先進電気活性光学部品デバイス
【課題】先進電気活性光学部品デバイスを提供する。
【解決手段】動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有する光学デバイスが提供される。開口および／またはマスクは一つ以上の電気活性素子によって提供されてよく、光学パワーを提供する眼内レンズ、角膜インレー、角膜オンレーまたは眼鏡レンズと離間されているが光通信状態にある眼科デバイスで使用されてよい。
【解決手段】動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有する光学デバイスが提供される。開口および／またはマスクは一つ以上の電気活性素子によって提供されてよく、光学パワーを提供する眼内レンズ、角膜インレー、角膜オンレーまたは眼鏡レンズと離間されているが光通信状態にある眼科デバイスで使用されてよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
この出願は、２００８年３月１８日に提出された米国シリアル番号６１／０３７，３５１と２００８年６月１０日に提出された米国シリアル番号６１／０６０，２９１の有益性を請求し、そのおのおのは参照によってその全体が組み込まれる。
【０００２】
発明の背景
発明の分野
本発明は、眼内光学部品、眼内レンズ、角膜インレーおよび角膜オンレーに関する。より具体的には、本発明は、被写界深度を増大させるためのアポダイゼーションマスクおよび／または動的開口を有している眼内光学部品、眼内レンズ、角膜インレーおよび角膜オンレーに関する。マスクおよび／または開口は、ユーザーの目の通常の異常（近視、遠視、正乱視および老眼などの低位収差）および／または非通常の異常（高次の収差など）を少なくとも部分的に修正する眼用レンズと光通信状態にあってよいまたは一体的であってよい。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
近方距離物体と中間距離物体に合焦させる個人の能力に影響する二つの主な条件がある。老眼と無水晶体眼である。老眼は、加齢にしばしば伴う人間の目の水晶体の視力調節の損失である。老眼の個人において、視力調節のこの損失はまず、近方距離物体への合焦不能につながり、それから中間距離物体への合焦不能につながる。ほぼ９０００万〜１億の老眼者がアメリカにいると推定される。世界的には、ほぼ１６億の老眼者がいると推定される。無水晶体眼は、通常は白内障手術中の外科的切除による目の水晶体の欠如である。無水晶体眼の個人において、水晶体の欠如は、近方距離物体または中間距離物体のいずれへの合焦不能につながる視力調節の全損を近く引き起こす。すべての実際的な目的のために、十分に長く生きていれば、個人は白内障を患うであろう。さらに、白内障の多くの個人は、生活のある時点で白内障手術を受けるだろう。ほぼ１２０万の白内障手術がアメリカで毎年おこなわれると推定される。
【０００４】
老眼を修正するための標準用具は、拡大鏡、多焦点眼用レンズおよび単眼装着コンタクトレンズである。拡大鏡は、近方距離合焦問題を修正するための単一の光学パワーを有する。多焦点レンズは、ある範囲の距離を横切る合焦問題を修正するための一つを超える焦点距離（すなわち光学パワー）を有するレンズである。多焦点レンズは、単眼鏡、コンタクトレンズ、角膜インレー、角膜オンレーおよび眼内レンズ（ＩＯＬ）に使用される。多焦点眼用レンズは、異なる光学パワーの領域へのレンズの領域の分割によって働く。多焦点レンズは、累進追加レンズ（ＰＡＬ）のような連続的な光学パワーを作り出す連続的な表面で構成されていてよい。あるいは、多焦点レンズは、二焦点または三焦点のような不連続の光学パワーを作り出す不連続の表面で構成されていてよい。単眼装着コンタクトレンズは、異なる光学パワーを有する二つのコンタクトレンズである。一方のコンタクトレンズは、ほとんど遠方距離合焦問題を修正するためのものであり、もう一方のコンタクトレンズは、ほとんど近方距離合焦問題を修正するためのものである。
【０００５】
無水晶体眼を治療するための標準ツールは眼内レンズ（ＩＯＬ）である。ＩＯＬの第一のタイプは、非組み込みで、その光学パワーを変更できない単一視または多焦点ＩＯＬである。ＩＯＬの第二のタイプは、単なる例として、圧縮、並進運動、表面の機械的曲がりまたは上記のものの組み合わせによって、その合焦パワーを変更できる組み込みＩＯＬである。無水晶体眼はまた、一つの目の中の単一視ＩＯＬと、他の目の中の多焦点または組み込みＩＯＬ、またはそれらの任意の組み合わせを使用するによって治療され得る。
【０００６】
代替アプローチはまた、老眼を修正するために使用されている。一つのアプローチは、小さく固定の直径開口を提供する角膜インレーである。単なる例として、ＡｃｕＦｏｃｕｓによって作られたＡＣＩ７０００角膜インレーは、直径がほぼ３．８ｍｍ、１０μｍ厚で、１．６ｍｍ直径透明開口を備えた不透明な円環を含んでいる。この開口は、人間の目の開口を、ひとみの自然な収縮によって通常達成可能であるよりも小さい直径に低減する働きをする。
【０００７】
この分野でよく知られているように、光学系の開口の直径を制限することは、系の被写界深度を増大させる。被写界深度は、像平面に焦点しているように見える物体平面の前方および後方の距離である。光学系は、焦点距離にある物体の正確な合焦を提供し得るだけであるが、被写界深度が増大した系では、焦点距離の一方の側の鮮明度の減少は徐々である。したがって、被写界深度内では、像平面上に生成されるぼけは、正常な目視条件下では微細である。レンズの光軸に対して大きい角度を作る光線（非近軸の光線）の少なくとも一部を除去することによって被写界深度を増大させるために開口が使用される。非近軸の光線は、焦点距離に置かれた物体から生じるときに、はっきりと合焦するだけである。他の距離にある物体については、非近軸の光線は、像平面からの最も高い逸脱を有する。非近軸の光線を除去することによって、像平面からの逸脱は最小にされ、焦点距離（すなわち被写界深度内）の固定距離内に置かれた物体は合焦して見える。
【０００８】
小さい開口は、合焦して見えるよりも大きい範囲の距離を作り出すことにより、老眼の多少の影響を打ち消し、多焦点コンタクトまたは眼鏡レンズの必要なしで老眼者が近方視力作業を行なうことを可能にする。ＡＣＩ７０００は、単なる例として、ポリビニルデン（polyvinyldene）フッ化物または非ハイドロゲル微孔性ペルフッ化エーテル（perflouroether）などの、その光学特性が静的であるバイオ互換性材料から製造される。そのため、いったん、インレーが角膜内に置かれると、その屈折の光学パワーは一定である。
【０００９】
アキュフォーカス（AcuFocus）角膜インレーは、網膜に到達する光量を減少させるために設計されている。加えて、インレーが両眼に移植されるとき、ハロー、視界のだぶり、光散乱、グレア、コントラスト感度の損失、および／または網膜を打つ光の減少などの有害な光学影響が大きすぎ、許容しがたいので、通常、インレーは一方目だけに移植される。これらの有害な影響は、インレーの開口のサイズとひとみのサイズに関係する塞がれた円環によって引き起こされる。これらの影響は特に、ひとみが拡張する夜に生じる。
【００１０】
老眼を修正するための別のアプローチは、一方の目が遠方距離用に修正され、他方の目が近方距離用に修正される角膜屈折手術である。別のアプローチは、たとえば、回折光学素子を使用して多焦点効果を提供する角膜インレーである。
【００１１】
しかしながら、老眼および／または無水晶体眼を修正するためのこれらのアプローチはいずれも欠点を有している。もちろん、これらの欠点のいくつかは他のものよりも厳しい。たとえば、眼鏡アイウェアは、遠方、近方または中間距離用に人の視力を修正することが可能であるが、このアプローチは、自然な外観から遠ざけるデバイスを着用することを必要とする。また、場合によっては、ある多焦点レンズは、歪曲と経験めまいをユーザーに知覚させることがある。
【００１２】
コンタクトレンズの使用を含む老眼および／または無水晶体眼を治療するためのアプローチは、不快感を引き起こすことがあり、また、ハロー、視界のだぶり、光散乱、グレア、コントラスト感度の損失、合焦の制限された範囲および／または網膜を打つ光の減少の一つ以上を招くことがある。ＩＯＬの使用を含むアプローチは、光散乱、グレア、ハロー、ゴースト、コントラスト感度の損失、合焦の制限された範囲および／または網膜を打つ光の減少の一つ以上を招くことがある。
【００１３】
これらの欠点、または視界の折衷案は、特に、単なる例として、夜に運転するときや、雨の中を運転するときや、コンピューターで作業するときに、非常に問題となる。したがって、老眼および／または無水晶体眼のための修正の優れた方式が必要である。
【発明の概要】
【００１４】
発明の概要
ここに説明されるような眼科デバイスは、開口と、周囲領域と、複数のピクセル領域を有している第一の透明電極と、第一の透明電極上に配置された第二の透明電極と、第一の電極と第二の電極の間に配置された電気活性層を有していてよく、電気活性層は、光の可変透過率を可能にする材料を有している。ピクセル領域は個々にアドレス可能であってよい。開口または周囲領域または両者の光透過率は調整可能であってよい。開口の形状は、円以外の形状を含むさまざまな形状と直径に調整可能であってよく、開口は、デバイスのユーザーの視線に対して位置決めされてよい。デバイスがユーザーの目に適用された後に開口の位置が再位置決めされてよい。デバイスは、着用者によって両眼で着用されてよく、着用者の視力の高次の収差を修正することが可能であってよい。着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置にデバイスが固定されてよい。
【００１５】
ここに説明されるような眼科デバイスは、電気活性透明基板から構成されたアポダイゼーションマスクを有していてよく、基板は、電気的活性化によって変更可能な少なくとも一つの光透過率特性を有している。調整可能な光透過率特性は、たとえば、基板の屈折率または伝搬光の振幅および／または位相であってよい。デバイスは動的開口を有していてよく、その開口の形状とサイズは、着用者の目の変調伝達関数に基づいて規定されてよく、開口の形状は遠隔に調整可能であってよい。アポダイゼーションマスクは、遠見視力と周辺光レベル範囲の網膜像品質と関連する位相／振幅プロファイルなどの透過率プロファイルを提供してよい。着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置にデバイスが固定されてよい。
【００１６】
ここに説明されるような眼科デバイスは、透明基板を有するアポダイゼーションマスクを有していてよく、基板は屈折率勾配に有している。デバイスは、遠隔に調整可能なことがある動的開口を有していてよい。着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置にデバイスが固定されてよい。
【００１７】
ここに説明されるような眼科デバイスは、基板と、電気的活性化に対してデバイスの光透過率を一般的に約３０％〜９９％変更することが可能である液晶層を有していてよい。液晶層はピクシル化されてよく、デバイスは、液晶層のセグメントを所望のパターンに活性化することが可能であるコントローラーを有していてよい。着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置にデバイスが固定されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
図面の簡単な説明
発明の相と特徴は、図と関連して続く詳細な説明からより完全に中へ理解され認められるであろう。なお、図は実尺どおりではなく、同様の参照数字は対応、類似または同様の素子を示している。
【図１】健康な人間の目の断面を示している。
【図２Ａ】動的開口を有する電気活性素子の分解断面側面図を示している。
【図２Ｂ】図２Ａの電気活性素子のたたみ込まれた断面側面図を示している。
【図２Ｃ】アポダイゼーションマスクを有する素子の分解断面側面図を示している。
【図２Ｄ】図２Ｃの素子のたたみ込まれた断面側面図を示している。
【図３Ａ】動的開口を作り出すために動作可能な複数の電極リングを示している。
【図３Ｂ】動的開口を作り出すために動作可能なピクシル化電極を有する動的開口の例を示している。
【図３Ｃ】動的開口を作り出すために動作可能なピクシル化電極を有する動的開口の例を示している。
【図３Ｄ】動的開口を作り出すために動作可能なピクシル化電極を有する動的開口の例を示している。
【図４Ａ】動的開口を有する電気活性素子の分解断面側面図を示している。
【図４Ｂ】図４Ａの電気活性素子のたたみ込まれた断面側面図を示している。
【図５】図３Ａに示された電極リングのいくつかの配列を示し、ここで動的開口の幾何学的中心は人のひとみの幾何学的中心に対して再位置決めされてよい。
【図６】図５に示されたリング電極の別の配列にそれぞれ使用されてよい五つの電気活性素子の積み重ねを示している。
【図７Ａ】図７Ａは、角膜インレーまたは角膜オンレーとして有用な動的開口を有するデバイスを示している。
【図７Ｂ】図７Ｂは、角膜インレーまたは角膜オンレーとして有用な動的開口を有するデバイスを示している。
【図７Ｃ】角膜インレーまたは角膜オンレーとして有用な動的開口を有するデバイスを示している。
【図８】目の前眼房に配置された、健康な老眼の水晶体と光通信状態にあるＩＯＯを示している。
【図９】目の前眼房に配置された、ＩＯＬと病気の光通信状態にあるＩＯＯを示している。
【図１０】目の前眼房に配置された、遠方距離視力だけを修正するＩＯＬと光通信状態にあるＩＯＯを示している。
【図１１】目の前眼房に配置された、遠方距離視力と近方距離視力を修正するＩＯＬと光通信状態にある前眼房に配置されたＩＯＯを示している。
【図１２】目の前眼房に配置された、ＩＯＬと病気の光通信状態にあるＩＯＯを示している。
【図１３】目のひとみに最も近いＩＯＬの部分に動的開口を有するＩＯＬを示している。
【図１４】ＩＯＬの中央部分に動的開口を有するＩＯＬを示している。
【図１５】目の網膜に最も近いＩＯＬの部分に動的開口を有するＩＯＬを示している。
【図１６】健康な老眼の水晶体と光通信状態にある動的開口を有する角膜インレーを示している。
