JP2014182398A - メタ表面素子を組み込んだ眼用装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インサート装置100の表面の少なくとも一部が金属特徴部をその上に有し、金属特徴部が、周期性が標的とする光の波長に等しい距離よりも小さいパターンに配列されている、眼用装置150。
【選択図】図1
Description
本発明を対象としたこの説明文及び特許請求の範囲においては、以下の定義を適用する様々な用語が用いられうる。
本明細書で使用するところの「エネルギー印加」とは、電流を供給することが可能であるか、又は電気エネルギーを内部に蓄えることが可能である状態を指す。
図1に進むと、エネルギー印加された眼用装置及び対応するエネルギー印加された眼用装置150の媒体インサート100の代表的な一実施形態が示されている。媒体インサート100は、視力矯正を与えるための機能を有してもよく又は有さずともよいオプティカルゾーン120を含みうる。眼用装置のエネルギー印加による機能が視力に関連したものでない場合、媒体インサート100のオプティカルゾーン120には材料が存在せずともよい。特定の実施形態では、媒体インサート100は、エネルギー印加素子110及び電子要素105が組み込まれた基板115からなる、オプティカルゾーン120内ではない部分を有しうる。メタ表面を眼用装置に組み入れることに関する多くの実施形態が考えられるが、その多くは、メタ表面がその上に展開されるオプティカルゾーン120内に表面部分を規定する。
図5の番号500に進むと、ナノスケール金属素子と光の位相変化相互作用に基づいた平面レンズ装置の従来技術の実施の態様が示されている。平面レンズの特定の実施態様では、小さな金属特徴部を、平面レンズの表面上で光と相互作用するような設計で平面上に形成することができる。番号520〜527には、1組の機能性レンズの設計が示されている。510の特徴部は、レンズを形成するように平面全体にわたって展開されたメタ表面素子の単位セルを構成している。
(1) インサート装置を有する眼用装置であって、前記インサート装置の表面の少なくとも一部が金属特徴部をその上に有し、前記金属特徴部が、周期性が標的とする光の波長に等しい距離よりも小さいパターンに配列されている、眼用装置。
(2) 前記金属特徴部が、光が前記金属特徴部と相互作用した後、インサート上におけるその位置、及び標的とするおおよその波長の光の所望の位相特性に基づいて異なる形状及びサイズを有する、実施態様1に記載の眼用装置。
(3) 前記異なる形状及びサイズが、半径がインサート表面を基準とした円柱座標系において一定である前記インサート装置の前記表面上の各位置で一定である、実施態様2に記載の眼用装置。
(4) インサート上の前記金属特徴部の位置に基づいた前記金属特徴部の形状及びサイズを、下記の推定された関係:
式中、rは、前記金属特徴部の位置の半径であり、Θは、前記金属特徴部の位置の極角であり、λは、標的とする波長であり、hは、前記金属特徴部の位置の円柱座標系高さであり、f’は、所望のレンズ特性の有効推定焦点距離である、実施態様3に記載の眼用装置。
(5) 前記金属特徴部が、10,000nm2よりも小さいか又はこれにほぼ等しい最大表面積寸法を有する、実施態様1に記載の眼用装置。
(7) ヒドロゲル材料の封入レンズスカートを更に有する、実施態様6に記載の眼用装置。
(8) ヒドロゲル材料の封入レンズスカートを更に有する、実施態様1に記載の眼用装置。
(9) 前記封入レンズスカート内に安定化特徴部を更に有する、実施態様8に記載の眼用装置。
(10) 前記表面の前記少なくとも一部の形状が凹状である、実施態様8に記載の眼用装置。
(12) 眼用装置であって、
インサート装置であって、前記インサート装置の表面の少なくとも一部がその上に金属特徴部を有し、前記金属特徴部が、周期性が標的とする光の波長に等しい距離よりも小さい繰り返しパターンに配列されている、インサート装置と、
前記金属特徴部上の誘電体層と、
前記誘電体層に近接した不混和性流体の組み合わせであって、前記不混和性流体のうちの少なくとも1つが金属ナノスフェア又は金属ナノロッドのうちの1つまたはそれ以上を含む、不混和性流体の組み合わせと、を有する眼用装置。
(13) 前記誘電体層の表面が、前記金属ナノスフェア又は金属ナノロッドの大部分を含む前記不混和性流体のうちの前記1つに反発する表面自由エネルギーを有する層を含む、実施態様12に記載の眼用装置。
(14) 前記金属ナノスフェア又は金属ナノロッドの大部分を含む前記不混和性流体のうちの前記1つに反発する表面自由エネルギーを有する前記層にわたって電場を印加すると、前記層が、前記金属ナノスフェア又は金属ナノロッドの大部分を含む前記不混和性流体のうちの前記1つを引きつける層に変化する、実施態様13に記載の眼用装置。
