KR20080073793A - 기계적으로 유연한 통합 삽입물을 포함한 전기-활성 안경렌즈의 개선된 장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

기계적으로 유연한 통합 삽입물을 포함한 전기-활성 안경렌즈의 개선된 장치 및 그의 제조방법 Download PDF

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윌리암 코코나스키
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Abstract

전자, 전기-활성 광학 및 벌크 굴절 광학 요소를 포함한 전기-활성 안경 렌즈의 개선된 장치 및 그의 제조방법이 제공된다. 이러한 방법에 있어서, 전자 및 전기-활성 광학 요소는 벌크 굴절 광학 요소(들)와 분리되는 광학적으로 투명하고 기계적으로 유연한 통합 삽입물에 고정된다. 이러한 방법은 많은 개별 요소의 대량 생산을 가능하게 하고 다수의 방법에 의해 삽입물과 벌크 굴절 광학 요소(들)와의 통합을 가능하게 한다는 점에서 이러한 안경 렌즈의 제조에 유리하다. 이러한 접근의 하나는 투명 접착제로 삽입물을 견고한 광학 기재에 부착시킨 후 표면 주조에 의해 이를 캡슐화하는 것으로 포함한다. 대안으로 삽입물은 수지 경화시 광학 수지로 충진되고 벌크 굴절 요소 내에 캡슐화된 주형의 표면들 사이에 위치한다.
Figure 112008051302463-PCT00001
전기-활성, 안경, 렌즈, 광학, 벌크, 굴절률, 삽입물, 접착제, 수지

Description

기계적으로 유연한 통합 삽입물을 포함한 전기-활성 안경 렌즈의 개선된 장치 및 그의 제조방법{An improved device and method for manufacturing an electro-active spectacle lens involving a mechanically flexible integration insert}
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 하기 임시 출원의 우선권을 청구하고 그 전체로서 참고사항으로 포함한다:
2006년 1월 10일자로 제출된 "기계적으로 유연한 통합 삽입물을 포함한 전기-활성 안경 렌즈의 개선된 제조 방법"이라는 명칭의 미국 출원 제60/757,382호; 및
2006년 1월 19일자로 제출된 "기계적으로 유연한 통합 삽입물을 포함한 전기-활성 안경 렌즈의 개선된 제조 방법"이라는 명칭의 미국 출원 제60/759,814호.
본 발명은 전기-활성 안경 렌즈 및 전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법에 관한 것이다.
노안은 인체 안구의 수정체의 조절의 소실이고 근거리 물체에 초점을 맞출 수 없게 하는 상태이다. 노안을 교정하기 위한 표준 도구는 다중-초점 안경 렌즈이다. 다중-초점 렌즈는 원거리 범위에 걸친 초점 문제를 교정하는 목적으로 하나 이상의 초점 거리(즉, 광학 파워(optical power))를 지닌 렌즈이다. 다중-초점 안경 렌즈는 렌즈의 매우 큰 부분은 원거리 시력 오류에 대해 교정하고 렌즈의 하단 경계에 근접하여 위치하는 작은 부분은 노안의 효과를 교정하도록 추가적인 광학 파워를 제공하는 영역의 분배에 의해 작용된다. 근거리와 원거리 시력 교정의 구역간의 변환은 이중초점 및 삼중초점 렌즈의 경우 급변하고 진행성 렌즈의 경우 부드럽고 연속적이다. 일부 환자에 불만족스러울 수 있는 이들 두 가지 접근법과 관련한 문제점이 존재한다. 이중초점과 관련한 경계의 가시선은 심미적으로 불쾌할 수 있고 진행성 렌즈와 관련한 변환 구역은 흐릿하고 뒤틀린 시력을 유발할 수 있고, 이는 일부 환자에게 신체적인 불쾌감을 유발할 수 있다. 더욱이 렌즈의 하단 경계에 근접한 근거리 시력 교정 영역의 배치는 환자가 근거리 시력 작업을 위해 다소 부자연스러운 아래로의 응시를 용인할 필요가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 다중-초점 안경 렌즈가 개발되어야 하고, 뒤틀림을 방지하기 위해 근거리 시력 교정 영역이 더 크고 렌즈 중앙 가까이에 위치 하고 가시 경계를 지니지 않는다. 여기서 제안되는 바는 요소가 비활성화 상태의 광학 추가 파워는 실질적으로 제공하지 않고 활성화시 필요한 광학 추가 파워(들)를 제공하도록 켜지고 커질 수 있는 통상의 안경 렌즈 내에 광학 요소를 함몰시키는 것이다. 많은 기술이 문제점의 해결책으로 접근될 수 있고 안경의 한정적인 형태 인자 및 낮은 전력 소비에 대한 요구는 실행 가능한 것을 제한한다.
액정의 굴절률이 액정을 교차하는 전기장을 생성함으로서 변화될 수 있기 때문에 액정 기반 광학은 우수한 해결책이다. 이러한 전기장은 액정의 양면 위에 위치한 전극에 하나 이상의 전압을 적용함으로서 생성된다. 또한 액정은 노안을 교정하는데 필요한 필수 범위의 광학 추가 파워(평면 내지 +3.00D)를 제공할 수 있다. 최종적으로 액정은 사용자의 불편함을 방지하는데 필요한 최소 크기인 큰 지름 광학(10 mm 이상)을 제조하는데 이용될 수 있다.
박층의 액정(10 ㎛ 이하)은 전기-활성 다중-초점 광학을 제작하는데 사용된다. 박층이 이용되는 경우 전극(들)의 형태 및 크기는 렌즈 내 특정 광학 효과를 유도하는데 이용된다. 예를 들어 동심 고리 형태의 패턴화된 전극을 이용함으로서 회절성 게이팅(gating)이 액정 내에 역동적으로 생성될 수 있다. 이러한 게이팅은 고리의 반경, 고리의 폭 및 다른 고리에 개별적으로 적용되는 전압 범위를 기반으로 광학 추가 파워를 생성할 수 있다. 대안으로 전극은 "픽셀화"되고, 전극은 어떠한 임의 패턴의 전압도 적용되는 배열(즉 픽셀)을 형성하도록 패턴화된다. 예로서 이러한 픽셀 배열은 Cartesian 배열 도는 육각형 배열 내에 배열된다. 이러한 픽셀 배열은 회절성 동심 고리 전극 구조와 경쟁함으로서 광학 추가 파워를 생성하는데 이용될 수 있고, 천문학을 기반으로 한 분야에서 대기 난류 효과를 교정하는데 이용되는 것과 유사한 방식으로 안구의 고-등급 수차를 교정하는데도 이용된다. 적응성 광학으로 표기되는 이러한 기술은 굴절성 또는 회절성이고 당분야에 잘 알려져 있다. 상기한 경우에 있어서 이러한 박층의 액정에 필요한 작동 전압은 매우 낮고 일반적으로 5 볼트 이하이다. 대안으로 단일 연속 전극은 표면 양각 광학으로 알려진 특수 광학 구조로 이용된다. 이러한 광학은 고정된 광학 파워 및/또는 수차 교정을 지니도록 패턴화된 물리적 기재를 포함한다. 전극을 통해 액정에 전압을 적용시킴으로서 파워/수차 교정은 각각 굴절률 부적합 및 적합에 의해 스위치로 켜지거나 꺼질 수 있다.
또한 액정의 더욱 얇은 층(일반적으로 > 50 ㎛)도 전기-활성 다중-초점 광학을 제작하는데 이용된다. 예를 들어 굴절성 광학을 생성하는데 양식 렌즈가 이용된다. 당분야에 알려진 양식 렌즈는 단일 고전도성 고리-형태 전극에 의해 둘러싸이고 이와 전기적으로 접촉하는 단일의 연속 저전도성 원형 전극을 통합시킨다. 고전도성 고리 전극으로의 단일 전압의 적용시 실제로 방사상 대칭이고 전기적 저항성 네트워크인 저전도성 전극은 액정층을 교차하여 전압 증감을 생성하고 이는 후속으로 액정 내 굴절률 증감을 유도한다. 굴절률 증감을 지닌 액정층은 전기-활성 렌즈로서 기능할 것이고 그 위에 투사된 광을 집중시킬 것이다. 액정층 두 께, 전극 형태 또는 전기-활성 요소가 교정하는 안구의 오류에 관계없이 이러한 전기-활성 안경 렌즈는 액정 디스플레이와 매우 유사한 방식으로 제작될 수 있고 이러한 경우 성숙 부모 기술로부터 이익을 얻는다.
