JP2015060223A - 誘電体及び液晶ポリマーネットワークを含む眼用デバイスのための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 眼用レンズ内に可変光学インサートを提供するための方法及び装置を提供する。【解決手段】 可変光学インサートは、その中に曲率半径が異なるようにする表面を有し得る。液晶層を、可変光学機能を提供するために使用することができ、いくつかの実施形態において、この液晶層は、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域を含み得る。エネルギー源は、眼用レンズ内に含まれる可変光学インサートに電力を供給することができる。実施形態によっては、眼用レンズはシリコーンヒドロゲルから注型成形される。様々な眼用レンズ実体が、電気的に活性な液晶層を含み得、屈折率特性を電気的に制御することができる。【選択図】 図１

Description

（関連出願の相互参照）
本願は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ものである。

（発明の分野）
本発明は、可変光学機能を備える眼用レンズデバイスに関するものであり、より具体的には、いくつかの実施形態において、液晶素子を利用した可変光学インサートを備える眼用レンズの製造に関する。

（関連技術の考察）
従来、コンタクトレンズ又は眼内レンズのような眼用レンズは、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、視力矯正機能性、美容強化、及び治療的効果のうち１つ又は複数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１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、レンズに屈折性を組み込む設計によって視力矯正機能性が提供される。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。

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。一般に、光学的設計が決定され、その後、例えば注型成形又は旋盤加工によってレンズを製造する際にレンズに与えられた。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的性質は変化しない。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場合がある。眼鏡を変えて光学的矯正を変更することが可能な眼鏡着用者とは異なり、コンタクトレンズ着用者、又は眼内レンズ着用者は、かなりの労力なしに、あるいは、コンタクトレンズ又は眼内レンズを眼鏡で補うことなしには、視力矯正の光学的特性を変更することはできなかった。

したがって、本発明は、エネルギー印加される場合があり、かつ眼用デバイス内に組み込む場合がある、デバイスの光学性質を変えることができる液晶素子を備えた可変光学インサートに関する革新技術を含む。かかる眼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、液晶素子を備えた可変光学インサート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。いくつかの例示的な実施形態はまた、可変光学部分を追加的に含む、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んでよく、インサートは、生体適合性の方法で眼用レンズ内に含まれる。

本発明の記述はしたがって、可変光学インサートを有する眼用レンズ、可変光学インサートを有する眼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。エネルギー源は、可変光学インサートの上に配置され又は組み立てられてもよく、かつ、このインサートは、第１成形型部品及び第２成形型部品の一方又は両方の近位に配置され得る。反応性モノマー混合物を含む組成物（以下、反応性モノマー混合物と称する）は、第１成形型部品と第２成形型部品の間に配置される。第１成形型部品は、第２成形型部品に近接して配置され、それによって、エネルギー印加された媒体インサートを有するレンズキャビティを形成し、反応性モノマー混合物の少なくともいくらかをレンズキャビティの中に有し、反応性モノマー混合物が化学線に曝露され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。いくつかの例示的な実施形態において、眼用レンズスカート又はインサート封入層は、標準ヒドロゲル眼用レンズ配合物を含む。多数のインサート材料に許容可能な調和を呈し得る特性を備える例示的な材料としては、例えば、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、及びセノフィルコンＡが挙げられ得る。

液晶素子を備えた可変光学インサートの形成方法、及び結果として得られるインサートは、本発明の様々な例示的実施形態の重要な態様である。いくつかの例示的な実施形態において、液晶は、２つの整列層の間に配置されてもよく、これらは液晶の静止配向を設定し得る。これらの２つの整列層は、可変光学部分を含む基材層上に配置された電極を通じてエネルギー源と電気的導通し得る。電極は、エネルギー源への中間相互接続を介して、又はインサートに埋め込まれた構成要素を介して直接に、エネルギー印加され得る。

電極層のエネルギー印加は、液晶の静止配向からエネルギー印加配向へのシフトを引き起こし得る。２レベルのエネルギー印加（オン又はオフ）で操作する実施形態において、液晶は、１つのエネルギー印加配向のみを有する。他の代替の例示的な実施形態において、エネルギー印加がエネルギーレベルの尺度に沿って起こる場合、液晶は、複数のエネルギー印加配向を有し得る。エネルギー印加プロセスが、エネルギー印加パルスを介して異なる状態の間での切り替えを生じ得る場合、また更なる例示的な実施形態が誘導され得る。

結果として得られる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、これによって、可変光学インサートの変化を引き起こす。例えば、この整列及び配向は、屈折特性によって入射光に対して作用し得る。加えて、この効果には、光の偏光の変化が含まれ得る。いくつかの例示的な実施形態は、可変光学インサートを含み得、エネルギー印加がレンズの焦点特性を変化させる。

いくつかの例示的な実施形態において、液晶層は、液晶分子を含む重合性混合物が重合を引き起こされる様相で形成され得る。ポリマーマトリックスを形成するのに使用されるモノマーはそれ自体に、付着した液晶部分を含み得る。重合を制御し、かつ、モノマー化合物に付着していない液晶分子を含めることによって、個々の液晶分子が配置される領域を包含する架橋ポリマー領域のマトリックスが形成され得る。いくつかの用語において、そのような、架橋重合分子と、隙間に含まれる液晶分子との組み合わせは、ネットワーク配置と呼ぶことができる。整列層は、モノマーに付着した液晶分子の整列をガイドすることができ、これによって、重合材料のネットワークが、ガイド整列層に揃えられる。付着した液晶分子は、重合中にある配向にロックされるが、隙間に配置された液晶分子は、空間内で自由な配向を取り得る。外部の影響がない場合、この遊離液晶分子は、整列した液晶分子のマトリックスによって影響を受ける、それ自体の整列を有し得る。

したがって、いくつかの例示的な実施形態において、眼用デバイスは、液晶分子を含む可変光学インサートを眼用デバイス内に組み込むことによって形成され得る。この可変インサートは、眼用デバイスの光学ゾーン内に配置され得る部分を少なくとも含み得る。この可変インサートは、前側インサート部品及び後側インサート部品を含み得る。この前側インサート部品及び後側インサート部品は、いずれか一方又は両方の表面に様々な様相の曲面を有し得、またいくつかの例示的な実施形態において、前側インサート部品の後側表面の曲率半径は、後側インサート部品の前側表面の曲率半径とは異なっていてもよい。記述の別の様相では、いくつかの例示的な実施形態において、前側インサート部品は、第１曲率を備えた表面を有し得、後側インサート部品は、第２曲率を備えた第２表面を有し得る。いくつかの例示的な実施形態において、第１曲率は第２曲率とは異なり得る。エネルギー源は、レンズ及びインサート内に含まれてもよく、いくつかの実施形態において、エネルギー源は、エネルギー源の少なくとも一部分がデバイスの非光学ゾーン内に配置され得る。

いくつかの例示的な実施形態において、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域を含む層は更に、その隙間の液晶材料から構成される層内で、液晶を含む領域が重合層の部分集合となり、かつインサート表面の領域的に変化する誘導体厚さの効果を補足する光学的効果を引き起こすことができる成形プロファイルを有するように画定され得る。

いくつかの例示的な実施形態において、この隙間に配置された液晶の、ポリマーネットワーク領域を含む層は更に、層内で、液晶分子の密度が空間的に変化しており、これにより、その変化が、インサート表面の領域的に変化する誘導体厚さの効果を補足する光学的効果を引き起こすことができるように、画定され得る。

いくつかの例示的な実施形態において、この眼用デバイスはコンタクトレンズであり得る。

いくつかの例示的な実施形態において、この眼用デバイスのインサートは、非限定的な例として例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明材料を含む、様々な材料からなる電極を含み得る。第１電極は、前側曲面部品の後側表面に近接して配置され得、第２電極は後側曲面部品の前側表面に近接して配置され得る。電位が第１及び第２電極に対して印加されたときに、電極の間に配置されている液晶層にわたって、電場が確立され得る。液晶層にわたって電場を印加することにより、層内の遊離液晶分子が、物理的に電場に整列され得る。いくつかの例示的な実施形態において、遊離液晶分子は、ネットワークポリマー内の隙間領域に内にあってもよく、またいくつかの例示的な実施形態において、ポリマー主鎖は、化学的に結合した液晶分子を含み得、これは重合中に整列層により整列され得る。液晶分子が電場に対して整列しているとき、この整列により、光線がその液晶分子を含む層を横切る際に被り得る光学特性に、変化をもたらし得る。非限定的な例として、整列の変化により屈折率が変化し得ることが挙げられ得る。いくつかの例示的な実施形態において、光学的特性の変化によって、液晶分子を含む層を包含するレンズの焦点特性に変化をもたらすことができる。

いくつかの例示的な実施形態において、記述される眼用デバイスは、プロセッサを含み得る。

いくつかの例示的な実施形態において、記述される眼用デバイスは、電気回路を含み得る。この電気回路は、眼用デバイス内を流れる電流を制御又は方向付けることができる。この電気回路は、エネルギー源から第１及び第２電極素子へと流れる電流を制御し得る。

インサートデバイスは、いくつかの実施形態において、前側インサート部品及び後側インサート部品以外のものを含み得る。中間部品が、前側インサート部品と後側インサート部品との間に配置され得る。一例として、液晶含有層が、前側インサート部品と中間部品との間に配置され得る。この可変インサートは、眼用デバイスの光学ゾーン内に配置され得る少なくとも一部分を含み得る。この前側、中間、及び後側インサート部品は、いずれか一方又は両方の表面に様々な様相の曲面を有し得、またいくつかの例示的な実施形態において、前側インサート部品の後側表面の曲率半径は、中間インサート部品の前側表面の曲率半径とは異なっていてもよい。エネルギー源は、レンズ及びインサート内に含まれてもよく、いくつかの例示的な実施形態において、エネルギー源は、エネルギー源の少なくとも一部分がデバイスの非光学ゾーン内に配置され得る。

前側インサート部品、後側インサート部品、及び少なくとも第１中間インサート部品を備えたインサートは、少なくとも第１液晶分子を含み得、この液晶分子は更に、隙間に配置された液晶分子のポリマーネットワーク領域内に見出され得る。

前側インサート部品、後側インサート部品、及び少なくとも第１中間インサート部品を伴ういくつかの例示的な実施形態において、この眼用デバイスのインサートはコンタクトレンズであり得る。

いくつかの例示的な実施形態において、前側インサート部品、後側インサート部品、及び少なくとも第１中間インサート部品を伴う眼用デバイスのインサートは、非限定的な例として例えばＩＴＯなどの透明材料を含む、様々な材料からなる電極を含み得る。第１電極は、前側曲面部品の後側表面に近接して配置され得、第２電極は中間部品の前側表面に近接して配置され得る。電位が第１及び第２電極に対して印加されたときに、電極の間に配置されている液晶層にわたって、電場が確立され得る。液晶層にわたって電場を印加することにより、層内の液晶分子が、物理的に電場に整列され得る。いくつかの例示的な実施形態において、液晶分子は、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域内に配置され得る。液晶分子が電場に対して整列しているとき、この整列により、光線がその液晶分子を含む層を横切る際に被り得る光学特性に、変化をもたらし得る。非限定的な例として、整列の変化により屈折率が変化し得ることが挙げられ得る。いくつかの例示的な実施形態において、光学的特性の変化によって、液晶分子を含む層を包含するレンズの焦点特性に変化をもたらすことができる。

いくつかの例示的な実施形態において、中間部品は、合わせて接合される複数の部品を含み得る。

いくつかの例示的な実施形態において、インサートデバイスが、前側インサート部品、後側インサート部品、及び中間部品から構成され得る場合、液晶含有層は、前側インサート部品と中間部品との間、又は、中間部品と後側インサート部品との間に配置され得る。加えて、偏光素子も、可変インサートデバイス内に配置され得る。この可変インサートは、眼用デバイスの光学ゾーン内に配置され得る少なくとも一部分を含み得る。この前側、中間、及び後側インサート部品は、いずれか一方又は両方の表面に様々な様相の曲面を有し得、またいくつかの例示的な実施形態において、前側インサート部品の後側表面の曲率半径は、中間インサート部品の前側表面の曲率半径とは異なっていてもよい。エネルギー源は、レンズ及びインサート内に含まれてもよく、いくつかの例示的な実施形態において、エネルギー源は、エネルギー源の少なくとも一部分がデバイスの非光学ゾーン内に配置され得る。

