JP4996462B2 - 透明な光学素子の製造方法、この製造方法に関わる光学部品および得られた光学素子 - Google Patents

Description

本発明は、光学機能を組み込んだ透明素子の製造方法に関する。特に、種々の光学的性質を有する眼科用レンズの製造方法に適用される。

屈折異常矯正レンズは、従来法では、空気の屈折率よりも高い屈折率を有する透明材料を成形することによって製造される。レンズの形状は、材料／空気界面の屈折を着用者の網膜に適切に焦点を合わせるように選択される。レンズは、一般に眼鏡フレームに適合するように、矯正される目の瞳孔が適切な位置に調整して切断される。

眼科用レンズの材料内で屈折率を変化させ、これにより形状的制約を制限し得ることが知られている（例えば、欧州特許第０７２８５７２号を参照）。この方法は、コンタクトレンズのために提案されている。例えば、屈折率勾配は、レンズを構成する固体の製造での選択照射または局部加熱もしくは拡散により得られる。この方法は、屈折異常の治療可能な場合ごとの製造方法であるが、本方法は大量生産に向いていない。他には、矯正される目に適したものに最も近いものを選択するために、および目に適応させるために機械加工および研磨によって再加工操作を行うために、工業規模で一連の段階的屈折率の物質を製造することが可能である。この場合、レンズに対して再成形操作を行う必要があることは、従来法以上の魅力の多くが失われることを意味する。

米国特許出願第２００４／０００８３１９号は、プリンタに使用される種類のインクジェットヘッドを使用して、眼鏡レンズ等のようなレンズ表面と平行に屈折率を調整することを提案している。このヘッドは、表面全体の所望の屈折率の変化を得るために、物質表面上に屈折率が異なるポリマー溶液の液滴を溶着するように制御する。ポリマーは、照射または溶媒除去によって固化させる。この方法は、沈着および凝固の間に液滴と基板との間の相互作用の物理的現象を制御する必要があるため、実行が非常に困難となる。ここで再度、屈折率変調は、レンズを構成する固形物の製造の間に行われ、その後の特注品は、レンズに対して再加工操作が行われるので、大規模に使用するには問題となる。

本発明のもう一つの応用分野は、調光レンズである。このようなレンズは、光吸収スペクトルが受けた光に依存する層を組み込んだ構造となっている。液体またはゲルのフォトクロミック色素は、優れた特性を有し、特に、光度の変化に対する応答速度に関して優れていることが公知である。この層のフォトクロミック色素は通常固体である。

ところが、感光性色素が液体またはゲルであって、隣接した透明層間の色素によって占められる体積を定義するための層の厚みを出すスペーサーと、この体積の周辺部に不透過性障壁をもつレンズが知られている。このようなレンズは、特定の眼鏡フレームのために製造される。また、このレンズを別のフレームに適合させるために切断することはできない。さらに、これを矯正されるレンズの屈折異常に適応させることも困難である。

また、レンズの表面に平行して光吸収を変化させること、および／または光の偏光に依存してこの吸収を生じさせることも有益である。

本発明を適用し得る眼科用のレンズのその他のタイプの中では、光学的性質の変化により電気的刺激が生じるアクティブシステムの言及がなされ得る。これは、エレクトロクロミックレンズ、あるいは可変性の屈折特性を有するレンズの場合である（例えば、米国特許第５３５９４４４号または国際公開公報第０３／０７７０１２号を参照）。これらの技術は、一般に液晶または電気化学系を利用する。

これらの種々のタイプのレンズ、または必ずしも限定されるというわけではないその他の眼の光学部品の中で、一つまたは複数の光学機能を、これを特定された眼鏡フレームもしくは選ばれた他のものに、または適所に前記光学素子を保持する何らかのその他の手段に組み込む目的で、柔軟かつモジュラ様式で導入することができ、その一方で、さらに得られた光学素子を切断する可能性を維持した構造を提供できることが望ましい。

本発明の一つの目的は、この要求を満たすことである。もう一つの目的は、適切な条件下において工業規模で光学素子を製造することである。

したがって、本発明は、以下の工程を含む透明な光学素子を製造するための方法を提供する。

部品の一表面に対して平行に並べられた少なくとも一つの透明なセルのアレイを有する光学部品であって、各セルが、密閉されており、光学的性質を有する物質を含む光学部品を製造する工程と、光学部品を光学素子の所定の形状に対応する前記表面上の定められた輪郭に沿って切断する工程と、からなる。

セルは、光学的性質、例えば、屈折率、光吸光率もしくは偏光、電気的または光刺激に対する応答性等に関連するものに関して選択された種々の物質を充填してもよい。

したがって、本構造は、多くの応用例に、特に可変性の光学機能を含むものに適応する。別々のピクセルに光学素子の表面を分割することを暗示する。したがって、さらに素子を使用することによって、デザインの際に優れた柔軟性を提供する。

