KR20180022589A - 액정 요소를 포함하는 가변 광학 안과용 디바이스 - Google Patents

액정 요소를 포함하는 가변 광학 안과용 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR20180022589A
KR20180022589A KR1020170106027A KR20170106027A KR20180022589A KR 20180022589 A KR20180022589 A KR 20180022589A KR 1020170106027 A KR1020170106027 A KR 1020170106027A KR 20170106027 A KR20170106027 A KR 20170106027A KR 20180022589 A KR20180022589 A KR 20180022589A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
liquid crystal
insert
variable optical
optical
Prior art date
Application number
KR1020170106027A
Other languages
English (en)
Inventor
스티븐 알. 비튼
루치아노 데 시오
프레더릭 에이. 플리치
프라비엔 판도지라오
랜들 브랙스턴 퓨
제임스 다니엘 리올
스베틀라나 세락
넬슨 브이. 타비리안
애덤 토너
올레나 유스코바
Original Assignee
존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/245,532 external-priority patent/US10386653B2/en
Application filed by 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드 filed Critical 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Publication of KR20180022589A publication Critical patent/KR20180022589A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/08—Auxiliary lenses; Arrangements for varying focal length
    • G02C7/081—Ophthalmic lenses with variable focal length
    • G02C7/083—Electrooptic lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/10—Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses
    • G02C7/101—Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses having an electro-optical light valve
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1313—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells specially adapted for a particular application
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)

Abstract

기재된 바와 같은 안과용 렌즈 내에 가변 광학 삽입체를 제공하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 에너지 공급원이 안과용 렌즈 내에 포함된 가변 광학 삽입체에 전력을 공급할 수 있다. 일부 실시예들에서, 안과용 렌즈는 실리콘 하이드로겔로부터 캐스트 성형된다. 다양한 안과용 렌즈 엔티티들은 굴절 특성들을 전기적으로 제어하기 위한 전기활성 액정 층들을 포함할 수 있다.

Description

액정 요소를 포함하는 가변 광학 안과용 디바이스{VARIABLE OPTIC OPHTHALMIC DEVICE INCLUDING LIQUID CRYSTAL ELEMENTS}
관련 출원과의 상호 참조
본 특허 출원은 2013년 9월 17일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/878,723호의 이익을 청구한다.
기술분야
본 발명은 가변 광학 능력을 갖는 안과용 렌즈 디바이스, 및 보다 구체적으로는, 일부 실시예에서, 액정 요소를 이용하는 가변 광학 삽입체(variable optic insert)를 갖는 안과용 렌즈의 제조를 기술한다.
전통적으로, 안과용 렌즈, 예컨대 콘택트 렌즈(contact lens) 또는 안내 렌즈(intraocular lens)는 미리결정된 광학 품질을 제공하였다. 예를 들어, 콘택트 렌즈는 하기의 것 중 하나 이상을 제공할 수 있다: 시력 교정 기능; 미용 향상; 및 치료적 효과이지만, 단지 한 세트의 시력 교정 기능들. 각각의 기능은 렌즈의 물리적 특성에 의해 제공된다. 기본적으로, 렌즈에 굴절 품질을 포함시키는 설계는 시력 교정 기능성을 제공한다. 렌즈에 포함된 안료는 미용 향상을 제공할 수 있다. 렌즈에 포함된 활성제(active agent)는 치료 기능성을 제공할 수 있다.
현재까지, 안과용 렌즈 내의 광학 품질은 렌즈의 물리적 특성으로 설계되었다. 일반적으로, 광학 설계가 결정되고, 이어서 예를 들어 캐스트 성형(cast molding) 또는 선반가공(lathing)을 통한 렌즈의 제조 동안에 렌즈에 부여되었다. 렌즈의 광학 품질은 일단 렌즈가 형성되고 나면 변화 없이 유지되었다. 그러나, 착용자들은 때때로 시력 조절(sight accommodation)을 제공하기 위해 그들이 이용가능한 하나 초과의 초점 도수를 갖는 것이 유익하다는 것을 발견할 수 있다. 광학 교정을 변화시키기 위해 안경을 바꿀 수 있는 안경 착용자와 달리, 콘택트 렌즈 착용자 또는 안내 렌즈 착용자는 상당한 노력 없이는 그들의 시력 교정의 광학적 특성을 변화시킬 수 없었다.
따라서, 본 발명은 동력공급될 수 있고 안과용 디바이스에 포함될 수 있는 액정 요소들을 갖는 가변 광학 삽입체와 관련된 혁신을 포함하는데, 이는 렌즈의 광학 품질을 변경할 수 있다. 그러한 안과용 디바이스의 예는 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈를 포함할 수 있다. 또한, 액정 요소를 가진 가변 광학 삽입체를 구비한 안과용 렌즈를 형성하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 일부 실시예는 또한 가변 광학부를 추가로 포함하는 강성 또는 성형성 동력공급형 삽입체(rigid or formable energized insert)를 가진 캐스트 성형된 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈를 포함할 수 있으며, 삽입체는 생체적합성 방식으로 안과용 렌즈 내에 포함된다.
따라서, 본 발명은 가변 광학 삽입체를 가진 안과용 렌즈, 가변 광학 삽입체를 가진 안과용 렌즈를 형성하기 위한 장치, 및 이를 제조하기 위한 방법의 개시 내용을 포함한다. 에너지 공급원이 가변 광학 삽입체 상으로 침착될 수 있으며, 삽입체는 제1 금형 부분품(mold part) 및 제2 금형 부분품 중 하나 또는 둘 모두에 근접하게 배치될 수 있다. 반응성 단량체 혼합물이 제1 금형 부분품과 제2 금형 부분품 사이에 배치된다. 제1 금형 부분품이 제2 금형 부분품에 근접하게 위치됨으로써 렌즈 공동(lens cavity)을 형성하는데, 이때 동력공급형 매체 삽입체 및 반응성 단량체 혼합물의 적어도 일부가 렌즈 공동 내에 있고; 반응성 단량체 혼합물은 화학 방사선에 노출되어 안과용 렌즈를 형성한다. 렌즈는 반응성 단량체 혼합물이 노출되는 화학 방사선의 제어를 통해 형성된다. 일부 실시예들에서, 안과용 렌즈 스커트 또는 삽입체 봉지(encapsulating) 층은 표준 하이드로겔 안과용 렌즈 제형으로 구성될 수 있다. 다수의 삽입체 재료에 대해 허용가능한 부합을 제공할 수 있는 특성을 가진 예시적인 재료는 예를 들어 나라필콘(Narafilcon) 계열(나라필콘 A 및 나라필콘 B를 포함함), 에타필콘(Etafilcon) 계열(에타필콘 A를 포함함), 갈리필콘(Galyfilcon) A 및 세노필콘(Senofilcon) A를 포함할 수 있다.
액정 요소들을 구비한 가변 광학 삽입체를 형성하는 방법들 및 생성된 삽입체들은 다양한 실시예들의 중요한 태양들이다. 일부 실시예들에서, 액정은 액정에 대한 휴지 배향(resting orientation)을 설정할 수 있는 2개의 정렬 층들 사이에 위치될 수 있다. 이들 2개의 정렬 층은 가변 광학부를 포함하는 기재 층들 상에 침착된 전극들을 통해 에너지 공급원과 전기 연통될 수 있다. 전극들은 에너지 공급원으로의 중간 상호접속부를 통해, 또는 삽입체 내에 매설된 구성요소를 직접 통해 동력공급될 수 있다.
정렬 층들의 동력공급은 액정이 휴지 배향으로부터 동력공급된 배향(energized orientation)으로 변화하게 할 수 있다. 2개의 동력공급 레벨, 즉 온 또는 오프로 동작하는 실시예에서, 액정은 하나의 동력공급된 배향만을 가질 수 있다. 동력공급이 에너지 레벨의 규모에 따라 이루어지는 다른 대안적인 실시예에서, 액정은 다수의 동력공급된 배향을 가질 수 있다.
분자의 생성된 정렬과 배향은 액정 층을 통과하는 광에 영향을 미쳐서 가변 광학 삽입체의 변화를 유발할 수 있다. 예를 들어, 이러한 정렬과 배향은 굴절 특성에 의해 입사광에 작용할 수 있다. 부가적으로, 이러한 효과는 광의 편광의 변경을 포함할 수 있다. 일부 실시예는 가변 광학 삽입체를 포함할 수 있고, 이 경우 동력공급이 렌즈의 초점 특성을 변경한다.
일부 실시예에서, 유전체 재료가 정렬 층과 전극 사이에 침착될 수 있다. 그러한 실시예는 예를 들어 사전 형성된 형상과 같은 3차원 특성을 가진 유전체 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예는 유전체 재료의 제2 층을 포함할 수 있고, 이 경우 유전체 재료의 제1 층은 광학 구역 내의 일정 영역을 가로질러 두께가 변하여, 액정 재료의 층을 가로질러 변화하는 전기장을 초래한다. 대안적인 실시예에서, 안과용 렌즈 디바이스는 유사한 광학 특성 및 상이한 저주파수 유전체 특성을 가진 2가지 재료의 복합물일 수 있는 유전체 재료의 제1 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 전술한 그리고 다른 특징 및 이점은 첨부 도면에 예시된 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예의 하기의 보다 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예를 구현하는 데 유용할 수 있는 예시적인 금형 조립체 장치 구성요소를 예시한다.
도 2a 및 도 2b는 가변 광학 삽입체 실시예를 가진 예시적인 동력공급형 안과용 렌즈를 예시한다.
도 3은 가변 광학 삽입체의 전방 및 후방 곡선 피스들이 상이한 곡률을 가질 수 있고 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 단면도를 예시한다.
도 4는 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체를 가진 안과용 렌즈 디바이스 실시예의 단면도를 예시한다.
도 5는 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 6은 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 7은 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체를 갖는 안과용 렌즈를 형성하기 위한 방법 단계들을 예시한다.
도 8은 액정으로 구성된 가변 광학 삽입체를 안과용 렌즈 금형 부분품 내에 배치하기 위한 장치 구성요소들의 일례를 예시한다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예들을 구현하기 위해 사용될 수 있는 프로세서를 예시한다.
도 10은 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 11은 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 12a 및 도 12b는 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 13a 내지 도 13c는 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 14a 및 도 14b는 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 15는 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 16a 및 도 16b는 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 17a 및 도 17b는 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 17c, 도 17d 및 도 17e는 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 예시적인 실시예를 위한 정렬 층의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다. 도 17f는 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예 및 실시예의 유형에 대한 가치 방정식(equation of merit)을 예시한다.
도 18 및 도 18a는 액정의 패턴화의 예시적인 실시예 및 상기 유형의 디바이스로부터 도출된 예시적인 광학적 결과를 예시한다.
도 19a 및 도 19b는 가변 광학 삽입체 내로 포함될 수 있는 액정의 패턴화의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 20은 도 19에 예시된 유형의 실시예들의 근접도를 예시한다.
도 21, 도 21a, 도 21b 및 도 21c는 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 22, 도 22a, 도 22b 및 도 22c는 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 23은 가변 광학부가 액정으로 구성될 수 있는 가변 광학 삽입체의 대안의 예시적인 실시예 및 편광된 광 성분들이 실시예를 고찰하는 동안 영향을 받을 수 있는 방식을 예시한다.
본 발명은 가변 광학부가 액정으로 구성되는 가변 광학 삽입체를 가진 안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법 및 장치를 포함한다. 또한, 본 발명은 안과용 렌즈 내로 포함되는 액정으로 구성된 가변 광학 삽입체를 가진 안과용 렌즈를 포함한다.
본 발명에 따르면, 안과용 렌즈에는 매설된 삽입체 및 에너지를 위한 저장 수단으로서 전기화학 전지 또는 배터리와 같은 에너지 공급원이 형성된다. 일부 예시적인 실시예에서, 에너지 공급원을 포함하는 재료는 봉지되어 안과용 렌즈가 그 내부에 배치되는 환경으로부터 격리될 수 있다.
착용자-제어식 조절 디바이스가 광학부를 변화시키기 위해 사용될 수 있다. 조절 디바이스는 예를 들어 전압 출력을 증가시키거나 감소시키기 위한 전자 디바이스 또는 수동 디바이스(passive device)를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예는 또한 측정된 파라미터 또는 착용자 입력에 따라 자동화된 장치를 통해 가변 광학부를 변화시키기 위한 자동화된 조절 디바이스를 포함할 수 있다. 착용자 입력은 예를 들어 무선 장치에 의해 제어되는 스위치를 포함할 수 있다. 무선은 예를 들어 무선 주파수 제어(radio frequency control), 자기 스위칭(magnetic switching) 및 인덕턴스 스위칭(inductance switching)을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 생물학적 기능에 응답하여 또는 안과용 렌즈 내의 감지 요소의 측정에 응답하여 활성화가 이루어질 수 있다. 다른 예시적인 실시예는 비제한적 예로서 주변 조명 조건의 변화에 의해 촉발되는 활성화로부터 형성될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 삽입체는 또한 액정 층들로 구성된 가변 광학부를 포함한다. 전극의 동력공급에 의해 생성된 전기장이 액정 층 내에서의 재정렬을 유발하여 휴지 배향으로부터 동력공급된 배향으로 분자를 변화시킬 때 광학 도수의 변동이 이루어질 수 있다. 다른 대안의 예시적인 실시예에서, 전극의 동력공급에 의한 액정 층의 변경에 의해 유발된 상이한 효과들, 예를 들어 편광 각도의 회전이 이용될 수 있다.
액정 층을 가진 일부 예시적인 실시예에서, 안과용 렌즈의 비-광학 구역 부분 내에 동력공급될 수 있는 요소들이 있을 수 있는 반면, 다른 예시적인 실시예는 동력공급을 필요로 하지 않을 수 있다. 동력공급이 없는 실시예에서, 액정은 일부 외부 인자, 예를 들어 주변 온도 또는 주변 광에 기초하여 수동적으로 가변적일 수 있다.
액정 렌즈는 그의 본체에 입사하는 편광된 광에 전기적 가변 굴절률을 제공할 수 있다. 편광 축이 제1 렌즈에 대해 제2 렌즈 내에서 회전되는 2개의 렌즈의 조합이 주변 비-편광된 광에 대해 굴절률을 변화시키는 것이 가능할 수 있는 렌즈 요소를 허용한다.
전기적으로 활성인 액정 층을 전극과 조합함으로써, 전극을 가로질러 전기장을 인가함으로써 제어될 수 있는 물리적 엔티티(entity)가 달성될 수 있다. 액정 층의 주변부 상에 존재하는 유전체 층이 있는 경우, 유전체 층을 가로지르는 전기장과 액정 층을 가로지르는 전기장이 전극들을 가로지르는 전기장으로 조합될 수 있다. 3차원 형상에서, 층들에 걸친 전기장들의 조합의 특성이 전기역학적 원리 및 유전체 층과 액정 층의 기하학적 형상에 기초하여 추정될 수 있다. 유전체 층의 유효 전기적 두께(effective electrical thickness)가 불균일한 방식으로 만들어지는 경우, 전극들을 가로지르는 전기장의 효과는 유전체의 유효 형상에 의해 "형상화"될 수 있으며 액정 층들 내에서 굴절률의 차원적으로 형상화된 변화들을 생성할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 그러한 형상화는 가변 초점 특성을 채택하는 능력을 갖는 렌즈를 생성할 수 있다.
액정 층을 포함하는 물리적 렌즈 요소가 상이한 초점 특성을 갖도록 그들 자체가 형상화될 때 대안의 예시적인 실시예가 도출될 수 있다. 이때, 액정 층의 전기적 가변 굴절률은 전극의 사용을 통한 액정 층에 걸친 전기장의 인가에 기초하여 렌즈의 초점 특성의 변화를 도입하기 위해 사용될 수 있다. 전방 봉쇄 표면(front containment surface)이 액정 층과 이루는 형상과 후방 봉쇄 표면이 액정 층과 이루는 형상은 일차적으로 시스템의 초점 특성을 결정할 수 있다.
하기 단락에서, 본 발명의 예시적인 실시예의 상세한 설명이 주어질 것이다. 바람직한 실시예 및 대안적인 실시예 둘 모두의 설명은 단지 예시적인 실시예들이며, 당업자에게는 변형, 수정 및 변경이 명백할 수 있다는 것이 이해된다. 따라서, 예시적인 실시예는 근본적인 본 발명의 범주를 제한하지 않음을 이해하여야 한다.
용어 해설
본 발명에 관한 이러한 설명 및 청구범위에서, 다양한 용어가 사용될 수 있으며, 이들 용어에 대해서는 하기의 정의가 적용될 것이다:
정렬 층: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 액정 층 내의 분자의 배향에 영향을 미치고 그 배향을 정렬시키는, 액정 층에 인접한 층을 지칭한다. 분자의 생성된 정렬과 배향은 액정 층을 통과하는 광에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 이러한 정렬과 배향은 굴절 특성에 의해 입사광에 작용할 수 있다. 부가적으로, 이러한 효과는 광의 편광의 변경을 포함할 수 있다.
전기 연통: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전기장에 의해 영향을 받고 있는 것을 지칭한다. 전도성 재료의 경우에, 이 영향은 전류의 흐름으로부터 야기되거나 전류의 흐름을 야기할 수 있다. 다른 재료에서, 예로서 전기력선(field line)을 따라 영구적인 그리고 유도된 분자 쌍극자를 배향시키는 경향과 같은 영향을 야기하는 것은 전위장일 수 있다.
동력공급된: 본 명세서에 사용된 바와 같이, 전류를 공급할 수 있거나 전기 에너지를 내부에 저장할 수 있는 상태를 지칭한다.
동력공급된 배향: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지 공급원에 의해 전력공급된 전위장의 효과에 의해 영향을 받을 때의 액정의 분자들의 배향을 지칭한다. 예를 들어, 액정을 포함하는 디바이스는 에너지 공급원이 온 또는 오프로서 동작하는 경우에 하나의 동력공급된 배향을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 동력공급된 배향은 인가된 에너지의 양에 의해 영향을 받는 비율에 따라 변화할 수 있다.
에너지: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 일을 수행하는 물리적 시스템의 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 일을 함에 있어서 전기적 작용을 수행할 수 있는 상기 능력에 관계될 수 있다.
에너지 공급원: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지를 공급할 수 있거나 생의학 디바이스를 동력공급된 상태에 둘 수 있는 디바이스를 지칭한다.
에너지 하베스터(Energy Harvester): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 환경으로부터 에너지를 추출하여 그것을 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 디바이스를 지칭한다.
안내 렌즈: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 안구 내에 매설되는 안과용 렌즈를 지칭한다.
렌즈-형성 혼합물 또는 반응성 혼합물 또는 반응성 단량체 혼합물(RMM): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 경화 및 가교결합되거나 가교결합되어 안과용 렌즈를 형성할 수 있는 단량체 또는 예비중합체(prepolymer) 재료를 지칭한다. 다양한 실시예는 하나 이상의 첨가제, 예를 들어 UV 차단제, 틴트(tint), 광개시제 또는 촉매, 및 예를 들어 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈와 같은 안과용 렌즈에 사람들이 필요로 할 수 있는 다른 첨가제를 갖는 렌즈-형성 혼합물을 포함할 수 있다.
렌즈-형성 표면: 본 명세서에 사용된 바와 같이, 렌즈를 성형하는 데 사용되는 표면을 지칭한다. 일부 실시예에서, 임의의 그러한 표면은 광학 품질의 표면 마무리를 가질 수 있는데, 이는 성형 표면과 접촉하는 렌즈-형성 혼합물의 중합에 의해 형성되는 렌즈 표면이 광학적으로 허용가능하도록 표면이 형성되고 충분히 매끄럽다는 것을 나타낸다. 또한, 일부 실시예에서, 렌즈-형성 표면은 예를 들어 구면 도수, 비구면 도수 및 난시 도수, 파면 수차 교정(wave front aberration correction), 및 각막 토포그래피 교정(corneal topography correction)을 포함하는 원하는 광학 특성을 렌즈 표면에 부여하는 데 필요한 기하학적 형상을 가질 수 있다.