いくつかの例示的な実施形態において、部品ではなく可変光学インサート内の表面を参照することが可能であり得る。いくつかの例示的な実施形態において、眼用レンズデバイスが形成され得、可変光学インサートが眼用レンズデバイス内に配置されてもよく、可変光学インサートの少なくとも一部分は、レンズデバイスの光学ゾーン内に配置され得る。これらの例示的な実施形態は、曲面前側表面及び曲面後側表面を含み得る。いくつかの例示的な実施形態において、この前側表面及び後側表面は、少なくとも第１チャンバを形成するよう構成され得る。眼用レンズデバイスはまた、少なくとも、非光学ゾーンを含む領域内にある、インサート内に埋め込まれたエネルギー源も含み得る。眼用レンズデバイスはまた、チャンバ内に配置された液晶材料を含む層も含み得、この層は、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される。

いくつかの例示的な実施形態において、コンタクトレンズデバイスが形成され得、可変光学インサートが眼用レンズデバイス内に配置されてもよく、可変光学インサートの少なくとも一部分は、レンズデバイスの光学ゾーン内に配置され得る。これらの例示的な実施形態は、曲面前側表面及び曲面後側表面を含み得る。いくつかの例示的な実施形態において、この前側表面及び後側表面は、少なくとも第１チャンバを形成するよう構成され得る。コンタクトレンズデバイスはまた、チャンバ内に配置された液晶材料を含む層を含み得、この層は、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される。

いくつかの例示的な実施形態において、コンタクトレンズデバイスが形成され得、可変光学インサートが眼用レンズデバイス内に配置されてもよく、可変光学インサートの少なくとも一部分は、レンズデバイスの光学ゾーン内に配置され得る。コンタクトレンズデバイスは更に、チャンバ内に配置された液晶材料を含む層を含み得、この層は、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成されてもよく、かつ、層の少なくとも第１表面が曲面であってもよい。

いくつかの例示的な実施形態において、眼用レンズデバイスが形成され得、可変光学インサートが眼用レンズデバイス内に配置されてもよく、可変光学インサートの少なくとも一部分は、レンズデバイスの光学ゾーン内に配置され得る。これらの例示的な実施形態は、曲面前側表面及び曲面後側表面を含み得る。いくつかの例示的な実施形態において、第１曲面前側表面及び第１曲面後側表面は、少なくとも第１チャンバを形成するよう構成され得る。第２曲面前側表面及び第２曲面後側表面は、少なくとも第２チャンバを形成するよう構成され得る。眼用レンズデバイスはまた、第１チャンバ内に配置された液晶材料を含む層を含み得、この層は、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される。眼用レンズデバイスはまた、少なくとも、非光学ゾーンを含む領域内にある、インサート内に埋め込まれたエネルギー源を含み得る。いくつかの例示的な実施形態において、この眼用デバイスはコンタクトレンズであり得る。

いくつかの例示的な実施形態において、コンタクトレンズデバイスが形成され得、可変光学インサートが眼用レンズデバイス内に配置されてもよく、可変光学インサートの少なくとも一部分は、レンズデバイスの光学ゾーン内に配置され得る。このコンタクトレンズは曲面第１前側表面及び曲面第１後側表面を含み得、第１前側表面と第１後側表面は、少なくとも１つの第１チャンバを形成するよう構成される。このコンタクトレンズは更に、曲面第１前側表面の後側表面に近接した、電極材料の第１層を含み得る。このコンタクトレンズは更に、第１後側曲面部品の前側表面に近接した、電極材料の第２層を含み得る。このコンタクトレンズは更に、第１チャンバ内に配置された液晶材料を含む第１層を含み得、この第１層は、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成され、ポリマーネットワークは、化学的に結合した液晶分子を含み、かつ、液晶材料の第１層は、電極材料の第１層及び電極材料の第２層にわたって電位が印加されたときに、その屈折率を変化させ、液晶材料の第１層を横切る光線に影響を与える。このコンタクトレンズデバイスは更に、曲面第２前側表面及び曲面第２後側表面を含み得、第２前側表面及び第２後側表面は、少なくとも第２チャンバを形成するよう構成される。このコンタクトレンズデバイスは更に、曲面第２前側表面の後側表面に近接する電極材料の第３層と、第２後側曲面部品の前側表面に近接する電極材料の第４層とを含み得る。第２チャンバ内に配置された液晶材料を含む第２層が更に含まれ得、この第２層は、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成され、ポリマーネットワークは、化学的に結合した液晶分子を含み、かつ、液晶材料の第２層は、電極材料の第３層及び電極材料の第４層にわたって電位が印加されたときに、その屈折率を変化させ、液晶材料の第１層を横切る光線に影響を与える。このコンタクトレンズはまた、少なくとも、非光学ゾーンを含む領域内にある、インサート内に埋め込まれたエネルギー源を含み得る。このコンタクトレンズはまた、プロセッサを含む電気回路を含み得、電気回路は、エネルギー源から、第１、第２、第３、又は第４電極層のうちの１つ又は複数への、電気エネルギーの流れを制御する。更に、コンタクトレンズの可変光学インサートも、眼用レンズの焦点特性を変化させ得る。

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、以下の付属の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。
本発明のいくつかの例示的な実施形態を実施するのに有用であり得る、例示的な成形型アセンブリ装置構成要素の図である。 可変光学インサートを備えた、例示的なエネルギー印加した眼用レンズの図である。 可変光学インサートを備えた、例示的なエネルギー印加した眼用レンズの図である。 可変光学インサートの前及び後の曲面部分が、可変光学部分にわたって変化する誘電体層を有し得る、可変光学インサートの断面図の図である。 可変光学インサートの前及び後の曲面部分が、可変光学部分にわたって変化する誘電体層を有し得る、可変光学インサートの断面図の図である。 可変光学部分が、隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域から構成されていてもよい、可変光学インサートを備えた眼用レンズデバイスの一実施形態の断面図の図である。 可変光学部分が、隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域から構成されていてもよい、可変光学インサートを備えた眼用レンズデバイスの一実施形態の断面図の図である。 可変光学部分が、隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域から構成されていてもよい、可変光学インサートの例示的な一実施形態の図である。 可変光学部分が、隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域から構成されていてもよい、インサートを含む可変光学レンズの別の例示的な一実施形態の図である。 隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域から構成され得る、可変光学インサートを備えた眼用レンズを形成するための方法工程の図である。 隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域から構成される可変光学インサートを、眼用レンズ成形型部品内に配置するための、装置構成要素の一例の図である。 本発明のいくつかの例示的な実施形態を実践するために使用され得るプロセッサの図である。 可変光学部分が、隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域の成形された領域から構成されていてもよい、インサートを含む可変光学レンズの代替的な例示的な一実施形態の図である。 可変光学部分が、隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域の成形された領域から構成されていてもよい、インサートを含む可変光学レンズの代替的な例示的な一実施形態の図である。 可変光学部分が、隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域の成形された領域から構成されていてもよい、インサートを含む可変光学レンズの代替的な例示的な一実施形態の図である。

本発明は、可変光学インサートを備えた眼用レンズを製造するための方法及び装置を含み、可変光学部分は、液晶、又は、液晶構成要素をそれ自体に含む複合材料から構成される。加えて、本発明は、眼用レンズ内に組み込まれた液晶から構成される可変光学インサートを備えた眼用レンズを含む。

本発明に従って、眼用レンズは、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）とともに形成される。いくつかの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、かつ眼用レンズが配置される環境から分離され得る。いくつかの例示的な実施形態において、エネルギー源は、一次構成又は再充電構成に使用され得る電気化学セル化学を含み得る。

着用者が制御する調節デバイスを使用して、光学部分を変えることができる。この調節デバイスは例えば、電圧出力を増加若しくは減少するため、又はエネルギー源を係合若しくは係合解除するために、電子デバイス若しくは受動デバイスを含み得る。いくつかの例示的な実施形態は更に、測定されたパラメータ又は着用者入力により、自動化装置を介して、可変光学部分を変化させるための自動化調節デバイスを含み得る。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含まれ得る。ワイヤレスには、例えば、高周波制御、磁気スイッチ、光の放射パターン、及びインダクタンススイッチが含まれ得る。他の例示的な実施形態において、活性化は、生物学的機能に対応して、又は、眼用レンズ内の検知素子の測定値に対応して、起こり得る。他の例示的な実施形態は、非限定的な例として、周辺の光条件の変化によって誘発される活性化により生じ得る。

光学倍率の変化は、電極のエネルギー印加により生じる電場が、液晶層内に再配向を生じさせ、これにより分子が、静止配向からエネルギー印加配向にシフトすることにより生じ得る。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化によって生じた様々な効果が、例えば、偏光状態の変化、特に、偏光回転のために、利用され得る。

液晶層のいくつかの例示的な実施形態において、エネルギー印加され得る、眼用レンズの非光学的ゾーン部分における素子があってもよく、一方、他の例示的な実施形態では、エネルギー印加を必要としない場合がある。エネルギー印加のない例示的な実施形態において、液晶は、例えば周辺温度、又は周辺光などのいくつかの外的要素に基づいて、受動的に可変であり得る。

液晶レンズは、その本体への偏光入射に対する、電気的に可変の屈折率を提供し得る。第１レンズに対して第２レンズにおいて光学軸の向きが回転している２つのレンズの組み合わせにより、レンズ要素に、周辺の非偏光光に対する屈折率を変化させることができる。

電気的に活性な液晶層を電極と組み合わせることによって、電極にわたって電場を印加することにより制御され得る物理的実体が提供され得る。液晶層の周縁に誘電体層がある場合、この誘電体層にわたる電場と液晶層にわたる電場とを合わせて、電極にわたる電場になり得る。３次元形状の場合、この層にわたる電場の組み合わせの性質は、電気力学の原理と、誘電体層及び液晶層の形状に基づいて推定することができる。誘電体層の電気的有効厚さが不均一な様相で製造されている場合、電極にわたる電場の効果は、誘電体の有効な形状によって「成形」することができ、液晶層における屈折率の、寸法的に成形された変化を形成し得る。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、レンズに対し、可変焦点特性を採用する能力を持たせることができる。

代替的な例示的な一実施形態は、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自体が成形された場合に、提供され得る。これにより、液晶層の電気的可変屈折率は、電極の使用を介して液晶層にわたる電場の印加に基づき、レンズの焦点特性に変化を導入するのに使用され得る。液晶層の屈折率は、有効屈折率として呼ばれることがあり、また、屈折率に関する各処理は、有効屈折率を同様に指すものと見なし得る。有効屈折率は例えば、異なる屈折率を備えた複数の領域の重ね合わせに由来してもよい。いくつかの例示的な実施形態において、有効な態様は、様々な領域の寄与の平均であり得、一方、他の例示的な実施形態において、この有効な態様は、入射光に対する領域的又は分子的効果の重ね合わせであり得る。前側収容表面が液晶層と共になす形状と、後側収容表面が液晶層と共になす形状は、システムの焦点特性を一次元で決定し得る。

以下の項では、本発明の各実施形態の詳細な説明を与える。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、あくまで例示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うることは理解される。したがって、これらの例示的な実施形態は、基礎をなす発明の範囲を限定するものではない点は理解されるはずである。

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用いられ得る。
「整列層」とは、本明細書で使用されるとき、液晶層内の分子配向に影響を与えかつ位置を揃える、液晶層に隣接した層を指す。結果として得られる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得る。例えば、この整列及び配向は、屈折特性によって入射光に対して作用し得る。加えて、この効果には、光の偏光の変化が含まれ得る。

「電気的導通」とは、本明細書で使用されるとき、電場により影響を受けることを指す。導電性材料の場合、電流の流れから影響を受け、又は電流の流れに影響をもたらし得る。他の材料においては、これは影響をもたらす電位場であってもよく、例えば、電場線に沿って永久的及び誘発された分子双極子を配向させる傾向をもたらし得る。

「エネルギー印加された」とは、本明細書で使用されるとき、電流を供給することができるか、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。

「エネルギー印加された配向」とは、本明細書で使用されるとき、エネルギー源によりエネルギー供給された電位場の効果により影響を受けたときの、液晶の分子の配向を指す。例えば、液晶を含むデバイスは、エネルギー源がオン又はオフのいずれかとして動作するとき、エネルギー印加された１つの配向を含み得る。他の例示的な実施形態において、エネルギー印加された配向は、印加されるエネルギー量により影響を受けるスケールに沿って変化し得る。

「エネルギー」とは、本明細書で使用されるとき、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な能力に関連し得る。

「エネルギー源」とは、本明細書で使用されるとき、エネルギーを供給するか、又は生物医学的装置をエネルギー印加状態とすることが可能な装置のことを指す。

「エネルギーハーベスター」とは、本明細書で使用されるとき、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。

