JP2008519317A - 電気駆動眼鏡およびこれの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】電気駆動眼鏡およびそれを製造する方法
【解決手段】電気駆動レンズアセンブリと、第１レンズウエハと、第２レンズウエハとを備える複合レンズが提供される。電気駆動レンズアセンブリは上側の平表面を有する上側の基板層と、下側の平表面を有する下側の基板層とを有する。第１レンズウエハは、電気駆動レンズアセンブリの上側の基板層の上側の平表面に平行で近接する、下側のウエハ平表面を有する。第２レンズウエハは、電気駆動レンズアセンブリの下側の基板層の下側の平表面に平行で近接する、上側のウエハ平表面を有する。
【選択図】 図１

Description

関連出願
本出願は、２００４年１１月２日付で出願された米国特許仮出願第６０／６２３，９４７号の利益を主張するものであり、その全体が参照として本明細書に組み入れられる。
以下の出願、仮出願および特許は、その全体が参照として本明細書に組み入れられる。２００５年９月２２日付出願の米国特許出願第１１／２３２，５５１号、２００５年７月１９日付発行の米国特許第６，９１８，６７０号、２００５年７月１８日付出願の米国特許出願第１１／１８３，４５４号、２００５年７月２１日付出願の米国特許仮出願第６０／６９２，２７０号、２００５年６月６日付出願の米国特許仮出願第６０／６８７，３４２号、２００５年６月６日付出願の米国特許仮出願第６０／６８７，３４１号、２００５年５月３１日付出願の米国特許仮出願第６０／６８５，４０７号、２００５年５月１０日付出願の米国特許仮出願第６０／６７９，２４１号、２００５年４月２６日付出願の米国特許仮出願第６０／６７４，７０２号、２００５年４月２２日付出願の米国特許仮出願第６０／６７３，７５８号、２００５年４月１９日付出願の米国特許出願第１１／１０９，３６０号、２００５年４月８日付出願の米国特許仮出願第６０／６６９，４０３号、２００５年４月１日付出願の米国特許仮出願第６０／６６７，０９４号、２００５年３月３０日付出願の米国特許仮出願第６０／６６６，１６７号、２００５年３月２９日付発行の米国特許第６，８７１，９５１号、２００５年３月２８日付出願の米国特許出願第１１／０９１，１０４号、２００５年３月１６日付出願の米国特許仮出願第６０／６６１，９２５号、２００５年３月９日付出願の米国特許仮出願第６０／６５９，４３１号、２００５年２月２２日付出願の米国特許出願第１１／０６３，３２３号、２００５年２月２２日付発行の米国特許第６，８５７，７４１号、２００５年２月８日付発行の米国特許第６，８５１，８０５号、２００５年１月１４日付出願の米国特許出願第１１／０３６，５０１号、２００５年１月６日付出願の米国特許出願第１１／０３０，６９０号、２００４年１１月２４日付出願の米国特許出願第１０／９９６，７８１号、２００４年１１月２日付出願の米国特許仮出願第６０／６２３，９４７号、２００４年８月２４日付出願の米国特許出願第１０／９２４，６１９号、２００４年８月１３日付出願の米国特許出願第１０／９１８，４９６号、２００４年６月９日付出願の米国特許出願第１０／８６３，９４９号、２００４年５月１１日付発行の米国特許第６，７３３，１３０号、２００４年２月５日付出願の米国特許出願第１０／７７２，９１７号、２００３年９月１６日付発行の米国特許第６，６１９，７９９号、２００３年８月２０日付出願の米国特許出願第１０／６６４，１１２号、２００３年７月２５日付出願の米国特許出願第１０／６２７，８２８号、２００３年３月１２日付出願の米国特許出願第１０／３８７，１４３号、２００３年２月１１日付発行の米国特許第６，５１７，２０３号、２００２年１２月１０日付発行の米国特許第６，４９１，３９１号、２００２年１２月１０日付発行の米国特許第６，４９１，３９４号、２００２年１０月４日付出願の米国特許出願第１０／２６３，７０７号。
本発明は、一般に眼鏡に関し、詳細には、電気駆動レンズを備える眼鏡に関する。
本発明の例示的な態様は、電気駆動レンズアセンブリと、第１のレンズウエハと、第２のレンズウエハとを備える複合レンズを提供する。電気駆動レンズアセンブリは、平坦な上面を有する上側の基板層と、平坦な下面を有する下側の基板層とを有する。第１のレンズウエハは、電気駆動レンズアセンブリの上側の基板層の平坦な上面に平行で近接する、平坦な下側のウエハ表面を有する。第２のレンズウエハは、電気駆動レンズアセンブリの下側の基板層の平坦な下面に平行で近接する、平坦な上側のウエハ表面を有する。