액정: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 통상의 액체와 고체 결정 사이의 특성을 갖는 물질의 상태를 지칭한다. 액정은 고체로서 특징지어질 수 없지만 그의 분자는 어느 정도의 정렬을 나타낸다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 액정은 특정 상(phase) 또는 구조로 제한되지 않지만, 액정은 특정 휴지 배향을 가질 수 있다. 액정의 배향 및 상은 액정의 부류에 따라 외력, 예를 들어 온도, 자성 또는 전기에 의해 조작될 수 있다.
리튬 이온 전지: 본 명세서에 사용된 바와 같이, 리튬 이온이 전지를 통해 이동하여 전기 에너지를 발생시키는 전기화학 전지를 지칭한다. 전형적으로 배터리로 불리는 이러한 전기화학 전지는 그것의 전형적인 형태에서 동력이 재공급되거나 재충전될 수 있다.
매체 삽입체 또는 삽입체: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이는 에너지 공급원을 안과용 렌즈 내에서 지지할 수 있는 성형성 또는 강성 기재를 지칭한다. 일부 예시적인 실시예에서, 매체 삽입체는 또한 하나 이상의 가변 광학부를 포함한다.
금형: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 비경화 제형으로부터 렌즈를 형성하기 위해 사용될 수 있는 강성 또는 반-강성 물체를 지칭한다. 일부 바람직한 금형은 전방 곡선 금형 부분품 및 후방 곡선 금형 부분품을 형성하는 2개의 금형 부분품을 포함한다.
안과용 렌즈 또는 렌즈: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 눈 안에 또는 눈 위에 존재하는 임의의 안과용 디바이스를 지칭한다. 이들 디바이스는 광학 교정을 제공할 수 있거나, 미용을 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 용어 "렌즈"는 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 오버레이 렌즈(overlay lens), 안구 삽입체(ocular insert), 광학적 삽입체, 또는 시력이 교정되거나 변경되게 하는, 또는 시력을 방해함이 없이 눈 생리 기능이 미용적으로 향상되게 하는(예를 들어, 홍채 색상) 다른 유사한 디바이스를 지칭할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 본 발명의 바람직한 렌즈는, 예를 들어 실리콘 하이드로겔 및 플루오로하이드로겔을 포함하는 실리콘 탄성중합체 또는 하이드로겔로부터 제조된 소프트 콘택트 렌즈이다.
광학 구역: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 안과용 렌즈의 착용자가 이를 통해 보는 안과용 렌즈의 영역을 지칭한다.
일률: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단위 시간당 행한 일 또는 전달된 에너지를 지칭하다.
재충전가능한 또는 재동력공급가능한: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 더 높은 일 수행 능력을 가진 상태로 복원되는 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 소정의 회복 기간 동안 소정의 비율로 전류를 흘리는 능력으로 복원되는 능력에 관계될 수 있다.
재동력공급 또는 재충전: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 보다 높은 일 수행 능력을 갖는 상태로의 에너지 공급원의 복원을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 소정의 회복 시간 주기 동안 소정의 비율로 전류를 흘리는 능력으로 디바이스를 복원하는 것에 관계될 수 있다.
금형으로부터 이형된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 렌즈가 금형으로부터 완전히 분리되거나, 단지 느슨하게 부착되어 가벼운 정도의 교반에 의해 제거되거나 스왑(swab)에 의해 밀려 떼어내질 수 있는 것을 지칭한다.
휴지 배향: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 비-동력공급된 휴지 상태에 있는 액정 디바이스의 분자의 배향을 지칭한다.
가변 광학: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 예를 들어 렌즈의 광학 도수 또는 편광 각도와 같은 광학 품질을 변화시키는 능력을 지칭한다.
안과용 렌즈
도 1을 참조하면, 밀봉되고 봉지된 삽입체를 포함하는 안과용 디바이스를 형성하기 위한 장치(100)가 도시되어 있다. 장치는 예시적인 전방 곡선 금형(102) 및 정합하는 후방 곡선 금형(101)을 포함한다. 안과용 디바이스의 가변 광학 삽입체(104) 및 본체(103)는 전방 곡선 금형(102)과 후방 곡선 금형(101) 내측에 위치될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 하이드로겔 본체(103)의 재료는 하이드로겔 재료일 수 있고, 가변 광학 삽입체(104)는 이러한 재료에 의해 모든 표면 상에서 둘러싸일 수 있다.
가변 광학 삽입체(104)는 다수의 액정 층(109, 110)을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예는 단일 액정 층을 포함할 수 있는데, 이들 중 일부가 이하의 단락에서 논의된다. 장치(100)의 사용은 다수의 밀봉된 영역을 갖는 구성요소들의 조합으로 구성되는 신규한 안과용 디바이스를 생성할 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 가변 광학 삽입체(104)를 갖는 렌즈는 액정 층(109, 110)을 포함하는 중심 강성 광학 요소가 각자의 전방 및 후방 표면들 상에서 대기 및 각막 표면과 직접 접촉하는 강성 중심 연성 스커트 설계(rigid center soft skirt design)를 포함할 수 있다. 렌즈 재료(전형적으로 하이드로겔 재료)의 연성 스커트는 강성 광학 요소의 주연부에 부착되고, 강성 광학 요소는 또한 생성된 안과용 렌즈에 에너지와 기능성을 부가할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 200으로 가변 광학 삽입체의 예시적인 실시예의 평면도가 도시되어 있고, 도 2b를 참조하면, 250으로 그의 단면도가 도시되어 있다. 이 도면에서, 에너지 공급원(210)이 가변 광학 삽입체(200)의 주연부 부분(211)에 도시되어 있다. 에너지 공급원(210)은 예를 들어 박막 재충전가능 리튬 이온 배터리 또는 알칼리 전지 기반 배터리를 포함할 수 있다. 에너지 공급원(210)은 상호접속을 허용하는 상호접속 특징부(214)에 접속될 수 있다. 225와 230의 추가의 상호접속부는 예를 들어 에너지 공급원(210)을 아이템(205)과 같은 회로에 접속시킬 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 삽입체가 그의 표면 상에 침착된 상호접속 특징부를 가질 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 가변 광학 삽입체(200)는 가요성 기재를 포함할 수 있다. 이러한 가요성 기재는 앞서 논의된 유사한 방식으로 또는 다른 수단에 의해 전형적인 렌즈 형태와 유사한 형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 추가의 가요성을 부가하기 위해, 가변 광학 삽입체(200)는 그의 길이를 따라 반경방향 절제부와 같은 부가적인 형상 특징부를 포함할 수 있다. 집적 회로, 개별 구성요소, 수동 구성요소, 및 또한 포함될 수 있는 그러한 디바이스와 같은, 205로 지시되는 것과 같은 다수의 전자 구성요소가 있을 수 있다.
가변 광학부(220)가 또한 예시되어 있다. 가변 광학부는 가변 광학 삽입체를 통한 전류의 인가를 통해 명령에 따라 변화될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 가변 광학부(220)는 2개의 투명 기재 층들 사이의 얇은 액정 층으로 구성된다. 전형적으로 전자 회로(205)의 동작을 통해 가변 광학 구성요소를 전기적으로 활성화시키고 제어하는 수많은 방식이 있을 수 있다. 전자 회로는 다양한 방식으로 신호를 수신할 수 있고, 아이템(215)과 같은 삽입체 내에 또한 있을 수 있는 감지 요소에 또한 접속될 수 있다. 일부 실시예에서, 가변 광학 삽입체는 안과용 렌즈를 형성하기 위해 하이드로겔 재료 또는 다른 적합한 재료로 구성될 수 있는 렌즈 스커트(255) 내에 봉지될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 안과용 렌즈는 안과용 스커트(255), 및 그 자체가 액정 재료의 또는 액정 재료를 포함하는 층들 또는 영역들을 포함할 수 있는 봉지된 안과용 렌즈 삽입체(200)로 구성될 수 있다.
액정 요소를 포함하는 가변 광학 삽입체
도 3을 참조하면, 2개의 상이하게 형상화된 렌즈 피스들의 렌즈 효과의 예시인 아이템(300)을 볼 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 본 명세서에서의 본 발명의 기술의 가변 광학 삽입체는 전극 및 액정 층 시스템을 2개의 상이하게 형상화된 렌즈 피스 내에 인클로징함으로써 형성될 수 있다. 이러한 전극 및 액정 층 시스템은 350으로 예시된 바와 같은 렌즈 피스들 사이의 공간을 차지할 수 있다. 320에서 전방 곡선 피스를 볼 수 있고, 310에서 후방 곡선 피스를 볼 수 있다.
비제한적 예에서, 전방 곡선 피스(320)는 공간(350)과 상호작용하는 오목한 형상의 표면을 가질 수 있다. 이러한 형상은 일부 실시예에서 330으로 도시된 곡률 반경과 초점(335)을 갖는 것으로 추가로 특징지어질 수 있다. 다양한 파라미터 특성을 갖는 다른 더 복잡한 형상이 본 발명의 기술의 범주 내에서 형성될 수 있지만, 예시를 위해 간단한 구형 형상이 도시될 수 있다.
유사한 그리고 역시 비제한적 방식으로, 후방 곡선 피스(310)는 공간(350)과 상호작용하는 볼록한 형상의 표면을 구비할 수 있다. 이러한 형상은 일부 실시예에서 340으로 도시된 곡률 반경과 초점(345)을 갖는 것으로 추가로 특징지어질 수 있다. 다양한 파라미터 특성을 갖는 다른 더 복잡한 형상이 본 발명의 기술의 범주 내에서 형성될 수 있지만, 예시를 위해 간단한 구형 형상이 도시될 수 있다.
300과 같은 유형의 렌즈가 어떻게 작동할 수 있는지를 예시하기 위해, 아이템(310, 320)을 포함하는 재료는 미리결정된 값의 고유 굴절률을 가질 수 있고, 공간(350) 내에서, 액정 층은 비제한적 예에서 굴절률에 대한 그러한 미리결정된 값과 부합하도록 선택될 수 있다. 따라서, 광선이 렌즈 피스(310, 320)와 공간(350)을 횡단할 때, 광선은 초점 특성을 조절하는 방식으로 다양한 계면에 반응하지 않을 것이다. 그의 기능에 있어서, 도시되지 않은 렌즈의 부분은 공간(350) 내의 액정 층이 입사 광선에 대하여 상이한 굴절률을 취하는 결과를 야기할 수 있는 다양한 구성요소의 동력공급을 활성화시킬 수 있다. 비제한적 예에서, 얻어진 굴절률은 저하될 수 있다. 이제, 각각의 재료 계면에서, 광의 경로가 표면의 초점 특성과 굴절률의 변화에 기초하여 변경되도록 모델링될 수 있다.
이러한 모델은 스넬의 법칙(Snell's law): sin (세타1) / sin (세타2) = n2/n1에 기초할 수 있다. 예를 들어, 계면은 피스(320)와 공간(350)에 의해 형성될 수 있다. 세타1은 입사 광선이 계면에서 표면 법선과 이루는 각도일 수 있다. 세타2는 광선이 계면을 떠날 때 표면 법선과 이루는 모델링된 각도일 수 있다. n2는 공간(350)의 굴절률을 나타낼 수 있고, n1은 피스(320)의 굴절률을 나타낼 수 있다. n1이 n2와 동일하지 않을 때, 각도들 세타1과 세타2가 또한 상이할 것이다. 따라서, 공간(350) 내의 액정 층의 전기적 가변 굴절률이 변화될 때, 광선이 계면에서 취할 경로가 또한 변화될 것이다.
도 4를 참조하면, 매설된 가변 광학 삽입체(410)를 갖는 안과용 렌즈(400)가 도시되어 있다. 안과용 렌즈(400)는 전방 곡선 표면(401)과 후방 곡선 표면(402)을 구비할 수 있다. 삽입체(410)는 액정 층(404)을 갖는 가변 광학부(403)를 구비할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 삽입체(410)는 다수의 액정 층(404, 405)을 구비할 수 있다. 삽입체(410)의 부분들이 안과용 렌즈(400)의 광학 구역과 중첩될 수 있다.
도 5를 참조하면, 안과용 렌즈 내로 삽입될 수 있는 가변 광학부(500)가 액정 층(530)과 함께 예시되어 있다. 가변 광학부(500)는 본 명세서의 다른 단락에서 논의되었던 바와 유사한 재료의 다양성 및 구조적 관련성을 가질 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 투명 전극(545)이 제1 투명 기재(550) 상에 배치될 수 있다. 제1 렌즈 표면(540)은 유전체 필름으로, 그리고 일부 예시적인 실시예에서는, 제1 투명 전극(545) 상에 배치될 수 있는 정렬 층으로 구성될 수 있다. 그러한 예시적인 실시예에서, 제1 렌즈 표면(540)의 유전체 층의 형상은 도시된 바와 같이 유전체 두께에 있어서 국부적으로 변화되는 형상을 형성할 수 있다. 그러한 국부적으로 변화되는 형상은 도 3을 참조하여 논의된 기하학적 효과 이상으로 렌즈 요소의 추가의 초점 도수를 도입할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 형상화된 층은 제1 투명 전극(545)-기재(550) 조합 상에 사출 성형함으로써 형성될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 제1 투명 전극(545)과 제2 투명 전극(520)은 다양한 방식으로 형상화될 수 있다. 일부 예에서, 이러한 형상화는 별도로 인가되는 동력공급을 가질 수 있는 별개의 개별 영역이 형성되는 결과를 가져올 수 있다. 다른 예에서, 전극은 렌즈의 중심으로부터 주변부까지 나선(helix)과 같은 패턴으로 형성될 수 있으며, 이는 액정 층(530)을 가로질러 가변 전기장을 인가할 수 있다. 어느 경우든, 그러한 전극 형상화는 유전체 층을 전극 상에 형상화하는 것에 더하여 또는 그러한 형상화 대신에 수행될 수 있다. 이들 방식으로의 전극의 형상화는 또한 작동 중인 렌즈 요소의 추가의 초점 도수를 도입할 수 있다.
액정 층(530)은 제1 투명 전극(545)과 제2 투명 전극(525) 사이에 위치될 수 있다. 제2 투명 전극(525)은 상부 기재 층(510)에 부착될 수 있으며, 여기서 상부 기재 층(510)으로부터 하부 기재 층(550)까지 형성된 디바이스는 안과용 렌즈의 가변 광학부(500)를 포함할 수 있다. 2개의 정렬 층이 또한 540 및 525에서 유전체 층 상에 위치될 수 있고, 액정 층(525)을 둘러쌀 수 있다. 540 및 525에 있는 정렬 층들은 안과용 렌즈의 휴지 배향을 한정하도록 기능할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 전극 층(525, 545)은 액정 층(530)과 전기 연통 상태에 있을 수 있고, 휴지 배향으로부터 적어도 하나의 동력공급된 배향으로의 배향의 변화를 유발할 수 있다.
도 6을 참조하면, 안과용 렌즈 내로 삽입될 수 있는 가변 광학 삽입체(600)의 대안예가 2개의 액정 층(620, 640)과 함께 예시되어 있다. 액정 영역 주위의 다양한 층의 태양들 각각은 도 5의 가변 광학 삽입체(500)에 관하여 기술된 바와 유사한 다양성을 가질 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 정렬 층들은 편광 감응성을 단일 액정 요소의 기능 내로 도입할 수 있다. 제1 기재(610), 620 주위의 공간 내의 그의 개재 층(intervening layer) 및 제1 편광 선호도를 가질 수 있는 제2 기재(630)에 의해 형성되는 제1 액정 기반 요소를, 제2 기재(630) 상의 제2 표면, 640 주위의 공간 내의 개재 층 및 제2 편광 선호도를 갖는 제3 기재(650)에 의해 형성되는 제2 액정 기반 요소와 조합함으로써, 렌즈에 입사하는 입사 광의 편광 양상들에 민감하지 않은 렌즈의 전기적 가변 초점 특성을 허용할 수 있는 조합이 형성될 수 있다.
예시적인 요소(600)에서, 500에서의 예와 관련된 다양한 유형 및 다양성을 갖는 2개의 전기적 활성 액정 층들의 조합이 3개의 기재 층들을 이용하여 형성될 수 있다. 다른 예에서, 디바이스는 4개의 상이한 기재들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 그러한 예에서, 중간 기재(630)는 2개의 층으로 분할될 수 있다. 기재들이 추후에 조합되면, 아이템(600)과 유사하게 기능하는 디바이스가 생성될 수 있다. 4개의 층들의 조합은 유사한 디바이스들이 액정 층(620, 640) 둘 모두 주위에 구성될 수 있는 요소의 제조를 위한 종래의 예를 제시할 수 있으며, 여기서 처리의 차이는 액정 요소를 위한 정렬 특징부를 한정하는 단계들의 일부분과 관련될 수 있다. 또 다른 예에서, 500으로 도시된 것과 같은 단일 액정 층 주위의 렌즈 요소가 구면 대칭이거나 90도의 회전시 대칭이면, 2개의 피스를 조립하기 전에 서로에 대해 90도 회전시킴으로써 2개의 피스가 600으로 도시된 유형의 구조체로 조립될 수 있다.
재료
마이크로사출 성형(Microinjection molding) 실시예들은, 예를 들어, 폴리(4-메틸펜트-1-엔) 공중합체 수지가, 약 6 mm 내지 10 mm의 직경 및 약 6 mm 내지 10 mm의 전방 표면 반경 및 약 6 mm 내지 10 mm의 후방 표면 반경 및 약 0.050 mm 내지 1.0 mm의 중심 두께를 갖는 렌즈를 형성하는 데 사용되는 것을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들은 약 8.9 mm의 직경 및 약 7.9 mm의 전방 표면 반경 및 약 7.8 mm의 후방 표면 반경 및 약 0.200 mm의 중심 두께 및 약 0.050 반경의 에지 프로파일을 갖는 삽입체를 포함한다.
가변 광학 삽입체(104)는 안과용 렌즈를 형성하는 데 이용되는 금형 부분품(101, 102) 내에 배치될 수 있다. 금형 부분품(101) 및 금형 부분품(102) 재료는, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 및 개질 폴리올레핀 중 하나 이상의 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 다른 금형은 세라믹 또는 금속 재료를 포함할 수 있다.
바람직한 지환족 공중합체는 두 가지의 상이한 지환족 중합체를 함유한다. 지환족 공중합체의 다양한 등급은 105℃ 내지 160℃ 범위의 유리 전이 온도를 가질 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 본 발명의 금형은 중합체, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 주쇄 내에 지환족 모이어티(moiety)를 함유한 개질 폴리올레핀, 및 환형 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 이 블렌드는 금형 반부들 중 어느 하나 또는 둘 모두에서 사용될 수 있으며, 여기서 이 블렌드가 후방 곡선에 사용되고 전방 곡선은 지환족 공중합체로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 일부 바람직한 금형(100) 제조 방법에서, 공지된 기술에 따라 사출 성형이 이용되지만, 예시적인 실시예는 또한 예를 들어 선반가공, 다이아몬드 선삭(diamond turning), 또는 레이저 절삭(laser cutting)을 포함한 다른 기술에 의해 형성된 금형을 포함할 수 있다.
전형적으로, 렌즈는 둘 모두의 금형 부분품(101, 102)의 적어도 하나의 표면 상에 형성된다. 그러나, 일부 예시적인 실시예에서, 렌즈의 하나의 표면이 금형 부분품(101, 102)으로부터 형성될 수 있고, 렌즈의 다른 표면이 선반가공 방법 또는 다른 방법을 사용하여 형성될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 바람직한 렌즈 재료는 실리콘 함유 성분을 포함한다. "실리콘-함유 성분"은 단량체, 거대단량체(macromer), 또는 예비중합체에 적어도 하나의 [-Si-O-] 단위를 함유하는 것이다. 바람직하게는, 전체 Si 및 부착된 O는, 실리콘-함유 성분의 전체 분자량의 약 20 중량% 초과, 및 보다 바람직하게는 30 중량% 초과의 양으로 실리콘-함유 성분에 존재한다. 유용한 실리콘-함유 성분은 바람직하게는 중합성 작용기, 예를 들어 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 비닐, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, 및 스티릴 작용기를 포함한다.