【図１７】ＩＯＬと光通信状態にある動的開口を有する角膜インレーを示している。
【図１８】日中にまたは明るい中で、ユーザーのひとみが収縮するとき、センサーが、光の増加を感知し、コントローラーが、電気活性素子中の動的開口を収縮させてよいことを示している。
【図１９】夜にまたは暗い中で、ユーザーのひとみが拡張されるとき、センサーが暗さを感知し、コントローラーが、電気活性素子中の動的開口を拡張させるか拡張維持させることを示している。
【図２０】たとえユーザーのひとみが拡張されても、暗い照明条件の中での近方距離作業のために電気活性素子中の動的開口が収縮されることが無効にされたセンサーとコントローラーの通常動作を示している。
【図２１】一つ以上の電気活性素子を有する折りたたまれた光学部品またはレンズを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
発明の詳細な説明
ここに使用されるように、電気活性素子は、電気エネルギーの印加によって変更可能である光学特性を備えたデバイスを指す。変更可能な光学特性は、たとえば、光学パワー、焦点距離、回折効率、被写界深度、光透過率、着色性、不透明度、屈折率、色分散、またはそれらの組み合わせであってよい。電気活性素子は、二つの基板と、二つの基板の間に配置された電気活性材料で構成されてよい。基板は、電気活性材料が基板内に収容され、漏れ出ることができないことを確実にする形状と大きさに作られていてよい。一つ以上の電極が、電気活性材料に接触する基板の各表面に配置されていてよい。電気活性素子は、コントローラーに動作可能に接続された電源を有していてよい。コントローラーは、電極のおのおのに一つ以上の電圧を印加するために、電気的接続を介して電極に動作可能に接続されていてよい。電気エネルギーが電極を介して電気活性材料に印加されたときに、電気活性材料の光学特性が変更されてよい。たとえば、電気エネルギーが電極を介して電気活性材料に印加されたときに、電気活性材料の屈折率が変更され、これにより電気活性素子の光学パワーを変更してよい。
【００２０】
電気活性素子は、電気活性レンズを形成するために眼用レンズの内部に埋設されるか表面に取り付けられてよい。あるいは、電気活性素子は、電気活性レンズを形成するために光学パワーを実質的に提供しない光学部品の内部に埋設されるか表面に取り付けられてよい。その場合、電気活性素子は、眼用レンズと光通信状態にあってよいが、眼用レンズから分離または離間されているか、眼用レンズと一体化されていなくてよい。眼用レンズは光学基板またはレンズであってよい。「レンズ」は、光を収束または発散させる任意のデバイスまたはデバイスの一部である（すなわち、レンズは光を合焦させることが可能である）。レンズは、屈折性または回折性、またはそれらの組み合わせであってよい。レンズは、一方または両方の表面が凹面、凸面、または平面であってよい。レンズは、球面、シリンドリカル、プリズム、またはそれらの組み合わせであってよい。レンズは、光学ガラス、プラスチック、熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂、ガラスと樹脂の合成物、または別の光学的等級樹脂またはプラスチックの合成物で作られていてよい。光産業分野では、デバイスは、たとえ（プラノまたは無光学パワーとして知られている）ゼロ光学パワーを有していても、レンズと呼ばれ得ることに注意すべきである。しかしながら、この場合、レンズは通常「プラノレンズ」と呼ばれる。レンズは、通常型または非通常型のいずれかであってよい。通常型のレンズは、近視や遠視、老眼、正乱視などの低次の収差を有する目の通常の異常を修正する。非通常型のレンズは、視覚層不規則または異常によって引き起こされ得る高次の収差を有する目の非通常の異常を修正する。レンズは、累進追加レンズまたは二焦点または三焦点レンズなどの単焦点レンズまたは多焦点レンズであってよい。対照的に、ここに使用される「光学部品」は、光学パワーを実質的に有しておらず、（屈折または回折のいずれかによっても）光を合焦させることが可能でない。用語「屈折異常」は、目の通常または非通常の異常を指し得る。光を再方向付けすることが目の屈折異常を修正することでないことに注意すべきである。したがって、たとえば、網膜の健康な部分へ光を再方向付けすることは、目の屈折異常を修正することではない。
【００２１】
電気活性素子は、電気活性レンズまたは光学部品の視野エリア全体またはそれのほんの一部に配置されていてよい。電気活性素子は、レンズまたは光学部品の上方、中央または下方部の近くに配置されていてよい。電気活性素子は、それ自体が光を合焦させることが可能であり、光学基板またはレンズと組み合わされる必要がないことに注意すべきである。
【００２２】
図１は、健康な人間の目１００の断面を示している。目の白色部分は強膜１１０として知られている。強膜は、結膜１２０として知られている透き通った膜で覆われている。目の光学パワーのほとんどを提供する目の中央の透明部分は角膜１３０である。虹彩１４０、それは目の着色部分で、ひとみ１５０を形成する。括約筋はひとみを収縮させ、散大筋はひとみを拡張させる。ひとみは、目の自然な開口である。前眼房１６０は、虹彩と角膜の最内側表面の間の流体充てん空間である。水晶体１７０は水晶体嚢１７５内に保持され、目の光学パワーの残りを提供する。健康な水晶体は、目が遠方、中間および近方距離に合焦させること、視力調節として知られている処理が可能であるように、その光学パワーを変更することが可能である。後眼房１８０は、虹彩の背面と網膜１９０の前表面の間の空間である。網膜は目の「像平面」であり、脳に視覚情報を伝える視神経１９５に接続されている。
【００２３】
静的（非動的）な小さい開口は大きい被写界深度の有益性を有し得るが、またレンズまたは光学部品を介した光の減少した透過率の損害を有している。同様に、静的な大きい開口は、レンズまたは光学部品を介した光の増大した透過の有益性を有し得るが、また減少した被写界深度の損害を有している。
【００２４】
（レンズまたは光学部品であってよい）眼科デバイスは、動的開口を有する電気活性素子を有していてよい。ここに使用されるように、動的開口は、変更可能な直径を有する開口である。動的開口の開口径は、二つ以上の直径の間で、たとえば第一の直径と第二の直径の間で切り替わることが可能であってよい。動的開口は、連続的に（すなわち滑らかな移行で）または不連続的に（すなわち分離した段階で）直径が切り替わってよい。動的開口は、最小非ゼロ開口径を有してよく、または開口径はゼロであるように完全に閉じることが可能であってよい。動的開口は、円形状、楕円形状または任意の形状を有する開口を作り出してよい。
【００２５】
動的開口は、増大した被写界深度（および光の減少した透過率）のための減少したサイズと、光の増大した透過率（および減少した被写界深度）のための増大したサイズの間で変化することが可能であってよい。大きい被写界深度がユーザーにとても有益なとき、動的開口のサイズは近方距離および／または中間距離視力のために減少されてよい。動的開口は、適切な近方距離視力に適正な直径から中間距離視力に適正な大きい直径にサイズが増大されてよい。大きい被写界深度は遠方距離視力に対して重要でないので、動的開口の直径はさらに、光の増大した透過率を提供する遠方距離視力に適切なサイズに増大されてよい。
【００２６】
ここに使用されるように、開口は、第二の領域に取り囲まれた第一の領域を指し、第一の領域は一般に入射ひとみにあるかその近くにあり、第二の領域は環状であってよく、第二の領域は第一の領域とは異なる少なくとも一つの光学特性を有している。たとえば、第二の領域は、第一の領域とは異なる光透過率、屈折率、色または光路長を有していてよい。第二の領域は周囲領域と呼ばれ得る。各領域の光学特性は各領域内で一定のままであってよく、または領域の半径または別の関数に基づいて変化してよい。アポダイゼーション機能が、一方または両方の領域の一つ以上の光学特性の変化を記述するために使用されてよい。
【００２７】
アポダイゼーションマスクが、着用者の目に入る光を変えるために使用されてよい。ここに使用されるように、マスクは、制御可能な開口を有するデバイスを指す。いくつかの構成では、マスクは、開口を通って目の中へ伝搬される光の振幅、位相または両方を変調することによって動作する。開口は、静的または動的開口であってよい。マスクは静的マスクであってよく、つまり、屈折率または光透過率の静的勾配がデバイスの層に組み込まれているなど、常に同じ光の変調を提供してよく、または、変更可能な屈折率または光透過率を有する動的マスクであってよい。
【００２８】
ここに使用されるように、眼内光学部品（ＩＯＯ）は、目の中に挿入または移植される（光学パワーを実質的に有さない）光学部品である。眼内光学部品は、目の前眼房または後眼房内に、（角膜インレーと同様に）角膜の基質の中に、または（角膜オンレーと同様に）角膜の上皮層の中に、または目の前眼房の任意の解剖学的構造内に挿入または移植されてよい。眼内光学部品は、実質的にゼロの光学パワーを有し、したがって、光を合焦させることができでない。もっと正確に言えば、ここに説明されるような眼内光学部品は動的開口を有していてよく、単に増大した被写界深度を提供することが可能であってよい。
【００２９】
ここに使用されるように、眼内レンズ（ＩＯＬ）は、目に挿入または移植される（光学パワーを有する）レンズである。眼内レンズは、前眼房または後眼房内に、包嚢の中に、または（角膜インレーと同様に）角膜の基質の中に、または（角膜オンレーと同様に）角膜の上皮層の中に、または目の任意の解剖学的構造内に挿入または移植されてよい。眼内レンズは一つ以上の光学パワーを有していてよく、動的開口を有していても有していなくてもよい。ＩＯＬが動的開口を有するとき、それは、増大した被写界深度を提供することが可能であってよい。
【００３０】
ここに使用されるように、角膜インレーは、角膜の基質内に挿入または移植される（光学パワーを実質的に有さない）光学部品または（光学パワーを有する）レンズである。特に角膜インレー光学部品を指すとき、「角膜インレー光学部品」または「プラノ角膜インレー」との用語が使用されてよい。特に角膜インレーレンズを指すとき、「角膜インレーレンズ」または「合焦角膜インレー」との用語が使用されてよい。ここに使用されるように、角膜オンレーは、角膜の上皮層内に挿入または移植される（光学パワーを実質的に有さない）光学部品または（光学パワーを有する）レンズである。特に角膜オンレー光学部品を指すとき、「角膜オンレー光学部品」または「プラノ角膜オンレー」との用語が使用されてよい。特に角膜オンレーレンズを指すとき、「角膜オンレーレンズ」または「合焦角膜オンレー」との用語が使用されてよい。
【００３１】
動的開口を有する電気活性素子は、角膜インレー、角膜オンレー、ＩＯＯまたはＩＯＬと一体化されて（すなわち内部に埋設されるかそれに取り付けられて）よい。ＩＯＯまたはＩＯＬは、前眼房または後眼房の中に、（角膜インレーとして）角膜の基質の中に、または（角膜オンレーとして）角膜の上皮層の中に挿入または移植されてよい。角膜インレーと角膜オンレーは、光を合焦させることが可能である（したがって、光学パワーを有する）レンズまたは光を合焦させることが可能である（したがって、光学パワーを実質的に有さない）光学部品のいずれかであってよい。ここに説明されるような電気活性素子は、増大した被写界深度を提供し得、ユーザーの目の通常および／または非通常の異常を少なくとも部分的に修正し得る。電気活性素子は、光を合焦させることが可能であり、ユーザーの目の通常および／または非通常の異常を少なくとも部分的に修正し得る一つ以上の次のデバイス：眼鏡レンズ、角膜インレー、角膜オンレーまたは眼内レンズと光通信状態にあって使用されてよい。動的開口は、増大した被写界深度を提供し得、また、（老眼などの）屈折異常を修正する（単一視または多焦点レンズであってよい）眼用レンズと光通信状態にあってよいおよび／または一体化されていてよい。近方距離から遠方距離までのほとんど連続的範囲の知覚合焦が達成され得る。たとえば、動的開口は、眼用レンズの固定または静的修正パワーの間に連続的範囲の合焦を提供する役目をする増大した被写界深度を提供し得る。ほとんど連続的範囲の合焦は、近方距離から遠方距離まで、近方距離から中間距離まで、中間距離から遠方距離まで、または任意の範囲の距離間の範囲を有していてよい。
【００３２】
図２Ａは、動的開口を有する電気活性素子２００の分解断面側面図を示している。図２Ｂは、図２Ａの電気活性素子のたたみ込まれた断面側面図を示している。一つ以上の電気活性素子２００が、角膜インレー、角膜オンレー、ＩＯＯまたはＩＯＬに使用可能であってよい。一つを超える電気活性素子が使用されるならば、素子間に適切な絶縁体があるならば、電気活性素子は互いに積み重ねられてよい。
【００３３】
電気活性素子２００は二つの光学基板２１０を備えていてよく、または二つの光学基板によって束ねられていてよい。二つの基板は、実質的に平坦かつ平行、曲げられかつ平行であってよく、または一方の基板が表面浮彫回折パターンを有していてよく、他方の基板が実質的に滑らかであってよい。基板は光学パワーを提供してよく、または基板は光学パワーを有していなくてよい。各基板は厚さが２００μｍ以下であってよく、また、基板は硬質または可撓であってよい。例示硬質基板材料はガラスとシリコンを含む。例示フレキシブル基板は軟質プラスチック膜を含む。一般に、薄い基板ほど、目に挿入または移植されるレンズまたは光学部品にとって重要であることがある電気活性素子の高い可撓性を可能にする。電気的接地を提供する連続的光学的透明電極２２０が一方の基板に配置されていてよく、一つ以上の個々のアドレス可能光学的透明電極２２５が第二の基板に配置されていてよい。電極２２５は、動的開口のサイズ、形状および／または直径などの動的開口の特性を決定し得る。電極２２０と２２５は、たとえば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）または（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳまたはカーボンナノチューブなどの）伝導性有機材料などの透明導電性酸化物で構成されていてよい。光学的透明電極の厚さはたとえば１μｍよりも小さくてよいが、０．１μｍよりも小さいと好ましい。電極２２０と２２５は配向層２３０で被覆されていてよい。あるいは、一方の電極だけが配向層で被覆される。電気活性材料２４０は配向層の間に配置される。電気活性材料の厚さは１μｍと１０μｍの間にあってよいが、好ましくは５μｍよりも小さい。電気活性材料は液晶（ＬＣ）材料であってよい。