この態様および他の態様は、以下の図面に関連付けてなされる以下の説明から明らかになるであろうが、開示の新規概念の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな変形形態および修正形態を実現可能である
本発明は、添付図面と合わせた以下の詳細な説明を読むことによってより十分に理解できる。図では、同様の参照符号は、同様の構成要素を示すのに用いられている。
以後、本発明の種々の実施形態について説明する。本明細書では、単数形のいずれの用語も複数形に解釈され、あるいは、複数形のいずれの用語も単数形と解釈される。用語の「上側」および「下側」は、特定の図面に示される各要素の相対的な位置付けを単に示すものであり、実施形態に関する電気駆動レンズアセンブリの必要とされる最終的位置付けを意味するものではない。同様に、用語の「第１」および「第２」は単に便宜的に使用され、アセンブリの必要とされる最終的な位置付けまたは順番を意味するものではない。
本発明の実施形態は、電気駆動レンズ要素および受動レンズ要素の複合アセンブリとして形成される眼鏡を提供する。本明細書で用いられるとおり、用語の「電気駆動レンズ」は、光学的特性が電気を印加することで変化または修正されるレンズを指す。特に関連するのは、種々の視力上の問題点のいずれかを補正するために構成される、液晶レンズから形成された電気駆動レンズである。
液晶の電気駆動レンズアセンブリの製造およびこのようなレンズアセンブリの複合レンズアセンブリへの組込みには、多くの課題がある。例えば、電気駆動レンズ要素の構造は、液晶層の厚みを制限し、複合電気駆動レンズアセンブリの縁取り（すなわち、縁部まわりの材料を取り除く）を可能にするように形成されなければならない。眼鏡レンズの縁取りは、この縁取りによって眼に対してレンズを正しく整列させ、位置合わせさせる（眼鏡フレームの内側）ために、極めて重要である。
別の課題は、複合レンズアセンブリの電気駆動部分の電気構成要素（例えば、ドライバチップ、接点および電極）間の電気接続を確立しなければならないことである。以下に説明するとおり、これは、層に対して直角のビア（小さい孔）によって生成され、これにより、電気駆動レンズアセンブリの縁部を回避する。この相互の電気接続は、多層集積回路設計と同様であってもよく、この場合、多層は物理的に分離されるが、必要に応じてビアを通して相互に電気接続できる。
さらに別の課題は、電気駆動レンズアセンブリを複合レンズアセンブリに物理的に一体化することである。いくつかの実施形態では、複合レンズアセンブリは、ねじまたはボルトを使用して固定（一体に保持）されてもよく、これらのねじまたはボルトは電源の好都合な電気経路として機能してもよい。この場合は、複合レンズアセンブリは眼鏡フレームの内側に適正に位置合わせするために縁取りされてもよい。
以下に、本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態において、あるいは実施形態に関連して使用される電気駆動レンズアセンブリ１００を示す。電気駆動レンズアセンブリ１００は特に、以下に述べる複合レンズアセンブリで使用に適合される。電気駆動レンズアセンブリ１００は基本的に、下面に配置された２つの電力接点１８０、１８２を有する積層構造である。この積層構造の層は、上面から下面へと順に、
・ガラスまたはプラスチックの第１の基板１１０、
・第１の電極層１２０、
・第１のアライメント層１３０、
・液晶１４２を囲むスペーサ１４０を備える液晶層、
・第２のアライメント層１５０、
・第２の電極層１６０、
・ガラスまたはプラスチックの第２の基板１７０、
・バッテリ電力用の正極接点１８２および負極接点１８０を備える接点層、
・ドライバチップ１９０、
で構成されている。
前記ドライバチップ１９０は、ビア接続部１８６を通して第１の電極層１２０に接続され、さらに複数のビア接続部１８４を通して第２の電極層１６０に接続されている。
ドライバチップ１９０は、他の構成要素に対する適切なビア接続部を備えて、別の層中に配置、例えば、ガラスまたはプラスチックの第２の基板１７０内に配置してもよい。あるいは、ドライバチップ１９０は、必要なビア数を最小にするために、第２の電極層と同じ層内に配置してもよい。
上側の基板１１０とも称される、ガラスまたはプラスチックの第１の層１１０は、上側および下側の両方がほぼ平面である。ガラスまたはプラスチックの第１の基板１１０は、他の構成要素に対する構造支持機能を提供でき、また他の構成要素に対する電気絶縁機能を提供できる。上側の基板１１０の下側のほぼ平坦な表面は、第１の電極層１２０の上側のほぼ平坦な表面に近接している。