(15) 前記金属ナノスフェアの大部分を含む前記不混和性流体のうちの前記1つを引きつけることにより、入射光と相互作用する特徴部の形をとるナノスフェア又はナノロッドの集合体を形成し、前記入射光と相互作用する前記特徴部の形状及びサイズにより、前記入射光におおよその標的とする位相シフトが生じる、実施態様14に記載の眼用装置。
(17) 入射光との相互作用によってレンズ効果を生じる、少なくとも第1の三次元的に展開されたメタ表面素子の集合体を有する、コンタクトレンズ装置。
(18) 入射光との相互作用によって焦点調節レンズ効果を生じる、前記三次元的に展開されたメタ表面素子の集合体が、静的なものである、実施態様17に記載のコンタクトレンズ装置。
(19) 前記少なくとも第1の三次元的に展開されたメタ表面素子の集合体が動的に存在し、前記動的な存在が、前記コンタクトレンズ装置内への電場の導入によって影響される、実施態様17に記載のコンタクトレンズ装置。
(20) 前記少なくとも第1の三次元的に展開されたメタ表面素子の集合体が、金属ナノスフェア又は金属ナノロッドのうちの1つ又はそれ以上を含む、実施態様19に記載のコンタクトレンズ装置。
Claims (20)
- インサート装置を有する眼用装置であって、前記インサート装置の表面の少なくとも一部が金属特徴部をその上に有し、前記金属特徴部が、周期性が標的とする光の波長に等しい距離よりも小さいパターンに配列されている、眼用装置。
- 前記金属特徴部が、光が前記金属特徴部と相互作用した後、インサート上におけるその位置、及び標的とするおおよその波長の光の所望の位相特性に基づいて異なる形状及びサイズを有する、請求項1に記載の眼用装置。
- 前記異なる形状及びサイズが、半径がインサート表面を基準とした円柱座標系において一定である前記インサート装置の前記表面上の各位置で一定である、請求項2に記載の眼用装置。
- 前記金属特徴部が、10,000nm2よりも小さいか又はこれにほぼ等しい最大表面積寸法を有する、請求項1に記載の眼用装置。
- 前記周期性が、約700nmよりも小さい、請求項5に記載の眼用装置。
- ヒドロゲル材料の封入レンズスカートを更に有する、請求項6に記載の眼用装置。
- ヒドロゲル材料の封入レンズスカートを更に有する、請求項1に記載の眼用装置。
- 前記封入レンズスカート内に安定化特徴部を更に有する、請求項8に記載の眼用装置。
- 前記表面の前記少なくとも一部の形状が凹状である、請求項8に記載の眼用装置。
- 前記表面の前記少なくとも一部の形状が凸状である、請求項7に記載の眼用装置。
- 眼用装置であって、
インサート装置であって、前記インサート装置の表面の少なくとも一部がその上に金属特徴部を有し、前記金属特徴部が、周期性が標的とする光の波長に等しい距離よりも小さい繰り返しパターンに配列されている、インサート装置と、
前記金属特徴部上の誘電体層と、
前記誘電体層に近接した不混和性流体の組み合わせであって、前記不混和性流体のうちの少なくとも1つが金属ナノスフェア又は金属ナノロッドのうちの1つまたはそれ以上を含む、不混和性流体の組み合わせと、を有する眼用装置。 - 前記誘電体層の表面が、前記金属ナノスフェア又は金属ナノロッドの大部分を含む前記不混和性流体のうちの前記1つに反発する表面自由エネルギーを有する層を含む、請求項12に記載の眼用装置。
- 前記金属ナノスフェア又は金属ナノロッドの大部分を含む前記不混和性流体のうちの前記1つに反発する表面自由エネルギーを有する前記層にわたって電場を印加すると、前記層が、前記金属ナノスフェア又は金属ナノロッドの大部分を含む前記不混和性流体のうちの前記1つを引きつける層に変化する、請求項13に記載の眼用装置。
- 前記金属ナノスフェアの大部分を含む前記不混和性流体のうちの前記1つを引きつけることにより、入射光と相互作用する特徴部の形をとるナノスフェア又はナノロッドの集合体を形成し、前記入射光と相互作用する前記特徴部の形状及びサイズにより、前記入射光におおよその標的とする位相シフトが生じる、請求項14に記載の眼用装置。
- 前記金属ナノスフェア又は前記金属ナノロッド上に付着表面リガンドを更に有する、請求項12に記載の眼用装置。
- 入射光との相互作用によってレンズ効果を生じる、少なくとも第1の三次元的に展開されたメタ表面素子の集合体を有する、コンタクトレンズ装置。
- 入射光との相互作用によって焦点調節レンズ効果を生じる、前記三次元的に展開されたメタ表面素子の集合体が、静的なものである、請求項17に記載のコンタクトレンズ装置。
- 前記少なくとも第1の三次元的に展開されたメタ表面素子の集合体が動的に存在し、前記動的な存在が、前記コンタクトレンズ装置内への電場の導入によって影響される、請求項17に記載のコンタクトレンズ装置。
- 前記少なくとも第1の三次元的に展開されたメタ表面素子の集合体が、金属ナノスフェア又は金属ナノロッドのうちの1つ又はそれ以上を含む、請求項19に記載のコンタクトレンズ装置。
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