전기-활성 안경 렌즈의 상품화는 매우 특수한 제조 방법을 필요로 할 것이다. 어떠한 제조 방법에서와 같이 가능한 적은 개별 요소를 지니고 대량-생산되는 가능한 많은 이들 구성요소를 지니는 것이 바람직하다. 이는 둘 모두가 조립 방법을 단순화하고 개별 요소에 대해 필요한 재고 관리 코드(SKU)의 수를 감소시키기 때문에 바람직하다. 감소된 SKU의 문제점은 회전 타원체-원통형 추가 파와, 프리즘 추가 파워, 난시축 및 동공간 거리와 같은 광범위한 변수를 고려해야 하기 때문에 안경 렌즈에 취급하는 경우 특히 중요하다. 또한 제조 방법은 각각의 환자 처방에 적합하도록 렌즈를 처리하는데 필요한 세공의 전체 비용 및 양을 감소시키기 위해 다양한 제품 형상(즉 환자 처방, 프레임 스타일 및 프레임 크기)을 허용해야 한다. 하기 상세하게 설명된 제조 방법은 모두 환자의 비-노안 시력 교정에 불감하고 적은 대량 생산 구성요소를 이용함으로서 필요한 SKU의 수를 감소시키는 제조 방법을 제공하기 위해 이들 문제점 모두를 처리한다.
여기서 포함된 본 발명은 매우 재생 가능한 방식으로 고품질의 광학의 효과적인 제작을 가능하게 할 것이다. 여기서 개시된 본 발명은 하나의 실시태양에서 구형, 원통형 또는 그의 결합의 광학 파워를 지님으로서 통상의 굴절 오류를 교정 하는 전기-활성 렌즈를 제공한다. 또다른 발명 실시태양에서 전기-활성 렌즈는 고등 수차를 교정하는 광학 파워의 추가로 위치한 변화와 함께 구형, 원통형 또는 그의 결합의 광학 파워를 지님으로서 통상의 굴절 오류 외에 고등 수차를 교정한다. 각각의 경우 발명 실시태양은 노안 또는 단순한 원거리 시력을 교정할 수 있다. 여기서 개시된 발명 실시태양은 양성 구형 광학 추가 파워를 생성함으로서 노안을 교정하기 위해 전기-활성 구성요소를 사용하는 반면 비-전기-활성 렌즈 구성요소는 구형, 원통형 또는 그의 결합의 정적 굴절 광학 추가 파워에 의해 통상의 굴절 오류를 교정하는데 이용됨이 주지되어야 한다. 또한 여기서 포함된 발명 실시태양은 전기-활성 요소 내에 포함된 픽셀의 전기-활성 배열을 프로그램화함으로서 또는 렌즈 블랭크의 비-전기-활성 구성요소 내 국부화된 변화에 의해 고등 수차를 교정할 수 있다.
발명의 요약
본 발명의 첫 번째 실시태양에서 전기-활성 안경 렌즈는 첫 번째 광학 파워를 제공하는 광학 요소로 구성된다. 전기-활성 안경 렌즈는 광학 요소 내에 배열된 삽입물을 더욱 포함한다. 마지막으로 전기-활성 안경 렌즈는 광학 요소와 광 커뮤니케이션을 하는 전기-활성 요소를 더욱 포함하고 활성화시 두 번째 광학 파워를 제공하고 비활성화시 광학 파워를 실질적으로 제공하지 않기 위해 삽입물 내에 위치한다.
본 발명의 두 번째 실시태양에서 전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법은 조립된 삽입물을 형성하기 위해 삽입물 내에 전기-활성 요소를 위치시키는 것으로 구성된다. 전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법은 전기-활성 안경 렌즈의 첫 번째 광학 표면을 생성하기 위해 광학적으로 투명한 접착제로 조립된 삽입물의 첫 번째 단면에 렌즈 블랭크를 적층시키는 것을 더욱 포함한다. 전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법은 주형과 렌즈 블랭크 사이에 공동을 형성하기 위해 첫 번째 단면에 대향하여 조립된 삽입물의 두 번째 단면 위에 주형을 위치시키는 것을 더욱 포함한다. 전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법은 광학 수지로 공동을 충진시키는 것을 더욱 포함한다. 전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법은 전기-활성 안경 렌즈의 두 번째 광학 표면을 생성하기 위해 광학 수지를 경화시키는 것을 더욱 포함한다.
본 발명의 세 번째 실시태양에서 전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법은 조립된 삽입물을 형성하기 위해 삽입물 내에 전기-활성 요소를 위치시키는 것으로 구성된다. 전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법은 주형 개스켓 내에 조립된 삽입물을 고정시키는 것을 더욱 포함한다. 전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법은 주형 개스켓 상에 첫 번째 주형 및 두 번째 주형을 위치시키는 것을 더욱 포함하고, 첫 번째 주형과 두 번째 주형 사이에 공동을 형성하기 위해 첫 번째 주형은 두 번째 주형에 대향함을 특징으로 한다. 전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법은 광학 수지로 공동을 충진시키는 것을 더욱 포함한다. 전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법은 전기-활성 안경 렌즈의 첫 번째 및 두 번째 광학 표면을 생성하기 위해 광학 수지를 경화시키는 것을 더욱 포함한다.
바람직한 실시태양의 설명
제안된 방법에 의해 제조된 전기-활성(EA) 안경 렌즈 100을 나타내는 평면도가 도 1에 나타나 있다. 이러한 렌즈는 투명한 박층 신호 전기선 120 및 배터리 전기선 130을 포함한 통합 삽입물을 포함하고, 전기-활성(EA) 광학 요소 150 및 집적 회로 140이 이에 부착된다. 도 2는 적용되는 박층 전기선 또는 집적 회로를 지니지 않는 통합 삽입물을 나타낸다. 통합 삽입물 110의 중앙 고리 180 및 "팔" 190은 벌크 굴절 광학 요소 160 내에 EA 요소 150을 통합시키는 경우 물리적 지지를 제공하고 투명 전기선 120과 130 및 EA 요소를 작동시키는데 필요한 집적 회로 140을 부착시키기 위해 플랫폼을 제공하는 작용을 한다. EA 요소는 평면 표면 또는 만곡 표면을 지니거나 하나의 표면이 평면이고 또다른 표면은 만곡되도록 디자인된다. 대부분의 경우 이들 표면은 서로 등거리에 존재한다. 통합 삽입물 110은 삽입물의 EA 요소 150과의 정렬을 돕기 위해 중앙 고리 180 내에 위치한 정렬 경계 170을 포함한다. 삽입물은 광학적으로 투명하고(명백한 미용적 이유) 다른 원거리 시력 처방에 대해 존재하는 렌즈 곡률의 다양한 반경에 합치될 수 있는 능력을 지닌다. 삽입물이 원거리 처방용 렌즈 곡률의 반경에 합치되지 않는 경우 두꺼운 렌즈는 착용자에 용인할 수 없는 결과가 될 것이다. 따라서 삽입물은 두께가 50∼150 ㎛ 범위인 유리 또는 플라스틱 유연성 시트로부터 절단되거나 각인될 수 있다. 시트 유리는 30 ㎛ 이하의 두께(Schott D 263 T 및 AF 45)로 통상 이용 가능하고 많은 다른 형태의 플라스틱은 비교 가능한 두께로 이용 가능하다. 중앙 고리를 상기 고리로부터 방사상으로 연장되는 개방 및 별개의 팔 190과 비교시 통합 삽입물이 여기에 나타나 있으나 삽입물은 이러한 형상일 필요는 없다. 특정한 또다른 실시태양에서 삽입물은 EA 요소에 대한 개방구 및 박층 신호 전기선, 박층 배터리 전기선 및 집적 회로를 지지하기 위한 개방구 주변의 물질을 포함한 어떠한 형태도 취한다. 예로서 삽입물은 중앙 개방구 및 정렬 경계를 지닌 편형 환상면 형태이다.
전기선 120 및 130은 박층의 투명 전도성 산화물(예를 들어 ITO, ZnO, SnO2) 또는 전도 폴리머(예를 들어 폴리아닐린, PEDOT:PSS)로부터 제조될 수 있고 도 3에 나타난 바와 같이 삽입물의 표면(들)에 적용된다. 전기선은 추가 또는 제거 공정에 의해 삽입물에 추가된다. 추가 공정은 전기선 물질의 섀도 마스크(shadow mask)를 통한 스크린 프린팅 또는 박층 침착을 포함한다(예를 들어). 제거 공정은 원하는 물질로 삽입물을 부분적으로 또는 완전하게 코팅한 후 패턴화된 에치 레지스트(etch resist) 또는 직접 기록 레이저 절제 공정에 의해 초과분을 제거하는 것을 포함한다(예를 들어). 본 발명의 실시태양에서 선이 구축되는 물질의 두께는 1 ㎛ 이하이고 바람직한 실시태양에서 두께는 100 nm이하이다. 본 발명의 또다른 실시태양에서 선은 삽입물의 양 단면 위에 위치한다.