第１の電極層１２０は、中実電極であってもよく、第２の電極層１６０に対する基準電極として機能してもよい。第１の電極層１２０の下側のほぼ平坦な表面は、アライメント層の分子を付着させるための基板として機能してもよい。第１の電極層１２０の下面は、第１のアライメント層１３０の上側のほぼ平坦な表面に近接している。
第１のアライメント層１３０は、液晶層１４２の位置合わせを容易にする材料を含んでいる。第１のアライメント層１３０の下側のほぼ平坦な表面は、液晶１４２およびスペーサ１４０に近接している。
液晶１４２の光学特性は、電界および磁界によって変化する。代わって、スペーサ１４０は、図１に示されるより厚くてもよく、第１のアライメント層１３０、液晶１４２、および第２のアライメント層１５０の全てを囲んでもよい。液晶層１４２の下側のほぼ平坦な表面は第２のアライメント層１５０の上側のほぼ平坦な表面に近接している。
なお、材料は、液晶１４２に接触またはこれを破壊することなく、電気駆動レンズアセンブリの縁部まわりから除去されてもよい。詳細には、スペーサ１４０の一部は、液晶１４２に接触またはこれを破壊することなく、除去または縁取りしてもよい。
第２のアライメント層１５０は、液晶層１４２の位置合わせを容易にする材料を含んでいる。第２のアライメント層１５０の下側のほぼ平坦な表面は第２の電極層１６０の上側のほぼ平坦な表面に近接している。
第２の電極層１６０は、一体的な中実であってもよく、セグメントに分割またはパターン化されてもよい。例えば、第２の電極層１６０は、任意のアレイにパターン化され、個々に制御される複数のピクセルであってもよく、または、例えば一連の同心円などの他の有用なパターンにパターン化されてもよい。ドライバチップ１９０からの複数のビア接続部１８４により、ピクセルまたはパターンを個々に制御してもよい。なお、第１の電極層１２０は、第２の電極層１６０への任意の電圧と異なり、基準電極として作用してもよい。第２の電極層１６０と第１の電極層１２０との間に発生される電界は、液晶１４２の光学特性（例えば、屈折率または透過率）に影響を与える。電極１２０および１６０は両者のまわりにスペーサを有し、これにより両者を縁部から絶縁し、電気駆動レンズアセンブリ１００の縁取りを可能にする。第２の電極１６０のほぼ下側の平表面は、第２ガラスまたはプラスチック基板１７０のほぼ上側の平表面に近接している。
下側の基板１７０とも称される、第２ガラスまたはプラスチック基板１７０は、他の構成要素に対する構造支持機能を提供でき、また他の構成要素に対する電気絶縁機能を提供できる。下側の基板１７０のほぼ下側の平表面は、バッテリ電力の正極接点１８２および負極接点１８０のほぼ上側の平表面に近接している。この実施形態では、正極接点１８２および負極接点１８０は同一層上にあるが、直接導電接触はしない。両方の接点はドライバチップに導電接着されている。さらに、接点の一方は第１の電極層１２０に直接接着されてもよく、第２の電極層１６０の基準として機能してもよい。
ドライバチップ１９０は第２ガラスまたはプラスチック基板１７０に物理的に接着し、正極接点１８２および負極接点１８０に導電性を有して接着してもよい。さらに、導電制御信号用の追加の接点（図示なし）、および無線信号用のアンテナ（図示なし）を設けてもよい。あるいは、制御信号部は電源電圧上にピギーバック式に搭載してもよい。
電極、アライメント層、および液晶層は結合して、上側の基板層と下側の基板層との間に保持される電気駆動セルを形成する。なお、電気駆動セル内に追加の層を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、電極層１２０および１６０は、薄い平行ガラスまたはプラスチックシートまたはスライド上に形成され、アライメント層１３０および１５０で覆われ、液晶材料中の分子を配向する。１つまたは複数の電極をパターン化して、設計した光学特性を実現することもできる。例えば、純粋な球形効果を必要とする場合、パターンは一連の個々にアドレス可能な同心リング電極を備えてもよい。位相ラッピングが使用される場合、電極を編成またはグループ化して、レンズを駆動するのに必要な接点の数を少なくしてもよい。一般的または任意の光学効果、例えば高次の収差に対する波面補正が望まれる場合、個々にアドレス可能なパターンはデカルト格子を備えてもよい。スペーサ１４０を用いて、液晶または他の電気駆動材料で充填される一定間隙厚みを生成できる。ドライバチップは電気駆動レンズアセンブリの片面上に取り付けでもよく、電気接触は、ガラスまたはプラスチック基板に穴あけ、切断、またはエッチングされた一連のビアにより果さすようにしてもよい。
偏光依存ネマティック液晶を使用する場合、上述と同様の２つの電気駆動レンズアセンブリを積み重ね、９０°の角度に向けることで、複屈折効果を除外できる。
