JP2013242598A - 電気活性眼鏡レンズ用の電子アダプタ - Google Patents

Abstract

【課題】新しい電気活性レンズと既存のフレーム設計との間でほぼ全般的な適合性を有する手段及びシステムおよび、眼鏡フレームがそれに収納されている電気活性レンズを動作し制御することを可能にするように構成されている眼鏡フレーム用アダプタを提供する。
【解決手段】電気活性レンズ１００のアダプタが開示され、電気活性レンズは眼鏡フレームに収納され、電気活性レンズは電気コンタクトの第１のセットを有している。アダプタは電気活性レンズとは別の素子であり、電気コンタクトの第１のセットを通して電気信号を電気活性レンズに提供する電気コンタクトの第２のセットを有していること。
【選択図】図１

Description

本発明は電気活性レンズを収納する眼鏡フレームのアダプタに関し、特に本発明は眼鏡フレームを特有に設計及び製造する必要なく、或いは既存の眼鏡フレームの過度の変形を行わずに、眼鏡フレームがそこに収納されている電気活性レンズを動作し制御することを可能にするように構成されているアダプタに関する。特に眼鏡フレームはそこに収納されている電気活性レンズがこれまで実現されていない結果で自動的および手動の両者で焦点結びを行い、制御されることを可能にすることができる。

本出願はここで全体が参考として組み込まれている2006年６月23日出願の米国特許暫定出願第60/815,870号明細書（および発明の名称“Electronic Adapter For Electro-Active Spectacle Lenses That Enables Near Universal Frame Compatibility”）の特典を主張している。

焦点にダイナミック変化を与える電気活性眼鏡レンズの発明により、全てではなくても大部分の既存の眼鏡フレームの設計に適合されることができるようにこれらのレンズを処理することが所望されている。このようなタスクを行うため、電気活性機能を動作するのに必要とされる全てのコンポーネントはレンズ本体の内部または外部に設けられなければならず、それによってレンズは任意の変形されていない眼鏡フレームに取り付けられることができ、審美的に許容可能であり、十分に機能的でもある。

歴史的に、光学産業は患者がフレームの快適さおよび外観に関する審美性に大きく基づいて眼鏡類を選択する方法で構成されている。通常、フレームは処方の眼鏡商品を手に取る際に選択される最初のアイテムである。色合い、塗装、光学的設計を含めたレンズは通常２番目に取り上げられる。多数の入手可能なフレームスタイル、寸法、色、産業が歴史的に行ってきた方法、消費者または患者が大きなフレームの選択肢から選択しようとする要望があることを考慮すると、新しい電気活性レンズと既存のフレーム設計との間でほぼ全般的な適合性を有する手段及びシステムを提供することが望まれている。

したがって、前述の難点と、技術で固有の長年にわたる問題を効率的に克服する電気活性レンズを収納するように適合された改良された眼鏡フレームが本発明で与えられる。これらの問題は電気活性レンズを制御するための簡単で便利で高効率の方法で解決される。

本発明の１特徴によれば、電気活性レンズのアダプタが開示され、電気活性レンズは眼鏡フレームに収納され、電気活性レンズは電気コンタクトの第１のセットを有している。アダプタは電気活性レンズとは別の素子であり、電気コンタクトの第１のセットを通して電気信号を電気活性レンズに提供する電気コンタクトの第２のセットを有している。

当業者により認識されるように、本発明により提供される主な利点は眼鏡フレームを特有に設計及び製造する必要なく、或いは既存の眼鏡フレームの余分な変形を行わずに、眼鏡フレームがそこに収納されている電気活性レンズを動作し制御することを可能にすることである。眼鏡フレームはそこに収納されている電気活性レンズがこれまで実現されていない結果で自動的および手動の両者で焦点結びを行い、制御されることを可能にすることができる。本発明の付加的な目的は以下の説明から明白になるであろう。

本発明の方法及び装置は特定の実施形態の以下の詳細な説明と、このような実施形態を示し例示している添付図面を参照することにより良好に理解されるであろう。

電気活性レンズとその駆動コンポーネントの１例の図。 本発明のアダプタを収納する眼鏡フレームの正面図および平面図。 本発明の電気活性眼鏡レンズの１実施形態の左側頭部の上面図と、本発明のアダプタの１実施形態の左上の側頭部の上面図。 本発明のアダプタの別の実施形態の左上の側頭部の上面図。 本発明のアダプタの別の実施形態の左上の側頭部の上面図。 本発明の電気活性眼鏡レンズの別の実施形態の左側頭部の上面図と、本発明のアダプタの別の実施形態の左上の側頭部の上面図。 本発明の電気活性眼鏡レンズとアダプタの１実施形態の右側の正面図。 本発明の電気活性眼鏡レンズとアダプタの別の実施形態の右側の正面図。 本発明の電気活性眼鏡レンズとアダプタの別の実施形態の右側の正面図。

