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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6433736
(24)【登録日】2018年11月16日
(45)【発行日】2018年12月5日
(54)【発明の名称】液晶素子を含む可変光学眼科用デバイス
(51)【国際特許分類】
G02C 7/04 20060101AFI20181126BHJP
A61F 2/16 20060101ALI20181126BHJP
【ＦＩ】
G02C7/04
A61F2/16
【請求項の数】33
【外国語出願】
【全頁数】50
(21)【出願番号】特願2014-187445(P2014-187445)
(22)【出願日】2014年9月16日
(65)【公開番号】特開2015-79246(P2015-79246A)
(43)【公開日】2015年4月23日
【審査請求日】2017年7月11日
(31)【優先権主張番号】61/878,723
(32)【優先日】2013年9月17日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】510294139
【氏名又は名称】ジョンソン・アンド・ジョンソン・ビジョン・ケア・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｊｏｈｎｓｏｎ ＆ Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｖｉｓｉｏｎ Ｃａｒｅ， Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】100088605
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 公延
(74)【代理人】
【識別番号】100130384
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 孝文
(72)【発明者】
【氏名】スティーブン・アール・ビートン
(72)【発明者】
【氏名】ルチアーノ・デ・シオ
(72)【発明者】
【氏名】フレデリック・エイ・フリッチュ
(72)【発明者】
【氏名】プラビーン・パンドジラオ−エス
(72)【発明者】
【氏名】ランドール・ブラクストン・ピュー
(72)【発明者】
【氏名】ジェームズ・ダニエル・リオール
(72)【発明者】
【氏名】スベトラーナ・セラク
(72)【発明者】
【氏名】ネルソン・ブイ・タビリアン
(72)【発明者】
【氏名】アダム・トナー
(72)【発明者】
【氏名】オレナ・ウスコワ
【審査官】
井上 徹
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１３／０９６７８１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開昭６２−１９４２２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１１−１４２８０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−０４７８２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−２７６６２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１３／０５４６７３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２００６−１８９８７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００８−５３２０８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−２９４８４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１３／０７３６１３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１３／０２４５７５４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０２Ｃ １／００−１３／００
Ａ６１Ｆ ２／１６
Ｇ０２Ｂ １／００−１／０８、３／００−３／１４
Ｇ０２Ｆ １／１３、１／１３７−１／１４１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる形状を有し、前記可変視覚インサートが、非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の層と、を含み、
前記前方湾曲部品の前記後方面が前記液晶材料の層と作る形状と、前記後方湾曲部品の前記前方面が前記液晶材料の層と作る形状とが、前記可変視覚インサートの焦点特性を決定し、前記液晶材料の層にわたる電界の印加に基づいて、前記液晶材料の層の電気的に可変な屈折率が、前記焦点特性に変化をもたらす、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる形状を有し、前記可変視覚インサートが、非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の層と、を含み、
前記前方湾曲部品の前記後方面が前記液晶材料の層と作る形状と、前記後方湾曲部品の前記前方面が前記液晶材料の層と作る形状とが、前記可変視覚インサートの焦点特性を決定し、前記液晶材料の層にわたる電界の印加に基づいて、前記液晶材料の層の電気的に可変な屈折率が、前記焦点特性に変化をもたらす、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項2】
前記眼科用レンズデバイスが、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た眼科用レンズデバイス。
【請求項3】
前記前方湾曲部品の前記後方面に近接する電極材料の第１の層と、
前記後方湾曲部品の前記前方面に近接する電極材料の第２の層とを更に備える、請求項２に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
前記後方湾曲部品の前記前方面に近接する電極材料の第２の層とを更に備える、請求項２に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項4】
前記液晶材料の層に近接して誘電体材料の第１の層を更に備え、電位が、前記電極材料の第１の層及び前記電極材料の第２の層にわたって印加される場合、前記誘電体材料の第１の層が、前記光学ゾーン内の領域にわたって厚さを変更し、前記液晶材料の層にわたって電界を変更することをもたらす、請求項３に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項5】
電位が前記電極材料の第１の層及び前記電極材料の第２の層にわたって印加される場合、前記液晶材料の層が、前記液晶材料の層を横断する光線に影響を与えるその屈折率を変更する、請求項３に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項6】
前記可変視覚インサートが、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た眼科用レンズデバイス。
【請求項7】
プロセッサを更に備える、請求項６に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項8】
請求項１に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
前記インサート後方湾曲部品が、中間湾曲部品を構成する第１のインサート後方湾曲部品であり、前記可変視覚インサートが、第２のインサート後方湾曲部品を更に備え、
前記液晶材料の層が、液晶材料の第１の層であり、前記エネルギー印加された眼科用レンズデバイスが、前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の第２の層を更に含む、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
前記インサート後方湾曲部品が、中間湾曲部品を構成する第１のインサート後方湾曲部品であり、前記可変視覚インサートが、第２のインサート後方湾曲部品を更に備え、
前記液晶材料の層が、液晶材料の第１の層であり、前記エネルギー印加された眼科用レンズデバイスが、前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の第２の層を更に含む、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項9】
前記眼科用レンズデバイスが、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た眼科用レンズデバイス。
【請求項10】
前記前方湾曲部品の前記後方面に近接する電極材料の第１の層と、
前記中間湾曲部品の前記前方面に近接する電極材料の第２の層とを更に備え、
前記液晶材料の第１の層が、前記電極材料の第１の層と前記電極材料の第２の層との間にある、請求項９に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
前記中間湾曲部品の前記前方面に近接する電極材料の第２の層とを更に備え、
前記液晶材料の第１の層が、前記電極材料の第１の層と前記電極材料の第２の層との間にある、請求項９に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項11】
前記液晶材料の第１の層に近接して誘電体材料の第１の層を更に備え、電位が、前記電極材料の第１の層及び前記電極材料の第２の層にわたって印加される場合、前記誘電体材料の第１の層が、前記光学ゾーン内の領域にわたって厚さを変更し、前記液晶材料の第１の層にわたって電界を変更することをもたらす、請求項１０に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項12】
電位が、前記電極材料の第１の層及び前記電極材料の第２の層にわたって印加される場合、前記液晶材料の第１の層が、前記液晶材料の第１の層を横断する光線に影響を与えるその屈折率を変更する、請求項１０に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項13】
前記可変視覚インサートが、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た眼科用レンズデバイス。
【請求項14】
前記中間湾曲部品が、一緒に結合された２つの湾曲した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た眼科用レンズデバイス。
【請求項15】
電気回路を更に備え、前記電気回路が、前記エネルギー源から前記電極材料の第１及び第２の層に至る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た眼科用レンズデバイス。
【請求項16】
前記電気回路が、プロセッサを備える、請求項１５に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項17】
前記液晶材料の第１の層が、第１の整列層と第２の整列層との間にあり、かつこれらに近接し、前記第１及び第２の整列層が、総じて、前記電極材料の第１の層と前記電極材料の第２の層との間にあり、前記電極材料の第１の層及び前記電極材料の第２の層が、前記電気回路と電気的導通する、請求項１６に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項18】
第３の整列層及び第４の整列層を更に備え、
前記液晶材料の第２の層が、前記第３の整列層と前記第４の整列層との間にあり、かつこれらに近接し、
電極材料の第３の層及び電極材料の第４の層を更に備え、
前記液晶材料の第２の層、前記第３の整列層及び前記第４の整列層が、総じて前記電極材料の第３の層と前記電極材料の第４の層との間にあり、
前記電極材料の第３の層及び前記電極材料の第４の層が、前記電気回路と電気的に導通する、請求項１７に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
前記液晶材料の第２の層が、前記第３の整列層と前記第４の整列層との間にあり、かつこれらに近接し、
電極材料の第３の層及び電極材料の第４の層を更に備え、
前記液晶材料の第２の層、前記第３の整列層及び前記第４の整列層が、総じて前記電極材料の第３の層と前記電極材料の第４の層との間にあり、
前記電極材料の第３の層及び前記電極材料の第４の層が、前記電気回路と電気的に導通する、請求項１７に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項19】
前記第１の整列層及び前記第２の整列層が、前記液晶材料の第１の層を、主として第１の線状軸に沿って整列させ、前記第３の整列層及び前記第４の整列層が、前記液晶材料の第２の層を主として第２の線状軸に沿って整列させる、請求項１８に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項20】
前記第１の線状軸が、前記第２の線状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た眼科用レンズデバイス。
【請求項21】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
前記液晶材料が、ナノサイズのポリマーが分散した液晶領域を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
前記液晶材料が、ナノサイズのポリマーが分散した液晶領域を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項22】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
前記液晶材料が、ポリマーが分散した液晶領域を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
前記液晶材料が、ポリマーが分散した液晶領域を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項23】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
前記液晶材料が、さまざまなアンカリング強度を有する層を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
前記液晶材料が、さまざまなアンカリング強度を有する層を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項24】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
前記液晶材料が、組織化された整列層により配向され、画定されたパターンの偏光が、前記整列層の前記組織を制御する、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
前記液晶材料が、組織化された整列層により配向され、画定されたパターンの偏光が、前記整列層の前記組織を制御する、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項25】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
前記液晶材料が、組織化された整列層により配向され、入射光と相互作用する勾配屈折率配向に前記液晶材料を整列させ、放物線状の位相遅れ対半径の関係をもたらす、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
前記液晶材料が、組織化された整列層により配向され、入射光と相互作用する勾配屈折率配向に前記液晶材料を整列させ、放物線状の位相遅れ対半径の関係をもたらす、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項26】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
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備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
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備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項27】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
前記液晶材料が、ポリマーが分散した液晶層を有する成形誘電体層を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
前記液晶材料が、ポリマーが分散した液晶層を有する成形誘電体層を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項28】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
前記液晶材料の層が、ポリマーが分散した液晶層を備え、前記ポリマーが分散した液晶層が、前記ポリマー層内の液晶含有空隙のさまざまな密度を有する、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
前記液晶材料の層が、ポリマーが分散した液晶層を備え、前記ポリマーが分散した液晶層が、前記ポリマー層内の液晶含有空隙のさまざまな密度を有する、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項29】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
前記液晶材料の層が、整列された液晶材料の単一層であり、前記整列された液晶材料の単一層が、入射光の第１の偏光配向と強く相互作用し、入射光の第２の偏光配向とは強く相互作用せず、前記入射光の第１の偏光配向が、前記入射光の第２の偏光配向に直交し、前記入射光の第１の偏光配向との前記単一層の前記示差的相互作用が、前記単一層と前記入射光の第２の偏光配向との相互作用により決定される第２の焦点特性とは異なる第１の焦点特性を形成する、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