あるいは、中実電極１２０は、共通電極の各面上に液晶を有するセルの中心に置かれるパターン化電極および共通基準電極に変更されてもよい。共通電極は各面上に透明導体で被膜された薄いガラス部分または光学級プラスチックから形成してもよい。２つのパターン化電極上のアライメント層は相互に９０°に向けてもよい。いくつかの実施形態では、共通電極の各面上にアライメント層を配置することが望ましく、このアライメント層は、共通電極を形成する透明導体層全体を覆い、相互に９０°の方向に向けられる。共通基準電極がセルに加えられる場合、１つまたは複数の追加導体／ビアを設けて、駆動回路から新しいパターン化電極への電圧供給を可能にできることは理解される。また、追加のビアを用いて、新しい共通電極と駆動回路との間の電気接触を果すこともできる。
コレステリック液晶が用いられる場合、光学的バワーを生じさせるのに単一セルを必要とするだけである。簡単化のために、本発明の説明は、コレステリック液晶に限定するが、本明細書に記載される技術はネマティック液晶の設計にも同様に適用できることは理解されたい。
図２は、電気駆動レンズ要素１００の底面図であって、電気接点１８０、１８２の例示的な構成を示している。接点１８０、１８２は、ほぼまたは完全に透明な導電材料、例えばＩＴＯから形成されてもよい。図２に示されるとおり、負極接点１８０は、大部分の領域を覆うように構成されてもよく、バスを介してドライバチップ１９０に接続してもよい。正極接点１８２もまた、大部分の領域を覆い、バスを介してドライバチップ１９０に接続してもよい。ドライバチップ１９０は、導電性材料でない領域（正極および負極バスを除く）に取り付け、ドライバチップの各種の出力ピン（図示なし）が短絡しないようにする。このようにして、バッテリまたは他の電源からの電力をチップ１９０に供給し、正極接点１８２および負極接点１８０を電気駆動レンズアセンブリ１００に単に電気接触させることによって、電気駆動レンズアセンブリ１００に電力を供給することができる。電気接点の別の幾何的配置も好都合であることは立証されるであろうが、チップ１９０が別の位置に移動することになる可能性がある。
１つの接点が正極接点に指定され、１つの接点が負極接点に指定されているが、正および負極性を逆にしてもよいことは、当業者には理解される。
図３Ａおよび３Ｂを参照すると、本発明の例示的な実施形態では、図１および２において先に述べた種類の電気駆動レンズ要素をペアのレンズウエハと組み合わせて、一定の、即ち基本の屈折力を有する複合レンズアセンブリ３００を形成している。
図３Ａは、複合レンズアセンブリ３００の拡大図を表す。複合レンズアセンブリの構成要素は、
・前方のレンズウエハ３１０、
・第１の接着層３２０、
・電気駆動レンズ３３０（例えば、図１および２で述べた電気駆動レンズ）、
・正極バッテリ用端子ワイヤ３４０および負極バッテリ用端子ワイヤ３５０、
・第２の接着層３２２、
・後方のレンズウエハ３６０、
である。
前方のレンズウエハ３１０は、下側のほぼ平坦な表面を有してもよい。代わって、前方のレンズウエハ３１０の内側下面は、湾曲した電気駆動レンズアセンブリに一致するように曲面であってもよい。前方のレンズウエハ３１０は、ガラスまたは、例えばＣＲ３９、ポリカーボネート、または高屈折率ポリマーなどの光学級プラスチックから形成されてもよい。前記前方のレンズウエハ３１０は、後方のレンズウエハと異なる材料から形成されてもよく、例えば、一方はガラス、一方はプラスチックであってもよい。前方のレンズウエハ３１０は、ほぼ平坦な上側の表面および下側の表面を有し、したがって、平面（ゼロ）屈折力を有する。前方のレンズウエハ３１０の上側表面は曲面であってもよく、これにより、屈折力を生じさせる。前方のレンズウエハ３１０の下側のほぼ平坦な表面は、ほぼ平坦な第１の接着層３２０に近接している。
第１の接着層３２０は、軟質または剛性であってもよく、屈折率一致であればよく、屈折率は、近接したウエハの屈折率に一致すればよい。第１の接着層３２０の下側のほぼ平坦な表面は、ほぼ平坦な電気駆動レンズアセンブリ３３０に近接している。
前記電気駆動レンズアセンブリ３３０は、例えば、図１に示される電気駆動レンズアセンブリ１００であるか、またはそれを備えていてもよい。電気駆動レンズアセンブリ３３０の下側のほぼ平坦な表面は、図１および２に示されるのと同様は、正極接点領域および負極接点領域を有してもよい。これらの領域は、正極バッテリ用端子ワイヤ３４０の上面および負極バッテリ用端子ワイヤ３５０の上面に近接して配置される。上記ワイヤは、平板ストリップであってもよい、上記ワイヤは、蓄積キャパシタまたは太陽電池などの別の電源に取り付けてもよい。