特に、光学素子は、所望の周囲の形状に切断して、例えば眼鏡フレームまたはヘルメット等の種々の保持支持体に組み込んで適合させることができることは注目に値する。また、本方法は、構造の完全性に影響を及ぼすことなく、光学素子を保持支持体に固定するために、光学素子に穴をあける工程を含んでいてもよい。

セルのアレイによって形成される層は、１００μｍ未満の高さを有することが好ましい。本発明の種々の実施形態によれば、この高さは、１０μｍ〜５０μｍの間、または１μｍ〜１０μｍの間であることが好ましい。特に、約５μｍと同等であってもよい。

本発明の枠内において、並べられたセルのアレイは、物質が充填されたセルによって占められる領域として定義される充填比τが、部品の単位面積あたり９０％よりも大きくなるように構成される。言い換えると、セルのアレイが部品の少なくとも一つの領域を占めるが、セルのアレイは部品の領域の少なくとも９０％を占める。

充填比は、９０％〜９９．５％の間が有利であり、９６％〜９８．５％の間であることがより好ましい。

好ましくない回折効果を生じさせない画素構造のために、問題になっている光のスペクトルの波長に適応するようなセルの寸法にすることができる。セルのアレイの形状は、一般に光学部品の表面と平行なセルの寸法に関する次元パラメーター（ｄｉｍｅｎｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）、つまり、これらを分離する壁の高さｈに対応する高さ、および部品の表面に平行して測定される壁の厚みｄに関連し得る次元パラメーターによって特徴づけられる。表面と平行なセルの寸法は、セルの面積σを定義する。セルが、長さＤの側面で正方形である単純な場合において（図４）、この面積は、σ＝Ｄ^２によって与えられ、充填比τは、およそＤ^２／（Ｄ＋ｄ）^２によって与えられる。σおよびτは、セルのその他の空間的構造に関して容易に得られる。

セルのアレイにおける主な欠陥の原因は、壁が碁盤目状になっていることである。これらの壁は、光学部品の透明度の欠陥の原因である。本発明において、光学部品を通した画素観測は、重大なコントラスト減少を伴わないことに気付く。すなわち、光学部品を通した像形成は、画質の劣化無しに得ることができる場合、光学部品は透明であるといえる。したがって、光学部品のセルを分離する壁は、光を回折することによって光と相互作用する。本発明において、回折は、発光波（ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｗａｖｅ）が物質的に結合するときに観察される光拡散現象であるとして定義される（「Ｏｐｔｉｑｕｅ−Ｆｏｎｄｅｍｅｎｔ ｅｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」− Ｊ．Ｐ． Ｐｅｒｅｚ−Ｄｕｎｏｄ−７^ｅｍｅ ｅｄｉｔｉｏｎ−Ｐａｒｉｓ ２００４−Ｐａｇｅ ２６２）。より具体的には、壁に作用する光エネルギーは、立体角に集中する。このため、発光点は、もはやこのような壁からなる光学部品を通した点として認められない。この微視的な回折は、巨視的には拡散のようにみえる。この微視的拡散または非干渉拡散は、光学部品のピクセル化された構造の乳白色の下塗りとして、および構造を介して観察されるイメージのコントラストの減少としてみえる。このコントラスト減少は、上記記載の通り、透明度の減少と考えられる。このような巨視的拡散の挙動は、本発明によるピクセル化された光学部品から得られる光学素子のために受け入れることができない。特に透明でなければならない眼鏡レンズでは、このレンズの着用者の視覚を損なう表面的な欠陥をも組み込むべきではない。セルを思慮深く寸法記入することよって、与えられた波長の回折エネルギーを減少させることが可能である。

したがって、本発明では、部品の表面に平行して、１μｍを超えるセルの寸法を与えることが可能である。特に、これらのセルの寸法は、部品の表面に平行して５μｍ〜１００μｍの間であってもよい。眼科用の光学部品への適用について、レンズの表面に目に見える構造を与え得る過剰に大きなセルは避けることが好ましい。セルの寸法は、１０μｍ〜４０μｍの間であることが好ましい。

部品の表面に平行して、セルは０．１０μｍ〜５μｍの間の厚みのある壁によって分離されることが好ましい。本発明の第一の実施形態において、壁は、０．１０μｍ〜５μｍ、好ましくは０．１０μｍ〜０．３５μｍの間の厚みを有し、その結果、可視スペクトルの望ましくない回析効果を実質的に生じさせない。このような薄壁は、有利な光学効果を有する物質の光学表面の非常に高い充填比τを提供することとなる。

第二の実施形態において、壁は、０．４０μｍ〜２．００μｍの間の厚さを有する。例えば、この厚さは、１．００μｍと同等であってもよい。第三の実施形態において、壁は、２．００μｍ〜３．５μｍの間の厚みを有し、これは、例えば３．０μｍと同等とすることが可能である。セルの壁の構成材料は、セルが、もはや前記セルが充填された材料と識別可能ではないように選択される。「識別可能ではない」という表現は、可視散乱がなく、可視回折がなく、および寄生的（ｐａｒａｓｉｔｉｃ）な反射がないことを意味する。特に、これは、実際には屈折率および吸収を最適に調整することによって達成され得る。

