JP2022538216A - 光学物品 - Google Patents

Abstract

光学物品（１）であって、眼用レンズ（３）であって、基板（３１）、－基板（３１）の少なくとも部分に配置される液晶を含む第１の層（３３）、及び、導電材料で作られる第１及び第２の電極（３２、３５）を備えた眼用レンズ（３）と、第１及び第２の電極（３２、３５）に電気的に接続され、印加される電圧に応じて液晶の配向を制御するように構成された電圧源（５）と、を備え、眼用レンズ（３）は、電極間に配置される、光導電材料で作られた第２の層（３４）を更に備え、光学物品（１）は、眼用レンズ（３）の第２の層（３４）に光パターンを投射するように構成された光プロジェクタ（５）を更に備え、上記第２の層（３４）は、光パターンによって照明されたとき、局所導電性であり、上記光パターンは、第１の層（３３）の液晶により誘導される屈折率変更パターンに対応する、光学物品（１）。

Description

本発明は、液晶セルを使用してレンズの屈折率を局所的に変更し得る能動レンズに関する。

能動レンズは、例えば、レンズの光学屈折力を局所的に変えることにより需要に応じて特定の光学機能を提供するのに使用し得る。能動レンズは、着用者の処方に基づいて異なるレンズ設計を提案するのにアイケア専門家によって使用される。例えば、Ｍｉｔｓｕｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社のＴｏｕｃｈｆｏｃｕｓ（商標）眼鏡等の能動レンズは、近視野で追加の屈折力を提供して、単焦点眼用レンズを一時的に二焦点レンズに変換するのに使用することもできる。

能動レンズは、液晶が充填された同心リッジを有するフレネルレンズを備え得る。能動レンズは、コマンド電圧を液晶に印加することにより需要に応じて活性化される。このタイプの能動レンズには、フレネルレンズのジオメトリが固定されるという欠点がある。したがって、提供される光学機能は変更することができない。さらに、フレネルレンズの構造は、液晶が非活性化されているとき可視であり、能動レンズの着用者にとっての快適性の欠如に繋がる。

他の能動レンズは、レンズの表面に分布した液晶セルの行列を備え得る。液晶セルは、アクティブマトリックスの場合にはコマンドトランジスタにより又はパッシブマトリックスの場合には液晶セルの電極に接続されたコマンド電極により隔てられる。そのような能動レンズは、提供する光学機能の選択肢に関してより大きな適合性を可能にする。しかしながら、そのような能動レンズには幾つかの欠点がある。トランジスタ又はコマンド電極の存在は、光学機能を低下させるいくらかの回折を誘導する。また、ピクセルのサイズも、液晶セルに隣接するトランジスタ又はコマンド電極の存在によって制限される。さらに、アクティブマトリックスの場合、能動レンズの透過率は、液晶セルに隣接する非透明トランジスタの存在によって制限される。さらに、液晶セルの行列は、低い曲率半径を有するレンズに統合されるように適合されない。したがって、液晶セルの行列は平坦な基板上に製造され、眼用レンズ内に組み込まれ、それにより、着用者に可視になり、統合を複雑にする。

上記に鑑みて、本発明の一目的は、先行技術の不便さの少なくとも一部を軽減することである。

特に、本発明の一目的は、上述した液晶の行列を含む能動レンズよりも良好な透明性を有する能動レンズを提案することである。

本発明の別の目的は、液晶セルに隣接するトランジスタ又はコマンド電極の行列によって生じる回折を受けない光学機能の提供を可能にする能動レンズを提案することである。

本発明の別の目的は、製造がより容易な能動レンズを提案することである。

このために、第１の態様によれば、光学物品であって、
－少なくとも１枚の眼用レンズであって、
－基板、
－基板の少なくとも一部に配置される、液晶を含む第１の層、
－導電材料で作られ、第１の層の両面に配置される第１及び第２の電極
を備える少なくとも１枚の眼用レンズと、
－第１及び第２の電極に電気的に接続される電圧源であって、電圧源は、第１の電極と第２の電極との間に印加される電圧に応じて液晶の配向を制御するように構成される、電圧源と、
を備え、
－眼用レンズは、第１の電極と第２の電極との間に配置される、光導電材料で作られた第２の層を更に備え、
－光学物品は、光パターンを眼用レンズの第２の層に投射するように構成された光プロジェクタを更に備え、上記第２の層は、光パターンによって照明されたとき、局所導電性であり、上記光パターンは、第１の層の液晶により誘導される屈折率変更パターンに対応する、光学物品が提案される。