도 4에 나타난 바와 같이 전기선은 EA 요소용 드라이브 전자부품을 포함한 집적 회로(IC) 140이 삽입물에 직접 고정 가능하게 한다. 하나의 팔의 확대도는 예로서 2개의 전원장치(즉 배터리), 전기선(1개 전압 및 1개 접지) 130 및 9개의 신호 전기선(각 위상 수치에 대한 8개의 드라이브 신호 및 1개 접지)이 IC에 연결된 것으로 나타나 있는 도 5에 나타나 있다. IC는 바람직한 위상 수치를 기반으로 각각의 신호 전기선에 별도의 전압을 제공하는 것이 가능하다. 신호 전기선의 수는 EA 요소의 형상에 따라 달라지고 예로서 3∼34개 정도이다. 선의 폭은 이용 가능한 간격, 필요한 선의 수 및 전기 절연에 필요한 상호-선 간격의 폭에 따라 달라진다. 예로서 선 100 ㎛ 폭 100 ㎛ 간격이 배터리 전기선으로 사용된다. 신호 전기선은 전기 접촉에 의해 EA 요소의 패턴화 전극에 연결된다. EA 요소가 패턴화 동심 고리 전극을 지닌 회절성 렌즈인 본 발명의 실시태양에서 회절성 게이팅 구조의 광학 추가 파워를 한정하는 것은 요소 내에 패턴화 전극의 상대 크기(반경 및 폭)이다. IC에 의해 개별적 신호 전기선(및 이에 따라 패턴화 전극)에 적용되는 전압의 개별적 진폭은 액정층 내에 생성되는 위상 프로파일을 결정하고 따라서 EA 요소의 회절 효율(초점이 맞춰지는 투사광의 단편)을 결정한다. 따라서 이에 할당된 SKU 수를 지닌 단일 IC 디자인은 이것이 제공하는 광학 추가 파워에 관계없이 어떠한 EA 요소도 조종하는데 사용된다. EA 요소가 픽셀화된 패턴화 전극 장치인 본 발명의 실시태양에서 광학 파워 및/또는 수차 교정은 완전히 역동적이고 픽셀 정렬에 어드레스된 전압의 패턴에 의해 측정된다. EA 요소가 양식 렌즈인 본 발명의 실시태양에서 일반적으로 높은 전압이 적용되면 광학 추가 파워의 양이 더 커지는 경우 광학 추가 파워를 한정하는 것은 고전도성 고리 전극에 적용되는 저압의 진폭이다. EA 요소가 표면 양각 광학인 본 발명의 실시태양에서 광학 파워/수차 교정은 기재 내로 전이되는 패턴에 의해 고정되나 광학은 굴절률 적합 및 부적합을 생성하도록 적용되는 전압에 의해 생성된 원동력이다.
삽입물 100의 외부 전원 장치로의 연결을 촉진시키기 위해 작은 전기 연결기(나타내지 않음)도 삽입물에 부착된다. 렌즈가 완전하게 조립된 후 박층 배터리 전기선 130과의 접촉을 생성하는 것과 비교시 이러한 연결기는 더욱 더 물리적으로 견고하고 제조 단계의 수의 감소를 돕는다. 모두 전기적으로 절연성고 전도성인 충분히 부드러운 물질의 결합으로부터 제조되는 경우 이러한 연결기는 현존하는 경계 도구를 이용하여 렌즈의 경계와 동일 평면으로 기계화될 수 있고 수용 가능한 전기 연결을 여전히 제공한다. 예로서 연결기는 전도성 접착제와 같은 적당한 방법을 이용하여 배터리선에 접착된 구리(연금속)로 제조된 전선을 포함한 벌크 렌즈 물질에 밀접하게 일치되는 굴절률을 지닌 작은 블록의 플라스틱이 될 수 있다. 벌크 렌즈(플라스틱으로도 제조됨)가 삽입물과 연결기 주위에 형성된 후 마무리된 렌즈의 외부 주변 경계를 형성하는데 일반적으로 사용되는 기계가공 단계는 작은 플라스틱 블록 및 구리 전선 통해 용이하게 제거될 수 있고 전원 장치로의 후속 연결을 위해 전선을 노출시킨다.
통합 삽입물 110은 이용 가능한 안경 렌즈 프레임의 다양한 크기를 수용하기 위해 IC 140이 EA 요소 150의 중앙으로부터 다양한 반경 거리에 위치하도록 다수의 고정 위치로 디자인된다. 따라서 렌즈가 적당한 크기에 가두를 때 절단되지 않도록 IC가 고정될 수 있는 경우 EA 요소의 중앙으로부터 적당한 반경 거리에 존재할 것이다. 설명을 목적으로 삽입물에 고정된 3개의 IC가 나타나 있고; 실제로 하나의 IC만이 필요해야 한다. 더욱이 다수의 IC 고정 위치를 지닌 단일 삽입물만이 재고 관리 코드(SKU) 수를 감소시킨다.
EA 요소 150 및 그의 구성적 구성요소는 도 6a-6c에 나타나 있다. EA 요소는 예로서 유리 또는 사파이어와 같은 무기 물질 또는 일반적으로 안과 렌즈에 사용되는 물질 종류인 아크릴산염과 같은 유기 물질로 제조되는 기재로 구성된다. 본 발명의 실시태양에서 3개의 기재 전체가 EA 요소를 구축하는데 사용된다. 이러한 실시태양에서 2개의 기재 200은 하나의 표면 상에 사진 석판으로 패턴화된 투명 전극 220을 지니고(도 6b) 하나의 기재 210은 두 표면 모두의 위에 단일 연속 투명 전극을 지니고(도 6c), 이는 참조(접지)로 작용한다. 본 발명의 또다른 실시태양에서 2개의 기재만이 사용된다. 이러한 실시태양에서 하나의 기재 200은 하나의 표면 상에 사진 석판으로 패턴화된 투명 전극 220을 지니고(도 6b) 하나의 기재 210은 하나의 표면 상에 단일 연속 투명 전극(도 6c)을 지니고, 이는 참조(접지)로 작용한다. 전술된 바와 같이 전극은 광학 추가 파워를 생성하기 위해(노안을 교정하기 위해) 동심 고리로서 또는 예를 들어 노안 및 고등 수차를 포함한 안구의 임의의 광학 오류를 교정하기 위해 픽셀 배열 내에 패턴화될 수 있다.
패턴화된 동심 고리 전극 220을 지닌 본 발명의 실시태양에서 EA 요소는 광학 추가 파워를 제공하여 패턴화 전극 220은 박층의 액정 내에 다층의 회절성 렌즈 구조를 한정하는 작용을 한다. 다층의 회절성 광학을 이용시 각각의 신호 전기선은 액정층 내 정확한 위상 프로파일을 생성하기 위해 다수의 패턴화된 동심 고리 전극을 조종하는데 이용된다. 단순화하기 위해 단지 10개의 패턴화 전극이 나타나 있으나(도 6a) 일반적인 렌즈는 예로서 1∼100 ㎛의 다양한 폭의 3000개까지의 개별적 전극을 포함한다. 픽셀화된 EA 요소를 지닌 본 발명의 실시태양(도 8b)에서 픽셀 수는 100 내지 1,000,000개가 될 수 있다. 각 픽셀의 크기는 다양하고 예로서 1 ㎛∼1 mm의 범위 내에 존재할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시태양에서 패턴화 전극 220을 지닌 평면상의 기재 200 대신 단일 연속 전극(나타내지 않음)으로 코팅된 표면 양각 광학(예로서 회절성 렌즈로 여기서 나타난)을 지닌 2개의 기재를 이용하는 또다른 EA 요소 151이 나타나 있다(도 6e). 이러한 또다른 실시태양에서 당분야에 잘 알려진 표면 양각 광학은 바람직한 양의 광학 파워를 생성하고 액정층은 역동적 굴절률 적합 물질로서 사용된다. 첫 번째 적용된 전압 하에서 액정의 굴절률은 기재 400의 굴절률과 실질적으로 동일하고(적합) 실질적으로 회절이 존재하지 않는다. 실제로 EA 요소가 균일 물질의 평면층인 것과 같이 투사광은 단일 굴절률을 경험한다. 두 번째 적용된 전압 하에서 액정의 굴절률은 기재 400의 굴절률과 상이하고(부적합) 굴절률 부적합에 의해 생성되는 수득된 위상 차이로 인해 투사광의 회절이 존재한다. 본 발명의 바람직한 실시태양에서 0 전압이 적용 될 때 장애 안전이 되게 하므로 굴절률 적합이 달성된다(0 적용 전압 하에 0 광학 추가 파워). 부적당한 시간(예를 들어 운전시)에 광학 파워의 갑작스러운 도입은 착용자에게 위험할 수 있기 때문에 비 장애-안전 렌즈는 바람직하지 않다. 광학 추가 파워를 생성하는 표면 양각 광학이 예로서 나타나 있고, 또다른 실시태양에서 이들은 패턴화 전극을 지닌 픽셀화 EA 요소에 의해 생성될 수 있는 것과 유사한 위상 프로파일을 생성하는데 사용될 수 있다.
