KR101244647B1 - 전기 활성 안경 및 이의 제조 방법 - Google Patents

전기 활성 안경 및 이의 제조 방법 Download PDF

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윌리암 코코나스키
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이-비젼 엘엘씨
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Abstract

전기-활성 렌즈 어셈블리, 첫 번째 렌즈 웨이퍼 및 두 번째 렌즈 웨이퍼로 구성된 복합 렌즈 어셈블리를 제공하는 것이다. 전기-활성 렌즈 어셈블리는 편평한 상부 표면을 지닌 상부 기판층과 편평한 하부 표면을 지닌 하부 기판층을 지니고 있다. 첫 번째 렌즈 웨이퍼는 전기-활성 렌즈 어셈블리의 상부 기판층의 편평한 상부 표면에 평행하고 인접한 편평한 하부 웨이퍼 표면을 지닌다. 두 번째 렌즈 웨이퍼는 전기-활성 렌즈 어셈블리의 하부 기판층의 편평한 하부 표면에 평행하고 인접한 편평한 상부 웨이퍼 표면을 지닌다.
Figure 112007032944137-pct00001
전기-활성 렌즈, 어셈블리, 웨이퍼, 액정, 드라이버 칩, 기판

Description

전기 활성 안경 및 이의 제조 방법{Electro-active spectacles and method of fabricating same}
본 출원은 2004년 11월 2일에 제출된 미국 잠정출원 60/623,947호를 근거로 출원된 것이며 상기 출원의 내용은 참고사항으로 본 명세서에 전반적으로 포함되어있다.
본 출원은 본 출원, 잠정출원 및 특허: 2002년 10월 4일에 제출된 미국 출원번호 10/263,707호; 2002년 12월 10일에 등록된 미국 특허번호 6,491,394호; 2002년 12월 10일에 등록된 미국 특허번호 6,491,391호; 2003년 2월 11일에 등록된 미국 특허번호 6,517,203호; 2003년 5월 12일에 제출된 미국 출원번호 10/387,143호; 2003년 7월 25일에 제출된 미국 출원번호 10/627,828호; 2003년 8월 20일에 제출된 미국 출원번호 10/664,112호; 2003년 9월 16일에 등록된 미국 특허번호 6,619,799호; 2004년 2월 5일에 제출된 미국 출원번호 10/772,917호; 2004년 5월 11일에 등록된 미국 특허번호 6,733,130호; 2004년 6월 9일에 제출된 미국 출원번호 10/863,949호; 2004년 8월 13일에 제출된 미국 출원번호 10/918,496호; 2004년 8월 24일에 제출된 미국 출원번호 10/924,619호; 2004년 11월 2일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/623,947호; 2004년 11월 24일에 제출된 미국 출원번호 10/996,781호; 2005년 1월 6일에 제출된 미국 출원번호 11/030,690호; 2005년 1월 14일에 제출된 미국 출원번호 11/036,501호; 2005년 2월 8일에 등록된 미국 특허 번호 6,851,805호; 2005년 2월 22일에 등록된 미국 특허번호 6,857,741호; 2005년 2월 22일에 제출된 미국 출원번호 11/063,323호; 2005년 3월 9일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/659,431호; 2005년 3월 16일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/661,925호; 2005년 3월 28일에 제출된 미국 출원번호 11/091,104호; 2005년 3월 29일에 등록된 미국 특허번호 6,871,951호; 2005년 3월 30일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/666,167호; 2005년 4월 1일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/667,094호; 2005년 4월 8일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/669,403호; 2005년 4월 19일에 제출된 미국 잠정출원번호 11/109,360호; 2005년 4월 22일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/673,758호; 2005년 4월 26일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/674,702호; 2005년 5월 10일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/679,241호; 2005년 5월 31일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/685,407호; 2005년 6월 6일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/687,341호; 2005년 6월 6일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/687,342호; 2005년 7월 18일에 제출된 미국 출원번호 11/183,454호; 2005년 7월 19일에 등록된 미국 특허번호 6,918,670호; 2005년 7월 21일에 제출된 미국 잠정출원번호 60/692,270호; 2005년 9월 22일에 제출된 미국 출원번호 11/232,551호에 따르는 모든 개시사항이 전반적으로 참고사항으로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 안경 및 특히 전기-활성 렌즈를 포함한 안경에 관한 것이다.
발명의 요약
본 발명의 예시적인 측면은 전기-활성 렌즈 어셈블리, 첫 번째 렌즈 웨이퍼 및 두 번째 렌즈 웨이퍼를 포함하는 복합 렌즈 어셈블리를 제공하는 것이다. 전기-활성 렌즈 어셈블리는 편평한 상부 표면을 지니는 상부 기판층과 편평한 하부 표면을 지닌 하부 기판층으로 구성되어있다. 첫 번째 렌즈 웨이퍼는 전기-활성 렌즈 어셈블리의 상부 기판층의 편평한 상부 기판에 인접하고 평행한 편평한 하부 웨이퍼 표면을 지닌다. 두 번째 렌즈 웨이퍼는 전기-활성 렌즈 어셈블리의 하부 기판층의 편평한 하부 표면에 인접하고 평행한 편평한 상부 웨이퍼 표면을 가진다.