일부 예시적인 실시예에서, 삽입체를 둘러싸는, 삽입체 봉지 층으로도 불리는 안과용 렌즈 스커트는 표준 하이드로겔 안과용 렌즈 제형으로 구성될 수 있다. 다수의 삽입체 재료에 대해 허용가능한 부합을 제공할 수 있는 특성을 가진 예시적인 재료는 나라필콘 계열(나라필콘 A 및 나라필콘 B를 포함함) 및 에타필콘 계열(에타필콘 A를 포함함)을 포함할 수 있지만, 이로 제한되지 않는다. 더욱 기술적으로 포괄적인 논의가 본 명세서의 기술과 부합하는 재료의 특성에 대해 후술된다. 당업자는 논의되는 것들 외의 다른 재료가 또한 밀봉되고 봉지된 삽입체의 허용가능한 인클로저 또는 부분적인 인클로저를 형성할 수 있고, 청구범위의 범주 내에 포함되고 부합하는 것으로 고려되어야 함을 인식할 수 있다.
적합한 실리콘-함유 성분은 화학식 I의 화합물을 포함한다:
[화학식 I]
Figure pat00001
상기 식에서,
R1은 독립적으로 1가 반응성 기, 1가 알킬 기, 또는 1가 아릴 기 - 전술한 기 중 임의의 것은 하이드록시, 아미노, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로겐 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 작용기를 추가로 포함할 수 있음 -; 및 1 내지 100개의 Si-O 반복 단위를 포함하는 1가 실록산 사슬 - 이는 알킬, 하이드록시, 아미노, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 할로겐 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 작용기를 추가로 포함할 수 있음 - 로부터 선택되고;
b는 0 내지 500이며, b가 0 이외의 것일 때 b는 기술된 값과 동일한 모드를 갖는 분포임이 이해되고;
적어도 하나의 R1은 1가 반응성 기를 포함하며, 일부 실시예에서는 1 내지 3개의 R1이 1가 반응성 기를 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "1가 반응성 기"는 자유 라디칼 및/또는 양이온성 중합을 겪을 수 있는 기이다. 자유 라디칼 반응성 기의 비제한적인 예에는 (메트)아크릴레이트, 스티릴, 비닐, 비닐 에테르, C1-6 알킬(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, C1-6 알킬(메트)아크릴아미드, N-비닐락탐, N-비닐아미드, C2-12 알케닐, C2-12 알케닐페닐, C2-12 알케닐나프틸, C2-6 알케닐페닐C1-6 알킬, O-비닐카르바메이트 및 O-비닐카르보네이트가 포함된다. 양이온성 반응성 기의 비제한적 예에는 비닐 에테르 또는 에폭사이드 기 및 이들의 혼합물이 포함된다. 일 실시예에서, 자유 라디칼 반응성 기는 (메트)아크릴레이트, 아크릴옥시, (메트)아크릴아미드, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
적합한 1가 알킬 및 아릴 기에는 비치환 1가 C1 내지 C16 알킬 기, C6-C14 아릴 기, 예를 들어 치환 및 비치환 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 2-하이드록시프로필, 프로폭시프로필, 폴리에틸렌옥시프로필, 이들의 조합 등이 포함된다.
일 실시예에서, b는 0이고, 하나의 R1은 1가 반응성 기이고, 적어도 3개의 R1은 1 내지 16개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬 기로부터, 그리고 다른 실시예에서는, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬 기로부터 선택된다. 이러한 실시예의 실리콘 성분의 비제한적인 예는 2-메틸-,2-하이드록시-3-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[(트라이메틸실릴)옥시]다이실록사닐]프로폭시]프로필 에스테르 ("SiGMA"),
2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필옥시프로필-트리스(트라이메틸실록시)실란,
3-메타크릴옥시프로필트리스(트라이메틸실록시)실란 ("TRIS"),
3-메타크릴옥시프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란 및
3-메타크릴옥시프로필펜타메틸 다이실록산을 포함한다.
다른 실시예에서, b는 2 내지 20, 3 내지 15이거나, 일부 실시예에서 3 내지 10이고; 적어도 하나의 말단 R1은 1가 반응성 기를 포함하고, 나머지 R1은 1 내지 16개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬기로부터, 그리고 다른 실시예에서 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬기로부터 선택된다. 또 다른 실시예에서, b는 3 내지 15이고, 하나의 말단 R1은 1가 반응성 기를 포함하고, 다른 말단 R1은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬 기를 포함하고 나머지 R1은 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬 기를 포함한다. 이러한 실시예의 실리콘 성분의 비제한적 예에는 (모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필)-프로필 에테르 말단화된 폴리다이메틸실록산(400 내지 1000 MW)) ("OH-mPDMS"), 모노메타크릴옥시프로필 말단화된 모노-n-부틸 말단화된 폴리다이메틸실록산(800 내지 1000 MW), ("mPDMS")이 포함된다.
다른 실시예에서, b는 5 내지 400 또는 10 내지 300이고, 둘 모두의 말단 R1은 1가 반응성 기를 포함하고 나머지 R1은 독립적으로, 탄소 원자들 사이에 에테르 결합을 가질 수 있고 할로겐을 추가로 포함할 수 있는, 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬 기로부터 선택된다.
일 실시예에서, 실리콘 하이드로겔 렌즈가 요구되는 경우, 본 발명의 렌즈는 중합체가 제조되는 반응성 단량체 성분의 총 중량을 기준으로 적어도 약 20 중량%, 그리고 바람직하게는 약 20 내지 70 중량%의 실리콘 함유 성분을 포함하는 반응성 혼합물로부터 제조될 것이다.
다른 실시예에서, 1 내지 4개의 R1은 하기 화학식의 비닐 카르보네이트 또는 카르바메이트를 포함한다:
[화학식 II]
Figure pat00002
상기 식에서, Y는 O-, S- 또는 NH-를 나타내고;
R은 수소 또는 메틸을 나타내고; d는 1, 2, 3 또는 4이고; q는 0 또는 1이다.
실리콘-함유 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트 단량체는 구체적으로 1,3-비스[4-(비닐옥시카르보닐옥시)부트-1-일]테트라메틸-다이실록산; 3-(비닐옥시카르보닐티오) 프로필-[트리스(트라이메틸실록시)실란]; 3-[트리스(트라이메틸실록시)실릴] 프로필 알릴 카르바메이트; 3-[트리스(트라이메틸실록시)실릴] 프로필 비닐 카르바메이트; 트라이메틸실릴에틸 비닐 카르보네이트; 트라이메틸실릴메틸 비닐 카르보네이트, 및 하기 화학식을 포함한다:
Figure pat00003
약 200 미만의 모듈러스(modulus)를 갖는 생의학 디바이스가 요구되는 경우, 오직 하나의 R1만이 1가 반응성 기를 포함할 것이며, 나머지 R1 기들 중 2개 이하가 1가 실록산 기를 포함할 것이다.
다른 부류의 실리콘-함유 성분에는 하기 화학식의 폴리우레탄 거대단량체가 포함된다:
[화학식 IV-VI]
(*D*A*D*G) a *D*D*E1;
E(*D*G*D*A) a *D*G*D*E1 또는;
E(*D*A*D*G) a *D*A*D*E1
상기 식에서,
D는 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 알킬 다이라디칼(diradical), 알킬 사이클로알킬 다이라디칼, 사이클로알킬 다이라디칼, 아릴 다이라디칼 또는 알킬아릴 다이라디칼을 나타내고;
G는 1 내지 40개의 탄소 원자를 가지며 에테르, 티오 또는 아민 결합을 주쇄 내에 포함할 수 있는 알킬 다이라디칼, 사이클로알킬 다이라디칼, 알킬 사이클로알킬 다이라디칼, 아릴 다이라디칼 또는 알킬아릴 다이라디칼을 나타내며;
*는 우레탄 또는 우레이도 결합을 나타내며;
a 는 적어도 1이며;
A는 하기 화학식의 2가 중합체 라디칼을 나타낸다:
[화학식 VII]
Figure pat00004
R11은 독립적으로, 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 플루오로-치환된 알킬 기 - 이는 탄소 원자들 사이에 에테르 결합을 함유할 수 있음 - 를 나타내고; y는 적어도 1이고; p는 400 내지 10,000의 모이어티 중량을 제공하고; 각각의 E 및 E1은 독립적으로 하기 화학식에 의해 나타내어지는 중합성 불포화 유기 라디칼을 나타낸다:
[화학식 VIII]
Figure pat00005
상기 식에서, R12는 수소 또는 메틸이고; R13은 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼, 또는 ―CO―Y―R15 라디칼(여기서, Y는 ―O―, Y―S― 또는 ―NH―이다)이며; R14는 1 내지 12개의 탄소 원자를 가진 2가 라디칼이고; X는 ―CO― 또는 ―OCO―를 나타내며; Z는 ―O― 또는 ―NH―를 나타내고; Ar은 6 내지 30개의 탄소 원자를 가진 방향족 라디칼을 나타내며; w는 0 내지 6이고; x는 0 또는 1이며; y는 0 또는 1이며; z는 0 또는 1이다.
바람직한 실리콘-함유 성분은 하기 화학식으로 표시되는 폴리우레탄 거대단량체이다:
[화학식 IX]
Figure pat00006
상기 식에서, R16은 아이소시아네이트 기의 제거 후의 다이아이소시아네이트의 다이라디칼, 예를 들어 아이소포론 다이아이소시아네이트의 다이라디칼이다. 다른 적합한 실리콘 함유 거대단량체는 플루오로에테르, 하이드록시-말단화된 폴리다이메틸실록산, 아이소포론 다이아이소시아네이트 및 아이소시아나토에틸메타크릴레이트의 반응에 의해 형성되는 하기 화학식 X(여기서, x + y는 10 내지 30의 범위의 수임)의 화합물이다.
[화학식 X]
Figure pat00007
본 발명에 사용하기에 적합한 다른 실리콘-함유 성분은 폴리실록산, 폴리알킬렌 에테르, 다이아이소시아네이트, 폴리플루오르화 탄화수소, 폴리플루오르화 에테르 및 다당류 기를 함유한 거대단량체; 다이플루오로-치환된 말단 탄소 원자에 수소 원자가 부착된 극성 플루오르화 그래프트 또는 측기(side group)를 갖는 폴리실록산; 에테르 및 실록사닐 결합을 함유하는 친수성 실록사닐 메타크릴레이트, 및 폴리에테르 및 폴리실록사닐 기를 함유하는 가교결합성 단량체를 포함한다. 전술한 폴리실록산 중 임의의 것이 또한 실리콘-함유 성분으로서 본 발명에서 사용될 수 있다.
액정 재료
본 명세서에서 논의되었던 액정 층 유형에 따른 특성을 가질 수 있는 많은 재료가 있을 수 있다. 알맞은 유독성을 갖는 액정 재료가 바람직할 수 있다는 것과 자연 유래의 콜레스테릴계 액정 재료가 유용할 수 있다는 것이 예상될 수 있다. 다른 예에서, 안과용 삽입체의 봉지 기술 및 재료는 전형적으로 네마틱 또는 콜레스테릭 N* 또는 스메틱 C* 액정 또는 액정 혼합물과 관련된 넓은 카테고리들의 것일 수 있는 LCD 디스플레이 관련 재료를 포함할 수 있는 넓은 재료 선택을 허용할 수 있다. TN, VA, PSVA, IPS 및 FFS 응용을 위한 리크리스탈(Licristal) 혼합물, 머크 스페셜티(Merck Specialty) 화학물질과 같은 구매가능한 혼합물 및 다른 구매가능한 혼합물이 액정 층을 형성하기 위한 재료 선택을 형성할 수 있다.
비제한적 의미로, 혼합물 또는 제형은 하기의 액정 재료들을 함유할 수 있다: 1-(트랜스-4-헥실사이클로헥실)-4-아이소티오시아나토벤젠 액정, (4-옥틸벤조산 및 4-헥실벤조산)을 비롯한 벤조산 화합물, (4'-펜틸-4-바이페닐카르보니트릴, 4'-옥틸-4-바이페닐카르보니트릴, 4'-(옥틸옥시)-4-바이페닐카르보니트릴, 4'-(헥실옥시)-4-바이페닐카르보니트릴, 4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)벤조니트릴, 4'-(펜틸옥시)-4-바이페닐카르보니트릴, 4'-헥실-4-바이페닐카르보니트릴)을 비롯한 카르보니트릴 화합물, 및 4,4'-아족시아니솔.
비제한적 의미로, W1825로 지칭될 수 있는 제형이 액정 층 형성 재료로서 사용될 수 있다. W1825는 빔 엔지니어링 포 어드밴스트 메저먼츠 컴퍼니(BEAM Engineering for Advanced Measurements Co.)(빔코(BEAMCO))로부터 입수가능할 수 있다.
여기서 본 발명의 개념을 위해 유용할 수 있는 다른 부류의 액정 재료들이 있을 수 있다. 예를 들어, 강유전성(ferroelectric) 액정이 전기장 배향식 액정 실시예를 위한 기능을 제공할 수 있지만, 또한 자기장 상호작용과 같은 다른 효과를 도입할 수 있다. 재료와의 전자기 방사선의 상호작용이 또한 상이할 수 있다.
정렬 층 재료:
설명되었던 예시적인 실시예들 중 많은 것에서, 안과용 렌즈 내의 액정 층은 삽입체 경계에서 다양한 방식으로 정렬될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 정렬은 삽입체의 경계에 평행하거나 수직일 수 있으며, 이러한 정렬은 다양한 표면의 적당한 처리에 의해 얻어질 수 있다. 처리는 액정(LC)을 포함하는 삽입체의 기재를 정렬 층에 의해 코팅하는 것을 수반할 수 있다. 이들 정렬 층이 본 명세서에서 기술된다.
다양한 유형의 액정 기반 디바이스에서 일반적으로 실시되는 기술은 러빙(rubbing) 기술일 수 있다. 이들 기술은 액정을 인클로징하는 데 사용되는 삽입체 피스의 만곡된 표면과 같은 만곡된 표면을 처리하도록 될 수 있다. 일례에서, 표면들은 폴리비닐 알코올(PVA) 층에 의해 코팅될 수 있다. 예를 들어, PVA 층은 1 중량% 수용액을 사용하여 스핀 코팅될 수 있다. 용액은 대략 60초와 같은 시간 동안에 1000 rpm으로 스핀 코팅에 의해 적용되고 나서 건조될 수 있다. 후속적으로, 건조된 층은 이어서 부드러운 천으로 러빙될 수 있다. 비제한적 예에서, 부드러운 천은 벨벳일 수 있다.
광정렬(photo-alignment)은 액정 인클로저 상에 정렬 층을 생성하기 위한 다른 기술일 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 광정렬은 그의 비접촉 특성 및 대규모 제조의 능력으로 인해 바람직할 수 있다. 비제한적 예에서, 액정 가변 광학부에 사용되는 광정렬 층은 전형적으로 UV 파장을 갖는 선형의 편광된 광의 편광에 수직인 방향으로 주로 정렬될 수 있는 이색성 아조벤젠 염료(아조 염료)로 구성될 수 있다. 그러한 정렬은 반복적인 트랜스-시스-트랜스 광이성질화 공정(photoisomerization process)의 결과일 수 있다.
일례로서, PAAD 시리즈 아조벤젠 염료가 30초간 3000rpm으로 DMF 중 1 중량% 용액으로부터 스핀 코팅될 수 있다. 후속적으로, 얻어진 층은 (예를 들어, 325 nm, 351 nm, 365 nm와 같은) UV 파장 또는 심지어 가시 파장(400 내지 500 nm)을 갖는 선형의 편광된 광 빔에 노출될 수 있다. 광원은 다양한 형태를 취할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 광은 예를 들어 레이저 광원으로부터 유래할 수 있다. LED, 할로겐 및 백열 광원과 같은 다른 광원이 다른 비제한적 예일 수 있다. 다양한 형태의 광이 적당한 대로 다양한 패턴으로 편광되기 전 또는 후에, 광은 다양한 방식으로, 예를 들어 광학 렌즈 디바이스의 사용을 통해 시준될 수 있다. 레이저 광원으로부터의 광은, 예를 들어 고유하게 일정 시준도(degree of collimation)를 가질 수 있다.
아조벤젠 중합체, 폴리에스테르, 메소제닉 4-(4-메톡시신나모일옥시)바이페닐 측기를 갖는 광가교결합성 중합체 액정 등에 기반하는 매우 다양한 광이방성(photoanisotropic) 재료가 현재 알려져 있다. 그러한 재료의 예는 설포닉 비스아조 염료 SD1 및 다른 아조벤젠 염료, 특히 빔 엔지니어링 포 어드밴스트 메저먼츠 컴퍼니(빔코)로부터 입수가능한 PAAD-시리즈 재료, 폴리(비닐 신나메이트), 및 기타를 포함한다.
일부 예시적인 실시예에서, PAAD 시리즈 아조 염료의 물 또는 알코올 용액들을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 아조벤젠 염료, 예를 들어 메틸 레드가 액정 층에 직접 도핑됨으로써 광정렬을 위해 사용될 수 있다. 편광된 광에 대한 아조벤젠 염료의 노출은 액정 층으로부터 경계 층까지의 벌크에 대한 그리고 벌크 내부에서의 아조 염료의 확산 및 부착을 야기하여 원하는 정렬 상태를 생성할 수 있다.
메틸 레드와 같은 아조벤젠 염료는 또한 중합체, 예를 들어 PVA와 조합되어 사용될 수 있다. 허용가능할 수 있는, 액정의 인접 층들의 정렬을 시행할 수 있는 다른 광이방성 재료가 현재 알려져 있다. 이들 예는 쿠마린, 폴리에스테르, 메소제닉 4-(4-메톡시신나모일옥시)-바이페닐 측기를 갖는 광가교결합성 중합체 액정, 폴리(비닐 신나메이트), 및 기타에 기반한 재료를 포함할 수 있다. 광정렬 기술은 액정의 패턴화된 배향을 포함하는 실시예에 유리할 수 있다.
정렬 층을 생성하는 다른 예시적인 실시예에서, 정렬 층은 삽입체 피스 기재 상에 산화규소를 진공 증착함으로써 얻어질 수 있다. 예를 들어, SiO2는 약 10-6 mbar와 같은 저압에서 증착될 수 있다. 전방 및 후방 삽입체 피스들의 생성과 함께 사출 성형되는 나노규모의 크기의 정렬 특징부를 제공하는 것이 가능할 수 있다. 이들 성형된 특징부는 언급되었던 재료, 또는 물리적 정렬 특징부와 직접 상호작용하고 정렬 패턴화를 액정 분자의 정렬 배향으로 전달할 수 있는 다른 재료를 이용하여 다양한 방식으로 코팅될 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예는 삽입체 피스가 형성된 후에 물리적 정렬 특징부가 삽입체 피스에 생성되는 것과 관련될 수 있다. 다른 액정 기반의 업계에서 일반적인 러빙 기술은 성형된 표면 상에서 수행되어 물리적 홈을 생성할 수 있다. 표면은 또한 성형후 엠보싱 공정을 받게 되어 표면 상에서 작은 홈-형성된 특징부를 생성할 수 있다. 또 다른 예시적인 실시예가 다양한 종류의 광 패턴화 공정을 수반할 수 있는 에칭 기술의 사용으로부터 도출될 수 있다.
유전체 재료
유전체 막 및 유전체가 본 명세서에서 기술된다. 비제한적 예로, 액정 가변 광학부에 사용되는 유전체 필름 또는 유전체는 본 명세서에 기술되는 본 발명에 적절한 특성을 갖는다. 유전체는 단독으로 또는 함께 유전체로서 기능하는 하나 이상의 재료 층을 포함할 수 있다. 단일 유전체의 유전 성능보다 우수한 유전 성능을 달성하기 위해 다수의 층이 사용될 수 있다.