セルのアレイは、硬い透明基板上に直接形成されるか、またはその後に硬い透明基板上に移した軟質透明フィルム内に形成される。セルのアレイを受ける硬い透明基板の面上が凸面、凹面または平面にあってもよい。

本方法において、少なくとも複数のセルを含む光学的性質を有する物質は、液体またはゲルの形態である。特に、前記物質は、呈色、フォトクロミズム、偏光および屈折率から選択される光学的性質のうちの少なくとも一つを有している。

特に、物質は、液体またはゲルの形態であってもよく、フォトクロミック色素を組み込むことにより、フォトクロミック素子を非常に迅速な応答で簡便に製造することができる。

矯正用レンズの製造では、異なる屈折率を有する物質を含むために光学部品の異なるセルが必要となる。通常、屈折率は、矯正された目の屈折異常の評価に応じて部品の表面全体に渡って変化するように適応させる。

光学的性質の偏向を有する光学レンズの製造について、光学部品のセルは、特に、色素と組み合わせられているか、組み合わせられていない液晶を含んでいる。

また、本発明の目的は、上記記載の通りの光学部品を製造する方法であって、基板上で、前記部品の表面とセルを平行にするために碁盤目状の壁を形成すること、液状またはゲルの形態において光学的性質を有する物質でセルをまとめてまたは個々に充填すること、および基板の反対側にあるセルを閉じることを含む方法である。

光学部品中の複数のセルのアレイは、異なる物質を含むセルのいくつかの群を含んでいてもよい。同様に、各セルは、上記のような一つまたは複数の光学的性質を有する物質が充填されている。また、部品の厚み全体にわたってセルのいくつかのアレイに充填させることもできる。この実施形態において、セルのアレイは、各層において同一もしくは異なる性質を有してもよく、各アレイ内のセルが異なる光学的性質を有していてもよい。したがって、セルのアレイが屈折率変化を得るための物質を含み、別の層またはセルのアレイがフォトクロミック材料を有する物質を含む層を有することが想定され得る。

本発明のもう一つの概要として、本発明は、上記の方法に使用される光学部品に関する。この光学部品は、部品のある表面と平行に並べられた少なくとも一つの透明なセルのアレイからなる。各セルは、気密密閉されており、光学的性質を有する物質を含む。セルは、１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満の高さの壁によって分離されており、部品の表面と平行して１μｍを超える寸法を有していてもよい。

さらにもう一つの本発明の概要として、特に眼鏡レンズでは、光学部品を切断することによって製造される。

本発明の特徴および長所は、添付の図面を参照し、以下に記載される例示的態様に限定されるものではない。

図１に示した光学部品１０は、眼鏡レンズのための素材板である。眼鏡レンズは、眼科用のレンズからなる。「眼科用のレンズ」という語は、目を保護し、および／または視界を矯正するための眼鏡フレームにはめ込まれたレンズを意味する。これらのレンズは、無限焦点、単焦点、二焦点、三焦点および可変焦点レンズから選択される。

眼科用の光学は、本発明の好ましい応用分野であるが、本発明は、他のタイプの透明な光学素子、例えば、光学機器のためのレンズ、フィルタ、照準器のレンズ、アイバイザー、明るくする装置のための光学部品等に適用できる。本発明に含まれるものは、眼科用のレンズだけでなく、コンタクトレンズおよび接眼インプラントがある。

図２は、外側の輪郭周囲の素材板１０を切断することによって得られる眼鏡レンズ１１を示しており、図１では、破線で示している。原則として、この輪郭は任意であるが、素材板の範囲内に含まれる。大量生産される素材板は、多種多様な眼鏡フレームに適合させるために適合させることができる。切断されたレンズの端は、眼鏡フレームおよび／または審美的理由のために固定されているレンズの眼鏡フレームへ形状をマッチングさせるために従来の方法により問題なく整えられる。また、穴１４は、例えば、眼鏡フレームに固定するために使用するネジを受けるためにあけることができる。

素材板１０の一般的な形状は、工業標準に合致させてもよく、例えば直径６０ｍｍ、凸前面１２および凹後面１３（図３）の円状の輪郭をもつようにしてもよい。従来の切断法、最終仕上げおよび穴あけの道具を使用して、素材板１０からレンズ１１を得るようにしてもよい。

図１、２では、表面層は、素材板１０およびレンズ１１のピクセル化（ｐｉｘｅｌｌａｔｅｄ）された構造を露呈するように部分的に切り取られている。この構造は、透明部品の層１７に形成されたセルのアレイまたは微小くぼみ１５からなる（図３）。これらの図において、層１７およびセル１５の寸法は、図面をより調査しやすくさせるために素材板１０および基板１６との関係を誇張している。

セル１５の横方向寸法Ｄ（素材板１０の表面に平行である）は、可視スペクトルの回折効果を回避するために１ミクロンよりも大きい。実際に、これらの寸法は、１０μｍ〜１００μｍの間である。セルのアレイは、マイクロエレクトロニクスおよびマイクロメカニカルの分野のよく制御された技術を使用して製造することができる。