本発明の特定の実施形態を図面を参照して説明する。
図面により示されている以下の好ましい実施形態は本発明の例示であり、この出願の特許請求項により含まれている本発明を限定することを意図していない。

図１に示されているように、本発明の全ての実施形態におけるように、電気活性眼鏡レンズ100は電気活性レンズ素子101と、１以上の集束センサ102を含めた駆動電子装置を含んでおり、それらの全ては老眼に関連しない眼の屈折誤差を修正するように作用するレンズ103の本体内に埋設されている。駆動電子装置は駆動装置内に含まれている。駆動装置は電気活性レンズに適切な光学パワーを提供するための適切な電気信号を与えるために全ての必要な制御コンポーネントも含むことができる。レンズの本体は完成された素材（２つの光学的品質表面）または半完成された素材（１つの光学的品質表面）であってもよい。集束センサ、駆動電子装置、電気活性レンズ素子は、フレキシブルであるが電気的接続が薄膜の透明な導線105（単なる例示としてはインジウム錫酸化物、ＩＴＯのような）を介して行われる透明な星型の基板104の前面および／または後面に典型的に取り付けられることができる。これらの薄膜の透明な導線は電源用の接続106を含んでいる。これらの薄膜の透明な導線はデジタルまたはアナログ信号の伝送のための接続も含んでいる。ある他の実施形態では、電源と信号接続は異なる設計である可能性があり、この場合にはこれらはフレキシブルな基体に接続されているが、単なる例示では微細なゲージの金属ワイヤのような非薄膜導体を含んでいる。この代わりの設計では、接続はユーザの視覚またはレンズの審美性を大きく妨害しないようにされている。これらの電源及び信号接続と集束センサ及び駆動電子装置はレンズのエッジの近くの、フレームの枠と側頭部が接続する近くに置かれ、それによってレンズがフレーム内に適合されるとき、電源、駆動電子装置、集束レンズはユーザの視覚に干渉しない。代わりに、駆動コンポーネントは眼鏡フレーム、側頭部または本発明のアダプタ中の電気活性レンズから離れて位置されることができる。

図２に示されている本発明の実施形態では、電気活性領域203を有する電気活性レンズ201は技術でよく知られている技術を使用して縁取られている（眼鏡フレームの形状に切断されている）。レンズを縁取るプロセスは電源に接続する導線を部分的または十分に露出するように作用する。この縁取られたレンズはその後、電気アダプタ202と組み合わされ、これは図３の（Ｂ）に示されているように１以上の電源305と、レンズの手動の制御をユーザに与える１以上の電気スイッチ306と、ユーザの存在を検出する（眼鏡が装着されているか否かを決定する）作用をする１以上のセンサ307とを含むことができる。別の設計では、センサ307は電気活性レンズの駆動電子装置102を含むこともできる。センサ307はフレームが開かれているか否かを感知することもできる。このアダプタは電源とレンズ106中の信号電気接触部に対応する電気コンタクト308であり、それによってアダプタが眼鏡レンズと眼鏡フレームの枠との間に位置されるとき、フレーム内にレンズを固定するのに関連される圧力はレンズとアダプタ間で正の電気接触を行い、物理的にアダプタを眼鏡に固定する役目を行う。アダプタ内のコンポーネントは内部の配線309により電気的に接続される。アダプタ内に含まれている電源は単なる例示としては使い捨て可能な亜鉛空気電池または充電可能なＬｉイオンまたはＬｉポリマー電池であってもよい。アダプタ内に含まれる手動のスイッチは単なる例示では圧力スイッチ、容量タッチスイッチまたは光学近接スイッチであってもよい。眼鏡が装着されているか否かを決定するためのセンサは単なる例示では光学近接スイッチまたは加速度計であってもよく、これは付勢されたならばレンズ本体内の集束センサを動作するように駆動電子装置に命令する。この実施形態では、各レンズは同じであり、それぞれ個々のアダプタを必要とする。駆動装置は各電気活性レンズで適切な光学パワー量を発生するため電気信号を提供できる。駆動装置は電気活性レンズの適切な信号を決定するための集束センサも含んでいる。