【００３４】
コントローラー２５０は電気的接続２５５によって電極２２０と２２５に接続し、各電極に一つ以上の電圧を印加することによって電極間に電界を生成し得る。コントローラーは電気活性素子の一部であってよく、あるいは、それは、電気活性素子の外部で配置されていて、電気活性素子の電気的接点を使用して電極に接続していてよい。コントローラーは、電源、センサーまたは任意の他の必要な電子機器に接続されていてよい。電極間に電界がない状態では、液晶分子は配向方向と同じ方向に整列している。電極間に電界がある状態では、液晶分子は電界の方向に配列する。電気活性素子では、電界は配向層に垂直である。したがって、電界が十分に強ければ、液晶分子のオリエンテーションは配向方向に垂直になる。電界が十分に強くなければ、液晶分子のオリエンテーションは、配向方向と配向方向に垂直方向との間のどこかにある方向になる。基板は、電極、配向層および電気活性材料と同じくらいまたはそれよりも幅広くてよいことに注意すべきである。
【００３５】
電気活性素子は、光が通過する開口２６０と、光が吸収および／または散乱される円環２７０を有していてよい。この分野で知られているように、動的開口のサイズの変化は電気活性素子の被写界深度の変化に一般的に反比例し、電気活性素子を介する光の透過率の変化に依存する。開口は動的であってよく、一つ以上の直径の間で切り替わることが可能であってよい。円環は、電気活性素子の周縁に位置決めされてよく、または周縁から離間されていてよい。円環は、電気活性素子の放射中心まで延びていてよい。開口は、電気活性素子の幾何学的中心に位置決めされてよく、また、電気活性素子の周縁まで、周縁からの一定距離まで、または電気活性素子の幾何学的中心からの半径方向距離まで、どこまでも延びることが可能であってよい。開口はまた、開口の中心が電気活性素子の幾何学的中心と一致しないように再配置されることが可能であってよい。円環は一般に開口を囲み、開口の内側と外側の境界とサイズを規定する。さらに詳しくここに説明されるように、開口は、形状および／または直径の任意の連続的または分離的範囲を達成するように変更されてよい。
【００３６】
電気活性材料は、二色性染料などの染料材料が添加された液晶の層を有していてよい。液晶分子に染料材料を添加することによって、染料分子はそれら自体が液晶分子と整列する。染料分子は極性を有し、回転して印加電界に整列する。染料材料の光吸収は、入射光学的波に対する個々の染料分子のオリエンテーションに依存する。液晶分子のホモジニアス（水平）配向を備えた不活性化状態において、電極間の電界が十分に強くないとき、染料分子は配向層に整列し、液晶を介する光の吸収は、染料分子の双極子モーメントとオリエンテーションの方向の間の相対オリエンテーションに依存して、最小化または最大化される。液晶分子のホモジニアス（水平）配向を備えた活性化状態において、電極間の電界が十分に強いとき、染料分子は回転し、配向方向に垂直な電界のオリエンテーションに整列する。このオリエンテーションでは、液晶を介する光の吸収は最小化される。反対は、吸収が不活性化状態で最小化され、活性化状態で最大化されるように液晶のホメオプトロピック（垂直）配向が使用される場合であってよい。強誘電体液晶材料がまた使用されてよい。
【００３７】
図２Ｃは、アポダイゼーションマスクを有する光学素子２２００の分解断面側面図を示している。図２Ｄは、図２Ｃの素子のたたみ込まれた断面側面図を示している。一つ以上の光学素子２２００が、角膜インレー、角膜オンレー、ＩＯＯまたはＩＯＬに使用可能であってよい。一つを超える素子が使用されるならば、素子間に適切な絶縁体があるならば、素子は互いに積み重ねられてよい。
【００３８】
一つの構成では、アポダイゼーションマスクは、屈折率勾配を有する単一層２２１０を有していてよい。たとえば、基板２２１０は、好ましくは少なくとも一つの経線に少なくとも０．０１単位／ｍｍの屈折率勾配を有する透明重合体または他の材料の層を有していてよい。そのような構成では、他の素子２２００，２２５０，２２５５は省略されてよい。この構成は静的マスクと呼ばれ得る。特定の例として、基板２２１０は、屈折率勾配を有する透明重合体などの材料の少なくとも一つの層を有していてよい。好ましくは、勾配は、少なくとも一つの経線に少なくとも０．０１単位／ｍｍである。
【００３９】
動的アポダイゼーションマスクは、二つの光学基板２２１０を有する電気活性素子２２００を有していてよく、または、二つの光学基板によって束ねられていてよい。二つの基板は、実質的に平坦かつ平行、曲げられかつ平行、または一方の基板が表面浮彫回折パターンを有していてよく、他方の基板が実質的に滑らかであってよい。基板は光学パワーを提供してよく、または基板は光学パワーを有していなくてよい。各基板は厚さが２００μｍ以下であってよい。一般に、薄い基板ほど、目に挿入または移植される光学部品またはレンズに重要であることがある電気活性素子の高い可撓性を可能にする。電気的接地を提供する連続的光学的透明電極２２２０が一方の基板に配置されてよく、一つ以上の個々のアドレス可能光学的透明電極２２２５が第二の基板に配置されてよい。電極２２２５は、マスクのさまざまな部分における屈折率を変更することにより、動的マスクの特性を決定し得る。電極２２２０と２２２５は、（ＩＴＯなどの）透明導電性酸化物または（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳまたはカーボンナノチューブなどの）伝導性有機材料を有していてよい。光学的透明電極の厚さはたとえば１μｍよりも小さくてよいが、０．１μｍよりも小さいと好ましい。電極２２２０と２２２５は配向層２２３０で被覆されていてよい。あるいは、一方の電極だけが配向層で被覆される。電気活性材料２２４０は配向層の間に配置される。電気活性材料の厚さは１μｍと１０μｍの間にあってよいが、好ましくは５μｍよりも小さい。電気活性材料は液晶材料であってよい。
【００４０】
コントローラー２２５０は電気的接続２２５５によって電極２２２０と２２２５に接続し、各電極に一つ以上の電圧を印加することによって電極間に電界を生成することが可能である。いくつかの構成では、コントローラーは電気活性素子の一部である。コントローラーはまた、電気活性素子の外部に配置されていてよく、電気活性素子の電気的接点を使用して電極に接続している。コントローラーは、電源、センサーまたは任意の他の必要な電子機器に接続されていてよい。電極間に電界がない状態では、液晶分子は配向方向と同じ方向に整列する。電極間に電界がある状態では、液晶分子は電界の方向に配列する。電気活性素子では、電界は配向層に垂直である。したがって、電界が十分に強ければ、液晶分子のオリエンテーションは配向方向に垂直になる。電界が十分に強くなければ、液晶分子のオリエンテーションは、配向方向と配向方向に垂直方向との間のどこかにある方向になる。基板は、電極、配向層および電気活性材料と同じくらいまたはそれよりも幅広くてよいことに注意すべきである。
【００４１】
電気活性材料は、エレクトロクロミック染料などの染料材料が添加された液晶の層を有していてよい。液晶分子に染料材料を添加することによって、染料分子はそれら自体が液晶分子と整列する。染料分子は極性を有し、回転して印加電界に整列する。目に対する染料材料の光学特性は、入射光波に対する個々の染料分子のオリエンテーションに依存する。液晶分子のホモジニアス（水平）配向を備えた不活性化状態において、電極間の電界が十分に強くないとき、染料分子は配向層に整列し、層の屈折率は染料によって変化されない。たとえば、不活性化領域の屈折率は最小であってよい。液晶分子のホモジニアス（水平）配向を備えた活性化状態において、電極間の電界が十分に強いとき、染料分子は回転し、配向方向に垂直な電界のオリエンテーションに整列する。このオリエンテーションでは、染料は、領域の屈折率を変更する。たとえば、活性化領域の屈折率は最大であってよい。反対は、不活性化状態がより高い屈折率を有し、活性化状態がより低い屈折率を有するように液晶のホメオプトロピック（垂直）配向が使用される場合であってよい。強誘電体液晶材料がまた使用されてよい。
【００４２】
液晶は、その屈折率を可視スペクトルにわたって電気的活性化に対して少なくとも０．１単位だけ変更してよい。ここに使用されるように、「可視スペクトル」は、約４００ 〜７５０ｎｍの範囲中の波長を有する光を指す。液晶（ＬＣ）層は、電気的活性化に対して光の光透過率を変更することが可能であるゲストホスト混合物を有していてよい。ここに使用されるように、層またはデバイスの光透過率は、層またはデバイスを通って伝搬され、吸収または散乱に奪われない光エネルギーのパーセンテージを指す。好ましくは、混合物は、活性化に対して少なくとも約３０％〜９９％だけ光透過率を変更することが可能である。前に説明されたように、液晶層はピクシル化されてよく、隣接部分の反応に影響を与えることなく、少なくとも約０．２５μｍ２の分離部分に電気的にアドレス可能であってよい。液晶層は、プロセッサと付随ソフトウェアなどのコンピューター化デバイスによって制御可能であってよく、それらは、プリプログラムされたか適応可能な手法で多数のセグメントに任意にアドレスすることが可能であってよい。ソフトウェアは、専用チップまたは特定用途のために構成された汎用チップなどのコンピューター判読可能媒体に永久的に収録されてよく、または、デジタル信号によって提供されてよい。ソフトウェアは、アポダイゼーションマスクを有する視力修正デバイス内に埋設されたデジタル信号処理ユニットに組み込まれていてよい。液晶層はまた、マスクまたはマスクを包含する視力修正デバイスが装着された患者の目の中へマスクを通って伝搬される光の振幅、位相または両者を変更または変調するパターンを生成するように構成またはプログラムされていてよい。
【００４３】
図２Ａ〜２Ｄの液晶材料は、ネマチック液晶、ツイストネマチック液晶、スーパーツイストネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック双安定液晶または任意の他のタイプの液晶材料であってよい。配向層は薄膜であり、それは、単なる例として、厚さ１００ナノメートルよりも小さくてよく、ポリイミド材料から構成されていてよい。薄膜は、液晶材料と直接接触する基板の表面に適用される。電気活性素子の組み立ての前に、薄膜はビロードなどの布で一方向（配向方向）に磨かれる。液晶分子が磨かれたポリイミド層に接するとき、液晶分子は優先的に基板の平面に横たわり、ポリイミド層がこすられた方向に（すなわち基板の表面に平行に）整列する。あるいは、配向層は感光材料から構成されてよく、それは、どれ、直線偏ｌＮ光にさらされたとき、磨かれた配向層が使用されたときと同じ結果を生み出す。
【００４４】
図３Ａは、動的開口を作り出すために動作可能な複数の電極リング３００を示している。電極リングは、電気活性素子２００中の光学的透明電極２２５として役立ってよい。電気活性材料２４０は、二色性染料が添加された液晶であってよい。電極リング３００は、いくつかの環状形状電極３１０、３２０、３３０および３４０からなってよい。もちろん、より少ないかより多い電極も可能である。各電極は個々にアドレス可能である。いったん電気活性素子が目の中または上に置かれると、電極リングの中心は乳頭軸に対して同心であってよい。電極間すき間はほぼ５μｍないし１０μｍであってよいが、より小さくてもよい。電極３１０の内径はｒ１であり、電極３１０の外径はｒ２であり、電極３２０の外径はｒ３であり、電極３３０の外径はｒ４であり、電極３４０の外径はｒ５である。各電極の内径は異なる開口サイズを規定し得る。
【００４５】
十分に強い電界が電極と接地電極の間に印加されるか、しきい値を上回る電圧が電極に印加されるか、電極と接地電極の間の電気活性材料を活性化状態にする条件が満足されるならば、電極は「活性化され」得る。十分に強い電界が電極と接地電極の間に印加されないか、しきい値を下回る電圧が電極に印加されるか、電極と接地電極の間の電気活性材料を不活性化状態にする条件が満足されるならば、電極は「不活性化され」得る。
【００４６】
液晶材料が使用されるとき、液晶材料は、ほぼ１０ボルトのしきい値を上回る電圧が電極間に印加されたときに活性化されてよく、ほぼ１０ボルトのしきい値を下回る電圧が電極間に印加されたときに不活性化されてよい。使用される電力は、ほぼ１マイクロワットである。電位は、単なる例として、１ボルト以下、５ボルト以下、１０ボルト以下、または１０ボルト超過とすることができることに注目すべきである。
【００４７】
電力消費を低減するために、双安定液晶材料が使用されてよい。双安定液晶材料は、電力の印加で二つの安定状態の一方の間で切り替わり得る（一方の状態が活性化状態であり、他方の状態が不活性化状態である）。双安定液晶材料は、十分な電力が印加されて双安定液晶材料を他の安定状態に切り替えるまで、一方の安定状態にとどまる。したがって、一方の状態から他方へ切り替え、ある状態にとどめない電力だけが必要とされる。双安定液晶材料は、電極間に＋５ボルト以上が印加されたときに第一の状態に切り替わってよく、電極間に−５ボルト以下が印加されたときに第二の状態に切り替わってよい。もちろん、より高いおよびより低いの両方の他の電圧も可能である。
【００４８】
電極３１０、３２０、３３０および３４０が活性化されると、ｒ１とｒ５の間に不透明円環２７０が形成され得、電極の中心とｒ１の間に開口２６０が形成される。電極３１０が不活性化されると、今度は電極３２０の内径とｒ５の間に不透明円環が形成され、今度は電極の中心と電極３２０の内径の間に開口２６０が形成される。電極３１０、３２０、３３０および３４０が不活性化されると、不透明円環２７０はなくなり、今度は電極の中心とｒ５の間に開口２６０が形成される。開口は、最初に電極３１０を、次に電極３２０を、次に電極３３０を、そして最後に電極３４０を不活性化することによって増大され得る。開口は、最初に電極３４０を、次に電極３３０を、次に電極３２０を、そして最後に電極３１０を活性化することによって減少され得る。したがって、図３Ａに示されるように、５つの可能な開口紋りがある。しかしながら、より少ないかより多い開口紋りも可能である。カメラのように、各開口紋りは、次の最も小さい開口サイズの面積の二倍を有する開口を提供してよい。言いかえれば、各電極の内径の間には二の平方根の関係があってよい。もちろん、他の開口サイズも可能である。完全に収縮したとき、開口径は、ほぼ１．０ｍｍとほぼ３．０ｍｍの間にあってよく、好ましくはほぼ１．０ｍｍとほぼ２．５ｍｍの間にあってよく、より好ましくはほぼ１．０ｍｍとほぼ２．０ｍｍの間にあってよい。完全に拡張されたとき、開口径はほぼ７．０ｍｍ以上であってよい。いくつかの構成では、暗いまたは薄暗い環境では開口はなくてよい（すなわち、目のひとみが自然な開口として役立つように円環がない）。