「眼内レンズ」とは、本明細書で使用されるとき、眼の内部に埋め込まれる眼用レンズを指す。

「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）とは、本明細書で使用されるとき、硬化及び架橋するか、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。様々な実施形態は、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用レンズに望まれ得る他の添加剤等の１つ又は複数の添加剤を有するレンズ形成混合物を含み得る。

「レンズ形成表面」とは、本明細書で使用されるとき、レンズの成型に使用される表面を指す。いくつかの例示的な実施形態において、任意のそのような面は、光学品質面仕上げを有することができ、光学品質面仕上げとは、面が十分に滑らかで、成型面に接触しているレンズ形成混合物の重合によって作られるレンズ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、いくつかの例示的な実施形態において、レンズ形成表面は、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、角膜トポグラフィ補正）を与えるのに必要な形状を有し得る。

「液晶」とは、本明細書で使用されるとき、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、固体としての特性は有しないが、その分子はある程度の整列を呈する。本明細書で使用されるとき、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、又は電気などの外部力によって操作され得る。

「リチウムイオンセル」とは、本明細書で使用されるとき、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エネルギー印加又は再充電され得る。

「媒体インサート」又は「インサート」とは、本明細書で使用されるとき、眼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、媒体インサートは更に、１つ又は複数の可変光学部分を含み得る。

「成形型」とは、本明細書で使用されるとき、レンズを未硬化配合物から形成するために用いることができる、剛性又は半剛性の物体を指す。いくつかの特定の好ましい成形型は、前側曲面成形型部品及び後側曲面成形型部品を形成する２つの成形型部品を含む。

「眼用レンズ」又は「レンズ」とは、本明細書で使用されるとき、眼内又は眼上に存在する、任意の眼用デバイスを指す。これらのデバイスは、光学補正又は改変を提供してもよく、及び／又は美容用であってもよい。例えば、用語「レンズ」とは、は、コンタクトレンズ、眼内レンズ、オーバーレイレンズ、眼内インサート、光学インサート、又はそれを通して視力が矯正若しくは修正されるか、又は視力を妨げることなくそれを通して眼の生理機能が美容的に強化される（例えば、虹彩色）その他の同様のデバイスを指すことができる。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。

「光学ゾーン」とは、本明細書で使用されるとき、き、眼用レンズの装用者がそこを通して見ることになる、眼用レンズの領域を指す。

「電力」とは、本明細書で使用されるとき、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。

「再充電可能」又は「再エネルギー印加可能」とは、本明細書で使用されるとき、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。本発明においては多くの場合、特定の速度で、特定の再設定時間の間、電流を流す能力を復元する能力との関連で使用され得る。

「再エネルギー印加」、又は「充電」とは、本明細書で使用されるとき、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、特定の速度で、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。

「成形型から離型された」とは、本明細書で使用されるとき、成形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綿棒によって押し出すことができるようにごく緩く付着しているレンズのことを意味する。

「静止配向」とは、本明細書で使用されるとき、静止していて、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。

「可変光学」とは、本明細書で使用されるとき、例えば、レンズの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。

眼用レンズ
図１を参照すると、封止されかつ封入されたインサートを含む眼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、例示の前方曲面成形型１０２及び適合する後方曲面成形型１０１を含む。様々な眼用デバイスのインサート１０４及び本体１０３は、前方曲面成形型１０２及び後方曲面成形型１０１の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、本体１０３の材料はヒドロゲル材料であってもよく、可変光学インサート１０４はこの材料によって全ての表面上を包囲されてもよい。

可変光学インサート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は、単一の液晶層を含み得、このいくつかは後のセクションで記述される。装置１００の使用は、多くの封止された領域を備える構成要素の組合せから構成される新規の眼用デバイスを作り出すことができる。

いくつかの例示的な実施形態において、可変光学インサート１０４を備えたレンズは、剛性中心部を備えたソフトスカート設計を含んでよく、液晶層１０９及び１１０を含む中心部剛性光学素子は、その前側表面及び後側表面でそれぞれ、外気及び角膜表面に直接接触している。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、剛性光学素子は更に、結果として生じる眼用レンズにエネルギー及び機能性を付与し得る。

図２Ａには、可変光学インサートの例示的な一実施形態の上から見た平面図２００、及び、図２Ｂには、その断面図２５０が示されている。この描写では、エネルギー源２１０は、可変光学インサート２００の周辺部分２１１内に図示される。エネルギー源２１０は、例えば、薄膜の充電式リチウムイオン電池、又はアルカリセル系電池を含み得る。エネルギー源２１０は、相互接続機能２１４に接続されて、相互接続を可能にし得る。追加の相互接続２２５及び２３０は例えば、エネルギー源２１０を物品２０５等の回路に接続し得る。他の例示的な実施形態において、インサートは、その表面に堆積された相互接続機能を有し得る。

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、前述の手段又は他の手段で、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、可変光学インサート２００は、その長さに沿った半径方向の切断部などの追加的な形状特徴を含んでもよい。例えば集積回路、別個の構成要素、受動的構成要素、及び含まれ得るそのようなデバイスなどの、２０５により示される複数の電子構成要素が存在し得る。

可変光学部分２２０も図示されている。この可変光学部分２２０は、可変光学インサートを通る電流印加を介したコマンドで変化することができ、これによって、液晶層にわたって確立される電場を典型的に変化させることができる。いくつかの例示的な実施形態において、可変光学部分２２０は、２つの透明基材層の間に液晶を含む薄層を含む。典型的には電子回路２０５の動作を介して、可変光学構成要素を電気的に活性化及び制御するには、数多くの方法があり得る。電子回路２０５は様々な様相で信号を受信することができ、また、物品２１５などのインサート中にあり得るような検知素子に接続され得る。いくつかの例示的な実施形態において、この可変光学インサートは、レンズスカート２５５内に封入されていてもよく、このレンズスカートは、眼用レンズを形成するためのヒドロゲル材料又はその他の好適な材料から構成されていてもよい。これらの例示的な実施形態において、眼用レンズは、眼用スカート２５５及び封入された眼用レンズインサート２００から構成されていてもよく、これら自体が液晶材料の層又は領域を含むか、又は液晶材料を含んでよく、また、いくつかの例示的な実施形態において、この層は、隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域からなっていてもよい。

液晶素子を含む可変光学インサート
図３Ａを参照すると、眼用レンズに挿入され得る可変光学部分３００が、液晶層３２５と共に図示されている。可変光学部分３００は、本明細書の他のセクションで検討されるものに類似の、関連する材料及び構造の多様性を有し得る。いくつかの例示的な実施形態において、透明電極３５０は、第１の透明基材３５５上に配置され得る。第１レンズ部品は、誘電体層３４０を含み得る。この層は誘電体フィルムから構成されていてもよく、いくつかの例示的な実施形態において、整列層がこの層３４０の上に配置され得る。他の例示的な実施形態において、誘電体層は、整列層の二重機能を有するような様相で形成され得る。誘電体層を含む例示的な実施形態において、第１レンズ表面３４０の誘電体層の形状は、図示のように、領域的に変化する誘電体厚さを形成し得る。そのような領域的に変化する形状は、曲面層の幾何学的影響の上に、レンズ素子の追加的な焦点能力を導入することができる。いくつかの例示的な実施形態において、例えば、形成された誘電体層は、第１透明電極３５０及び第１透明基材３５５の組み合わせの上での射出成形により形成され得る。

いくつかの例示的な実施形態において、第１透明電極３５０及び第２透明電極３１５は、様々な様相で成形され得る。いくつかの実施例において、この成形により、別個に印加されるエネルギー印加を有し得る、別個の領域が形成され得る。他の実施例において、電極は、レンズの中心から周縁に向かうらせん型などのパターンに形成され、これにより、液晶層３２５にわたって可変電場を印加し得る。いずれの場合でも、そのような電極成形は、電極の上の誘電体層成形に加えて、又はそのような成形の代わりに、実施することができる。このような様相での電極の成形も、操作中に、レンズ素子の追加の焦点能力を導入し得る。

液晶層３２５は、第１透明電極３５０と第２透明電極３１５との間に配置され得る。第２透明電極３１５は、第２透明基材層３１０に取り付けられてもよく、第２透明基材層３１０から第１透明基材層３５５にかけて形成されたデバイスは、眼用レンズの可変光学部分を含み得る。２つの整列層を更に、誘電体層上の３２０及び３３０に配置することができ、これは液晶層３２５を包み込んでいてもよい。３２０及び３３０の整列層は、眼用レンズの静止配向を画定するよう機能し得る。いくつかの例示的な実施形態において、電極層３２０及び３３０は、液晶層３２５と電気的に導通していてもよく、これによって、静止配向を少なくとも１つのエネルギー印加配向に配向シフトさせることができる。

図３Ｂを参照すると、眼用レンズ内に挿入し得る可変光学部分３５６の代替物が、隙間に配置された液晶層３７５のポリマーネットワーク領域と共に図示されている。図３Ａの可変光学部分３００と同様に、インサート内に成形された誘電体の層が存在し得る。例えば、３８５、３９０及び３９５を含む層が、例示的な第１レンズ部品３９７の上に、複合体形状の誘電体層を形成し得る。誘電体層の電気的効果により、有効電場が形成され得、インサートにエネルギーが印加されると、液晶含有層３７５に対してこの電場が印加され得る。第１透明電極３９６は、第１基材層又はレンズ部品３９７の上に配置され得、第２透明電極３６５は第２基材層３６０の上に配置され得る。いくつかの例示的な実施形態において、整列層３８０及び３７０は、液晶層３７５の周囲に配置されてもよく、この中の分子の整列に影響を与え得る。

インサート３５６（これは、可変光学部分３５６とも呼ばれ得る）は、複数の誘電体層３８５、３９０及び３９５と共に示され得る。いくつかの例示的な実施形態において、１つのタイプの誘電体材料が、層３８５及び３９５を構成することができ、別のタイプの材料が、層３９０を構成することができる。いくつかの例示的な実施形態において、そのような比較的複雑な構造により、異なる周波数で異なる有効誘電率を有する誘電体材料の組み合わせが可能になる。例えば、層３８５及び３９５は、非限定的な意味で二酸化ケイ素から構成されてもよく、層３９０の材料は水溶液であり得る。光学的周波数で、これらの層は、光線に対する効果がすべての層に対して同様であり得るような様相で形成され得る。それでも依然として、電極３６５及び３９６に印加され得る低電気周波数では、水性層３９０は他の層とは異なる誘電特性を有し得、これによって、液晶層３７５に対するオペラントとなり得るような誘電場の領域的形成に対して、強化された効果をもたらし得る。

可変光学部分３５６は、中間基材層３８５を含み得、これは、液晶層３７５が上に堆積し得る表面層を形成し得る。いくつかの例示的な実施形態において、中間基材層３８５は、第２レンズ素子が液体形態である場合に、第２レンズ素子３９０を収容するよう作用し得る。いくつかの例示的な実施形態は、第１整列層３６０と第２整列層３７０との間に配置される液晶層３７５を含み得、第２整列層３７０は、第２透明電極３６５の上に配置される。上基材層３６０は、可変光学部分３５６を形成する層の組み合わせを含み得、これは、電極３６５及び３９６に印加される電場に対応し得る。整列層３７０及び３８０は、様々な手段によって、可変光学部分３５６の光学特性に影響し得る。

隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域の層を含む液晶デバイス
図４Ａ及び４Ｂを参照すると、眼用レンズ内に挿入可能な可変光学部分４００が、隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域の層を含むポリマー層４３５と共に図示されている。ネットワーク化された隙間領域は、幅広い例示的様相において数多くの場所に図示され、その１つが実施例４３０に示され得る。重合領域は、フィルム構造の定義及び形状をもたらし得、同時に、隙間の液晶（例えば４３０）は、層を透過する光に対する有意な光学的影響を有し得る。いくつかの例示的な実施形態において、重合ネットワークは、化学的に接合した液晶部分を含み得、これは他の液晶分子と同様の様相で、光に作用し得る。しかしながら、化学的に接合した液晶部分は、電場内で自由に動くことはできない。これらは、整列層又は他の整列力による影響下で、重合プロセス中に整列され得る。これにより、これらの液晶分子は、層内の遊離液晶分子の静止状態を維持するのに役立ち得る。

隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域は、散乱プロセスに関して顕著になるほどの一貫してかつ大きな境界を形成することはない。