実施形態では、本光学物品は、以下の特徴の１つ又は組合せを更に備え得る。
－液晶は、ブルー相液晶又は短ピッチコレステリック液晶である。したがって、液晶により誘導される屈折率パターンは等方性であり、全ての偏光方向が液晶層に入り得る。したがって、偏光層が必要ないため、眼用レンズは製造がより容易である。
－光プロジェクタは、少なくとも１つの光源と、前記光源によって照明されたとき、前記第２の層に投射すべき前記光パターンを提供するように構成された少なくとも１つのパターン生成器とを備える。パターン生成器は以下の１つであり得る：
＊空間光変調器であって、空間光変調器（ＳＬＭ）は液晶セルの行列を含む、空間光変調器。各液晶セルは独立して制御されて、各液晶セルに入る光の振幅及び／又は位相を変更する。したがって、ＳＬＭは光源によって照明される。ＳＬＭは、透過型又は反射型であり得、反射型の場合、ＳＬＭは反射層を備える。
＊光源によって照明されたとき、第２の層に投射すべき光パターンを提供するように構成されたホログラム、例えば、コンピュータ生成ホログラム又はフーリエホログラム。
－光プロジェクタは、
＊少なくとも１つの光源と、
＊複数のホログラムであって、各ホログラムは、照明されたとき、第２の層に投射すべき複数の光パターンのうち１つを提供するように構成される、複数のホログラムと、
＊光源によって照明される複数のホログラムの１つを選択するように構成された選択デバイスと
を備える。選択されるホログラムに応じて、異なる光パターンを光伝達層に投射し得、したがって、異なる屈性率パターンを液晶層により誘導し得る。追加又は代替として、選択されるホログラムに応じて、光パターンを眼用レンズの異なる位置に投射し得る。
－選択デバイスは、複数のホログラムの１つで少なくとも１つの光源を偏向するように構成し得る。その場合、選択デバイスは、例えば微小ミラーアレイ、単一微小ミラー、反射性空間光変調器、及び能動制御光学透過素子の１つであり得る。能動的に制御される光学透過素子は、例えば、以下の１つであり得る：
＊液晶が充填されている場合、プリズムの屈折率を変えることにより又はプリズムが、例えば流体が充填されたベロー構造によって接続された２枚のプレートを備える場合、プリズムの表面の配向を変えることにより、偏向角を能動的に制御し得るアクティブプリズム及び
＊傾斜角を制御し得るガラス窓。
－選択デバイスは、少なくとも１つの光源によって照明されたとき、複数のホログラムの１つを照明するように構成された透過性空間光変調器であり得、
－本光学物品は、眼用レンズの第２の層の表面上の複数の場所で、光プロジェクタにより生成された光パターンを偏向するように構成された光デフレクタを備える。そのような光デフレクタは、例えば、眼用レンズの一部が光生成器により生成された光パターンによって照明されるべき場合、使用し得る。したがって、眼用レンズ上の光パターンの位置は、例えば、眼鏡の着用者の好ましい注視方向を考慮に入れ得る。そのような光デフレクタはまた、着用者の注視方向を辿るように制御することもでき、
－光デフレクタは、上述した微小ミラーアレイ、単一ミラーアレイ、能動制御光透過素子の１つであり得、
－本光学物品は、フレームと、２枚の眼用レンズとを備えた眼鏡であり、
＊電圧源は、フレームに配置され、眼用レンズのそれぞれの第１及び第２の電極に電気的に接続され、電圧源は、眼用レンズのそれぞれの第１の電極と第２の電極との間に印加される電圧に応じて液晶の配向を制御するように構成され、
＊眼鏡は、フレームに配置される２つの光プロジェクタを更に備え、光プロジェクタのそれぞれは、眼用レンズの一方の第２の層に光パターンを投射するように構成され、上記第２の層は、光パターンによって照明されたとき、局所導電性であり、上記光パターンは、考慮された眼用レンズの第１の層の液晶によって誘導される屈折率変更パターンに対応する。
－眼鏡は、
＊フレームに配置され、眼鏡の着用者の視角を特定するように構成される眼球追跡デバイスを更に備え、
＊眼鏡は、２つの光デフレクタを更に備え、各光デフレクタは、特定された視角と眼用レンズの一方の第２の層との交点に対応する場所において考慮される眼用レンズの第２の層の表面で光プロジェクタの一方によって生成された光パターンを偏向するように構成される。