前記液晶材料の層が、整列された液晶材料の単一層であり、前記整列された液晶材料の単一層が、入射光の第１の偏光配向と強く相互作用し、入射光の第２の偏光配向とは強く相互作用せず、前記入射光の第１の偏光配向が、前記入射光の第２の偏光配向に直交し、前記入射光の第１の偏光配向との前記単一層の前記示差的相互作用が、前記単一層と前記入射光の第２の偏光配向との相互作用により決定される第２の焦点特性とは異なる第１の焦点特性を形成する、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【請求項30】
請求項２９に記載の眼科用レンズデバイスの形成方法であって、
眼科用インサート湾曲部品を形成することと、
前記眼科用インサート湾曲部品の表面領域を、整列材料でコーティングすることと、
前記整列材料の分子を、電磁放射線でそれらを照射することにより、配向させることと、を含む、方法。
眼科用インサート湾曲部品を形成することと、
前記眼科用インサート湾曲部品の表面領域を、整列材料でコーティングすることと、
前記整列材料の分子を、電磁放射線でそれらを照射することにより、配向させることと、を含む、方法。
【請求項31】
前記整列材料が、アゾベンゼン化合物の１つ又は２つ以上を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項32】
前記配向させることが、前記照射光線の偏光を制御することにより実施される、請求項３０に記載の方法。
【請求項33】
前記アゾベンゼン化合物の１つ又は２つ以上が、シス又はトランス配置のいずれかに配向される、請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）本特許出願は、２０１３年９月１７日付で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。
【0002】
（発明の分野）本発明は、可変視覚能力を有する眼科用レンズデバイスを記載し、より具体的には、いくつかの実施形態において、液晶素子を利用する可変視覚インサートを有する眼科用レンズの製作を記載する。
【背景技術】
【0003】
従来、コンタクトレンズ又は眼内レンズのような眼科用レンズは、所定の光学品質を提供してきた。例えばコンタクトレンズは、視力矯正機能、美容強化、及び治療的効果の１つ又は２つ以上を提供することが可能であるが、視力矯正機能については一つのセットしか提供することができなかった。各機能は、レンズの物理的特性によって与えられる。基本的に、レンズに屈折特性を組み込む設計は、視力矯正機能を提供する。レンズに色素を取り入れることにより、美容増進効果を与えることができる。レンズに活性薬剤を取り入れることにより、治療的機能を与えることができる。
【0004】
今日まで、眼科用レンズの光学品質は、レンズの物理的特性に組み込まれてきた。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。レンズがいったん形成されてしまえば、このようなレンズの光学品質は変化しない。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２つ以上の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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
結果的に、本発明は、レンズの光学品質を変更することが可能である、エネルギー印加されかつ眼科用デバイスに組み込まれ得る液晶素子を具備する可変視覚インサートに関する新考案を含む。かかる眼科用デバイスの例には、コンタクトレンズ又は眼内レンズを挙げることができる。加えて、液晶素子を具備する可変視覚インサートを有する眼科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はまた、可変視覚部品を追加的に含む、剛性の、又は成形可能なエネルギー印加されたインサートを有する鋳造成形されたシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを含む場合があり、このインサートは、生体適合性の方法で眼科用レンズ内に含まれる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明はしたがって、可変視覚インサートを有する眼科用レンズ、可変視覚インサートを有する眼科用レンズを形成するための装置、及びこれを製造する方法の開示を含む。エネルギー源が可変視覚インサート上に堆積されてもよく、インサートが第１の成形型部分及び第２の成形型部分の一方、又は両方の近位に定置されてもよい。第１の成形型部分と第２の成形型部分との間に反応性モノマー混合物が定置される。第１の成形型部分は、第２の成形型部分に近接して定置され、それによって、その内部にエネルギー印加された媒体インサート、及び反応性モノマー混合物の少なくともいくらかを有するレンズ空洞を形成し、反応性モノマー混合物が化学線に曝露されて眼科用レンズを形成する。レンズは、反応性モノマー混合物が暴露される化学線の制御を介して形成される。いくつかの実施形態において、眼用レンズスカート又はインサート封入層は、標準のヒドロゲル眼科用レンズ配合物から構成され得る。多くのインサート材料と許容可能な調和を呈し得る特性を備える代表的な材料には、例えば、ナラフィルコン系（ナラフィルコンＡ、ナラフィルコンＢを含む）、エタフィルコン系（エタフィルコンＡを含む）、ガリフィルコンＡ、並びにセノフィルコンＡを挙げることができる。
【0007】
液晶素子を具備する可変視覚インサートを形成する方法及び得られたインサートは、さまざまの実施形態の重要な態様である。いくつかの実施形態において、液晶は、２つの整列層の間に配置してもよく、整列層は、静止配向を液晶に対して合わせることができる。これら２つの整列層は、可変視覚部分を封じ込める基材層上に配設された電極を通して、エネルギー源と電気的導通することが可能である。電極は、エネルギー源への中間相互連結を通してエネルギー印加されてもよく、又はインサート内に埋め込まれた構成要素を通して直接的にエネルギー印加されてもよい。
【0008】
整列層のエネルギー印加は、静止配向からエネルギー印加された配向へ、液晶内部でシフトを引き起こすことができる。オン又はオフのエネルギー印加の２つのレベルで動作する実施形態において、液晶は、１つだけのエネルギー印加された配向を有することができる。エネルギー印加がエネルギーレベルのスケールと共に生じる他の代替実施形態においては、液晶は、複数のエネルギー印加された配向を有する場合がある。
【0009】
分子の得られた整列及び配向は、液晶層を通過する光に影響を与え、これによって、可変視覚インサート内部の変化を引き起こすことができる。例えば、この整列及び配向は、入射光に屈折特性と共に作用することができる。更に、この効果は、光の偏光の変更を含むことができる。いくつかの実施形態は、エネルギー印加がレンズの焦点特性を変更させる可変視覚インサートを含むことができる。
【0010】
いくつかの実施形態において、誘電性材料が、整列層と電極との間に堆積されてもよい。かかる実施形態は、例えば、予め決められた形状などの三次元特性を有する誘電材料を含んでもよい。他の実施形態は、誘電体材料の第２の層を含むことができ、ここでは誘電体材料の第１の層は、光学ゾーン内の領域にわたって厚さを変化させ、液晶材料の層にわたって変化する電界を結果としてもたらす。代替実施形態において、眼科用レンズデバイスは、類似の光学特性及び異なる低周波数誘電特性を有する２つの材料の複合体であり得る誘電材料の第１の層を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本発明の前述の特徴及び利点、並びに他の特徴及び利点は、以下の添付図面に示される本発明の好ましい実施態様のより詳細な説明から明らかとなるであろう。【図1】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の成形型アセンブリ装置構成要素を図示する。
【図2A】可変視覚インサート実施形態を有する例示のエネルギー印加された眼科用レンズを図示する。
【図2B】可変視覚インサート実施形態を有する例示のエネルギー印加された眼科用レンズを図示する。
【図3】可変視覚インサートの前方及び後方湾曲部品が異なる曲率を有することができ、可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの断面図を図示する。
【図4】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートを有する眼科用レンズデバイスの実施形態の断面図を図示する。
【図5】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの例示の実施形態を図示する。
【図6】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図7】液晶から構成され得る可変視覚インサートを有する眼科用レンズを形成するための方法工程を図示する。
【図8】液晶から構成される可変視覚インサートを眼科用レンズ成形型部品に定置させるための装置構成要素の例を図示する。
【図9】本発明のいくつかの実施形態を実践するために使用され得るプロセッサを図示する。
【図10】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図11】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図12A】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図12B】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図13A】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図13B】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図13C】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図14A】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図14B】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図15】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図16A】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図16B】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図17A】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図17B】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図17C】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの例示の実施形態についての整列層の代替の例示的な実施形態を図示する。
【図17D】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの例示の実施形態についての整列層の代替の例示的な実施形態を図示する。
【図17E】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの例示の実施形態についての整列層の代替の例示的な実施形態を図示する。
【図17F】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態及びこのタイプの実施形態についての利点の等式を図示する。
【図18】液晶のパターニング及び該タイプの装置から派生する代表的な光学的結果を図示する。
【図18A】液晶のパターニング及び該タイプの装置から派生する代表的な光学的結果を図示する。
【図19A】可変視覚インサートに組み込まれ得る液晶のパターニングの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図19B】可変視覚インサートに組み込まれ得る液晶のパターニングの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図21】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図21A】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図21B】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図21C】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図22】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図22A】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図22B】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図22C】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態を図示する。
【図23】可変視覚部分が液晶から構成され得る可変視覚インサートの代替の例示的な実施形態及び偏光成分が実施形態を横断する間に影響を及ぼされ得る方法を図示する。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明は、可変視覚部分が液晶から構成される可変視覚インサートを有する眼科用レンズを製造する方法及び装置を含む。加えて、本発明は、眼科用レンズに組み込まれた液晶から構成される可変視覚インサートを有する眼科用レンズを含む。
【0013】
本発明に従って、眼科用レンズは、埋め込まれたインサート及びエネルギー源（例えば、エネルギーの蓄積手段として電気化学セル又は電池）と共に形成される。いくつかの例示の実施形態では、エネルギー源を備える材料は封入されて、眼用レンズが内部に配置される環境からは隔離され得る。
【0014】
着用者によって制御される調整装置が、視覚部分を変化させるために使用されてもよい。調整装置としては、例えば、電圧出力を増加又は低減させるための、電子装置、又は受動装置が挙げられる。いくつかの例示の実施形態はまた、測定されたパラメータ又は着用者の入力による自動化装置を介して可変視覚部分を変更するための自動化調整装置を含んでもよい。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。ワイヤレスとしては、例えば、高周波制御、磁気スイッチ、及びインダクタンススイッチが挙げられる。他の例示の実施形態において、起動は、生物学的機能に応答して、又は眼科用レンズ内部の検出素子の測定値に応答して行うことができる。他の例示の実施形態は、非限定的な例として、周辺照明条件における変化によって惹起される起動により行うことができる。
【0015】
いくつかの例示の実施形態において、インサートはまた、液晶層から構成される可変視覚部分も含む。電極のエネルギー印加によって発生した電界が、液晶層内の再整列を引き起こし、こ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にシフトさせる場合、視力の変化が生じ得る。他の代替の例示的な実施形態において、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た異なる効果、例えば、偏光角の回転を利用することができる。
【0016】
液晶層を有するいくつかの例示の実施形態において、エネルギー印加され得る、一方他の例示の実施形態ではエネルギー印加を必要としない場合もある、眼科用レンズの非光学ゾーン内に素子が存在し得る。エネルギー印加を必要としない実施形態では、液晶は、いくつかの外部因子、例えば周囲温度、又は周囲光に基づいて受動的に可変であり得る。
【0017】
液晶レンズは、電気的に可変の屈折率をその本体上で変更された光入射に与えることができる。第２のレンズで偏光の軸が第１のレンズに対して回転される２つのレンズの組み合わせは、屈折率を周囲の無偏光の光に対して変化させ得るレンズ素子を可能にする。
【0018】
電気的に活性な液晶層を電極と組み合わせることで、電極にわたって電界を印加することにより制御され得る物理的実体を達成することができる。液晶層の周辺部に存在する誘電体層があるならば、今度は、誘電体層にわたる電界及び液晶層にわたる電界が、電極にわたる電界に統合することができる。三次元形状においては、層にわたる電界の組み合わせの性質は、電気力学的原理並びに誘電体層及び液晶層の幾何学的形状に基づいて推定され得る。誘電体層の有効電気的厚さが非均一様式で作成されるならば、今度は電極にわたる電界の効果は、誘電体の有効形状によって「成形される」ことが可能であり、液晶層内の屈折率における寸法的な形状変化を生み出す。いくつかの例示の実施形態において、かかる成形は、可変焦点特性を採用するための能力を有するレンズを結果としてもたらすことができる。
【0019】
液晶層を封じ込める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体で成形される場合、代替の例示的な実施形態が派生することがある。液晶層の電気的に可変な屈折率は、次いで、電極の使用を通して、液晶層にわたる電界の印加に基づいて、レンズの焦点特性に変化を導入するために使用することができる。前方収容面が液晶層と作る形状及び後方収容面が液晶層と作る形状は、システムの焦点特性を先ず初めに順序付けるよう決定することが可能である。
【0020】
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実施形態の説明はいずれも、あくまで代表的な実施形態に過ぎないものであって、当業者にとって、変形、改変、及び変更が明らかとなり得ることは理解される。したがって、例示的な実施形態は、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。
【0021】
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さまざまな用語が用いられ得る。
整列層：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及ぼし、分子の配向を整列させる液晶層に隣接する層を指す。得られた分子の整列及び配向は、液晶層を通過する光に影響を与えることができる。例えば、整列及び配向は、屈折率で入射光に作用する。更に、この効果は、光の偏光の変更を含むことができる。
【0022】
電気的導通：本明細書で使用するとき、電界によって影響を受けることを指す。導電材料の場合、この影響は電流の流れから生じ、又はそれを生じることがある。他の材料において、電気的導通は、例として電界線に沿う配向持続性及び誘導分子双極子への傾向などの影響を与える電位場であり得る。
【0023】
エネルギー印加された：本明細書で使用するとき、電流を供給することができる、又は内部に蓄積された電気的エネルギーを有することができる状態であることを指す。