유전체는 이산적으로 가변적인 광학부를 위해 요구되는, 예를 들어 1 내지 10 μm의 두께의 무결함 절연 층을 허용할 수 있다. 결함은 유전체를 통한 전기적 및/또는 화학적 접촉을 허용하는, 유전체 내의 구멍인 것으로 당업자에 의해 알려진 바와 같이 핀홀(pinhole)로서 지칭될 수 있다. 주어진 두께의 유전체는, 예를 들어 유전체가 100 볼트 이상을 견뎌야 한다는, 항복 전압에 대한 요건을 만족시킬 수 있다.
유전체는 만곡형, 원추형, 구형 및 복합형 3차원 표면(예컨대, 만곡된 표면 또는 비-평탄 표면) 상으로의 제조를 허용할 수 있다. 딥 코팅 및 스핀 코팅의 전형적인 방법이 사용될 수 있거나, 다른 방법이 채용될 수 있다.
유전체는 가변 광학부 내의 화학물질, 예를 들어 액정 또는 액정 혼합물, 용제, 산 및 염기, 또는 액정 영역의 형성 시 존재할 수 있는 다른 재료로부터의 손상을 견딜 수 있다. 유전체는 적외광, 자외광 및 가시광으로부터의 손상을 견딜 수 있다. 바람직하지 않은 손상은 본 명세서에 기술된 파라미터, 예를 들어 항복 전압 및 광투과에 대한 열화를 포함할 수 있다. 유전체는 이온의 침투에 견딜 수 있다. 유전체는, 예를 들어 부착 촉진 층의 사용에 의해 하부의 전극 및/또는 기재에 부착될 수 있다. 유전체는 저 오염, 저 표면 결함, 컨포멀(conformal) 코팅, 및 저 표면 조도를 허용하는 공정을 사용하여 제조될 수 있다.
유전체는 시스템의 전기 동작에 적합한 상대 유전율 또는 유전 상수, 예를 들어 주어진 전극 면적에 대한 커패시턴스를 감소시키는 낮은 상대 유전율을 가질 수 있다. 유전체는 고 저항율을 가짐으로써, 높은 인가 전압의 경우에도 매우 작은 전류가 흐르게 할 수 있다. 유전체는 광학 디바이스에 대해 요구되는 품질, 예를 들어 고 투과율, 저 분산, 및 소정 범위 내의 굴절률을 가질 수 있다.
예시적인 비제한적 유전체 재료는 파릴렌-C, 파릴렌-HT, 이산화규소, 질화규소, 및 테플론(Teflon) AF 중 하나 이상을 포함한다.
전극 재료
액정 영역을 가로질러 전기장을 성취하기 위하여 전위를 인가하기 위한 전극이 본 명세서에서 기술된다. 전극은 일반적으로 단독으로 또는 함께 전극으로서 기능하는 하나 이상의 재료 층을 포함한다.
전극은, 아마도 부착 촉진제(예컨대, 메타크릴옥시프로필트라이메톡시실란)의 사용에 의해, 시스템 내의 하부의 기재, 유전체 코팅, 또는 다른 물체에 부착될 수 있다. 전극은 유리한 자연 산화물을 형성할 수 있거나, 유리한 산화물 층을 생성하도록 처리될 수 있다. 전극은 광 투과율이 높고 반사가 거의 없는 상태로 투명하거나 실질적으로 투명하거나 불투명할 수 있다. 전극은 알려진 처리 방법을 이용하여 패턴화되거나 에칭될 수 있다. 예를 들어, 전극은 포토리소그래픽 패턴화 및/또는 리프트-오프(lift-off) 공정을 사용하여 증착되거나 스퍼터링되거나 전기도금될 수 있다.
전극은 본 명세서에 기술된 전기 시스템에 사용하기 위한, 예를 들어 주어진 기하학적 구조에서 저항 요건을 만족시키는 적합한 저항율을 갖도록 설계될 수 있다.
전극은 인듐 주석 산화물(ITO), 금, 스테인리스강, 크롬, 그래핀(graphene), 그래핀 도핑된 층 및 알루미늄 중 하나 이상을 포함하는 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수 있다. 이는 망라된 목록이 아니라는 것이 이해될 것이다.
공정
하기 방법 단계들은 본 발명의 일부 태양에 따라 구현될 수 있는 공정들의 예로서 제공된다. 방법 단계들이 제시되는 순서는 제한하고자 하는 것이 아니며 본 발명을 구현하기 위해 다른 순서가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 게다가, 본 발명을 구현하기 위하여 단계들 모두가 필요한 것은 아니며 본 발명의 다양한 예시적인 실시예에서 추가 단계가 포함될 수 있다. 추가의 예시적인 실시예가 실현 가능할 수 있으며, 그러한 방법이 청구범위의 범주 내에 적절히 포함된다는 것이 당업자에게 명백할 수 있다.
도 7을 참조하면, 흐름도가 본 발명을 구현하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 단계들을 예시한다. 701에서, 제1 기재 층을 형성하며, 제1 기재 층은 후방 곡선 표면을 포함할 수 있고, 다른 기재 층의 표면의 형상과는 상이할 수 있는 제1 유형의 형상을 갖는 상부 표면을 구비할 수 있으며, 702에서, 더 복잡한 디바이스에 대한 전방 곡선 표면 또는 중간 표면 또는 중간 표면의 일부분을 포함할 수 있는 제2 기재 층을 형성한다. 703에서, 전극 층이 제1 기재 층 상에 침착될 수 있다. 이러한 침착은 예를 들어 증착 또는 전기도금에 의해 일어날 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 제1 기재 층은 광학 구역 내 및 비-광학 구역 내 둘 모두에서 영역들을 갖는 삽입체의 일부일 수 있다. 전극 침착 공정은 일부 예시적인 실시예에서 상호접속 특징부를 동시에 한정할 수 있다.
단계 704에서, 제1 기재 층은 앞서 침착된 전극 층 상에 정렬 층을 부가하도록 추가로 처리될 수 있다. 정렬 층은 기재 상의 상부 층 상에 침착될 수 있고, 이어서 표준 정렬 층의 특성인 홈 특징부를 생성하는 표준 방식, 예를 들어 러빙 기술로, 또는 고에너지 입자 또는 광에 대한 노출에 의한 처리에 의해 처리될 수 있다. 반응성 메소겐의 얇은 층이 노광에 의해 처리되어 다양한 특성을 갖는 정렬 층을 형성할 수 있다.
705에서, 제2 기재 층이 추가로 처리될 수 있다. 전극 층이 단계(703)와 유사한 방식으로 제2 기재 층 상에 침착될 수 있다. 이어서, 일부 예시적인 실시예에서, 706에서, 유전체 층이 전극 층 상의 제2 기재 층 상에 적용될 수 있다. 유전체 층은 그의 표면을 가로질러 가변 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 일례로서, 유전체 층은 제1 기재 층 상에 성형될 수 있다. 대안적으로, 이전에 형성된 유전체 층이 제2 기재 피스의 전극 표면 상에 부착될 수 있다.
707에서, 정렬 층이 704에서의 처리 단계와 유사한 방식으로 제2 기재 층 상에 형성될 수 있다. 707 이후에, 안과용 렌즈 삽입체의 적어도 일부분을 형성할 수 있는 2개의 별개의 기재 층이 결합될 준비가 될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 708에서, 2개의 피스가 서로 근접해질 것이고, 이어서 액정 재료가 피스들 사이에 충전될 수 있다. 709에서, 2개의 피스가 서로 근접해질 수 있고, 이어서 액정을 갖는 가변 광학 요소를 형성하도록 밀봉될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 709에서 형성된 유형의 2개의 피스는 방법 단계(701 내지 709)를 반복함으로써 생성될 수 있으며, 여기서 정렬 층들은 서로 오프셋되어 비-편광된 광의 초점 도수를 조절할 수 있는 렌즈를 허용한다. 그러한 예시적인 실시예에서, 2개의 가변 광학 층은 조합되어 단일 가변 광학 삽입체를 형성할 수 있다. 710에서, 가변 광학부가 에너지 공급원에 접속될 수 있고, 중간 또는 부착된 구성요소가 그 상부에 배치될 수 있다.
711에서, 단계(710)에서 생성된 가변 광학 삽입체가 금형 부분품 내에 배치될 수 있다. 가변 광학 삽입체는 또한 하나 이상의 구성요소들을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 일부 바람직한 실시예에서, 가변 광학 삽입체는 기계적 배치를 통해 금형 부분품 내에 배치된다. 기계적 배치는 예를 들어, 표면 실장 구성요소를 배치하기 위해 산업계에 알려진 것과 같은 로봇 또는 다른 자동화 장치(automation)를 포함할 수 있다. 가변 광학 삽입체를 사람이 배치하는 것이 또한 본 발명의 범주 내에 있다. 따라서, 금형 부분품에 의해 함유된 반응성 혼합물의 중합에 의해 가변 광학계가 생성된 안과용 렌즈 내에 포함되도록, 에너지 공급원을 가진 가변 광학 삽입체를 캐스트 금형 부분품 내에 배치하는 데 효과적인 임의의 기계적 배치 또는 자동화 장치가 이용될 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 가변 광학 삽입체가 기재에 부착되어 금형 부분품 내에 배치된다. 에너지 공급원 및 하나 이상의 구성요소들이 또한 기재에 부착되며, 가변 광학 삽입체와 전기 연통 상태에 있다. 구성요소는, 예를 들어 가변 광학 삽입체에 인가되는 전력을 제어하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 따라서, 일부 예시적인 실시예에서, 구성요소는 하나 이상의 광학 특성, 예를 들어 제1 광학 도수와 제2 광학 도수 사이의 상태의 변화를 변화시키기 위해 가변 광학 삽입체를 작동시키기 위한 제어 메커니즘을 포함한다.
일부 예시적인 실시예들에서, 프로세서 디바이스, MEMS, NEMS 또는 다른 구성요소가 또한 가변 광학 삽입체 내에 그리고 에너지 공급원과 전기 접촉 상태로 배치될 수 있다. 712에서, 반응성 단량체 혼합물이 금형 부분품 내에 침착될 수 있다. 713에서, 가변 광학 삽입체가 반응성 혼합물과 접촉하는 상태로 위치될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 가변 광학계의 배치와 단량체 혼합물의 침착의 순서가 역전될 수 있다. 714에서, 제1 금형 부분품은 제2 금형 부분품에 근접하게 배치되어 렌즈-형성 공동을 형성하는데, 이때 반응성 단량체 혼합물의 적어도 일부 및 가변 광학 삽입체가 공동 내에 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 바람직한 실시예는 또한 공동 내에 있고 가변 광학 삽입체와 전기 연통하는 에너지 공급원 및 하나 이상의 구성요소를 포함한다.
715에서, 공동 내의 반응성 단량체 혼합물이 중합된다. 중합은, 예를 들어 화학 방사선 및 열 중의 하나 또는 둘 모두에 대한 노출을 통해 이루어질 수 있다. 716에서, 가변 광학 삽입체가 안과용 렌즈를 구성하는 삽입체-봉지용 중합된 재료에 부착되거나 그 내부에 봉지된 상태로 안과용 렌즈가 금형 부분품으로부터 제거된다.
임의의 공지된 렌즈 재료 또는 그러한 렌즈의 제조에 적합한 재료로 제조된 하드 또는 소프트 콘택트 렌즈를 제공하기 위하여 본 명세서 내의 본 발명이 사용될 수 있지만, 바람직하게는 본 발명의 렌즈는 약 0 내지 약 90%의 수분 함량을 가진 소프트 콘택트 렌즈이다. 더욱 바람직하게는, 렌즈는 하이드록시기, 카르복실기 또는 이들 둘 모두를 함유한 단량체로 제조되거나, 실리콘-함유 중합체, 예를 들어 실록산, 하이드로겔, 실리콘 하이드로겔, 및 이들의 조합으로부터 제조된다. 본 발명의 렌즈 형성에 유용한 재료는 거대단량체, 단량체 및 이들의 조합의 블렌드를 중합 개시제와 같은 첨가제와 함께 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 적합한 재료는 실리콘 거대단량체 및 친수성 단량체로부터 제조된 실리콘 하이드로겔을 제한 없이 포함한다.
장치
이제 도 8을 참조하면, 자동화된 장치(810)가 하나 이상의 전달 인터페이스(transfer interface)(811)와 함께 예시되어 있다. 관련 가변 광학 삽입체(814)를 각각 갖는 다수의 금형 부분품이 팔레트(pallet)(813) 상에 보유되고, 전달 인터페이스(811)에 제공된다. 실시예는 예를 들어 가변 광학 삽입체(814)를 개별적으로 배치하는 단일 인터페이스, 또는 다수의 금형 부분품 내에 그리고 일부 실시예에서는 각각의 금형 부분품 내에 가변 광학 삽입체(814)들을 동시에 배치하는 다수의 인터페이스(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 배치는 전달 인터페이스(811)의 수직 이동(815)을 통해 이루어질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예의 다른 태양은 이들 구성요소 주위에 안과용 렌즈의 본체가 성형되는 동안 가변 광학 삽입체(814)를 지지하기 위한 장치를 포함한다. 일부 실시예에서, 가변 광학 삽입체(814) 및 에너지 공급원은 (예시되지 않은) 렌즈 금형 내의 홀딩 포인트(holding point)에 부착될 수 있다. 이 홀딩 포인트들에는 렌즈 본체 내에 형성될 동일한 유형의 중합된 재료가 부착될 수 있다. 다른 예시적인 실시예는 가변 광학 삽입체(814) 및 에너지 공급원이 그 상으로 부착될 수 있는 예비중합체의 층을 금형 부분품 내에 포함한다.
삽입체 디바이스 내에 포함되는 프로세서
이제 도 9를 참조하면, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에 사용될 수 있는 제어기(900)가 예시되어 있다. 제어기(900)는 통신 디바이스(920)에 결합되는 하나 이상의 프로세서 구성요소들을 포함할 수 있는 프로세서(910)를 포함한다. 일부 실시예에서, 제어기(900)는 안과용 렌즈 내에 배치된 에너지 공급원에 에너지를 전달하기 위해 사용될 수 있다.
제어기(900)는 통신 채널을 통해 에너지를 전달하도록 구성된 통신 디바이스에 결합된 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 통신 디바이스는 안과용 렌즈 내로의 가변 광학 삽입체의 배치 또는 가변 광학 디바이스를 작동시키기 위한 명령의 전송 중 하나 이상을 전자적으로 제어하기 위해 사용될 수 있다.
통신 디바이스(920)는 또한 예를 들어 하나 이상의 제어기 장치 또는 제조 장비 구성요소들과 통신하기 위해 사용될 수 있다.
프로세서(910)는 또한 저장 디바이스(930)와 통신 상태에 있다. 저장 디바이스(930)는 자기 저장 디바이스들(예컨대, 자기 테이프 및 하드 디스크 드라이브), 광학 저장 디바이스들, 및/또는 반도체 메모리 디바이스들, 예컨대 랜덤 액세스 메모리(RAM) 디바이스들 및 판독 전용 메모리(ROM) 디바이스들의 조합들을 비롯한 임의의 적절한 정보 저장 디바이스를 포함할 수 있다.
저장 디바이스(930)는 프로세서(910)를 제어하기 위한 프로그램(940)을 저장할 수 있다. 프로세서(910)는 프로그램(940)의 명령어들을 수행하고, 이에 의해 본 발명에 따라 작동한다. 예를 들어, 프로세서(910)는 가변 광학 삽입체 배치, 처리 디바이스 배치 등을 설명하는 정보를 수신할 수 있다. 저장 디바이스(930)는 또한 하나 이상의 데이터베이스(950, 960) 내에 안과 관련 데이터를 저장할 수 있다. 데이터베이스(950, 960)는 가변 광학 렌즈로의 그리고 가변 광학 렌즈로부터의 에너지를 제어하기 위한 특정 제어 로직을 포함할 수 있다.
액정 요소 및 형상화된 유전체 층을 포함하는 가변 광학 삽입체
액정 재료의 다양한 실시예가 도 3에 도시된 바와 같은 형상화된 삽입체 층을 갖는 삽입체 내에 배치될 수 있다. 그러나, 전극 및 형상화된 유전체 피스를 포함하는 삽입체 피스를 사용하여 예시적인 실시예들의 대안 세트가 형성될 수 있다. 도 10을 참조하면, 안과용 렌즈 내로 삽입될 수 있는 가변 광학부(1000)가 액정 층(1025)과 함께 예시되어 있다. 가변 광학부(1000)는 본 명세서의 다른 단락에서 논의되었던 바와 유사한 재료의 다양성 및 구조적 관련성을 가질 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 투명 전극(1050)이 제1 투명 기재(1055) 상에 배치될 수 있다. 제1 렌즈 요소(1040)는 제1 투명 전극(1050) 상에 배치될 수 있는 유전체 필름으로 구성될 수 있다. 그러한 실시예에서, 제1 렌즈 요소(1040)의 유전체 층의 형상은 도시된 바와 같이 유전체 두께에 있어서 국부적으로 변화되는 형상을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 형상화된 층은 제1 투명 전극(1050) 상에 사출 성형함으로써 형성될 수 있다.
다양한 유형의 액정 층(1025)이 제1 투명 전극(1050)과 제2 투명 전극(1015) 사이에 위치될 수 있다. 제2 투명 전극(1015)은 상부 기재 층(1010)에 부착될 수 있으며, 여기서 상부 기재 층(1010)으로부터 하부 기재 층(1055)까지 형성된 디바이스는 안과용 렌즈의 가변 광학부(1000)를 포함할 수 있다. 2개의 정렬 층(1030, 1020)이 액정 층(1025)을 둘러쌀 수 있다. 정렬 층(1030, 1020)은 안과용 렌즈의 휴지 배향을 한정하도록 기능할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 전극 층(1015, 1050)은 액정 층(1025)과 전기 연통 상태에 있을 수 있고, 휴지 배향으로부터 적어도 하나의 동력공급된 배향으로의 배향의 변화를 유발할 수 있다.
일부 예시적인 대안 실시예에서, 안과용 렌즈의 가변 광학부(1000)는 정렬 층(1020, 1030)을 구비하지 않을 수 있지만, 대신에 액정 층(1025)과 직접 연통되는 투명 전극(1015, 1050)을 구비할 수 있다. 그러한 예시적인 실시예에서, 액정 층(1025)의 동력공급은 액정 층에서의 상 변화를 유발함으로써, 안과용 렌즈의 가변 광학부(1000)의 광학 품질을 변화시킬 수 있다.
도 11을 참조하면, 안과용 렌즈 내로 삽입될 수 있는 가변 광학부(1100)의 대안예가 액정 층(1125)과 함께 예시되어 있다. 도 10의 가변 광학부(1000)와 유사하게, 기재(1135, 1155) 및 유전체 재료를 제1 렌즈 요소(1145) 및 제2 렌즈 요소(1140) 둘 모두 상에 적층시키는 것은 액정 층(1125)의 광학 특성에 영향을 미칠 수 있는 3차원 형상을 초래할 수 있다. 제1 투명 전극(1150)이 안과용 렌즈의 가변 광학부(1100)의 제1 기재 층(1155) 상에 위치될 수 있다.
가변 광학부(1100) 내에 포함되는 각각의 층(1135, 1155, 1145, 1140)이 3차원 특성을 갖기 때문에, 상부 기재 층(1110) 및 하부 기재 층(1155)의 특성은 평면 렌즈 실시예 또는 더 전형적인 액정 기반 실시예보다 더 복잡할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 상부 기재 층(1110)의 형상은 하부 기재 층(1155)과는 상이할 수 있다. 일부 예시적인 실시예는 둘 모두가 유전체 재료로 구성되는 제1 렌즈 요소(1145) 및 제2 렌즈 요소(1140)를 포함한다. 제2 렌즈 요소(1140)는 저 주파수에서 제1 렌즈 요소(1145)와는 상이한 유전 특성을 가질 수 있지만, 광학 스펙트럼에서 제1 렌즈 요소(1145)에 대해 부합된 태양을 가질 수 있다. 제2 렌즈 요소(1140)의 재료는 예를 들어 제1 렌즈 요소(1145)의 광학 특성에 부합되는 수성 액체를 포함할 수 있다.