図３の（Ａ）−図６の（Ｂ）にも示されているように、このようなアダプタ202の使用はある実施形態では、単なる例示では１以上のスロット、溝、またはノッチ301がレンズ201の本体に機械加工される縁取りに加えて他の機械加工ステップを必要とし、それによって頑丈な物理的及び電気的接続がフレーム、レンズ、アダプタ間で行われる。アダプタはフレームの枠と側頭部が接続する箇所の近くに置かれるので、このような機械加工ステップはアダプタがレンズ302の後面に側頭部の蝶番によってほとんど隠されて見えない状態で置かれる。このような配置は眼鏡の審美的品質を維持するのに有効であろう。アダプタ303のエッジプロフィールは固定した適合がフレーム、レンズ、アダプタ間で保証されるようにレンズ304のエッジプロフィールと一致することが好ましい。

本発明のアダプタの実施形態はコンポーネントの任意の組合せを含むことができる。例えば図３の（Ｂ）に示されているように、アダプタはオン／オフスイッチと、電源と、ユーザの存在を感知するセンサとを有することができる。代わりに、図４の（Ａ）で示されているように、アダプタは電源だけを具備してもよい。代わりに、図４の（Ｂ）で示されているように、アダプタはオン／オフスイッチだけを具備してもよい。代わりに、図４の（Ｃ）で示されているように、アダプタはユーザの存在を感知するセンサだけを具備してもよい。図４の（Ｄ）に示されているように、アダプタはオン／オフスイッチと、ユーザの存在を感知するセンサを有することができる。図５の（Ａ）で示されているように、アダプタはオン／オフスイッチと電源を有することができる。図５の（Ｂ）で示されているように、アダプタは電源とユーザの存在を感知するためのセンサを有することができる。

さらに図６の（Ａ）と６の（Ｂ）に示されているように、フレーム、レンズ、アダプタ間で行われる電気接続はレンズとアダプタとの間の結合素子が相互にねじ付けされる物理的接続を含むことができる。示されているように、アダプタはレンズ中の結合するスレッドに固定するねじ山を含むことができる。勿論技術でよく知られているように、このような物理的接続はさらに種々の等価物、例えば銃剣型接続、戻止め、蛇行状接続等を含むことができる。さらに技術でよく知られているように、電気接続は種々の電気結合素子、例えば雄／雌コネクタ、プラグ、ソケット、ピン等で行われることができる。

アダプタはそれが同時にレンズとフレームに同時に接触するように位置されることができ、または代わりにそれがレンズにのみ接触しフレームには接触しないように位置されることができる。アダプタはそれが接触するときレンズの表面上または下に位置されるように位置付けられることができる。アダプタはさらにこれが接触するときレンズの表面の外周近くに位置されるように位置付けられることができる。

前述の実施形態に関する１つの問題は各レンズが相互に独立して動作することである。それ故、ある動作条件下では１つのレンズが動作するようにトリガーされ、他方はトリガーされない可能性が存在する。この問題をなくすため、２つのレンズの動作を同期する手段が考えられなければならず、それによって２つのレンズの一方が付勢されるとき、他方はデフォルトにより付勢される。本発明の別の実施形態では、２つのレンズの電気アダプタは単なる例示であるが１以上の小さいゲージの金属ワイヤまたは光ファイバによりディスクリートな信号路により接続される。このような信号路はフレームの枠とレンズとの間のギャップ中と、２つのレンズを接合するブリッジの後に隠されることができる。

別の実施形態では、２つのレンズは図７に示されているようにブリッジを横切ってデータを伝送するように設計されている無線の光接続により同期される。この実施形態では、赤外線の光学トランシーバ装置401はフレックス回路402により各アダプタ202へ結合されており、これはフレームの優秀な枠と縁取りされた電気活性眼鏡レンズ201の間に隠されることができる。トランシーバ装置は各枠の良好な垂直距離が最善の結果が得られるようにＩＲトランシーバ間で妨害のない光学通信を可能にする位置に位置付けられることが好ましい。アダプタに関しては、付加的な機械加工ステップが必要とされる可能性があり、ここでの単なる例示では１以上のスロット、溝またはノッチ403がレンズ本体に機械加工され、それによって頑丈な物理的接続がトランシーバ装置と眼鏡の間で行われる。さらにこのような機械加工ステップはトランシーバ装置がレンズの前面または後面に取付けられることを可能にする。

