層にわたって電位が印加されると、前記第１誘電材料層は、前記光学ゾーン内の領域にわたって厚さが変化し、結果として前記液晶材料層にわたって変化する電界が得られる、請求項３に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
5. 前記第１電極材料層及び前記第２電極材料層にわたって電位が印加されると、前記液晶材料層は、前記液晶材料層を横断する光線に影響を与える、その屈折率が変化する、請求項３に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
6. 前記可変光学挿入物が、前記レンズの焦点特性を変更する、請求項５に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
7. プロセッサを更に含む、請求項６に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
8. エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
   光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と、中間湾曲部品と、挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記中間湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
   少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
   前記可変光学挿入物と動作可能に関連する少なくとも第１及び第２液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
9. 前記眼用レンズ器具がコンタクトレンズを含む、請求項８に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
10. 前記前方湾曲部品の前記後方表面に近接する第１電極材料層と、
    前記中間湾曲部品の前記前方表面に近接する第２電極材料層と、を更に含み、
    前記第１液晶材料層が、前記第１電極材料層と前記第２電極材料層との間にある、請求項９に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
11. 前記第１液晶材料層に近接する第１誘電材料層を更に含み、前記第１電極材料層及び前記第２電極材料層にわたって電位が印加されると、前記第１誘電材料層は、前記光学ゾーン内の領域にわたって厚さが変化し、結果として前記液晶材料層にわたって変化する電界が得られる、請求項１０に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
12. 前記第１電極材料層及び前記第２電極材料層にわたって電位が印加されると、前記第１液晶材料層は、前記第１液晶材料層を横断する光線に影響を与える、その屈折率が変化する、請求項１０に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
13. 前記可変光学挿入物が、前記レンズの焦点特性を変更する、請求項１０に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
14. 前記中間湾曲部品が、一緒に結合されている２つの湾曲部品の組み合わせである、請求項８に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
15. 電気回路を更に含み、前記電気回路が、前記エネルギー源から前記第１電極層及び前記第２電極層への電気エネルギーの流れを制御する、請求項１０に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
16. 前記電気回路がプロセッサを含む、請求項１５に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
17. 前記第１液晶層が、第１アライメント層と第２アライメント層との間でそれらに近接して存在し、前記第１及び第２アライメント層が、前記第１電極材料層と前記第２電極材料層との間に集合的に存在し、前記第１電極材料層及び前記第２電極材料層が、前記電気回路と電気的に導通する、請求項１６に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
18. 第３アライメント層及び第４アライメント層であって、
    前記第２液晶層が、前記第３アライメント層と前記第４アライメント層との間でそれらに近接して存在する、第３アライメント層及び第４アライメント層と、
    第３電極材料層及び第４電極材料層であって、
    前記第２液晶層、前記第３アライメント層、及び前記第４アライメント層が、前記第３電極材料層間に集合的に存在し、かつ
    前記第３電極材料層及び前記第４電極材料層が、前記電気回路と電気的に導通する、第３電極材料層及び第４電極材料層と、を更に含む、請求項１７に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
19. 前記第１アライメント層及び前記第２アライメント層が、主に第１直線軸に沿って前記第１液晶層を整列させ、前記第３アライメント層及び前記第４アライメント層が、主に第２直線軸に沿って前記第２液晶層を整列させる、請求項１８に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
20. 前記第１直線軸が、前記第２直線軸に対してほぼ垂直である、請求項１９に記載のエネルギー印加される眼用レンズ器具。
21. エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
    光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
    少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
    前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記液晶材料がナノサイズポリマー分散液晶領域を含む、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
22. エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
    光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
    少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
    前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記液晶材料がポリマー分散液晶領域を含む、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
23. エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
    光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
    少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
    前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記液晶材料が多様な固着強度を有する層を含む、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
24. エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
    光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
    少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、を含み、
    前記可変光学挿入物が前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層を含み、前記液晶材料が組織化されたアライメント層により配向され、規定パターンの偏光が前記アライメント層の組織を制御する、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
25. エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
    光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
    少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
    前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記液晶材料が組織化されたアライメント層により配向され、入射光と相互作用する屈折率分布型配向に前記液晶材料を整列させ、半径に対する放物型位相遅延関係を提供する、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
26. エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
    光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
    少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
    前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記液晶材料がサイクロイド波長板パターン化液晶層を含む、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
27. エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
    光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
    少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
    前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記液晶材料がポリマー分散液晶層を有する成形誘電体層を含む、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
28. エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
    光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
    少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
    前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記層がポリマー分散液晶層を含み、前記ポリマー層内に液晶含有空洞の多様な密度を有する、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
29. エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
    光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
    少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
    前記可変光学挿入物と動作可能に関連する液晶材料層であって、前記層がポリマー分散液晶層を含み、前記ポリマー層内に液晶含有空洞の多様な密度を有する、液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
30. エネルギー印加される眼用レンズ器具であって、
    光学ゾーン内に少なくとも一部分が含まれており、かつ挿入前方湾曲部品と挿入後方湾曲部品とを含む、可変光学挿入物であって、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で前記前方湾曲部品の後方表面と前記後方湾曲部品の前方表面とが異なる表面トポロジーを有し、前記可変光学挿入物が非光学ゾーンを更に含む、可変光学挿入物と、
    少なくとも前記非光学ゾーンを含む領域で前記可変光学挿入物に埋め込まれたエネルギー源と、
    前記可変光学挿入物と動作可能に関連する単一整列液晶材料層であって、前記単一整列液晶材料層が入射光の第１偏光方向と強く相互作用し、入射光の第２偏光方向とは相互作用せず、前記入射光の第１偏光方向が前記入射光の第２偏光方向と直交しており、前記単一層と前記入射光の第１偏光方向との差動相互作用が、前記単一層と前記入射光の第２偏光方向との相互作用により決定される第２焦点特性とは異なる第１焦点特性を形成する、単一整列液晶材料層と、を含む、エネルギー印加される眼用レンズ器具。
31. 眼用器具を形成する方法であって、
    眼用挿入部品を形成することであって、前記挿入部品が非平面形状を呈する、ことと、
    前記眼用挿入部品の表面領域をアライメント材料でコーティングすることと、
    前記アライメント材料の分子に電磁放射線を照射することによって前記分子を配向させることと、を含む、方法。
32. 前記アライメント材料が、１つ又は２つ以上のアゾベンゼン化合物を含む、請求項３１に記載の方法。
33. 前記配向させることが、前記照射光の偏光を制御することによって実施される、請求項３１に記載の方法。
34. 前記１つ又は２つ以上のアゾベンゼン化合物が、シス又はトランス構成のいずれかに配向される、請求項３２に記載の方法。

Images