【0024】
エネルギー印加された配向：本明細書で使用するとき、エネルギー源により電力供給された電位場の効果によって影響を受ける場合の液晶の分子の配向を指す。例えば、液晶を封入するデバイスは、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、１つのエネルギー印加された配向を有することができる。他の実施形態において、エネルギー印加された配向は、印加されるエネルギーの量により影響を受けるスケールに沿って変化することができる。
【0025】
エネルギー：本明細書で使用するとき、ある物理系が仕事をする能力のことを指す。本発明で使用される場合の多くは、動作する際に電気的作用を行うことが可能である前記能力に関連し得る。
【0026】
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、又は生物医学的装置を励起状態とすることが可能な装置のことを指す。
【0027】
エネルギーハーベスター：本明細書で使用するとき、環境からエネルギーを抽出し、これを電気エネルギーに変換することができる装置を指す。
【0028】
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科用レンズを指す。
【0029】
レンズ形成用混合物、又は反応性混合物若しくは反応性モノマー混合物（ＲＭＭ）：本明細書で使用するとき、硬化及び架橋することができるか、又は架橋して眼用レンズを形成することができるモノマー材料又はプレポリマー材料を指す。さまざまな実施形態は、ＵＶ遮断剤、染料、光開始剤、又は触媒、及びコンタクト若しくは眼内レンズ等の眼科用レンズに望まれ得る他の添加剤等の１つ又は２つ以上の添加剤を有するレンズ形成混合物を含んでよい。
【0030】
レンズ形成表面：本明細書で使用するとき、レンズの成型に使用される表面を指す。いくつかの実施形態において、任意のこのような表面は、光学品質表面仕上げを有することができ、光学品質表面仕上げとは、表面が十分に滑らかで、成型表面と接触したレンズ形成材料の重合によって作ら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ていることを示す。更に、いくつかの実施形態では、レンズ形成表面は、幾何学的形状として、レンズ表面に所望の光学特性（例えば、球面、非球面、及び円柱屈折力、波面収差補正、並びに角膜トポグラフィ補正）を与えるのに必要な形状を有していてもよい。
【0031】
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特性を有する物質の状態を指す。液晶は、固体とはみなされ得ないが、その分子はある程度の整列を呈する。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ることはないが、液晶は特定の静止配向を有することができる。液晶の配向及び相は、液晶の部類に応じて、例えば、温度、磁気、又は電気の外部力によって操作され得る。
【0032】
リチウムイオンセル：本明細書で使用するとき、リチウムイオンがセルを通じて移動することにより電気的エネルギーを発生する電気化学セルのことを指す。典型的には電池とよばれるこの電気化学セルは、その通常の状態に再付勢又は再充電され得る。
【0033】
媒体インサート又はインサート：本細書で使用するとき、眼科用レンズ内のエネルギー源を支持できる成形可能、又は剛性の基材を指す。いくつかの例示的な実施形態において、媒体インサートはまた、１つ又は２つ以上可変視覚部分を含む。
【0034】
成形型：本明細書で使用するとき、レンズを未硬化配合物から形成するために用いてもよい、剛性又は半剛性の物体を指す。特定の好ましい成形型は、前方湾曲成型部分及び後方湾曲成型部分を形成する２つの成形型部分を含む。
【0035】
眼科用レンズ又はレンズ：本細書で使用するとき、眼内又は眼上に存在する、いずれかの眼科用装置を指す。これらの装置は、光学補正をもたらすことができるか、又は美容用であってもよい。例えば、レンズという用語は、コンタクトレンズ、眼内レンズ、オーバーレイレンズ、眼用インサート、光学インサート、又は他の同様の、視力が補正若しくは変更される装置か、又は視力を妨げることなく目の生理機能が美容的に拡張される（例えば、虹彩色）装置を指すことができる。いくつかの例示の実施形態では、本発明の好ましいレンズは、例えばシリコーンヒドロゲル類、及びフルオロヒドロゲル類を含む、シリコーンエラストマー類又はヒドロゲル類から製造されるソフトコンタクトレンズである。
【0036】
光学ゾーン：本明細書で使用するとき、眼科用レンズの装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。
【0037】
電力：本明細書で使用するとき、単位時間当たりに行われる仕事又は移送されるエネルギーのことを指す。
【0038】
再充電可能又は再付勢可能：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。本発明内の多くの用途は、電流をある程度の率で、ある程度の再設定された時間枠の間、流すことができる状態に復元できる能力と関連付けられる場合がある。
【0039】
エネルギー再印加、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。本発明においては多くの場合、特定の率で、特定の再度回復された時間の間、電流を流すことができるように、装置を復元することに関連して使用され得る。
【0040】
成形型から取り外した：本明細書で使用するとき、レンズが、成形型から完全に分離した状態、又は穏やかな揺動によって取り外すか、若しくは綿棒を用いて押し外すことができるように、ほんの軽く付着した状態のいずれかであることを指す。
【0041】
静止配向：本明細書で使用するとき、その静止した、非エネルギー印加状態にある液晶デバイスの分子の配向を指す。
【0042】
可変視覚：本明細書で使用するとき、例えば、レンズの光学的屈折力又は偏光角などの光学品質を変更する能力を指す。
【0043】
眼科用レンズ図１に進むと、封止されかつ封入されたインサートを含む眼科用レンズを形成するための装置１００が示されている。この装置は、例示の前方湾曲成形型１０２及び適合する後方湾曲成形型１０１を含む。眼科用デバイスの可変視覚インサート１０４及び本体１０３は、前方湾曲成形型１０２及び後方湾曲成形型１０１の内部に配置され得る。いくつかの例示の実施形態において、ヒドロゲル本体１０３の材料は、ヒドロゲル材料であり得、可変視覚インサート１０４は、この材料により全ての表面で包囲され得る。
【0044】
可変視覚インサート１０４は、複数の液晶層１０９及び１１０を備えてもよい。他の例示の実施形態は、単一の液晶層を含有してもよく、このいくつかは、後のセクションで説明される。装置１００の使用は、多くの封止された領域を備えるコンポーネントの組合せからなる新規の眼科用装置を作り出すことができる。
【0045】
いくつかの例示の実施形態において、可変視覚インサート１０４を備えるレンズは、剛性の中心軟性のスカートデザインを含有することができ、液晶層１０９及び１１０を含む中心の剛性光学素子は、それぞれの前面と後面で大気及び角膜表面と直接接触する。レンズ材料の軟性のスカート（典型的には、ヒドロゲル材料）は、剛性光学素子の周辺部に取り付けられるが、この剛性光学素子は、結果として生じる眼科用レンズにエネルギー及び機能性も提供する。
【0046】
図２Ａ及び図Ｂを参照すると、図２Ａでは２００で可変視覚インサートの例示の実施形態トップダウンが、図２Ｂでは２５０でその断面描写が図示される。この描写では、エネルギー源２１０は、可変視覚インサート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、リチウムイン二次電池又はアルカリ電池系バッテリを挙げることができる。エネルギー源２１０は、相互連結特徴２１４と接続されて、相互接続を可能にし得る。例えば、２２５及び２３０における追加的な相互連結部は、エネルギー源２１０を項目２０５などの回路に接続させることができる。他の例示の実施形態において、インサートは、その表面上に堆積された相互連結特徴を有することができる。
【0047】
いくつかの例示的な実施形態では、可変視覚インサート２００は、可撓性基材を含み得る。この可撓性基材は、前述と同様の方法で、又はその他の手段で、典型的なレンズの形状に類似する形状へと形成され得る。しかしながら、追加的な可撓性を追加するために、可変視覚インサート２００は、半径方向の切断部などの追加的な形状特徴をその長さに沿って含んでもよい。例えば、集積回路、ディスクリート構成要素、受動構成要素及びこれらに含まれるデバイスなどの２０５で指示されるものなどの複数の電子構成要素があってもよい。
【0048】
可変視覚部分２２０がまた例示される。可変視覚部分は、可変視覚インサートを通じた電流の印加による命令によって変化し得る。いくつかの例示の実施形態において、可変視覚部分２２０は、透明な基材の２つの層の間の液晶の薄層から構成される。可変視覚構成要素を電気的に活性化し制御する多数の方法があり得るが、典型的には電子回路２０５の作用を通して行われる。電子回路は多様な方法で信号を受信することができ、項目２１５などのインサートの内部にもあり得る検出素子に接続することもできる。いくつかの実施形態において、可変視覚インサートは、レンズスカート２５５内に封入されてもよく、このレンズスカートは、ヒドロゲル材料又は眼科用レンズを形成するために好適な他の材料から構成され得る。これらの例示の実施形態において、眼科用レンズは眼科用スカート２５５と、それ自体が液晶材料の層又は領域を含むことができるか、又は液晶材料を含有し得る封入された眼科用レンズインサート２００から構成され得る。
【0049】
液晶素子を含有する可変視覚インサート図３、項目３００を参照すると、２つの異なる形状のレンズ部品のレンズ効果の図を見ることができる。前述のごとく、本明細書の発明技術の可変視覚インサートは、２つの異なる形状の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り形成することができる。電極及び液晶層システムは、３５０で図示したレンズ部品の間の空間を占有することができる。３２０では、前方湾曲部品を見ることができ、３１０では後方湾曲部品を見ることができる。
【0050】
非限定的な例において、前方湾曲部品３２０は、空間３５０と相互作用する凹形状表面を有してもよい。この形状は、いくつかの実施形態では、３３０として示した曲率半径及び焦点３３５を有するものとして更に特性化され得る。種々のパラメトリック特性を備えた他のより複雑な形状も本発明技術の範囲内で形成されてもよいが、例示のために、簡単な球形状が描写され得る。
【0051】
類似の様式及び更に非限定的な様式において、後方湾曲部品３１０は、空間３５０と相互作用する凸形状表面を有することができる。この形状は、いくつかの実施形態では、３４０で図示した曲率半径及び焦点３４５を有するものとして更に特性化することが可能である。種々のパラメトリック特性を備えた他のより複雑な形状も本発明技術の範囲内で形成されてもよいが、例示のために、簡単な球形状が描写され得る。
【0052】
３００で示したタイプのレンズがどのように動作し得るかを例示するために、項目３１０及び３２０を備える材料は、空間３５０内で予定値の自然の屈折率を有することができ、液晶層は、非限定的な例において、この予定値を屈折率に整合するよう選択され得る。したがって、光線がレンズ部品３１０及び３２０並びに空間３５０を横断する場合、光線は、焦点特性を調整する方法でさまざまな境界面に反応することはない。この機能では、図示されていないレンズの部分は、さまざまな構成要素のエネルギー印加を作動させることができ、これが、入射光線に対して異なる屈折率を呈する空間３５０内の液晶層を結果としてもたらし得る。非限定的な例において、結果として得られる屈折率は、低下され得る。ここで、それぞれの材料境界面において、表面の焦点特性及び屈折率の変化に基づいて変更されるために光路をモデル化することが可能である。
【0053】
このモデルは、Ｓｎｅｌｌの法則：ｓｉｎ（θ１）／ｓｉｎ（θ２）＝ｎ２／ｎ１に基づくことができる。例えば、この境界面は、部品３２０及び空間３５０により形成され得る。θ１は、入射光線が境界面にて面法線と作る角度であり得る。θ２は、光線が境界面を離れると同時に、光線が面法線と作るモデル化された角度であり得る。ｎ２は、空間３５０の屈折率を表すことができ、ｎ１は部品３２０の屈折率を表すことができる。ｎ１がｎ２と等しくない場合、このとき角度θ１及びθ２も同様に異なるであろう。したがって、空間３５０内の液晶層の電気的に可変の屈折率は変更され、光線が境界面でとる経路もまた同様に変更するであろう。
【0054】
図４を参照すると、眼科用レンズ４００を埋め込まれた可変視覚インサート４１０と共に図示している。眼科用レンズ４００は、前方湾曲表面４０１と後方湾曲表面４０２とを有することができる。インサート４１０は、液晶層４０４を備える可変視覚部分４０３を有することができる。いくつかの例示の実施形態において、インサート４１０は、複数の液晶層４０４及び４０５を有することができる。インサート４１０の部分は、眼科用レンズ４００の光学ゾーンと重複してもよい。
【0055】
図５を参照すると、眼科用レンズ内に挿入され得る可変視覚部分５００が液晶層５３０と共に図示されている。可変視覚部分５００は、本明細書の他のセクションで説明された材料の類似する多様性及び構造関連性を有することができる。いくつかの例示の実施形態において、透明電極５４５は、第１の透明な基材５５０上に定置され得る。第１のレンズ表面５４０は、誘電体膜から構成されてもよく、いくつかの例示の実施形態では、第１の透明電極５４５上に定置され得る整列層から構成されてもよい。かかる例示の実施形態において、第１のレンズ表面５４０の誘電体層の形状は、示すような誘電体厚内に領域的に異なる形状を形成することができる。かかる領域的に異なる形状は、図３を参照して説明された幾何学的形状効果を超えるレンズ素子の追加的な集束力を導入する可能性がある。いくつかの実施形態において、例えば、この成形層は、第１の透明電極５４５と基材５５０の組み合わせの上の射出成形により形成することが可能である。
【0056】
いくつかの例示の実施形態において、第１の透明電極５４５及び第２の透明電極５２０は、さまざまな方法で成形され得る。いくつかの例では、この成形は、別個に加えられるエネルギー印加を有し得る分離する明確な領域が形成されることをもたらす。他の例では、電極は、液晶層５３０にわたる可変電界を印加し得るレンズの中心から周辺部までの立体らせんなどのパターンに形成することができる。いずれの場合においても、かかる電極成形は、電極の上の誘電体層の成形に加えて実施され得るか、又はかかる成形に代えて実施され得る。これら方法における電極の成形はまた、動作中のレンズ素子の追加的な集束力も導入することができる。
【0057】
液晶層５３０は、第１の透明電極５４５と第２の透明電極５２５との間に配置され得る。第２の透明電極５２５は、上部基材層５１０に取り付けることが可能であり、上部基材層５１０から底部基材層５５０まで形成されたデバイスは、眼科用レンズの可変視覚部分５００を備えることができる。２つの整列層もまた、誘電体層の上に５４０及び５２５で配置され得、液晶層５２５を包囲することができる。５４０及び５２５における整列層は、眼科用レンズの静止配向を画定するよう機能し得る。いくつかの例示の実施形態において、電極層５２５及び５４５は、液晶層５３０と電気的導通することが可能で、静止配向から少なくとも１つのエネルギー印加された配向へのシフトを引き起こすことができる。
【0058】
図６を参照すると、眼科用レンズ内に挿入され得る可変視覚インサート６００の代替物が、２つの液晶層６２０及び６４０と共に図示されている。液晶領域周辺のさまざまの層の各態様は、図５中の可変視覚インサート５００と関連付けて説明したような類似の多様性を有することができる。いくつかの例示の実施形態において、整列層は偏光感度を単一の液晶素子の機能に導入することが可能である。第１の基材６１０により形成された第１の液晶系素子（６２０及び第２の基材６３０の周りの空間内のその介在する層は、第１の偏光選好性を有し得る）と、第２の基材６３０上の第２の表面により形成された第２の液晶系素子（６４０及び第３の基材６５０の周りの空間内のその介在する層が、第２の偏光選好性を有し得る）を組み合わせることにより、レンズに対する入射光の偏光特徴に対して敏感でないレンズの電気的に可変の焦点特性を可能にし得る組み合わせが形成され得る。
【0059】
例示の素子６００において、５００における例と関連するさまざまの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、３つの基材層を利用して形成されてもよい。他の例では、４つの異なる基材の組み合わせによりデバイスが形成されてもよい。このような例において、中間の基材６３０は２つの層に分割されてもよい。基材が後から組み合わされる場合、項目６００に類似して機能するデバイスをもたらすことができる。４つの層の組み合わせは、類似のデバイスが６２０及び６４０の液晶層の双方の周囲に構築されることが可能であり、処理差が液晶素子の整列特徴を画定する工程の部分に関連し得る素子を製造するための好都合な例を提示することが可能である。更に他の例では、５００で示したものなどの単一の液晶層の周りのレンズ素子が球対称又は９０度の回転で対称である場合、組立前に２つの部品を互いに対して９０度回転することにより、２つの部品を６００で示したタイプの構造に組み立てることが可能である。
【0060】
材料マイクロ射出成形による実施形態は、例えば、直径が約６ｍｍ〜１０ｍｍ、前面半径が約６ｍｍ〜１０ｍｍ、後面半径が約６ｍｍ〜１０ｍｍ、中心厚さが約０．０５０ｍｍ〜１．０ｍｍのレンズを形成するために使用されるポリ（４−メチルペント−１−エン）コポリマー樹脂を含み得る。いくつかの例示的な実施形態は、約８．９ｍｍの直径、約７．９ｍｍの前面半径、約７．８ｍｍの後面半径、及び約０．２００ｍｍの中心厚さ、及び約０．０５０半径の縁部プロファイルのインサートを含む。
【0061】
可変視覚インサート１０４は、眼科用レンズを形成するために利用される成形型部分１０１及び１０２内に定置され得る。成形型部分１０１及び１０２の材料には、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を挙げることができる。他の成形型は、セラミック又は金属材料を含むことも可能である。
【0062】
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。さまざまな等級の脂環式コポリマーは、１０５℃〜１６０℃の範囲のガラス転移温度を有することが可能である。
【0063】
いくつかの例示の実施形態においては、本発明の成形型は、ポリマー、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、主鎖に脂環式部分を含む変性ポリオレフィン、及び環状ポリオレフィンを含む場合もある。このブレンドを、成形型半片の一方又は両方の上に用いいてもよく、このブレンドを後方湾曲部の上に用い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。