代わって、一実施形態では（図示なし）、電気駆動レンズアセンブリ３３０は、レンズウエハ３１０および３６０より小さい直径を有してもよく、また接着層３２０および３２２より小さい直径であってもよい。この実施形態では、接着層は電気駆動レンズアセンブリの周囲に挿入され、アセンブリを効果的に封入する。この実施形態においては、材料は、電気駆動レンズアセンブリ３３０の接点または液晶１４２に接触またはこれを破壊することなく、電気駆動レンズアセンブリの縁部まわりから除去されてもよい。このように、この実施形態では、複合レンズアセンブリ３００は縁取りが可能になる。
代わって、別の実施形態では（図示なし）、電気駆動レンズアセンブリ３３０は、レンズウエハより小さい直径を有してもよく、スペーサで囲まれてもよい。このように、この実施形態では、複合レンズアセンブリ３００は縁取りが可能になる。
正極バッテリ用端子ワイヤ３４０は、電気駆動レンズアセンブリ３３０の正極接点領域（例えば、図２に示されるような、接点領域２８２）に対応するか、または位置合わせされた領域を有する平板ストリップで終端してもよい。負極バッテリ用端子ワイヤ３５０も同様の方式で終端してもよい。正極バッテリ用端子ワイヤ３４０の下部面および負極バッテリ用端子ワイヤ３５０の下面は、第２の接着層３２２の上側のほぼ平坦な表面に近接している。
前記第２の接着層３２２は、形状および機能において、上側の接着層３２０と類似する。第２の接着層３２２の上側のほぼ平坦な表面は、後方のレンズウエハ３６０の上側のほぼ平坦な表面に近接している。
なお、第２の接着層をバッテリ用端子ワイヤまわりに形成して、バッテリ用端子ワイヤ３４０と３５０との間の空間を充填し、これにより、ほぼ平坦な表面を有する単一層を効果的に形成してもよい。
さらに、バッテリ用端子ワイヤ３４０および３５０は、第２の接着層３２２のビア（図示なし）および後方のレンズウエハ３６０のビア（図示なし）を介してほぼ垂直に下方に引き出してもよいことに留意されたい。ワイヤ３４０および３５０が引き出され、電気駆動レンズアセンブリの直径が小さくなると（上述のとおり）、複合レンズアセンブリ３００は縁取りが可能になる。
このような縁取りは、光学分野では公知の技術であり、この場合、レンズ（または複合レンズアセンブリ３００）は、周囲に対してフレームの内側に縁取りされたレンズを正しく位置合わせするために、縁部から除去される材料を有する。例えば、一般には、検眼士または眼鏡士は、空の眼鏡フレームを患者の顔面に位置合わせし、次に、いくつかの測定を実行し、レンズを縁取りして、患者の眼に対してフレームの内側にレンズを正しく配置して位置合わせする。
後方のレンズウエハ３６０は、形状と機能において、前方のレンズウエハ３１０と類似している。前方のレンズウエハ３１０と後方のレンズウエハ３６０とは一体で、複合レンズアセンブリ３００の全体の屈折率力を一定に、即ち、基本の屈折力を提供できる。さらに、ウエハは、平面（屈折率力を有さない）であってもよく、単に構造目的であってもよい。
図３Ｂは、一定、即ち基本の屈折力を有する複合レンズアセンブリ３００の組立図を表す。詳細には、図３Ｂは、図３Ａの個々の構成要素の組み立てまたは圧着された状態を示す。接着層３２０および３２２は、複合レンズアセンブリ３００を一体に保持している。
図３Ａおよび３Ｂを参照すると、本発明の例示的な実施形態では、図１および２において上に述べた種類の電気駆動レンズ要素をペアのレンズウエハと組み合わせて、一定、即ち基本の屈折力を有する複合レンズアセンブリ４００を形成している。さらに、図４Ａおよび４Ｂは、ねじおよびファスナ４７０を使用して、複合レンズアセンブリに追加の機械強度を与えている。なお、ねじまたはファスナを使用する場合、接着層は無くてもよい。
図４Ａは、一定の、即ち基本の屈折力およびねじまたはファスナを備える複合レンズアセンブリ４００の実施形態の拡大図を表す。各層は、
・前方のレンズウエハ４１０、
・第１の接着層４２０、
・電気駆動レンズアセンブリ４３０（例えば、図１で示される電気駆動レンズ）、
・正極バッテリ用端子ワイヤ４４０および負極バッテリ用端子ワイヤ４５０、
・第２の接着層４２２、
・後方のレンズウエハ４６０、
である。
さらに、ねじまたはファスナ４７０およびナットまたはファスナ４８０を使用して、複合レンズアセンブリに追加の支持力を加えてもよいことに留意されたい。ねじおよびファスナは縁なし眼鏡フレームにおいて特に有用である。この理由は、ねじまたはファスナは縁なし眼鏡フレームに直接取り付けできるためである。いくつかの実施形態では、ねじまたはファスナはバッテリ用の端子ワイヤの代わりの導電経路として機能してもよい。また、これらの取り付けねじまたはファスナを用いて、電気駆動レンズアセンブリ４００を眼鏡フレーム（図示なし）に固定してもよい。ねじまたはファスナ４７０およびナットまたはファスナ４８０が、複合レンズアセンブリに対して適正な支持力を加えているため、第１の接着層４２０および第２の接着層４２２は無くてもよい。さらに、正極バッテリ用端子ワイヤ４４０および負極バッテリ用端子ワイヤ４５０は、ファスナ４７０および４８０を介して電力を導入できるため、無くすることもできる。