したがって、セルのアレイは、レンズ１１上に、または素材板１０上に見えなくすることができる。

本発明によれば、セル１５のアレイが組み込まれた層１７の高さｈは、１００μｍ未満であることが好ましく、１μｍ〜１０μｍの間であることがより好ましい。高さｈは、約５μｍであることが好ましい。

セル１５を分離する壁１８は、互いに密閉されることを確実にする。壁１８は、０．１０μｍ〜５．００μｍの間（０．１０μｍおよび５．００μｍを含む）の厚さｄを有し、特に、高い充填比の光学部品を得ることができる。壁の厚みは、例えば約０．３５μｍと同等であってもよい。高い充填比により、セル１５に含まれる物質によって提供される所望の光学機能の高い有効性が提供される。この充填比は、９０％〜９９．５％の間（９０％および９９．５％を含む）、９６％〜９８．５％の間（９６％および９８．５％を含む）であることが好ましい。セルの横方向寸法（Ｄ）、セルを分離する壁の厚みｄおよび壁の高さｈとの関係を考慮し、光学的性質または前記セルに含まれる物質の性質に応じて目に見えない高い充填比を有する光学部品を得ることができる。

例えば、正方格子（図４）または六方格子（図５）配置されたセルのように、厚さｄが２μｍである壁１８および寸法Ｄが１００μｍのピクセルでは、面積の４％しか吸収されない（τは約９６％）。厚さｄが１μｍである壁１８および寸法Ｄが４０μｍのピクセル（またはｄは０．５μｍおよびＤは２０μｍ）に関しては、面積の５％しか吸収されない（τ〜９５％）。下限は、τが約９０％であろう。

図５に示したハニカム状（蜂巣状）または六角型格子は、得られるアスペクト比のためにセルのアレイの機械的強度を最適化するので、好ましい配列である。しかし、本発明では、結晶構造に沿って格子の配列を想像することができる。したがって、長方形、三角形または八角形の格子を製造することができる。本発明では、セルのアレイを形成するために、一方で上記記載の通りのセルの寸法をさらに考慮して、種々の形状の格子形状を組み合わせることができる。

セル１５のアレイが組み込まれている層１７は、眼科用の光学（ｏｐｈｔａｌｍｉｃ ｏｐｔｉｃｓ）でよく使用されているように多数の追加層１９、２０（図３）で覆われるようにしてもよい。これらの層は、例えば、耐衝撃性、引っ掻き抵抗性、呈色、抗反射、抗汚れ、その他の機能を有する。ここに示した例では、セルのアレイに組み込まれている層１７は、透明基板１６の真上に配置されているが、ひとつまたは複数の中間層は、耐衝撃性、引っ掻き抵抗性または呈色機能を有する層の間に配置されていてもよい。

さらに、セルのいくつかのアレイが、基板上に形成された多層スタックとして存在させることもできる。したがって、例えば、多層スタックが、特に素子にフォトクロミック機能を提供することができる物質を含むセルのアレイを組み込んでいる層と、素子に屈折率変化機能を提供することができるもう一つの層とを含ませることができる。また、これらの層を組み込んだセルのアレイを、上記のように追加層と交替してもよい。

特に透明光学素子を製造するための方法は、高柔軟性があるおかげで種々の組み合わせが可能となる。したがって、本発明では、光学部品には、この各セルには、ひとつまたは複数の光学的性質を有する物質で満たされたセル、またはセル１５のアレイは、異なる物質を含むセルのいくつかの群を含むそれぞれのセルが一つまたは複数の光学的性質を有する物質が充填されたか、または他に、セル１５のアレイが種々の物質を含有するいくつかのセルの群を含むセルのアレイが含まれていてもよい。また、光学部品は、セルのアレイが組み込まれている少なくとも二つの層を備えるスタックからなり、各セルのアレイは、同一の光学的性質を有するか、異なる光学的性質を有していてもよい。

透明基板１６は、一般に眼科用の光学機器に使用されるガラスまたは種々のポリマーで構成されていてもよい。本発明で使用するポリマー材料は、特に限定等されず、例えば、ポリカーボネート材料、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタラートとポリカルボナートの共重合体、ポリオレフィン、特にポリノルボルネン、ジエチレングリコールジ（アリルカルボナート）の重合体および共重合体、（メタ）アクリル重合体および共重合体、特にＡ−ビスホノールに由来する（メタ）アクリル重合体および共重合体、チオ（メタ）アクリル重合体および共重合体、ウレタンおよびチオウレタン重合体および共重合体、エポキシ重合体および共重合体、並びにエピルスフィド重合体および共重合体等が挙げられる。