또다른 EA 요소 151은 단일 연속으로 코팅된 표면 양각 광학 420을 지닌 2개의 기재 400(도 6f) 및 두 표면 위에 단일 연속 투명 전극을 지닌 하나의 기재 200(도 6g)으로 구축되고, 이는 참조(접지)로 작용한다. 두 표면 위에 단일 연속 투명 전극을 지닌 하나의 기재는 패턴화 전극을 지닌 EA 요소에 사용되는 기재 210과 동일하다. 축 A-A를 따른 도 6e의 분해조립도는 도 6h에 나타나 있고, 표면 양각 회절성 구조가 명백히 관찰 가능하다. 이러한 실시태양의 하나의 이익은 각각의 기재의 내부 표면이 단일 연속 전극을 포함하기 때문에 전기 접촉점 230의 수가 전기 접지 연결을 생성하기 위한 2개 및 추진 전압 연결을 생성하기 위한 2개의 4개로 감소된다는 점이다. 본 발명의 또다른 실시태양에서 2개의 기재만이 사용된다. 이러한 실시태양에서 하나의 기재 400은 하나의 표면 상에 표면 양각 광학 420을 지니고(도 6f) 하나의 표면 상에 단일 연속 투명 전극을 지니고(도 6g), 이는 참조(접지)로 작용한다.
본 발명의 또다른 실시태양에서 또다른 EA 요소 152는 양식 렌즈 전극을 지닌 2개의 기재 500(도 6j) 및 두 표면 위에 단일 연속 전극을 지닌 하나의 기재 210으로 구축되고, 이는 참조(접지)로서 작용한다(도 6k). 양식 렌즈 전극은 낮은 전도성 물질을 포함한 단일 연속 원형 전극 520 및 고전도성 물질을 포함한 단일 연속 고리 전극 521로 구성된다. 두 표면 위에 단일 연속 투명 전극을 지닌 하나의 기재(도 6k)는 패턴화 전극을 지닌 EA 요소에 사용되는 기재 210과 동일하다. 축 A-A에 따른 도 6i의 분해조립도는 도 6l에 나타나 있고, 저-전도성 전극 520과 고-전도성 전극 521 사이의 전기 연결이 나타나 있다. 이러한 실시태양의 하나의 이득은 각각의 기재의 내부 표면이 고전도성 고리 전극에 대한 단일 전기 접촉을 필요로 하기 때문에 전기 접촉점 230의 수가 전기 접지 연결을 생성하기 위한 2개 및 추진 전압 연결을 생성하기 위한 2개의 4개로 감소된다는 점이다. 접촉점 230과 고-전도성 고리 전극 521 사이의 전기 연결은 예로서 투명 박층 전극 또는 전도성 접착선(나타나지 않음)에 의해 생성된다. 본 발명의 또다른 실시태양에서 2개의 기재만이 사용된다. 이러한 실시태양에서 하나의 기재 500은 하나의 표면 상에 양식 렌즈 전극 520 및 521을 지니고(도 6j) 하나의 기재 210은 하나의 기재 상에 단일 연속 투명 전극을 지니고(도 6k), 참조(접지)로서 작용한다.
기재 200, 400 및 500은 전도성 박층 버스(나타나지 않음) 시스템을 이용하여 각각 패턴화 전극 220, 420 및 521에 연결을 생성하고 통합 삽입물 110 위에 위치한 신호 전기선 120과 정렬되도록 디자인된 외주 가까이에 전기 접촉점 230을 지닌다. 2개의 기재 200, 400 또는 500이 EA 요소에 통합되는 본 발명의 실시태양에서 삽입물은 두 기재 200, 400 또는 500의 표면 상에 전기 접촉점 230과의 접촉을 생성하는데 이용되는 두 표면 상에 위치한 신호 전기선을 지닌다. 이러한 실시태양에서 하나의 집적 회로 140은 통합 삽입물 110의 각각의 측면 위에 위치하거나 전기 연결은 삽입물 내의 전기 바이아스(vias)에 의해 하나의 집적 회로부터 삽입물의 두 측면까지 생성될 수 있다. 전기 바이아스는 당분야에 잘 알려져 있고 전기적 절연 물질의 두께를 교차하여 불연속 전기 연결을 가능하게 하도록 전기적 전도성 물질을 포함한 전기적 절연 물질층 내 물리적 개방구로 구성된다. 도 7a-7b에 나타난 바와 같이 참조(접지) 기재와 통합 삽입물간의 전기 연결은 예로서 전선 접착제 또는 전도성 에폭시 트레이스(epoxy trace) 231에 의해 생성된다. 통합 삽입물 내 EA 요소의 적당한 방위는 통합 삽입물 110 상의 대응 구조물 170을 레지스터하는 참조 기재 210의 외주를 따른 정렬 경계 171에 의해 촉진된다. 바람직하게는 통합 삽입물 및 EA 요소는 그의 정렬 경계에 대해 회전 대칭을 지니도록 디자인된다. 따라서 EA 요소와 통합 삽입물간의 전기 연결은 그 가까이에서 종결되는 신호 전기선을 지닌 통합 삽입물의 정렬 경계 170 및 전기 접촉점을 지닌 EA 요소의 정렬 경계 171을 따라 생성된다.
EA 요소 150을 조립하기 위해 전극을 포함한 모든 기재 표면은 액정 정렬의 제공된 방향을 유도하도록 액정 정렬층(나타나지 않았으나 당분야에 잘 알려짐)으로 처리된다. 따라서 기재 200은 액정 정렬층으로 처리된 패턴화 전극을 포함한 표면을 지닐 것이고, 기재 210은 액정 정렬층으로 처리된 단일 연속 전극을 포함한 두 표면 모두를 지닐 것이다. 액정 정렬층은 액정과 직접적으로 접촉하는 표면에 적용되는 박층(일반적으로 < 100 nm 두께) 폴리이미드 물질이다. 이들 필름의 표면은 EA 요소 조립 전에 벨벳과 같은 옷감으로 한 방향으로 연마되거나 닦인다(당분야에 잘 알려진 기술). 액정 분자가 이러한 표면과 접촉시 분자는 기재의 평면 내 우선적으로 놓이고 폴리이미드층이 연마된 방향으로 정렬된다. 이러한 공정은 동심 고리 전극, 픽셀화 전극, 양식 렌즈 전극 또는 표면 양각 구조물이 사용되는지 여부에 관계없이 모든 EA 요소에 동일하다.
네마틱 액정이 사용되는 본 발명의 실시태양에서 네마틱 액정이 분극 민감성이라는 사실을 극복하기 위해(즉 이들이 물질을 통해 이동하기 때문에 다른 분극의 광은 다른 굴절률을 경험함) 3개의 기재가 사용되어야 한다. 정렬층의 제조 후 3개의 기재는 2개의 액체 셀의 형성을 가능하게 하도록 적층된다(셀은 액정층과 한정된 것 사이의 2개 기재 표면 모두가 됨). 명백하게 하기 위해 액정층은 도면에 나타나지 않았다. 패턴화 전극 200을 지닌 2개의 기재는 패턴화 전극을 지닌 기재 표면이 연속 전극을 지닌 기재 표면에 면하도록 단일 연속 전극 210을 포함한 기재의 다른 측면 위에 위치한다. 따라서 2개의 셀 각각의 내부 표면은 참조 전극과 패턴화 전극을 보유한다. 기재는 제공된 셀 내에서 2개의 정렬층에 의해 유도된 액정 정렬의 방향이 역평행(방향이 180°까지 다름)이나 하나의 셀의 정렬 방향은 두 번째 셀과 직교인 방식으로 적층된다. 이러한 정렬층의 역평행 및 직교 정렬은 불분극 대기광 내 네마틱 액정으로의 EA 요소의 작동을 가능하게 한다. 본 발명의 이러한 실시태양에 따라 조립된 EA 요소는 도 6a에서 관찰될 수 있다. 도 6d는 축 A-A에 따른 도 6a의 분해조립도를 나타낸다. 네마틱 액정의 분극 민감도는 EA 요소의 모든 전술된 형상과 독립적이고 2개의 직교로 정렬된 층의 이용은 동심 고리 전극, 픽셀화 전극, 양식 렌즈 전극 또는 표면 양각 구조물이 사용되는지 여부에 관계없이 모든 EA 요소에 필요하다.