【００４９】
円環の外縁は、（完全に拡張したにせよ収縮したにせよ）ひとみの外縁よりもさらに延びていてよい。円環とひとみの外縁の間にすき間があると、単なる例として、ハロー、光散乱およびコントラスト感度の減少など、有害作用が起こり得る。
【００５０】
電極リングのおのおのは、開口の瞬時の変化のためにほぼ同時に活性化されてよい。動的開口を徐々に減少または拡大させるフェードインおよびアウト効果を生成するために、電極リングのおのおのは、連続的に活性化および／または不活性化されてよい。たとえば、最も外側の電極リングが最初に活性化および最後に不活性化されてよく、また、最も内側の電極リングが最後に活性化および最初に不活性化されてよい。電極は、ほぼ１秒未満で活性化または不活性化されてよく、好ましくはほぼ０．５秒未満で活性化または不活性化されてよい。
【００５１】
電極２２５は、格子に配列された複数の個々にアドレス可能な電極であってよい。各電極は「ピクセル」と呼ばれ得る（この場合、電極は「ピクシル化」されたと呼ばれ得る）。ピクセルは任意のサイズまたは形状であってよい。ピクセルを選択的に電気的に活性化または不活性化することによって、開口２６０と円環２７０が形成され得る。
【００５２】
環状電極のいくつかまたはすべてがピクシル化されてよく、または、電極リング、内側部またはそれらの組み合わせのさまざまな部分がピクシル化されてよい。図３Ｂと３Ｃは、ピクシル化電極の例を示している。たとえば、図３Ｂ、電極リング３１０，３２０，３３０，３４０のおのおのと内側領域３０１がピクシル化された構成を示している。いくつかの構成では、所望のサイズの円環を提供するために電極リングがリングとして活性化または不活性化されてよく、所望の形状および／またはサイズの開口を提供するために内側領域のピクセルが活性化または不活性化されてよい。別の例として、図３Ｃは、内側領域３０１だけがピクシル化され、電極リング３１０，３２０，３３０，３４０はそうでない構成を示している。ピクセルを選択的に活性化または不活性化することによって、任意の形状とサイズが円環と開口に提供され得る。特定の例として、図３Ｄの網掛けピクセル３０３を選択的に活性化または不活性化することによって、ほぼ楕円形状の開口が形成されてよい。網掛けピクセルの特定のセットは単なる例証であり、内側領域および／または電極リングのピクセルの適当な選択によって他の形状とサイズが形成されてよい。さらに詳しくここに説明されるように、特定の開口および／または円環は、目の変調伝達関数を最適化するなど、ユーザーの特定のニーズに合うように規定されてよい。
【００５３】
たとえば、低〜中間周波数帯にわたって画質が最大化されるとき、知覚画質から受ける個人の主観的な満足感が改善され得る。主観的な品質の係数は次のように規定されてよい。
【数１】
【００５４】
このような関数は、Ｅ．Ｍ．グレンジャー、Ｋ．Ｎ．クペリー、「主観的判断と相関する光学的メリフ関数」フォトグル・サイ・アンド・エンジ、Ｖ．１６（３）、１９７２年、２２１〜３０頁（E.M. Granger and K.N. Cupery, "An Optical Merif Function (SQF) which Correlates with Subjective Judgments," Photogr. Sci. and Eng., v. 16 (3), 1972, p. 221-30）の中でさらに詳しく説明されている。主観的視覚に所望の改善を提供する開口の特定のサイズと形状は、ひとみサイズの関数としての視覚的ストレール（strehl）などの視覚性能メートル法に基づいてメリット関数（ＳＱＦ）を最小化することによって決定されてよいことが発見された。このような計算は、特定の目のモデルの光線追跡を使用しておこなわれ得る。これらの計算をおこなうのにふさわしいモデルの特定の例は、この分野で知られている「インディアナ目」モデルとリウ・ブレナン目モデルを含んでいる。
【００５５】
図４Ａは、動的開口を有する電気活性素子４００の分解断面側面図を示している。図４Ｂは、図４Ａの電気活性素子のたたみ込まれた断面側面図を示している。電気活性素子２００と同様に、電気活性素子４００は二つの光学基板２１０を有している。電気的接地を提供する連続的光学的透明電極２２０が一方の基板に配置されてよく、一つ以上の個々のアドレス可能光学的透明電極２２５が第二の基板に配置されてよい。電極２２５は、動的開口のサイズ、形状および／または直径などの動的開口の特性を決定し得る。電極２２０と２２５は、配向層２３０で被覆されていてよい。配向層は、互いに９０度ずれた配向方向を有しているが、１８０、２７０、３６０度またはそれよりも大きいなどの他の値も可能である。電気活性材料２４０は配向層の間に配置される。電気活性材料は、液晶材料、好ましくは、ネマチック、コレステリックまたはスメクチック双安定液晶材料の一つであってよい。液晶材料は、二色性染料が添加されていてよく、二色性液晶材料になっていてよい。コントローラー２５０は電気的接続２５５によって電極２２０と２２５に接続し、電極間に電界を生成することが可能である。電気活性素子は、光が通過する開口２６０と、光が吸収および／または散乱される円環２７０を有していてよい。電気活性素子４００は、電気活性材料の片側に（たとえば電極の外側に）配置された二つの偏光子２８０をさらに有していてよい。偏光子はまた、基板の外側表面に配置されていてよい（電極は基板の最も内側の表面に配置されている）。偏光子のおのおのは、それぞれの外側表面にある液晶層のディレクターに平行な（すなわち、最も近い配向層の配向方向に平行な）偏光の方向を有していてよい。偏光子は、たとえば９０度だけずれた偏光の相対方向を有する。このようなずれた偏光子は「交差」偏光子と呼ばれ得る。
【００５６】
不活性化状態において、電極間の電界が十分に強くないとき、配向層は、液晶層のディレクターを配列して外側表面にある偏光子に整列させる。このオリエンテーションでは、第一の偏光子に入る光（すなわち、第一の偏光子の偏光方向に平行な光）は液晶によって９０度回転され、今度は第二の偏光子を通過することができる（すなわち、光は今度は第二の偏光子の偏光方向に平行である）。したがって、不活性化状態では、電気活性素子を介する光の吸収が最小化される。活性化状態において、電極間の電界が十分に強いとき、液晶分子は、電界のオリエンテーションに、配向方向に垂直に整列する。このオリエンテーションでは、第一の偏光子に入る光（すなわち、第一の偏光子の偏光方向に平行な光）は回転されず、第二の偏光子によって遮断される（すなわち、光は、第二の偏光子の偏光方向に直交に偏光されている）。したがって、活性化状態では、液晶を介する光の吸収が最大化される。
【００５７】
図３Ａ〜Ｄに示された電極リングは、電気活性素子４００中の光学的透明電極２２５として役立ってよい。上記のように、電極３１０、３２０、３３０および３４０が活性化されると、ｒ１とｒ５の間に不透明円環２７０が形成され、電極の中心とｒ１の間に開口２６０が形成される。電極３１０が不活性化されると、今度は電極３２０の内径とｒ５の間に不透明円環が形成され、今度は電極の中心と電極３２０の内径の間に開口２６０が形成される。電極３１０、３２０、３３０および３４０が不活性化されると、不透明円環２７０はなくなり、今度は電極の中心とｒ５の間に開口２６０が形成される。
【００５８】
偏光フィルムを使用することの一つの短所は、一般にそれらが入射光のほぼ５０％を吸収するということがあげられ得る。したがって、実際のデバイスにそのような膜を利用することは、網膜に到達する光量を制限するであろう。この影響を打ち消すために、環状電極に同心な領域が、偏光子の一方または両方から物理的に取り除かれていてよい。取り除かれる領域は、任意のサイズまたは形状であってよいが、好ましい構成では、最も小さいリング電極の内径に等しい。この中央領域を取り除くことによって、電気活性素子を介する全体の透過率を増大させながら、一つ以上の偏光子が使用されてよい。この構成では、動的開口の機能は影響を受けず、全体の透過率が増大される。加えて、開口と円環の間の透過率コントラスト比（開口を通って伝搬される光と円環を通って伝搬される光の間の比）が増大され、これにより、被写界深度の提供において動的開口をより効率化する。領域を取り除く代わりに、領域が代りに、透過を増大させるために使用される薄いまたは低効率の偏光フィルムで構成され、これにより、不透明状態の間の伝搬状態の性能を促進してよい。これらの構成のおのおのにおいて、円環の暗くなった領域と開口の領域の間の透過コントラスト比が増大され得る。
【００５９】
目は、正常な解剖学的形状に非対称であるので、移植角膜インレー、角膜オンレー、ＩＯＯまたはＩＯＬを目の光軸に完全に中心に置くことは事実上できない。移植物の最多の所望の位置は、ひとみの中心軸に整列している。しかしながら、正常な解剖学的状況下でも、目のひとみの中心に対するほぼ０．１ｍｍまたは０．２ｍｍの目のずれは予想しなければならない。
【００６０】
図５は、動的開口の幾何学的中心の位置が人のひとみの幾何学的中心に対して再位置決めされてよい図３Ａに示された電極リングのいくつかの配列を示している。配列Ａは、リング電極の幾何学的中心が電気活性素子基板の幾何学的中心に整列している。配列Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、リング電極の幾何学的中心が電気活性素子基板の幾何学的中心に対してそれぞれ左に、右に、上に、下に整列している。配列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、いずれも別々の電気活性素子に利用されてよい。図６は、図５に示されたリング電極の異なる配列のためにそれぞれ使用されてよい五つの電気活性素子の積み重ねを示している。各電気活性素子は、他の電気活性素子から適切に絶縁されている。リング電極の幾何学的中心と基板の幾何学的中心の間の距離は、ほぼ０．０ｍｍとほぼ１ｍｍ、より好ましくはほぼ０．０ｍｍとほぼ０．５ｍｍの間にあってよい。二つの中心の間の任意の角度での他の整列が可能であることに注意すべきである。これは、移植物が外科的に移植された後に、遠隔調整として動的開口の中心を変更する能力を可能にし得る。リング電極の一つ以上の配列は、ユーザーの視線に対して動的開口の中心を再整列する他の配列の排除に活性化されてよい。これは、ユーザーの視線に対する整列を外して移植物が外科的に移植された場合に重要である。単なる例として、黄斑変性、網膜裂孔または網膜剥離などのある網膜の疾病または外傷は、網膜の領域を傷つけることがある。これはまた、ユーザーの視線を網膜の傷ついた領域から離して網膜の健康な領域へ再整列させるのに有用であってよい。
【００６１】
被写界深度を増強するおよび／またはハローおよび他の視覚的産物を作り出す軸外迷光光線のあたりを低減するために人間のひとみに入る光の一部を遮断する開口の使用は、角膜に入る光の空間変調の特別な場合と考えられ得る。追加の視覚的な有益性が他のタイプの変調器を使用することによって達成されることが発見された。たとえば、視覚作業の与えられたセットのためのなどの所望の視覚効果を提供するためにサイズと形状に加えて開口の他の特性を規定することが望ましいことがある。そのようにする一つの方法としては、目に入る光の位相および／または振幅を変更するアポダイゼーションマスクの使用がある。
【００６２】
電極２２５と２２２５が格子に配列された複数の個々にアドレス可能な電極である構成では、個々のピクセルは選択的に活性化または不活性化されてよい。たとえば、そのような構成は、基板または目のひとみの幾何学的中心に対する開口２６０と円環２７０の幾何学的中心の再配置を可能にし得る。
【００６３】
図２Ａ、２Ｂおよび３〜７に示されたデバイスはまた、静的または動的であってよい図２Ｃおよび２Ｄを参照して説明されたアポダイゼーションマスクを有していてよい。いくつかの構成では、図２Ｃ〜２Ｄに関して説明された構造が、説明された他の構造に追加的に設けられていてよい。たとえば、デバイスは、屈折率勾配を組み込む透明重合体のなどの追加層を有していてよく、または、説明された他の素子に加えて、または当業者によって理解されるような他の素子と共に組み込まれた追加電気活性素子２２００を有していてよい。別の例としては、デバイスは、電気的に活性化されたときに変更可能な屈折率を有する層、または電気的活性化に対してその屈折率が変わる液晶を組み込んでいる層を有していてよい。アポダイゼーションマスクはまた、図２〜７に関連して説明された一つ以上の層によって提供されてよい。たとえば、基板２１０と５２０は、屈折率勾配または変更可能な屈折率を有する層を有することなどによって静的または動的マスクを提供してよい。
【００６４】
位相振幅変更は、デフォーカスαのレベルに影響を与えることなく光路差に変化を生じさせる瞳孔開口を横切る屈折率勾配を使用することによって導入され得る。ひとみ半径ｒの関数としてアポダイゼーションマスクの瞳孔開口を横切って変更され得るいくつかのパラメーター、すなわち、媒体の屈折率と、材料の厚さと、光透過率と、（たとえばマスクが円形状か環状かに依存して単一または二つの）縁形状がある。マスクは、静的または動的であってよい。動的マスクは、電位などの外的印加力の印加によって調整可能である。
【００６５】