【0064】
本発明により成形型１００を作る好ましい方法では、既知の技術に従って射出成型を用いる場合もあるが、例示的な実施形態には、例えば旋盤加工、ダイヤモンド切削、又はレーザー切断をはじめとする他の技術によって作られる成形型を挙げることもできる。
【0065】
典型的には、レンズは、両方の成形型部分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は、レンズの片方の表面は、成形部分１０１又は１０２から形成され得、レンズの他方の表面は、旋盤法、又は他の方法を用いて形成することができる。
【0066】
いくつかの例示的な実施形態では、好ましいレンズ材料は、シリコーン含有構成要素を含む。「シリコーン含有成分」は、モノマー、マクロマー又はプレポリマー中に少なくとも１個の［−Ｓｉ−Ｏ］単位を含有する成分である。好ましくは、合計Ｓｉ及び結合Ｏは、シリコーン含有成分中に、当該シリコーン含有成分の総分子量の約２０重量％より大きい、更に好ましくは３０重量％より大きい量で存在する。有用なシリコーン含有成分には、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などの重合性官能基が含まれる。
【0067】
いくつかの例示的な実施形態では、インサートを包囲するインサート封入層とも呼ばれる、眼科用レンズのスカートは、標準的なヒドロゲルの眼科用レンズ配合物から構成され得る。多くのインサート材料と許容可能な調和を呈し得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は以下に続く。当業者は、説明された以外の他の材料もまた、封止され、封入されたインサート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、本請求項と一致しており、これに含まれると見なされるべきであるということを理解するであろう。
【0068】
好適なシリコーン含有成分は、式Ｉの化合物を含む。【化1】
Ｒ１は、独立して、一価反応性基、一価アルキル基、又は一価アリール基から選択され、前述のいずれかは、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、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を更に含み得、１−１００ Ｓｉ−Ｏの反復単位を含む一価シロキサン鎖は、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、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を更に含むこともあり、
式中、ｂ＝０〜５００であり、ｂが０以外のときに、ｂは、表示値と同等のモードを有する分配であると理解され、
少なくとも１つのＲ１は、一価反応性基を含み、一部の実施形態では、１〜３個のＲ１が一価反応性基を含む。
【0069】
本明細書に使用されるとき、「一価反応性基」は、フリーラジカル及び／又はカチオン重合を受ける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、Ｃ１〜６アルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、Ｃ１〜６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、Ｃ２〜１２アルケニル、Ｃ２〜１２アルケニルフェニル、Ｃ２〜１２アルケニルナフチル、Ｃ２〜６アルケニルフェニルＣ１〜６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基には、（メタ）アクリレート、アクリルオキシ、（メタ）アクリルアミド、及びこれらの混合物が含まれる。
【0070】
好適な一価アルキル基及びアリール基には、置換及び非置換のメチル、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の非置換の一価Ｃ１〜Ｃ１６アルキル基、Ｃ１〜Ｃ１４アリール基が挙げられる。
【0071】
一実施形態において、ｂはゼロであり、１つのＲ１は一価反応基であり、少なくとも３つのＲ１は、１〜１６個の炭素原子を有する一価アルキル基から選択され、別の実施形態では、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。本実施形態のシリコーン成分の非限定的な例には、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−メタクリルオキシプロピルオキシプロピル−トリ（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含まれる。
【0072】
別の実施形態では、ｂは、２〜２０、３〜１５、又は一部の実施形態では、３〜１０であり、少なくとも１つの末端Ｒ１は、一価反応性基を含み、残りのＲ１は、１〜１６個の炭素原子を有する一価アルキル基から選択され、別の実施形態では、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。更に他の一実施形態では、ｂが３〜１５であり、１つの末端Ｒ１が一価の反応性基を含み、その他の末端Ｒ１が１〜６の炭素原子を有する一価のアルキル基を含み、残りのＲ１が１〜３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的な例には、（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」）が含まれる。
【0073】
別の実施形態では、ｂは、５〜４００、又は１０〜３００であり、両方の末端Ｒ１は、一価反応基を含み、残りのＲ１は、独立して、炭素原子間のエーテル結合を有することもあり、ハロゲンを更に含むこともある、１〜１８個の炭素原子を有する一価アルキル基から選択される。
【0074】
一実施形態では、シリコーンヒドロゲルレンズが望ましい場合、本発明のレンズは、ポリマーが作製される反応性モノマー成分の総重量に基づき、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製される。
【0075】
別の実施形態では、１〜４のＲ１はビニルカーボネート又は次の式のカルバメートを含む。【化2】
Ｒは、水素又はメチルを意味し、ｄは１、２、３又は４であり、そしてｑは０又は１である。
【0076】
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は、具体的には、１，３−ビス［４−（ビニルオキシカルボニルオキシ）ブト−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、及び次の化学式の化合物を含む。【化3】
【0077】
約２００以下の弾性率を有するバイオ医療用デバイスが所望される場合、１個のＲ１のみが一価の反応性基を含むものとし、残りのＲ１基うちの２個以下は、一価シロキサン基を含む。
【0078】
別のクラスのシリコーン含有成分としては、次の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＊Ｅ１；
Ｅ（＊Ｄ＊Ｇ＊Ｄ＊Ａ）ａ ＊Ｄ＊Ｇ＊Ｄ＊Ｅ１又は
Ｅ（＊Ｄ＊Ａ＊Ｄ＊Ｇ）ａ ＊Ｄ＊Ａ＊Ｄ＊Ｅ１
式中、
Ｄは、炭素原子６〜３０個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、炭素原子１〜４０個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でき、
＊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は次の式の二価重合ラジカルを示し、
【化4】
【化5】
【0079】
１つの好ましいシリコーン含有成分は、次の式で示されるポリウレタンマクロマーである。【化6】
【化7】
【0080】
本発明の使用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、ポリフッ素化炭化水素、ポリフッ素化エーテル、及び多糖類基を含有するマクロマー、末端のジフルオロで置換された炭素原子に結合する水素原子を有する、極性のフッ素化グラフト又は側基を有するポリシロキサン、エーテルを含有する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有するシロキサニル結合及び架橋性モノマーが含まれる。また、前述のポリシロキサンのいずれも、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。
【0081】
液晶材料本明細書に説明されている液晶層型と一致する特性を有し得る多数の材料が存在する。好都合な毒性を備える液晶材料が好ましい場合があり、天然由来のコレステリル系液晶材料が有用である場合もあることが予想され得る。他の例では、封入技術及び眼科用インサートの材料は、材料の広範な選択を可能にすることができ、この材料は、ネマティック又はコレステリックＮ＊若しくはスメクチックＣ＊液晶又は液晶混合物に関連する典型的には広範なカテゴリーであり得るＬＣＤディスプレイ関連材料を含むことができる。ＴＮ、ＶＡ、ＰＳＶＡ、ＩＰＳ及びＦＦＳ用のＭｅｒｋ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｌｉｃｒｉｓｔａｌ混合物などの市販の混合物並びに他の市販の混合物が、液晶層を形成するための材料選択の一員となる。
【0082】
非限定的な意味で、配合物の混合は、以下の液晶材料を含有することができる：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）を含める安息香酸化合物、（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’−（オクチルオキシ）−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）を含めるカルボニトリル化合物、及び４，４’−アゾキシアニソール。
【0083】
非限定的な意味で、Ｗ１８２５と呼ばれ得る配合物は、液晶形成材料として使用することが可能である。Ｗ１８２５は、ＢＥＡＭ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｒ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ Ｃｏ．（ＢＥＡＭＣＯ）から入手可能であり得る。
【0084】
本発明の概念に有用であり得る液晶材料のその他の部類が存在し得る。例えば、強誘電体液晶は、電界により配向された液晶の実施形態に機能をもたらすことが可能であるが、磁場相互作用などのその他の効果を導入してもよい。電磁放射線と材料との相互作用もまた異なる場合がある。
【0085】
整列層材料記載されてきた多くの例示の実施形態において、眼科用レンズ内の液晶層は、インサート境界部分において、さまざまな方法で整列させる必要があり得る。例えば、整列は、インサートの境界部分に対して平行又は垂直であり得、この整列は、さまざまな表面の適切な処理により得ることが可能である。この処理は、液晶（ＬＣ）を封じ込めるインサートの基材を整列層によりコーティングすることを伴う。これら整列層は、本明細書に記載されている。
【0086】
多様なタイプの液晶系デバイスで通常実施される技術は、ラビング技術であり得る。このような技術は、液晶を封入するために使用されるインサート部品のものなどの湾曲表面を考慮して適用され得る。一例では、表面は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）層でコーティングされてもよい。例えば、ＰＶＡ層は、１重量％の水溶液を使用して、スピンコーティングされてもよい。溶液は、例えば約１０００ｒｐｍで例えば、約６０秒間の時間でスピンコーティングにより塗布され、その後乾燥され得る。続いて、乾燥された層を、柔らかい布でこすってもよい。非限定的な例では、柔らかい布はベルベットでもよい。
【0087】
フォトアライメントは、液晶封入体上に整列層を生成するための別の技術であり得る。いくつかの例示の実施形態において、フォトアライメントは、その非接触性質及び大規模な作製の能力のために、望ましい場合がある。非限定的な例では、液晶可変視覚部分で使用されるフォトアライメント層は、典型的にはＵＶ波長の線状偏光の偏光に対して主として垂直な方向で整列することができる二色性のアゾベンゼン染料（アゾ染料）から構成され得る。このような整列は、反復性トランス−シス−トランス光異性化プロセスの結果であり得る。
【0088】
例として、ＰＡＡＤシリーズアゾベンゼン染料は、ＤＭＦ中１重量％の溶液から３０００ｒｐｍで３０秒間にわたってスピンコーティングすることができる。引き続いて、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）の線状偏光ビームに曝すことができる。光の供給源は、さまざまな形態を取ってもよい。いくつかの例示の実施形態において、光は、例えばレーザー源からのものであり得る。ＬＥＤ、ハロゲン及び白熱源などの他の光源は、その他の非限定的な例であり得る。光のさまざまな形態が適切な方法でさまざまなパターンに偏光される前又は後のいずれかに、光は、光学レンズ化デバイスの使用を通してなどのさまざまな方法でコリメートされることが可能である。レーザー源からの光は、例えば、コリメーションの程度（視準度）を本質的に有することができる。
【0089】
現在、アゾベンゼンポリマー、ポリエステル、メソゲン性４−（４−メトキシシンナモイルオキシ）ビフェニル側鎖を有する光架橋性重合体液晶等に基づいた、多種多様な光非等方性材料が既知である。かかる材料の例としては、スルホン酸アゾ染料ＳＤ１及びその他のアゾベンゼン染料、特に、ＢＥＡＭ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｔ 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）等が挙げられる。
【0090】
いくつかの例示の実施形態において、ＰＡＡＤシリーズアゾ染料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場合がある。一部のアゾベンゼン染料、例えばメチルレッドは、液晶層を直接的にドーピングすることによりフォトアライメントに使用することができる。偏光へのアゾベンゼン染料の曝露は、液晶層のバルクへ、その内部へ、更に境界層への拡散及び付着を引き起こし、望ましい整列状態を生成することができる。
【0091】
メチルレッドなどのアゾベンゼン染料はまた、例えば、ＰＶＡなどのポリマーと組み合わせて使用することもできる。液晶の隣接する層の整列を強化することができるその他の光非等方性材料も許容可能であり、現在知られている。これら例として、クマリン、ポリエステル、メソゲン性４−（４−メトキシシンナモイルオキシ）−ビフェニル側鎖を有する光架橋性重合体液晶、ポリ（ビニルシンナメート）等を挙げることができる。フォトアライメント技術は、液晶のパターン化配向を含む実施形態に有利であり得る。
【0092】
整列層を生成する別の例示的な実施形態において、整列層は、インサート部品基材上の酸化ケイ素の真空蒸着により得ることが可能である。例えば、ＳｉＯ２は、〜０．００１Ｐａ（〜１０−６ｍｂａｒ）などの低圧で蒸着され得る。射出成型されるナノスケールのサイズの整列特徴を前方及び後方インサート部品の作製に提供することも可能であり得る。これら成形された特徴は、記載された材料又は物理的な整列特徴に直接相互作用し、整列パターニングを液晶分子の整列配向に伝えることができる他の材料で、多様な方法でコーティングされてもよい。
【0093】
更に他の例示的な実施形態は、インサート部品が形成された後の、インサート部品に対する物理的整列特徴の作成に関連し得る。他の液晶系技術で一般的なラビング技術は、物理的な溝を作成するために成形表面上で実施することができる。表面はまた、それらの上に小さな溝付き特徴を作成するために、鋳造後エンボス加工処理を受けてもよい。更に他の例示の実施形態は、多様な種類の光学パターニング処理を伴う場合があるエッチング技術の使用に由来してもよい。
【0094】
誘電体材料誘電体膜及び誘電体が本明細書で記載されている。非限定的な例としては、液晶可変視覚部分で使用される誘電体膜又は誘電体は、本明細書に記載される本発明に適切な特性を有する。誘電体は、誘電体として単独で又は一緒に機能する１つ又は２つ以上の材料層を備えることができる。単独の誘電体のものよりも優れた誘電体性能を達成するために、複数の層を使用することが可能である。
【0095】
誘電体は、例えば１μｍと１０μｍの間の、個別に可変視覚部分に望ましい厚さで、無欠陥絶縁層を可能にすることができる。当業者に既知であるように、欠陥は、ピンホールとも呼ばれることがあり、誘電体を通して電気的及び／又は化学的接触を可能にする誘電体内の正孔を指す。誘電体は、所定の厚さで、例えば、誘電体が１００ボルト以上の電圧に耐えなけれならない、破壊電圧に対する要求を満たすことができる。
【0096】
誘電体は、湾曲した、円錐形の、球形の、及び複雑な三次元表面（例えば、湾曲表面又は非平面表面）への作製を可能にすることができる。ディップ及びスピンコーティングの典型的な方法を使用してもよく、又は他の方法を採用してもよい。
【0097】
誘電体は、例えば、液晶若しくは液晶混合物、溶剤、酸類、及び塩基類、又は液晶領域の化成で存在する他の材料などの可変視覚部分内の化学物質からのダメージに抵抗することができる。誘電体は、赤外線、紫外線、及び可視光線からのダメージに抵抗することができる。望ましくないダメージとして、本明細書に記載されているパラメータ、例えば破壊電圧及び光伝送に対する劣化を挙げることができる。誘電体は、イオンの透過に抵抗し得る。誘電体は、例えば、粘着力促進層を使用して、下にある電極及び／又は基材に付着することが可能である。誘電体は、低汚染、低表面欠損、絶縁保護コーティング、及び低い表面粗さを可能にするプロセスを使用して作製することが可能である。
【0098】
誘電体は、システムの電気的動作と両立する比誘電率又は誘電定数、例えば、所定の電極領域についての電気容量を低減するための低い比誘電率を有することができる。誘電体は、高い固有抵抗を有することができ、これによって高い印加電力でも非常に小さい電流が流れることを可能にする。誘電体は、視覚デバイスに望ましい品質、例えば、高伝送、低散乱、及び一定の範囲内の屈折率を有することができる。
【0099】
例示の、非限定的な誘電体材料として、パリレン−Ｃ、パリレン−ＨＴ、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、及びテフロンＡＦの１つ又は２つ以上が挙げられる。
【0100】
電極材料電極は、液晶領域にわたる電界を達成する目的で、電位を印加するために本明細書で記載されている。電極は、一般的に、電極として単独で又は一緒に機能する１つ又は２つ以上の材料層を備える。
【0101】