가변 광학부(1100)는 액정 층(1125)이 상부에 침착될 수 있는 표면 층을 형성할 수 있는 중간 기재 층(1135)을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 중간 기재 층(1135)은 또한 상기 제2 렌즈 요소(1140)가 액체 형태인 경우에 제2 렌즈 요소(1140)를 포함하도록 작용할 수 있다. 일부 예시적인 실시예는 제1 정렬 층(1130)과 제2 정렬 층(1120) 사이에 위치되는 액정 층(1125)을 포함할 수 있으며, 여기서 제2 정렬 층(1120)은 제2 투명 전극(1115) 상에 배치된다. 전극(1150, 1115)을 가로질러 인가되는 전기장에 응답할 수 있는, 가변 광학부(1100)를 형성하는 층들의 조합을 상부 기재 층(1110)이 포함할 수 있다. 정렬 층(1120, 1130)은 다양한 수단에 의해 가변 광학부(1100)의 광학 특성에 영향을 미칠 수 있다.
나노 크기의 중합체가 분산된 액정 층을 포함하는 액정 디바이스
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 안과용 렌즈 내로 삽입될 수 있는 도 12a의 가변 광학부가 중합체 층(1235) 및 다수의 위치, 예를 들어 1230에 도시된 나노 크기의 중합체가 분산된 액정 소적(droplet)과 함께 예시되어 있다. 중합된 영역은 필름의 구조적 정의 및 형상을 제공할 수 있는 반면, 액정 재료가 풍부한 1230과 같은 소적은 층을 통해 투과되는 광에 상당한 광학적 영향을 미칠 수 있다.
나노 크기의 소적은, 이들이 치수가 충분히 작아서 동력공급된 상태 및 비-동력공급된 상태 둘 모두에서 소적과 이웃 층 사이의 변경된 굴절률이 산란 공정 면에서 중요하지 않을 수 있다는 점에서 유용하다.
액정을 나노 크기의 소적으로 제약하는 것은 분자가 소적 내에서 회전하는 것을 더 어렵게 할 수 있다. 이러한 효과는 더 큰 전기장이 액정 분자를 동력공급된 상태로 정렬하는 데 사용되는 것을 초래할 수 있다. 또한, 액정 분자의 화학 구조의 엔지니어링은 또한, 더 작은 전기장이 정렬된 상태를 확립하는 데 요구될 수 있게 하는 조건들을 정의하는 것을 도울 수 있다.
1200으로 예시된 유형의 중합체가 분산된 액정 층을 형성하기 위한 많은 방식이 있을 수 있다. 제1 예에서, 단량체와 액정 분자의 혼합물이 형성될 수 있으며, 이때 조합물은 균질한 혼합물을 형성하도록 가열된다. 다음으로, 혼합물이 전방 곡선 삽입체 피스(1210)에 적용되고, 이어서 후방 곡선 또는 중간 삽입체 피스(1245)의 추가에 의해 렌즈 삽입체 내에 봉지될 수 있다. 이어서, 액정 혼합물을 포함하는 삽입체가 제어되고 미리결정된 속도로 냉각될 수 있다. 혼합물이 냉각됨에 따라, 비교적 순수한 액정 단량체의 영역들이 소적들 또는 층 내의 소적들로서 침전될 수 있다. 이어서, 단량체의 중합을 촉진하기 위한 후속 처리 단계가 수행될 수 있다. 일부 예에서, 화학 방사선이 중합을 개시하기 위해 혼합물에 노출될 수 있다.
다른 예에서, 액정과 액정 단량체의 혼합이 또한 수행될 수 있다. 이 예에서, 혼합물은 전방 곡선 피스(1210) 또는 후방 또는 중간 곡선 피스(1245)에 적용될 수 있고, 이어서 추가의 피스가 적용될 수 있다. 적용된 혼합물은 이미 중합 반응을 일으키기 위한 성분을 포함할 수 있다. 또는, 화학 방사선이 중합을 개시하기 위해 혼합물 상으로 지향될 수 있다. 단량체 및 개시제에 대한 소정 재료 선택에 의해, 중합 반응은 재료의 중합된 망상구조 내의 소적 또는 소적과 유사한 액정 단량체의 고 농도 영역이 형성될 수 있는 속도 및 방식으로 진행될 수 있다. 이들 소적은, 또한 일정량의 액정 분자를 포함하는 중합된 재료에 의해 둘러싸일 수 있다. 이들 액정 분자는 그것이 완전히 중합되기 전에 중합체 매트릭스 내에서 자유로이 움직일 수 있고, 또한 액정 혼합물이 적용되었던 삽입체 피스의 표면 상의 다른 액정 분자 또는 정렬 특징부일 수 있는 그의 이웃한 영역에서 배향 효과의 작용을 받을 수 있다. 정렬 영역은 중합체 매트릭스 내의 액정 분자에 대한 휴지 상태를 결정할 수 있고, 상당한 중합이 일어난 후에 중합된 영역에서 액정 분자의 고정된 배향을 결정할 수 있다. 또한, 중합체 내의 정렬된 액정 분자는 또한, 소적 내의 액정 분자 또는 액정 분자의 소적에 배향 효과를 발휘할 수 있다. 따라서, 조합된 중합된 영역 및 포함된 소적 영역의 층은, 삽입체에 액정 중간 층이 형성되기 전에 삽입체 피스 상의 정렬 특징부의 포함에 의해 미리결정되는 자연 정렬 상태로 존재할 수 있다.
중합된 또는 겔화된 영역 내에 액정 분자를 포함시키기 위한 많은 방식이 있을 수 있다. 이전 설명에서, 일부 방식이 기술되었다. 그럼에도 불구하고, 중합체가 분산된 액정 층을 생성하는 임의의 방법이 본 발명의 범주 내의 기술을 포함할 수 있고, 안과용 디바이스를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이전 예는 액정 분자의 소적을 둘러싸는 중합된 층을 생성하기 위해 단량체의 사용을 언급하였다. 중합된 단량체의 상태는 중합된 재료의 결정 형태일 수 있거나, 또는 다른 실시예에서는, 중합된 단량체의 겔화된 형태로서 또한 존재할 수 있다.
도 12a의 가변 광학부는 본 명세서의 다른 단락에서 논의되었던 바와 유사한 재료의 다양성 및 구조적 관련성에 의해 한정될 수 있는 다른 태양을 가질 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 투명 전극(1220)이 제1 투명 기재(1210) 상에 배치될 수 있다. 제1 렌즈 표면은 유전체 필름으로, 그리고 일부 예시적인 실시예에서는, 제1 투명 전극(1220) 상에 배치될 수 있는 정렬 층으로 구성될 수 있다. 그러한 예시적인 실시예에서, 제1 렌즈 표면의 유전체 층의 형상은 유전체 두께에 있어서 국부적으로 변화되는 형상을 형성할 수 있다. 그러한 국부적으로 변화되는 형상은 도 3을 참조하여 논의된 기하학적 효과 이상으로 렌즈 요소의 추가의 초점 도수를 도입할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 예를 들어, 형상화된 층은 제1 투명 전극(1220)-기재(1210) 조합 상에 사출 성형함으로써 형성될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 제1 투명 전극(1220)과 제2 투명 전극(1240)은 다양한 방식으로 형상화될 수 있다. 일부 예에서, 이러한 형상화는 별도로 인가되는 동력공급을 가질 수 있는 별개의 개별 영역이 형성되는 결과를 가져올 수 있다. 다른 예에서, 전극은 렌즈의 중심으로부터 주연부까지 나선과 같은 패턴으로 형성될 수 있으며, 이는 액정 층(1230, 1235)을 가로질러 가변 전기장을 인가할 수 있다. 어느 경우든, 그러한 전극 형상화는 유전체 층을 전극 상에 형상화하는 것에 더하여 또는 그러한 형상화 대신에 수행될 수 있다. 이들 방식으로의 전극의 형상화는 또한 작동 중인 렌즈 요소의 추가의 초점 도수를 도입할 수 있다.
중합체가 분산된 액정 층(1230, 1235)은 제1 투명 전극(1220)과 제2 투명 전극(1240) 사이에 위치될 수 있다. 제2 투명 전극(1240)은 하부 기재 층(1245)에 부착될 수 있으며, 여기서 상부 기재 층(1210)으로부터 하부 기재 층(1245)까지 형성된 디바이스는 안과용 렌즈의 가변 광학부를 포함할 수 있다. 2개의 정렬 층이 또한 유전체 층 상에 위치될 수 있고, 액정 층(1230, 1235)을 둘러쌀 수 있다. 정렬 층은 안과용 렌즈의 휴지 배향을 한정하도록 기능할 수 있다. 일부 실시예에서, 전극 층(1220, 1240)은 액정 층(1230, 1235)과 전기 연통될 수 있고, 휴지 배향으로부터 적어도 하나의 동력공급된 배향으로의 배향의 변화를 유발할 수 있다.
도 12b에, 전극 층의 동력공급의 효과가 도시되어 있다. 이러한 동력공급은 1290으로 예시된 바와 같이 전기장이 디바이스를 가로질러 확립되게 할 수 있다. 전기장은 액정 분자가 형성된 전기장에 의해 자신을 재정렬시키도록 유도할 수 있다. 1260으로 도시된 바와 같이, 액정을 포함하는 소적 내에서, 분자가 이제 수직선으로 도시된 바와 같이 재정렬될 수 있다.
도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 안과용 렌즈 내로 삽입될 수 있는 가변 광학 삽입체(1300)의 대안예가 중합된 영역(1320)과 액정 풍부 소적(1330)을 포함하는 액정 층과 함께 예시되어 있다. 액정 영역 주위에 한정될 수 있는 다양한 요소의 태양 각각은 도 12a 및 도 12b의 광학 가변 삽입체에 관하여 기술된 바와 유사한 다양성을 가질 수 있다. 따라서, 전방 광학 요소(1310)와 후방 광학 요소(1340)가 있을 수 있으며, 여기서 일부 예시적인 실시예에서, 이들 광학 요소는 예를 들어 이들 상에 전극, 유전체 층 및 정렬 층 중 하나 이상을 구비할 수 있다. 도 13a를 참조하면, 파선(1305)으로 예시될 수 있는 바와 같이 소적의 위치에서의 전체적인 패턴이 관찰될 수 있다. 1320 주위의 중합된 영역은 소적이 없거나 소적이 비교적 없는 방식으로 형성될 수 있는 반면, 1330과 같은 소적은 다른 위치에 형성될 수 있다. 1305의 경계선으로 예시된 바와 같은, 소적의 형상화된 프로파일은 가변 광학 삽입체의 액정 층을 사용하여 디바이스를 형성하기 위한 추가의 수단을 한정할 수 있다. 액정 층을 횡단하는 광 방사선이 함께 상호작용하는 소적 영역의 누적 효과를 가질 것이다. 따라서, 광에 보다 많은 수의 소적을 제공하는 층의 부분은 광에 대해 보다 높은 유효 굴절률을 사실상 가질 것이다. 대안적인 설명에서, 액정 층의 두께는 사실상 변하는 것으로 간주될 수 있으며, 이때 경계선(1305)은 보다 적은 소적이 있는 곳에서 한정된다. 도 13b를 참조하면, 소적은 나노 규모일 수 있고, 일부 예시적인 실시예에서, 외부 배향 태양이 없는 층 내에 형성될 수 있다. 1350에 도시된 바와 같이, 소적은 내부의 액정 분자에 대해 비-정렬된 랜덤 상태를 가질 수 있다. 도 13c로 진행하면, 액정 층의 양측의 전극들에 대한 전위의 인가에 의한 전기장(1370)의 인가는 아이템(1360)의 예에 예시된 바와 같이 소적 내의 액정 분자의 정렬을 초래할 수 있다. 이러한 정렬은, 소적 부근의 광 빔이 인지할 유효 굴절률의 변화를 초래할 것이다. 이는, 액정 층 내의 소적 영역의 밀도 또는 존재에서의 변동과 결합되어, 액정 분자를 갖는 소적을 포함하는 적절히 형상화된 영역에서의 유효 굴절률의 변화에 의한 전기적으로 가변적인 초점맞춤 효과(focusing effect)를 형성할 수 있다. 소적의 형상화된 영역을 갖는 예시적인 실시예가 액정 층을 포함하는 나노 크기 소적과 함께 예시되었지만, 소적의 크기가 보다 클 때 얻어지는 추가의 실시예가 있을 수 있고, 보다 큰 소적 영역이 있을 때 정렬 층의 사용으로부터 또 다른 예시적인 실시예가 도출될 수 있다.
액정 중합체가 분산된 액정 층을 포함하는 액정 디바이스
도 14a를 참조하면, 안과용 렌즈 내로 삽입될 수 있는 가변 광학부가 액정 중합체 층(1430) 및 중합체가 분산된 액정 층(1440)과 함께 예시되어 있다. 액정 중합체가 분산된 액정 층이 다른 중합된 영역(1430) 내의 액정 분자(1440)가 풍부한 격리된 소적으로 구성될 수 있다. 중합된 영역은 필름의 구조적 정의 및 형상을 제공할 수 있는 반면, 액정 재료가 풍부한 소적은 층을 통해 투과되는 광에 상당한 광학적 영향을 미칠 수 있다.
액정 층의 굴절률 효과가 가변 광학 구성요소를 생성하는데 유용한 응용에서, 상당량의 포함된 액정 분자가 겔화된 또는 중합된 영역 내에 포함되도록 중합된 영역을 처리하는 것이 유용할 수 있다. 이러한 포함은 삽입체 디바이스의 표면에 포함된 정렬 층으로부터 중합체가 분산된 소적 내의 액정 구성요소로의 배향 효과의 전달을 허용할 수 있으며, 도 14a의 예시에서, 중합된 영역 및 소적 둘 모두에서의 정렬된 액정 분자의 포함은 이들 영역을 가로지르는 평행선의 존재에 의해 도시되어 있다. 게다가, 중합된 또는 겔화된 재료 내에 포함된 액정 분자는 휴지 상태에서뿐만 아니라 전기장 내에 있을 때 둘 모두에서 소적 영역과 중합체 영역의 굴절률의 상대적 정합을 허용할 수 있다. 액정 층의 두 구성요소들 사이의 굴절률의 상대적 정합은 영역들 사이의 계면에서의 광의 산란을 최소화할 수 있다.
도 14a에 예시된 유형의 액정 중합체가 분산된 액정 층을 형성하기 위한 많은 방식이 있을 수 있다. 제1 예에서, 단량체와 액정 분자의 혼합물이 형성될 수 있으며, 이때 조합물은 균질한 혼합물을 형성하도록 가열된다. 다음으로, 혼합물이 전방 곡선 삽입체 피스(1410)에 적용되고, 이어서 후방 곡선 또는 중간 삽입체 피스(1460)의 추가에 의해 렌즈 삽입체 내에 봉지될 수 있다. 이어서, 액정 혼합물을 포함하는 삽입체가 제어되고 미리결정된 속도로 냉각될 수 있다. 혼합물이 냉각됨에 따라, 비교적 순수한 액정 단량체의 영역들이 소적들 또는 층 내의 소적들로서 침전될 수 있다. 이어서, 단량체의 중합을 개시하기 위한 후속 처리 단계가 수행될 수 있다. 일부 예에서, 화학 방사선이 중합을 개시하기 위해 혼합물로 지향될 수 있다.
다른 예에서, 액정과 액정 단량체의 혼합물이 또한 형성될 수 있다. 이 예에서, 혼합물이 전방 곡선 피스(1410) 또는 후방 또는 중간 곡선 피스(1460)에 적용될 수 있고, 이어서 추가의 만곡된 피스가 적용될 수 있다. 적용된 혼합물은 이미 중합 반응을 촉진하기 위한 성분을 포함할 수 있다. 또는, 화학 방사선이 중합을 개시하기 위해 혼합물 상으로 지향될 수 있다. 단량체 및 촉매제에 대한 소정 재료 선택에 의해, 중합 반응은 소적 또는 재료의 중합된 망상구조 내의 소적과 유사한 액정 단량체의 고 농도 영역이 형성될 수 있는 속도 및 방식으로 진행될 수 있다. 이들 소적은, 또한 일정량의 액정 분자를 포함하는 중합된 재료에 의해 둘러싸일 수 있다. 이들 액정 분자는 중합체 매트릭스가 특정 중합 상태에 도달할 때까지 중합체 매트릭스 내에서 자유로이 움직일 수 있다. 액정 분자는 또한 액정 혼합물이 적용되었던 삽입체 피스의 표면 상의 다른 액정 분자 또는 정렬 특징부일 수 있는 그의 이웃한 영역에서 배향 효과의 작용을 받을 수 있다. 정렬 영역은 중합체 매트릭스 내의 액정 분자에 대한 휴지 상태를 결정할 수 있다. 또한, 중합체 내의 정렬된 액정 분자는 또한, 소적 내의 액정 분자 또는 액정 분자의 소적에 배향 효과를 발휘할 수 있다. 따라서, 조합된 중합된 영역 및 포함된 소적 영역의 층은, 삽입체에 액정 중간 층이 형성되기 전에 삽입체 피스 상의 정렬 특징부의 포함에 의해 미리결정되는 자연 정렬 상태로 존재할 수 있다.
중합된 또는 겔화된 영역 내에 액정 분자를 포함시키기 위한 많은 방식이 있을 수 있다. 이전 설명에서, 일부 방식이 기술되었다. 그럼에도 불구하고, 중합체가 분산된 액정 층을 생성하는 임의의 방법이 본 발명의 범주 내의 기술을 포함할 수 있고, 안과용 디바이스를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이전 예는 액정 분자의 소적을 둘러싸는 중합된 층을 생성하기 위해 단량체의 사용을 언급하였다. 중합된 단량체의 상태는 중합된 재료의 결정 형태일 수 있거나, 또는 다른 실시예에서는, 중합된 단량체의 겔화된 형태로서 또한 존재할 수 있다.
도 14a의 가변 광학부는 본 명세서의 다른 단락에서 논의되었던 바와 유사한 재료의 다양성 및 구조적 관련성에 의해 한정될 수 있는 다른 태양을 가질 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 투명 전극(1450)이 제1 투명 기재(1460) 상에 배치될 수 있다. 제1 렌즈 표면(1445)은 유전체 필름으로, 그리고 일부 예시적인 실시예에서는, 제1 투명 전극(1450) 상에 배치될 수 있는 정렬 층으로 구성될 수 있다. 그러한 예시적인 실시예에서, 제1 렌즈 표면(1445)의 유전체 층의 형상은 도시된 바와 같이 유전체 두께에 있어서 국부적으로 변화되는 형상을 형성할 수 있다. 그러한 국부적으로 변화되는 형상은 도 3을 참조하여 논의된 기하학적 효과 이상으로 렌즈 요소의 추가의 초점 도수를 도입할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 예를 들어, 형상화된 층은 제1 투명 전극(1445)-기재(1450) 조합 상에 사출 성형함으로써 형성될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 제1 투명 전극(1445)과 제2 투명 전극(1425)은 다양한 방식으로 형상화될 수 있다. 일부 예에서, 이러한 형상화는 별도로 인가되는 동력공급을 가질 수 있는 별개의 개별 영역이 형성되는 결과를 가져올 수 있다. 다른 예에서, 전극은 렌즈의 중심으로부터 주연부까지 나선과 같은 패턴으로 형성될 수 있으며, 이는 액정 층(1430, 1440)을 가로질러 가변 전기장을 인가할 수 있다. 어느 경우든, 그러한 전극 형상화는 유전체 층을 전극 상에 형상화하는 것에 더하여 또는 그러한 형상화 대신에 수행될 수 있다. 이들 방식으로의 전극의 형상화는 또한 작동 중인 렌즈 요소의 추가의 초점 도수를 도입할 수 있다.