변화와 변형이 본 명세서의 신규한 개념의 목적과 범위를 벗어나지 않는 것이라면 본 발명 및 다른 측면에서 다음의 도면에 관련하여 바람직한 실시태양을 지닌 다음의 기술로부터 명백하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시태양이 기술될 것이다. 여기서 언급된 바와 같이 일부 단수형의 용어는 복수형과 동일하게 해석되고 일부 복수형의 용어는 단수형으로 해석된다. "상부" 및 "하부"라는 용어는 단지 특정한 도면에 나타나는 요소와 관련되어 그 방향을 나타낸 것이고 주변상황과 관련되어 전기-활성 렌즈 어셈블리의 요구되는 최종 방향을 의미하는 것은 아니다. 유사하게 "첫번째' 및 "두번째"라는 용어는 단지 편의를 위해 사용되는 것이고 어셈블리의 요구되는 최종 방향 또는 차수를 의미하는 것은 아니다.
본 발명의 실시태양은 전기-활성 렌즈 요소와 수동(passive) 렌즈 요소의 복합 어셈블리로 형성된 안경을 제공한다. 여기에서 언급된 "전기-활성 렌즈"라는 용어는 렌즈의 광학적 특성이 전기의 이용으로 변화되거나 변형되는 렌즈에 관한 것이다. 특별한 관심의 측면에서 액정 렌즈 요소로 형성된 전기-활성 렌즈는 다양한 시야 문제의 교정에 활용될 수 있다.
액정 전기-활성 렌즈 어셈블리의 제조와 이러한 활성 렌즈 어셈블리를 렌즈 어셈블리에 도입시켜 통합시키는 것은 많은 해결과제를 지니고 있다. 예를 들면, 전기-활성 렌즈 요소의 구조는 액정층의 두께를 조절하고 전기-활성 렌즈 어셈블리의 가장자리(즉 가장자리 주변 물질의 제거) 요소를 허용할 수 있게 만들어져야 한다. 안경을 위한 렌즈의 가장자리는 가장자리가 적절하게 배열되고 렌즈를 눈 가까이 위치시킬 수 있게(안경 프레임 내에)하기 위해서 매우 중요한 역할을 한다.
또 다른 해결과제는 전기적 연결이 복합 렌즈 어셈블리의 전기-활성 부분의 전기적 구성요소(예를 들어 칩, 콘택트 및 전극) 사이에 만들어져야 한다는 것이다. 논의된 바와 같이 이는 층과 수직인 전공(vias)(작은 홀)을 통해서 행하여지고 전기-활성 렌즈 어셈블리의 가장자리는 제외한다. 내부의 전기적 연결은 다수-층의 통합된 회로 디자인과 유사하며 여기서 다수의 층은 물리적으로 나누어져있으나 필요로 하는 전공을 통해서 각각 연결한다.
그러나 또 다른 해결과제는 복합 렌즈 어셈블리 내에서 전기-활성 렌즈 어셈블리의 물리적 통합이다. 일부 실시태양에서 복합 렌즈 어셈블리는 나사 또는 볼트를 사용하여 확보되고(결합된다), 나사와 볼트는 전원을 위한 편의적인 전기적 연결의 역할을 한다. 이런 경우에 복합 렌즈 어셈블리는 안경 프레임의 내에 적절하게 위치하기 위해 가장자리를 지닌다.
본 발명의 실시태양은 이하 더 상세하게 논의될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시태양과 관련하여 사용되고 있는 전기-활성 렌즈 어셈블리 100을 도시화한 것이다. 전기-활성 어셈블리 100은 특히 이하 논의되는 복합 렌즈 어셈블리의 사용을 위해 적용된다. 전기-활성 렌즈 어셈블리100은 본질적으로 그것의 하부 표면 위에 위치한 전원 콘택트 180, 182 모두를 지닌 적층된 구조이다. 하부 표면에서 상부 표면까지 순차적으로 적층된 구조의 층은
첫 번째 글라스 또는 플라스틱 기판 110,
첫 번째 전극층 120,
첫 번째 배열층 130,
액정 142을 둘러싼 스페이서 140을 포함한 액정층,
두 번째 배열층 150,
두 번째 전극층 160,
두 번째 글라스 또는 플라스틱 기판 170,
배터리 전원의 양극 콘택트 182과 배터리 전원의 음극 콘택트 180을 포함하는 접촉층
드라이버 칩 190
이다.
드라이버 칩 190은 전공 커넥션 186을 통해 첫 번째 전극층 120에 연결되고 또한 드라이버 칩 190은 다수의 전공 커넥션 184를 통해 두 번째 전극층 160에 연결된다.
드라이버 칩 190은 또 다른 층 예를 들면 두 번째 글라스 안 또는 다른 요소에 적절한 전공 커넥션을 지닌 플라스틱 기판 170에 위치하게 된다. 드라이버 칩 190은 필요한 전공의 수를 최소화하기 위해서 두 번째 전극층과 같은 동일한 층 위에 위치하게 된다.
상부 기판 110과 관련된 첫 번재 글라스 또는 플라스틱 기판 110은 실질적으로 상부면과 하부면 모두 위에 평평하다. 첫 번째 글라스 또는 플라스틱 기판 110은 다른 요소를 위해 구조적 지지대를 제공하고 다른 요소를 위한 전기적 절연체를 제공할 것이다. 상부 기판 110의 실질적인 하부 면은 첫 번째 전극층 120의 실질적인 편평한 상부면과 인접해있다.
첫 번째 전극층 120은 고체 전극이고 두 번째 전극층 160과 관련된 기준전극 역할을 할 것이다. 첫 번째 전극층 120의 실질적인 편평한 하부면은 배열 분자가 부착된 기판 역할을 할 것이다. 첫 번째 전극층 120의 하부면은 첫 번째 배열층 130의 실질적인 편평한 상부면과 인접해있다.