動的マスクは、標的距離および照明条件が変化するにつれて目の光学部品が環境の変化に適合するように変化する点において静的マスクよりも優れていてよい。たとえば、２０フィート以上にある物体を見るとき、近い物体（約４０ｃｍの標的距離）を見ることに順応した目（または老眼者の部分的に順応した目）の収差と焦点深度は、非順応状態の同じ目のそれらとは異なる。の中で、目に入手可能な焦点深度は、患者に提供される視力修正のタイプに依存し、したがって、動的マスクの設計は、患者が既に着用しているまたはマスクに加えて受け入れるであろう視力修正デバイスのタイプとパワーを補足する。動的マスクを製造する好ましい方法は、視覚環境に生体適合性があるように合成された、可撓アクリルポリマーの二つの透明シートの間で密閉して封入された透明液晶層の使用を含み得る。電界の印加による液晶層のオリエンテーションは、その屈折率を変更する。動的マスクの光透過率の変調は、好ましくは、エレクトロクロミック染料が透明液晶の中に組み込まれているゲストホスト液晶システムの使用によって提供され得る。
【００６６】
患者を診断し動的マスクを装着させるために、二つの測定、すなわち、周辺光レベルの関数としての自然なひとみのサイズの測定と、マスクが装着された目の発生波面の測定がおこなわれ得る。（恐らくデフォーカスを除く）所望の網膜像品質を提供するために適したマスクの位相と振幅のプロファイルは、周辺光レベルの範囲を超えて遠視力のための生成されることがある。たとえば、複合した目と動的開口システムのＯＴＦのピークの空間周波数は、患者のＮＣＳＦのピークに一致していてよい。動的マスクは、意図した視覚作業をおこなうとき、位相／振幅プロファイルに基づいて適当な修正を提供するようにプログラムされていてよい。たとえば、マスクは、自然なひとみが閉じる明るい屋外光または他の状況下で完全または部分的に不活発であってよく、それはマスクの有効性を低減できるだろう。ＩＯＯ、ＩＯＬ、角膜インレーまたは角膜オンレーに封入されたマスクの場合、動的マスクは、処理される目のために適当な測定をおこなうおよび／または位相／振幅プロファイルを生成する前に移植されてよい。
【００６７】
電気活性素子は、第一の光学パワーと第二の光学パワーの間で切り替わることが可能であってよい。電気活性素子は、不活性化状態で第一の光学パワーを有し、活性化状態で第二の光学パワーを有していてよい。電気活性素子は、電気活性素子の電極に印加される一つ以上の電圧が第一の所定のしきい値を下回るときに不活性化状態になってよい。電気活性素子は、電気活性素子の電極に印加される一つ以上の電圧が第二の所定のしきい値を上回るときに活性化状態になってよい。あるいは、電気活性素子が第一の光学パワーと第二の光学パワーの間に連続的または実質的に連続的な光学パワー変更を提供することが可能であるように、電気活性素子は、その光学パワーを「チューニング」することが可能であってよい。
【００６８】
電気活性レンズは、目の通常または非通常の異常を修正するために使用されてよい。その修正は、電気活性素子によって、光学基板または眼用レンズによって、またはこれら二つの組み合わせによって作り出され得る。
【００６９】
動的開口および／または動的マスクを有する一つ以上の電気活性素子が、目の視力異常を修正する目的のために光を屈折または回折しない、したがって合焦パワーを提供しない光学パフォーム、光学部品または基板に取り付けられまたはその内部に埋設されてよい。電気活性素子は、自然な解剖学的条件によって引き起こされるおよび／または白内障または健康な水晶体の除去によって引き起こされるユーザーの屈折異常を修正する眼用レンズに取り付けられまたはその内部に埋設されてよい。眼用レンズはまた、目のユーザーの通常および／または非通常の異常のどれかまたはすべてを修正してよい。したがって、動的開口および／または動的マスクは合焦レンズと一体化されていてよい。あるいは、電気活性レンズは、動的開口または動的マスクを有する第一の電気活性素子を有していてよい。光通信状態にある、第一の電気活性素子または第一の電気活性素子と光通信状態にある第二の電気活性素子は、目のユーザーの通常および／または非通常の異常のどれかまたはすべてを修正することが可能であってよい。上記のデバイスは、角膜オンレー、角膜インレー、ＩＯＯまたはＩＯＬであってよく、また、単なる例として、ＩＯＬ、水晶体、角膜インレー、角膜オンレーまたは眼鏡レンズなどの合焦レンズと光通信状態にあって使用されてよい。合焦レンズは、静的（その光学パワーを変更することが不可能）または動的（その光学パワーを変更することが可能）であってよい。
【００７０】
図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃは、角膜インレーまたは角膜オンレーとして有用である、動的開口を有する光学デバイスを示している。図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃに示されたデバイスは、動的開口を有する前または後眼房ＩＯＯまたはＩＯＬとしてのために、たとえば触覚を安定化することを追加することによって、わずかに修正されてよい。光学部品またはレンズ５００は一つ以上の電気活性素子５１０を有していてよい。電気活性素子５１０は、電気活性素子２００または４００と同様であってよく、または動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有していなくてよく、代わりに変更可能な光学パワーを提供してよい。電気活性素子は、基板５２０の内部に埋設されまたはそれに取り付けられてよい。基板は、光学パワーを有していなくてよく、または一つ以上の光学パワーを有していてよい。基板および／または電気活性素子が、目の通常および／または非通常の異常のどれかまたはすべての少なくとも一部を修正することが可能であってよい。コントローラー５３０は、電気的接続５３５によって電気活性素子中の電極に電気的に接続されてよい。電極は、ほとんど透明な開口５４０とほとんど不透明な円環５４５を規定し得る。「ほとんど透明な」との用語は、ほぼ５０％以上の光透過率（好ましくは７５％以上）を意味しており、１００％の光透過率を必ず意味することを意味していない。「ほとんど不透明な」との用語、ほぼ５０％以下の光透過率（好ましくは３５％以下）を意味しており、０％の光透過率を必ず意味することと意味していない。
【００７１】
基板は、栄養素および／または細胞廃棄物が基板および／または電気活性素子を透過することを可能にする一つ以上の開口５５０および／または気孔５５５を有していてよい。開口および／または気孔は、単なる例として、レーザーによって作り出されてよく、または機械加工または型押しされてよい。一般に、開口または気孔は、電極が広がっていないまたは電圧を印加しない中央領域内などのレンズまたは光学部品の非電気的またはそうでなければ非重要な領域に配置されている。これらの特徴は、動的開口を有するレンズまたは光学部品が角膜インレーまたは角膜オンレーとして使用されるときに特に重要である。
【００７２】
コントローラーは、電源５６０からその電力の少なくともいくらかを取り出し得る。電源は、基板に取り付けられ一体化されていてよく、または基板に取り付けられるが一体化されていなくてよい。電源は、エクセラトロン（Excellatron）によって製造されたものなどの薄膜充電式電池であってよい。薄膜充電式電池は、４５，０００回を超えて繰り返し使用することが可能であってよい。これは、レンズまたは光学部品中で２０〜２５年の使用可能な寿命を提供し得る。二つの薄膜充電式電池が使用されてよく、一方が他方の上に積み重ねられていてよい。この構成では、電池の一方が２０〜２５年のあいだ使用されてよく、また他方の電池が第一の電池がもはや動作不能になったときに切り替えられてよい。あるいは、他の電池は、コントローラーに遠隔的に送られる信号によって切り替えられてよい。これは、光学部品またはレンズの寿命を４０〜５０年に延ばす。電源はまたコンデンサであってよい。電源は、単なる例として、誘導によって遠隔的に充電されてよい。
【００７３】
感光電池５６５と圧電材料が、電源の電力を補助または増大するために使用されてよい。あるいは、感光電池および／または圧電材料は電源の必要性を除去してよい。感光電池は太陽電池であってよい。あるいは、感光電池は１．５μｍの光電池であってよい。光電池は、ユーザーの視線を外して利用および配置され、より好ましくは完全に拡張されていないが暗さによって部分的に拡張されたときのひとみのマージンの周囲に利用および配置されている。レンズまたは光学部品は、１．５μｍの一または複数の光電池にエネルギーを与えることが可能であるアイセーフレーザーを使用することによって充電されてよい。ユーザーは、１．５μｍの一または複数の光電池にエネルギーを与えるために必要とされるアイセーフレーザーエネルギーを提供するデバイスに彼または彼女のあごおよび額を位置決めしてよい。これは、一日に一度または必要なときに、家で実施されてよい。適切なエネルギーは、非常に暗い部屋によってまたはあらゆる周辺可視光を遮るデバイスによって引き起こされる普通に拡張したひとみまたは完全に非投薬の拡張したひとみを通して提供することができる。１．５μｍの一または複数の光電池をレンズまたは光学部品内で利用するとき、一または複数の光電池は曲がることが可能である必要があってよい。曲がることが可能でない１．５μｍの光電池を使用するとき、複数の電池が使用され、目の中に挿入する前にレンズまたは光学部品を電池の上または周りに折るまたは丸めることを可能にするパターンに配置される。
【００７４】
感光電池５６５は太陽電池であってよい。太陽電池は、ユーザーの目の虹彩の一部の前に（目の角膜の近くに）配置され、またそこから離して配置されてよい。薄い電気的ワイヤリングが、光学部品またはレンズのコントローラーに太陽電池を動作可能に接続してよい。電気的ワイヤリングは、虹彩に触れることなくひとみを通り抜け、目の前または後眼房の中のＩＯＯまたはＩＯＬに動作可能に接続してよい。太陽電池は、それが分離電源の必要性を除去するに十分な電力を供給するように十分に大きくてよい。薄い電気的ワイヤリングは電気を通さなくてよく、太陽電池を適所に保持するために適当な引っ張り強度を有する形状因子を有していてよい。いくつかの構成では、電気活性素子を収納するＩＯＯまたはＩＯＬに薄い電気的ワイヤリングが太陽電池を接続するように眼科レーザーによって一つ以上の小さい穴が虹彩内に作られていてよい。
【００７５】
ここに説明されるようなレンズまたは光学部品は、折りたたまれ目の中に挿入された後の適切な形状を再建、位置決めおよび整列のための形状記憶合金材料５７０を有していてよい。形状記憶合金は、その形状を「覚えて」おり、変形された（たとえば目の中への挿入に備えて折りたたまれた）後にその元の形状を回復しようとする。形状記憶合金はまた、レンズまたは光学部品を誘導的に充電するための、または送信機から信号を受け取るためのアンテナとして機能してよい。送信機は、動的開口の直径を変更するまたはレンズの光学パワーを変更するために、レンズまたは光学部品に信号を送ってよい。
【００７６】
センサー５８０が含まれていてよい。センサーは、ユーザーが合焦させようとしている距離を検出するための距離計であってよい。センサーは、周辺のおよび／またはレンズまたは光学部品に入射する光を検出するための感光電池５６５であってよい。センサーは、たとえば、次のデバイスの一つ以上を有していてよい。フォトディテクター、光起電力またはＵＶ感応光電池、傾斜スイッチ、光センサー、受動距離測定デバイス、飛行時間差法距離測定デバイス、目追跡装置、ユーザーがどこを見ているかを検出する視界検出器、加速度計、近接スイッチ、物理的スイッチ、手動無効制御器、ユーザーがメガネのノーズブリッジに触れたときに切り替わる容量スイッチ、ひとみ直径検出器、眼筋または神経に接続されたバイオフィードバックデバイス、または同様物。センサーはまた、ユーザーの頭の傾斜またはユーザーの目のエンサイクル回転（encyclorotation）を検出することに適合された１つ以上の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ジャイロスコープを有していてよい。
【００７７】
センサーは、コントローラーに動作可能に接続されていてよい。センサーは、知覚情報を検出し、レンズまたは光学部品の一つ以上の動的コンポーネントの活性化および／または不活性化を始動させるコントローラーに信号を送ってよい。レンズまたは光学部品が動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有する電気活性素子を有しているとき、センサーは、単なる例として、光の強度を検出し、この情報をコントローラーに伝えてよい。センサーはフォトディテクターであってよく、またレンズまたは光学部品の周囲領域に配置されて、また虹彩の後ろに配置されていてよい。この配置は、ユーザーのひとみの収縮と拡張によって引き起こされる自然光の増加および／または減少を感知することに有用であってよい。図１９は、夜にまたは暗い中で、ユーザーのひとみが拡張されたときに、センサーが暗さを感知し、コントローラーが動的開口を拡張または拡張維持させ得ることを示している。図１８は、日中にまたは明るい中で、ユーザーのひとみが収縮されたときに、センサーが光の増加を感知し、コントローラーが動的開口を収縮させ得ることを示している。コントローラーが動的開口を拡張させてよい場合に、あるしきい値を下回る暗さまたは自然光の欠如をセンサーが感知するまで、動的開口は収縮維持してよい。センサーは、最適の手法で働くレンズまたは光学部品の任意の領域に配置されていてよい。コントローラーは、光の強度の変化が一時的でない（すなわち、その遅れよりも長く続く）ことを確実にする遅れ特徴を有していてよい。したがって、ユーザーが彼または彼女の目をまばたきするとき、遅延回路の遅れはまばたきに要する時間よりも長いので、開口のサイズは変更されない。遅れは、ほぼ０．０秒よりも長く、好ましくは１．０秒以上であってよい。
【００７８】
センサーは、単なる例として、人が合焦させている距離を検出してよい。ユーザーが近方距離範囲内に合焦させていることをセンサーが検知すると、コントローラーは、増大した被写界深度を作り出すために動的開口を収縮させてよい。ユーザーが近方距離範囲を越えて合焦させていることをセンサーが検知すると、コントローラーは、動的開口を拡張させてよい。センサーは、各アレイ上に合焦レンズが置かれた二つ以上のフォトディテクターアレイを有していてよい。各合焦レンズはユーザーの目からの特定の距離に適切な焦点距離を有していてよい。たとえば、三つのフォトディテクターアレイが使用されてよく、最初のものは、近方距離に適切に合焦させる合焦レンズを有し、第二のものは、中間距離に適切に合焦させる合焦レンズを有し、第三のものは、遠方距離に適切に合焦させる合焦レンズを有している。どのアレイが最も高いコントラスト比を有する（したがって最良の焦点を提供する）かを決定するために、異なるアルゴリズムの和が使用されてよい。したがって、ユーザーから、ユーザーが合焦させている物体までの距離を決定するために、コントラスト比が最も高いアレイが使用されてよい。