ポリマーマトリックス又はネットワーク内の隙間位置に液晶を閉じ込めることにより、分子がより回転しにくくなり得る。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のに使用される、より大きな電場をもたらし得る。同様に、液晶分子の化学的構造の操作により、整列状態を確立するのに必要な電場を低くできるような条件を画定するのに役立ち得る。

図の４００に示すタイプのポリマーネットワーク液晶層を形成するには、数多くの様相があり得る。第１の実施例において、モノマー及び液晶分子の混合物を組み合わせて形成し、加熱して、均一な混合物を形成することができる。次に、この混合物を前側曲面インサート部品４１０に塗布し、後側曲面又は中間インサート部品４５０を加えることにより、これをレンズインサート内に封入する。液晶混合物を含むインサートは次に所定の条件下で重合させ、重合材料の架橋ネットワーク領域、並びに、ポリマーネットワークの隙間内に液体が入り込んだ領域を形成することができる。いくつかの実施例において、混合物に化学線を照射して、重合を開始させることができる。

別の一実施例において、液晶及び液晶モノマーの混合物を使用することもできる。この実施例では、混合物を前側曲面部品４１０又は後側曲面若しくは中間曲面部品４５０に塗布し、次に追加部品を適用し得る。塗布された混合物はあらかじめ、重合反応を引き起こす成分を含み得る。あるいは、化学線を混合物に照射して、重合を開始させることができる。モノマー及び反応開始剤についての特定の材料選択により、重合反応は、重合ネットワーク材料内の液滴に似た、高濃度の液晶モノマー領域が形成され得るような速度及び様相で進行させ得る。これらの液晶分子は、完全に重合するまでは、ポリマーマトリックス内で自由に動くことができ、かつ、液晶混合物が塗布されたインサート部品の表面における他の液晶分子又は整列機能であり得る近隣の領域にある配向効果を感受することができる。整列領域がある場合は、これが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、また、顕著な重合が起こった後に、重合領域内の液晶分子の固定配向を決定することができる。同様に、ポリマー内で整列した液晶分子は、隙間領域にある液晶分子に対して配向効果を付与することもできる。よって、インサートが液晶中間層と共に形成されるまでは、合わせた重合領域及び含まれた隙間領域の層は、インサート部品の上に整列機能を含めることにより予め定められた自然の整列状態で存在し得る。

液晶分子を重合領域又はゲル化領域に組み込むには、数多くの様相があり得る。前述において、いくつかの様相が記述されている。それにもかかわらず、ポリマーネットワーク液晶層を形成する任意の方法が、本発明の範囲内の技術を含み得、かつ、眼用デバイスを形成するために使用することができる。前の実施例では、結合していない液晶分子のために隙間領域を形成するネットワーク層を形成するため、接合された液晶部分を備えたモノマーの使用について述べた。このポリマーの状態は、重合材料の結晶質形態、半結晶質形態、又は非晶質形態であってもよく、あるいは別の実施形態においては、ポリマーのゲル化形態又は半ゲル化形態として存在してもよい。

図４Ａの可変光学部分は、本明細書の他のセクションで述べられるように、同様の材料多様性及び構造的関連性により定義され得る他の態様を有し得る。いくつかの例示的な実施形態において、第１透明電極４２０は、第１透明基材４１０上に配置され得る。この第１レンズ表面は、誘電体フィルムから構成されてもよく、及び、いくつかの例示的な実施形態において、第１透明電極４２０の上に配置され得る整列層を含み得る。そのような実施形態において、第１レンズ表面４２５の誘電体層の形状は、誘電体厚さが領域的に変化する形状を形成し得る。後側曲面又は中間インサート曲面部品４５０の第２レンズ表面上の誘電体層４４５は更に、様々な形状の誘電体厚さを含んで形成され得る。そのような領域的に変化する形状は、図３Ａ及び３Ｂを参照して述べられているように、レンズ素子の追加的な焦点能力を導入し得る。いくつかの実施形態において、例えば、成形された層は、第１透明電極４２０と第１透明基材４１０の組み合わせの上に射出成形することにより形成され得る。

いくつかの例示的な実施形態において、第１透明電極４２０及び第２透明電極４４０は、様々な様相で成形され得る。いくつかの実施例において、この成形により、別個に印加されるエネルギー印加を有し得る、別個の領域が形成され得る。他の実施例において、電極は、レンズの中心から周縁に向かうらせん型などのパターンに形成され、これにより、液晶層４３５及び領域４３０にわたって可変電場を印加し得る。いずれの場合でも、そのような電極成形は、電極の上の誘電体層成形に加えて、又はそのような成形の代わりに、実施することができる。このような様相での電極の成形も、操作中に、レンズ素子の追加の焦点能力を導入し得る。

ポリマー分散液晶層４３５及び領域４３０は、第１透明電極４２０と第２透明電極４４０との間に配置され得る。第２透明電極４４０は、後側曲面又は中間インサート曲面部品４５０に接合させることができ、第１透明基材４１０から後側曲面又は中間インサート曲面部品４５０にかけて形成されたデバイスは、眼用レンズの可変光学部分を含み得る。２つの整列層は更に、誘電体層の上に配置することができ、これらは液晶層４３５及び領域４３０を包み込み得る。この整列層は、眼用レンズの静止配向を画定するよう機能し得る。いくつかの例示的な実施形態において、電極層４２０及び４４０は、液晶層４３５及び領域４３０と電気的に導通していてもよく、これによって、静止配向を少なくとも１つのエネルギー印加配向に配向をシフトさせることができる。

図４Ｂにおいて、電極層をエネルギー印加する効果が図示されている。エネルギー印加により、４９０に示すように、デバイスにわたって確立される電場が生じ得る。この電場は、形成された電場に液晶分子を整列させ得る。液晶を含むポリマーネットワーク内の４６０で示されるように、遊離液晶分子は、ここで垂直の線で図示されているように、整列し得る。

図５を参照して、眼用レンズ内に挿入可能な代替的な可変光学インサート５００が、２つの液晶層５２５及び５４５で図示されている。液晶領域周辺の様々な層の態様それぞれが、図３Ａの可変光学インサート３００に関連して記述したものと同様の多様性を有し得る。いくつかの例示的な実施形態において、整列層は、単一の液晶素子の機能に偏光感度を導入し得る。第１基材５１０により形成される第１液晶系素子（５２０周辺及び第２基材５３０にある介在層は、第１偏光選好を有し得る）を、第２基材５３０上の第２表面により形成される第２液晶系素子（５４０周辺及び第３基材５５０にある介在層は、第２偏光選好を有する）と組み合わせることにより、これに対する入射光の偏光性質に対して感受性の低い、レンズの電気的可変焦点特性を可能にし得る組み合わせが形成され得る。

例示的な要素５００において、３００の実施例と共に、様々なタイプ及び多様性の２つの電気的に活性な液晶層を組み合わせるには、３つの基材層を利用して形成され得る。他の実施例において、デバイスは、４つの異なる基材を組み合わせることによって形成され得る。いくつかの実施例において、中間基材５３０は、２つの層に分割することができる。基材が後で組み合わせられる場合、物品５００と同様に機能するデバイスが得られ得る。４つの層の組み合わせは、類似のデバイスが５２５及び５４５両方の液晶層の周囲に構築され得る素子の製造の一例を示し得、加工処理の違いは、液晶素子の整列機能を画定する工程部分に関連し得る。更なる実施例において、３００に示すように単一の液晶層周辺のレンズ素子が、球面対称、又は９０度回転対称である場合、２つの部品を組み立てて、組み立て前に互いに対して２つの部品を９０度回転させることにより、５００に示すタイプの構造にすることができる。

図６を参照すると、眼用レンズ６００が、埋め込まれた可変光学インサート６１０を備えて示されている。眼用レンズ６００は、前側曲面表面６０１及び後側曲面表面６０２を有し得る。インサート６１０は、液晶層６０５を備えた可変光学部分６０３を有し得る。いくつかの例示的な実施形態において、インサート６１０は、複数の液晶層６０４及び６０５を有し得る。インサート６１０の一部は、眼用レンズ６００の光学ゾーンに重なり合っていてもよい。

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のに使用される、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の前側表面半径、約７．８ｍｍの後側表面半径、及び約０．２００ｍｍの中心厚さ、及び約０．０５０ｍｍ半径の縁部厚さのインサートを含む。

図１に示す可変光学インサート１０４は、眼用レンズの形成に利用される成形型部品１０１及び１０２内に配置され得る。成形型部品１０１及び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つ又は複数のポリオレフィンを挙げることができる。その他の成形型には、セラミック又は金属材料が含まれ得る。

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。様々な等級の脂環式コポリマーは、１０５℃〜１６０℃のガラス転移温度を有し得る。

いくつかの例示的な実施形態において、本発明の成形型には、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が含まれ得る。このブレンドを、成形型半片の一方又は両方の上に用いることができる。このブレンドを後側曲面部の上に用いて前側曲面部は脂環式コポリマーからなることが好ましい。

本発明により成形型１００を作るいくつかの好ましい方法では、既知の技術に従って射出成型を用いるが、例示的な実施形態には、他の技術によって作られる成形型を含むこともできる。他の技術としては、たとえば旋盤法、ダイヤモンド切削、又はレーザー切断が挙げられる。

典型的には、レンズは、両方の成形型部品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。

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は、シリコーン含有成分を含む。「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。

いくつかの例示的な実施形態において、インサートを包囲するインサート封入層とも呼ばれる、眼用レンズのスカートは、標準的なヒドロゲルの眼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する特性を備える例示的な材料には、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）が挙げられ得る。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。

好適なシリコーン含有成分は、式Ｉの化合物を含む：

式中、
Ｒ^１は、独立に、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個の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んでもよく、
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、
式中、少なくとも１つのＲ^１には、一価の反応性基が含まれ、また、１〜３個のＲ^１のいくつかの例示的な実施形態には、一価の反応性基が含まれる。

本明細書で使用されるとき、「一価の反応性基」とは、フリーラジカル及び／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−ビニルカー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。

好適な一価アルキル基及びアリール基には、例えば、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、及び同様物などの、非置換の一価Ｃ_１〜Ｃ_１６アルキル基、Ｃ_６〜Ｃ_１４アリール基が挙げられる。

例示的な一実施形態において、ｂはゼロであり、１つのＲ^１は一価反応基であり、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選択され、別の例示的な実施形態において、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。本発明のシリコーン成分の非限定的例には、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。

別の例示的な一実施形態において、ｂは２〜２０、３〜１５、又はいくつかの例示的な実施形態において３〜１０であり、少なくとも１つの末端Ｒ^１は一価反応性基を含み、残りのＲ^１は、１〜１６個の炭素原子を有する一価アルキル基から選択され、別の一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。更に他の一実施形態では、ｂが３〜１５であり、１つの末端Ｒ^１が一価の反応性基を含み、その他の末端Ｒ^１が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が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的例には、（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。

別の例示的な一実施形態において、ｂは５〜４００、又は１０〜３００であり、両方の末端Ｒ^１は、一価反応基を含み、残りのＲ^１は、独立に、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、これは、炭素原子間にエーテル結合を有することがあり、及び更にハロゲンを含むことがある。

シリコーンヒドロゲルレンズが望ましい例示的な一実施形態において、本発明のレンズは、ポリマーを作製する反応性モノマー成分の総重量に対して、少なくとも約２０重量％、好ましくは、約２０重量％〜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。

別の実施形態では、１〜４個のＲ^１はビニルカーボネート又は以下の式のカルバメートを含む。

式中、ＹはＯ−、Ｓ−又はＮＨ−を意味し、
Ｒは、水素又はメチルを意味し、ｄは１、２、３又は４、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、及び以下を含む。

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Ｒ^１のみが一価の反応性基を含むものとし、残りのＲ^１基のうちの２個以下は、一価シロキサン基を含む。

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、
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
が挙げられ、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してもよい。
^＊はウレタン又はウレイド結合を意味し、
_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意味する。

Ｒ^１１は、１〜１０個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独立に示し、これは炭素原子間にエーテル結合を含んでよく、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はそれぞれ独立に次の式に示される重合性不飽和有機ラジカルを示す。

式中、Ｒ^１２は水素又はメチルであり、Ｒ^１３は水素、１〜６個の炭素原子を有するアルキルラジカル又はａ−ＣＯ−Ｙ−Ｒ^１５ラジカルで、Ｙは−Ｏ−、Ｙ−Ｓ−又は−ＮＨ−であり、Ｒ^１４は１〜１２個の炭素原子を有する二価ラジカルであり、Ｘは−ＣＯ−又は−ＯＣＯ−を意味し、Ｚは−Ｏ−又は−ＮＨ−を意味し、Ａｒは６〜３０個の炭素原子を有する芳香族ラジカルを意味し、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、以下の式で示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のイソシアネート基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。前述のポリシロキサンのいずれもまた、本発明のシリコーン含有成分として使用することができる。