セルのアレイを組み込んでいる層１７は、凸面前面１２上に位置することが好ましく、凹後部１３は、再加工操作を受けるために何もないままであり、必要な場合、機械加工および研磨を行う。しかし、透明な光学素子が矯正レンズである場合、屈折異常の矯正は、セル１５に含まれる物質の屈折率を空間的に変化させることによって達成され、これにより、後面に対するいずれの再処理も不要にすることができ、その結果として、種々の層およびレンズに施さなければならないコーティングの設計および／または実施の際に優れた柔軟性を提供することができる。また、光学部品は、レンズの凹面上に位置されていてもよい。もちろん、光学部品は、平面の光学素子上に組み込まれていてもよい。

図６および７は、セルのアレイを基板１６上に製造する第一の方法を図示する。この技術は、電気泳動ディスプレイ装置を製造するために使用する技術と類似する。このような技術は、例えば、国際公開公報第００／７７５７０号、国際公開公報第０２／０１２５１号、米国第２００２／０１７６９６３号、米国第６３２７０７２号または米国第６５９７３４０号に記述されている。また、セルのアレイは、当業者に周知のマイクロエレクトロニクスに由来する製造方法を使用して製造することができる。製造方法は特に限定されず、例えば、ホットプリント（ｈｏｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、熱エンボシング、フォトリソグラフィー（ハード、ソフト、ポジティブまたはネガティブ）、マイクロデポジション、マイクロコンタクトプリンティング等の微小成膜、スクリーン印刷、または他にインクジェット・プリント等の方法での製造が挙げられる。

問題となっている例において、例えば紫外線硬化として、照射硬化可能なモノマーの溶液のフィルムを基板１６上に成膜させる。このフィルムをマスクを通して紫外線照射により露光させる。格子に分割した正方形または六角形のマスクをとり、微小穴１５の位置に対応するマスクをとる。選択的硬化により、支持体層２１上に立っている壁１８を適所に残す。次いで、モノマー溶液を除去し、部品を図６に示した状態にする。

同様の構造を得るためのもう一つの可能性は、フォトリソグラフィー技術を使用することである。これは、壁１８の所望の高さ、例えば５μｍまたは２０μｍの厚みをもつ材料を、例えばポリマーの層を基板１６に対して成膜することにより開始する。次に、フォトレジストのフィルムをこの層上に成膜し、このフィルムを碁盤目状の形態のマスクを介して露光する。露出されていない領域は、壁の位置に関して整列させたマスクを残すために、フォトレジストを現像することによって除去し、これを介して材料の層を異方性エッチングに供する。微小穴１５を形成するこのエッチングにより、所望の深さまで下げ続け、その後にマスクを化学エッチングによって除去する。

図６に示した状態から開始して、微小穴１５には、液体またはゲル状態で光学的性質を有する物質を充填する。壁の材料および微小穴の底面における表面の湿潤を容易にするために、部品の前面に予め処置を任意に行ってもよい。光学的性質をもつ物質を形成する溶液または懸濁液は、アレイの全ての微小穴について同じであってもよい。この場合は、スクリーン印刷型の方法、スピンコーティング法、物質がローラーもしくはドクターブレードを使用して塗布する方法、または他にスプレー法を使用して、単に適切な槽に部品を浸漬させることによって導入してもよい。インクジェット・ヘッドを使用して、個々の微小穴に局所的に注射することも可能である。

後者の技術は、一般的には、光学的性質をもつ物質が互いに異なるときに採用され、連続して微小穴の充填を行うために、いくつかのインクジェット・ヘッドが表面全体を移動する。

しかし、特に、微小穴が選択エッチングによって形成される場合、もう一つの可能性は、最初に一群の微小穴をくり抜き、これらを第一の物質と共にひとまとめに充填し、次いでこれらを閉じて、残りの部品の表面は、これらの操作の間にマスキングしたままにする。次に、壁領域に加えて、すでに充填された微小穴の領域を少なくとも覆っているレジストマスクを介して選択エッチングを繰り返し、新たな微小穴には異なる物質を充填して閉じる。部品の表面全体に異なる物質を分配させることが望まれる場合、この方法を一回または複数回繰り返してもよい。

充填された微小穴のアレイを密封するためには、例えば接着剤コーティングされたプラスチック薄膜が塗布され、これを壁１８の上部に熱的に溶接し、または熱積層する。また、溶液の硬化材料を閉じる領域上に成膜し、この材料は、微小穴に含まれる光学的性質を有する物質と混合されず、次いで例えば、熱または照射を使用してこの材料を硬化させることもできる。

一旦微小穴１５のアレイが完成したら（図７）、その製造を完結させるために部品に追加層またはコーティング１９、２０を入れてもよい。このタイプの部品を大量生産し、貯蔵し、後で再び開始して、顧客の要求に従って個々に切断する。

光学的性質を有する物質が、液体またはゲル状態で残っていない場合、固形化処理は、物質が成膜された瞬間後の適切な段階で、例えば加熱および／または連続照射を適用してもよい。

図８に示した変形例では、微小穴２５のアレイからなる光学部品は、軟質透明フィルム２７の形態で構築される。このようなフィルム２７は、上記したものと同様の技術によって製造することができる。この場合、フィルム２７は、平面、すなわち凸面または凹面ではない基板上に製造することができる。