중합체가 분산된 액정 층(1430, 1440)은 제1 투명 전극(1450)과 제2 투명 전극(1420) 사이에 위치될 수 있다. 제2 투명 전극(1420)은 상부 기재 층(1410)에 부착될 수 있으며, 여기서 상부 기재 층(1410)으로부터 하부 기재 층(1450)까지 형성된 디바이스는 안과용 렌즈의 가변 광학부(1400)를 포함할 수 있다. 2개의 정렬 층이 또한 1445 및 1425에서 유전체 층 상에 위치될 수 있고, 액정 층(1430, 1440)을 둘러쌀 수 있다. 1445 및 1425에 있는 정렬 층들은 안과용 렌즈의 휴지 배향을 한정하도록 기능할 수 있다. 일부 실시예에서, 전극 층(1420, 1450)은 액정 층(1430, 1440)과 전기 연통될 수 있고, 휴지 배향으로부터 적어도 하나의 동력공급된 배향으로의 배향의 변화를 유발할 수 있다.
도 14b에, 전극 층의 동력공급의 효과가 도시되어 있다. 이러한 동력공급은 1490으로 예시된 바와 같이 전기장이 디바이스를 가로질러 확립되게 할 수 있다. 전기장은 액정 분자가 형성된 전기장에 의해 자신을 재정렬시키도록 유도할 수 있다. 층의 중합된 부분 내의 분자에 대해 1470으로 그리고 액정을 포함하는 소적에서 1480으로 도시된 바와 같이, 분자가 이제 수직선으로 도시된 바와 같이 재정렬될 수 있다.
도 15를 참조하면, 안과용 렌즈 내로 삽입될 수 있는 가변 광학 삽입체(1500)의 대안예가 2개의 액정 층(1520, 1550)과 함께 예시되어 있는데, 액정 층들 각각은 도 14a 및 도 14b를 참조하여 논의된 바와 같이 액정 및 중합체가 분산된 액정 층일 수 있다. 액정 영역 주위의 다양한 층의 태양들 각각은 도 14a 및 도 14b의 가변 광학 삽입체에 관하여 기술된 바와 유사한 다양성을 가질 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 정렬 층들은 편광 감응성을 단일 액정 요소의 기능 내로 도입할 수 있다. 제1 기재(1510), 1520 주위의 공간 내의 개재 층 및 제1 편광 선호도를 갖는 제2 기재(1530)에 의해 형성되는 제1 액정 기반 요소를, 제2 기재(1540) 상의 제2 표면, 1550 주위의 공간 내의 개재 층 및 제2 편광 선호도를 갖는 제3 기재(1560)에 의해 형성되는 제2 액정 기반 요소와 조합함으로써, 렌즈에 입사하는 입사 광의 편광 태양들에 민감하지 않은 렌즈의 전기적 가변 초점 특성을 허용할 수 있는 조합이 형성될 수 있다. 영역(1550)의 예시에서 도트(dot) 특징부는 1520에서의 층 내의 정렬된 분자의 정렬에 대해 그 정렬이 수직한 정렬된 액정 분자를 도시할 수 있다. 1590에서의 인가된 전기장은 두 액정 층들 중 어느 하나를 가로지르는 전기장이 소적 영역에서 액정 분자의 재정렬을 유도할 수 있음을 예시한다. 일부 예시적인 실시예에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 액정 영역(1520, 1550) 중 어느 하나를 가로질러 전기장을 인가하는 별개의 능력이 있을 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 안과용 디바이스의 전극에 대한 전위의 인가는 2개의 층에 동시에 동력공급할 수 있다.
예시적인 요소(1500)에서, 도 14a 및 도 14b의 예와 관련된 다양한 유형 및 다양성의 2개의 전기적 활성 액정 층들의 조합이 4개의 기재 층(1510, 1530, 1540, 1560)을 이용하여 형성될 수 있다. 다른 예에서, 디바이스는 3개의 상이한 기재들의 조합에 의해 형성될 수 있으며, 여기서 중간 기재는 도시된 1530 및 1540 피스들의 조합으로부터 생성될 수 있다. 4개의 기재 피스의 사용은 유사한 디바이스들이 액정 층(1520, 1550) 둘 모두 주위에 구성될 수 있는 요소의 제조를 위한 편리한 예를 제시할 수 있으며, 여기서 처리의 차이는 액정 요소를 위한 정렬 특징부를 한정하는 단계들의 일부분과 관련될 수 있다. 또 다른 예에서, 1400으로 도 14a에 도시된 것과 같은 단일 액정 층 주위의 렌즈 요소가 구면 대칭이거나 90도의 회전 시 대칭인 경우, 2개의 피스는 2개의 기재 피스로부터 각각 제조된 2개의 개별 삽입체 피스를 조립 전에 서로에 대해 90도 회전시킴으로써 1500으로 도시된 유형의 4개의 기재 피스를 갖는 구조체로 조립될 수 있다.
다양한 고정 강도(anchoring strength)를 갖는 액정 층을 포함하는 안과용 디바이스
도 16a를 참조하면, 다양한 고정 강도를 포함하는 액정 층을 포함하는 안과용 디바이스의 예시적인 도면을 볼 수 있다. 안과용 삽입체가 전방 곡선 전극 층(1610) 및 후방 곡선 전극 층(1615)이 상부에 배치된 전방 곡선 피스(1620) 및 후방 곡선 피스(1625)로 구성될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 고정 재료 층이 전극 층의 표면 상에 또는 일부 경우에 전극 층 상에 있는 유전체 층 상에 추가될 수 있다. 고정 층의 표면은, 후속하여 적용된 액정 층(1605)과의 표면 상호작용이 처리된 표면을 공간적으로 가로질러 변할 수 있도록 다양한 화학적 또는 물리적 방식으로 개질될 수 있다. 크기 및 물리적 현상이 실제 크기로 도시되지 않는 예시적인 방식으로, 고정 강도가 1630, 1640 및 1650에서 도시될 수 있다. 3개의 고정 결합선으로 나타낸 1630에서의 고정 위치의 고정 강도가 향상되면, 액정 분자를 표면 영역 상에 고정시키는 효과가 층 전반에 걸쳐 이웃 액정 분자로 전달될 수 있다. 2개의 고정 결합선으로 예시되는 표면 영역(1640)의 고정 강도는 영역(1630)과 비교할 때 덜 강할 수 있지만, 또한 그 고정 강도는 단일 고정 결합선으로 예시되는 1650의 표면 영역보다 더 강할 수 있다. 정적인 비-동력공급된 모드에서, 액정 층(1605)의 액정은 표면 토포그래피에 대체로 평행한 방식으로 놓인 액정 분자의 로드(rod) 형상의 예시에 의해 도시되는 바람직한 방식으로 정렬될 수 있다.
1690에 도시된 전기장의 존재 시, 액정 분자는 전기장과 상호작용할 수 있고, 확립된 전기장을 따라 배향시키기 위해 힘이 액정 분자에 작용할 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 고정 상호작용의 강도는 액정 층을 통해 전달될 수 있고, 표면 고정 부위에 근접한 상이한 위치에서 액정 분자에 대한 상이한 배향 변화를 초래할 수 있다. 예를 들어, 강하게 상호작용하는 영역은 전기장(1690)에 의해 거의 교란없이 1635에 놓이는 액정 분자를 가질 수 있다. 반면에, 가장 약하게 고정된 영역은 1655에서 전기장(1690)과 완전히 정렬될 수 있다. 게다가, 1645로 도시된 바와 같이, 배향은 중간 고정 강도(1640)의 영역에서 전기장(1690)과 중간 정렬 상태를 취할 수 있다.
따라서, 도 16a의 분자와 같은 분자의 공간적으로 균일한 배향이 도 16b에 도시된 바와 같이 전기장의 존재 시 국부적으로 가변적인 배향을 취할 수 있다. 액정 분자가 입사 방사선에 대한 그의 정렬에 기초하여 입사 방사선에 대하여 상이한 굴절률을 제공할 수 있기 때문에, 고정 층의 처리에 기초하여 국부적으로 변화하는 배향을 제어하는 능력은 전극(1615, 1625)이 전기장(1690)을 생성하기 위해 동력공급받을 때 프로그래밍된 광학 효과가 활성화되게 할 수 있다. 또한, 공간적 의미로 굴절률의 변화의 상세 사항이 또한, 인가되는 전기장의 강도에 기초하여 매끄럽게 변화될 수 있다. 이는 결과적으로 전극 층을 가로질러 인가되는 전기장 전위 또는 전압의 레벨에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 액정 층과의 고정 상호작용의 국부적으로 한정된 그리고 변화하는 강도를 갖는 고정 층에 적용되는 액정 층을 포함하는 광학 디바이스가 동력공급된 상태 대 비동력공급된 상태에서 공간적으로 변경된 굴절률 프로파일의 쌍안정 특성을 갖는 디바이스를 생성할 수 있거나, 대안적으로, 다양한 전위 또는 전압으로의 전극의 동력공급에 기인하는 광학 특성의 연속이 있을 수 있다.
다양한 고정 방향(선경사각(pretilt))을 갖는 액정 층을 포함하는 안과용 디바이스
도 17a 및 도 17b를 참조하면, 전극 영역들 사이에서 액정 층의 정렬의 공간 변화를 설계하기 위한 유사하지만 대안적인 예시적인 실시예를 볼 수 있다. 도 17a에서, 다양한 정렬 배향을 포함하는 액정 층을 포함하는 안과용 디바이스의 예시적인 도면을 볼 수 있다. 안과용 삽입체가 전방 곡선 전극 층(1715) 및 후방 곡선 전극 층(1720)이 상부에 배치된 전방 곡선 피스(1705) 및 후방 곡선 피스(1710)로 구성될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 분자를 그의 액정 층 부근에서 정렬시킬 수 있는 재료 층이 전극 층의 표면 상에 또는 일부 경우에는 전극 층 상에 있는 유전체 층 상에 추가될 수 있다. 정렬 층(1725)은, 층이 그의 분자가 그의 표면을 가로질러 가변적이지만 프로그래밍된 방식으로 배향되는 상태로 형성되도록, 다양한 화학적 또는 물리적 처리에 의한 방식으로 형성되거나 형성 후에 처리될 수 있다. 이들 배향 중 일부는, 1730에서의 정렬 층 부근에서 1735로 도시된 바와 같은 제1 배향을, 1740에서의 정렬 층 부근의 분자에 대해 1745로 도시될 수 있는 제1 정렬 배향(1735)에 대해 완전히 수직일 수 있는 배향으로 정렬시키도록, 액정 분자를 유도할 수 있다.
이러한 논의가 제1 표면에서 정렬 층 내의 분자의 배향에 집중되었지만, 실제로 전방 곡선 및 후방 곡선을 갖는 안과용 삽입체에서, 정렬 층의 처리는 표면들 각각 상에서 수행될 수 있다. 일부 예시적인 처리에서, 전방 곡선 피스 상의 공간적으로 변화하는 패턴은 후방 곡선 피스 상의 동등하게 한정된 공간 패턴을 가질 수 있다. 이들 경우에, 액정 층 내의 분자의 배향은 층을 가로질러 균일한 것으로 예시될 수 있는 반면, 이러한 배향은 도 17a에 도시된 바와 같이 표면 피스를 따라 공간에서 변화할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 안과용 삽입체 디바이스의 후방 곡선 피스 상의 정렬 층 상에 형성된 공간 패턴과 비교할 때, 전방 곡선 피스 상의 정렬 층 내에 상이한 공간 패턴이 형성될 수 있다. 그러한 실시예는 안과용 삽입체 디바이스의 표면을 가로질러 액정 분자의 변화하는 정렬, 및 액정 층을 가로질러 전방 광학 피스로부터 후방 광학 피스까지의 배향의 표면의 주어진 공간 위치에서의 제어된 방식으로의 정렬의 추가의 변화에 의해 제어되는 결과를 가져올 수 있다.
도 17b를 참조하면, 액정 층 내의 분자의 배향에 대한 인가된 전기장의 영향의 도면이 도시되어 있다. 1701에서, 전방 곡선 피스(1710) 및 후방 곡선 삽입체 피스(1705) 상에 각각 위치되는 2개의 전극(1760, 1765)에 대한 전위의 인가에 의해 전기장이 확립된다. 1770 및 1780으로 예시되는 정렬 층의 분자의 배향이 예시적인 도면에서 전기장(1701)의 인가에 의해 변경되지 않을 수 있다는 것이 관찰될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 액정 분자와 전기장의 상호작용은 정렬 층의 상호작용을 지배할 수 있도록 하는 것일 수 있으며, 따라서 액정 층 내의 분자는 아이템(1775, 1785)으로 도시된 바와 같이 전기장과 정렬될 수 있다. 정렬 층에 매우 근접한 영역에서, 예시될 수 있는 바와 같이 정렬되지 않는 배향이 있을 수 있기 때문에, 이러한 예시가 실제 상황의 단순화를 나타낼 수 있지만, 전체적으로 액정 분자의 수집의 효과가 공간 위치를 가로지르는 그리고 전기장과의 분자의 비교적 균일한 정렬로 도시되는 것과 유사하게 추정될 수 있다는 것에 주목할 수 있다.
1725에 예시적인 방식으로 도시된 정렬 층, 또는 그 점에 대해 본 명세서의 다양한 실시예에서 언급되는 임의의 정렬 층을 형성하기 위한 많은 방식이 있을 수 있다. 일례에서, 아조벤젠의 화학적 골격에 기초하는 분자를 포함하는 염료 재료가 유전체 층 상에 또는 전극 층 상의 유전체 상에 코팅되어 그 자체로 층을 형성할 수 있다. 아조벤젠계 화학 모이어티는 트랜스 배치(trans configuration)와 시스 배치(cis configuration)로 존재할 수 있다. 많은 예에서, 트랜스 배치는 2개의 배치 중 보다 열역학적으로 안정된 상태일 수 있으며, 따라서 예를 들어 섭씨 30도 부근의 온도에서, 아조벤젠 층의 분자의 대부분이 트랜스 상태로 배향될 수 있다. 상이한 분자 배치들의 전자 구조로 인해, 2개의 배치들은 상이한 파장의 광을 흡수할 수 있다. 따라서, 예시적인 의미로, 300 내지 400 나노미터 범위 내의 파장의 광으로 조사함으로써, 아조벤젠 분자의 트랜스 형태가 시스 형태로 이성질화될 수 있다. 시스 형태는 트랜스 배치로 비교적 신속하게 복귀될 수 있지만, 2개의 변환은 변환이 일어날 때 분자의 물리적 이동을 초래할 수 있다. 편광된 광의 존재 시, 광의 흡수는 편광 벡터에 대한 트랜스-아조벤젠 분자의 배향 및 조사하기 위해 사용되는 광의 입사각에 다소 의존할 가능성이 있을 수 있다. 특정 편광 및 입사각을 갖는 방사선의 결과적인 효과는 입사 편광 축과 입사면에 관하여 아조벤젠 분자를 배향시키는 것일 수 있다. 따라서, 아조벤젠 분자의 정렬 층을 적절한 파장으로 그리고 미리결정되고 공간적으로 변화하는 편광 및 입사각을 갖고서 조사함으로써, 아조벤젠 분자의 정렬에서의 공간 변화를 갖는 층이 형성될 수 있다. 정적인 의미로의 아조벤젠 분자는 또한 그 환경에서 액정 분자와 상호작용하여서, 도 17a에 도시된 액정 분자의 상이한 정렬을 생성한다.
아조벤젠 재료는 또한 도 17c 내지 도 17e에 개략적으로 도시된 바와 같이 트랜스 및 시스 상태에서 평면내 및 평면외 배향을 얻을 가능성으로 인해 고정 방향을 조절할 다른 가능성을 허용할 수 있다. 이들 재료는 때때로 명령 층(command layer)으로 지칭된다. 그러한 재료에 대한 액정 배향 조절이 또한 화학선 광 세기를 공간적으로 조절함으로써 얻어질 수 있다. 도 17c를 참조하면, 1742의 아조벤젠 분자가 트랜스 배치로 배향되면서, 또한 표면에 고정될 수 있다. 이러한 배치에서, 액정 분자가 1741로 도시된 바와 같이 배향될 수 있다. 대안적인 시스 배치에서, 아조벤젠 분자(1743)는 1740으로 도시된 바와 같이 배향되도록 액정 분자에 영향을 미칠 수 있다. 도 17e를 참조하면, 액정 배향들의 조합이 본 명세서의 발명의 개념과 일관될 수 있는 바와 같이 예시되어 있다.
다른 정렬 층이, 상이한 방식으로, 예를 들어 국소 편광된 입사 광에 의해 유도되는 중합의 바람직한 배향에 기초하여 중합된 층의 공간 정렬을 제어하기 위한 편광된 입사 방사선의 사용을 통해 형성될 수 있다.
도 17f를 참조하면, 구배 굴절률 광학계(gradient index optic)의 표현이 예시되어 있다. 도 16a 및 도 16b에 관하여 도시된 고정의 원리뿐만 아니라 도 17a, 도 17b 및 도 17c에 관하여 도시된 정렬 층에 관한 예시적인 실시예가 반경방향 거리에 따른 굴절률의 포물선형 변화를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 굴절률 n(r) 대 반경방향 거리(r)의 그러한 포물선형 변화를 수학적으로 표현하는 관계를 1796에서 볼 수 있다. 평탄 렌즈 물체에 대한 현상의 그래픽 표현을 1790에서 볼 수 있으며, 여기서 1791에서의 굴절률은 예시에서 흑색의 밀도에 의해 표현될 수 있는 비교적 높은 굴절률일 수 있다. 굴절률이 1792에 도시된 것과 같이 반경방향으로 변화할 때, 굴절률은 보다 낮은 굴절률일 뿐만 아니라 흑색의 감소된 밀도로 도시될 수 있다. 반경방향 거리에 따른 굴절률의 포물선형 변화가 광학계에 형성될 수 있으며, 광에 대한 효과는 1793에 도시된 바와 같이 광의 초점맞춤을 초래하는 입사 방사선의 위상의 이동일 수 있다. 그러한 구배 굴절률 광학계의 초점 특성의 수학적 추정이 1795에 예시될 수 있다.
사이클로이드 파장판 렌즈를 포함하는 안과용 디바이스
특별한 다양한 편광 홀로그램, 즉 사이클로이드 회절 파장판(cycloidal diffractive waveplate, CDW)이 실질적으로 100% 회절 효율을 제공하고, 스펙트럼적으로 광대역일 수 있다. 도 18에 개략적으로 예시된 사이클로이드 회절 파장판의 구조는 이방성 재료 필름(1810)을 포함하며, 여기서 광축 배향은 필름(1810) 내의 패턴(1820)에 의해 예시된 바와 같이 필름의 평면 내에서 연속적으로 회전하고 있다. 그러한 파장판으로부터의 전형적인 광학 결과를 1830과 1840에 관하여 볼 수 있다. 가시 파장에 대한 거의 100% 효율은, 대략 1 마이크로미터(0.001mm) 두께의 액정 중합체(liquid crystal polymer, LCP) 필름에서 전형적으로 충족되는 반파장 위상 지연 조건의 실현 시 달성된다. 도 18a를 참조하면, 사이클로이드 파장판 설계에서 일어날 수 있는 배향 프로그래밍의 상세한 예시를 1890에서 볼 수 있다. 주어진 축방향으로, 예를 들어 1885로, 패턴은 축방향에 평행한 배향(1860)으로부터 축방향에 수직한 배향(1870)을 향하는 배향을 통해 그리고 다시 1880에서의 축방향에 평행한 배향을 통해 변화할 수 있다.