電極は、恐らくは接着力促進物質（例えば、メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン）を使用することで、下にある基材、誘電体コーティング、又はシステム内の他の物体に接着することができる。電極は、有益な自然酸化物を形成することが可能であるか、又は有益な酸化物層を作製するよう処理され得る。電極は、高い光伝送を有しかつ反射がほとんどない状態で、透明、実質的に透明、又は不透明であり得る。電極は、既知の処理方法で、パターン化又はエッチングすることが可能である。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、蒸着、スパッタリング、又は電気メッキされ得る。
【0102】
電極は、本明細書に記載されている電気システムにおける使用に好適な固有抵抗を有するように、例えば、所定の幾何学的構造物内の抵抗の要求を満たすよう設計することが可能である。
【0103】
電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、ステンレススチール、クロム、グラフェン、グラフェンドープ層及びアルミニウムの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を理解されたい。
【0104】
プロセス以下の方法ステップは、本発明のいくつかの態様により実施しても良いプロセスの例として与えられる。本方法のステップ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良いことを理解されるべきである。加えて、本発明を実施するためにすべての工程を必要とするわけではなく、また本発明の種々の例示の実施形態は付加的な工程を含んでもよい。更なる例示の実施形態が実用的であり得、かかる方法は、当該請求項の十分に範囲内であるということは、当業者には明白であり得る。
【0105】
ここで図７を参照すると、フローチャートによって、本発明を実施するために用い得る代表的なステップを示している。７０１では、第１の基材層を形成し（第１の基材層は、後方湾曲表面を備え、その他の基材層の表面の形状とは異なり得る第１のタイプの形状を備える上部面を有することができる）、７０２では、前方湾曲表面、若しくはより複雑なデバイスのために、中間表面又は中間表面の一部を備え得る第２の基材層を形成する。７０３では、電極層が、第１の基材層の上に堆積され得る。堆積は、例えば、蒸着又は電気メッキにより行うことが可能である。いくつかの例示の実施形態において、第１の基材層は、光学ゾーン内に領域及び非光学ゾーン内の領域の双方を有するインサートの部品であってもよい。電極堆積プロセスは、いくつかの例示の実施形態では、相互連結特徴を同時に画定することができる。
【0106】
７０４では、第１の基材層が、前に堆積された電極層の上に整列層を付加するよう更に処理され得る。整列層は、基材上の上層に堆積され得、次いで標準整列層の特性である溝付き特徴を作成するためにラビング技術などの標準的な方法で処理され得、若しくはエネルギー粒子又は光で処理され得る。反応性メソゲンの薄層が、露光量で処理され、種々の特性を有する整列層を形成することが可能である。
【0107】
７０５では、第２の基材層が更に処理され得る。電極層が、工程７０３と類似の様式で第２の基材層の上に堆積され得る。次いで、いくつかの例示の実施形態において、７０６で、誘電体層を、電極層の上の第２の基材層上に加えることができる。誘電体層は、その表面にわたって可変の厚さを有するよう形成され得る。例として、誘電体層は、第１の基材層の上に成形されてもよい。あるいは、前に形成された誘電体層を、第２の基材部品の電極表面の上に接着してもよい。
【0108】
７０７では、整列層が、７０４の処理工程と類似の様式で第２の基材層の上に形成され得る。工程７０７の後には、眼科用レンズインサートの少なくとも一部を形成し得る２つの別個の基材層は、結合される準備状態にあり得る。いくつかの例示の実施形態において、７０８で、２つの部品を、互いにごく近接させて、次いで、液晶材料が、２つの部品の間に充填され得る。７０９において、２つの部品を互いに近接させ、次いで封止して、液晶を有する可変視覚素子を形成することができる。
【0109】
いくつかの例示の実施形態において、７０９で形成されたタイプの２つの部品は、工程７０１〜７０９の方法を繰り返すことで作製することが可能であり、ここでは、整列層は、互いにオフセットされ、偏光されていない光の集光力を調整し得るレンズを可能にする。このような例示の実施形態において、２つの可変視覚層を組み合わせて、単一の可変視覚インサートを形成することができる。７１０では、可変視覚部分がエネルギー源及び中間物に接続され得るか、又は付属の構成要素がその上に配置され得る。
【0110】
７１１では、工程７１０で得られた可変視覚インサートが、成形型部品内に定置され得る。可変視覚インサートはまた、１つ又は２つ以上の構成要素を含んでも、含まなくてもよい。いくつかの好ましい実施形態では、可変視覚インサートは、機械的定置を介して成形型部分内に定置される。機械的定置には、例えば、表面実装構成要素を配置するのに業界で知られているもののような、ロボット又はその他のオートメーションが含まれ得る。可変視覚インサートの人的定置もまた、本発明の範囲内である。したがって、任意の機械的定置、又はオートメーションが利用されてもよく、これは成形型部分に収容される反応性混合物の重合が、生じる眼科用レンズの可変視覚部分を含むように鋳造成形型部分内にエネルギー源を有する可変視覚インサートを定置するために有用である。
【0111】
いくつかの例示の実施形態では、可変視覚インサートは成形型部分内に定置されて、基材に取り付けられる。エネルギー源、及び１つ又は２つ以上の構成要素がまた基材に取り付けられ、可変視覚インサートと電気的に導通する。構成要素は、例えば、可変視覚インサートに適用される出力を制御する回路を含み得る。したがって、いくつかの例示の実施形態では、構成要素は、１つ又は２つ以上の光学特性を変更するために（例えば、第１の屈折力と第２の屈折力との間の状態変化）、可変視覚インサートを作動させるための制御機構を含む。
【0112】
いくつかの例示の実施形態によっては、プロセッサ装置、ＭＥＭＳ、ＮＥＭＳ又はその他の構成要素をもまた、可変視覚インサート内に、エネルギー源と電気的に接続して配置することもある。７１２では、反応性モノマー混合物が成形型部分内に堆積され得る。７１３では、可変視覚インサートが、反応性混合物と接触するよう定置され得る。いくつかの例示の実施形態において、可変視覚部分の定置及びモノマー混合物の堆積の順序は、逆になってもよい。７１４では、第１の成形型部品を第２の成形型部品に隣接させて定置し、反応性モノマー混合物の少なくとも一部及び可変視覚インサートをその内部に備えたレンズ形成空洞を形成する。上述のように、好ましい実施形態は、やはり空洞内にあり、可変視覚インサートと電気的に導通するエネルギー源、及び１つ又は２つ以上の構成要素を含む。
【0113】
７１５では、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によって達成されてよい。７１６では、眼科用レンズを構成するインサートを封入する重合した材料に接着した、又はこれに封入された可変視覚インサートと共に、眼科用レンズが成形型部品から取り除かれる。
【0114】
本明細書の本発明を使用して、任意の既知のレンズ材料、又はかかるレンズの製造に好適な材料から製造されるハード又はソフトコンタクトレンズを提供し得るが、好ましくは、本発明のレンズは、約０〜約９０パーセントの含水量を有する、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製造される、若しくは、シロキサン、ヒドロゲル、シリコーンヒドロゲル、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製造される。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に加えて、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、製造し得る。好適な材料は、シリコーンマクロマー及び親水性モノマーから製造されるシリコーンヒドロゲルを含むが、これらに限定されない。
【0115】
装置ここで図８を参照すると、自動化装置８１０を１つ又は２つ以上の移送境界部８１１と共に図示する。それぞれ関連づけられている可変視覚インサート８１４を備えた多数の成形型部品が、パレット８１３に収容され、移送境界部８１１に送られる。実施形態は、例えば、可変視覚インサート８１４を個別に定置する単一の境界部、又は可変視覚インサート８１４を多数の成形型部品に同時に（いくつかの実施形態では各成形型部分に）定置する多数の境界部（図示されない）を含み得る。定置は、移送境界部８１１の垂直運動８１５を介して生じ得る。
【0116】
本発明のいくつかの実施形態の別の態様は、眼科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に可変視覚インサート８１４を支持する装置を含む。いくつかの実施形態では、可変視覚インサート８１４、及びエネルギー源は、レンズ成形型の保持点（図示されない）に取り付けられてもよい。保持点は、レンズ本体を形成するものと同種の重合材料によって固定してよい。他の例示の実施形態は、可変視覚インサート８１４、及びエネルギー源がその上に取り付けられ得る成形型部品内のプレポリマー層を含む。
【0117】
インサート装置内に含まれるプロセッサここで図９を参照すると、本発明のいくつかの例示の実施形態で使用され得るコントローラ９００が図示されている。コントローラ９００はプロセッサ９１０を含むが、このプロセッサは、通信装置９２０に結合した１つ又は２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、コントローラ９００を使用して、眼科用レンズ内に定置されるエネルギー源にエネルギーを伝送することができる。
【0118】
コントローラ９００は、通信チャネルを介してエネルギーを通信するように構成された通信装置に結合した１つ又は２つ以上のプロセッサを含むことができる。通信装置は、可変視覚インサートの眼科用レンズ内への定置、及び可変視覚装置を操作するための命令の伝送の１つ又は２つ以上を電気的に制御するために使用され得る。
【0119】
通信装置９２０を使用することによってまた、例えば、１つ又は２つ以上のコントローラ装置又は製造機器構成要素と通信してもよい。
【0120】
プロセッサ９１０は、記憶装置９３０とも通信する。記憶装置９３０は、磁気記憶デバイス（例えば、磁気テープ及びハードディスクドライブ）、光記憶装置、並びに／又はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）デバイス及びリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）デバイス等の半導体記憶デバイスを含む、任意の適切な情報記憶装置を備え得る。
【0121】
記憶装置９３０は、プロセッサ９１０を制御するためのプログラム９４０を記憶することができる。プロセッサ９１０は、プログラム９４０の指示を実行し、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、可変視覚インサートの定置、処理装置の定置などのようなものを記述する情報を受信し得る。記憶装置９３０はまた、１つ又は２つ以上のデータベース９５０、９６０内の眼科関連データを記憶することもできる。データベース９５０及び９６０は、可変視覚レンズへの、又は可変視覚レンズからのエネルギーを制御するための特定の制御論理を含み得る。
【0122】
液晶素子及び成形誘電体層を備える可変視覚インサート液晶材料の種々の実施形態は、図３に示した成形インサート層を使用してインサート内に展開され得る。しかしながら、例示の実施形態の代替セットは、電極及び成形誘電体部品を備えるインサート部品を使用して形成されてもよい。図１０を参照すると、眼科用レンズ内に挿入され得る可変視覚部分１０００が、液晶層１０２５と共に図示されている。可変視覚部分１０００は、本明細書の他のセクションで説明したように、類似する材料の多様性及び構造関連性を有することができる。いくつかの例示の実施形態では、透明電極１０５０が、第１の透明基材１０５５上に定置され得る。第１のレンズ素子１０４０は、誘電体膜から構成され得、第１のレンズ素子は、第１の透明電極１０５０の上に定置され得る。かかる実施形態において、第１のレンズ素子１０４０の誘電体層の形状は、示すように、誘電体厚さ内で領域によって異なる形状を形成する場合がある。いくつかの実施形態では、成形層は、第１の透明電極１０５０の上の射出成形により形成され得る。
【0123】
種々のタイプの液晶層１０２５が、第１の透明電極１０５０と第２の透明電極１０１５の間に配置され得る。第２の透明電極１０１５は、上部基材層１０１０に取り付けられてもよく、ここでは、上部基材層１０１０から底部基材層１０５５まで形成されたデバイスは、眼科用レンズの可変視覚部分１０００を収容し得る。２つの整列層１０３０及び１０２０は、液晶層１０２５を包囲し得る。整列層１０３０及び１０２０は、眼科用レンズの静止配向を画定するよう機能することができる。いくつかの例示の実施形態において、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つのエネルギー印加された配向への配向におけるシフトを引き起こすことが可能である。
【0124】
いくつかの例示の実施形態において、眼科用レンズの可変視覚部分１０００は、整列層１０２０及び１０３０を有さないが、この代わりに透明電極１０１５及び１０５０は、液晶層１０２５に直接導通することが可能である。かかる例示の実施形態では、液晶層１０２５のエネルギー印加は、液晶内部の相変化を引き起こし、これによって、眼科用レンズの可変視覚部分１０００の視覚品質を変更し得る。
【0125】
図１１を参照すると、眼科用レンズ内に挿入され得る可変視覚部分１０００の代替物が、液晶層１１２５と共に図示されている。図１０の可変視覚部分１０００と同様に、第１のレンズ素子１１４５上及び第２のレンズ素子１１４０上の双方への基材１１３５及び１１５５並びに誘電体材料の層化は、液晶層１１２５の視覚特性に影響を与え得る三次元形状を結果としてもたらすことが可能である。第１の透明電極１１５０は、眼科用レンズの可変視覚部分１１００の第１の基材層１１５５上に配置され得る。
【0126】
可変視覚部分１１００内に含まれる各層１１３５、１１５５、１１４５、及び１１４０が三次元特性を有するために、上部基材層１１１０及び底部基材層１１５５の性質は、平坦レンズ実施形態又はより典型的な液晶系実施形態よりも複雑であり得る。いくつかの例示の実施形態において、上部基材層１１１０の形状は、底部基材層１１５５とは異なってもよい。いくつかの例示の実施形態は、双方共に誘電体材料から構成される第１のレンズ素子１１４５及び第２のレンズ素子１１４０を含む。第２のレンズ素子１１４０は、低周波数で第１のレンズ素子１１４５とは異なる誘電特性を有し得るが、光スペクトルにおいて第１のレンズ素子１１４５に対して整合した特徴を有し得る。第２のレンズ素子１１４０の材料として、例えば第１のレンズ素子１１４５の光学特性に整合した水性液体を挙げることができる。
【0127】
可変視覚部分１１００は、液晶層１１２５がその上に堆積され得る表面層を形成することができる中央基材層１１３５を含み得る。いくつかの例示の実施形態において、中央基材層１１３５はまた、第２のレンズ素子１１４０が液体形態である場合、該第２のレンズ素子１１４０を収容するよう作用することができる。いくつかの例示実施形態は、第１の整列層１１３０と第２の整列層１１２０の間に配置される液晶層１１２５を含むことができ、ここでは第２の整列層１１２０は、第２の透明電極１１１５の上に定置されている。上部基材層１１１０は、可変視覚部分１１００を形成する層の組み合わせを備えてもよく、その組み合わせは、その電極１１５０及び１１１５にわたって印加された電界に応答し得る。整列層１１２０及び１１３０は、種々の手段で可変視覚部分１１００の光学特性に影響を与えることができる。
【0128】
ナノサイズのポリマーを分散した液晶層を備える液晶デバイス図１２Ａ及び１２Ｂを参照すると、眼科用レンズ内に挿入され得る図１２Ａの可変視覚部分が、ポリマー層１２３５並びに、多数の位置で、例えば１２３０で図示したナノサイズのポリマーを分散した液晶液滴と共に図示されている。重合領域は、膜構造定義及び形状を供与し得るが、一方液晶材料に富む１２３０などの液滴は、層を通しての光伝送に及ぼす顕著な光学効果を有し得る。
【0129】
ナノサイズの液滴は、エネルギー印加された状態及びエネルギー印加されていない状態の両方で液滴と隣接する層との間で変更された屈折率が、散乱プロセスに関してそれほど重要ではあり得ない寸法で、これらが十分に小さいという点で有用である。
【0130】
ナノサイズの液滴への液晶の閉じ込めは、分子が液滴内で回転することをより困難にし得る。この効果は、液晶分子をエネルギー印加状態に整列させるために使用されるより大きな電界を結果としてもたらし得る。更に、液晶分子の化学構造の工業技術は、整列された状態を確立するために必要とされるより低い電界を可能にする条件を画定するよう役立つこともできる。
【0131】
１２００で図示したタイプのポリマーが分散した液晶層を形成するために、多数の方法があり得る。第１の例では、モノマーと液晶分子の混合物が、加熱されて均質な混合物を形成する組み合わせで形成され得る。次に、この混合物が前方湾曲インサート部品１２１０に加えられ、次いで、後方湾曲又は中間インサート部品１２４５の付加により、レンズインサート内に封入され得る。次いで、液晶混合物を含んでいるインサートが、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て、比較的純粋な液晶モノマーの領域が、液滴又は層内の液滴として析出することができる。次いで、モノマーの重合を触媒するための後続の処理工程が実施され得る。いくつかの例では、混合物に化学線が向けられ、重合を開始する場合もある。
【0132】
別の例では、液晶と液晶モノマーの混合物でも実行され得る。この例では、混合物が前方湾曲部品１２１０若しくは後方又は中間湾曲部品１２４５に加えられ、次いで追加的な部品が適用され得る。適用された混合物は、重合反応を惹起させるための構成要素を既に備え得る。あるいは、重合を開始するために、化学線が混合物に向けられてもよい。モノマー及び開始剤に特定の材料を選択することで、重合反応は、液滴に似る液晶モノマー材料の高濃度領域又は材料の重合網内部の液滴が形成され得るような速度及び方法で続けてゆくことが可能である。これら液滴は、ある量の液晶分子も含む重合材料により包囲され得る。これら液晶分子は、ポリマーマトリックスが完全に重合される前に、ポリマーマトリックス内部を自由に移動することができ、液晶混合物が適用されたインサート部品の表面上の他の液晶分子又は整列特徴であり得るこれら液晶分子の隣接する領域において方向性効果に触れることも可能であり得る。整列領域は、ポリマーマトリックス内部の液晶分子の静止状態を決定することができ、ある程度の重合が生じた後に、重合領域内の液晶分子の固定された配向を決定することができる。更に、ポリマー内の整列した液晶分子はまた、液滴内部の液晶分子又は液晶分子の液滴に方向性効果を及ぼすことも可能である。したがって、組み合わされた重合領域の層及び付属の液滴領域は、インサートが液晶中間層を使用して形成される前に、インサート部品上の整列特徴の封入により予め決定された自然の整列状態で存在することができる。