본 발명의 또다른 실시태양에서 분극 불감성 콜레스테릭 액정의 이용은 액정의 두 번째 층의 필요를 제거하고, 이러한 경우 패턴화 전극을 지닌 것 하나와 연속 참조(접지) 전극을 지닌 것 하나의 단지 2개의 기재가 필요하다. 콜레스테릭 액정은 그의 구성 분자가 단일 방향으로 향하는 경향이 있다는 점에서 네마틱 액정과 유사한 물질 종류이나 방위의 바람직한 방향이 물질 내 제공된 축을 따라 비틀린다는 점에서 상이하다. 비틀림 정도(바람직한 방위 방향이 360°까지 회전하는 상기 축을 따른 거리)가 광파장과 유사하거나 그 이하인 경우 광은 그의 분극과 거의 독립적인 굴절률을 보게 된다. 네마틱 액정을 지닌 EA 요소와 같이 정렬층은 전극을 포함한 기재 표면 위에 위치한다. 그러나 정렬층이 역평행이 되도록 기재를 정렬시킬 필요는 더 이상 없다. 더욱이 하나의 셀만이 존재하기 때문에 셀간의 직교 관계는 필요 없거나 가능하지 않다. 본 발명의 바람직한 실시태양에서 분극 불감성 콜레스테릭 액정은 표면 양각 회절성 렌즈를 이용하는 도 6e-6h에 나타난 또다른 EA 요소와 함께 사용된다. 이러한 실시태양은 단지 2개의 기재(하나의 기재 400 및 하나의 기재 210), 단일층의 전기-활성 물질 및 2개의 전기 접촉점만을 필요로 하여 EA 요소의 제작을 단순화하기 때문에 바람직하다. 이러한 공정은 동심 고리 전극, 픽셀화 전극, 양식 렌즈 전극 또는 표면 양각 구조물이 사용되는지 여부에 관계없이 모든 EA 요소에 대해 동일하다.
완전하게 조립된 EA 요소의 전체 두께는 마무리된 EA 안경 렌즈의 두께를 감소시키기 위해 200 ㎛ 이하가 되어야 한다(통합 삽입물의 두께에 필적함). 예를 들어 2개의 5 ㎛ 네마틱 액정층을 지닌 분극 불감성 EA 요소의 건조시 3개의 별개의 기재 두께는 60 ㎛ 이하가 되어야 한다(3 × 60 ㎛ + 2 × 5 ㎛ = 190 ㎛). 본 발명의 더욱 바람직한 실시태양에서 EA 요소의 전체 두께는 용이한 제작을 가능하게 하기 위해 600 ㎛ 이하이다. 예를 들어 2개의 5 ㎛ 네마틱 액정층을 지닌 분극 불감성 EA 요소의 건조시 3개의 별개의 기재 두께는 196 ㎛ 이하가 되어야 한다(3 × 196 ㎛ + 2 × 5 ㎛ = 598 ㎛). 또한 다양한 초점 거리(광학 추가 파워)의 별개의 EA 요소의 제작은 제조 공정을 더욱 능률화하도록 돕는다. 광학 추가 파워 및 IC 위치의 각각의 결합에 대해 SKU 수를 생성할 필요가 없고; 삽입물의 SKU 수, IC 및 각각의 광학 추가 파워 수치, 곱셈 계산에 대립되는 덧셈만이 필요하기 때문에 통합 삽입물과는 단독으로 EA 요소를 제작하는 것은 SKU 수를 감소시킨다.
조립된 EA 요소는 기재 상의 전기 접촉점 230이 통합 삽입물 110 상의 대응 전기선 120과 정렬되도록 통합 삽입물 110의 중앙에 위치하고(도 7a-7b), 이러한 공정은 참조 기재 210 상의 정렬 경계 171 및 통합 삽입물 상의 정렬 경계 170에 의해 촉진된다. EA 요소와 삽입물간의 전기 연결은 전도성 접착제, 금속 범프-본딩(bump bonding) 및 전선 접착을 포함한(이에 한정적이지 않음) 많은 방법에 의해 생성될 수 있다. EA 요소를 삽입물에 통합시키는 것은 많은 방법으로 달성될 수 있다. 통합 삽입물에 통합된 패턴화된 동심 고리 전극을 지닌 조립된 EA 요소의 예는 도 8a에 나타나 있다. 통합 삽입물에 통합된 패턴화된 픽셀화 전극을 지닌 조립된 EA 요소의 예는 도 8b에 나타나 있다. 이러한 공정은 동심 고리 전극, 픽셀화 전극, 양식 렌즈 전극 또는 표면 양각 구조물이 사용되는지 여부에 관계없이 모든 EA 요소에 대해 동일하다.
3개의 기재를 지닌 본 발명의 하나의 실시태양에서 참조 기재 210은 삽입물 중앙에 위치하고 전기 접촉은 참조 기재와 접지 신호 전기선간에 생성된다. 이후 패턴화 전극을 지닌 기재 200은 전극 표면이 서로 면하도록 NOA65(Norland Products)와 같은 광학적으로 투명한 접착제에 의해 참조 기재 210의 측면에 부착된다. 기재가 부착되기 전 액정 정렬층이 적용되고 셀은 상기 설명된 바와 같이 향하게 된다. 이후 셀은 특정한 순서 없이 액정으로 충진되고 접촉점 230을 통해 삽입물 상의 신호 전기선에 연결된다. 이러한 공정은 동심 고리 전극, 픽셀화 전극, 양식 렌즈 전극 또는 표면 양각 구조물이 사용되는지 여부에 관계없이 모든 EA 요소에 대해 동일하다.
3개의 기재를 지닌 본 발명의 또다른 실시태양에서 2개(참조 기재 210 및 패턴화 전극을 지닌 하나의 기재 200을 포함)의 셀 중 하나만이 조립되고(상기 설명된 바와 같이) 삽입물에 전기적으로 연결된다. 이후 패턴화 전극을 지닌 두 번째 기재 200이 적당하게 지향하고 참조 기재의 대향면에 부착되고 전기 연결이 생성된다. 이러한 실시태양에서 셀은 조립시 또는 둘 모두가 조립된 후 액정으로 충진된다. 이러한 공정은 동심 고리 전극, 픽셀화 전극, 양식 렌즈 전극 또는 표면 양각 구조물이 사용되는지 여부에 관계없이 모든 EA 요소에 대해 동일하다.
3개의 기재를 지닌 본 발명의 또다른 덜 바람직한 실시태양에서 EA 요소가 그의 형상에 관계없이 완전하게 조립되고 EA 요소가 개방구에 적당하도록 삽입물을 구부리거나 일시적으로 물리적으로 변형시킴으로서 유연한 통합 삽입물 내에 통합된다.
분극 불감성 콜레스테릭 액정을 통합시킨 EA 요소를 이용한 본 발명의 실시태양에서 참조 전극을 지닌 것 하나와 패턴화 전극을 지닌 것 하나의 단지 2개의 기재만이 필요하다. 이러한 실시태양에서 EA 요소가 삽입물로의 전기 연결만이 잔여 공정 단계인 작업 전에 EA 요소가 완전하게 조립되기 때문에 2개 기재 EA 요소의 통합은 크게 단순화된다. 이러한 공정은 동심 고리 전극, 픽셀화 전극, 양식 렌즈 전극 또는 표면 양각 구조물이 사용되는지 여부에 관계없이 모든 EA 요소에 대해 동일하다.
통합 삽입물의 조립시 다수의 구성요소의 이용은 완전하게 조립된 삽입물(EA 요소 포함)를 물리적으로 안정하게 하고 최종 렌즈의 마무리 표면의 적어도 하나를 형성하기 위해 캡슐화 접착제 또는 수지의 이용을 필요로 할 것이다. 마무리 렌즈 블랭크라는 용어의 이용은 양 측면 상에서 마무리된 광학을 나타내고 한정된 광학 파워를 지님이 주지되어야 한다. 반-마무리 렌즈 블랭크는 하나의 측면 상에서 마무리되고 한정된 광학 파워가 결여된다. 비마무리 렌즈 블랭크는 반-마무리되거나 측면 마무리되지 않을 수 있다. 웨이퍼라는 용어는 얇은 반-마무리 렌즈 블랭크 또는 마무리 렌즈 블랭크를 의미할 수 있다. 최종적으로 블랭크라는 용어는 이러한 렌즈 물품이 안경 렌즈 프레임의 최종 형태 내로 가두르거나 형성되지 않음을 나타낸다.