첫 번째 배열층 130은 액정층 142의 배열을 돕는 물질을 포함한다. 첫 번째 배열층 130의 실질적인 편평한 하부 표면은 액정 142와 스페이서 140과 인접해있다.
액정 142의 광학적 특성은 전기장과 자기장에 의해서 변화되는 것이다. 스페이서 140은 도 1에 나타난 것보다 더 두껍고 하기의 모든 것을 둘러싼다: 첫 번째 배열 130, 액정 142 및 두 번째 배열층 150. 액정층 142의 실질적인 편평한 하부면은 두 번째 배열층 150의 실질적인 편평한 상부면과 인접해있다.
가장자리 물질이 액정 142에 연결되거나 액정 142를 파괴하지 않고 전기-활성 렌즈 어셈블리의 가장자리 주변으로부터 제거된다는 것에 주목하라. 명확하게 스페이서 140의 일부는 액정 142에 연결되거나 액정 142를 파괴하지 않고 제거되거나 절단될 수 있다.
두 번째 배열층 150은 액정층 142의 배열을 돕는 물질을 포함한다. 배열층 150의 실질적인 편평한 하부면은 두 번째 전극층 160의 실질적인 편평한 상부면과인접해있다.
두 번째 전극층 160은 고체이거나 세그멘트화 되거나 패턴화 되어있다. 예를 들면 두 번째 전극층 160은 개별적으로 임의의 배열로서 패턴화된 픽셀로 조절되거나 일련의 동심원과 같은 다른 유용한 패턴 형식으로 패턴화된다. 드라이버 칩 190으로부터의 다수의 전공 커넥션 184는 개별적으로 픽셀 또는 패턴을 조절한다. 첫 번째 전극층 120은 두 번째 전극층 160 위의 전압과 대조적으로 기준전극과 같은 역할을 한다는 것에 주목하라. 전기장은 액정 142의 광학적 특성(굴절율 또는 투과율과 같은)에 영향을 받는 두 번째 전극층 160과 첫 번째 전극층 120 사이에서 만들어진다. 전극 120과 160은 가장자리로부터 그들을 절연시키기 위해서 그리고 전기-활성 렌즈 어셈블리 100의 가장자리를 제공하기 위해서 그들 주변에 스페이서를 지닌다. 두 번째 전극 160의 실질적인 편평한 하부면은 두 번째 글라스 또는 플라스틱 기판 170의 실질적인 편평한 상부면과 인접해있다.
하부 기판 170으로서 두 번째 글라스 또는 플라스틱 기판 170은 다른 요소를 위한 구조적 지지대를 제공하고 다른 요소를 위한 전기적 절연체를 제공할 것이다. 하부 기판 170의 실질적인 편평한 하부면은 배터리 전원 182를 위한 양극 콘택트와 배터리 전원 180을 위한 음극 콘택트의 실질적인 편평한 상부면과 인접해있다. 본 실시태양에서 양극 콘택트 182와 음극 콘택트 180은 동일한 층 위에 있으나 직접적으로 함께 전도성 있게 부착된 것은 아니다. 모든 콘택트는 드라이버 칩 190에 전도성 있게 부착되어있다. 부가적으로 콘택트 중의 하나는 첫 번째 전극층 120에 직접적으로 부착되어있고 두 번째 전극층 160을 위한 기준의 역할을 한다.
드라이버 칩 190은 두 번째 글라스 또는 플라스틱 기판 170에 물리적으로 부착되어있고, 양극 콘택트 182와 음극 콘택트 180에 전도성 있게 부착되어있다. 더욱이 전도적 조절 신호를 위한 부가적인 콘택트(나타나지 않음)가 있고 무선 신호를 위한 안테나(나타나지 않음)가 있다. 조절 신호는 전원 위에 피지백 방식으로 수송된다.
전극, 배열 및 액정층은 상부와 하부 기판 층 사이에 연결된 전기-활성 셀을 형성하기 위해서 결합한다. 또한 전기-활성 셀 안에 부가적인 층이 포함된다는 것을 나타낼 수 있다.
일부 실시태양에서 전극층 120과 160은 얇은 평행한 유리 또는 플라스틱 시트 또는 슬라이더 위에 형성되고 액정 물질 안의 분자의 방향을 정렬하는 것에 의해서 배열층 130과 150으로 덮인다. 전극 중에서 하나 이상은 디자인화된 광학적 효과를 허용하도록 패턴화 된다. 예를 들면 완전한 구형의 전원이 요구된다면, 그 패턴은 동심원형 전극을 개별적으로 포함하는 형식일 것이다. 페이스 래핑(phase wrapping)이 사용된다면 전극은 렌즈로부터 요구되는 콘택의 수를 감소시키기 위해 그룹화 될 것이다. 일반적이거나 임의의 광학적 효과를 원한다면 예를 들어 높은 차수의 수차 교정을 위한 파동, 그리고 카르테시안(Cartesian) 그리드를 포함하는 개별적으로 허용된 패턴을 지닐 것이다. 스페이서 140은 액정 또는 다른 전기-활성 물질로 채워진 일정한 갭 두께를 만든다. 드라이버 칩은 글라스 또는 플라스틱 기판에 구멍이 생성된 또는 절단된 또는 가장자리가 절단된 전공 집단을 통해 만들어진 전기-활성 렌즈 어셈블리의 한 면과 전기적 콘택트에 부착된다.
극성 의존 네마틱 액정이 사용되면 위에 나타난 것과 같은 두 개의 전기-활성 렌즈 어셈블리는 복굴절 효과를 제거하기 위해서 90°각에서 적층되거나 방향성을 지니게 된다.