【００７９】
いくつかの構成は、センサーおよび／またはコントローラーが手動操作リモートスイッチによって無効にされることを可能にしてよい。リモートスイッチは、無線通信、音声通信、振動通信、または、単なる例として、赤外線などの光通信によって信号を送ってよい。単なる例として、万一センサーが、薄暗い照明のレストランなどの暗い部屋を感知したなら、コントローラーは、より多くの光を網膜に到達させるために動的開口を拡張させてよい。しかしながら、これは、メニューを読むことなどの近方距離作業をおこなうユーザーの能力に強い影響を与えることがある。ユーザーは、被写界深度を増大させてメニューを読むユーザーの能力を高めるために開口を収縮させるようにレンズまたは光学部品の動的開口を遠隔的に制御してよい。図２０は、たとえユーザーのひとみが拡張されても、暗い照明条件の中での近方距離作業のために動的開口が収縮されることが無効にされたセンサーとコントローラーの通常動作を示している。近方距離作業が完了したとき、ユーザーは、センサーとコントローラーが開口を再び自動的に拡張することを遠隔的に可能にし、これによりユーザーが非近方距離作業に関して薄暗いレストランの中で最も良く見ることを可能にしてよい。活性化されたとき、リモートスイッチ信号は、一つの例として、形状記憶合金材料５７０から形成されたアンテナを介してレンズまたは光学部品によって、受信されてよい。
【００８０】
ここに説明された基板は、目の中の解剖学的物体と生体適合性がある材料で被覆されていてよい。生体適合性材料は、たとえば、ポリビニルデン（polyvinyldene）フッ化物または非ハイドロゲル微孔性ペルフッ化エーテル（perflouroether）を含んでいる。基板と、基板にはり付けられたまたはその内部に埋設されたさまざまな電子機器は、浸出を防止するまたは遅らせるために密閉して封止されるように必要に応じて被覆されていてよい。加えて、さまざまな電子機器が基板内に埋め込まれるように、基板がそれらを封入するように設計されていてよい。
【００８１】
ここに説明されたレンズと光学部品は、小さいほぼ１ｍｍないし３ｍｍの切開部を介した挿入の間に適合するために曲げ可能、折りたたみ可能および／または丸められることが可能であってよい。折りたたまれたまたは丸められたレンズまたは光学部品が、目の前または後眼房のいずれかの中の所望の場所に適切に置かれることを可能にする挿入ツールとして、ピストンを有するＩＯＬの移植に共通に使用される注射器状デバイスが使用されてよい。図２１は、一つ以上の電気活性素子を有する折りたたまれた光学部品またはレンズを示している。
【００８２】
動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有する光学デバイスは、単眼に（ユーザーの一方の目の中だけに）または両眼に（ユーザーの両方の目の中に）適合または移植することができる。動的開口は、ユーザーのひとみ直径が自然に拡張する夜にまたは薄暗い照明条件の中でより大きいサイズに拡張するようにプログラムすることができるので、グレア、ハロー、ゴーストおよびユーザーの網膜を打つ低減された光はほとんど除去される。動的開口を有しておらず、したがって、グレア、ハロー、ゴースト、その他による折衷案として一方の目の中に遠方距離修正のために、また他の目の中の近方距離修正遠方距離修正のために時々適合された他のＩＯＬ、角膜オンレーおよび角膜インレーとは対照的に、ここに説明されたレンズと光学部品は両眼のアプローチを可能にする。もし望むなら、ここに説明された光学部品とレンズは単眼手法で移植または装着することもでき、また、目の内部または上に移植された後に動的開口の中心軸をユーザーの視線により良く整列させるために、動的開口および／またはマスクの中心点が光学部品またはレンズの中心に対して遠隔に再配置され得る方法で設計または製造することができることに注目すべきである。
【００８３】
動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有する光学部品またはレンズは、健康であるが老眼の水晶体、不十分におこなうまたは完全におこなう単焦点ＩＯＬ、静的多焦点ＩＯＬ、（電気活性合焦ＩＯＬのそれなどの）動的合焦ＩＯＬまたは動的開口を有さない収容ＩＯＬ、外傷を受けて裂けた、穴を有する、または適切に収縮または拡張しない虹彩を有する目、あるアルビノの虹彩などの色素が欠けている虹彩、動的開口を有さない完全におこなうまたは不十分におこなう多焦点または単一視角膜インレーまたは角膜オンレー、動的開口を有さない完全におこなうまたは不十分におこなう多焦点または単一視眼鏡レンズ、または不十分に屈折手術した目と光通信状態で使用されてよい。
【００８４】
「完全におこなう」レンズは、網膜に光を適切に合焦させることが可能である。「不十分におこなう」レンズは、網膜に光を適切に合焦させることが可能でない。ほとんどの場合、動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有する光学部品またはレンズは、これまでの段落の中で提供されるさまざまな例と連合してまた光通信状態で使用されるとき、ユーザーによって知覚される視覚の質を改善する。完全に形成するレンズと共に使用されたとき、動的開口は被写界深度を増大させ、ユーザーの目のより高次の収差のいくつかまたは大部分を抑制または除去するために動作する。
【００８５】
ここに開示されたような電気活性素子を収容しているレンズまたは光学部品は、この分野でよく知られており、ＩＯＬまたは角膜インレーのための使用される眼科材料で構成することが可能である。材料は、可撓性または非可撓とすることができる。たとえば、ＩＯＯは、たとえば適当な電極を有するポリエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミドまたはポリスルホン材料の二つのほぼ１００μｍ層、（二色性染料が添加されていてよい）液晶材料、省略可能な偏光層、電源、コントローラー、センサーおよび他の必要とされる電子機器から作られていてよい。各１００μｍ層は、電子機器と電気活性材料を間にはさんで収容する可撓性包袋を形成するために使用される。働く光学部品の総厚みはほぼ５００μｍ以下である。の外径はほぼ９．０ｍｍ（任意の触覚を有さない）である。ＩＯＯは折りたたまれ、ほぼ２ｍｍ以下の小さい外科的切開部を介して目の中に挿入されることが可能であってよい。いくつかの構成では、目の前または後眼房に挿入された後にその適切な形状と位置にＩＯＯを広げることを助けるために形状記憶合金の薄層がＩＯＯの一部として利用される。
【００８６】
高エネルギーの青色光および／または紫外光をフィルターするために、着色体（tint）またはフィルターがレンズまたは光学部品に組み込まれていてよい。フィルターまたは着色体はまた、ユーザーによって知覚されるようなコントラスト感度を増強するために使用されていてよい。
【００８７】
ＩＯＯまたはＩＯＬの直径は、レンズまたは光学部品の意図する用途に依存して、ほぼ５ｍｍとほぼ１０ｍｍ（触覚を含まない）の間にあってよい。他の寸法も可能である。
【００８８】
角膜インレーとして使用されるとき、動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有する光学部品またはレンズの直径は、角膜の直径よりも小さくなければならない。いくつかの構成では、光学部品またはレンズは、ほぼ５ｍｍとほぼ１４ｍｍの間の直径を有することができる。基板の外側表面は、角膜インレーで使用されるときなど、角膜の曲率に実質的に一致するように、または任意の他の所望の曲率に一致するように湾曲していてよく、または、基板の外側表面は平面であってよい。
【００８９】
図８は、目の前眼房の中に配置された、健康な老眼の水晶体８１０と光通信状態にあるＩＯＯ８００を示している。ＩＯＯは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。動的開口を有する構成では、ＩＯＯは、焦点深度を増大させることによって、改善された中間および近方視力を提供してよい。図９は、目の前眼房の中に配置された、遠方および近方視力ＩＯＬ９１０と光通信状態にあるＩＯＯ９００を示している。ＩＯＯは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。動的開口を有するＩＯＯは、増大した焦点深度に提供し得る。図１０は、目の前眼房の中に配置された、遠方距離視力についてだけ修正するＩＯＬ１０１０と光通信状態にあるＩＯＯ１０００を示している。ＩＯＯは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。図１０に示された構成は、動的開口を介して近方距離および／または中間距離修正を提供するための増大した被写界深度を提供するのに有用であってよい。図１１は、目の前眼房の中に配置された、遠方距離視力と近方距離視力について修正するＩＯＬ１１１０と光通信状態にあるＩＯＯ１１００を示している。ＩＯＯは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。動的開口は、中間距離修正を提供するための増大した被写界深度を提供するのに有用であってよい。図１２は、目の後眼房の中に配置された、ＩＯＬと光通信状態にあるＩＯＯ１１２００を示している。ＩＯＯは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。図１３は、目のひとみに近いＩＯＬの部分に動的開口を有するＩＯＬ１３１０を示している。ＩＯＬはまた、動的マスクを有していてよい。図１４は、ＩＯＬの中央部分に動的開口を有するＩＯＬを示している。ＩＯＬはまた、動的マスクを有していてよい。図１５は、目の網膜に近いＩＯＬの部分に動的開口を有するＩＯＬを示している。ＩＯＬはまた、動的マスクを有していてよい。図１６は、健康な老眼の水晶体で光通信状態にある角膜インレーを示している。インレーは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。図１７は、ＩＯＬと光通信状態にある角膜インレーを示している。インレーは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。あらゆる構成、本発明のすべての可能な構成、実施形態、組み合わせおよび配置を示すことは可能ではないことに注意すべきである。たとえば、動的開口を有する角膜インレーは示されていない。さらに、動的開口を備えているまたは備えていない、図示され説明されたような、ＩＯＯ、ＩＯＬ、角膜オンレー、角膜インレー、または他のデバイスの中に静的または動的アポダイゼーションマスクが組み込まれていてよい。しかしながら、これらはこの分野の当業者には明白であるであろう。
【００９０】
動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有するＩＯＯまたはＩＯＬは、動的開口を備えていない従来のＩＯＬを挿入する最初の外科的処置の間に外科的に挿入することができる。あるいは、ＩＯＯまたはＩＯＬは、最初のＩＯＬ手術の後の外科的処置時間、日、週、月または年の追従として外科的に挿入されてよい。
【００９１】
動的開口を有するレンズまたは光学部品の上出来の動作は、ほとんど透明な開口を介する最大の可能な透過率とほとんど不透明な環状領域を介する最小の可能な透過率を得るに依存する。ＮＤ値が０と１．０（開口を作り出すためにフィルターに１．５ｍｍの直径を有する穴が形成された）の間のニュートラルデンシティ（ＮＤ）光学フィルターで実験が行なわれた。いくつかの実験では、開口を介する透過率をシミュレートするために、第二のフィルターが開口上に置かれた。ニュートラルデンシティは対数目盛に基づいた光線透過率のものさしで、次の関係によって透過率（Ｔ）と関係している。
【数２】
【００９２】
実験では、フィルターは、非修正の＋２．５０Ｄの老眼の患者の目の前に非常に近づけて保持された。老眼の患者は、患者の目からほぼ１３インチにある近方視力標的を開口を介して見た。そのような開口は、良い視覚とコントラスト感度を提供することによって被写界深度を増大させるために働くが、ある条件下だけであることが発見された。
【００９３】
一般に、最良の結果は、ほとんど透明な開口のＮＤ値がほぼ０．１（ほぼ８０％より大きいもＴ）よりも小さく、ほとんど透明な開口とほとんど不透明な円環の間のＮＤ値の差がほぼ０．３よりも大きいときに得られた。好ましい構成では、ほとんど透明な開口に対するＮＤ値はほぼ０．０４（ほぼ９０％よりも大きいＴ）よりも小さくてよく、ほとんど不透明な円環のＮＤはほぼ１．０（ほぼ１０％よりも小さいＴ）よりも大きい。ほとんど透明な開口とほとんど不透明な円環の間のＮＤ値の差を増大させることは、ほとんど透明な開口の高いＮＤ値に対して補償することが可能であるけれども、網膜への光の全体の透過率の不所望な減少をもたらす。
【００９４】
開口および／またはアポダイゼーションマスクの使用に起因すると考えられる光学影響がいま説明される。網膜像品質は、標的物体の空間周波数の関数として複素コントラスト感度関数の値のプロットである光学伝達関数（ＯＴＦ）によって定量的に説明することができる。複素コントラスト感度関数は画質を特徴づけるために使用することができ、それは、目の光学部品が、画像のコントラストを低減することに加えて、標的空間周波数に依存して、画像の空間周波数を標的のそれに対して変更し得るからである。原理的に、ＯＴＦは、すべての物距離と照明レベルに対して構成することができる。目のＯＴＦは、物距離と照明レベルで変化し、それは、これらの変化の両方が目の光学部品を変化させるからである。目のＯＴＦは、老眼の発病による目の屈折異常、視覚の収差または調節能力の損失により低減されることがある。
【００９５】