또한 마무리 렌즈는 구형 및 원통형의 통상의 광학 오류를 교정하거나 진보적 접근으로 고등 수차를 교정하도록 제작되어야 함이 주지되어야 한다. 구형 및 원통형의 통상의 광학 오류를 교정하는 렌즈의 제작은 당분야에 잘 알려져 있다. 인체 안국의 고등 수차를 교정하기 위해 렌즈의 광학 파워는 형태, 파워 및 위치에 대해 명기된 고등 수차 또는 수차들을 교정하는 국부화된 광학 파워 변화를 지니도록 제작될 것이다. 대부분의 경우 고등 수차 교정은 상기 마무리 전기-활성 안경 렌즈의 착용자의 안구의 파면 분석에 의해 측정된다. 고등 수차 교정은 상기 렌즈 블랭크의 광학 파워의 국부화 변화를 생성함으로서 달성될 수 있고 전기-활성층이 첨부되지 않은 노출된 외부 표면을 기계 가공함으로서 첨가될 수 있다. 기계 가공은 렌즈의 표면처리 및 연마 공정을 포함할 수 있음이 이해되어야 한다. 또한 국부화 변화는 렌즈 블랭크 내에서 국부화 굴절률 변화를 유발하기 위해서와 같이 상기 렌즈 블랭크 내에 포함된 얇은 수지층을 경화시킴으로서 첨가될 수 있다. 또한 국부화 변화는 상기 렌즈 블랭크와 전기-활성층 주변 사이의 표면-주조 수지층을 경화시켜 국부화 변화를 첨가함으로서 렌즈 블랭크에 전기-활성층을 첨가할 때 첨가될 수 있다. 또한 도 8b에 나타난 바와 같이 고등 수차 교정은 픽셀화 광학의 이용으로도 달성될 수 있다.
벌크 굴절 요소 160을 지닌 통합 삽입물 110을 통합시키는 2가지 접근법이 도 9a-9e 및 도 10a-10e에 나타나 있다. 첫 번째 접근법은 조립된 삽입물 110이 광학적으로 투명한 접착제로 적층된 중앙(도 9a)에 근접한 편평 영역 310을 지닌 플라스틱의 마무리 렌즈 블랭크 300을 이용한다. 중앙에 근접한 편평 영역 310은 액정층을 비틀고 감소된 성능을 유발하는 EA 요소 150의 어떠한 가능한 구부러짐도 제한하는 것을 도울 것이다. 이후 이러한 하위-조립은 전도되고 렌즈의 또다른 마무리 표면을 한정하는 주형 330 내에 위치한다. 이후 주형 330은 UV 또는 열 민감성 수지 320으로 충진되고 경화된다(도 9c). 수지 320이 경화된 후 렌즈는 주형 330에서 회수되고(도 9d) 적당한 안경 렌즈 프레임에 적합하게 하는데 필요한 어떠한 추가 공정을 준비한다. 광학 품질 표면의 "표면 주조" 기술은 당분야에 알려져 있다. 마무리 렌즈 블랭크 330 또는 반-마무리 렌즈 블랭크 340이 제조되는 물질이 표면 주조층 320에 사용된 물질과 동일하지 않으나 2개의 물질은 실질적으로 동일한 굴절률을 지녀야 함이 주지되어야 한다.
상기 방법에 이용되는 렌즈 블랭크는 마무리되거나 반-마무리된다. 마무리 블랭크 300으로의 삽입물의 통합은 광학 표면의 후-적층 기계적 분쇄/연마에 대한 요구를 제거하나 환자 처방 및 프레임 형태(즉 주문 제작)의 지식을 필요로 한다. 반-마무리 블랭크 340의 이용(도 9e)은 후-적층 기계적 분쇄/연마 단계를 필요로 하나 환자 처방의 어떠한 지식도 필요로 하지 않는다. 반-마무리 렌즈는 도매 제조소에 직접 판매될 수 있고 이러한 경우 렌즈 제조사로부터 환자까지 수립되는 물품의 유통 및 정보를 방해하지 않기 때문에 이러한 방법이 바람직한 접근법이다.
적층-방법의 대안으로 통합 삽입물 110은 원거리 시력 렌즈를 형성하는 경화된 수지의 부피 내에 주조된다. 액체 수지로부터 전체 렌즈를 주조하는 기술도 당분야에 잘 알려져 있다. 도 10a에 나타난 바와 같이 EA 렌즈의 주조는 먼저 삽입물 110의 팔 190을 견고한 고정 고리/주형 개스켓 400에 고정시킴으로서 달성될 수 있다. 이후 견고한 고리 400이 그 표면이 EA 렌즈의 마무리 표면 중 하나를 한정하는 주형 420에 고정된다(일시적으로). 이후 두 번째 주형 430은 2개의 주형 표면 사이에 서스펜드된 통합 삽입물 110으로 공동이 형성되도록 유사한 방식으로 견고한 고리 400에 고정된다(도 10c). 이후 공동은 적당한 수질 410으로 충진되고 경화된다. 수지 410이 경화된 후 주형 420 및 430 및 견고한 고리 400이 제거되고 수득된 렌즈는 적당한 안경 렌즈 프레임에 적합하게 하는데 필요한 어떠한 추가 공정에 대해 준비된다(도 10d). 제조 공정을 촉진시키기 위해 견고한 고정 고리/주형 개스켓 400은 일회용의 저비용의 주입 주형가능 물질로 제조된다. 적층 방법과 같이 주형된 반-마무리 블랭크 440(도 10e)은 마무리 주형 블랭크 대신 사용될 수 있다. 마무리 또는 반-마무리 EA 렌즈는 이러한 방법; 전술된 이유에 대해 바람직한 반-마무리 렌즈의 제조로 생성된다.
이들 2가지 접근법위 이익은 완전하게 조립된 EA 구성요소의 파라미터가 환자의 원거리 및/또는 난시 시력 교정 상의 어떠한 필요조건에 독립적이고 불감성이라는 점이다. 환자 처방이 마무리 렌즈의 제조(적층 또는 주조에 의해)를 필요로 하는 경우(적층 또는 주조에 의해) 삽입물의 회전 대칭은 IC가 환자 난시축에 독립적인 심미적으로 수용 가능한 위치에 위치하는 방식으로 지향되는 것을 가능하게 한다. 반-마무리 렌즈의 제조(적층 또는 주조에 의해, 도 9c 및 도 10c)는 원거리/난사 교정이 렌즈가 제조된 후 추가되기 때문에 더욱 더 관대하다. 근거리와 원거리 시력 교정 사이의 상관관계 및 통합 삽입물의 회전 대칭의 부재는 잘-수립된 렌즈 제조 및 공정 기술이 EA 기술의 통합을 위한 최소한의 변형만으로 이용 가능하게 한다. 전술된 방법에 의한 반-마무리 블랭크의 제조는 반-마무리 블랭크로부터 마무리 렌즈를 생성하기 위해 자유-형식으로 알려진 기술의 이용을 가능하게 한다. 자유-형식은 환자 처방을 반-마무리 렌즈 표면 내로 분쇄하고 연마하는데 이용되는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기계 가공의 형식이고 당분야에 잘 알려져 있다. 자유 형식은 원거리 시력 교정을 위해 표면을 생성하는데 일반적으로 유리하나 본 발명의 특정한 실시태양에서 고등 수차의 교정을 위해 표면을 생성하는데도 이용될 수 있다는 점에서 이점을 지닌다.