液晶材料
本明細書で検討されている液晶層に一貫する特性を有し得る材料は、数多く存在し得る。好ましい毒性を備えた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があることが期待され得る。他の実施例において、眼用インサートの封入技術及び材料により、幅広い材料選択肢が可能になる可能性があり、これには、典型的には、ネマチック若しくはコレステリックＮ、又はスメクチック液晶、又は液晶混合物に関連する幅広いカテゴリーのものであり得る材料に関連するＬＣＤディスプレイが含まれ得る。ＴＮ、ＶＡ、ＰＳＶＡ、ＩＰＳ及びＦＦＳ用途用のＭｅｒｃｋ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ ｃｈｅｍｉｃａｌｓのＬｉｃｒｉｓｔａｌ混合物などの市販されている混合物、及びその他の市販されている混合物は、液晶層を形成する材料お選択肢を形成し得る。

非限定的な意味で、混合物又は配合物は、下記の液晶材料を含み得る。すなわち、１−（ｔｒａｎｓ−４−ヘキシルシクロヘキシル）−４−イソチオシアナトベンゼン液晶、安息香酸化合物（４−オクチル安息香酸及び４−ヘキシル安息香酸を含む）、カルボニトリル化合物（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−（ｔｒａｎｓ−４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾ二トリル、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む）、及び４，４’−アゾキシアニソールである。

非限定的な意味で、室温において特に高い複屈折（ｎ_ｐａｒ−ｎ_ｐｅｒｐ＞０．３）を示す配合物を、液晶層形成材料として使用することができる。例えば、Ｗ１８２５と呼ばれるそのような配合物が、ＡＷＡＴ及びＢＥＡＭ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｒ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ Ｃｏ．（ＢＥＡＭＣＯ）から入手可能である。

本発明の概念に有用であり得る他のクラスの液晶材料も存在し得る。例えば、強誘電性液晶は、電場配向される液晶実施形態の機能を提供し得るが、例えば磁場相互作用などの他の影響も導入する可能性がある。電磁放射と材料との相互作用も、変化し得る。

整列層材料：
本明細書に記述されている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、インサート境界で様々な様相において整列している必要があり得る。例えば、整列は、インサートの境界に対して平行又は垂直であってもよく、かつこの整列は様々な表面の適切な加工処理によって得られ得る。加工処理は、液晶（ＬＣ）を含むインサートの基材を整列層でコーティングする工程を含み得る。この整列層が、ここに記述される。

様々なタイプの液晶系デバイスに一般的に実践される技法の１つは、ラビング技法であり得る。この技法は、液晶を封入するのに用いられるインサート部品の１つのように、曲面表面に関して適合し得る。一実施例において、表面はポリビニルアルコール（ＰＶＡ）層でコーティングし得る。例えば、ＰＶＡ層を、１重量％水溶液を用いてスピンコーティングすることができる。この溶液は、例えば約６０秒間の時間、１０００ｒｐｍでスピンコーティングで塗布し、次に乾燥させることができる。次に、乾燥した層を柔らかい布で擦ることができる。非限定的な一例において、この柔らかい布はベルベットであり得る。

光整列は、液晶封入体に対して整列層を作製するための別の技法であり得る。いくつかの例示的な実施形態において、光整列は、その非接触的性質と、大規模製造が可能であることから、望ましい可能性がある。非限定的な一実施例において、液晶可変光学部分に使用される光整列層は、典型的にＵＶ波長の線形偏光の偏光方向に対して主に垂直方向に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。そのような整列は、繰り返しのトランス−シス−トランス光異性化プロセスの結果であり得る。

一実施例として、ＰＡＡＤシリーズのアゾベンゼン染料を、ＤＭＦ中１重量％溶液を用い、３０００ｒｐｍで３０秒間、スピンコーティングし得る。次に、得られた層に、ＵＶ波長（例えば、３２５ｎｍ、３５１ｎｍ、３６５ｎｍ）又は更に可視光波長（４００〜５００ｎｍ）の線形偏光ビームを照射することができる。この光源は様々な形態を取り得る。いくつかの例示的な実施形態において、光は例えば、レーザー源から発し得る。ＬＥＤ、ハロゲン、白熱灯源などの他の光源も、非限定的な例であり得る。様々な形態の光を、適切なように様々なパターンで偏光させる前又は後のいずれかに、光は、例えば光学レンズデバイスの使用により、様々な様相でコリメートされ得る。例えば、レーザー源からの光はもともと、ある程度のコリメーションを有し得る。

アゾベンゼンポリマー、ポリエステル、光架橋性ポリマー液晶（中間相形成４−（４−メトキシシンナモイルオキシ）ビフェニル側基を伴う）及び同様物に基づく、多様な種類の光異方性材料が現在知られている。そのような材料の例としては、スルホン酸ビスアゾ染料ＳＤ１及びその他のアゾベンゼン染料、特に、ＰＡＡＤシリーズ材料（ＢＥＡＭ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｒ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ Ｃｏ．（ＢＥＡＭＣＯ）から入手可能）、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可能性がある。一部のアゾベンゼン染料、例えばメチルレッドは、液晶層を直接ドーピングすることにより光整列に用いることができる。アゾベンゼン染料を偏光に曝すことにより、液晶層内の大部分内で境界層へと、アゾ染料の拡散及び接着を生じさせ、望ましい整列条件を形成することができる。

メチルレッドなどのアゾベンゼン染料は、例えばＰＶＡ等のポリマーと組み合わせて使用することもできる。許容可能であり得る液晶の隣接相の整列を強制することができる他の光異方性材料が現在知られている。これらの例には、クマリン、ポリエステル、光架橋性ポリマー液晶（中間相形成４−（４−メトキシシンナモイルオキシ）ビフェニル側基を伴う）、ポリ（ビニルシンナメート）、及びその他に基づく材料が挙げられ得る。光整列技術は、液晶のパターン化配向を含む実施形態において有利であり得る。

整列層を作製する別の例示的な一実施形態において、整列層は、インサート部品基材上に二酸化ケイ素（ＳｉＯｘ、式中１≦Ｘ≦２）の真空蒸着によって得ることができる。例えば、ＳｉＯ_２は、約１０^−４Ｐａ（１０^−６ｍｂａｒ）の低圧で蒸着させることができる。前側及び後側のインサート部品の作製と共に射出成形されるナノスケール寸法での整列形状を提供することが可能であり得る。これらの成形型形状は、物理的整列形状と直接相互作用し、整列パターンを液晶分子の整列配向に移転させることができるような、記述されている材料、又はその他の材料を用いて、様々な様相でコーティングされ得る。

イオンビーム整列は、液晶封入体に対して整列層を作製するためのもう１つの技法であり得る。いくつかの例示的な実施形態において、コリメートされたアルゴンイオン、又はガリウム集束イオンビームが、定義された角度／向きで整列層上に照射され得る。この種の整列は、酸化ケイ素、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ポリイミド、及びその他の整列材料を整列させるのに使用することができる。

また更なる例示的実施形態は、形成された後にインサート部品に物理的整列形状を形成することに関連し得る。他の液晶系技術で一般的であるラビング技法は、物理的溝を形成するために、成形済み表面上に行うことができる。表面には、成形後エンボス加工を行って、この上に小さな溝形状を作製することができる。また更なる実施形態は、様々な種類の光学パターニングプロセスを含み得るエッチング技法の使用から誘導され得る。

誘電体材料
誘電体フィルム及び誘電体が、ここで記述される。非限定的な実施例により、液晶可変光学部分に使用される誘電体フィルム又は誘電体は、本明細書に記述される発明に適切な特性を有する。誘電体は、単独又は合わせて誘電体として機能する１つ又は複数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、例えば１〜１０μｍの、別個の可変光学部分に対して望ましい厚さで、欠陥のない絶縁層を許容し得る。欠陥とは、ピンホールと呼ばれることもあり、当業者に周知のように、誘電体を通して電気的及び／又は化学的接触を許容し得る、誘電体中の穴であり得る。誘電体は、所与の厚さで、例えば誘電体が１００ボルト以上に耐え得るなどの、破壊電圧に関する要件を満たし得る。

誘電体は、曲面、円錐形、球形、及び複雑な３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、可変光学部分内の化学物質（例えば、液晶又は液晶混合物、溶媒、酸、及び塩基、又は液晶領域の配合中に存在し得るその他の材料）による損傷に対して抵抗し得る。誘電体は、赤外線、紫外線、及び可視光による損傷に対して抵抗し得る。望ましくない損傷には、本明細書に記述されるパラメータ（例えば破壊電圧及び光学透過率）の劣化が挙げられ得る。誘電体は、イオンの浸透に対して抵抗し得る。誘電体は、エレクトロマイグレーション、デンドライト成長、その下にある電極のその他の劣化を防ぎ得る。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／又は基材に接着し得る。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、システムの電気的操作に適合する相対誘電率又は誘電定数を有し、例えば、所与の電極領域についてキャパシタンスを低減する、低い相対誘電率を有し得る。誘電体は、高い固有抵抗を有し得、これにより、高い印加電圧であっても、非常に小さな電流が可能になり得る。誘電体は、例えば高透過率、低分散性、特定の範囲の屈折率など、光学デバイスに望まれる性質を所有し得る。

非限定的な誘電体の例としては、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のうち１つ又は複数が挙げられる。

電極材料
電極は、液晶領域にわたって電場を達成するために、電位を印加するために本明細書に記述される。電極は一般に、単独又は合わせて電極として機能する１つ又は複数の材料層を含む。

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、その下にある基材、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。

電極は、例えば、所与の幾何学的構成における抵抗の要件を満たすため、本明細書に記述される電気システムに使用するのに好適な抵抗を有するよう設計され得る。

電極は、１つ又は複数のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、アルミニウムドーピングされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）、金、ステンレススチール、クロム、グラフェン、グラフェンドーピングされた層、及びアルミニウムのうち１つ又は複数で製造され得る。これは網羅的なリストではないことが理解されよう。

電極は、電極間の領域に電場を確立するために使用され得る。いくつかの例示的な実施形態において、電極が形成され得る数多くの表面が存在し得る。画定されている任意又は全ての表面に電極を配置することが可能であり得、電場は、少なくとも２つの表面に対して電極が電位を印加することにより形成された、任意のこれら表面の間の領域に確立され得る。

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が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的な実施形態には付加的な工程を含んでもよい。更なる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。

図７を参照すると、フローチャートは、本発明を実施するために用い得る例示的な工程を示している。７０１で、後側曲面表面を含み、他の基材層の表面形状とは異なり得る第１タイプの形状を備えた上表面を有し得る、第１基材層が形成される。いくつかの例示的な実施形態において、この違いには、少なくとも光学ゾーン内に存在し得る部分の、表面の異なる曲率半径が含まれ得る。７０２で、前側曲面表面、又は中間表面、又はより複雑なデバイスでは中間表面の一部を含み得る、第２基材層が形成される。７０３で、第１基材層の上に電極層を堆積させることができる。堆積は、例えば、蒸着又は電気メッキにより生じ得る。いくつかの例示的な実施形態において、第１基材層は、光学ゾーンの領域と非光学ゾーンの領域との両方を有するインサートの一部であり得る。いくつかの実施形態において、電極堆積プロセスは、相互接続機能を同時に画定し得る。いくつかの例示的な実施形態において、誘電体層が、相互接続又は電極の上に形成され得る。誘電体層は、例えば二酸化ケイ素など、数多くの絶縁体及び誘電体層を含み得る。

７０４で、第１基材層は更に、前に堆積された誘電体層又は電極層の上に、整列層を追加するための加工処理を行うことができる。この整列層は、基材の上層の上に堆積されてもよく、次に標準的方法（例えばラビング技法）で加工処理して、標準整列層の特性である溝形状を形成するか、又は、エネルギー性粒子又は光に曝露する処理により、加工処理することができる。光異方性材料の薄層を、光曝露で処理することにより、様々な特性を備えた整列層を形成することができる。前述のように、隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域が形成された、液晶層を形成する方法においては、この方法は、整列層の形成に関する工程を含まない可能性がある。

７０５で、第２基材層は更に、加工処理され得る。電極層が、工程７０３と同様にして、第２基材層の上に堆積され得る。次に、いくつかの例示的な実施形態において、７０６で、誘電体層が、第２基材層の上、電極層の上に塗布され得る。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。一例として、誘電体層は第１基材層の上で成形され得る。あるいは、前に形成された誘電体層が、第２基材部分の電極表面の上に接着され得る。