【0133】
液晶分子を重合領域又はゲル化領域に組み込むための多くの方法があり得る。以前の説明において、いくつかの方法はすでに記載されている。それでもやはり、ポリマーが分散された液晶層を作製する任意の方法は、本発明の範囲内の技術を含み得、眼科用デバイスを作製するために使用され得る。前の例では、液晶分子の液滴を包囲する重合層を作製するためにモノマーの使用を記述した。重合モノマーの状態は、重合材料の結晶質形態であり得、他の実施形態では、これは重合モノマーのゲル化形態としても存在し得る。
【0134】
図１２Ａ中の可変視覚部分は、本明細書の他のセクションで説明された類似する材料の多様性及び構造関連性により画定され得るその他の態様を有してもよい。いくつかの例示の実施形態において、透明電極１２２０は、第１の透明基材１２１０上に定置され得る。第１のレンズ表面は、誘電体膜から構成され得、いくつかの例示的実施形態では、第１の透明電極１２２０の上に定置され得る整列層から構成され得る。かかる例示の実施形態において、誘電体層の形状は、誘電体厚さ内で領域によって異なる形状を形成する場合がある。かかる領域によって異なる形状は、レンズ素子の追加的な集束力を、図３を参照して説明した幾何学的効果を超えて導入することができる。例えば、いくつかの例示の実施形態において、成形層は、第１の透明電極１２２０及び基材１２１０の組み合わせの上に、射出成形により形成され得る。
【0135】
いくつかの例示の実施形態において、第１の透明電極１２２０及び第２の透明電極１２４０は、種々の方法で成形され得る。いくつかの例では、成形は、別個に加えられるエネルギー印加を有し得る、分離した明確な領域が形成されることを結果としてもたらし得る。他の例では、電極は、レンズの中心から液晶層１２３０及び１２３５にわたって可変電界を印加し得る周辺部までの立体らせんなどのパターンに形成され得る。いずれの場合でも、かかる電極成形は、電極上の誘電体層の成形に加えて、又はこのような成形の代わりに実行され得る。これら方法における電極の成形はまた、作動中にレンズ素子の追加的な集束力を導入することも可能である。
【0136】
ポリマーが分散された液晶層１２３０及び１２３５は、第１の透明電極１２２０と第２の透明電極１２４０との間に配置され得る。第２の透明電極１２４０は、底部基材層１２４５に取り付けることが可能であり、ここでは、上部基材層１２１０から底部基材層１２４５まで形成されたデバイスは、眼科用レンズの可変視覚部分を備えることができる。２つの整列層もまた、誘電体層の上に配置され得、これら整列層は液晶層１２３０及び１２３５を包囲することが可能である。整列層は眼科用レンズの静止配向を画定するよう機能し得る。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と電気的に導通することが可能であり、静止配向から少なくとも１つのエネルギー印加された配向へのシフトを引き起こすことができる。
【0137】
図１２Ｂでは、電極層のエネルギー印加の効果が示されている。エネルギー印加は、１２９０で図示するように、デバイスにわたる電界が確立されることを生じ得る。電界は、液晶分子がそれ自体で形成された電界と再整列することを誘起し得る。液晶含有液滴中の１２６０で示すように、ここでは垂直線で描写するように、分子は再整列することができる。
【0138】
図１３Ａ〜Ｃを参照すると、眼科用レンズに挿入され得る可変視覚インサート１３００の代替物が、重合領域１３２０と液晶富化液滴１３３０とを含む液晶層と共に図示されている。液晶領域の周囲で画定され得る種々の素子のそれぞれの態様は、図１２Ａ〜Ｂ中の可変視覚インサートに関連付けて記載された類似の多様性を有し得る。したがって、前方視覚素子１３１０及び後方視覚素子１３４０が存在する可能性があり、いくつかの例示の実施形態では、これら視覚素子は、例えば、これらの上に電極、誘電体層及び整列層の１つ又は２つ以上を有し得る。図１３Ａを参照すると、液滴の場所での全体的なパターンは、点線１３０５により図示され得るものとして観察され得る。１３２０の周辺の重合領域は、液滴を欠く又は液滴を相対的に欠くような方法で形成され得るが、一方１３３０などの液滴は、他の場所で形成されてもよい。１３０５で境界線で図示したような液滴の成形形状は、可変視覚インサートの液晶層を使用してデバイスを形成するための追加的な手段を画定し得る。液晶層を横断する光学的放射は、光学的放射が相互作用する液滴領域の蓄積された効果を有するであろう。したがって、光線に対してより多数の液滴を提示する層の一部は、光線に対してより高い屈折率を効果的に有するであろう。別の解釈では、液晶層の厚さは、液滴がより少ない場所で画定される境界部分１３０５で変化することが事実上考えられ得る。図１３Ｂを参照すると、液滴はナノスケールであり得、いくつかの例示の実施形態では、液滴は外部の配向面がない層で形成され得る。１３５０で示すように、液滴は、その内部の液晶分子に対して非整列かつランダムな状態を有し得る。図１３Ｃに進むと、液晶相の両側にある電極への電位の印加による電界１３７０の適用は、項目１３６０の例で図示したように、液滴内の液晶分子の整列を結果としてもたらすことができる。この整列は、液滴付近の光線が認識する実効屈折率の変更をもたらすであろう。これが、液晶層内の密度又は液滴領域の存在における変化と結び付き、液晶分子と共に液滴を含有する適切に成形された領域における実効屈折率の変更により、電気的に可変の集束効果を形成することが可能である。液滴の成形領域を有する例示の実施形態が液晶層を含むナノサイズの液滴で図示されているが、液滴がより大きなサイズである場合をもたらす追加的な実施形態もあり得、更に他の例示の実施形態は、より大きな液滴領域の存在下での整列層の使用から派生し得る。
【0139】
液晶ポリマーが分散した液晶層を含む液晶デバイス図１４Ａを参照すると、眼科用レンズに挿入され得る可変視覚部分が、液晶ポリマー層１４３０及びポリマーが分散した液晶層１４４０と共に図示されている。液晶ポリマーが分散した液晶層は、他の重合領域１４３０内部の液晶分子１４４０に富む隔離された液滴から構成され得る。重合領域は、膜構造定義及び形状を供与し得るが、一方液晶材料に富む液滴は、この層を通して伝送する光に及ぼす顕著な光学効果を有し得る。
【0140】
液晶層の屈折率効果が、可変視覚構成要素を作製する上で有用である用途において、組み込まれた液晶分子の相当量がゲル化領域又は重合領域に封入されるよう重合領域を処理することは有用であり得る。この組み込みは、インサートデバイスの表面に組み込まれた整列層からの方向性効果をポリマーが分散した液滴内部の液晶構成要素に伝送することを可能にし、図１４Ａの図では、整列された液晶分子の重合領域及び液滴の双方への組み込みが、これら領域にわたる平行線により描写されている。加えて、重合材料又はゲル化材料内に組み込まれた液晶分子は、静止状態並びに電界内にある場合の両方で、重合領域の屈折率を液滴領域と相対的に整合させることを可能にすることができる。液晶層の２つの構成要素間の屈折率の相対的整合は、この領域間の境界面において光の散乱を最小に抑えることが可能である。
【0141】
図１４Ａで図示したタイプの液晶ポリマーが分散した液晶層を形成するために多数の方法が存在し得る。第１の例では、モノマーと液晶分子の混合物が、加熱されて均質の混合物を形成される組み合わせで形成され得る。次に、この混合物が前方湾曲インサート部品１４１０に加えられ、次いで後方湾曲又は中間インサート部品１４６０の付加により、レンズインサート内に封入され得る。次いで、液晶混合物を含んでいるインサートが、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て、比較的純粋な液晶モノマーの領域は、液滴又は層内部の液滴として析出することができる。次いで、モノマーの重合を開始するための後続の処理工程が実施され得る。いくつかの例では、化学線が、混合物に向けられ、重合を開始してもよい。
【0142】
別の例では、液晶と液晶モノマーの混合物が形成されてもよい。この例では、混合物が前方湾曲部品１４１０若しくは後方又は中間湾曲部品１４６０に加えられ、次いで追加的な湾曲部品が付加されてもよい。加えられた混合物は、重合反応を触媒するための構成成分を既に含んでもよい。あるいは、化学線が、混合物に向けられ、重合を開始してもよい。モノマー及び触媒開始剤に対して特定の材料を選択することで、液滴に類似する液晶モノマーの高濃度領域又は材料の重合網の内部の液滴が形成され得る速度及び方法で重合反応を続けてゆくことが可能である。これら液滴は、ある量の液晶分子も含む重合材料により包囲され得る。これら液晶分子は、ポリマーマトリックスが重合の特定の状態まで到達するまでポリマーマトリックス内で自由に移動することが可能である。液晶分子はまた、液晶混合物が適用されたインサート部品の表面上の他の液晶分子又は整列特徴であり得る隣接する領域において方向性効果に触れることも可能であり得る。整列領域は、ポリマーマトリックス内の液晶分子に対して静止状態を決定することができる。更に、ポリマー内の整列した液晶分子はまた、液滴内部の液晶分子又は液晶分子の液滴に方向性効果を及ぼすこともできる。したがって、組み合わされた重合領域及び封入された液滴領域の層は、インサートが液晶中間層で形成される前に、インサート部品の上に整列特徴を封入することにより予め決められた自然な整列状態で存在し得る。
【0143】
液晶分子を重合領域又はゲル化領域内に組み込むための多数の方法が存在し得る。前の説明において、いくつかの方法は記載されている。それでも、ポリマーが分散された液晶層を作製する任意の方法は、本発明の範囲内の技術を含み得、眼科用デバイスを作製するために使用され得る。前の例は、液晶分子の液滴を包囲する重合層を作製するためにモノマーの使用を記述した。重合モノマーの状態は、重合材料の結晶質形態であってもよく、又は他の実施形態では、これは重合モノマーのゲル化形態としても存在してもよい。
【0144】
図１４Ａにおける可変視覚部分は、本明細書の他のセクションで説明したような材料の類似した多様性及び構造関連性により画定され得る他の態様を有してもよい。いくつかの例示の実施形態において、透明電極１４５０は、第１の透明基材１４６０の上に定置され得る。第１のレンズ表面１４４５は、誘電体膜から構成されてもよく、いくつかの例示の実施形態では、第１の透明電極１４５０の上に定置され得る整列層から構成されてもよい。かかる実施形態において、第１のレンズ表面１４４５の誘電体層の形状は、示すように誘電体厚さ内で領域によって異なる形状を形成してもよい。かかる領域によって異なる形状は、図３を参照して説明された幾何学的効果を超えてレンズ素子の追加的な集束力を導入し得る。例えば、いくつかの例示の実施形態において、成形層は、第１の透明電極１４４５と基材１４５０の組み合わせの上に、射出成形により形成され得る。
【0145】
いくつかの例示の実施形態において、第１の透明電極１４４５及び第２の透明電極１４２５は、種々の方法で成形され得る。いくつかの例では、成形は、別個に適用されたエネルギー印加を有し得る分離する明確な領域が形成される結果をもたらすことができる。他の例では、電極は、レンズの中心から周辺部に至る立体らせんなどのパターンに形成され得、これは液晶層１４３０及び１４４０にわたって可変電界を印加することができる。いずれの場合でも、かかる電極成形は、電極の上の誘電体層の成形に加えて、又はこのような成形の代わりに実施されてもよい。これら方法における電極の成形はまた、動作中のレンズ素子の追加的な集束力も導入し得る。
【0146】
ポリマーが分散された液晶層１４３０及び１４４０は、第１の透明電極１４５０と第２の透明電極１４２０との間に配置され得る。第２の透明電極１４２０は、上部基材層１４１０に取り付けられてもよく、ここでは、上部基材層１４１０から底部基材層１４５０まで形成されたデバイスは、眼科用レンズの可変視覚部分１４００を備えることができる。２つの整列層もまた、誘電体層の上に１４４５及び１４２５で配置され得、これらは、液晶層１４３０及び１４４０を包囲することができる。１４４５及び１４２５における整列層は、眼科用レンズの静止配向を画定するよう機能することができる。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と電気的に導通することが可能で、これらは静止配向から少なくとも１つのエネルギー印加された配向へ、配向におけるシフトを引き起こすことができる。
【0147】
図１４Ｂでは、電極層のエネルギー印加の効果が描写されている。エネルギー印加は、１４９０で図示するように、電界がデバイスにわたって確立される状態を生じることができる。電界は、液晶分子がそれ自体で形成された電界で再整列することを誘起し得る。１４７０で示された層の重合部分内の分子及び１４８０で示された液晶を含有する液滴内の分子については、ここでは垂直線で描写されるように、これら分子は再整列することができる。
【0148】
図１５を参照すると、眼科用レンズ内に挿入され得る可変視覚インサート１５００の代替物が、液晶層１５２０及び１５５０と共に図示されていて、この２つの液晶層のそれぞれは、図１４Ａ及び１４Ｂを参照して説明されたように、液晶及びポリマーが分散された液晶層であり得る。液晶領域周辺の種々の層のそれぞれの態様は、図１４Ａ及び図１４Ｂで可変視覚インサートに関連付けて記載したような類似の多様性を有し得る。いくつかの例示の実施形態において、整列層は、偏光感度を単一の液晶素子の機能に導入することができる。第１の基材１５１０により形成された第１の液晶系素子（１５２０及び第２の基材１５３０の周りの空間内の介在する層は第１の偏光選好性を有する）を、第２の基材１５４０上の第２の表面により形成された第２の液晶系素子（１５５０及び第３の基材１５６０の周りの空間内の介在する層は第２の偏光選好性を有する）と組み合わせることにより、レンズへの入射光の偏光特徴に敏感ではないレンズの電気的に可変な焦点特性を可能にし得る組み合わせが形成され得る。領域１５５０の実例における短点特徴が、整列した液晶分子を描写することができ、この液晶分子の整列は、１５２０で層内の整列した分子の整列に対して垂直である。１５９０で印加された電界は、２つの液晶層のいずれかにわたる電界が、液滴領域内の液晶分子の再整列を誘起し得ることを示している。いくつかの例示の実施形態において、図１５で示すように、電界を液晶領域１５２０及び１５５０のいずれかにわたって印加するための分離する能力が存在し得る。他の例示の実施形態において、眼科用デバイスの電極への電位の印加は、双方の層を同時にエネルギー印加することが可能である。
【0149】
例示の素子１５００では、図１４Ａ及び１４Ｂの例と関連する種々の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は、４つの基材１５１０、１５３０、１５４０及び１５６０を利用して形成することが可能である。他の例では、デバイスは、３つの異なる基材の組み合わせにより形成され得、ここでは中間基材は、示された１５３０及び１５４０の部品の組み合わせで生じることができる。４つの基材部品の使用は、素子の製造に好都合な例を提示することができ、ここでは類似のデバイスが１５２０及び１５５０の液晶層の両者の周囲で構築され得、処理差が、液晶素子に整列特徴を画定する工程の一部に関連し得る。更に他の例では、図１４Ａ中１４００で示すものなどの単一液晶層の周りのレンズ素子が球対称又は９０度の回転時に対称である場合、このとき、２つの部品は、組立前に、それぞれが２つの基材から作られた２つの個々のインサート部品を互いに対して９０度回転することにより、１５００で表されるタイプの４つの基材部品を有する構造に作製することが可能である。
【0150】
さまざまなアンカリング（束縛）強度を有する液晶層を含む眼科用デバイス図１６Ａを参照すると、さまざまなアンカリング強度を備える液晶層を含む眼科用デバイスの例示の描写を見ることができる。眼科用インサートは、前方湾曲電極層１６１０及び後方湾曲電極層１６１５がその上に定置された前方湾曲部品１６２０と後方湾曲部品１６２５から構成され得る。いくつかの例示の実施形態において、材料のアンカリング層が電極層の表面上に付加されてもよく、場合によっては、電極層の上にある誘電体層に付加されてもよい。アンカリング層の表面は、引き続いて付加される液晶層１６０５との表面相互作用が、処理表面にわたって空間的に変化し得るように、種々の化学的又は物理的方法で変性され得る。スケール及び物理的現象が実際のスケールで示されていない例示的な様式では、アンカリング強度は、１６３０、１６４０及び１６５０で示され得る。３つのアンカリング結合により表された、１６３０におけるアンカリング位置の結合強さが増強される場合、このとき、表面領域に及ぼす液晶分子のアンカリングの効果は、層全体で隣接する液晶分子に伝達され得る。２つのアンカリング結合により例示された、表面領域１６４０の結合強さは、領域１６３０と比較する場合、強さが低下し得るが、１６５０の表面領域よりもなお強い可能性があり、このアンカリング強度は、単一のアンカリング結合により例示される。静的モード及びエネルギーが印加されていないモードにおいて、液晶層１６０５の液晶は、概ね平行様式で表面トポロジーに対して置かれている液晶分子の棒状の図により描写された好ましい様式で整列することができる。
【0151】
１６９０で描写された電界の存在下では、液晶分子は、電界と相互作用することができ、確立された電界に沿って配向するために、それらに及ぼす力を有し得る。前述したように、アンカリング相互作用の強度は、液晶層を通して伝えられることができ、表面アンカリング部位に近接する異なる場所の液晶分子に対して配向で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は、電界１６９０により、１６３５でほとんど摂動を受けずに置かれる液晶分子を有し得る。一方では、最も弱く束縛されている領域は、電界１６９０と１６５５で完全に整列することが可能である。加えて、１６４５で描写するように、中間のアンカリング強度１６４０の領域では、配向は電界１６９０との整列の中間状態をとることができる。
【0152】
したがって、図１６Ａ中の分子などの分子の空間的に均一な配向は、図１６Ｂで描写するように、電界の存在下で領域により変化可能な配向をとることができる。液晶分子は、入射光に対するその整列に基づいて、入射光に対して異なる屈折率を提示し得るために、アンカリング層の処理に基づいて領域によって変化可能な配向を制御する能力は、電極１６１５及び１６２５がエネルギー印加され電界１６９０を発生する場合、プログラムされた光学効果が達成されることを可能にし得る。更に、空間的な意味での屈折率の変化の細部もまた、印加される電界の強さに基づいてスムーズに変化され得る。これは、今度は電極層にわたって印加される電界の電位又は電圧のレベルにより制御され得る。したがって、領域的に画定されたアンカリング層に付加された液晶層を備え、液晶層とのアンカリング相互作用の強さを変化させる光学デバイスは、エネルギー印加されていない状態に対比してエネルギー印加された状態において空間的に変更される屈折率特性の双安定特性を有するデバイスを結果としてもたらすことが可能であり、あるいは、電極のエネルギー印加をさまざまな電極電位又は電圧にすることから得られる光学特性の連続体が存在し得る。