別の実施形態では、２つのレンズは図８に示されているように、無線の無線周波数（ＲＦ）通信システムにより同期される。この実施形態では、電気アダプタ202は（単なる例示では）フレックス回路アンテナ501に結合されているＲＦトランシーバのための回路を含んでいる。このフレックス回路アンテナはフレームの枠と縁取られた眼鏡レンズ201との間に隠されることができる。

別の実施形態では、２つのレンズは図９に示されているように誘導結合により同期される。この実施形態では、電気アダプタ202は（単なる例示では）フレックス回路601を使用して行われる導体の多巻数のコイルに接続されているパルス電流源の回路を含んでいる。これらのフレックス回路コイルはフレームの枠と縁取りされた眼鏡レンズとの間に隠されることができる。この方法では、レンズ１のコイルの電流パルスはファラデーの誘導の法則によりレンズ２のコイルに電流を発生する磁界を発生し、これはその後レンズ２の電気アダプタの回路により検出される。このようにして、２つのレンズの間の通信が可能にされる。

別の実施形態では、２つのレンズは自由スペースを通って送信される超音波信号により同期されることができる。この実施形態では、電気アダプタは超音波トランシーバの回路を含んでいる。このような方法は電気アダプタに結合される必要のある付加的なコンポーネントがないという点で有効である。

さらに別の実施形態では、２つのレンズは眼鏡フレームを通して送信される振動により同期されることができる。この実施形態では、電気アダプタはレンズ、アダプタ、フレームが組み立てられるときにフレームに対して物理的な接触を行う振動トランスデューサと検出器を含んでいる。振動トランスデューサと検出器は単なる例示ではピエゾ電気材料から作られることができる。このような方法は電気アダプタに結合される必要がある付加的なコンポーネントが存在しない点で有効である。

任意の前述の実施形態を簡単にするため、１つのレンズだけが１以上の集束センサと同期送信機を装備され、他のレンズは任意の集束センサを含まず、同期受信機だけを含む。このような実施形態では、集束センサを有するレンズは「マスター」として動作し、他方のレンズは「スレーブ」として動作し、マスターにより指令されるときのみ動作する。このような一方向通信システムは（同期送信機と集束センサを除去することにより）電力の消費を減少し、同期を簡単にするが、集束センサの冗長の犠牲を払う。

先に示し説明した特別な実施形態は本発明が係わる眼鏡技術および電気活性レンズ技術の多くの応用で有用であることが証明されたが、さらに本発明の変形が特許請求の範囲により規定されているように本発明の技術的範囲内であることが考えられる。

先に示し説明した特別な実施形態は本発明が係わる眼鏡技術および電気活性レンズ技術の多くの応用で有用であることが証明されたが、さらに本発明の変形が特許請求の範囲により規定されているように本発明の技術的範囲内であることが考えられる。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１] 電気活性レンズのアダプタにおいて、電気活性レンズが眼鏡フレームに収納され、電気活性レンズは電気コンタクトの第１のセットを有し、前記アダプタは電気活性レンズとは別の素子であり、前記アダプタは電気コンタクトの第１のセットを通して電気信号を電気活性レンズに提供する電気コンタクトの第２のセットを有している電気活性レンズのアダプタ。
[２] さらに、コンタクトの前記第２のセットに接続されて動作する電源を具備している前記[１]記載のアダプタ。
[３] さらに、前記電源に接続されている手動で動作可能なオン／オフスイッチを具備している前記[２]記載のアダプタ。
[４] さらに、電気コンタクトの前記第２のセットに接続されて動作するセンサを具備し、前記センサは電気活性レンズに信号が提供されるか否かを検出するためのものである前記[１]記載のアダプタ。
[５] さらに、電気コンタクトの前記第２のセットに接続されて動作する駆動装置を具備し、前記信号は電気活性レンズに対して予め定められた光学付加パワーを発生するためのものである前記[１]記載のアダプタ。
[６] 電気コンタクトの前記第１のセットと電気コンタクトの前記第２のセットはさらに電気結合素子を具備している前記[１]記載のアダプタ。
[７] 前記センサはユーザの存在を感知する前記[４]記載のアダプタ。
[８] 前記センサはフレームが開かれているか否かを感知する前記[７]記載のアダプタ。
[９] 前記駆動装置は電気活性レンズに適切な量の光パワーを発生させるため前記信号を提供する前記[５]記載のアダプタ。
[１０] 前記駆動装置はさらに電気活性レンズの適切な信号を決定するための集束センサを具備している前記[５]記載のアダプタ。
[１１] さらに１つのレンズを別のレンズの制御に基づいて制御するためのアダプタに接続されて動作する同期手段を具備している前記[１]記載のアダプタ。
[１２] 前記同期手段は赤外線光透過信号を使用している前記[１１]記載のアダプタ。
[１３] 前記同期手段はＲＦ透過信号を使用している前記[１１]記載のアダプタ。
[１４] 前記同期手段は誘導結合を具備している前記[１１]記載のアダプタ。
[１５] 前記同期手段は眼鏡フレームを通して延在するフレキシブル回路を具備している前記[１１]記載のアダプタ。
[１６] 前記同期手段は超音波伝送信号を使用している前記[１１]記載のアダプタ。
[１７] 前記同期手段は振動伝送信号を使用している前記[１１]記載のアダプタ。
[１８] 前記同期手段はピエゾ電気材料を具備している前記[１７]記載のアダプタ。
[１９] アダプタはレンズとフレームを同時に接触するためのものである前記[１]記載のアダプタ。
[２０] アダプタはフレームに接触せずにレンズを接触するためのものである前記[１]記載のアダプタ。
[２１] アダプタは接触中にレンズ表面の下及び上に位置される前記[１]記載のアダプタ。
[２２] レンズは表面を有し、アダプタはレンズとの接触中に前記表面の周囲付近に位置される前記[１]記載のアダプタ。