ねじまたはファスナを介して電力を導入することは、追加の利点を提供する。特に、電気駆動レンズアセンブリがウエハより小さい直径を有する（上述のとおり、恐らくはスペーサで囲まれている）場合、複合レンズアセンブリ４００は縁取り可能である。
縁取りは、光学分野では公知の技術であり、この場合、レンズ（または複合レンズアセンブリ４００）は、周囲に対してフレームの内側に縁取りされたレンズを正しく位置合わせするために、縁部から除去される材料を有する。例えば、一般には、検眼士または眼鏡士は空の眼鏡フレームを患者の顔面に位置合わせし、次に、いくつかの測定を実行し、レンズを縁取りして、患者の眼に対してフレームの内側にレンズを正しく配置して位置合わせする。複合レンズアセンブリ４００（ねじまたはファスナを介して電力を導入している）を縁取りすることは、電気接続体に損傷を与えず、液晶も損傷しない。ねじまたはファスナ４７０およびナットまたはファスナ４８０を除いて、他の構成要素は、図３Ａの複合レンズアセンブリ３００に関して先に述べた構成要素と同じである。
図４Ｂは、一定の、即ち基本の屈折力を有する複合レンズアセンブリ４００組立図であり、ねじまたはファスナを含む。
図５は、眼鏡フレーム５００の内側に装着された複合レンズアセンブリ５１０の一実施形態を表す。複合レンズアセンブリ５１０は、例えば、図３Ａおよび３Ｂの複合レンズアセンブリ３００と同様であってもよく、眼鏡フレーム５００の内側に装着される。
詳細には、図５では、正極端子ワイヤ５４０および負極端子ワイヤ５５０は、電気駆動レンズアセンブリをフレームのステム５６０に取り付けられたバッテリ５７０などの電源に電気接続する。ワイヤ５４０および５５０は細いワイヤであってもよく、あるいは導電ストリップであってもよい。
図５のフレームは、ヒンジ無しの設計であるが、本発明の範囲から逸脱するとなく、ヒンジ付きフレームを使用することもできる。この図では、フレームのステムにバッテリまたは電源を配置しているが、電源はレンズ内にまたは上にあってもよく、レンズに近接して、ブリッジ、ノーズパッド、ヒンジの上または内部、あるいは、電源とレンズとの間の短い接続を可能にする、ヒンジがフレームの前面に接する位置にあってもよい。しかし、バッテリが比較的大きい場合は、好適なバッテリ位置の１つは、眼鏡フレームのステムが耳に載る位置でもよく、これにより耳が重さを支える。電源はバッテリ、キャパシタ、太陽電池、またはこれら電源の特定の組合せを備えてもよい。例えば、太陽電池はキャパシタを充電してもよい。さらに、眼鏡フレームのステムを開閉して折りたたむ機械力を利用して、バッテリまたはキャパシタを充電してもよい。
図６は、図１に実施形態と類似の電気駆動レンズアセンブリの一実施形態を示す。しかし、図６の電気駆動レンズアセンブリ６００は、下側に正極接点を、また上側に負極接点を配置しており、両方の接点を下側に配置している図１の電気駆動レンズアセンブリとは異なる。接点の位置を変更することは、図６に示されるとおり、ビアの位置の変更を必要とする。
詳細には、図６は、下面に正極接点および上面に負極接点を有する、電気駆動レンズアセンブリ６００の一実施形態の側面図を表す。各層は、
・バッテリ電力用の負極接点６８０、
・第１ガラスまたはプラスチック基板６１０、
・第１の電極層６２０、
・第１のアライメント層６３０、
・液晶層６４２、およびスペーサ６４０、
・第２のアライメント層６５０、
・第２の電極層６６０、
・第２ガラスまたはプラスチック基板６７０、
・バッテリ電力用の正極接点６８２、
・ドライバチップ６９０、
である。
さらに、第１の電極層６２０へのビア接続部６８６、およびバッテリ電力用の負極接点６８０への超薄ワイヤビア接続部６８８、およびドライバチップ６９０とパターン化電極層６６０との間の複数のスルーホールのビア接続部６８４があることに留意されたい。種々のビアを介する電気接触はＩＴＯなどの透明導電体を用いて実現してもよく、このような導電体は、反復リソグラフィ工程の間、または有害な表面効果を最少にするように設計された、超薄金属ワイヤによって堆積できる。
なお、バッテリ接点６８０および６８２は物理的に分離され、電気駆動レンズの上面および底面にそれぞれ配置される。この物理的分離によって、短絡の可能性を減少させ、端子ワイヤの配置を容易にする。