고체 전극 120은 일반적인 전극의 각 면 위의 액정층을 지닌 셀의 중앙에 위치한 패턴화된 전극과 일반적인 기준전극으로 전환된다. 일반적인 전극은 각 면 위에 투명한 전도체로 코팅된 글라스와 광학적 그레이드 플라스틱이 얇은 조각으로부터 만들어진다. 두 개의 패턴화된 전극 위의 배열층은 또 다른 하나로부터 90°방향이 맞추어져 있다. 일부 실시태양에서 그것은 또한 일반적인 전극의 각 면 위에 배열층을 위치하게 하기 위해 기술될 수 있으며 이는 일반적인 전극으로 구성되는 투명한 전도체층 위로 적용될 수 있고 또 다른 하나를 지닌 90°방향이 맞추어질 수 있다. 일반적인 기준전극이 셀에 덧붙여질 수 있다는 것이 이해되고 하나이상의 부가적인 전도체/전공은 새로운 패턴화된 전극에 드라이버 회로로부터 전압지원을 허용하는 것이 덧붙여진다. 또한 부가적인 전공은 새로운 일반적인 전극과 드라이버 회로 사이에서 전기적 콘택트를 만들기 위해서 사용된다.
콜레스테릭 액정이 사용된다면 오직 하나의 셀만 광학적 전원을 생산하도록 요구되어질 것이다. 간단하게 우리는 여기서 언급된 기술이 뿐만 아니라 네마틱 액정 디자인에 적용 가능하다는 이해와 함께 콜레스테릭 액정 디자인의 본 토론을 제한할 것이다.
도 2는 전기적 콘택트 180, 182를 위한 예시적인 형상을 나타내는 전기-활성 렌즈 요소 100의 배면도이다. 콘택트 180, 182는 대부분 또는 완전히 ITO와 같은 투명한 전도성 물질로부터 구성된다. 도 2에 나타난 바와 같이 음극 콘택트 180은 실질적으로 일부분을 덮기 위해서 형성되어 있으며 드라이버 칩 190에 버스를 통해 연결된다. 또한 양극 콘택트 182는 실질적으로 일부분을 덮기 위해서 형성되어 있으며 드라이버 칩 190에 버스를 통해 연결된다. 드라이버 칩의 다양한 출력 핀(나타나지 않음)은 단전되지 않게 하기 위하여 드라이버 칩 190은 전기적으로 전도적인 물질이 제거된 지역에 부착되어 있다. 이와 같이 배터리 또는 다른 전원으로부터의 전원은 칩 190에 제공되어지고 전기-활성 렌즈 어셈블리 100의 양극 콘택트 182와 음극 콘택트 180에 간단하게 전기적 콘택트를 제공함으로써 전기-활성 렌즈 100에 전원을 공급하기 위해 제공되어진다. 전기적 콘택트의 다른 기하학적인 배치는 편의를 나타내는 것이고 칩 190은 다른 위치로 이동된다.
비록 하나의 콘택트가 양극 콘택트로 구성되어지면 나머지 하나의 콘택트는음극 콘택트로 구성되어지고 양극과 음극 극성이 거꾸로 되는 것은 해당 분야에서 보통의 기술에 의해 이해될 것이다.
도 3a와 도 3b에 나타난 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시태양은 고정적이고 기본적인 전원을 지닌 복합 렌즈 어셈블리 300을 생산하기 위해서 렌즈 웨이퍼 쌍을 지닌 도 1과 도 2 위에 기술된 유형의 전기-활성 렌즈 요소를 결합한다.
도 3a는 복합 렌즈 어셈블리 300의 확대도이다. 복합 렌즈 어셈블리의 요소는
전면 렌즈 웨이퍼 310,
첫 번째 점착층 320,
전기-활성 렌즈 330(예를 들면, 도 1과 도 2에 기술된 전기-활성 렌즈),
양극 배터리 터미널 전선 340과 음극 배터리 터미널 전선 350,
두 번째 점착층 322 및,
후면 렌즈 웨이퍼 360
이다.
전면 렌즈 웨이퍼 310은 실질적으로 편평한 하부 표면을 지닌다. 전면 렌즈 웨이퍼 310의 내부의 하부 표면은 구부러진 전기-활성 렌즈 어셈블리를 맞추기 위해서 구부러진다. 전면 렌즈 웨이퍼 310은 후면 렌즈 웨이퍼보다 다른 물질 예를 들면 글라스로부터의 것과 플라스틱으로부터의 것으로부터 만들어진다. 전면 렌즈 웨이퍼 31은 실질적으로 편평한 상부와 하부 평면을 가지고 따라서 평면의(또는 없음) 굴절력을 지닌다. 전면 렌즈 웨이퍼 310의 상부 표면은 구부러져 있고 따라서 굴절력을 만든다. 전면 렌즈 웨이퍼 31의 실질적인 편평한 하부 표면은 실질적인 편평한 첫 번째 점착층 320과 인접해있다.
첫 번째 점착층 320은 유동적이거나 단단하며 인덱스가 일치되고 굴절율은 인접한 웨이퍼의 굴절율에 일치된다. 첫 번째 점착층 320의 실질적인 편평한 하부 표면은 실질적인 편평한 전기-활성 렌즈 어셈블리 330과 인접해있다.
전기 활성 렌즈 어셈블리 330은 예를 들면 도 1에 나타난 바와 같은 전기-활성 렌즈 어셈블리 100이거나 포함한다. 전기-활성 렌즈 어셈블리 330의 실질적인 편평한 하부면은 도 1과 도 2에 나타난 바와 같은 양극 콘택트 부분과 음극 콘택트 부분을 지닌다. 이들 콘택트 부분은 양극 배터리 터미널 전선 340의 상부 표면과 음극 배터리 터미널 전선 350의 상부 표면과 인접한 위치에 있다. 또한 상기 전선은 편평한 스트립이다. 상기 전선은 저장 축전지 또는 태양전지와 같은 전원을 대체하기 위해서 부착된다.