第２の態様によれば、眼用レンズの屈折率を局所的に変更して、追加の光学機能を眼用レンズに提供する方法であって、
－光学物品を提供するステップであって、光学物品は、
＊眼用レンズであって、
－基板、
－液晶を含む第１の層であって、上記層は基板の少なくとも部分に配置される、第１の層、
－導電材料で作られ、第１の層の両面に配置される第１及び第２の電極、
－第１の電極と第２の電極との間に配置される、光導電材料で作られる第２の層
を備えた眼用レンズと、
＊第１及び第２の電極に電気的に接続される電圧源であって、電圧源は、第１の電極と第２の電極との間に印加される電圧に応じて液晶の配向を制御するように構成される、電圧源と、
＊眼用レンズの第２の層に光パターンを投射するように構成された光プロジェクタであって、上記第２の層は、光パターンによって照明されたとき、局所導電性であり、上記光パターンは、第１の層の液晶により誘導される屈折率変更パターンに対応する、光プロジェクタと、
を備える、提供するステップと、
－電圧源を使用して第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加するステップと、
－光プロジェクタによって提供された光パターンを用いて眼用レンズを照明するステップと、
を含む方法も提案される。

追加の光学機能は、眼用レンズに追加し得る、着用者の屈折異常の矯正を提供し得る。矯正は、球面度数、非点収差、プリズム、加入度数の１つ又は複数であり得る。矯正の全て又は一部は、光学機能により提供し得る。例えば、眼用レンズが単焦点レンズである場合、近視ゾーンにおける加入度数は、光パターンによる眼用レンズの照明から生じる屈折率変更パターンにより提供し得る。

本発明によれば、能動レンズで受け取る光パターンによって直接駆動される能動レンズを提供することが可能である。したがって、屈性率パターンのピクセルのサイズは、液晶セルに隣接するトランジスタ又はコマンド電極の行列によって制限されない。屈折率パターンのピクセルのサイズはむしろ、光導電材料層上に投射される光パターンの解像度によって制限され、最終的には使用される光導電材料に応じて光導電材料の電荷拡散によって制限される。コマンド電極又はコマンドトランジスタの存在により回折パターンが眼用レンズの表面上に誘導されないため、屈折率変更から生じる光学機能の品質は改善する。また、コマンドトランジスタが眼用レンズの光学面に配置されないため、能動レンズは、標準眼用レンズの透過率と同一とは言えないにしろ同等の透過率を有する。実際には、本発明の光学的能動レンズを使用する着用者は、標準の眼用レンズと比較して、光学的能動レンズを通して見たとき、いかなる実質的な差にも気づかない。

さらに、本発明は、任意のタイプの眼用レンズで実施し得、考慮される眼用レンズの曲率によって制限されない。

さらに、そのような能動レンズは製造が容易である。本発明によれば、液晶を含む層は、少なくとも部分的に透明な導電材料の２枚の層間且つ導電材料層の１つと投射された光パターンによって活性化される光導電材料層との間に配置される。導電材料層は電圧源に直接接続され、光パターンは、対応する眼鏡のフレーム内に配置された光プロジェクタにより生成される。

本明細書で提供される記載及びその利点をより詳細に理解するために、添付の図面及び詳細な説明に関連してここで以下の簡単な説明を参照し、ここで、同様の参照番号は、同様の部品を表す。

図１Ａは一実施形態による光学物品を示し、図１Ｂは、一実施形態による光学物品の１枚の眼用レンズをより詳細に示す。 光プロジェクタの異なる実施形態を示す。 眼用レンズの屈折率を局所的に変更して、眼用レンズの追加の光学機能を提供する方法を示す。

以下の説明では、図面は、必ずしも縮尺通りではなく、特定の特徴は、明瞭さ及び簡潔さのために又は情報提供の目的のために、一般化された又は概略的な形式で示される場合がある。加えて、様々な実施形態の作成及び使用が以下で詳細に論じられるが、本明細書に記載されるように、多様な状況で具体化されてもよい多くの発明の概念が提供されることを理解されたい。本明細書で論じられる実施形態は、単に代表的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。当業者には、プロセスに関連して定義される全ての技術的特徴が個別に又は組み合わせてデバイスに置き換えることができ、逆にデバイスに関連する全ての技術的特徴が個別に又は組み合わせてプロセスに置き換えることができることも明らかであろう。