７０７で、７０４の処理工程と同様にして、整列層が第２基材層の上に形成され得る。７０７の後、眼用レンズインサートの少なくとも一部分を形成し得る２つの個別の基材層が、接合する用意が出来た状態であり得る。７０８で、いくつかの例示的な実施形態において、この２つの部品を互いに近接させ、これらの間に液晶材料を充填し得る。２つの部品の間に液晶を充填するには数多くの様相があり得るが、非限定的な例として、キャビティを減圧し、次に液晶材料をこの減圧された空間に流し込む、減圧式充填が挙げられる。加えて、レンズインサート部品の間の空間に存在する毛細管力が、この空間を液晶材料で満たす助けとなり得る。７０９で、２つの部品を互いに隣接させて、次に封止し、液晶を備えた可変光学素子を形成することができる。部品を合わせて封止するには数多くの様相があり得、これには例えば、非限定的例として、接着剤、シーラント、及び物理的密封構成要素（例えばＯリング、及びスナップロック機構）の使用が挙げられる。

いくつかの例示的な実施形態において、７０９で形成されたタイプの２つの部品は、方法工程７０１〜７０９を繰り返すことによって作製することができ、整列層は互いにずれていて、これによりレンズが、非偏光光の焦点能力を調節することが可能になり得る。そのような例示的な実施形態において、２つの可変光学層は、組み合わせて、単一の可変光学インサートを形成し得る。７１０で、可変光学部分は、エネルギー源及び中間体に接続されていてもよく、又は、接合された構成要素がその上に配置され得る。

７１１で、工程７１０で得られた可変光学インサートが、成形型内に配置され得る。可変光学インサートは更に、１つ又は複数の構成要素を含んでいてもいなくともよい。いくつかの好ましい実施形態において、可変光学インサートは、機械的配置を介して成形型部品内に配置される。機械的配置には、例えば、表面実装構成要素を配置するのに当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。可変光学インサートの人間による配置もまた、本発明の範囲内である。したがって、成形型部品に収容される反応性混合物の重合が、生じる眼用レンズの可変光学インサートを含むように型成形部品内にエネルギー源を有する可変光学インサートを配置するために有用であり得る、任意の機械的配置、又はオートメーションが利用されてもよい。

いくつかの例示的な実施形態において、可変光学インサートは、基材に接合された成形型部品内に配置され得る。エネルギー源及び１つ又は複数の構成要素も、基材に接合されていてもよく、可変光学インサートと電気的に導通し得る。構成要素は、例えば、可変光学インサートに印加される出力を制御する回路を含み得る。したがって、いくつかの例示的な実施形態では、構成要素は、１つ又は複数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）、可変光学インサート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、プロセッサデバイス、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）、ナノエレクトロメカニカルシステム（ＮＥＭＳ）、又はその他の構成要素も、可変光学インサート内に配置されてもよく、かつエネルギー源と電気的に接触し得る。７１２で、反応性モノマー混合物を成形型部品内に堆積させることができる。７１３で、可変光学インサートは、反応性混合物と接触するよう配置され得る。いくつかの例示的な実施形態において、可変光学インサートの配置とモノマー混合物の堆積の順序は、逆になってもよい。７１４で、第１の成形型部品を第２の成形型部品に隣接させて配置し、反応性モノマー混合物の少なくとも一部及び可変光学インサートをその内部に備えたレンズ形成キャビティを形成する。上述のように、好ましい実施形態では、エネルギー源、及び１つ又は複数の構成要素もそのキャビティ内に含まれ、可変光学インサートと電気的に導通している。

７１５で、キャビティ内の反応性モノマー混合物を重合させる。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得る。７１６で、眼用レンズを構成するインサート封止重合材料内に接着又は封止された可変光学インサートと共に、眼用レンズが成形型部品から取り出される。

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、若しくはこれらの両方から製造される、又は、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。

装置
ここで図８を参照すると、自動装置８１０が、１つ又は複数の移送インタフェース８１１を備えて図示されている。組み込まれる可変光学インサート８１４をそれぞれに備える多数の成形型部品が、パレット８１３上に収容され、移送インタフェース８１１に送られる。例示的な実施形態は、例えば、可変光学インサート８１４を個別に配置する単一インタフェース、又は複数の可変光学インサート８１４を多数の成形型部品に同時に（いくつかの例示的な実施形態では各成形型部品に）配置する多重インタフェース（図示なし）を含み得る。配置は、移送インタフェース８１１の垂直運動８１５を介して生じ得る。

本発明のいくつかの例示的な実施形態の別の態様は、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に可変光学インサート８１４を支持する装置を含む。いくつかの例示的な実施形態において、可変光学インサート８１４、及びエネルギー源は、レンズ成形型（図示なし）の保持点に固定されてもよい。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され得る。他の例示的な実施形態は、可変光学インサート８１４及びエネルギー源が取り付けられ得る成形部品内のプレポリマー層を含む。

挿入デバイス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的な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を含み、このプロセッサは、通信デバイス９２０に連結した１つ又は複数のプロセッサ構成要素を含み得る。いくつかの例示的な実施形態において、コントローラ９００を使用して、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ことができる。

コントローラは、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デバイスに連結した１つ又は複数のプロセッサを含み得る。通信装置は、可変光学インサートの眼用レンズ内への配置、及び可変光学デバイスを操作するための命令の伝送の１つ又は複数を電気的に制御するために使用され得る。

通信装置９２０は、例えば、１つ又は複数のコントローラ装置又は製造機器構成要素と、通信するために使用されてもよい。

プロセッサ９１０は、ストレージデバイス９３０とも通信する。記憶デバイス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デバイスを備え得る。

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を保存することができる。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、可変光学インサートの配置、処理装置の配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つ又は複数のデータベース９５０、９６０内に眼科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は、可変光学レンズへの、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論理を含み得る。

隙間に配置された液晶のポリマーネットワーク領域の成形領域の層を含む液晶デバイス
図１０Ａ〜Ｃを参照すると、眼用レンズに挿入され得る代替的な可変光学インサート１０００が、重合領域１０２０及び富液晶重合領域１０３０を含む液晶層を備えて図示されている。液晶領域周辺に画定され得る様々な素子のそれぞれの態様は、本明細書に記述されている可変光学インサートに関連して記述されたものと同様の多様性を有し得る。よって、前側光学素子１０１０及び後側光学素子１０４０があってもよく、いくつかの例示的な実施形態において、これらの光学素子は、例えばその上に１つ又は複数の電極、誘電体層及び整列層を有し得る。前のセクションに記述されているように、誘電体層は、デバイスにわたって領域的に変化する厚さを有するよう成形することができ、これによって、液晶含有層にわたって可変電場を形成することが可能になる。前述及びここで述べられている誘電体層の制御及び形成に関する様々な例示的実施形態は、図１０Ａ〜Ｃに関連する例示的実施形態に関連する。

図１０Ａを参照すると、ネットワーク領域の位置におけるグローバルパターンは、点線１００５により図示され得るように観察され得る。１０２０周辺の重合領域は、隙間に配置された液晶のネットワーク領域を全く含まないか比較的少ないような様相で形成されてもよく、一方、１０３０のような液晶領域は、他の位置に形成され得る。隙間に配置された液晶のネットワーク領域の成形プロファイルは、１００５の境界線で示されるように、可変光学インサートの液晶層を用いてデバイスを形成する追加の手段を画定し得る。

液晶層を横切る光学放射線は、これが相互作用する液晶領域の蓄積の影響を有することになる。よって、光に対する液晶領域の量が多く存在する層の部分は、その光に対して、高い有効屈折率を効果的に有することになる。代替的な解釈では、液晶層の厚さは、液晶分子が少なくなる、画定された境界線１００５と共に、効果的に変化すると見なされ得る。

図１０Ｂを参照すると、液晶分子は重合ネットワーク内の隙間に配置されてもよく、いくつかの例示的な実施形態において、層に形成されてもよく、ネットワークのポリマー主鎖は更に、隙間に配置された遊離液晶を配向させ得る、配向された液晶領域を含み得る。１０５０に示すように、液晶は、ポリマーネットワークにより配向され得る。

図１０Ｃに進むと、液晶層の両側にある電極に電位を印加することによって電場１０７０が印加されると、物品１０６０の例に示されるように、ネットワーク領域内で液晶分子の整列が生じ得る。この整列は、ネットワーク領域の近くの光線が被ることになる有効屈折率の変化をもたらす。これを、液晶層のネットワーク領域の密度又は存在の変動とを組み合わせることによって、液晶分子を備えたネットワーク領域を含む適切に成形された領域において、有効屈折率の変化により、電気的に可変の焦点効果が形成され得る。

記述されている例示的な実施形態のいくつかにおいて、インサート部品は、その表面の特徴的な曲率を有し得る。いくつかの例示的な実施形態において、この曲率は同じ又は類似であってもよく、他の実施形態において、この曲率はインサート部品表面の一部又は全体にわたって異なっていてもよい。このインサート部品の構成は、空間を形成する部品間の領域を形成することができ、ここに、本明細書に記述された様々な素子（例えば電極層、整列層、及び液晶層）が配置され得る。インサート部品の間の空間は、チャンバを形成してもよく、この中に液晶材料の層が充填されてもよく、いくつかの実施形態においてはこの中に封入され得る。

本発明において、液晶層は、記述された様相で重合させることができ、これによって、自らの封入の度合を形成することができる。重合層は、いくつかの実施形態において、上述のチャンバ内に形成され得る。他の例示的な実施形態において、第１インサート部品及び第２インサート部品は、それらの間に重合液晶層を有してもよく、重合液晶層は自らの封入を形成する。

また更なる実施形態において、処理後もそれ自体の硬化形状で存在する、重合液晶材料の曲面層を形成することが可能であり得、その曲面層内に材料を形成するのに有用であり得たインサート部品又は成形型部品にはもはや接合されていなくともよい。結果として得られる、重合液晶材料の分離した曲面層は、この後に表面を有し得、この上で、本明細書に記述されている追加加工処理の多くを実施することができる。例えば、電極は、インサート部品の上に形成されるのと同じように、重合液晶層の一方又は両方の面の上に形成され得る。いくつかの例示的な実施形態において、整列層は、重合液晶材料の、結果として得られた独立した曲面層の上に形成することができる。他のいくつかの例示的な実施形態において、整列層は、重合部品を形成するのに使用されたインサート部品又は成形型部品のいずれかの上に、存在し、又はパターン化されていてもよい。インサート部品又は成形型部品の上にあるこれらの整列層は、前述のように、液晶ポリマー材料の画定された配向を付与し得る。曲面重合液晶層を分離するために、インサート部品又は成形型部品を除去するのに使用されるプロセスにおいて、整列層は、いくつかの例示的な実施形態において除去されてもよく、あるいは他の実施形態において、一部又は全体が重合部品上に残っていてもよい。

１つ又は複数の曲面液晶層と共に、分離した部品を形成することによって形成された、結果として得られる実体は、本明細書に記述された眼科用デバイスを形成するためのインサートデバイスと同等の様相で取り扱うことができる。

この「発明を実施するための形態」において、図中に示されている要素に対して参照がなされている。この要素の多くは、理解のため、発明技術の例示的な実施形態を示す参照として表わされている。実際の形状の相対的尺度は、図示のものとは大きく異なる場合があり、図示されている相対的尺度からの偏差は、本発明の趣旨の範囲内であると想定されるべきである。例えば、液晶分子は、インサート部品の尺度に対して図示するには、不可能なまでに小さな尺度になり得る。液晶分子をインサート部品と同程度の尺度で表わす形状図示によって、分子の整列などの要素の表現が、実際の実施形態においては大幅に異なる相対的尺度を想定し得る図示スケールの例となる。

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、当業者であれば、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、付属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。