例えば、本方法の工程を組み合わせて実施することを補助するために、フィルム２７を比較的大きなサイズで工業規模で製造し、素材板の基板１６上に移すために適切な寸法に切断する。この移動は、フィルムを熱成形することによって、柔軟なフィルムを接着させることによって、またはさらに真空中での物理的な接着効果によって行ってもよい。以前の場合と同様に、フィルム２７に種々のコーティングを行ってもよく、基板１６上に移して、それ自体を上記の通りに一つまたは複数の付加層でコーティングしてもよい。

本発明の応用分野において、微小穴１５に導入される物質の光学的性質は、その屈折率である。物質の屈折率は、矯正用レンズを得るために部品の表面全体にわたって変化させる。本発明の第一の実施形態において、微小穴１５のアレイの製造する間に異なる屈折率の物質を導入することによって製造し、変化させてもよい。

本発明のもう一つの実施形態において、屈折率をその後の照射によって調整される物質を微小穴１５に導入することによって変化させるようにしてもよい。矯正した光学機能の作成は、素材板１０またはレンズ１１を患者の視力を矯正し、好ましい屈折率プロファイルを得るために表面が変化する光エネルギーを露光させることで行われる。この光は、一般的にはレーザー（ＣＤ−ＲＯＭまたはその他の光学的記憶媒体にエッチングするために使用されるものと同様の書込機器）によって製造されるものである。感光性物質の露光の程度の差があっても、露光時間の選択またはレーザーの電源選択を変更することによって行ってもよい。

本出願に使用することができる物質の中では、例えば、メソ多孔物質および液晶が挙げられる。液晶は、重合反応、例えば照射によって誘導されるものによって凝固されてもよい。したがって、それらを通る光波の予め定められた光学的遅れを導入するために、これらを選択した状態で凍結（ｆｒｏｚｅｎ）させてもよい。メソ多孔物質の場合、材料の屈折率は、多孔性を変化を通して制御される。放射線照射によって引き起こされた硬化反応の過程にわたって屈折率を変化させるという周知の特性を有する感光性樹脂を使用することも可能である。これらの屈折率変化は、材料の密度の改変、および化学構造の変化のためである。重合反応の間、体積変化が非常に小さい感光性樹脂を使用することが好ましい。

溶液または懸濁液の選択的な重合は、部品の表面に関して空間的に違いがでてくる放射の存在により行われる。この変化は、矯正された患者の目の屈折異常の評価に応じて予め決定される。

本発明のもう一つの適用において、微小穴内に液体またはゲル形態で導入される物質は、フォトクロミック材料を有する。本出願に使用される物質の中で、例えば、特に特許および特許出願、フランス特許第２７６３０７５号、欧州特許第０６７６４０１号、欧州特許第０４８９６５５号、欧州特許第０６５３４２８号、欧州特許第０４０７２３７号、フランス特許第２７１８４４７号、米国特許第６２８１３６６号、および欧州特許第１２０４７１４号に記述されているもの、スピロオキサジン、スピロ−インドリン−［２，３’］ベンズオキサジン、クロメン、スピロキサジン、ホモアザアダマンタン、スピロフルオレン−（２Ｈ）−ベンゾピランまたはナフト［２，１−ｂ］−ピラン等の中心ユニットを含むフォトクロミック化合物を挙げてもよい。

本発明において、光学的性質を有する物質は、透過率の程度を改良することができる染料または色素であってもよい。

本発明による光学部品の正面図である。 光学部品から得られる光学素子の正面図である。 本発明による光学部品の概略断面図である。 本発明による光学部品におけるセルを配列するために使用することができる格子型を示す図である。 本発明による光学部品におけるセルを配列するために使用することができる格子型を示す図である。 製造において、２段階での光学部品概略断面図である。 製造において、２段階での光学部品概略断面図である。 本発明による光学部品を製造するもう一つの方法を図示する概略断面図である。

Claims (59)