얇은 격자가 고 효율을 나타내는 광학계 내에서의 그러한 흔치 않은 상황은 x,y 평면 내의 복굴절 필름 상에 z-축을 따라 법선방향으로 입사하는 파장 λ의 선형 편광된 광 빔을 고려함으로써 이해될 수 있다. 필름의 두께 L 및 그의 광학 이방성 Δn 이 LΔn = λ/2이도록 선택되고, 그의 광축이 입력 빔의 편광 방향에 대해 45도인 각도 α로 배향되면, 출력 빔의 편광은 90도인 각도 β만큼 회전된다. 이는 반파장 파장판이 기능하는 방법이다. 그러한 파장판의 출력에서의 편광 회전 각도인 β = 2α는 광학 축의 배향 d = (dx, dy) = (cosα, sinα)에 의존한다. 저 분자량뿐만 아니라 중합체성인 액정 재료는 높은 공간 주파수 α = qx에서 파장판의 평면 내에서 d의 연속 회전을 허용하며, 여기서 공간 조정 주기 Λ = 2π/q는 가시 광의 파장과 유사할 수 있다. 그러한 파장판의 출력에서의 광의 편광은 결과적으로 공간에서 변조되고(β = 2qx), 이러한 파장판의 출력에서의 회전 편광 패턴 내의 전기장은 평균되며(< E > = 0), 입사 빔의 방향으로 투과되는 광이 없다. 이렇게 얻어진 편광 패턴은 각도 ± λ/Λ로 전파하는 2개의 원형 편광된 빔들의 중첩에 대응한다. 원형 편광된 입력 빔의 경우에 빔이 우회전인지 좌회전인지에 따라 회절 차수들 중 단 하나만이, 즉 +1차 또는 -1차가 존재한다.
특별한 다양한 사이클로이드 회절 파장판이 도 19a에 예시되어 있다. 그러한 예시적인 실시예에서, 도 18에서 언급되는 사이클로이드 회절 파장판 패턴은 안과용 렌즈 삽입체 디바이스의 폼 팩터(form factor)로 추가로 개선될 수 있다. 이러한 예시에서, 형상은 평탄 방식으로 묘사되었지만, 유사한 배향 프로그래밍 형상이 또한 렌즈 삽입체와 같은 3차원 표면을 가로질러 발생될 수 있다. 1910에서, 사이클로이드 회절 파장판 패턴은 평탄 표면 상에 또는 구형 표면의 대면 부분(subtended portion)과 같은 절곡된(folded) 표면 상에 위치될 수 있는 반경방향 패턴으로 나선형으로 회전될 수 있고, 액정 또는 액정 중합체 분자의 회전각은 파장판의 중심으로부터 포물선 함수로 조정될 수 있다. 그러한 구조체는, 렌즈의 상이한 또는 보다 높은 강도(초점 거리로서 또는 디옵터로 측정됨)가 동일한 두께의 또는 보다 얇은 필름 내에서 얻어질 수 있음을 포함할 수 있는 다른 액정 렌즈에 비해, 이점을 갖는 렌즈처럼 작용한다. 일부 예시적인 실시예들에서, 필름의 두께는 단지 1 내지 5 μm일 수 있다. 이러한 렌즈의 다른 이점은 디바이스에 입사하는 광의 편광의 스위칭에 의한 초점 도수 조절을 위해 양의 값과 음의 값 사이에서 스위칭할 가능성일 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 액정 위상 지연 판의 사용은 편광 스위칭을 용이하게 하기 위해 이용될 수 있다. 렌즈 작용과 스위칭 작용 사이의 분리는 비제한적 예로서 커패시턴스 및 전력 소비와 같은 시스템의 전기적 특성의 다양성을 허용할 수 있다. 예를 들어, 렌즈 자체가 얇게 선택될 수 있을지라도, 액정 위상 지연기의 두께는 전력 소비를 최소화하도록 선택될 수 있다.
전방 삽입체 피스와 후방 삽입체 피스 사이의 공간 내에 형성되는 사이클로이드 회절 렌즈 패턴은 전기적 활성의 매설된 가변 광학 삽입체를 형성할 수 있다. 도 19b에 도시된 바와 같이, 전방 및 후방 삽입체 피스 내의 전극에 대한 전위의 인가에 의해, 사이클로이드형으로 배향된 액정 층을 가로질러 전기장(1990)이 확립될 수 있다. 액정 모이어티가 1920으로 도시된 바와 같이 전기장과 정렬될 때, 결과적인 정렬은 회절 파장판 렌즈의 특별한 특성 없이 액정 층이 공간적으로 균일한 필름이 되게 할 수 있다. 따라서, 비제한적 예로서, 광학 도수를 갖는 1910의 패턴이 1920으로 도시된 바와 같이 전기장의 인가에 의한 초점맞춤 효과를 유발하지 않을 수 있다.
도 20의 아이템(2000)을 참조하여 사이클로이드 파장판 유형 실시예에 대한 액정 층 분자의 정렬의 상세한 예시를 볼 수 있다. 패턴의 1/4이 예시되어 있으며, 렌즈(2010)의 중심으로부터 반경방향 외측으로, 예를 들어 2020으로 그리고 외부로의 분자의 정렬의 배향 이동이 관찰될 수 있다. 이러한 배향이 예를 들어 도 18에 대한 관계로 예시된 프로그래밍 패턴의 반경방향 회전과 유사할 수 있음이 관찰될 수 있다.
액정 및 액정 중합체 회절 파장판의 제조는 다단계 공정일 수 있다. 마스터 파장판으로부터 사이클로이드 회절 파장판을 인쇄하기 위한 기술은 고품질 및 대면적을 갖는 대규모 생산에 적합할 수 있다. 이는 복잡성, 비용 및 안정성 문제를 부가할 수 있는 홀로그램 장비를 수반하는 다른 실시예와 비교될 수 있다. 이러한 인쇄 기술은 선형 또는 원형 편광된 입력 빔으로부터 마스터 사이클로이드 회절 파장판의 출력에서 얻어진 회전 편광 패턴을 이용할 수 있다. 인쇄된 파장판의 주기는 선형 편광된 입력 빔을 사용할 때 2배가 될 수 있다. 광이방성 재료에 직접 기록하는 것과 비교할 때, 광정렬에 기초하는 액정 중합체 기술은 예를 들어 머크(Merck)로부터의 액정 중합체의 구매가능성에 기초하는 이점을 가질 수 있다. RMS-001C와 같은 공급자(머크)의 명칭으로 언급될 수 있는 반응성 메소겐의 전형적인 액정 중합체가 광정렬 층 상에 스핀 코팅(전형적으로 60초 동안 3000 rpm)될 수 있고, 대략 10분 동안 UV 중합될 수 있다. 광대역 회절을 위해 또는 피크 회절 파장을 조절하기 위해 다수의 층이 코팅될 수 있다.
중합체가 분산된 액정 층을 갖는 형상화된 유전체 층을 포함하는 안과용 디바이스
도 21을 참조하면, 형상화된 유전체 층을 포함하는 안과용 디바이스의 예시적인 실시예를 볼 수 있다. 이러한 예시적인 실시예는 도 10에 관한 예시적인 실시예에 관하여 논의된 많은 태양을 공유한다. 2140에서, 1040에서의 유사한 특징부에 대응하는 형상화된 유전체 층을 볼 수 있다. 도 21에 관한 예시적인 실시예에서, 유전체 층(2140)은 중합체가 분산된 액정 층을 형성하기 위해 사용되는 단량체 모이어티의 제어된 중합을 통해 형성될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 층(2140)은 중합 공정 동안에 포집되는 일정량의 액정 분자를 포함할 수 있다. 층(2140)이 상부에 형성되는 표면이 2170과 같은 정렬 층을 구비하면, 액정 분자는 정렬 층의 패턴에 대해 정렬될 수 있고, 일부 예시적인 실시예에서는 중합된 층(2140)이 형성되는 동안에 정렬될 수 있다.
액정 분자를 포함하는 단량체의 처리는 2130과 같은 중합체가 분산된 공극이 액정 분자를 포함하여 형성될 수 있는 조건 하에서 후속하여 중합될 수 있다. 2120에서의 후속하여 중합된 층의 다른 영역에서, 액정 분자를 포함하는 중합체 층이 형성될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 또한 중합 공정 동안에 액정 분자를 배향시킬 수 있는 정렬 층이 2165에 있을 수 있다.
도 21의 예시는 전극 층(2160, 2175)뿐만 아니라 정렬 층(2170, 2165)이 사이에 위치될 수 있는 전방 기재(2110)와 후방 기재(2150)가 있는 예시적인 실시예를 도시한다. 정렬 층은 이전에 기술된 방식으로 형성되고 패턴화될 수 있거나, 예를 들어 산업 표준 러빙 공정에 의해 수행될 수 있다. 도 21의 도면은 다양한 층의 평탄 배향을 예시한다. 이러한 도면은 예시적인 목적만을 위한 것이고, 콘택트 렌즈와 같은 안과용 디바이스 내에 위치될 수 있는 것과 같은 만곡된 광학 피스는 도시된 바와 같은 형상이 아닌 경우 구조적 순서를 공유할 수 있다. 공극 특징부(2130)가 나노규모인 것과 같은 일부 예시적인 실시예에서, 구조체 내의 정렬 층에 대한 필요성이 없을 수 있다. 이러한 특징부에서, 공극 층 내의 분자의 랜덤 배향이 바람직할 수 있다.
게다가, 안과용 삽입체 디바이스 내에 형성된 중합체가 분산된 액정 층에 관하여 전술된 바와 같이, 전극 층을 가로지르는 전위의 인가에 의한 액정 층을 통한 전기장의 생성은 공극 내에 존재하는 액정 층이 전기장과 정렬되게 할 수 있고, 안과용 디바이스를 횡단하는 광에 제공되는 굴절률을 변화시키게 할 수 있다. 형상화된 유전체(2140)는 액정 층의 임의의 부분을 통한 국소 전기장이 형상화된 유전체 프로파일에 따라 변화하게 할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 형상화된 유전체 층은 중합체가 분산된 액정 층에 비해 유사한 광학적 유전체 특성을 갖지만 상이한 전기적 유전체 특성을 갖는 재료로 형성될 수 있다.
도 21a 및 도 21b를 참조하면, 액정의 개별 소적(2131)이 가능할 수 있는 다양한 배향 태양을 보여주기 위해 예시되어 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 특히 소적이 나노규모 크기를 갖는 경우에, 도 21a의 비-동력공급된 배향은 액정 분자가 도시된 바와 같이 랜덤 배향 패턴을 나타내는 소적을 구비할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 정렬 층의 사용은 예를 들어 분자가 도 21b에서 2132로 도시된 바와 같은 표면에 평행하게 정렬될 수 있는 비-동력공급된 배향 배치를 생성할 수 있다. 이들 경우 중 어느 경우든, 전기장(2190)이 인가될 때, 액정 분자는 도 21c에 2133으로 도시된 바와 같이 전기장과 정렬될 수 있다.
중합체 층 내의 다양한 밀도의 액정 소적을 갖는 중합체가 분산된 액정 층을 포함하는 안과용 디바이스
도 22를 참조하면, 액정 층을 포함하는 안과용 디바이스의 다른 예시적인 실시예를 볼 수 있다. 도 13a에 관한 예시적인 실시예와 유사점을 공유하는 예시적인 실시예에서, 중합체 층 내에서 액정 소적의 밀도가 횡방향으로 반경방향 층을 가로질러 변화하는 광학 효과를 위해 액정 층이 형성될 수 있다. 도 22에 도시된 바와 같이, 아이템(2210)과 아이템(2260)은 각각 전방 삽입체 및 후방 삽입체 피스를 나타낼 수 있다. 이들 피스 상에 2250 및 2220으로 표현된 층 또는 층의 조합이 있을 수 있다. 층들(2250, 2220)은 그 위에 유전체 층들 및/또는 정렬 층들을 또한 포함할 수 있는 전극 층들을 표현할 수 있다. 이들 층 사이에, 액정 모이어티를 포함하는 층(2240)이 있을 수 있다. 층(2240)은 중합된 재료의 영역이 주로 2230에서와 같은 액정 분자를 포함하는 소적에 의해 차단될 수 있는 방식으로 처리될 수 있다. 도 22의 도시는 다양한 층의 평탄 배향을 예시한다. 이러한 도면은 예시적인 목적만을 위한 것이고, 콘택트 렌즈와 같은 안과용 디바이스 내에 위치될 수 있는 것과 같은 만곡된 광학 피스는 도시된 바와 같은 형상이 아닌 경우 구조적 순서를 공유할 수 있다. 소적 특징부(2230)가 나노규모인 것과 같은 일부 예시적인 실시예에서, 구조체 내의 정렬 층에 대한 필요성이 없을 수 있다. 이러한 특징부에서, 공극 층 내의 분자의 랜덤 배향이 바람직할 수 있다.
중합 처리를 제어함으로써, 액정 포함 층(2240)의 특정 위치에서, 전방 곡선 삽입체로부터 후방 곡선 영역까지 다른 위치에서와는 상이한 밀도 또는 양의 액정 재료가 있을 수 있는 방식으로 공간적 제어가 수행될 수 있다. 렌즈 표면을 가로질러서의 액정 재료의 양의 이러한 변화는, 안과용 디바이스를 횡단하는 광이 특정 영역에서 보게 될 총 굴절률을 프로그래밍하는 데 유용할 수 있다. 구면 초점맞춤 및 고차 광학 효과와 같은 광학 효과가 발생할 수 있게 될 수 있다. 이전 실시예에서와 같이, 층(2240)을 가로질러서의 전기장의 확립은 액정 모이어티의 정렬의 변화를 유발할 수 있으며, 이는 전기활성 방식으로 안과용 디바이스의 변화된 광학 효과의 확립의 결과를 가져올 수 있다.
도 22a 및 도 22b를 참조하면, 액정의 개별 소적(2231)이 가능할 수 있는 다양한 배향 태양을 보여주기 위해 예시되어 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 특히 소적이 나노규모 크기를 갖는 경우에, 도 22a의 비-동력공급된 배향은 액정 분자가 도시된 바와 같이 랜덤 배향 패턴을 나타내는 소적을 구비할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 정렬 층의 사용은 예를 들어 분자가 도 22b에서 2232로 도시된 바와 같은 표면에 평행하게 정렬될 수 있는 비-동력공급된 배향 구성을 생성할 수 있다. 이들 경우 중 어느 경우든, 전기장(2290)이 인가될 때, 액정 분자는 도 22c에 2233으로 도시된 바와 같이 전기장과 정렬될 수 있다.
능동 및 수동 태양들을 갖는 단일 편광 감응성 액정 층을 포함하는 이중초점 안과용 디바이스
도 23을 참조하면, 기술된 다양한 예시적인 실시예 중 일부를 사용하는 일 부류의 디바이스를 단일 편광 감응성 액정 층을 포함하는 이중초점 안과용 디바이스에 대해 볼 수 있다. 도 4에 기술된 유형의 안과용 렌즈가 액정 층을 포함하는 삽입체(2330)를 구비할 수 있다. 기술된 다양한 유형의 층은 정렬 층에 의해 정렬될 수 있으며, 따라서 특정 편광 상태에 대한 감응성을 가질 수 있다. 디바이스가 초점 조절 기능을 갖고 단일 정렬된 액정 층을 구비하거나, 대안적으로 하나의 액정 층이 다른 하나의 액정 층에 직교 방향으로 정렬되고, 액정 층들 중 하나가 다른 하나와 상이한 수준으로 전기적으로 동력공급받는 이중 층 디바이스이면, 안과용 렌즈(400)에 입사하는 광(2310)은 편광 방향들 각각에 대해 2개의 상이한 초점 특성으로 분해될 수 있다. 도시된 바와 같이, 하나의 편광 성분(2351)은 초점(2352)을 향해 경로(2350)에 초점이 맞춰질 수 있는 반면, 다른 하나의 편광 성분(2341)은 초점(2342)을 향해 경로(2340)에 초점이 맞춰질 수 있다.
최신의 안과용 디바이스에서, 사용자의 눈에 다수의 초점맞춰진 이미지들을 동시에 제공하는 이중초점 디바이스의 부류가 있다. 사람의 뇌는 2개의 이미지를 선별하고 상이한 이미지들을 보는 능력을 갖는다. 2300의 디바이스는 그러한 이중초점 능력을 전달하는 개선된 능력을 가질 수 있다. 전체적인 이미지의 영역을 포착하고 이것들의 초점을 상이하게 맞추기보다는, 2300으로 도시된 유형의 액정 층이 광(2320)을 전체 가시 윈도우를 가로질러 2개의 편광 성분(2351, 2341)으로 분할할 수 있다. 주변광(2320)이 편광 선호도를 갖지 않는 한, 이미지는 초점 특성만에 의한 경우에 그러한 바와 같이 유사하게 보여야 한다. 다른 예시적인 실시예에서, 그러한 안과용 디바이스는 정보가 확대 이미지가 되도록 선택된 편광을 갖고서 정보를 표시하는 것과 같은 상이한 효과를 위해 한정된 편광을 갖고서 투사되는 광원과 쌍을 이룰 수 있다. 액정 디스플레이는 본질적으로 그러한 주변 조건을 제공할 수 있는데, 그 이유는 광이 그러한 디스플레이로부터 한정된 편광 특성을 갖고서 출사할 수 있기 때문이다. 다수의 초점 특성을 갖는 디바이스를 레버리징하는 능력에 기인하는 많은 예시적인 실시예가 있을 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 디바이스의 초점을 능동 제어하는 능력은 다양한 이중초점 조건을 갖는 디바이스를 허용할 수 있다. 휴지 상태 또는 비-동력공급된 상태는 하나의 편광의 초점이 맞춰지지 않고 다른 하나의 편광이 중간 거리에 초점이 맞춰진 이중초점을 포함할 수 있다. 활성화 시, 중간거리 구성요소는, 렌즈가 쌍안정성인 경우 근거리 이미징으로, 또는 다른 실시예에서는 일정 범위의 초점 거리로 추가로 초점이 맞춰질 수 있다. 이중초점 특성은 사용자가 그의 거리 환경을 얼마나 가까운지에 상관없이 초점맞춰진 이미지와 동시에 인지하게 할 수 있는데, 이는 다양한 종류의 이점을 가질 수 있다. 액정 층이 편광 차원을 따라 배향될 수 있는 액정 실시예들 중 임의의 것이 이러한 실시예 유형의 이중초점 설계를 형성하는 데 유용할 수 있는 실시예를 포함할 수 있다.
본 설명에서, 도면에 예시된 요소를 참조하였다. 요소들 중 많은 것이 이해를 위해서 본 발명의 기술의 예시적인 실시예를 묘사하기 위해 참고로 도시되어 있다. 실제 특징부들의 상대 크기는 도시된 바와 상당히 상이할 수 있으며, 도시된 상대 크기로부터의 차이는 본 명세서의 기술의 사상 내에서 취해져야 한다. 예를 들어, 액정 분자는 삽입체 피스의 크기에 비해 도시하기에는 극단적으로 작은 크기를 가질 수 있다. 따라서, 분자의 정렬과 같은 인자의 표현을 허용하기 위해 삽입체 피스와 유사한 크기로 액정 분자를 나타내는 특징부의 묘사는 실제 실시예에서는 더 크게 상이한 상대 크기를 취할 수 있는 도시된 크기의 그러한 일례이다.
가장 실용적이고 바람직한 실시예로 여겨지는 것이 도시되고 기술되었지만, 기술되고 도시된 특정 설계 및 방법으로부터의 벗어남이 그 자체를 당업자에게 제안할 것이며 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 사용될 수 있다는 것이 명백하다. 본 발명은 기술되고 도시된 특정 구성으로 제한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위의 범주 내에 속할 수 있는 모든 변경과 일관되도록 구성되어야 한다.