〔実施の態様〕
（１） 眼用レンズデバイスであって、前記眼用レンズデバイスが、前記眼用レンズデバイスの光学ゾーンの少なくとも一部分内に配置された可変光学インサートを備え、前記可変光学インサートが、
曲面前側表面及び曲面後側表面であって、前記前側表面と前記後側表面が、１つのチャンバの少なくとも一部を境界付けるよう構成される、曲面前側表面及び曲面後側表面と、
前記曲面前側表面及び前記曲面後側表面の少なくとも一方に近接した誘電体層であって、前記誘電体層が、前記光学ゾーン内の少なくとも前記一部分内で、厚さの変化を有する、誘電体層と、
少なくとも、非光学ゾーンを含む領域において、前記可変光学インサート内に埋め込まれたエネルギー源と、
前記少なくとも１つのチャンバ内に配置された液晶材料を含む層であって、前記層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域を含む、層と、を含む、眼用レンズデバイス。
（２） 前記ポリマーネットワークが、化学的に結合した液晶分子を含む、実施態様１に記載の眼用レンズデバイス。
（３） 液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される前記層内で、隙間のネットワーク位置内の前記液晶を含む前記領域が、前記曲面前側表面と前記曲面後側表面との間の前記層の部分集合であり、かつ、前記誘電体層における前記厚さ変化の効果に対する補足となる光学的効果を引き起こすことができる成形プロファイルを有する、実施態様２に記載の眼用レンズデバイス。
（４） 前記レンズがコンタクトレンズである、実施態様２に記載の眼用レンズデバイス。
（５） 前記曲面後側表面に近接する電極材料の第１層と、
前記曲面前側表面に近接する電極材料の第２層と、を更に含む、実施態様４に記載の眼用レンズデバイス。

（６） 前記インサート前側部品及び前記インサート後側部品の形状が、前記誘電体フィルムの前記厚さ変化を補い、これにより、前記液晶層が、少なくとも前記光学ゾーンを含む領域において厚さがほぼ均一になる、実施態様５に記載の眼用レンズデバイス。
（７） 前記可変光学インサートが、前記レンズの焦点特性を変化させる、実施態様６に記載の眼用レンズデバイス。
（８） 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及び第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７に記載の眼用レンズデバイス。
（９） 前記電気回路がプロセッサを含む、実施態様８に記載の眼用レンズデバイス。
（１０） 眼用レンズデバイスであって、前記眼用レンズデバイスが、前記眼用レンズデバイスの光学ゾーンの少なくとも一部分内に配置された可変光学インサートを備え、前記可変光学インサートが、
曲面第１前側表面及び曲面第１後側表面であって、前記第１前側表面と前記第１後側表面が、第１チャンバの少なくとも一部を境界付けるよう構成される、曲面第１前側表面及び曲面第１後側表面と、
曲面第２前側表面及び曲面第２後側表面であって、前記第２前側表面と前記第２後側表面が、第２チャンバの少なくとも一部を境界付けるよう構成される、曲面第２前側表面及び曲面第２後側表面と
前記曲面第１前側表面、前記曲面第２前側表面、前記曲面第１後側表面、及び前記曲面第２後側表面のうち少なくとも１つに近接する誘電体層であって、前記誘電体層は、前記光学ゾーン内の少なくとも前記一部分内で、厚さの変化を有する、誘電体層と、
前記第１チャンバ及び前記第２チャンバのうち少なくとも１つの中に配置された、液晶材料を含む層であって、前記層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される、層と、
少なくとも、非光学ゾーンを含む領域において、前記インサート内に埋め込まれたエネルギー源と、を含む、眼用レンズデバイス。

（１１） 前記ポリマーネットワークが、化学的に結合した液晶分子を含む、実施態様１０に記載の眼用レンズデバイス。
（１２） 液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される前記層内で、隙間のネットワーク位置内の前記液晶を含む前記領域が、前記曲面前側表面と前記曲面後側表面との間の前記層の部分集合であり、かつ、前記異なる誘電体層の効果に対する補足となる光学的効果を引き起こすことができる成形プロファイルを有する、実施態様１１に記載の眼用レンズデバイス。
（１３） 前記レンズがコンタクトレンズである、実施態様１０に記載の眼用レンズデバイス。
（１４） 前記第１曲面後側表面に近接する電極材料の第１層と、
前記曲面第１前側表面に近接する電極材料の第２層とを更に含む、実施態様１３に記載の眼用レンズデバイス。
（１５） 電極材料の前記第１層及び電極材料の前記第２層にわたって電位が印加されたときに、前記液晶材料の層が、液晶材料の前記層を横切る光線に影響を与える、その屈折率を変化させる、実施態様１４に記載の眼用レンズデバイス。

（１６） 前記可変光学インサートが、前記レンズの焦点特性を変化させる、実施態様１５に記載の眼用レンズデバイス。
（１７） 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及び第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１６に記載の眼用レンズデバイス。
（１８） 前記電気回路がプロセッサを含む、実施態様１７に記載の眼用レンズデバイス。
（１９） コンタクトレンズデバイスであって、前記コンタクトレンズデバイスが、前記コンタクトレンズデバイスの光学ゾーンの少なくとも一部分内に配置された可変光学インサートを備え、前記可変光学インサートが、
曲面第１前側表面及び曲面第１後側表面であって、前記第１前側表面と前記第１後側表面が、少なくとも第１チャンバを形成するよう構成される、曲面第１前側表面及び曲面第１後側表面と、
前記曲面第１前側表面に近接する電極材料の第１層と、
前記曲面第１後側表面に近接する電極材料の第２層と、
前記第１チャンバ内に配置された液晶材料を含む第１層であって、前記第１層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成され、前記ポリマーネットワークが、化学的に結合した液晶分子を含み、かつ、液晶材料の前記第１層が、電極材料の前記第１層及び電極材料の前記第２層にわたって電位が印加されたときに、液晶材料の前記第１層を横切る光線に影響を与える、その屈折率を変化させる、液晶材料を含む第１層と、
曲面第２前側表面及び曲面第２後側表面であって、前記第２前側表面と前記第２後側表面が、少なくとも第２チャンバを形成するよう構成される、曲面第２前側表面及び曲面第２後側表面と、
前記曲面第２前側表面に近接する電極材料の第３層と、
前記曲面第２後側表面に近接する電極材料の第４層と、
前記第２チャンバ内に配置された液晶材料を含む第２層であって、前記第２層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成され、前記ポリマーネットワークが、化学的に結合した液晶分子を含み、かつ、液晶材料の前記第２層が、電極材料の前記第３層及び電極材料の前記第４層にわたって電位が印加されたときに、液晶材料の前記第１層を横切る光線に影響を与える、その屈折率を変化させる、液晶材料を含む第２層と、
前記曲面第１前側表面、前記曲面第２前側表面、前記曲面第１後側表面、及び前記曲面第２後側表面のうち少なくとも１つに近接した誘電体層であって、前記誘電体層が、前記光学ゾーン内の少なくとも前記一部分内で、厚さの変化を有する、誘電体層と、
少なくとも、非光学ゾーンを含む領域において、前記インサート内に埋め込まれたエネルギー源と、
プロセッサを含む電気回路であって、前記電気回路が、前記エネルギー源から、前記第１、前記第２、前記第３、又は前記第４電極層の１つ又は複数への、電気エネルギーの流れを制御する、電気回路と、を含み、
前記可変光学インサートが、前記眼用レンズの焦点特性を変化させる、コンタクトレンズデバイス。
（２０） コンタクトレンズデバイスであって、前記コンタクトレンズデバイスが、前記コンタクトレンズデバイスの光学ゾーンの少なくとも一部分内に配置された可変光学インサートを備え、前記可変光学インサートが、
前記可変光学インサート内に配置された液晶材料を含む層であって、前記層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成され、かつ、前記層の少なくとも第１表面が曲面である、層と、
液晶材料を含む前記層に近接する誘電体層であって、前記誘電体層が、前記光学ゾーン内の少なくとも前記一部分内で、厚さの変化を有する、誘電体層と、を含む、コンタクトレンズデバイス。

（２１） 眼用レンズデバイスであって、前記眼用レンズデバイスが、前記眼用レンズデバイスの光学ゾーンの少なくとも一部分内に配置された可変光学インサートを備え、前記可変光学インサートが、
インサート前側曲面部品及びインサート後側曲面部品であって、前記前側曲面部品の後側表面が、第１曲率を有し、前記後側曲面部品の前側表面が、第２曲率を有する、インサート前側曲面部品及びインサート後側曲面部品と、
液晶材料を含む前記層に近接する誘電体層であって、前記誘電体層は、前記光学ゾーン内の少なくとも前記一部分内で、厚さの変化を有する、誘電体層と、
少なくとも、非光学ゾーンを含む領域において、前記インサート内に埋め込まれたエネルギー源と、
液晶材料を含む層であって、前記層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される、層と、を含む、眼用レンズデバイス。
（２２） 前記ポリマーネットワークが、化学的に結合した液晶分子を含む、実施態様２１に記載の眼用レンズデバイス。
（２３） 液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される前記層内で、隙間のネットワーク位置内の前記液晶を含む前記領域が、光学部品の間の前記層の部分集合であり、かつ、前記表面の前記曲率の効果に対する補足となる光学的効果を引き起こすことができる成形プロファイルを有する、実施態様２２に記載の眼用レンズデバイス。
（２４） 前記第１曲率が、前記第２曲率とは異なる、実施態様２１に記載の眼用レンズデバイス。
（２５） 前記レンズがコンタクトレンズである、実施態様２１に記載の眼用レンズデバイス。

（２６） 前記前側曲面部品の前記後側表面に近接する電極材料の第１層と、
前記後側曲面部品の前記前側表面に近接する電極材料の第２層とを更に含む、実施態様２５に記載の眼用レンズデバイス。
（２７） 前記電極材料の第１層及び前記電極材料の第２層にわたって電位が印加されたときに、前記液晶材料の層が、液晶材料の前記層を横切る光線に影響を与える、その屈折率を変化させる、実施態様２６に記載の眼用レンズデバイス。
（２８） 前記可変光学インサートが、前記レンズの焦点特性を変化させる、実施態様２７に記載の眼用レンズデバイス。
（２９） 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及び第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２８に記載の眼用レンズデバイス。
（３０） 前記電気回路がプロセッサを含む、実施態様２９に記載の眼用レンズデバイス。

（３１） 眼用レンズデバイスであって、前記眼用レンズデバイスが、前記眼用レンズデバイスの光学ゾーンの少なくとも一部分内に配置された可変光学インサートを備え、前記可変光学インサートが、
インサート前側曲面部品、少なくとも第１中間曲面部品、及びインサート後側曲面部品であって、前記前側曲面部品の後側表面が、第１曲率を有し、前記第１中間曲面部品の前側表面が第２曲率を有する、インサート前側曲面部品、少なくとも第１中間曲面部品、及びインサート後側曲面部品と、
前記インサート前側曲面部品、前記第１中間曲面部品、及び前記インサート後側曲面部品のうち少なくとも１つに近接する誘電体層であって、前記誘電体層が、前記光学ゾーン内の少なくとも前記一部分内で、厚さの変化を有する、誘電体層と、
少なくとも、非光学ゾーンを含む領域内の、前記インサート内に埋め込まれたエネルギー源と、を含み、
前記可変光学インサートが、液晶材料を含む層を含み、前記層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される、眼用レンズデバイス。
（３２） 前記ポリマーネットワークが、化学的に結合した液晶分子を含む、実施態様３１に記載の眼用レンズデバイス。
（３３） 前記第１曲率が、前記第２曲率とは異なる、実施態様３２に記載の眼用レンズデバイス。
（３４） 前記レンズがコンタクトレンズである、実施態様３１に記載の眼用レンズデバイス。
（３５） 前記前側曲面部品に近接する電極材料の第１層と、
前記中間曲面部品及び前記後側曲面部品のうち１つ又は複数に近接する電極材料の第２層とを更に含む、実施態様３４に記載の眼用レンズデバイス。

（３６） 前記前側曲面部品に近接する電極材料の第１層と、
前記中間曲面部品に近接する電極材料の第２層とを更に含む、実施態様３４に記載の眼用レンズデバイス。
（３７） 前記電極材料の第１層及び前記電極材料の第２層にわたって電位が印加されたときに、前記液晶材料の層が、液晶材料の前記層を横切る光線に影響を与える、その屈折率を変化させる、実施態様３６に記載の眼用レンズデバイス。
（３８） 前記可変光学インサートが、前記レンズの焦点特性を変化させる、実施態様３７に記載の眼用レンズデバイス。
（３９） 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及び第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３８に記載の眼用レンズデバイス。
（４０） 前記電気回路がプロセッサを含む、実施態様３９に記載の眼用レンズデバイス。

Claims (40)