한편, 하나의 실시태양에서(나타나지 않음) 전기-활성 렌즈 어셈블리 330은 렌즈 웨이퍼 310과 360보다 더 작은 지름을 지니고 또한 점착층 320과 322의 렌즈보다 더 작은 지름을 지닌다. 본 실시태양에서 점착층은 전기-활성 렌즈 어셈블리 주변에 압착되고 효과적으로 그것을 캡슐화할 수 있다. 본 실시태양에서 물질은 콘택트 또는 전기-활성 어셈블리 330을 연결하거나 파괴하는 것 없이 복합 렌즈 어셈블리 300의 가장자리 주변으로부터 제거된다. 따라서 본 실시태양에서 복합 렌즈 어셈블리 300은 가장자리가 절단되는 것이 가능하다.
한편 또 다른 실시태양에서(나타나지 않음), 전기-활성 렌즈 어셈블리 330은 렌즈 웨이퍼보다 더 작은 지름을 지니며 스페이서에 의해 둘러싸인다. 따라서 본 실시태양에서 복합 렌즈 어셈블리 300은 가장자리가 절단되는 것이 가능하다.
양극 배터리 터미널 전선 340은 부분을 지닌 편평한 스트립에서 종결되고 음극 배터리 터미널 전선 350 유사한 방법으로 종결된다. 양극 배터리 터미널 전선 340의 하부 표면과 음극 배터리 터미널 전선 350의 하부 표면은 두 번째 점착층322의 실질적인 편평한 상부 표면과 인접해있다.
두 번째 점착층 322는 상부 점착층 320에서 형태와 기능이 유사하다. 두 번째 점착층 322의 실질적인 편평한 하부 표면은 후면 렌즈 웨이퍼 360의 실질적인 편평한 상부 표면과 인접해있다.
두 번째 점착층이 배터리 터미널 전선 340과 배터리 터미널 전선 350 사이의 공간을 채우도록 배터리 터미널 전선에 대해서 변형시키는 것에 주목하라 따라서 효과적으로 실질적인 편평한 면을 지닌 단일층을 제공한다.
부가적으로 배터리 터미널 전선 340과 350은 두 번째 점착층 322에서 전공(나타나지 않음)과 후면 렌즈 웨이퍼 360에서 전공(나타나지 않음)을 통해서 아래쪽으로 거의 수직으로 연결됨을 주목하라. 전선 340과 350이 수직으로 연결되고 전기-활성 렌즈 어셈블리의 지름이 감소할 때(위에서 논의된 바와 같이), 그 다음에 복합 렌즈 어셈블리 300은 가장자리가 절단된다.
가장자리를 절단하는 것은 광학상의 분야에서 기술이 잘 알려져 있다는 점에서 렌즈(또는 복합 렌즈 어셈블리 300)는 주변환경과 관련 있는 프레임의 가장자리가 절단된 렌즈 내부에 적절한 위치에 자리잡기 위해서 가장자리가 제거된 물질로 구성되어 있다. 예를 들면 일반적인 검안사 또는 안경점은 환자의 얼굴 위에 빈 안경 프레임의 위치를 정하고 나서 몇 번 측정하고, 적절하게 위치시키고 환자의 눈에 맞는 안경의 프레임 내로 배열시기 위해서 렌즈의 가장자리를 절단한다.
후면 렌즈 웨이퍼 360은 전면 렌즈 웨이퍼 310에서 형태와 기능이 유사하다. 전면 렌즈 웨이퍼 310과 후면 렌즈 웨이퍼 360은 복합 렌즈 어셈블리 300의 총 광학 활성이 고정되고 기본적인 굴절률을 지닌 것을 제공한다. 한편, 웨이퍼는 평면이고(광학 활성을 지니지 않음), 단지 구조적 용도로의 역할을 한다.
도 3b는 고정적이거나 기본적인 전원을 지닌 복합 렌즈 어셈블리 300의 조립도를 나타낸다. 명확하게 도 3b는 조립 또는 요약 도에서 도 3a의 개별적인 요소를 나타낸다. 점착층 320과 322는 같이 복합 렌즈 어셈블리 300을 보유한다.
도 4a와 4b에 참고적으로 본 발명의 예시적인 실시태양은 고정적이고 기본적인 전원을 지닌 복합 렌즈 어셈블리 400을 생성하기 위한 렌즈 웨이퍼 쌍을 지닌 상기 도 1과 2에서 언급된 유형의 전기-활성 렌즈 요소로 이루어짐을 나타내고 있다. 더욱이 도 4a와 4b는 복합 렌즈에서 부가적인 기계적인 힘을 제공하기 위해서 나사와 패스너를 도입한다. 나사 또는 패스너가 도입될 때 점착층이 광학적으로 되는 것에 주목하라.
도 4a는 고정적이거나 기본적인 전원을 지니고 나사 또는 패스너를 지닌 복합 렌즈 어셈블리 400의 실시태양의 확대도를 나타내는 것이다. 층은:
전면 렌즈 웨이퍼 410,
첫 번째 점착성 층 420,
전기-활성 렌즈 어셈블리 430(예를 들면, 도 1에 언급된 전기-활성 렌즈)
양극 배터리 터미널 전선 440과 음극 배터리 터미널 전선 450
두 번째 점착성 층 422 및,
후면 렌즈 웨이퍼 460
이다.