이들 2가지 방법이 EA 안경 렌즈의 제조시 많은 이익을 제공하나 그의 성공은 모든 광학 물질 및 포함된 구성요소의 굴절률을 적합화하는 능력에 따라 달라진다. 굴절률이 모두 동일하지 않는 경우(0.02의 오류차 이내)인 경우 통합 삽입물의 경계 및 EA 요소는 가시적이고 제품은 환자에 수용 가능하지 않게 될 것이다. 다행히 광범위한 굴절률 수치를 나타낼 수 있는 많은 광학 물질이 존재하고 다른 공정 기술에 적합하다. 그러나 하나의 제한은 패턴화 EA 전극을 한정하는 통상의 사진 석판( 및 그와 관련된 유기 용매)의 이용이 기재 물질에 대해 더욱 우수한 후보를 생성한다는 점이다. 예로서 적당한 무기 물질은 유리 및 사파이어를 포함하고, 유리는 사파이어의 고비용으로 인해 사파이어보다 바람직하다. 또한 전극의 처리시 사용되는 용매의 적당한 관리 및 선택으로 아크릴산염으로 형성된 필름과 같은 유기 물질이 EA 요소를 제조하는데 이용된다. Schott, Hoya 및 Ohara와 같은 광학 산업용 유리 제조사는 1.50보다 다소 낮고 2.00 다소 높은 것까지의 범위의 굴절률을 지닌 유리를 공급하고, 수치는 안과 산업의 요구에 잘 일치된다. 또한 다양한 모노머(수지) 및 폴리머(플라스틱)의 굴절률은 광범위한 수치를 포함하나 현재 광학 유리와 같이 높은 수치를 달성하지 않는다. 통상의 광학 수지 및 플라스틱에 대한 일반적인 "큰" 굴절률은 1.60∼1.70에 속한다 - 안과 산업에 의해 주로 조종되는 수치. 다양한 물질에 대한 굴절률 수치에서 광범위한 일치를 조건으로 굴절률 적합 필요조건은 주요한 도전을 제공하지 않는 것으로 나타난다. 그러나 굴절률에 대한 바람직한 범위가 존재한다. 많은 광학 물질은 1.50에 근사한 굴절률을 지니는 경향이 있고, 본 발명의 하나의 실시태양에서 개별적 구성요소의 굴절률은 1.50에 근사한 수치에 적합화된다. 약 1.66의 굴절률을 지니는 분극 불감성 콜레스테릭 액정이 사용되는 경우 본 발명의 또다른 실시태양에서 개별적 구성요소의 굴절률은 1.66에 근사한 수치에 적합화된다. 굴절률 적합에 필요한 개별적 구성요소의 수를 감소시키는 노력시 본 발명의 특정한 실시태양에서 렌즈 구축의 적층 방법이 이용되는 경우 EA 요소를 구축하는데 사용되는 기재 중 하나는 마무리 렌즈 블랭크 또는 반-마무리 렌즈 블랭크에 의해 대체된다. 이러한 실시태양에서 완전한 통합 삽입물의 구축은 마무리 또는 반-마무리 렌즈 블랭크를 포함할 것이다.
상기는 원거리 시력 교정을 제공하는 통상의 안경 렌즈 내에 함몰되는 액정 기반 역동적 전기-활성 렌즈의 이용에 의해 노안을 교정하는 EA 안경 렌즈의 제조 방법의 개요를 나타낸다. 본 발명이 노안 교정을 목표로 하나 제공된 방법은 안구의 고등 수차와 같은 다른 시력 오류를 교정하는 안경 렌즈를 구축하는데 이용될 수 있다.
도 1은 전자, 전기-활성 광학 및 벌크 굴절 광학 요소를 포함한 완전 전기-활성 안경 렌즈의 평면도이다.
도 2는 기계적으로 유연하고 광학적으로 투명한 통합 삽입물의 평면도이다.
도 3은 투명 전기선의 추가를 지닌 통합 삽입물의 평면도이다.
도 4는 투명 전기선 및 집적 회로 드라이브 전자부품의 추가를 지닌 통합 삽입물의 평면도이다.
도 5는 2개의 전원 장치선 및 집적 회로에 연결된 9개의 드라이브 신호선을 나타내는 통합 삽입물의 하나의 팔의 확대도이다.
도 6a는 동심 고리 패턴의 전극을 지닌 2개의 기재 및 단일 연속 전극을 지닌 기재로 구성된 완전 전기-활성 요소의 평면도이다.
도 6b는 동심 고리 패턴의 전극을 지닌 기재의 평면도이다.
도 6c는 단일 연속 전극을 지닌 기재의 평면도이다.
도 6d는 도 6a의 완전 전기-활성 요소의 축 A-A를 따른 분해조립도이다.
도 6e는 단일 연속 전극으로 코팅된 표면 양각 회절성 구조물을 지닌 2개의 기재 및 단일 연속 전극을 지닌 기재로 구성된 또다른 완전 전기-활성 요소의 평면도이다.
도 6f는 단일 연속 전극으로 코팅된 표면 양각 회절성 구조를 지닌 또다른 전기-활성 요소에 대한 기재의 평면도이다.
도 6g는 단일 연속 전극을 지닌 기재의 평면도이다.
도 6h는 도 6e의 또다른 완전 전기-활성 요소의 축 A-A를 따른 분해조립도이 다.
도 6i는 양식 렌즈 전극을 지닌 2개의 기재 및 단일 연속 전극을 지닌 기재로 구성된 또다른 완전 전기-활성 요소의 평면도이다.
도 6j는 양식 렌즈 전극을 지닌 또다른 전기-활성 요소에 대한 기재의 평면도이다.
도 6k는 단일 연속 전극을 지닌 기재의 평면도이다.
도 6l은 도 6i의 또다른 완전 전기-활성 요소의 축 A-A를 따른 분해조립도이다.
도 7a는 조립된 통합 삽입물의 평면도이다.
도 7b는 전기-활성 요소와 통합 삽입물 사이에 전기 접속을 생성하기 위해 통합 삽입물 내에 전기-활성 요소의 물리적 배치의 도 7a의 축 A-A를 따른 분해조립도를 나타낸다.
도 8a는 모든 전기선, 드라이브 전자부품 및 광학 추가 파워를 제공하기 위 해 회절성 렌즈를 생성하는 방식으로 배열된 패턴화 동심 고리 전극을 지닌 전기-활성 요소를 포함한 완전하게 조립된 통합 삽입물의 평면도이다.
도 8b는 모든 전기선, 드라이브 전자부품 및 인체 안구의 임의의 광학 오류를 교정하는 방식으로 배열된 패턴화 픽셀화 전극을 지닌 전기-활성 요소를 포함한 완전하게 조립된 통합 삽입물의 평면도이다.
도 9a는 전기-활성 안경 렌즈의 첫 번째 제조 방법에서 첫 번째 단계로서 완전하게 조립된 삽입물 및 마무리된 렌즈 블랭크를 나타낸다.
도 9b는 전기-활성 안경 렌즈의 첫 번째 제조 방법에서 두 번째 단계로서 마무리된 렌즈 블랭크에 적층된 완전하게 조립된 삽입물을 나타낸다.
도 9c는 전기-활성 안경 렌즈의 첫 번째 제조 방법에서 세 번째 단계로서 역으로 결합된 완전하게 조립된 삽입물과 마무리된 렌즈 블랭크에 부착된 주형을 충진시키는 수지를 나타낸다.
도 9d는 전기-활성 안경 렌즈의 첫 번째 제조 방법에서 네 번째 단계로서 수지가 경화되고 주형이 제거된 후 결합된 완전하게 조립된 삽입물과 마무리된 렌즈 블랭크를 나타낸다.
도 9e는 완전하게 조립된 삽입물이 반-마무리된 렌즈 블랭크에 적층되는 전기-활성 안경 렌즈의 첫 번째 제조 방법에서 또다른 첫 번째 단계로서 수지가 경화되고 주형이 제거된 후 결합된 완전하게 조립된 삽입물과 반-마무리된 렌즈 블랭크를 나타낸다.
도 10a는 전기-활성 안경 렌즈의 두 번째 제조 방법에서 첫 번째 단계로서 주형 개스켓 내에 위치한 완전하게 조립된 삽입물을 나타낸다.
도 10b는 전기-활성 안경 렌즈의 두 번째 제조 방법에서 두 번째 단계로서 표면이 주형 개스켓에 부착된 마무리된 렌즈 블랭크를 한정하는 첫 번째 주형을 나타낸다.
도 10c는 전기-활성 안경 렌즈의 두 번째 제조 방법에서 세 번째 단계로서 주형이 수지로 충진된 후 주형 개스켓에 부착된 두 번째 주형을 나타낸다.
도 10d는 전기-활성 안경 렌즈의 두 번째 제조 방법에서 네 번째 단계로서 수지가 경화되고 주형 및 주형 개스켓이 제거된 후 결합된 완전하게 조립된 삽입물과 마무리된 렌즈 블랭크를 나타낸다.
도 10e는 전기-활성 안경 렌즈가 반-마무리된 렌즈 블랭크로 주조되는 전기-활성 안경 렌즈의 두 번째 제조 방법에서 또다른 두 번째 단계로서 수지가 경화되고 주형 및 주형 개스켓이 제거된 후 결합된 완전하게 조립된 삽입물과 마무리된 렌즈 블랭크를 나타낸다.