1. 眼用レンズデバイスであって、前記眼用レンズデバイスが、前記眼用レンズデバイスの光学ゾーンの少なくとも一部分内に配置された可変光学インサートを備え、前記可変光学インサートが、
   曲面前側表面及び曲面後側表面であって、前記前側表面と前記後側表面が、１つのチャンバの少なくとも一部を境界付けるよう構成される、曲面前側表面及び曲面後側表面と、
   前記曲面前側表面及び前記曲面後側表面の少なくとも一方に近接した誘電体層であって、前記誘電体層が、前記光学ゾーン内の少なくとも前記一部分内で、厚さの変化を有する、誘電体層と、
   少なくとも、非光学ゾーンを含む領域において、前記可変光学インサート内に埋め込まれたエネルギー源と、
   前記少なくとも１つのチャンバ内に配置された液晶材料を含む層であって、前記層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域を含む、層と、を含む、眼用レンズデバイス。
2. 前記ポリマーネットワークが、化学的に結合した液晶分子を含む、請求項１に記載の眼用レンズデバイス。
3. 液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される前記層内で、隙間のネットワーク位置内の前記液晶を含む前記領域が、前記曲面前側表面と前記曲面後側表面との間の前記層の部分集合であり、かつ、前記誘電体層における前記厚さ変化の効果に対する補足となる光学的効果を引き起こすことができる成形プロファイルを有する、請求項２に記載の眼用レンズデバイス。
4. 前記レンズがコンタクトレンズである、請求項２に記載の眼用レンズデバイス。
5. 前記曲面後側表面に近接する電極材料の第１層と、
   前記曲面前側表面に近接する電極材料の第２層と、を更に含む、請求項４に記載の眼用レンズデバイス。
6. 前記インサート前側部品及び前記インサート後側部品の形状が、前記誘電体フィルムの前記厚さ変化を補い、これにより、前記液晶層が、少なくとも前記光学ゾーンを含む領域において厚さがほぼ均一になる、請求項５に記載の眼用レンズデバイス。
7. 前記可変光学インサートが、前記レンズの焦点特性を変化させる、請求項６に記載の眼用レンズデバイス。
8. 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及び第２電極層への電気エネルギーの流れを制御する、請求項７に記載の眼用レンズデバイス。
9. 前記電気回路がプロセッサを含む、請求項８に記載の眼用レンズデバイス。
10. 眼用レンズデバイスであって、前記眼用レンズデバイスが、前記眼用レンズデバイスの光学ゾーンの少なくとも一部分内に配置された可変光学インサートを備え、前記可変光学インサートが、
    曲面第１前側表面及び曲面第１後側表面であって、前記第１前側表面と前記第１後側表面が、第１チャンバの少なくとも一部を境界付けるよう構成される、曲面第１前側表面及び曲面第１後側表面と、
    曲面第２前側表面及び曲面第２後側表面であって、前記第２前側表面と前記第２後側表面が、第２チャンバの少なくとも一部を境界付けるよう構成される、曲面第２前側表面及び曲面第２後側表面と
    前記曲面第１前側表面、前記曲面第２前側表面、前記曲面第１後側表面、及び前記曲面第２後側表面のうち少なくとも１つに近接する誘電体層であって、前記誘電体層は、前記光学ゾーン内の少なくとも前記一部分内で、厚さの変化を有する、誘電体層と、
    前記第１チャンバ及び前記第２チャンバのうち少なくとも１つの中に配置された、液晶材料を含む層であって、前記層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される、層と、
    少なくとも、非光学ゾーンを含む領域において、前記インサート内に埋め込まれたエネルギー源と、を含む、眼用レンズデバイス。
11. 前記ポリマーネットワークが、化学的に結合した液晶分子を含む、請求項１０に記載の眼用レンズデバイス。
12. 液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される前記層内で、隙間のネットワーク位置内の前記液晶を含む前記領域が、前記曲面前側表面と前記曲面後側表面との間の前記層の部分集合であり、かつ、前記異なる誘電体層の効果に対する補足となる光学的効果を引き起こすことができる成形プロファイルを有する、請求項１１に記載の眼用レンズデバイス。
13. 前記レンズがコンタクトレンズである、請求項１０に記載の眼用レンズデバイス。
14. 前記第１曲面後側表面に近接する電極材料の第１層と、
    前記曲面第１前側表面に近接する電極材料の第２層とを更に含む、請求項１３に記載の眼用レンズデバイス。
15. 電極材料の前記第１層及び電極材料の前記第２層にわたって電位が印加されたときに、前記液晶材料の層が、液晶材料の前記層を横切る光線に影響を与える、その屈折率を変化させる、請求項１４に記載の眼用レンズデバイス。
16. 前記可変光学インサートが、前記レンズの焦点特性を変化させる、請求項１５に記載の眼用レンズデバイス。
17. 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及び第２電極層への電気エネルギーの流れを制御する、請求項１６に記載の眼用レンズデバイス。
18. 前記電気回路がプロセッサを含む、請求項１７に記載の眼用レンズデバイス。
19. コンタクトレンズデバイスであって、前記コンタクトレンズデバイスが、前記コンタクトレンズデバイスの光学ゾーンの少なくとも一部分内に配置された可変光学インサートを備え、前記可変光学インサートが、
    曲面第１前側表面及び曲面第１後側表面であって、前記第１前側表面と前記第１後側表面が、少なくとも第１チャンバを形成するよう構成される、曲面第１前側表面及び曲面第１後側表面と、
    前記曲面第１前側表面に近接する電極材料の第１層と、
    前記曲面第１後側表面に近接する電極材料の第２層と、
    前記第１チャンバ内に配置された液晶材料を含む第１層であって、前記第１層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成され、前記ポリマーネットワークが、化学的に結合した液晶分子を含み、かつ、液晶材料の前記第１層が、電極材料の前記第１層及び電極材料の前記第２層にわたって電位が印加されたときに、液晶材料の前記第１層を横切る光線に影響を与える、その屈折率を変化させる、液晶材料を含む第１層と、
    曲面第２前側表面及び曲面第２後側表面であって、前記第２前側表面と前記第２後側表面が、少なくとも第２チャンバを形成するよう構成される、曲面第２前側表面及び曲面第２後側表面と、
    前記曲面第２前側表面に近接する電極材料の第３層と、
    前記曲面第２後側表面に近接する電極材料の第４層と、
    前記第２チャンバ内に配置された液晶材料を含む第２層であって、前記第２層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成され、前記ポリマーネットワークが、化学的に結合した液晶分子を含み、かつ、液晶材料の前記第２層が、電極材料の前記第３層及び電極材料の前記第４層にわたって電位が印加されたときに、液晶材料の前記第１層を横切る光線に影響を与える、その屈折率を変化させる、液晶材料を含む第２層と、
    前記曲面第１前側表面、前記曲面第２前側表面、前記曲面第１後側表面、及び前記曲面第２後側表面のうち少なくとも１つに近接した誘電体層であって、前記誘電体層が、前記光学ゾーン内の少なくとも前記一部分内で、厚さの変化を有する、誘電体層と、
    少なくとも、非光学ゾーンを含む領域において、前記インサート内に埋め込まれたエネルギー源と、
    プロセッサを含む電気回路であって、前記電気回路が、前記エネルギー源から、前記第１、前記第２、前記第３、又は前記第４電極層の１つ又は複数への、電気エネルギーの流れを制御する、電気回路と、を含み、
    前記可変光学インサートが、前記眼用レンズの焦点特性を変化させる、コンタクトレンズデバイス。
20. コンタクトレンズデバイスであって、前記コンタクトレンズデバイスが、前記コンタクトレンズデバイスの光学ゾーンの少なくとも一部分内に配置された可変光学インサートを備え、前記可変光学インサートが、
    前記可変光学インサート内に配置された液晶材料を含む層であって、前記層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成され、かつ、前記層の少なくとも第１表面が曲面である、層と、
    液晶材料を含む前記層に近接する誘電体層であって、前記誘電体層が、前記光学ゾーン内の少なくとも前記一部分内で、厚さの変化を有する、誘電体層と、を含む、コンタクトレンズデバイス。
21. 眼用レンズデバイスであって、前記眼用レンズデバイスが、前記眼用レンズデバイスの光学ゾーンの少なくとも一部分内に配置された可変光学インサートを備え、前記可変光学インサートが、
    インサート前側曲面部品及びインサート後側曲面部品であって、前記前側曲面部品の後側表面が、第１曲率を有し、前記後側曲面部品の前側表面が、第２曲率を有する、インサート前側曲面部品及びインサート後側曲面部品と、
    液晶材料を含む前記層に近接する誘電体層であって、前記誘電体層は、前記光学ゾーン内の少なくとも前記一部分内で、厚さの変化を有する、誘電体層と、
    少なくとも、非光学ゾーンを含む領域において、前記インサート内に埋め込まれたエネルギー源と、
    液晶材料を含む層であって、前記層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される、層と、を含む、眼用レンズデバイス。
22. 前記ポリマーネットワークが、化学的に結合した液晶分子を含む、請求項２１に記載の眼用レンズデバイス。
23. 液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される前記層内で、隙間のネットワーク位置内の前記液晶を含む前記領域が、光学部品の間の前記層の部分集合であり、かつ、前記表面の前記曲率の効果に対する補足となる光学的効果を引き起こすことができる成形プロファイルを有する、請求項２２に記載の眼用レンズデバイス。
24. 前記第１曲率が、前記第２曲率とは異なる、請求項２１に記載の眼用レンズデバイス。
25. 前記レンズがコンタクトレンズである、請求項２１に記載の眼用レンズデバイス。
26. 前記前側曲面部品の前記後側表面に近接する電極材料の第１層と、
    前記後側曲面部品の前記前側表面に近接する電極材料の第２層とを更に含む、請求項２５に記載の眼用レンズデバイス。
27. 前記電極材料の第１層及び前記電極材料の第２層にわたって電位が印加されたときに、前記液晶材料の層が、液晶材料の前記層を横切る光線に影響を与える、その屈折率を変化させる、請求項２６に記載の眼用レンズデバイス。
28. 前記可変光学インサートが、前記レンズの焦点特性を変化させる、請求項２７に記載の眼用レンズデバイス。
29. 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及び第２電極層への電気エネルギーの流れを制御する、請求項２８に記載の眼用レンズデバイス。
30. 前記電気回路がプロセッサを含む、請求項２９に記載の眼用レンズデバイス。
31. 眼用レンズデバイスであって、前記眼用レンズデバイスが、前記眼用レンズデバイスの光学ゾーンの少なくとも一部分内に配置された可変光学インサートを備え、前記可変光学インサートが、
    インサート前側曲面部品、少なくとも第１中間曲面部品、及びインサート後側曲面部品であって、前記前側曲面部品の後側表面が、第１曲率を有し、前記第１中間曲面部品の前側表面が第２曲率を有する、インサート前側曲面部品、少なくとも第１中間曲面部品、及びインサート後側曲面部品と、
    前記インサート前側曲面部品、前記第１中間曲面部品、及び前記インサート後側曲面部品のうち少なくとも１つに近接する誘電体層であって、前記誘電体層が、前記光学ゾーン内の少なくとも前記一部分内で、厚さの変化を有する、誘電体層と、
    少なくとも、非光学ゾーンを含む領域内の、前記インサート内に埋め込まれたエネルギー源と、を含み、
    前記可変光学インサートが、液晶材料を含む層を含み、前記層が、隙間に配置された液晶材料のポリマーネットワーク領域から構成される、眼用レンズデバイス。
32. 前記ポリマーネットワークが、化学的に結合した液晶分子を含む、請求項３１に記載の眼用レンズデバイス。
33. 前記第１曲率が、前記第２曲率とは異なる、請求項３２に記載の眼用レンズデバイス。
34. 前記レンズがコンタクトレンズである、請求項３１に記載の眼用レンズデバイス。
35. 前記前側曲面部品に近接する電極材料の第１層と、
    前記中間曲面部品及び前記後側曲面部品のうち１つ又は複数に近接する電極材料の第２層とを更に含む、請求項３４に記載の眼用レンズデバイス。
36. 前記前側曲面部品に近接する電極材料の第１層と、
    前記中間曲面部品に近接する電極材料の第２層とを更に含む、請求項３４に記載の眼用レンズデバイス。
37. 前記電極材料の第１層及び前記電極材料の第２層にわたって電位が印加されたときに、前記液晶材料の層が、液晶材料の前記層を横切る光線に影響を与える、その屈折率を変化させる、請求項３６に記載の眼用レンズデバイス。
38. 前記可変光学インサートが、前記レンズの焦点特性を変化させる、請求項３７に記載の眼用レンズデバイス。
39. 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及び第２電極層への電気エネルギーの流れを制御する、請求項３８に記載の眼用レンズデバイス。
40. 前記電気回路がプロセッサを含む、請求項３９に記載の眼用レンズデバイス。

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