このように、電気駆動レンズアセンブリ６００は、図１に示される電気駆動レンズアセンブリ１００とほとんど同じであるが、バッテリ電力用の負極接点が電気駆動レンズアセンブリの反対側に配置されている点と、新しい関連するビア６８８とは除く。
図７Ａおよび７Ｂは、電気接点６８０および６８２の例示的な構成を示す、図６からの電気駆動レンズ要素６００の底面図および上面図を示す。
詳細には、図７Ａは電気駆動レンズアセンブリ６００の下面を表し、ドライバチップ６９０に接続される正極接点６８２を示している。図７Ｂは電気駆動レンズアセンブリ６００の上面を表し、負極接点６８０を示している。負極接点６８０はワイヤビア６８８を通してドライバチップ６９０に接続される。図６に示されるとおり、ビア６８８は、上側の基板６１０、第１の電極層、液晶のスペーサ６４０、第２の電極層６６０、および下側の基板６７０を貫通してドライバチップ６９０に達する。電気駆動レンズアセンブリ６００は正極接点６８２および負極接点６８０を通して電力を供給され、または充電される。電力に加えて、正極接点６８２および負極接点６８０は、組込み制御信号を伝送してドライバチップ６９０と通信することもできる。
図８Ａおよび８Ｂを参照すると、本発明の例示的な実施形態では、図６および７において上に述べた種類の電気駆動レンズアセンブリをペアのレンズウエハと組み合わせて、固定またはベース屈折力を有する複合レンズアセンブリ８００を形成する。
図８Ａは、反対側にバッテリ接点を有する電気駆動レンズアセンブリを備えて複合レンズアセンブリ８００の一実施形態の拡大図を表す。図８Ａは、
・前方のレンズウエハ８１０、
・第１の接着層８２０、
・負極バッテリ用端子ワイヤまたはストリップ８５０、
・反対側にバッテリ接点を有する電気駆動レンズアセンブリ８３０（図６の電気駆動レンズアセンブリ６００と同様）、
・正極バッテリ用端子ワイヤまたはストリップ８４０、
・第２の接着層８２２、
・後方のレンズウエハ８６０、
を上から下まで示す。
複合レンズアセンブリ８００は図３Ａの複合レンズアセンブリ３００と類似であるが、負極接点を電気駆動レンズアセンブリ８３０の上面に移動したことにより、負極バッテリ用端子ワイヤの位置が電気駆動レンズアセンブリ８３０の反対側に移動されている点を除く。このように、複合レンズアセンブリ８００は電気駆動レンズアセンブリ８３０の本体部により分離されたバッテリ用端子ワイヤを有する。この分離により、バッテリ用端子ワイヤは、複合レンズアセンブリ８００から同一半径方向に出ることができる（必要としない場合を除く）。例えば、図８Ａでは、両方のバッテリ用端子ワイヤは左方向に出て、容易に一体構成とし、バスに接合できる。
図示されていないが、複合レンズアセンブリ８００は、ファスナまたはねじによって結合してもよく、ファスナまたはねじを利用して電力を導入してもよい。
図８Ｂは、正極バッテリ用端子ワイヤ近くに負極バッテリ用端子ワイヤを有する複合レンズアセンブリ８００の組立図を表す。
本明細書で説明し、図に示した幾何形状は平面であるが、湾曲した平行面を採用して、本明細書に記載した組立方法によって、より薄い複合レンズ形状を生成できることも考えられる。電気駆動レンズアセンブリが湾曲している実施形態では、２つのウエハの一方は、電気駆動レンズアセンブリが遠方視野屈折力を満たすのに必要な２つの湾曲面の一方を提供するときは、削除してもよい。
当業者であれば、本発明は広範囲な有用性および用途を可能にすることは、容易に理解される。本明細書に記載した本発明の多くの実施形態および適用例、ならびに変形形態、修正形態および同等の構成は、本発明の主題と範囲から逸脱することなく、本発明および前述の説明から明らかであるか、または適切に示唆されるであろう。
本発明の例示的な実施形態を先に図示し、説明しているが、本発明は、本明細書に記載した構成に限定されないことは理解されるべきである。本発明は、本発明の精神または基本特性から逸脱することなく、他の特定の形態で実現可能である。
本発明の実施形態において、あるいは実施形態に関連して使用される電気駆動レンズアセンブリの断面図である。 図１の電気駆動レンズアセンブリの底面図である。 本発明の一実施形態による複合レンズアセンブリの拡大図である。 図３Ａの複合レンズアセンブリの組立図を示す。 本発明の一実施形態による複合レンズアセンブリの拡大図である。 図４Ａの複合レンズアセンブリの組立図を示す。 眼鏡フレーム内部に組み込まれた、本発明に一実施形態による複合レンズアセンブリを示す。 本発明の実施形態において、あるいは実施形態に関連して使用される電気駆動レンズアセンブリの断面図である。 図６の電気駆動レンズアセンブリの底面図である。 図６の電気駆動レンズアセンブリの上面図である。 本発明の一実施形態による複合レンズアセンブリの拡大図である。 図８Ａの複合レンズアセンブリの組立図を示す。