【0153】
さまざまなアンカリング方向（プレチルト角）を有する液晶層を含む眼科用デバイス図１７Ａ〜Ｂを参照すると、電極領域間の液晶層の整列で空間的変化を設計するための、類似するが代替的な例示の実施形態を見ることができる。図１７Ａでは、さまざまな整列配向を備える液晶層を含む眼科用デバイスの例示の描写を見ることができる。眼科用インサートは、前方湾曲部品１７０５及び後方湾曲部品１７１０（これらの上に前方湾曲電極層１７１５及び後方湾曲電極層１７２０が配置されている）から構成され得る。いくつかの例示の実施形態において、液晶層内でその近辺で分子を整列することができる材料の層が、電極層の表面上に付加されてもよく、又は場合によっては、電極層の上にある誘電体層上に付加されてもよい。整列層１７２５は、この層がその表面にわたって可変的であるがプログラムされた方法で配向されたその分子を有して形成するように、種々の化学的又は物理的処理によるような方法で化成後に形成又は処理され得る。これら配向のいくつかは、１７３０の整列層付近において１７３５で描写されたような第１の配向から、１７４０の整列層付近の分子について１７４５で描写され得る、第１の整列配向１７３５に対して完全に垂直であり得る配向まで、液晶分子が整列することを誘起することができる。
【0154】
説明は、第１の表面における整列層内の分子の配向に焦点が当てられてきたが、実際は、前方湾曲及び後方湾曲を備える眼科用インサートでは、整列層の処理は、それぞれの表面で行われ得る。いくつかの例示の処理において、前方湾曲部品上で空間的に変化するパターンを処理することは、後方湾曲部品上で等しく定義された空間的パターンを有する可能性がある。これらの場合には、液晶層内の分子の配向は、この層にわたって均一であるよう図示され得るが、一方図１７Ａで示すように、配向は表面部品に沿って空間内で変化する場合がある。他の例示の実施形態において、眼科用デバイスの後方湾曲部品上の整列層の上に形成された空間的パターンと比較するとき、異なる空間的パターンが、前方湾曲部品上の整列層で形成されてもよい。かかる実施形態は、眼科用インサートデバイスの表面にわたって液晶分子の整列を変更することにより制御されること、並びに液晶層にわたって前方視覚部品から後方視覚部品までの配向の表面の所定の空間的位置における制御された様式での整列の追加的な変化を結果としてもたらすことができる。
【0155】
図１７Ｂを参照すると、液晶層内の分子の配向に及ぼす印加された電界の効果の描写が表示されている。１７０１では、２つの電極１７６０及び１７６５（それぞれが前方湾曲部品１７１０及び後方湾曲部品１７０５上に配置されている）への電位の印加により電界が確立される。１７７０及び１７８０により図示された整列層の分子の配向は、例示の描写では、電界１７０１の印加により変更され得ないことを観察することができる。それにもかかわらず、電界の液晶分子との相互作用は、これが整列層との相互作用を優先し得ると考えられ、したがって、液晶層内の分子は、項目１７７５及び１７８５により描写されるように、電界と整列することができる。この領域では整列層に非常に接近しているために、この図は、実際の状況の簡略化を表す可能性があり、例示され得るものと同じように整列されない配向が存在することもあり、更に全体としての液晶分子の回収の効果は、空間的位置にわたって並びに電界に対して分子の比較的均一な配列を有するとして描写されたものと同様に推定することが可能であることが注目され得る。
【0156】
１７２５で例示の様式で描写される整列層を形成するための多くの方法、又は本明細書の種々の実施形態で言及された整列層のいずれかに関するものを形成するためにする多くの方法がある。一例では、アゾベンゼンの化学的骨格鎖に基づく分子を含む染料材料が、電極層上に、又は電極層上の誘電体層上にコーティングされ、それ自体が層を形成することが可能である。アゾベンゼン系化学部分は、トランス配置及びシス配置で存在し得る。多くの例では、トランス配置は、２つの配置のうちのより熱力学的に安定な状態であり得、したがって、例えば摂氏３０度周辺の温度で、アゾベンゼン層の分子の大部分は、トランス状態で配向され得る。異なる分子配置の電子的構造に起因して、２つの配置は異なる波長の光を吸収することが可能である。したがって、例示の意味で、３００〜４００ナノメートル領域の波長の光で照射することにより、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、比較的迅速にトランス配置に戻り得るが、２つの型変換は、型変換が発生すると同時に、分子の物理的移動をもたらし得る。偏光の存在下では、光の吸収は、偏光ベクトル及び分子を照射するために使用された光の入射角に対するトランス−アゾベンゼン分子の配向に多少なりとも依存する可能性がある。特定の偏光及び入射角を用いて得られる放射の効果とは、入射偏光軸及び入射面を参照してアゾベンゼン分子を配向させることである。したがって、アゾベンゼン分子の整列層を適切な波長まで、並びに所定の空間的に変化する偏光及び入射角で照射することにより、アゾベンゼン分子の整列の空間的な変化を有する層が形成され得る。静的な意味では、アゾベンゼン分子はまた、液晶分子ともこれらの環境で相互作用し、これによって、図１７Ａで描写される液晶分子の異なる整列を形成する。
【0157】
アゾベンゼン材料はまた、図１７Ｃ〜Ｅで概略的に示したようなトランス及びシス状態で平面内及び平面外配向を得るチャンスに起因して、アンカリング方向を調節するための他のチャンスも可能にすることができる。これら材料は、コマンド層とも呼ばれる場合もある。かかる材料についての液晶配向変調はまた、化学光強度を空間的に変調することにより得ることが可能である。図１７Ｃを参照すると、１７４２のアゾベンゼン分子は、表面に束縛されると同時に、トランス配置で配向され得る。この配置では、液晶分子は、１７４１で示すように配向し得る。別のシス配置において、アゾベンゼン分子１７４３は、１７４０で示すように配向するよう液晶分子に影響を与えることが可能である。図１７Ｅを参照すると、液晶配向の組み合わせは、本明細書の本発明の概念と一致し得るように図示されている。
【0158】
他の整列層が、局所的に偏光した入射光によって誘起された重合の好ましい配向に基づいて、重合層の空間的整列を制御するために偏光した入射光を使用するなどの異なる方法で形成されてもよい。
【0159】
図１７Ｆを参照すると、代表的な勾配屈折率光学素子が図示されている。図１６Ａ及びＢを参照して表示されたアンカリングの原理並びに図１７Ａ、Ｂ及びＣを参照して表示された整列層に関連する例示の実施形態は、放射距離を用いる屈折率の略放射線状変化を作り出すために使用することが可能であり、放射距離ｒに対比する屈折率の略放射状変化ｎ（ｒ）などを数学的に表現している関係を１７９６で見ることができる。平坦なレンズ物体についての現象の図的表現は、１７９０で見ることができ、ここでは、１７９１での屈折率は、図中の黒色の濃度により表現され得る比較的高い屈折率であり得る。例えば１７９２で示されるように、屈折率が放射状に変化するとき、この屈折率は、より低い屈折率であり得、並びに低下した黒色の濃度として描写され得る。光学素子は、放射距離を用いる屈折率の略放射状変化で形成されることが可能であり、光に及ぼす効果は、１７９３で示したような光の収束をもたらすための入射光の位相におけるシフトであり得る。勾配屈折率光学素子などの焦点特性の数学的見積もりが、１７９５で図示され得る。
【0160】
サイクロイド波長板レンズを備える眼科用デバイス特殊で多様な偏光ホログラム、即ちサイクロイド回折波長板（ＣＤＷ）は、実質的に１００パーセントの回折効率をもたらし、スペクトル的に広帯域であり得る。図１８に概略的に図示したサイクロイド回折波長板の構造は、異方性材料膜１８１０を含み、ここでは光軸配向は、膜１８１０内のパターン１８２０で図示したように、膜の平面内で連続的に回転している。かかる波長板から得る典型的な光学的な結果は、１８３０及び１８４０を参照して見ることができる。可視波長については、ほぼ１００パーセントの効率が、典型的には約１マイクロメートル（０．００１ｍｍ）の厚さの液晶ポリマー（ＬＣＰ）膜に適合する半波位相リターデーション条件の実現で達成される。図１８Ａを参照すると、サイクロイド波長板デザインで実施することができる配向プログラミングのクローズアップされた図を、１８９０で見ることができる。例えば１８８５の所定の軸方向において、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を経て、１８８０の軸方向に平行な配向まで再び戻って変化することができる。
【0161】
薄い回折格子が高効率を呈する光学素子内のこのような特殊な状態は、波長λの直線偏光光線が、ｘ、ｙ平面内の複屈折性膜上のｚ軸に沿って通常に入射することを考慮することによって理解することができる。膜の厚さＬ及びその光学的異方性Δｎが、ＬΔｎ＝λ／２のように選択され、その光軸が、４５度（入力光線の偏光方向に対する角度α）で配向されていれば、出力光線の偏光は、９０度（角度β）まで回転される。これが、半波波長板が機能する方法である。かかる波長板（β＝２α）の出力時の偏光回転角は、光軸の配向ｄ＝（ｄｘ，ｄｙ）＝（ｃｏｓα，ｓｉｎα）に依存する。低分子量並びにポリマー性の双方の液晶材料は、高い空間周波数（α＝ｑｘ）において波長板の平面内でｄの連続する回転を可能にし、ここでは、空間変調周期Λ＝２Π／ｑは、可視光の波長に匹敵し得る。かかる波長板の出力時の偏光は、空間内で結果的に変調され（β＝２ｑｘ）、この波長板の出力時の回転する偏光パターン内の電界は、＜Ｅ＞＝０に平均化され、入射光線の方向で移送される光は存在しない。このように得られた偏光パターンは、角度±λ／Λで伝搬する２つの円偏光光線の重複に相当する。光線が右手側又は左手側であるかどうかに応じて、円偏光入力光線の場合に回折次数の１つのみ、＋１次回折又は−１次回折が存在する。
【0162】
特殊な多様なサイクロイド回折波長板が、図１９Ａで図示される。かかる例示の実施形態において、図１８中に示すサイクロイド回折波長板は、眼科用レンズインサートデバイスの波形率で更に精錬され得る。図において、形状は平坦な様式で描画されたが、類似の配向プログラミング形状が、なおレンズインサートなどの三次元表面にわたって生じ得る。１９１０では、サイクロイド回折波長板パターンは、平坦な表面上又は球面の傾斜部分などの折り畳まれた表面上に配置され得る放射状パターンまでらせん状に回転されてもよく、液晶又は液晶ポリマー分子の回転角は、波長板の中心から略放物線関数で調節されてもよい。かかる構造物は、レンズの異なる又はより高い強度（焦点距離として又は曲光度として測定された）が同一の厚さ内又はより薄い膜内で得ることができることを含み得る、他の液晶レンズと比較される利点を有するレンズのように作用する。いくつかの例示の実施形態において、膜の厚さは、１〜５μｍにすぎない場合がある。このレンズの別の利点は、デバイスに入る入射光の偏光を切り換えることによる、集光力調整についての正の値と負の値の間の交換の機会であり得る。いくつかの例示の実施形態において、液晶相リターデーションプレートの使用は、偏光交換を容易にするために使用することが可能である。レンズ化作用と交換作用との間の減結合は、非限定的な例として、電気容量及び電力消費などのシステムの電気特性における汎用性を可能にし得る。例えば、たとえレンズそれ自体が薄いものとして選択され得ても、液晶相位相リターダーの厚さは、電力消費を最小限に抑えるよう選択され得る。
【0163】
前方インサート部品と後方インサート部品との間の空間内に形成されるサイクロイド回折レンズパターンは、電気的に活性な埋め込まれた可変視覚インサートを形成することが可能である。図１９Ｂで示すように、電位を前方及び後方インサート部品内の電極に印加することにより、電界１９９０がサイクロイドに配向した液晶層にわたって確立され得る。１９２０で描写するように、液晶部分が電界と整列する場合、得られた整列は、液晶層を回折波長板レンズの特殊な性質がなく、空間的に均一な膜にさせることが可能である。したがって、非限定的な例として、光出力を有する１９１０のパターンは、１９２０で描写されたような電界の印加で集束効果を発生し得ない。
【0164】
サイクロイド波長板型の実施形態についての液晶分子の整列のクローズアップした図が、図２０の項目２０００を参照して見ることができる。パターンの四分の一が図示され、レンズ２０１０の中心から半径方向外方から（例えば２０２０に向かう）並びに外側に向かう分子の整列の配向シフトを観察することができる。この配向は、例えば、図１８に関連して図示されたプログラミングパターンの放射状回転に類似し得ることを観察することができる。
【0165】
液晶及び液晶ポリマー回折波長板の作製は、多段階のプロセスであり得る。サイクロイド回折波長板をマスター波長板から印刷するための技術は、高品質及び大きな領域を伴う大規模な作製に適応させることが可能である。これは、複雑性、コスト及び安定性の問題を増大させ得るホログラフィック装置を伴う他の実施形態に比較され得る。印刷技術は、直線偏光又は円偏光入力光線からのマスターサイクロイド回折波長板の出力で得られる回転する偏光パターンを使用することができる。印刷された波長板の周期は、直線偏光入力光線を使用する場合、二倍にすることができる。光異方性材料における直接記録と比較するとき、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から市販の液晶ポリマーに準じる利点を有し得る。ＲＭＳ−００１Ｃなどの供給元（Ｍｅｒｋ）の命名法で言及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にスピンコーティングされ（典型的には３，０００ｒｐｍで６０秒間）、約１０分間、ＵＶ重合され得る。複数の層が、広帯域の回折のために、又はピーク回折波長を調整するためにコーティングされてもよい。
【0166】
ポリマーが分散した液晶層を有する成形した誘電体層を備える眼科用デバイス図２１を参照すると、成形誘電体層を備える眼科用デバイスの例示の実施形態を見ることができる。この例示の実施形態は、図１０に関する例示の実施形態に関連付けて説明された多くの態様を共有する。２１４０では、１０４０の類似の特徴に相当する成形誘電体層を見ることができる。図２１に関する例示の実施形態において、誘電体層２１４０は、ポリマーが分散した液晶層を形成するために使用されるモノマー部分の制御された重合を通して形成することが可能である。いくつかの例示の実施形態において、層２１４０は、重合プロセス中に捕捉された液晶分子の量を備えることができる。層２１４０がその上に形成される表面が、２１７０などの整列層を有する場合、液晶分子は、整列層のパターンに整列され得、いくつかの例示の実施形態では、重合層２１４０が形成される間に整列され得る。
【0167】
液晶分子を含むモノマーの処理は、例えば２１３０のポリマーが分散した空隙が、液晶分子を含んだ状態で形成され得る条件下で、引き続いて重合され得る。引き続いて重合され得る層のその他の領域、２１２０では、液体分子を含むポリマー層が形成され得る。いくつかの例示の実施形態において、重合プロセス中に液晶分子を配向することもできる整列層が２１６５で存在し得る。
【0168】
図２１の図は、電極層２１６０及び２１７５の間に並びに整列層２１７０及び２１６５の間に前方２１１０及び後方２１５０基材が配置され得る例示の実施形態を描写している。整列層は、前に記載された方法で形成かつパターン化され得るか、又は例えば工業基準規格のラビングプロセスにより実施され得る。図２１の描写は、種々の層のフラットな配向を図示している。この描写は例示の目的に過ぎず、コンタクトレンズなどの例えば眼科用デバイス内に配置され得る湾曲視覚部品は、示された形状でなくとも構造的順序を共有し得る。空隙特徴２１３０がナノスケールであるものなどのいくつかの例示の実施形態において、この構造物内に整列層が必要がない場合もある。これらの特徴において、空隙層内では分子のランダム配向が望ましい場合がある。
【0169】
加えて、眼科用インサートデバイス内部に形成されたポリマーが分散された液晶層を参照して前に記載したように、電極層にわたる電極電位の印加による液晶層を通じての電界の発生は、空隙内に存在する液晶層を電界と整列させ、眼科用デバイスを横断する光に対して提示される屈折率をシフトさせることが可能である。成形誘電体２１４０は、液晶層のあらゆる部分を通して局所電界を発生させ、成形誘電体特性によって変化させ得る。いくつかの例示の実施形態において、成形誘電体層は、ポリマーが分散した液晶層と比べると類似の光学誘電特性を有する材料であるが、異なる電気誘電特性を有する材料から形成され得る。
【0170】
図２１Ａ及び２１Ｂを参照すると、可能であり得る種々の配向態様を示すために、液晶の個々の液滴２１３１が図示されている。いくつかの例示の実施形態において、特に液滴がナノスケールのサイズである場合、図２１Ａのエネルギー印加されていない配向は、液晶分子が示すようなランダム配向パターンを呈する液滴を有し得る。他の実施形態において、整列層の使用は、図２１Ｂの２１３２に示したものなど、例えば、分子が表面に対して平行に整列され得るエネルギー印加されていない配向配置を作成することができる。これらの場合のいずれも、２１９０で電界が印加される場合、液晶分子は、図２１Ｃの２１３３で示すように、電界と整列し得る。
【0171】
ポリマー層内の液晶液滴のさまざまな密度を有するポリマーが分散した液晶層を含む眼科用デバイス図２２を参照すると、液晶層を備える眼科用デバイスの別の例示の実施形態を見ることができる。図１３Ａに関する例示の実施形態に対する類似性を共有する例示の実施形態において、液晶層は、ポリマー層内の液晶液滴の密度が、横断の意味で放射状の層にわたって変更されている光学効果のために形成され得る。図２２で示すように、項目２２１０及び項目２２６０は、それぞれ前方インサート及び後方インサート部品を表し得る。これら部品の上に、２２５０及び２２２０で表される層又は層の組み合わせがあり得る。層２２５０及び２２２０は、それらの上に誘電体層及び／又は整列層も備え得る電極層を表すことができる。これら層の間に、液晶部分を含む層２２４０があり得る。層２２４０は、重合材料の領域が２２３０などの主として液晶分子を含有する液滴により介在され得る方法で処理され得る。図２２の描写は、種々の層のフラット配向を図示している。この描写は、例示の目的に過ぎず、例えば、コンタクトレンズなどの眼科用デバイス内に配置され得る湾曲視覚部品が、示された形状ではなくとも構造的順序を共有することが可能である。液滴特徴２２３０がナノスケールであるものなどのいくつかの例示の実施形態において、この構造内に整列層が存在する必要がない場合もある。これらの特徴において、空隙内では分子のランダム配向が望ましい場合もある。
【0172】
重合プロセスを制御することで、層２２４０を含む液晶の特定の場所において、別の場所のものとは異なる前方湾曲インサートから後方湾曲領域までの液晶材料の密度又は量が存在し得るような方法で、空間的制御を行うことが可能である。レンズ表面にわたる液晶材料の量におけるこれら変化は、眼科用デバイスを横断する光が特定の場所で認識する総計の屈折率をプログラムするために有用であり得る。球状集束及び高次光学効果などの光学効果を発生させることが可能である。前の実施形態の場合のように、層２２４０にわたる電界の確立は、電気的に活性な方法で眼科用デバイスの変更された光学効果の確立をもたらし得る液晶部分の整列における変更を結果としてもたらすことが可能である。