図１Ａは、一実施形態による光学物品１、ここでは眼鏡を示す。眼鏡１は、フレーム２、２枚の眼用レンズ３、２つの電圧源４、及び２つの光プロジェクタ５を備える。各光プロジェクタ５は、光パターンを眼用レンズ３の全体又は一部に投射するように構成され、各電圧源４は１枚の眼用レンズ３に電気的に接続される。

図１Ｂに示す一実施形態によれば、各眼用レンズ３は基板３１を備え、基板３１上に、第１の電極３２、液晶を含む第１の層３３、光導電材料で作られた第２の層３４、及び第２の電極３５が積層される。第１及び第２の電極３２、３５は、液晶を含む第１の層３３の両面に配置される。光導電材料で作られた第２の層３４は、電極３２、３５の一方と液晶を含む第１の層３３との間に配置される。

基板３１は、ガラス又はプラスチック製であり、眼用レンズ３の形状を画定する２つの表面を有する。眼用レンズ３は、着用者の異常屈折を矯正するように構成されてもよく、又はされなくてもよい。第１及び第２の電極３２は、実質的に透明な導電材料、好ましくは、可視範囲にわたり少なくとも部分的に透明である、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又はアルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）等の導電性酸化物で作られる。第１及び第２の電極は電圧源４に電気的に接続され、電圧源４は、第１の層３３内の液晶の配向を制御するように構成される。

第１の層３３は、ツイストネマチック液晶、コレステリック液晶、又はブルー相液晶を含み得る。第１の層３３内で、液晶は、例えばラビングポリイミド（ＡＭ４２７６）層で形成された２つのアライメント層によって包まれる。

第１の層３３がツイストネマチック液晶を含む場合、眼用レンズ３は、着用者の眼球とは逆の眼用レンズの側に配置された偏光器を更に備える。偏光器は、第１の層３３を透過する、着用者の環境からの光の偏光を選択できるようにする。偏光器がアライメント層と同じ配向を有する場合、光は透過して第１の層３３に入る。ツイストネマチック液晶を含む層３３を通る光が受ける屈折率は、ネマチック液晶がツイストネマチック構成であるか、それとも液晶が対応する印加電場の方向に配向される構成であるかに依存する。

第１の層３３が短ピッチコレステリック液晶、すなわち、ネマチック液晶混合物及び例えば、ＣＢ１５、ＺＬＩ－８１１又はＺＬＩ－４５７１等のカイラルドーパントを含む場合、液晶は両アライメント層間に螺旋を形成する。螺旋のピッチは概ね光の波長であり、又は光の波長よりも小さい。したがって、コレステリック構成の、すなわち、螺旋を形成する液晶を含む層３３を通る光は、入射光の全ての偏光方向で定義された有効屈折率の中間を受ける。考慮される液晶のタイプに応じて通常２０Ｖ～５０Ｖの高電圧が、液晶層の両面の電極に印加される場合、液晶はホメオトロピック構成であり、すなわち、液晶は印加電場の方向に配向され、液晶層を通る光は別の値の屈折率を受ける。

第１の層３３がブルー相液晶を含む、すなわち、ネマチック液晶混合物及び例えば、ＪＣ１０４１－ＸＸ、５ＣＢ、ＲＭ２５７に関連付けられたＺＬＩ４５７２、例えば米国特許出願公開第２００８／０２５９２５４ Ａ１号明細書に開示のようにポリマー安定化のためのＥＨＡ等の短ピッチコレステリック液晶で使用されるものよりも高濃度でカイラルドーパントを含む場合、液晶はアライメント層間に立方晶系螺旋を形成する。液晶層を通る光が受ける屈折率は、液晶層の両面に印加される電圧の振幅によって直接トリガーし得る。

短ピッチコレステリック結晶又はブルー相液晶を使用すると、液晶層の同じ部分に入る光の偏光の全ての方向は同じ屈折率を受ける。

第２の層３４は、可視範囲において少なくとも部分的に透明であり、例えば、紫外線光又は赤外線光等の励起光を吸収する光導電材料で作られる。光導電材料は、例えば、エタノールに懸濁し、ＩＴＯ製の第１の電極３２にスピンコーティングされ１８０℃で１０分間焼鈍されたＺｎＯナノ粒子又は化学蒸着若しくはスパッタリングにより堆積したＺｎＯナノ粒子である。使用し得る他の光導電材料には、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、非晶質シリコン層が部分的に透明であるように層の深さが選ばれる非晶質シリコン、ガリウムヒ素合金、酸化ビスマス、例えば、フタロシアニン、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン等の有機光導電材料がある。