Claims (22)

1. 電気活性レンズのアダプタにおいて、電気活性レンズが眼鏡フレームに収納され、電気活性レンズは電気コンタクトの第１のセットを有し、前記アダプタは電気活性レンズとは別の素子であり、前記アダプタは電気コンタクトの第１のセットを通して電気信号を電気活性レンズに提供する電気コンタクトの第２のセットを有している電気活性レンズのアダプタ。
2. さらに、コンタクトの前記第２のセットに接続されて動作する電源を具備している請求項１記載のアダプタ。
3. さらに、前記電源に接続されている手動で動作可能なオン／オフスイッチを具備している請求項２記載のアダプタ。
4. さらに、電気コンタクトの前記第２のセットに接続されて動作するセンサを具備し、前記センサは電気活性レンズに信号が提供されるか否かを検出するためのものである請求項１記載のアダプタ。
5. さらに、電気コンタクトの前記第２のセットに接続されて動作する駆動装置を具備し、前記信号は電気活性レンズに対して予め定められた光学付加パワーを発生するためのものである請求項１記載のアダプタ。
6. 電気コンタクトの前記第１のセットと電気コンタクトの前記第２のセットはさらに電気結合素子を具備している請求項１記載のアダプタ。
7. 前記センサはユーザの存在を感知する請求項４記載のアダプタ。
8. 前記センサはフレームが開かれているか否かを感知する請求項７記載のアダプタ。
9. 前記駆動装置は電気活性レンズに適切な量の光パワーを発生させるため前記信号を提供する請求項５記載のアダプタ。
10. 前記駆動装置はさらに電気活性レンズの適切な信号を決定するための集束センサを具備している請求項５記載のアダプタ。
11. さらに１つのレンズを別のレンズの制御に基づいて制御するためのアダプタに接続されて動作する同期手段を具備している請求項１記載のアダプタ。
12. 前記同期手段は赤外線光透過信号を使用している請求項１１記載のアダプタ。
13. 前記同期手段はＲＦ透過信号を使用している請求項１１記載のアダプタ。
14. 前記同期手段は誘導結合を具備している請求項１１記載のアダプタ。
15. 前記同期手段は眼鏡フレームを通して延在するフレキシブル回路を具備している請求項１１記載のアダプタ。
16. 前記同期手段は超音波伝送信号を使用している請求項１１記載のアダプタ。
17. 前記同期手段は振動伝送信号を使用している請求項１１記載のアダプタ。
18. 前記同期手段はピエゾ電気材料を具備している請求項１７記載のアダプタ。
19. アダプタはレンズとフレームを同時に接触するためのものである請求項１記載のアダプタ。
20. アダプタはフレームに接触せずにレンズを接触するためのものである請求項１記載のアダプタ。
21. アダプタは接触中にレンズ表面の下及び上に位置される請求項１記載のアダプタ。
22. レンズは表面を有し、アダプタはレンズとの接触中に前記表面の周囲付近に位置される請求項１記載のアダプタ。

Images