【0173】
図２２Ａ及び２２Ｂを参照すると、可能であり得る種々の配向態様を示すために、液晶の個々の液滴２２３１が図示されている。いくつかの例示の実施形態では、特に液滴がナノスケールのサイズである場合、図２２Ａでのエネルギー印加されていない配向は、液晶分子が示すようなランダム配向を呈する液滴を有することが可能である。他の例示の実施形態では、整列層の使用は、例えば、図２２Ｂの２２３２で示すように、分子が表面に対して平行に整列され得るエネルギーが印加されていない配向配置を作成することができる。これらに場合のいずれにおいても、電界２２９０が印加される場合、図２２Ｃの２２３３で示すように、液晶分子は、電界と整列することが可能である。
【0174】
能動的及び受動的態様を有する単一の高偏光感度の液晶を備える二焦点眼科用デバイス図２３を参照すると、記載された種々の例示の実施形態のいくつかを利用するデバイスの部類を、単一の高偏光感度の液晶層を含む二焦点眼科用デバイスについて見ることができる。図４に記載されるタイプの眼科用レンズは、液晶層を含むインサート２３３０によって与えることができる。説明されてきた種々のタイプの層は、整列層により整列され、したがって特定の偏光状態に対する感度を有し得る。このデバイスが焦点調整機能を有し、かつ単一の整列した液晶層を有する場合、若しくは、一方の液晶層が直交する方向で他方の液晶層に整列され、液晶層の一方が他方のものとは異なるレベルまで電気的にエネルギー印加される二重層デバイスである場合、このとき眼科用レンズ４００に入射する光２３１０は、偏光方向のそれぞれに対して２つの異なる焦点特性に分解され得る。示すように、偏光成分２３５１の１つは、焦点２３５２に向かうパス２３５０上で集束され得、一方他の偏光成分２３４１は、焦点２３４２に向かうパス２３４０上で集束され得る。
【0175】
眼科用デバイスの現況技術においては、使用者の目に複数の合焦画像を同時に提示する二焦点デバイスが存在する。ヒトの脳は、２つの画像を仕分けし、異なる画像として認識する能力を有する。２３００の装置は、かかる二焦点能力を供給する改善された能力を有し得る。２３００で示したタイプの液晶層は、全体的な画像を切り取り、それらを別々に集束させるというよりはむしろ、光２３２０を可視ウインドウ全体にわたる２つの偏光成分２３５１及び２３４１に分割することが可能である。周辺光２３２０が偏光選好性を有さない限り、画像は、いずれかの焦点特性のみを有する場合と同様に現れねばならない。他の例示の実施形態において、かかる眼科用デバイスは、情報を拡大された画像に持っていくように選択された偏光で情報を表示するなどの異なる効果のために、定義済みの偏光を用いて投影される光源と対をなすことが可能である。液晶ディスプレイは、光がこのようなディプレイから定義済みの偏光特性を伴い出現するために、かかる周囲条件を本質的にもたらすことが可能である。多焦点特性を有するデバイスを活用するための能力から生じる多くの例示の実施形態があり得る。
【0176】
他の例示の実施形態において、デバイスの焦点を積極的に制御するための能力は、さまざまな二焦点状態を有するデバイスを可能にし得る。静止状態又はエネルギーが印加されていない状態は、一方の偏光が集束されず、他方の偏光が中間距離で集束される状態の二焦点を備え得る。起動時に、中間距離成分は、レンズが双安定性の場合、撮像近辺で更に集束され得、他の実施形態ではさまざまな焦点距離で集束され得る。二焦点特性は、使用者が彼らの距離環境を合焦画像（これがどれほど近いかに関係なく）と同時に知覚することを可能にし、このことは、多種多様な利点を有し得る。液晶層が偏光次元に従って配向され得る液晶実施形態のいずれも、この実施形態のタイプの二焦点デザインを形成するのに有用であり得る実施形態を備えることができる。
【0177】
本明細書の説明では、図に示した要素が参照されてきた。理解を目的として本発明の技術の例示の実施形態を表すために、要素の多くは参照として図示される。実際の特徴の相対的スケールは、表示されたものとは著しく異なる場合があり、表示された相対的スケールからの変動は、本明細書の技術の趣旨の範囲内で想定されるべきである。例えば、液晶分子は、インサート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る場合がある。したがって、分子の整列などの諸因子の表現を可能にするために、液晶分子をインサート部品に対して同程度のスケールで表す特徴の描写は、実際の実施形態では非常に異なる相対的スケールを想定し得る描写スケールの例である。
【0178】
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、本明細書に説明及び図示した特定の設計及び方法からの変更は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、説明及び図示される特定の構造に限定されるものではないが、添付の特許請求の範囲に含まれ得るすべての改変例と一貫性を有するものとして解釈されなければならない。
【0179】
〔実施の態様〕（１） エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる表面トポロジーを有し、前記可変視覚インサートが、非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の層と、を含む、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（２） 前記眼科用レンズデバイスが、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た眼科用レンズデバイス。
（３） 前記前方湾曲部品の前記後方面に近接する電極材料の第１の層と、
前記後方湾曲部品の前記前方面に近接する電極材料の第２の層とを更に備える、実施態様２に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（４） 前記液晶材料の層に近接して誘電体材料の第１の層を更に備え、電位が、前記電極材料の第１の層及び前記電極材料の第２の層にわたって印加される場合、前記誘電体材料の第１の層が、前記光学ゾーン内の領域にわたって厚さを変更し、前記液晶材料の層にわたって電界を変更することをもたらす、実施態様３に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（５） 電位が前記電極材料の第１の層及び前記電極材料の第２の層にわたって印加される場合、前記液晶材料の層が、前記液晶材料の層を横断する光線に影響を与えるその屈折率を変更する、実施態様３に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【0180】
（６） 前記可変視覚インサートが、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た眼科用レンズデバイス。（７） プロセッサを更に備える、実施態様６に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（８） エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品、中間湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記中間湾曲部品の前方面が、少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる表面トポロジーを有し、前記可変視覚インサートが非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の少なくとも第１及び第２の層と、を含む、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（９） 前記眼科用レンズデバイスが、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た眼科用レンズデバイス。
（１０） 前記前方湾曲部品の前記後方面に近接する電極材料の第１の層と、
前記中間湾曲部品の前記前方面に近接する電極材料の第２の層とを更に備え、
前記液晶材料の第１の層が、前記電極材料の第１の層と前記電極材料の第２の層との間にある、実施態様９に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【0181】
（１１） 前記液晶材料の第１の層に近接して誘電体材料の第１の層を更に備え、電位が、前記電極材料の第１の層及び前記電極材料の第２の層にわたって印加される場合、前記誘電体材料の第１の層が、前記光学ゾーン内の領域にわたって厚さを変更し、前記液晶材料の層にわたって電界を変更することをもたらす、実施態様１０に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。（１２） 電位が、前記電極材料の第１の層及び前記電極材料の第２の層にわたって印加される場合、前記液晶材料の第１の層が、前記液晶材料の第１の層を横断する光線に影響を与えるその屈折率を変更する、実施態様１０に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（１３） 前記可変視覚インサートが、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た眼科用レンズデバイス。
（１４） 前記中間湾曲部品が、一緒に結合された２つの湾曲した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た眼科用レンズデバイス。
（１５） 電気回路を更に備え、前記電気回路が、前記エネルギー源から前記第１及び第２の電極層に至る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た眼科用レンズデバイス。
【0182】
（１６） 前記電気回路が、プロセッサを備える、実施態様１５に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。（１７） 前記第１の液晶層が、第１の整列層と第２の整列層との間にあり、かつこれらに近接し、前記第１及び第２の整列層が、総じて、前記電極材料の第１の層と前記電極材料の第２の層との間にあり、前記電極材料の第１の層及び前記電極材料の第２の層が、前記電気回路と電気的導通する、実施態様１６に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（１８） 第３の整列層及び第４の整列層を更に備え、
前記第２の液晶層が、前記第３の整列層と前記第４の整列層との間にあり、かつこれらに近接し、
電極材料の第３の層及び電極材料の第４の層を更に備え、
前記第２の液晶層、前記第３の整列層及び前記第４の整列層が、総じて前記電極材料の第３の層の間にあり、
前記電極材料の第３の層及び前記電極材料の第４の層が、前記電気回路と電気的に導通する、実施態様１７に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（１９） 前記第１の整列層及び前記第２の整列層が、前記第１の液晶層を、主として第１の線状軸に沿って整列させ、前記第３の整列層及び前記第４の整列層が、前記第２の液晶層を主として第２の線状軸に沿って整列させる、実施態様１８に記載のエネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（２０） 前記第１の線状軸が、前記第２の線状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た眼科用レンズデバイス。
【0183】
（２１） エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる表面トポロジーを有し、前記可変視覚インサートが非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の層であり、前記液晶材料が、ナノサイズのポリマーが分散した液晶領域を備える、液晶材料の層と、を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（２２） エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる表面トポロジーを有し、前記可変視覚インサートが非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の層であり、前記液晶材料が、ポリマーが分散した液晶領域を備える、液晶材料の層と、を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（２３） エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる表面トポロジーを有し、前記可変視覚インサートが非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の層であり、前記液晶材料が、さまざまなアンカリング強度を有する層を備える、液晶材料の層と、を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（２４） エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる表面トポロジーを有し、前記可変視覚インサートが非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の層を備える前記可変視覚インサートであり、前記液晶材料が、組織化された整列層により配向され、画定されたパターンの偏光が、前記整列層の前記組織を制御する、前記可変視覚インサートと、を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（２５） エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる表面トポロジーを有し、前記可変視覚インサートが非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の層であり、前記液晶材料が、組織化された整列層により配向され、入射光と相互作用する勾配屈折率配向（gradient indexed orienations）に前記液晶材料を整列させ、放物線状の位相遅れ対半径の関係（parabolic phase delay to radius relationship）をもたらす、液晶材料の層と、を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【0184】
（２６） エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる表面トポロジーを有し、前記可変視覚インサートが非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の層であり、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備える、液晶材料の層と、を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（２７） エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる表面トポロジーを有し、前記可変視覚インサートが非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の層であり、前記液晶材料が、ポリマーが分散した液晶層を有する成形誘電体層を備える、液晶材料の層と、を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（２８） エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる表面トポロジーを有し、前記可変視覚インサートが非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の層であり、前記層が、ポリマーが分散した液晶層を備え、前記ポリマーが分散した液晶層が、前記ポリマー層内の液晶含有空隙のさまざまな密度を有する、液晶材料の層と、を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（２９） エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる表面トポロジーを有し、前記可変視覚インサートが非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する液晶材料の層であり、前記層が、ポリマーが分散した液晶層を備え、前記ポリマーが分散した液晶層が、前記ポリマー層内の液晶含有空隙のさまざまな密度を有する、液晶材料の層と、を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
（３０） エネルギー印加された眼科用レンズデバイスであって、
光学ゾーン内の少なくとも一部分を備え、インサート前方湾曲部品及びインサート後方湾曲部品を備える可変視覚インサートであり、前記前方湾曲部品の後方面と前記後方湾曲部品の前方面が少なくとも前記光学ゾーン内の前記一部分で異なる表面トポロジーを有し、前記可変視覚インサートが非光学ゾーンを更に備える、可変視覚インサートと、
少なくとも前記非光学ゾーンを備える領域内で、前記可変視覚インサートの内部に埋め込まれたエネルギー源と、
前記可変視覚インサートと動作可能に関連する整列された液晶材料の単一層であり、前記整列された液晶材料の単一層が、入射光の第１の偏光配向と強く相互作用し、入射光の第２の偏光配向とは強く相互作用せず、前記入射光の第１の偏光配向が、前記入射光の第２の偏光配向に直交し、前記入射光の第１の偏光配向との前記単一層の前記示差的相互作用が、前記単一層と前記入射光の第２の偏光配向との相互作用により決定される第２の焦点特性とは異なる第１の焦点特性を形成する、液晶材料の単一層と、を備える、エネルギー印加された眼科用レンズデバイス。
【0185】
（３１） 眼科用デバイスの形成方法であって、非平面形状をとる、眼科用インサート部品を形成することと、
前記眼科用インサート部品の表面領域を、整列材料（alignment material）でコーティングすることと、
前記整列材料の分子を、電磁放射線でそれらを照射することにより、配向させることと、を含む、方法。
（３２） 前記整列材料が、アゾベンゼン化合物の１つ又は２つ以上を含む、実施態様３１に記載の方法。
（３３） 前記配向させることが、前記照射光線の偏光を制御することにより実施される、実施態様３１に記載の方法。
（３４） 前記アゾベンゼン化合物の１つ又は２つ以上が、シス又はトランス配置のいずれかに配向される、実施態様３２に記載の方法。