点物体の画像は、イメージング光学部品の変調伝達関数（ＭＴＦ）と畳み込まれた開口のフーリエ変換であり、ここで、ＭＴＦは、式１に示され上で論じられたＯＴＦの実成分である。結果の点像は点像分布関数（ＰＳＦ）として知られており、視覚の光学部品（すなわち裸眼または視力処理手段で修正された目）の品質の測定の指標として役立ち得る。網膜像のＰＳＦは、特にハローまたは閃光または他の画像的産物によって妥協されるとき、視覚的な経験の品質と相関することが分かる。したがって、ひとみアポダイゼーション関数を使用することによって開口を設計することにシステムアプローチが適用されてよい。そのような関数は、式１に示されるガイヨン（ガイヨン，Ｏ、「太陽系外地球型惑星画像化の望遠鏡ひとみの位相誘発振幅アポダイゼーション」アストロン＆アストロフィ、４０１（２００３）、３７９頁（Guyon, O, "Phase-induced amplitude apodization of Telescope Pupils in Extrasolar Terrestrial Planet Imaging", Astron & Astrophys, 401 (2003); pp 379））によって公表されたものなど、開口の他の前の表現と一致していてよい。
【数３】
【００９６】
ΨＯ（ｘ）とΨＥ（ｘ）は、それぞれ、入射および射出ひとみの複素振幅を表わし、Ｍ＾（ｘ）は、マスク形状のフーリエ変換を表わし、×は畳み込みを表わす。
【００９７】
開口の同様の方程式化は、たとえば、マルチネイク・Ｆ、「星コロナグラフィのために設計された位相誘発輪帯ゼルニックアポダイゼーション」ＪオプトＡ、ピュアＡｐｐｌオプト、６（２００４）、８０９〜８１４頁（Martinache F, "A Phase-Induced Zonal Zernicke Apodization Designed for Stellar Coronagraphy", in J Opt A., Pure Appl Opt, 6 (2004), pp 809-814）に記述されている。アポダイゼーション関数は、アポダイゼーション関数または瞳孔の半径の関数として波面の振幅を変化させる開口を導入することによって、米国特許第５，９８０，０４０号に説明されるようなデフォーカスを導入するために使用されてよい。また、ＰＳＦに有益な影響を与える、瞳孔の半径の関数として波面の位相を変化させる人工開口を導入することも可能である。アポダイゼーション関数の実振幅を変化させない二次の位相分布は、デフォーカスをもたらすことができる。たとえば、
【数４】
【００９８】
入射ひとみにおいて、|ｘ|≦１／２であれば、Π（ｘ）＝１、そうでなければ０であり、ここで、αは、デフォーカスの量を表わすパラメーターである。
【００９９】
したがって、与えられた一連の視覚作業に開口を整合させるため、開口の形状および光学特性は、一連の視覚作業のための所望のＰＳＦに相対的であってよい。そうするために、（たとえばＰＳＦ、または視覚系のＯＴＦによって規定されるような）網膜像品質は、個人によって経験される視覚に整合されてよい。視覚は、神経のコントラスト感度関数（ＮＣＳＦ）によって特徴づけられてよい。網膜像の視覚への変換の１ステップは、「視覚情報」すなわち中心窩上の画像を受けることに対して網膜の光受容体によって生成された電気的信号のニューロン転送である。ニューロン転送処理はノイズを受けやすく、それは、この場合画像コントラストの低下を引き起こすことができる。ニューロン転送の効率は、網膜像、網膜照度、および射出ひとみの中心に対する中心窩上の点の位置の空間周波数または一組の空間周波数の関数として表現することができる。したがって、最大、最適または所望の開口性能は、複合光学系のＯＴＦが、開口を含み、特定の個人のＮＣＳＦのピークに一致する空間周波数においてコントラストのピーク値を有するように網膜像の品質を変調することができる開口によって得られ得る。見られる画像の色度はＮＣＳＦと感覚品質の関係に影響を与え得るけれども、本開示はこの係数を考慮しておらず、網膜像品質の色消しの評価とＮＣＳＦへの適合を提供する。
【０１００】
別の変量が、開口の性能を変更するために使用されてよい。たとえば、ミラーらへの米国特許第５，７８６，８８３号と第５，７５７，４５８号は、環状の開口、別のタイプの光受容体のための多数の光学帯を有する開口、および開口サイズのバリエーションの影響を述べている。一般に、開口のサイズが減少するにつれて、焦点深度は増大し、網膜像品質はよくなる。しかしながら、複合目と開口システムの総ＭＴＦは、増大した開口サイズで下げられる。一般に、開口サイズが約２ｍｍ以下になるまで、網膜像品質の改善はよくなる。この点よりも低いと、回折の影響が、被写界深度の増強による肯定的な影響に打ち勝つ。
【０１０１】
二つのタイプの機能的な調整、すなわち、位置（すなわち瞳孔中心とそのアジマスからの距離）の関数として開口内の点によって引き起こされる光路差と、その光透過率が開口内におこなわれてよい。目の光学軸に直交する二次元開口に対しては、α＝１における式２に示されるように、光透過率の説明はひとみアポダイゼーション関数によって提供される。より一般的に、開口は目の光学軸に直交する平面上に投影されてよいので、これは、別の平面中の二次元開口にとって正しい。このアプローチの臨床の有益性は、たとえば、２００５年、波面議会で示された、アップルゲートＲＡらの「収差と視覚性能、第一部、視力への光学的および神経的制限」に報告された。それは、目のＭＴＦを瞳孔開口の関数と説明している。開口の適用は、目のＭＴＦ関数の高い空間周波数値を犠牲にして低い空間周波数ＭＴＦを増強する。事実、開口は、ローバンドパス空間周波数フィルターとして機能する。正常な人間の目のＮＣＳＦは一般に４〜８サイクル／度にピークを有するので、ＭＴＦのこのシフトと網膜像の関連ＯＴＦ値は、ＯＴＦが目のＮＣＳＦにより良く整合することを可能にする。前述したように、低い空間周波数において画質を改善することは、視覚的な快適さと視力の主観的な品質を増強し得る。
【０１０２】
ガイヨンおよび他の人たちによって説明されたひとみアポダイゼーションは、望遠鏡システムの解像度の増強に関する。彼らの仮定は、星からの発生波面はきわめて平たんであり、修正の必要がないというものであった。人間視覚システムを設計するとき、波面収差は、高い空間周波数におけるＯＴＦを犠牲にして修正されてよい。すなわち、より低い光学分解能が、中間ないし低い空間周波数においてピークを有する人間視覚システムのＯＴＦと、少なくとも少数（１〜３）エアリー直径（λ／ｄ、λは光の波長であり、ｄは瞳孔開口である）の回折限界であるＰＳＦに近づくために受け入れられてよい。
【０１０３】
ガイヨンはまた、光学系のＰＳＦに対する開口の中心と系の光学軸との間の距離の影響を調査し、開口を介する波面の正味の光透過率に影響を与えることなく最適のＰＳＦを提供するためにこのパラメーターを最適化し得ることを示した。また、開口の内側縁の形状は、入射ひとみのＯＴＦをさらに変調し、したがって、低ないし中間空間周波数領域の目のＯＴＦを増強することができる。デフォーカスまたは下位の収差を有する患者でさえ、各個に対して個々に、または特定のタイプの視力異常に対して設計された特定の縁形状を備えたマスクから利益を得ることがある。たとえば、非点収差を有する患者は、楕円の短軸を患者の乱視軸に一致させて、楕円形状を有するマスクが装着されてよい。この場合、焦点深度は、乱視軸の方向に沿って優先的に増大される。そのような患者は、球状修正を使用して、最適の視力を達成し得る。（環状開口のための）開口の外側縁の形状と光透過率特性は、この縁からの回折の影響を最小にするように設計されてよい。
【０１０４】
ガイヨンおよび他の天文学研究では、瞳孔開口を横切る位相振幅変動は、ミラーを使用することによって達成された（たとえば、ガイヨンとドッピエールによって最初に提案された、ＰＩＡＡ技術）。これらの設計解決策は、望遠鏡などのより大きい規模な適用に適しているが、ここに説明されるものなどの臨床デバイスに容易に適合することはできない。
【０１０５】
ここに記述した特徴と有益性のいくつかを達成するため、ひとみに対して固定され得るデバイスへ動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを組み込むことが望ましいことがある。そのようなデバイスの例は、ＩＯＯ、ＩＯＬ、角膜インレーおよび角膜オンレーを含んでいる。他の方法では、デバイスの影響は低減または除去されてよく、または、デバイスは着用者の視力に不所望な影響を有していてよい。したがって、ここに説明されたいくつかの特徴は、コンタクトレンズや眼鏡レンズなどの着用者のひとみに対して固定され続けないデバイスの中への組み込みにとって望ましくないことがある。
【０１０６】
本発明の例証的で現在好適な実施形態を詳細にここに説明したが、本発明の概念は他の方法でさまざまに具体化され使用されてよく、添付の特許請求の範囲は、先行技術によって限定されるものを除いて、そのような変形を含むように解釈されるように意図されていると理解すべきである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０１０７】
【非特許文献１】Ｅ．Ｍ．グレンジャー、Ｋ．Ｎ．クペリー、「主観的判断と相関する光学的メリフ関数」フォトグル・サイ・アンド・エンジ、Ｖ．１６（３）、１９７２年、２２１〜３０頁（E.M. Granger and K.N. Cupery, "An Optical Merif Function (SQF) which Correlates with Subjective Judgments," Photogr. Sci. and Eng., v. 16 (3), 1972, p. 221-30）
【非特許文献２】ガイヨン，Ｏ、「太陽系外地球型惑星画像化の望遠鏡ひとみの位相誘発振幅アポダイゼーション」アストロン＆アストロフィ、４０１（２００３）、３７９頁（Guyon, O, "Phase-induced amplitude apodization of Telescope Pupils in Extrasolar Terrestrial Planet Imaging", Astron & Astrophys, 401 (2003); pp 379））
【非特許文献３】マルチネイク・Ｆ、「星コロナグラフィのために設計された位相誘発輪帯ゼルニックアポダイゼーション」ＪオプトＡ、ピュアＡｐｐｌオプト、６（２００４）、８０９〜８１４頁（Martinache F, "A Phase-Induced Zonal Zernicke Apodization Designed for Stellar Coronagraphy", in J Opt A., Pure Appl Opt, 6 (2004), pp 809-814）
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
この出願は、２００８年３月１８日に提出された米国シリアル番号６１／０３７，３５１と２００８年６月１０日に提出された米国シリアル番号６１／０６０，２９１の有益性を請求し、そのおのおのは参照によってその全体が組み込まれる。
【０００２】
発明の背景
発明の分野
本発明は、眼内光学部品、眼内レンズ、角膜インレーおよび角膜オンレーに関する。より具体的には、本発明は、被写界深度を増大させるためのアポダイゼーションマスクおよび／または動的開口を有している眼内光学部品、眼内レンズ、角膜インレーおよび角膜オンレーに関する。マスクおよび／または開口は、ユーザーの目の通常の異常（近視、遠視、正乱視および老眼などの低位収差）および／または非通常の異常（高次の収差など）を少なくとも部分的に修正する眼用レンズと光通信状態にあってよいまたは一体的であってよい。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
近方距離物体と中間距離物体に合焦させる個人の能力に影響する二つの主な条件がある。老眼と無水晶体眼である。老眼は、加齢にしばしば伴う人間の目の水晶体の視力調節の損失である。老眼の個人において、視力調節のこの損失はまず、近方距離物体への合焦不能につながり、それから中間距離物体への合焦不能につながる。ほぼ９０００万〜１億の老眼者がアメリカにいると推定される。世界的には、ほぼ１６億の老眼者がいると推定される。無水晶体眼は、通常は白内障手術中の外科的切除による目の水晶体の欠如である。無水晶体眼の個人において、水晶体の欠如は、近方距離物体または中間距離物体のいずれへの合焦不能につながる視力調節の全損を近く引き起こす。すべての実際的な目的のために、十分に長く生きていれば、個人は白内障を患うであろう。さらに、白内障の多くの個人は、生活のある時点で白内障手術を受けるだろう。ほぼ１２０万の白内障手術がアメリカで毎年おこなわれると推定される。
【０００４】
老眼を修正するための標準用具は、拡大鏡、多焦点眼用レンズおよび単眼装着コンタクトレンズである。拡大鏡は、近方距離合焦問題を修正するための単一の光学パワーを有する。多焦点レンズは、ある範囲の距離を横切る合焦問題を修正するための一つを超える焦点距離（すなわち光学パワー）を有するレンズである。多焦点レンズは、単眼鏡、コンタクトレンズ、角膜インレー、角膜オンレーおよび眼内レンズ（ＩＯＬ）に使用される。多焦点眼用レンズは、異なる光学パワーの領域へのレンズの領域の分割によって働く。多焦点レンズは、累進追加レンズ（ＰＡＬ）のような連続的な光学パワーを作り出す連続的な表面で構成されていてよい。あるいは、多焦点レンズは、二焦点または三焦点のような不連続の光学パワーを作り出す不連続の表面で構成されていてよい。単眼装着コンタクトレンズは、異なる光学パワーを有する二つのコンタクトレンズである。一方のコンタクトレンズは、ほとんど遠方距離合焦問題を修正するためのものであり、もう一方のコンタクトレンズは、ほとんど近方距離合焦問題を修正するためのものである。
【０００５】
無水晶体眼を治療するための標準ツールは眼内レンズ（ＩＯＬ）である。ＩＯＬの第一のタイプは、非組み込みで、その光学パワーを変更できない単一視または多焦点ＩＯＬである。ＩＯＬの第二のタイプは、単なる例として、圧縮、並進運動、表面の機械的曲がりまたは上記のものの組み合わせによって、その合焦パワーを変更できる組み込みＩＯＬである。無水晶体眼はまた、一つの目の中の単一視ＩＯＬと、他の目の中の多焦点または組み込みＩＯＬ、またはそれらの任意の組み合わせを使用するによって治療され得る。