1. 表面に平行に並べられた少なくともひとつの透明なセル（１５；２５）のアレイを有する光学部品であって、前記各セルが光学的性質を有する物質を含み、密閉されている前記光学部品（１０）を製造する工程と、
   光学素子の予め定まった形状に相当する前記表面の輪郭に沿って前記光学部品を切断する工程と、を備える透明な光学素子（１１）の製造方法であって、
   前記光学素子は、眼科用のレンズ、コンタクトレンズ、接眼インプラント、光学機器のためのレンズ、照準器のレンズ及びアイバイザーから選択される少なくとも１種であり、
   前記セルのアレイの充填比は９０％よりも大きく、前記光学部品の表面に平行している、透明な光学素子（１１）の製造方法。
2. 前記セルのアレイは、高さが１００μｍ未満で前記表面と垂直な層を構成する請求項１に記載の製造方法。
3. 前記セルのアレイによって形成される前記層の高さは、１０μｍから５０μｍの間である請求項２に記載の製造方法。
4. 前記セルのアレイによって形成される前記層の高さは、１μｍから１０μｍの間である請求項２に記載の製造方法。
5. 前記セルのアレイによって形成される前記層の高さは、約５μｍである請求項２に記載の製造方法。
6. さらに前記光学素子を保持支持体で固定するために、前記光学素子に穴をあける工程を備えている請求項１から５のいずれかに記載の製造方法。
7. 前記光学部品の製造において、硬い透明基板（１６）上に前記セル（１５）のアレイを形成する請求項１から６のいずれかに記載の製造方法。
8. 前記光学部品（１０）の製造において、前記セル（２５）のアレイは、前記硬い透明基板（１６）上に移した軟質透明フィルム内に形成される請求項１から７のいずれかに記載の製造方法。
9. 前記セル（１５；２５）のアレイを受ける前記硬い透明基板（１６）の面上が、凸面、凹面または平面である請求項７または８に記載の製造方法。
10. 少なくとも前記セル（１５；２５）上に含まれている光学的性質を有する前記物質は、液状またはゲルの形態である請求項１から９のいずれかに記載の製造方法。
11. 前記光学部品（１０）の製造において、基板上で、前記光学部品の表面と前記セル（１５）を平行にするために碁盤目状の壁（１８）を形成し、液状またはゲルの形態において光学的性質を有する前記物質で前記セルをまとめて、または個々に充填し、前記基板の反対側にある前記セルを閉じることを備えている請求項１０に記載の製造方法。
12. 光学的性質は、呈色、フォトクロミズム、偏光または屈折率特性から選択される請求項１から１１のいずれかに記載の製造方法。
13. 前記異なるセル（１５；２５）には、異なる屈折率を有する物質を含む請求項１から１２のいずれかに記載の製造方法。
14. 前記異なる屈折率を有する物質は、感光性樹脂、液晶またはメソ多孔物質からなる請求項１３に記載の製造方法。
15. 前記光学部品（１０）の製造において、前記基板（１６）上で、前記光学部品の表面と前記セル（１５）を平行にするために碁盤目状の前記壁（１８）を形成し、モノマーまたは液晶の溶液または懸濁液で前記セルに充填し、前記基板の反対側にある前記セルを閉じ、前記光学部品の前記表面に平行に異なる電磁放射を行い、前記溶液または前記懸濁液の選択的な重合を行う請求項１４に記載の製造方法。
16. 前記セルに含まれている前記物質の屈折率は、矯正される目の屈折異常の評価に応じて前記光学部品の表面の前記屈折率を変化させるために適応される請求項１３から１５のいずれかに記載の製造方法。
17. 前記セル（１５；２５）のアレイは、異なる物質を含むセルのいくつかの群を含む請求項１から１６のいずれかに記載の製造方法。
18. 前記光学部品（１０）の製造において、基板（１６）上で、前記光学部品の表面と前記セル（１５）を平行にするために碁盤目状の壁（１８）を形成し、インクジェット・ヘッドを使用することで光学的性質を有する異なる前記物質で前記セルを満たし、前記基板から反対側へ前記セルを閉じる請求項１７に記載の製造方法。
19. いくつかの前記セルのアレイは、前記光学部品の厚さ方向に積層される請求項１から１８のいずれかに記載の製造方法。
20. 前記各セルのアレイは、同一の光学的性質を有するか、各前記セルのアレイは、異なる光学的性質を有するか、または各前記セルのアレイ内のセルは異なる光学的性質を有する請求項１９に記載の製造方法。
21. 前記充填比は、９０％〜９９．５％の間（９０％および９９．５％を含む）である請求項１に記載の製造方法。
22. 前記充填比は、９６％〜９８．５％の間（９６％および９８．５％を含む）である請求項１に記載の製造方法。
23. 前記アレイのセル（１５；２５）は六方格子に配置されている請求項１から２２のいずれかに記載の製造方法。
24. 前記セル（１５；２５）は、前記光学部品の表面に平行で、１μｍよりも大きな寸法を有する請求項１から２３のいずれかに記載の製造方法。
25. 前記セル（１５；２５）は、前記光学部品の表面に平行で、５μｍ〜１００μｍの間の寸法を有する請求項２４に記載の製造方法。
26. 前記セル（１５；２５）は、前記光学部品の表面に平行で、１０μｍ〜４０μｍの間の寸法を有する請求項２４に記載の製造方法。
27. 前記セル（１５；２５）は、前記光学部品の表面に平行で、０．１０μｍ〜５μｍの間の寸法を有する前記壁（１８）によって分離されている請求項１から２６のいずれかに記載の製造方法。