Claims (16)

  1. 上側の平表面を有する上側の基板層と下側の平表面を有する下側の基板層とを有する電気駆動レンズアセンブリと、
    この電気駆動レンズアセンブリの前記上側の基板層の前記上側の平表面に平行で近接する下側のウエハ平表面を有する第１レンズウエハと、
    前記電気駆動レンズアセンブリの前記下側の基板層の前記下側の平表面に平行で近接する上側のウエハ平表面を有する第２レンズウエハと、
    を具備する複合レンズアセンブリ。
  2. 前記第１レンズウエハは、第１の接着層によって前記上側の基板層に接着されており、前記第２レンズウエハは第２の接着層によって前記下側の基板層に接着されている、請求項１に記載の複合レンズアセンブリ。
  3. 前記第１および第２のレンズウエハを、前記電気駆動レンズアセンブリに取り付けるように適合された少なくとも１つの機械的ファスナをさらに具備する、請求項１に記載の複合レンズアセンブリ。
  4. 前記第１および第２のレンズウエハの少なくとも一方は、ポリマー材料により形成されている、請求項１に記載の複合レンズアセンブリ。
  5. 前記第１および第２のレンズウエハの少なくとも一方は、ガラス材料により形成されている、請求項１に記載の複合レンズアセンブリ。
  6. 前記上側および下側の基板層の少なくとも一方は、ポリマー材料により形成されている、請求項１に記載の複合レンズアセンブリ。
  7. 前記上側および下側の基板層の少なくとも一方は、ガラス材料により形成されている、請求項１に記載の複合レンズアセンブリ。
  8. 前記電気駆動セルは、前記上側の基板層に近接する第１の電極層と、前記下側の基板層に近接する第２の電極層と、前記第１および第２の電極層との間に配置された液晶層とを備え、
    前記液晶層は、スペーサにより固定された液晶を備える、請求項１に記載の複合レンズアセンブリ。
  9. 前記電気駆動セルは、前記上側の基板層と前記液晶層との間に配置された第１のアライメント層と、前記液晶層と前記下側の基板層との間に配置された第２のアライメント層とをさらに備える、請求項８に記載の複合レンズアセンブリ。
  10. 前記電気駆動レンズアセンブリは、
    前記第１および第２の電極層と電気接続しており、且つ前記第１および第２の電極層への電力の供給を制御するように適合されているドライバチップと、
    このドライバチップと電気接続しており、且つ第１の接点領域とこの第１の接点領域から電気絶縁された第２の接点層とを有する少なくとも１つの電気接点層と、
    をさらに備える、請求項８に記載の複合レンズアセンブリ。
  11. 前記第１および第２の電気接点層は、ほぼ透明な材料から形成されている、請求項１０に記載の複合レンズアセンブリ。
  12. 前記ドライバチップと前記第２の電極層との間の電気接続が、前記下側の基板層を貫通して形成される少なくとも１つのビアの第１セットを通過する１つまたは複数の導電体により確立され、
    前記ドライバチップと前記第１の電極層との間の電気接続が、前記下側の基板層、前記第２の電極層、および前記スペーサを貫通して形成される少なくとも１つのビアの第２セットを通過する１つまたは複数の導電体により確立されている、請求項１０に記載の複合レンズアセンブリ。
  13. 前記第１および第２の電気接点領域は、前記下側の基板層の前記下側の表面に接着されている、請求項１０に記載の複合レンズアセンブリ。
  14. 前記第１の電気接点層は、前記下側の基板層の前記下側の表面に接着され、前記第２の電気接点領域は、前記上側の基板層の前記上側の表面に接着され、
    前記ドライバチップと前記第２の電気接点層との間の電気接続が、前記上側および下側の基板層および前記電気駆動セルを貫通して形成された接点接続体ビアを通過する接点接続体により確立されている、請求項１０に記載の複合レンズアセンブリ。
  15. 前記第１の電極層は、均質な電極を備え、前記第２の電極は、パターン化された電極を備え、このパターン化電極は、前記液晶に所定の光学特性を与えるように構成されている、請求項８に記載の電気駆動レンズアセンブリ。
  16. 前記第１および第２の電極層はそれぞれ、前記液晶に所定の光学特性を与えるように構成されるパターン化電極を備える、請求項８に記載の電気駆動レンズアセンブリ。
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