光導電材料とは、励起光がない場合、電気絶縁体であり、励起光で照明される場合、導電性になる材料である。したがって、対応する光プロジェクタ５により眼用レンズ３に投射される励起光の光パターンに応じて、電圧は、第１の層３３に含まれる液晶に局所的に印加される。印加される電圧の値に応じて、液晶は配向を変え得、したがって、液晶層を通る光が受ける屈折率は、印加される励起光の光パターンに応じて局所的に変更し得る。

光パターンは、バイナリパターン又は使用される液晶のタイプに応じて異なる光強度、すなわち、グレーレベルを有するパターンであり得る。例えば、バイナリ光パターンは、ツイストネマチック又は短ピッチコレステリック結晶と併せて使用し得、一方、異なるグレーレベルを有するパターンは、ブルー相液晶及びツイストネマチックと併せて使用し得る。

光導電材料に投射される励起光の光パターンに応じて、液晶層により異なる光学機能を提供し得る。これらの光学機能は、例えば、所与の光学屈折力、円柱度数、及び／又はプリズムを提供するレンズを含む。

光学機能は、励起光の光パターンにより誘導される屈折率パターンにより提供される。

図２Ａに示す一実施形態によれば、光プロジェクタ５はコヒーレント光源５１を含み、コヒーレント光源５１は、例えば、レーザダイオード、紫外線光若しくは赤外線光を発するレーザ、外部キャビティを有するＶＥＣＳＥＬ、ＶＣＳＥＬ、若しくはＬＥＤ（発光ダイオード）、及び透過で機能する液晶セルで作られた空間光変調器（ＳＬＭ）５２を含む。光源５１は、空間光変調器の表面を照明するように構成される。光源は、必要な場合、例えば、光源により発せられ、空間光変調器に到来する光ビームのサイズ及び収束を適合させる、１対のレンズ等のビーム形成光学系を含み得る。空間光変調器５２は、眼用レンズ３、より詳細には第２の層３４に投射されることが意図される光パターン５３を生成するように構成される。光パターン５３は、ＳＬＭにより定義される光強度のパターンに対応し得る。光プロジェクタは、眼用レンズに投射される光パターンのサイズ及び品質を適合させる何らかのビーム形成光学系を備えることもできる。

任意選択的に、光学物品１は、一実施形態によれば、眼用レンズ上の光パターンの位置を制御するように構成された光デフレクタ５６を更に備え得る。光デフレクタは、図２Ａに示すように光プロジェクタ５内に含まれ得、例えば、プリズム又は傾斜した透明板であり得る。偏角は、図２Ｂの実施形態を参照して後述するように、固定されてもよく、又は能動的に制御されてもよい。

別の実施形態によれば、光パターン５３は位相変化を含むこともできる。それらの位相変化は、ＳＬＭから出る光ビームの偏向を誘導するのに使用し得る。したがって、眼用レンズ上の光パターン５３の位置はＳＬＭにより誘導される位相により制御され、その場合、光デフレクタは使用されない。

本明細書に表されない別の実施形態によれば、空間光変調器５２は反射で機能する。

空間光変調器の使用は幾つかの利点を呈する。ＳＬＭにより生成される光パターンは容易に再構成し得、状況に容易に適合し得る。例えば、眼用レンズ上の光パターンのサイズ及び／又は位置は変更可能である。また、眼用レンズに誘導される光学機能も容易に変更し得る。計算電力を制限するために、ＳＬＭに符号化される１組の所定の光学機能又はパターンはメモリに記憶し得る。一実施形態によれば、空間光変調器５２はホログラムで置換し得る。その場合、生成される光パターンは固定される。

一実施形態によれば、ホログラムは、光源によって提供された光ビームで照明されたとき、望まれる光学機能を提供する屈折率パターンに空間的に実質的に対応する光パターンが生成されるように構成される。その場合、屈折率の値は、液晶に印加される電圧によって設定される。ホログラムは、眼用レンズの特定の場所に望まれる光パターンを提供するように構成し得る。

一実施形態によれば、追加のデフレクタをホログラムに重ねて、ホログラムによって生成される光パターンの眼用レンズ上の場所を調整し得る。そのような追加のリフレクタは、ホログラフィック格子又はホログラムの基板に接合された波形薄膜であり得る。