Claims (34)

  1. 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스로서,
    광학 구역 내의 적어도 일부분을 포함하고, 삽입체 전방 곡선 피스 및 삽입체 후방 곡선 피스를 포함하는 가변 광학 삽입체로서, 상기 전방 곡선 피스의 후방 표면 및 상기 후방 곡선 피스의 전방 표면이 적어도 상기 광학 구역 내의 상기 부분에서 상이한 표면 토폴로지를 갖고, 상기 가변 광학 삽입체는 비-광학 구역을 추가로 포함하는, 상기 가변 광학 삽입체;
    상기 비-광학 구역을 포함하는 적어도 일정 영역에서 상기 가변 광학 삽입체 내에 매설되는 에너지 공급원; 및
    상기 가변 광학 삽입체와 작동 가능하게 연관되는 액정 재료의 층을 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안과용 렌즈 디바이스는 콘택트 렌즈를 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전방 곡선 피스의 상기 후방 표면에 근접한 전극 재료의 제1 층; 및
    상기 후방 곡선 피스의 상기 전방 표면에 근접한 전극 재료의 제2 층을 추가로 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 액정 재료의 층에 근접한 유전체 재료의 제1 층을 추가로 포함하고, 상기 유전체 재료의 제1 층은 상기 광학 구역 내의 일정 영역을 가로질러 두께가 변화하여, 상기 전극 재료의 제1 층과 상기 전극 재료의 제2 층을 가로질러 전위가 인가될 때 상기 액정 재료의 층을 가로질러 변화하는 전기장을 초래하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  5. 제3항에 있어서, 상기 액정 재료의 층은 그의 굴절률을 변화시켜, 상기 전극 재료의 제1 층과 상기 전극 재료의 제2 층을 가로질러 전위가 인가될 때 상기 액정 재료의 층을 횡단하는 광선에 영향을 미치는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가변 광학 삽입체는 상기 렌즈의 초점 특성을 변경하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 프로세서를 추가로 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  8. 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스로서,
    광학 구역 내의 적어도 일부분을 포함하고, 삽입체 전방 곡선 피스, 중간 곡선 피스 및 삽입체 후방 곡선 피스를 포함하는 가변 광학 삽입체로서, 상기 전방 곡선 피스의 후방 표면 및 상기 중간 곡선 피스의 전방 표면이 적어도 상기 광학 구역 내의 상기 부분에서 상이한 표면 토폴로지를 갖고, 상기 가변 광학 삽입체는 비-광학 구역을 추가로 포함하는, 상기 가변 광학 삽입체;
    상기 비-광학 구역을 포함하는 적어도 일정 영역에서 상기 가변 광학 삽입체 내에 매설되는 에너지 공급원; 및
    상기 가변 광학 삽입체와 작동 가능하게 연관되는 액정 재료의 적어도 제1 층 및 제2 층을 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 안과용 렌즈 디바이스는 콘택트 렌즈를 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전방 곡선 피스의 상기 후방 표면에 근접한 전극 재료의 제1 층; 및
    상기 중간 곡선 피스의 상기 전방 표면에 근접한 전극 재료의 제2 층을 추가로 포함하고,
    상기 액정 재료의 제1 층은 상기 전극 재료의 제1 층과 상기 전극 재료의 제2 층 사이에 있는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 액정 재료의 제1 층에 근접한 유전체 재료의 제1 층을 추가로 포함하고, 상기 유전체 재료의 제1 층은 상기 광학 구역 내의 일정 영역을 가로질러 두께가 변화하여, 상기 전극 재료의 제1 층과 상기 전극 재료의 제2 층을 가로질러 전위가 인가될 때 상기 액정 재료의 층을 가로질러 변화하는 전기장을 초래하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  12. 제10항에 있어서, 상기 액정 재료의 제1 층은 그의 굴절률을 변화시켜, 상기 전극 재료의 제1 층과 상기 전극 재료의 제2 층을 가로질러 전위가 인가될 때 상기 액정 재료의 제1 층을 횡단하는 광선에 영향을 미치는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  13. 제10항에 있어서, 상기 가변 광학 삽입체는 상기 렌즈의 초점 특성을 변경하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  14. 제8항에 있어서, 상기 중간 곡선 피스는 함께 결합된 2개의 만곡된 피스들의 조합인, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  15. 제10항에 있어서, 전기 회로를 추가로 포함하고, 상기 전기 회로는 상기 에너지 공급원으로부터 상기 제1 및 제2 전극 층들로의 전기 에너지의 흐름을 제어하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 상기 전기 회로는 프로세서를 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 액정 층은 제1 정렬 층과 제2 정렬 층 사이에서 이들에 근접하여 있고, 상기 제1 및 제2 정렬 층들은 전체로서 상기 전극 재료의 제1 층과 상기 전극 재료의 제2 층 사이에 있으며, 상기 전극 재료의 제1 층과 상기 전극 재료의 제2 층은 상기 전기 회로와 전기 연통(electrical communication)되는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    제3 정렬 층 및 제4 정렬 층으로서, 상기 제2 액정 층은 상기 제3 정렬 층과 상기 제4 정렬 층 사이에서 이들에 근접하여 있는, 상기 제3 정렬 층 및 제4 정렬 층; 및
    전극 재료의 제3 층 및 전극 재료의 제4 층으로서, 상기 제2 액정 층, 상기 제3 정렬 층 및 상기 제4 정렬 층은 전체로서 상기 전극 재료의 제3 층 사이에 있는, 상기 전극 재료의 제3 층 및 상기 전극 재료의 제4 층을 추가로 포함하고,
    상기 전극 재료의 제3 층과 상기 전극 재료의 제4 층은 상기 전기 회로와 전기 연통되는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 정렬 층 및 상기 제2 정렬 층은 주로 제1 선형 축을 따라 상기 제1 액정 층을 정렬시키고, 상기 제3 정렬 층 및 상기 제4 정렬 층은 주로 제2 선형 축을 따라 상기 제2 액정 층을 정렬시키는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 선형 축은 상기 제2 선형 축에 대략 수직인, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  21. 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스로서,
    광학 구역 내의 적어도 일부분을 포함하고, 삽입체 전방 곡선 피스 및 삽입체 후방 곡선 피스를 포함하는 가변 광학 삽입체로서, 상기 전방 곡선 피스의 후방 표면 및 상기 후방 곡선 피스의 전방 표면이 적어도 상기 광학 구역 내의 상기 부분에서 상이한 표면 토폴로지를 갖고, 상기 가변 광학 삽입체는 비-광학 구역을 추가로 포함하는, 상기 가변 광학 삽입체;
    상기 비-광학 구역을 포함하는 적어도 일정 영역에서 상기 가변 광학 삽입체 내에 매설되는 에너지 공급원; 및
    상기 가변 광학 삽입체와 작동 가능하게 연관되는 액정 재료의 층으로서, 상기 액정 재료는 나노-크기의 중합체가 분산된 액정 영역들을 포함하는 상기 액정 재료의 층을 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  22. 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스로서,
    광학 구역 내의 적어도 일부분을 포함하고, 삽입체 전방 곡선 피스 및 삽입체 후방 곡선 피스를 포함하는 가변 광학 삽입체로서, 상기 전방 곡선 피스의 후방 표면 및 상기 후방 곡선 피스의 전방 표면이 적어도 상기 광학 구역 내의 상기 부분에서 상이한 표면 토폴로지를 갖고, 상기 가변 광학 삽입체는 비-광학 구역을 추가로 포함하는, 상기 가변 광학 삽입체;
    상기 비-광학 구역을 포함하는 적어도 일정 영역에서 상기 가변 광학 삽입체 내에 매설되는 에너지 공급원; 및
    상기 가변 광학 삽입체와 작동 가능하게 연관되는 액정 재료의 층으로서, 상기 액정 재료는 중합체가 분산된 액정 영역들을 포함하는 상기 액정 재료의 층을 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  23. 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스로서,
    광학 구역 내의 적어도 일부분을 포함하고, 삽입체 전방 곡선 피스 및 삽입체 후방 곡선 피스를 포함하는 가변 광학 삽입체로서, 상기 전방 곡선 피스의 후방 표면 및 상기 후방 곡선 피스의 전방 표면이 적어도 상기 광학 구역 내의 상기 부분에서 상이한 표면 토폴로지를 갖고, 상기 가변 광학 삽입체는 비-광학 구역을 추가로 포함하는, 상기 가변 광학 삽입체;
    상기 비-광학 구역을 포함하는 적어도 일정 영역에서 상기 가변 광학 삽입체 내에 매설되는 에너지 공급원; 및
    상기 가변 광학 삽입체와 작동 가능하게 연관되는 액정 재료의 층으로서, 상기 액정 재료는 다양한 고정 강도(anchoring strength)를 갖는 층들을 포함하는 상기 액정 재료의 층을 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  24. 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스로서,
    광학 구역 내의 적어도 일부분을 포함하고, 삽입체 전방 곡선 피스 및 삽입체 후방 곡선 피스를 포함하는 가변 광학 삽입체로서, 상기 전방 곡선 피스의 후방 표면 및 상기 후방 곡선 피스의 전방 표면이 적어도 상기 광학 구역 내의 상기 부분에서 상이한 표면 토폴로지를 갖고, 상기 가변 광학 삽입체는 비-광학 구역을 추가로 포함하는, 상기 가변 광학 삽입체;
    상기 비-광학 구역을 포함하는 적어도 일정 영역에서 상기 가변 광학 삽입체 내에 매설되는 에너지 공급원; 및
    상기 가변 광학 삽입체와 작동 가능하게 연관되는 액정 재료의 층으로서, 상기 액정 재료는 조직화된(organized) 정렬 층들에 의해 배향되며, 한정된 패턴의 편광된 광이 상기 정렬 층들의 조직화를 제어하는 상기 액정 재료의 층을 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  25. 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스로서,
    광학 구역 내의 적어도 일부분을 포함하고, 삽입체 전방 곡선 피스 및 삽입체 후방 곡선 피스를 포함하는 가변 광학 삽입체로서, 상기 전방 곡선 피스의 후방 표면 및 상기 후방 곡선 피스의 전방 표면이 적어도 상기 광학 구역 내의 상기 부분에서 상이한 표면 토폴로지를 갖고, 상기 가변 광학 삽입체는 비-광학 구역을 추가로 포함하는, 상기 가변 광학 삽입체;
    상기 비-광학 구역을 포함하는 적어도 일정 영역에서 상기 가변 광학 삽입체 내에 매설되는 에너지 공급원; 및
    상기 가변 광학 삽입체와 작동 가능하게 연관되는 액정 재료의 층으로서, 상기 액정 재료는 조직화된 정렬 층들에 의해 배향되고, 포물선형 위상 지연 대 반경 관계(parabolic phase delay to radius relationship)를 제공하도록 입사광과 상호작용하는 구배 인덱싱된(gradient indexed) 배향들로 상기 액정 재료를 정렬시키는 상기 액정 재료의 층을 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  26. 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스로서,
    광학 구역 내의 적어도 일부분을 포함하고, 삽입체 전방 곡선 피스 및 삽입체 후방 곡선 피스를 포함하는 가변 광학 삽입체로서, 상기 전방 곡선 피스의 후방 표면 및 상기 후방 곡선 피스의 전방 표면이 적어도 상기 광학 구역 내의 상기 부분에서 상이한 표면 토폴로지를 갖고, 상기 가변 광학 삽입체는 비-광학 구역을 추가로 포함하는, 상기 가변 광학 삽입체;
    상기 비-광학 구역을 포함하는 적어도 일정 영역에서 상기 가변 광학 삽입체 내에 매설되는 에너지 공급원; 및
    상기 가변 광학 삽입체와 작동 가능하게 연관되는 액정 재료의 층으로서, 상기 액정 재료는 사이클로이드 파장판 패턴화된(cycloidal wave plate patterned) 액정 층들을 포함하는 상기 액정 재료의 층을 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  27. 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스로서,
    광학 구역 내의 적어도 일부분을 포함하고, 삽입체 전방 곡선 피스 및 삽입체 후방 곡선 피스를 포함하는 가변 광학 삽입체로서, 상기 전방 곡선 피스의 후방 표면 및 상기 후방 곡선 피스의 전방 표면이 적어도 상기 광학 구역 내의 상기 부분에서 상이한 표면 토폴로지를 갖고, 상기 가변 광학 삽입체는 비-광학 구역을 추가로 포함하는, 상기 가변 광학 삽입체;
    상기 비-광학 구역을 포함하는 적어도 일정 영역에서 상기 가변 광학 삽입체 내에 매설되는 에너지 공급원; 및
    상기 가변 광학 삽입체와 작동 가능하게 연관되는 액정 재료의 층으로서, 상기 액정 재료는 중합체가 분산된 액정 층들을 갖는 형상화된 유전체 층들을 포함하는 상기 액정 재료의 층을 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  28. 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스로서,
    광학 구역 내의 적어도 일부분을 포함하고, 삽입체 전방 곡선 피스 및 삽입체 후방 곡선 피스를 포함하는 가변 광학 삽입체로서, 상기 전방 곡선 피스의 후방 표면 및 상기 후방 곡선 피스의 전방 표면이 적어도 상기 광학 구역 내의 상기 부분에서 상이한 표면 토폴로지를 갖고, 상기 가변 광학 삽입체는 비-광학 구역을 추가로 포함하는, 상기 가변 광학 삽입체;
    상기 비-광학 구역을 포함하는 적어도 일정 영역에서 상기 가변 광학 삽입체 내에 매설되는 에너지 공급원; 및
    상기 가변 광학 삽입체와 작동 가능하게 연관되는 액정 재료의 층으로서, 상기 층은 다양한 액정 밀도를 갖는 중합체가 분산된 액정 층들을 포함하고 상기 중합체 층 내에는 공극들을 포함하는 상기 액정 재료의 층을 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  29. 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스로서,
    광학 구역 내의 적어도 일부분을 포함하고, 삽입체 전방 곡선 피스 및 삽입체 후방 곡선 피스를 포함하는 가변 광학 삽입체로서, 상기 전방 곡선 피스의 후방 표면 및 상기 후방 곡선 피스의 전방 표면이 적어도 상기 광학 구역 내의 상기 부분에서 상이한 표면 토폴로지를 갖고, 상기 가변 광학 삽입체는 비-광학 구역을 추가로 포함하는, 상기 가변 광학 삽입체;
    상기 비-광학 구역을 포함하는 적어도 일정 영역에서 상기 가변 광학 삽입체 내에 매설되는 에너지 공급원; 및
    상기 가변 광학 삽입체와 작동 가능하게 연관되는 액정 재료의 층으로서, 상기 층은 다양한 액정 밀도를 갖는 중합체가 분산된 액정 층들을 포함하고 상기 중합체 층 내에는 공극들을 포함하는 상기 액정 재료의 층을 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  30. 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스로서,
    광학 구역 내의 적어도 일부분을 포함하고, 삽입체 전방 곡선 피스 및 삽입체 후방 곡선 피스를 포함하는 가변 광학 삽입체로서, 상기 전방 곡선 피스의 후방 표면 및 상기 후방 곡선 피스의 전방 표면이 적어도 상기 광학 구역 내의 상기 부분에서 상이한 표면 토폴로지를 갖고, 상기 가변 광학 삽입체는 비-광학 구역을 추가로 포함하는, 상기 가변 광학 삽입체;
    상기 비-광학 구역을 포함하는 적어도 일정 영역에서 상기 가변 광학 삽입체 내에 매설되는 에너지 공급원; 및
    상기 가변 광학 삽입체와 작동 가능하게 연관되는 정렬된 액정 재료의 단일 층으로서, 상기 정렬된 액정 재료의 단일 층은 입사광의 제1 편광 배향과 강하게 상호작용하며 입사광의 제2 편광 배향과는 상호작용하지 않고, 상기 입사광의 제1 편광 배향은 상기 입사광의 제2 편광 배향에 직교하고, 상기 입사광의 제1 편광 배향과 상기 단일 층의 차동 상호작용은, 상기 입사광의 제2 편광 배향과 상기 단일 층의 상호작용에 의해 결정되는 제2 초점 특성과는 상이한 제1 초점 특성을 형성하는, 상기 액정 재료의 단일 층을 포함하는, 동력공급형 안과용 렌즈 디바이스.
  31. 안과용 디바이스의 형성 방법으로서,
    비-평탄 형상을 취하는 안과용 삽입체 피스를 형성하는 단계;
    상기 안과용 삽입체 피스의 표면 영역을 정렬 재료로 코팅하는 단계; 및
    상기 정렬 재료의 분자들을 전자기 방사선으로 조사함으로써 상기 정렬 재료의 분자들을 배향시키는 단계를 포함하는, 안과용 디바이스의 형성 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 정렬 재료는 하나 이상의 아조벤젠 화합물을 포함하는, 안과용 디바이스의 형성 방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 배향시키는 단계는 상기 조사 광의 편광의 제어에 의해 수행되는, 안과용 디바이스의 형성 방법.
  34. 제32항에 있어서, 상기 하나 이상의 아조벤젠 화합물은 시스(cis) 또는 트랜스(trans) 배치(configuration) 중 어느 하나로 배향되는, 안과용 디바이스의 형성 방법.
KR1020170106027A 2016-08-24 2017-08-22 액정 요소를 포함하는 가변 광학 안과용 디바이스 KR20180022589A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/245,532 US10386653B2 (en) 2012-12-21 2016-08-24 Variable optic ophthalmic device including liquid crystal elements
US15/245,532 2016-08-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180022589A true KR20180022589A (ko) 2018-03-06

Family

ID=61241976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170106027A KR20180022589A (ko) 2016-08-24 2017-08-22 액정 요소를 포함하는 가변 광학 안과용 디바이스

Country Status (10)

Country Link
JP (1) JP2018036634A (ko)
KR (1) KR20180022589A (ko)
CN (1) CN107783313A (ko)
AU (1) AU2017206167A1 (ko)
BR (1) BR102017016922A2 (ko)
CA (1) CA2976680A1 (ko)
IL (1) IL253529A0 (ko)
RU (1) RU2017129707A (ko)
SG (1) SG10201706032SA (ko)
TW (1) TW201818123A (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10859868B2 (en) 2017-08-11 2020-12-08 Coopervision International Limited Flexible liquid crystal cells and lenses
US11003016B2 (en) 2018-09-21 2021-05-11 Coopervision International Limited Flexible, adjustable lens power liquid crystal cells and lenses
CN109945783B (zh) * 2019-03-13 2020-11-17 北京交通大学 基于夫琅禾费衍射的微距测量方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG10201405242WA (en) * 2013-09-17 2015-04-29 Johnson & Johnson Vision Care Variable optic ophthalmic device including liquid crystal elements

Also Published As

Publication number Publication date
CN107783313A (zh) 2018-03-09
BR102017016922A2 (pt) 2018-03-20
JP2018036634A (ja) 2018-03-08
TW201818123A (zh) 2018-05-16
IL253529A0 (en) 2017-09-28
SG10201706032SA (en) 2018-03-28
AU2017206167A1 (en) 2018-03-15
CA2976680A1 (en) 2018-02-24
RU2017129707A (ru) 2019-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2014221200B2 (en) Variable optic ophthalmic device including liquid crystal elements
KR101650293B1 (ko) 사이클로이드형으로 배향된 액정 층을 포함하는 안과용 장치를 위한 방법 및 기구
KR101651417B1 (ko) 사이클로이드형으로 배향된 액정 층을 포함하는 안과용 장치를 위한 방법 및 기구
AU2014221206B2 (en) Method and apparatus for ophthalmic devices including hybrid alignment layers and shaped liquid crystal layers
AU2014221207B2 (en) Variable optic ophthalmic device including shaped liquid crystal elements and polarizing elements
KR20150032238A (ko) 액정의 형상화되어진 액정 중합체 망상구조화된 영역을 포함하는 안과용 장치를 위한 방법 및 기구
KR20150032239A (ko) 유전체 및 액정 중합체 망상구조를 포함하는 안과용 장치를 위한 방법 및 기구
KR20150032242A (ko) 구배 굴절률형 액정 층 및 형상화된 유전체 층을 포함하는 안과용 장치를 위한 방법 및 기구
KR20150032235A (ko) 액정의 나노 규모의 소적을 갖는 형상화된 액정 요소를 포함하는 가변 광학 안과용 장치
KR20150032233A (ko) 유전체 및 액정의 나노 규모의 소적을 포함하는 안과용 장치를 위한 방법 및 기구
US10386653B2 (en) Variable optic ophthalmic device including liquid crystal elements
KR20180003441A (ko) 형상화된 액정 요소를 포함하는 가변 광학 안과용 디바이스의 형성 방법
KR20150032234A (ko) 구배-굴절률형 및 형상화된 액정 층을 포함하는 안과용 장치를 위한 방법 및 기구
KR20180022589A (ko) 액정 요소를 포함하는 가변 광학 안과용 디바이스