부가적으로 나사 또는 패스너 470과 너트 또는 패스터 480이 복합 렌즈 어셈블리에서 부가적인 지지대를 덧붙이기 위해 사용됨에 주목하라. 나사 또는 패스너는 무테 안경 프레임에 직접적으로 부착된다. 일부 실시태양에서 나사와 패스너는 배터리 터미널 전선의 위치에서 전도성 연결로의 역할을 한다. 또한 이들 부착된 나사와 패스너는 안경 프레임(나타나지 않음)에서 전기-활성 렌즈 어셈블리 400을 확보하기 위해서 사용된다. 나사 또는 패스너 470과 너트 또는 패스너 480이 복합 렌즈 어셈블리 400을 위한 알맞은 지지대를 제공하기 때문에 첫 번째 점착층 420과 두 번째 점착층 422는 선택적이다. 전원은 패스너 470과 480을 통해서 전도되기 때문에 부가적으로 양극 배터리 터미널 전선 440과 음극 배터리 터미널 전선 450은 선택적이다.
나사 또는 패스너를 통해 전원을 연결하는 것은 부가적인 이점을 제공한다. 명확하게 전기-활성 렌즈 어셈블리가 웨이퍼(및 위에서 논의된 바와 같은 스페이서에 의해 아마 둘러싸여 있음) 보다 더 작은 지름을 가진다면 복합 렌즈 어셈블리 400은 가장자리가 절단되는 것이 가능하다.
가장자리를 절단하는 것은 광학상의 분야에서 기술이 잘 알려져 있다는 점에서 렌즈(또는 복합 렌즈 어셈블리 400)는 주변환경과 관련 있는 프레임의 가장자리가 절단된 렌즈 내부에 적절한 위치에 자리잡기 위해서 가장자리가 제거된 물질로 이루어지는 것이다. 예를 들면 일반적인 검안사 또는 안경점은 환자의 얼굴 위에 빈 안경 프레임의 위치를 정하고 나서 몇 번 측정하고, 적절하게 위치시키고 환자의 눈에 맞는 안경의 프레임 내로 배열시기 위해서 렌즈의 가장자리를 절단한다. 복합 렌즈 어셈블리 400(나사 또는 패스너를 통해 연결된 전원을 지닌)의 가장자리를 절단하는 것은 어떤 전기적 커넥션도 손상되지 않고 액정도 손상되지 않는다. 나사 또는 패스너 470와 너트 또는 패스너 480을 제외하고는 다른 요소는 도 3a 복합 렌즈 어셈블리 300에 관해서 이전에 언급된 것들과 마찬가지로 동일하다.
도 4b는 고정되거나 기본적인 전원을 지니고 나사와 패스너를 포함한 복합 렌즈 어셈블리 400의 조립도를 나타내는 것이다.
도 5는 안경 프레임 500의 내부에 부착된 복합 렌즈 어셈블리 510의 실시태양을 나타내는 것이다. 복합 렌즈 어셈블리 510은 예를 들면 안경 프레임 500의 내부에 부착된 도 3a와 3b의 복합렌즈 어셈블리 300과 유사하다.
명확하게 도 5에서 양극 터미널 전선 540과 음극 터미널 전선 550은 프레임 스템 560에 부착된 배터리 570과 같은 전원에서 전기-활성 렌즈 어셈블리와 전기적으로 연결된다. 전선(540과 550)은 가벼운 표준 전선이거나 전도성 스트립이다.
도 5에서 프레임은 힌지(hinge)-제거 디자인이나 힌지를 지닌 프레임은 본 발명의 범위로부터 사용될 수 있다. 도면이 프레임 스템 상에서 배터리 또는 전원의 위치를 나타내는 반면 또한 전원은 렌즈 위 또는 안에, 렌즈에 인접한, 브릿지 위 또는 내부에, 코 패드, 또는 힌지가 프레임 전면과 만나는 부분에 위치하게 되고 이는 전원과 렌즈 사이에서 짧은 커넥션을 잠재적으로 허용한다. 그러나 배터리가 상대적으로 커진다면 편안한 배터리 위치는 귀에 무게가 실리도록 하기 위해서 귀 위에 안경테 다리가 걸려 있는 곳이다. 전원은 배터리, 축전지, 태양전지, 또는 이들 전원의 일부 조합을 포함한다. 예를 들면 태양 전지는 축전지를 충전한다. 더욱이 안경테 다리를 닫히거나 열리게 하는 접는 기계적인 전원은 배터리 또는 축전지를 충전지를 충전하는 것에 사용된다.
도 6은 도 1의 실시태양과 유사한 전기-활성 렌즈 어셈블리의 실시태양을 나타내는 것이다. 그러나 도 6의 전기-활성 렌즈 어셈블리 600은 바닥 위의 양극 콘택트를 위치하게 하는 도 1의 전기-활성 렌즈 어셈블리 100 과는 대조적으로 바닥 위의 양극 콘택트와 최상부 위의 음극 콘택트를 위치하게 한다. 콘택트의 위치를 변화시키는 것은 도 6에 나타난 바와 같이 전공을 통해 위치를 변화시키는 것을 요구한다.
명확하게 도 6은 바닥 위에 양극 콘택트와 최상부 위에 음극 콘택트를 지닌 전기-활성 렌즈 어셈블리 600의 실시태양의 측면도를 나타내는 것이다. 층은:
배터리 전원 680을 위한 음극 콘택트,
첫 번째 글라스 또는 플라스틱 기판 610,
첫 번째 전극층 620,
첫 번째 배열층 630,
액정층 642와 스페이서 640,
두 번째 배열층 650,
두 번째 전극층 660,
두 번째 글라스 또는 플라스틱 기판 670,
배터리 전원 682를 위한 양극 콘택트 및,
드라이버 칩 690
이다.