ホログラムは、例えば、ローマン法又は例えばキノフォームホログラム法、反復フーリエ変換アルゴリズム（ＩＦＴＡ、ゲルヒベルク－サクストンアルゴリズムとも呼ばれる）、又は点光源ホログラム等の当業者に既知の他の方法を使用してフーリエ変換に基づいて計算されるコンピュータ生成ホログラムであり得、例えば、透明薄膜への従来のプリント、フォトリソグラフィ、ナノインプリント、ポリマー材料へのエンボス加工によりプリントし得る。複製は、例えば、成形法により得ることができる。

ホログラムは、ホログラフィック記録セットアップにより感光材料（例えば、フォトポリマー、重クロム酸ゼラチン）に記録することもできる。このセットアップは、実際の物体又は計算されたパターンをレンズの焦点面に配置された物体として表示するＳＬＭを使用して物体ビームを提供し、基準ビームとの干渉により物体のフーリエ変換を記録し得る。そのようなホログラムはフーリエホログラムと呼ばれる。材料は活物質（例えば、ホログラフィックポリマー拡散液晶の場合、Ｈ－ＰＤＬＣ）であることができる。その場合、これらのホログラムは、感光材料での光学複製に基づく方法により複製することができる。

図２Ｂに示す一実施形態によれば、光プロジェクタ５は、少なくとも１つのコヒーレント光源５１、選択デバイス５４、及びホログラムのアレイ５５を備える。ホログラムの少なくとも幾つかは、照明されたとき、眼用レンズ３上の光パターンの異なる位置又は異なる光学機能に対応する異なる光パターンを生成するように構成し得る。光学機能は、例えば、プリズム、円柱度数、球面度数、及び／又は加入度を有する追加のレンズ等の異なるタイプであってもよく、且つ／又は例えば、異なる光学屈折力、平均球面度数、円柱度数、又は加入度等の異なる特性を有してもよい。

少なくとも１つの光源５１は、選択デバイス５４を照明するように構成され、選択デバイス５４は、ホログラムのアレイ５５のうちの少なくとも１つのホログラムを照明するように構成される。次に、選択されたホログラムによって生成された光パターン５３は、眼用レンズ３の全体又は一部に投射される。この実施形態に示されるように、光パターンは一連の同心環に対応し得る。フレネルレンズを形成する第１の層３３により形成される対応する屈折率パターン。先に論じたように、他の屈折率パターンを誘導して他の光学機能を提供してもよい。

一実施形態によれば、光プロジェクタが少なくとも１つの光源を備える場合、選択デバイス５４は以下の１つであり得る：
－複数のホログラムの少なくとも１つで少なくとも１つの光源を偏向するように格子された微小ミラーアレイであって、例えば、偏向角を離散した数の値の中から選択し得るＤＭＤ（デジタル微小ミラーデバイス）である、微小ミラーアレイ、
－複数のホログラムの少なくとも１つを照明するように構成された反射型又は透過型空間光変調器（ＳＬＭ）。

光プロジェクタは、上述した選択デバイスの１つを照明するように構成された１つの光源５１又は例えば、空間光変調器を形成する液晶セルの１つ若しくは微小ミラーアレイの１つを照明するようにそれぞれ構成された光源の行列を備え得る。

一実施形態によれば、光プロジェクタが、選択デバイス５４を照明するように構成された１つの光源５１を備える場合、選択デバイス５４は、以下の１つであり得る：
－偏向角を連続変化させ得る単一微小ミラーの１つであり得、その場合、単一微小ミラーは１つの光源により照明される、
－複数のホログラムの１つが照明されるように偏向の方向を能動的に制御し得るアクティブプリズム又は傾斜角を能動的に制御し得るガラス窓等の能動的に制御される光学透過素子。アクティブプリズムは、例えば、液晶が充填されている場合、プリズムの屈折率を変更することにより又はプリズムが、例えば流体が充填されたベロー構造によって接続された２枚のプレートを備える場合、プリズムの表面の配向を変えることにより、偏向角を能動的に制御し得るプリズムであり得る。

本説明では、表現「能動制御光学透過素子」は、光ビームが交差したとき、対応するコマンド電圧を印加することによって設定し得る角度に従って上記光ビームを偏向するように構成される少なくとも部分的に透明な素子を意味する。

代替の実施形態によれば、光プロジェクタは、ホログラムのアレイのうち１つのホログラムを照明するようにそれぞれ構成された複数の光源と、オンに切り替える複数の光源のうちの光源を選択するように構成された制御ユニットとを備え得る。

一実施形態によれば、光学物品１は、眼鏡のフレーム上に光デフレクタを更に備え得る。光デフレクタ５６は、眼用レンズに投射される少なくとも１つの光パターンの位置を制御するように構成される。一実施形態によれば、光プロジェクタ５は光デフレクタ５６を備える。