28. 前記壁（１８）の寸法は、０．３５μｍ未満である請求項２７に記載の製造方法。
29. 前記セル（１５；２５）は、０．４０μｍ〜３．００μｍの間の寸法で光を反射しない材料でできている壁（１８）によって分離されている請求項２７に記載の製造方法。
30. 前記壁の寸法は、０．４０μｍ〜１．００μｍの間である請求項２９に記載の製造方法。
31. 表面に平行に並べられた少なくとも１つの透明なセル（１５；２５）のアレイからなる光学部品であって、各前記セルは密閉されており、光学的性質を有する物質を含んでいる光学部品であって、
    前記セルのアレイの充填比は９０％よりも大きく、前記光学部品の表面に平行しており、
    眼科用のレンズ、コンタクトレンズ、接眼インプラント、光学機器のためのレンズ、照準器のレンズ及びアイバイザーから選択される少なくとも１種の光学素子の製造に使用するのに適した光学部品。
32. 前記セルのアレイは、前記表面に対して垂直であり、１００μｍ未満の高さを有する層を構成する請求項３１に記載の光学部品。
33. 前記セルのアレイによって形成される前記層は、１０μｍ〜５０μｍの間の高さを有する請求項３２に記載の光学部品。
34. 前記セルのアレイによって形成される前記層は、１μｍ〜１０μｍの間の高さを有する請求項３２に記載の光学部品。
35. 前記セルのアレイによって形成される前記層は、約５μｍの高さを有する請求項３２に記載の光学部品。
36. 前記セル（１５）のアレイは、硬い透明基板（１６）上に形成される請求項３１から３５のいずれかに記載の光学部品。
37. 前記セル（２５）のアレイが組み込まれている透明フィルム（２７）が転写されている前記硬い透明基板（１６）を有する請求項３１から３５のいずれかに記載の光学部品。
38. 前記セル（１５；２５）のアレイを受ける前記硬い透明基板（１６）の面上が、凸面、凹面または平面である請求項３６または３７に記載の光学部品。
39. 少なくとも前記セル（１５；２５）上に含まれている光学的性質を有する前記物質は、液状またはゲルの形態である請求項３１から３８のいずれかに記載の光学部品。
40. 光学的性質は、呈色、フォトクロミズム、偏光または屈折率特性から選択される請求項３１から３９のいずれかに記載の光学部品。
41. 前記異なるセル（１５；２５）には、異なる屈折率を有する物質を含む請求項３１から４０のいずれかに記載の光学部品。
42. 前記異なる屈折率を有する物質は、感光性樹脂、液晶またはメソ多孔物質からなる請求項４１に記載の光学部品。
43. 前記セル（１５；２５）のアレイは、異なる物質を含むセルのいくつかの群を含む請求項３１から４２のいずれかに記載の光学部品。
44. いくつかの前記セルのアレイは、前記光学部品の厚さ方向に積層される請求項３１から４３のいずれかに記載の光学部品。
45. 各前記セルのアレイは、同一の光学的性質を有するか、各前記セルのアレイは、異なる光学的性質を有するか、または各前記セルのアレイ内のセルは異なる光学的性質を有する請求項４４に記載の光学部品。
46. 前記充填比は、９０％〜９９．５％の間（９０％および９９．５％を含む）である請求項３１に記載の光学部品。
47. 前記アレイのセル（１５；２５）は六方格子に配置されている請求項３１から４６のいずれかに記載の光学部品。
48. 前記セル（１５；２５）は、前記光学部品の表面に平行で、１μｍよりも大きな寸法を有する請求項３１から４７のいずれかに記載の光学部品。
49. 前記セル（１５；２５）は、前記光学部品の表面に平行で、５μｍ〜１００μｍの間の寸法を有する請求項４８に記載の光学部品。
50. 前記セル（１５；２５）は、前記光学部品の表面に平行で、１０μｍ〜４０μｍの間の寸法を有する請求項４９に記載の光学部品。
51. 前記セル（１５；２５）は、前記光学部品の表面に平行で、０．１０μｍ〜５μｍの間の寸法を有する壁（１８）によって分離されている請求項３１から５０のいずれかに記載の光学部品。
52. 前記セル（１５；２５）は、前記光学部品の表面に平行で、０．１０μｍ〜０．４０μｍの間の寸法を有する壁（１８）によって分離されている請求項５１に記載の光学部品。
53. 前記壁（１８）の寸法は、０．３５μｍ未満である請求項５２に記載の光学部品。
54. 前記セル（１５；２５）は、０．４０μｍ〜３．００μｍの間の寸法で光を反射しない材料でできている壁（１８）によって分離されている請求項５１に記載の光学部品。
55. 前記壁の寸法は、０．４０μｍ〜１．００μｍの間である請求項５４に記載の光学部品。
56. 請求項３１から５５のいずれかに記載の光学部品（１０）を切断することによって製造される眼鏡レンズ。
57. 前記レンズ（１１）をフレームに固定するために、少なくともひとつの穴があけられている請求項５６に記載の眼鏡レンズ。
58. 前記セルに含まれている前記物質の光学的性質は、矯正された目の屈折異常の評価の機能としてレンズ表面を変化させることに適応されている請求項５６または５７に記載の眼鏡レンズ。
59. 前記セル（１５；２５）に含まれる物質は、フォトクロミック材料を有する請求項５６または５７に記載の眼鏡レンズ。

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