부가적으로 첫 번째 전극층 620에서 전공 커넥션 686, 및 배터리 전원 680을 위한 양극 콘택트에서 아주 얇은 전선 전공 커넥션 688, 및 드라이버 칩 690과 패턴화된 전극층 660 사이의 홀 전공 커넥션 684를 통한 다층형임을 주목하라. 많은 전공을 통해 전기적 콘택트는 반복적인 리소그라피(lithographic) 단계 동안 내려놓을 수 있는 ITO와 같은 또는 미용효과를 거스르는 것을 최소화하기 위해 고안된 아주 얇은 금속 전선에 의해서 투명한 전도체로 만들어진다.
배터리 콘택트 680과 682이 물리적으로 분리되고 각각의 전기-활성 렌즈의 c최상부와 바닥에 위치하게 되는 것에 주목하라. 물리적인 분리는 짧은 회로의 가능성을 감소시키고 터미널 전선을 위치하게 하는 것을 간단하게 한다.
따라서, 전기-활성 렌즈 어셈블리 600은 전기-활성 렌즈 어셈블리의 맞은 편의 배터리 전원을 위한 음극 콘택트의 재배치와 전공 688과 관련된 새로운 것을 제외한 도 1에 나타난 바와 같이 전기-활성 렌즈 어셈블리 100과 거의 동일하다.
도 7a와 7b는 전기적 콘택트 680과 682를 위한 예시적인 형상을 나타내는 도 6으로부터의 전기-활성 렌즈 요소 600의 바닥과 상층의 모습을 나타낸 것이다.
명확하게 도 7a는 드라이버 칩 690에 연결된 양극 콘택트 682를 나타내는 전기-활성 렌즈 어셈블리 600의 밑면을 나타내는 것이다. 도 7b는 음극 콘택트 680을 나타내는 전기-활성 렌즈 어셈블리 600의 최상부를 나타내는 것이다. 음극 콘택트 680은 전선 전공 688을 통해 드라이버 칩 690과 연결된다. 도 6에 나타난 바와 같이 전공 688은 상부 기판 610, 첫 번째 전극층, 액정 층에서의 스페이서 640, 두 번째 전극층 660과 드라이버 칩 690에서의 하부 기판 670을 통과한다. 전기-활성 렌즈 어셈블리 600은 양극 콘택트 682와 음극 콘택트 680을 통해 전원을 공급받고 충전된다. 더욱이 전원, 양극 콘택트 682와 음극 콘택트 680은 드라이버 칩 690과 연결되기 위해 포함된 조절 신호를 전달한다.
도 8a와 8b에 참고적으로 본 발명의 예시적인 실시태양은 고정적이고 기본적인 전원을 지닌 복합 렌즈 어셈블리 800을 생성하기 위한 렌즈 웨이퍼 쌍을 지닌 위의 도 6과 7에서 언급된 유형의 전기-활성 렌즈 요소를 결합한다.
도 8a는 맞은편에 배터리 콘택트를 지닌 전기-활성 렌즈 어셈블리를 지닌 복합 렌즈 어셈블리의 실시태양의 확대도 800을 나타내는 것이다. 바닥에서 최상부까지, 도 8a는
전면 렌즈 웨이퍼 810,
첫 번째 점착층 820,
음극 배터리 터미널 전선 또는 스트립 850,
맞은 편에 배터리 콘택틀 지닌 전기-활성 렌즈 어셈블리 830(도 6의 전기-활성 렌즈 어셈블리와 같은),
양극 배터리 터미널 전선 또는 스트립 840,
두 번째 점착층 822 및,
후면 렌즈 웨이퍼 860
을 나타내는 것이다.
음극 배터리 터미널 전선의 위치가 전기-활성 렌즈 어셈블리 830의 상부면에서 음극 콘택트의 이동을 따라오게 하기 위해 전기-활성 렌즈 어셈블리 830의 맞은편으로 이동되는 것을 제외한 도 3의 복합 렌즈 어셈블리 300과 복합 렌즈 어셈블리 800은 유사하다. 따라서 복합 렌즈 어셈블리 800은 전기-활성 렌즈 어셈블리 830의 본체에 의해서 분리된 배터리 터미널 전선을 가진다. 이런 분리는 동일한 광선 방향에서 복합 렌즈 어셈블리 800을 작동을 종료하기 위한 배터리 터미널 전선을 허용한다(그러나 요구되어지는 것은 아니다). 예를 들면 도 8a의 모든 배터리 전선은 왼쪽에서 쉽게 같이 작동되고 종료되고 버스 안에서 결합된다.
비록 나타나지는 않더라도, 복합 렌즈 어셈블리 800은 패스너 또는 나사에 의해서 결합되고, 패스너 또는 나사는 전기적 전원을 전도하기 위해서 사용된다.
도 8b는 양극 배터리 터미널 전선 가까이에 음극 배터리 터미널 전선을 지닌 복합 렌즈 어셈블리 800의 조립도를 나타내는 것이다.
도면에 도시되고 여기서 논의된 기하학적 배열이 편평한 반면, 얇은 복합 렌즈가 여기에 기재된 어셈블리 방법에 의해 패션화 될 수 있도록 곡면을 평행하게 지닌 오목형 형상으로 제조될 수 있다. 전기-활성 렌즈 어셈블 리가 곡면화 된 실시태양의 경우 2개의 웨이퍼 중 하나는 전기-활성 렌즈 어셈블리 내에서 제거될 수 있으며 완벽한 시야 및 거리를 요구하는 경우 2개의 곡면화된 표면 중 하나를 첨부할 수 있다.