一実施形態によれば、光デフレクタは、光生成器によって生成された光パターンを眼用レンズ３の表面上の複数の場所で、ひいては第２の層３４で偏向させるように構成し得る。そのような光デフレクタは、眼用レンズの一部が光生成器によって生成された光パターンによって照明される場合、使用し得る。そのような光デフレクタは、眼鏡の着用者の視方向を辿るように制御し得る。

別の実施形態によれば、着用者の測定された視方向を使用して、光導電材料層３４に投射することが意図される光パターン及び／又は眼用レンズ上に投射された光パターンの位置を制御するように上述したように構成された他の手段の１つを使用して眼用レンズ上の光パターンの位置を選択し得る。例えば、着用者の視方向が近見に対応するか、それとも遠見に対応するかに応じて異なる光学機能を誘導し得る。その場合、光学物品は、着用者の各眼球について着用者の視方向を検出するように構成された眼球追跡デバイスを更に備え得る。各光デフレクタは次に、上記光プロジェクタの１つにより生成された光パターンを、特定された視方向と眼用レンズ３の一方の第２の層との交点に対応する場所で考慮される眼用レンズの第２の層の表面で偏向させるように構成される。

眼球追跡デバイスは、着用者の眼球を照明するように構成された追加の光源と、追加の光源により照明された着用者の眼球を撮像するように構成されたカメラとを備え得る。その場合、眼用レンズ３は、着用者の眼球の方向に追加の光源によって発せられた光を反射し、且つ着用者の眼球により反射された光をカメラの方向に反射するように構成された、ホログラフィックミラー等の光リフレクタを更に備え得る。眼球追跡デバイスは、着用者の眼球の瞳孔又は虹彩を辿るように構成される。眼球追跡デバイスは、当業者から既知であり、これ以上ここで説明しない。

図３は、眼用レンズの屈折率を局所的に変更して、追加の光学機能を眼用レンズに提供する方法を示す。

方法は、例えば、以下を含む図１を参照して説明した等の光学物品を提供するステップＳ１００を含む：
－眼用レンズ３であって、
－基板３１と、
－基板の少なくとも一部に配置される、液晶を含む第１の層３３と、
－導電材料で作られ、前記第１の層の両面に配置される第１及び第２の電極３２、３５と、
－光導電材料で作られ、第１の電極と第２の電極との間に配置される第２の層３４と
を備える眼用レンズ３、
－第１及び第２の電極３２、３５に電気的に接続される電圧源４であって、電圧源４は、第１の電極と第２の電極との間に印加される電圧に応じて液晶の配向を制御するように構成される、電圧源４、
－眼用レンズの第２の層３４に光パターンを投射するように構成された光プロジェクタ５であって、上記第２の層は、光パターンによって照明されたとき、局所的に導電性であり、上記光パターンは、第１の層の液晶によって誘導される屈折率変更パターンに対応する、光プロジェクタ５。

方法は、上記電圧源を使用して第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加するステップＳ２００を更に含む。上述したように、印加される電圧は、液晶の配向を制御できるようにする。

方法は、上述したように、光プロジェクタにより提供された光パターンを用いて眼用レンズを照明するステップＳ３００を更に含む。

一実施形態によれば、眼用レンズを照明するステップＳ３００は、眼用レンズの第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加するステップＳ２００をトリガーし得、またこの逆も同様である。

代表的なプロセス及び物品が本明細書で詳細に記載されているが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲によって説明及び定義されているものの範囲から逸脱することなく、様々な置換形態及び修正形態がなされ得ることを認識するであろう。

１ 光学物品
２ フレーム
３ 眼用レンズ
４ 電圧源
５ 光プロジェクタ
３１ 基板
３２ 第１の電極
３３ 第１の層
３４ 第２の層
３４ 光導電材料層
３５ 第２の電極
５１ 光源
５２ 空間光変調器（ＳＬＭ）
５３ 光パターン
５４ 選択デバイス
５５ アレイ
５６ 光デフレクタ

Claims (9)