Claims (26)

  1. 첫 번째 광학 파워를 제공하는 광학 요소;
    상기 광학 요소 내에 배열된 삽입물; 및
    상기 광학 요소와 광학적 커뮤니케이션을 하고 활성화시 두 번째 광학 파워를 제공하고 비활성화시 광학 파워를 실질적으로 제공하지 않기 위해 상기 삽입물과 접촉하여 위치하는 전기-활성 요소를 포함한
    전기-활성 안경 렌즈
  2. 제 1항에 있어서, 상기 광학 요소는
    상기 광학 요소의 첫 번째 표면을 형성하기 위한 마무리 렌즈 블랭크; 및
    상기 첫 번째 표면에 대향하는 상기 광학 요소의 두 번째 표면을 형성하기 위한 형태화된 광학 수지를 포함함을 특징으로 하는 렌즈
  3. 제 1항에 있어서, 상기 광학 요소는
    상기 광학 요소의 첫 번째 표면을 형성하기 위한 반-마무리 렌즈 블랭크; 및
    상기 첫 번째 표면에 대향하는 상기 광학 요소의 두 번째 표면을 형성하기 위한 형태화된 광학 수지를 포함함을 특징으로 하는 렌즈
  4. 제 1항에 있어서, 상기 광학 요소는
    상기 광학 요소의 첫 번째 및 두 번째 표면을 형성하기 위한 형태화된 광학 수지를 포함하고, 상기 두 번째 표면은 상기 첫 번째 표면에 대향함을 특징으로 하는 렌즈
  5. 제 1항에 있어서, 상기 첫 번째 광학 파워는
    평면 광학 파워, 구형 광학 파워, 원통형 광학 파워 및 구형-원통형 광학 파워로 구성된 군에서 선택되고,
    상기 두 번째 광학 파워는
    평면 광학 파워 및 구형 광학 파워로 구성된 군에서 선택됨을 특징으로 하는 렌즈
  6. 제 1항에 있어서, 상기 첫 번째 광학 파워는
    근시, 원시, 노안 및 난시로 구성된 군에서 선택된 시력 문제점을 교정하고,
    상기 두 번째 광학 파워는
    근시, 원시 및 노안으로 구성된 군에서 선택된 시력 문제점을 교정함을 특징 으로 하는 렌즈
  7. 제 1항에 있어서, 상기 광학 요소는 안구의 고등 수차를 교정하도록 개조됨을 특징으로 하는 렌즈
  8. 제 1항에 있어서, 상기 전기-활성 요소는 안구의 고등 수차를 교정하도록 개조됨을 특징으로 하는 렌즈
  9. 제 1항에 있어서, 상기 삽입물은
    상기 전기-활성 요소의 상기 위치에 대한 중앙 고리;
    상기 중앙 고리 주변에 방사상으로 배열된 주변 물질; 및
    상기 주변 물질을 따라 상기 중앙 고리에 전기적 커뮤니케이션을 제공하기 위해 상기 주변 물질 위에 위치한 전기 경로를 포함함을 특징으로 하는 렌즈
  10. 제 9항에 있어서, 상기 주변 물질은 상기 중앙 고리 주변에 방사상으로 배열된 다수의 팔을 포함함을 특징으로 하는 렌즈
  11. 제 9항에 있어서, 상기 전기 경로는
    상기 중앙 고리 내에 배열되고 상기 주변 물질을 따라 연장되는 다수의 신호 전기선;
    상기 전기-활성 요소에 전력을 제공하기 위해 상기 신호 전기선에 전기적으로 연결되는 집적 회로; 및
    상기 집적 회로에 전기적으로 연결되고 상기 주변 물질을 따라 상기 다수의 신호 전기선으로부터 말단에 배열되는 다수의 배터리 신호선을 포함함을 특징으로 하는 렌즈
  12. 제 1항에 있어서, 상기 전기-활성 요소는
    첫 번째 기재;
    상기 첫 번째 기재 표면 상에 배열되는 다수의 패턴화 전극;
    상기 첫 번째 기재 상에 배열되는 두 번째 기재;
    상기 두 번째 기재 표면 상에 배열되는 전극; 및
    상기 패턴화 전극과 상기 전극 사이에 배열되는 액정을 포함함을 특징으로 하는 렌즈
  13. 제 1항에 있어서, 상기 전기-활성 요소는
    첫 번째 기재;
    상기 첫 번째 기재 표면 상에 배열되는 다수의 첫 번째 패턴화 전극;
    상기 첫 번째 기재 상에 배열되는 두 번째 기재;
    상기 두 번째 기재의 첫 번재 표면 상에 배열되는 첫 번째 전극;
    상기 첫 번째 표면에 대향하는 상기 두 번째 기재의 두 번째 표면 상에 배열되는 두 번째 전극;
    상기 두 번째 기재 상에 배열되는 세 번째 기재;
    상기 세 번째 기재 표면 상에 배열되는 다수의 두 번째 패턴화 전극;
    상기 다수의 첫 번째 패턴화 전극과 상기 첫 번째 전극 사이에 배열되는 첫 번째 액정; 및
    상기 다수의 두 번째 패턴화 전극과 상기 두 번째 전극 사이에 배열되는 두 번째 액정을 포함함을 특징으로 하는 렌즈
  14. 제 1항에 있어서, 상기 전기-활성 요소는 광학 추가 파워를 제공하도록 개조됨을 특징으로 하는 렌즈
  15. 제 1항에 있어서, 상기 전기-활성 요소는 회절성 동심 고리 전기-활성 요소임을 특징으로 하는 렌즈
  16. 제 1항에 있어서, 상기 전기-활성 요소는 픽셀화 전기-활성 요소임을 특징으로 하는 렌즈
  17. 제 1항에 있어서, 상기 전기-활성 요소는 표면 양각 전기-활성 요소임을 특징으로 하는 렌즈
  18. 제 1항에 있어서, 상기 전기-활성 요소는 양식 렌즈 전기-활성 요소임을 특징으로 하는 렌즈
  19. 조립된 삽입물을 형성하기 위해 삽입물 내에 전기-활성 요소를 위치시키는 단계;
    전기-활성 안경 렌즈의 첫 번째 광학 표면을 생성하기 위해 광학적으로 투명한 접착제로 상기 조립된 삽입물의 첫 번째 단면으로 렌즈 블랭크를 적층하는 단 계;
    주형과 상기 렌즈 블랭크 사이에 공동을 형성하기 위해 상기 첫 번째 단면에 대향하는 상기 조립된 삽입물의 두 번째 단면 위에 주형을 위치시키는 단계;
    상기 공동을 광학 수지로 충진하는 단계; 및
    전기-활성 안경 렌즈의 두 번째 광학 표면을 생성하기 위해 상기 광학 수지를 경화하는 단계를 포함한
    전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법
  20. 제 19항에 있어서, 상기 렌즈 블랭크는 마무리 렌즈 블랭크를 포함함을 특징으로 하는 제조 방법
  21. 제 19항에 있어서, 상기 렌즈 블랭크는 반-마무리 렌즈 블랭크를 포함함을 특징으로 하는 제조 방법
  22. 조립된 삽입물을 형성하기 위해 삽입물 내에 전기-활성 요소를 위치시키는 단계;
    주형 개스켓 내에 상기 조립된 삽입물을 고정시키는 단계;
    첫 번째 주형과 두 번째 주형 사이에 공동을 형성하기 위해 첫 번째 주형이 두 번째 주형에 대향함을 특징으로 하는 첫 번째 주형 및 두 번째 주형을 상기 주형 개시켓 위에 위치시키는 단계;
    상기 공동을 광학 수지로 충진하는 단계; 및
    전기-활성 안경 렌즈의 첫 번째 및 두 번째 광학 표면을 생성하기 위해 상기 광학 수지를 경화하는 단계를 포함한
    전기-활성 안경 렌즈의 제조 방법
  23. 제 22항에 있어서, 상기 첫 번째 광학 표면은 마무리 렌즈 블랭크임을 특징으로 하는 제조 방법
  24. 제 22항에 있어서, 상기 첫 번째 광학 표면은 반-마무리 렌즈 블랭크임을 특징으로 하는 제조 방법
  25. 제 21항 및 제 24항에 있어서, 상기 반-마무리 렌즈 블랭크는 마무리 렌즈 블랭크를 형성하기 위해 더욱 처리됨을 특징으로 하는 제조 방법
  26. 제 1항에 있어서, 상기 전기-활성 요소는
    첫 번째 기재;
    두 번째 기재; 및
    상기 첫 번째 기재와 상기 두 번째 기재 사이에 전자적으로 배열되는 변경된 굴절률을 지니는 것이 가능한 물질을 포함함을 특징으로 하는 렌즈
KR1020087017381A 2006-01-10 2007-01-10 기계적으로 유연한 통합 삽입물을 포함한 전기-활성 안경렌즈의 개선된 장치 및 그의 제조방법 KR20080073793A (ko)

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