해당 분야의 당업자에 의해서 본 발명의 광대한 이용과 적용이 받아들여지는 것은 쉽게 이해될 것이다. 많은 변화, 변형과 동등한 배열 뿐만 아니라 여기서 언급된 본 발명의 많은 실시태양과 적용은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 조건 하에 본 발명과 앞서 기술한 본 발명의 설명에 따라 명백하게 제안될 수 있다.
상기한 본 발명의 예시적 실시태양이 기술하고 도시한 바와 같이 본 발명의 범위는 상기한 내용에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 필수적 구성을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 또 다른 특정한 형상으로 형상화 될 수 있다.
본 발명은 첨부하는 상세도와 함께 이하 상세한 설명을 판독으로써 완전히 이해될 수 있으며, 참고 사항과 같이 지시사항은 구성요소와 같이 고안되기 위해서 사용될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시태양과 관련하여 사용되는 전기-활성 렌즈 어셈블리 단면도이다.
도 2는 도 1의 전기-활성 렌즈 어셈블리의 배면도이다.
도 3a는 본 발명의 실시태양에 따르는 복합 렌즈 어셈블리의 확대도이다.
도 3b는 도 3a의 복합 렌즈 어셈블리의 조립도를 나타내는 것이다.
도 4a는 본 발명의 실시태양에 따르는 복합 렌즈 어셈블리의 확대도이다.
도 4b는 도 4a의 복합 렌즈 어셈블리의 조립도이다.
도 5는 본 발명의 실시태양에 따르는 안경 프레임의 내부에 부착된 복합 렌 즈 어셈블리를 나타내는 것이다.
도 6은 본 발명의 실시태양과 관련하여 사용되는 전기-활성 렌즈 어셈블리 단면도이다.
도 7a는 도 6의 전기-활성 렌즈 어셈블리의 배면도이다.
도 7b는 도 6의 전기-활성 렌즈 어셈블리의 평면도이다.
도 8a는 본 발명의 실시태양에 따르는 복합 렌즈 어셈블리의 확대도이다.
도 8b는 도 8a의 복합 렌즈 어셈블리의 조립도이다.

Claims (16)

  1. ⅰ) 고정 초점거리 렌즈;
    ⅱ) 액정층; 액정층이 그 사이에 고정되어있는 첫 번째 전극층 및 두 번째 전극층; 첫 번째 전극층 및 두 번째 전극층과 전기적으로 커뮤니케이션 되고 첫 번째 전극층 및 두 번째 전극층에 인가되는 전원을 조절하기 위한 드라이버 칩; 드라이버 칩과 전기적으로 커뮤니케이션 되는 적어도 하나의 전기 접촉층을 포함하는 전기 활성 렌즈 어셈블리; 및
    ⅲ) 전기 활성 렌즈 어셈블리를 둘러싸고 있는 점착층;
    을 포함하는 복합 렌즈 어셈블리에 있어서,
    상기 점착층은 상기 고정 초점거리 렌즈에 상기 전기 활성 렌즈 어셈블리를 고착시키기에 적합한 것이고, 점착층은 안경 프레임으로부터 상기 전기 활성 렌즈 어셈블리에 전류를 공급하기 위한 요소를 피복하기에 적합한 것임을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  2. 제 1항에 있어서, 상기 점착층은 두 번째 전기 활성 렌즈 어셈블리에 전기 활성 렌즈 어셈블리를 고착시키기에 적합한 것임을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전기 활성 렌즈 어셈블리는 복합 렌즈 어셈블리의 주변 말단으로부터 일정한 간격을 유지함을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  4. 제 1항에 있어서, 상기 점착층은 구부러질 수 있는 물질로 형성된 것임을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  5. 제 1항에 있어서, 상기 점착층은 견고한 물질로 형성된 것임을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  6. 제 1항에 있어서, 상기 점착층은 실질적으로 편평한 것임을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  7. 제 1항에 있어서, 상기 고정 초점거리 렌즈는 첫 번째 굴절률을 지니고 점착층은 첫 번째 굴절률과 실질적으로 일치하는 두 번째 굴절률을 지님을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  8. 제 1항에 있어서, 상기 전기 활성 렌즈 어셈블리는 첫 번째 굴절률을 지니고 점착층은 첫 번째 굴절률과 실질적으로 일치하는 두 번째 굴절률을 지님을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  9. 제 1항에 있어서, 상기 액정층은 전기 활성 액정 물질을 포함함을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  10. 제 9항에 있어서, 상기 액정 물질은 네마틱 액정을 포함함을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  11. 제 9항에 있어서, 상기 액정 물질은 콜레스테릭 액정을 포함함을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  12. 삭제
  13. 제 1항에 있어서, 상기 전기 접촉층은 첫 번째 및 두 번째 접촉 부위를 지니고, 두 번째 접촉 부위는 첫 번째 접촉 부위와 전기적으로 분리되어있음을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  14. 제 1항에 있어서, 상기 전기 활성 렌즈 어셈블리는 액정층과 첫 번째 전극층 사이에 배치된 첫 번째 배열(alignment)층을 더욱 포함함을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  15. 제 14항에 있어서, 상기 전기 활성 렌즈 어셈블리는 액정층과 두 번째 전극층 사이에 배치된 두 번째 배열(alignment)층을 더욱 포함함을 특징으로 하는 복합 렌즈 어셈블리
  16. 삭제
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