1. 光学物品であって、
   －少なくとも１枚の眼用レンズであって、
   －基板、
   －前記基板の少なくとも一部に配置される、液晶を含む第１の層、
   －導電材料で作られ、前記第１の層の両面に配置される第１及び第２の電極
   を備える少なくとも１枚の眼用レンズと、
   －前記第１及び第２の電極に電気的に接続される電圧源であって、前記電圧源は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加される電圧に応じて液晶の配向を制御するように構成される、電圧源と、
   を備え、
   －前記眼用レンズは、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置される、光導電材料で作られた第２の層を更に備え、
   －前記光学物品は、光パターンを前記眼用レンズの前記第２の層に投射するように構成された光プロジェクタを更に備え、前記第２の層は、前記光パターンによって照明されたとき、局所導電性であり、前記光パターンは、前記第１の層の前記液晶により誘導される屈折率変更パターンに対応する、光学物品。
2. 前記液晶は、ブルー相液晶又は短ピッチコレステリック液晶である、請求項１に記載の光学物品。
3. 前記光プロジェクタは、少なくとも１つの光源と、前記光源によって照明されたとき、前記第２の層に投射すべき前記光パターンを提供するように構成された少なくとも１つのパターン生成器とを備える、請求項１又は２に記載の光学物品。
4. 前記光プロジェクタは、
   －少なくとも１つの光源と、
   －複数のホログラムであって、各ホログラムは、前記光源によって照明されたとき、前記第２の層に投射すべき複数の光パターンのうち１つを提供するように構成される、複数のホログラムと、
   －前記光源によって照明される前記複数のホログラムの１つを選択するように構成された選択デバイスと、
   を備える、請求項３に記載の光学物品。
5. 前記選択デバイスは、微小ミラーアレイ、単一微小ミラー、能動制御光学透過素子、前記複数のホログラムの１つで前記光源を偏向するように構成された反射性空間光変調器、又は前記光源によって照明されたとき、前記複数のホログラムの１つを照明するように構成された透過性空間光変調器の１つである、請求項４に記載の光学物品。
6. 前記光学物品は、前記眼用レンズの前記第２の層の表面上の複数の場所で前記光プロジェクタによって生成された前記光パターンを偏向するように構成された光デフレクタを備える、請求項１に記載の光学物品。
7. 前記光学物品は、フレームと、２枚の眼用レンズとを備えた眼鏡であり、
   －前記電圧源は、前記フレームに配置され、前記眼用レンズのそれぞれの前記第１及び第２の電極に電気的に接続され、前記電圧源は、前記眼用レンズのそれぞれの前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加される電圧に応じて液晶の配向を制御するように構成され、
   －前記眼鏡は、前記フレームに配置される２つの光プロジェクタを更に備え、前記光プロジェクタのそれぞれは、前記眼用レンズの一方の前記第２の層に光パターンを投射するように構成され、前記第２の層は、前記光パターンによって照明されたとき、局所導電性であり、前記光パターンは、考慮された眼用レンズの前記第１の層の液晶によって誘導される屈折率変更パターンに対応する、請求項１～６の何れか１項に記載の光学物品。
8. 前記眼鏡は、
   －前記フレームに配置され、前記眼鏡の着用者の視角を特定するように構成される眼球追跡デバイスと、
   －２つの光デフレクタであって、各光デフレクタは、前記特定された視角と前記眼用レンズの一方の前記第２の層との交点に対応する場所において前記考慮された眼用レンズの前記第２の層の表面で前記光プロジェクタの一方によって生成された前記光パターンを偏向するように構成される、２つの光デフレクタと、
   を更に備える、請求項７に記載の光学物品。
9. 眼用レンズの屈折率を局所的に変更して、追加の光学機能を眼用レンズに提供する方法であって、
   －光学物品を提供するステップであって、前記光学物品は、
   ＊眼用レンズであって、
   －基板、
   －液晶を含む第１の層であって、前記第１の層は前記基板の少なくとも部分に配置される、第１の層、
   －導電材料で作られ、前記第１の層の両面に配置される第１及び第２の電極、及び、
   －前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置される、光導電材料で作られる第２の層、
   を備えた眼用レンズと、
   ＊前記第１及び第２の電極に電気的に接続される電圧源であって、前記電圧源は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加される電圧に応じて液晶の配向を制御するように構成される、電圧源と、
   ＊前記眼用レンズの前記第２の層に光パターンを投射するように構成された光プロジェクタであって、前記第２の層は、前記光パターンによって照明されたとき、局所導電性であり、前記光パターンは、前記第１の層の液晶により誘導される屈折率変更パターンに対応する、光プロジェクタと、
   を備える、光学物品を提供するステップと、
   －前記電圧源を使用して前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加するステップと、
   －前記光プロジェクタによって提供された前記光パターンを用いて前記眼用レンズを照明するステップと、
   を含む方法。

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