【０００６】
代替アプローチはまた、老眼を修正するために使用されている。一つのアプローチは、小さく固定の直径開口を提供する角膜インレーである。単なる例として、ＡｃｕＦｏｃｕｓによって作られたＡＣＩ７０００角膜インレーは、直径がほぼ３．８ｍｍ、１０μｍ厚で、１．６ｍｍ直径透明開口を備えた不透明な円環を含んでいる。この開口は、人間の目の開口を、ひとみの自然な収縮によって通常達成可能であるよりも小さい直径に低減する働きをする。
【０００７】
この分野でよく知られているように、光学系の開口の直径を制限することは、系の被写界深度を増大させる。被写界深度は、像平面に焦点しているように見える物体平面の前方および後方の距離である。光学系は、焦点距離にある物体の正確な合焦を提供し得るだけであるが、被写界深度が増大した系では、焦点距離の一方の側の鮮明度の減少は徐々である。したがって、被写界深度内では、像平面上に生成されるぼけは、正常な目視条件下では微細である。レンズの光軸に対して大きい角度を作る光線（非近軸の光線）の少なくとも一部を除去することによって被写界深度を増大させるために開口が使用される。非近軸の光線は、焦点距離に置かれた物体から生じるときに、はっきりと合焦するだけである。他の距離にある物体については、非近軸の光線は、像平面からの最も高い逸脱を有する。非近軸の光線を除去することによって、像平面からの逸脱は最小にされ、焦点距離（すなわち被写界深度内）の固定距離内に置かれた物体は合焦して見える。
【０００８】
小さい開口は、合焦して見えるよりも大きい範囲の距離を作り出すことにより、老眼の多少の影響を打ち消し、多焦点コンタクトまたは眼鏡レンズの必要なしで老眼者が近方視力作業を行なうことを可能にする。ＡＣＩ７０００は、単なる例として、ポリビニルデン（polyvinyldene）フッ化物または非ハイドロゲル微孔性ペルフッ化エーテル（perflouroether）などの、その光学特性が静的であるバイオ互換性材料から製造される。そのため、いったん、インレーが角膜内に置かれると、その屈折の光学パワーは一定である。
【０００９】
アキュフォーカス（AcuFocus）角膜インレーは、網膜に到達する光量を減少させるために設計されている。加えて、インレーが両眼に移植されるとき、ハロー、視界のだぶり、光散乱、グレア、コントラスト感度の損失、および／または網膜を打つ光の減少などの有害な光学影響が大きすぎ、許容しがたいので、通常、インレーは一方目だけに移植される。これらの有害な影響は、インレーの開口のサイズとひとみのサイズに関係する塞がれた円環によって引き起こされる。これらの影響は特に、ひとみが拡張する夜に生じる。
【００１０】
老眼を修正するための別のアプローチは、一方の目が遠方距離用に修正され、他方の目が近方距離用に修正される角膜屈折手術である。別のアプローチは、たとえば、回折光学素子を使用して多焦点効果を提供する角膜インレーである。
【００１１】
しかしながら、老眼および／または無水晶体眼を修正するためのこれらのアプローチはいずれも欠点を有している。もちろん、これらの欠点のいくつかは他のものよりも厳しい。たとえば、眼鏡アイウェアは、遠方、近方または中間距離用に人の視力を修正することが可能であるが、このアプローチは、自然な外観から遠ざけるデバイスを着用することを必要とする。また、場合によっては、ある多焦点レンズは、歪曲と経験めまいをユーザーに知覚させることがある。
【００１２】
コンタクトレンズの使用を含む老眼および／または無水晶体眼を治療するためのアプローチは、不快感を引き起こすことがあり、また、ハロー、視界のだぶり、光散乱、グレア、コントラスト感度の損失、合焦の制限された範囲および／または網膜を打つ光の減少の一つ以上を招くことがある。ＩＯＬの使用を含むアプローチは、光散乱、グレア、ハロー、ゴースト、コントラスト感度の損失、合焦の制限された範囲および／または網膜を打つ光の減少の一つ以上を招くことがある。
【００１３】
これらの欠点、または視界の折衷案は、特に、単なる例として、夜に運転するときや、雨の中を運転するときや、コンピューターで作業するときに、非常に問題となる。したがって、老眼および／または無水晶体眼のための修正の優れた方式が必要である。
【発明の概要】
【００１４】
発明の概要
ここに説明されるような眼科デバイスは、開口と、周囲領域と、複数のピクセル領域を有している第一の透明電極と、第一の透明電極上に配置された第二の透明電極と、第一の電極と第二の電極の間に配置された電気活性層を有していてよく、電気活性層は、光の可変透過率を可能にする材料を有している。ピクセル領域は個々にアドレス可能であってよい。開口または周囲領域または両者の光透過率は調整可能であってよい。開口の形状は、円以外の形状を含むさまざまな形状と直径に調整可能であってよく、開口は、デバイスのユーザーの視線に対して位置決めされてよい。デバイスがユーザーの目に適用された後に開口の位置が再位置決めされてよい。デバイスは、着用者によって両眼で着用されてよく、着用者の視力の高次の収差を修正することが可能であってよい。着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置にデバイスが固定されてよい。
【００１５】
ここに説明されるような眼科デバイスは、電気活性透明基板から構成されたアポダイゼーションマスクを有していてよく、基板は、電気的活性化によって変更可能な少なくとも一つの光透過率特性を有している。調整可能な光透過率特性は、たとえば、基板の屈折率または伝搬光の振幅および／または位相であってよい。デバイスは動的開口を有していてよく、その開口の形状とサイズは、着用者の目の変調伝達関数に基づいて規定されてよく、開口の形状は遠隔に調整可能であってよい。アポダイゼーションマスクは、遠見視力と周辺光レベル範囲の網膜像品質と関連する位相／振幅プロファイルなどの透過率プロファイルを提供してよい。着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置にデバイスが固定されてよい。
【００１６】
ここに説明されるような眼科デバイスは、透明基板を有するアポダイゼーションマスクを有していてよく、基板は屈折率勾配に有している。デバイスは、遠隔に調整可能なことがある動的開口を有していてよい。着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置にデバイスが固定されてよい。
【００１７】
ここに説明されるような眼科デバイスは、基板と、電気的活性化に対してデバイスの光透過率を一般的に約３０％〜９９％変更することが可能である液晶層を有していてよい。液晶層はピクシル化されてよく、デバイスは、液晶層のセグメントを所望のパターンに活性化することが可能であるコントローラーを有していてよい。着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置にデバイスが固定されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
図面の簡単な説明
発明の相と特徴は、図と関連して続く詳細な説明からより完全に中へ理解され認められるであろう。なお、図は実尺どおりではなく、同様の参照数字は対応、類似または同様の素子を示している。
【図１】健康な人間の目の断面を示している。
【図２Ａ】動的開口を有する電気活性素子の分解断面側面図を示している。
【図２Ｂ】図２Ａの電気活性素子のたたみ込まれた断面側面図を示している。
【図２Ｃ】アポダイゼーションマスクを有する素子の分解断面側面図を示している。
【図２Ｄ】図２Ｃの素子のたたみ込まれた断面側面図を示している。
【図３Ａ】動的開口を作り出すために動作可能な複数の電極リングを示している。
【図３Ｂ】動的開口を作り出すために動作可能なピクシル化電極を有する動的開口の例を示している。
【図３Ｃ】動的開口を作り出すために動作可能なピクシル化電極を有する動的開口の例を示している。
【図３Ｄ】動的開口を作り出すために動作可能なピクシル化電極を有する動的開口の例を示している。
【図４Ａ】動的開口を有する電気活性素子の分解断面側面図を示している。
【図４Ｂ】図４Ａの電気活性素子のたたみ込まれた断面側面図を示している。
【図５】図３Ａに示された電極リングのいくつかの配列を示し、ここで動的開口の幾何学的中心は人のひとみの幾何学的中心に対して再位置決めされてよい。
【図６】図５に示されたリング電極の別の配列にそれぞれ使用されてよい五つの電気活性素子の積み重ねを示している。
【図７Ａ】図７Ａは、角膜インレーまたは角膜オンレーとして有用な動的開口を有するデバイスを示している。
【図７Ｂ】図７Ｂは、角膜インレーまたは角膜オンレーとして有用な動的開口を有するデバイスを示している。
【図７Ｃ】角膜インレーまたは角膜オンレーとして有用な動的開口を有するデバイスを示している。
【図８】目の前眼房に配置された、健康な老眼の水晶体と光通信状態にあるＩＯＯを示している。
【図９】目の前眼房に配置された、ＩＯＬと病気の光通信状態にあるＩＯＯを示している。
【図１０】目の前眼房に配置された、遠方距離視力だけを修正するＩＯＬと光通信状態にあるＩＯＯを示している。
【図１１】目の前眼房に配置された、遠方距離視力と近方距離視力を修正するＩＯＬと光通信状態にある前眼房に配置されたＩＯＯを示している。
【図１２】目の前眼房に配置された、ＩＯＬと病気の光通信状態にあるＩＯＯを示している。
【図１３】目のひとみに最も近いＩＯＬの部分に動的開口を有するＩＯＬを示している。
【図１４】ＩＯＬの中央部分に動的開口を有するＩＯＬを示している。
【図１５】目の網膜に最も近いＩＯＬの部分に動的開口を有するＩＯＬを示している。
【図１６】健康な老眼の水晶体と光通信状態にある動的開口を有する角膜インレーを示している。
【図１７】ＩＯＬと光通信状態にある動的開口を有する角膜インレーを示している。
【図１８】日中にまたは明るい中で、ユーザーのひとみが収縮するとき、センサーが、光の増加を感知し、コントローラーが、電気活性素子中の動的開口を収縮させてよいことを示している。
【図１９】夜にまたは暗い中で、ユーザーのひとみが拡張されるとき、センサーが暗さを感知し、コントローラーが、電気活性素子中の動的開口を拡張させるか拡張維持させることを示している。
【図２０】たとえユーザーのひとみが拡張されても、暗い照明条件の中での近方距離作業のために電気活性素子中の動的開口が収縮されることが無効にされたセンサーとコントローラーの通常動作を示している。
【図２１】一つ以上の電気活性素子を有する折りたたまれた光学部品またはレンズを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
発明の詳細な説明
ここに使用されるように、電気活性素子は、電気エネルギーの印加によって変更可能である光学特性を備えたデバイスを指す。変更可能な光学特性は、たとえば、光学パワー、焦点距離、回折効率、被写界深度、光透過率、着色性、不透明度、屈折率、色分散、またはそれらの組み合わせであってよい。電気活性素子は、二つの基板と、二つの基板の間に配置された電気活性材料で構成されてよい。基板は、電気活性材料が基板内に収容され、漏れ出ることができないことを確実にする形状と大きさに作られていてよい。一つ以上の電極が、電気活性材料に接触する基板の各表面に配置されていてよい。電気活性素子は、コントローラーに動作可能に接続された電源を有していてよい。コントローラーは、電極のおのおのに一つ以上の電圧を印加するために、電気的接続を介して電極に動作可能に接続されていてよい。電気エネルギーが電極を介して電気活性材料に印加されたときに、電気活性材料の光学特性が変更されてよい。たとえば、電気エネルギーが電極を介して電気活性材料に印加されたときに、電気活性材料の屈折率が変更され、これにより電気活性素子の光学パワーを変更してよい。
【００２０】
電気活性素子は、電気活性レンズを形成するために眼用レンズの内部に埋設されるか表面に取り付けられてよい。あるいは、電気活性素子は、電気活性レンズを形成するために光学パワーを実質的に提供しない光学部品の内部に埋設されるか表面に取り付けられてよい。その場合、電気活性素子は、眼用レンズと光通信状態にあってよいが、眼用レンズから分離または離間されているか、眼用レンズと一体化されていなくてよい。眼用レンズは光学基板またはレンズであってよい。「レンズ」は、光を収束または発散させる任意のデバイスまたはデバイスの一部である（すなわち、レンズは光を合焦させることが可能である）。レンズは、屈折性または回折性、またはそれらの組み合わせであってよい。レンズは、一方または両方の表面が凹面、凸面、または平面であってよい。レンズは、球面、シリンドリカル、プリズム、またはそれらの組み合わせであってよい。レンズは、光学ガラス、プラスチック、熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂、ガラスと樹脂の合成物、または別の光学的等級樹脂またはプラスチックの合成物で作られていてよい。光産業分野では、デバイスは、たとえ（プラノまたは無光学パワーとして知られている）ゼロ光学パワーを有していても、レンズと呼ばれ得ることに注意すべきである。しかしながら、この場合、レンズは通常「プラノレンズ」と呼ばれる。レンズは、通常型または非通常型のいずれかであってよい。通常型のレンズは、近視や遠視、老眼、正乱視などの低次の収差を有する目の通常の異常を修正する。非通常型のレンズは、視覚層不規則または異常によって引き起こされ得る高次の収差を有する目の非通常の異常を修正する。レンズは、累進追加レンズまたは二焦点または三焦点レンズなどの単焦点レンズまたは多焦点レンズであってよい。対照的に、ここに使用される「光学部品」は、光学パワーを実質的に有しておらず、（屈折または回折のいずれかによっても）光を合焦させることが可能でない。用語「屈折異常」は、目の通常または非通常の異常を指し得る。光を再方向付けすることが目の屈折異常を修正することでないことに注意すべきである。したがって、たとえば、網膜の健康な部分へ光を再方向付けすることは、目の屈折異常を修正することではない。
【００２１】
電気活性素子は、電気活性レンズまたは光学部品の視野エリア全体またはそれのほんの一部に配置されていてよい。電気活性素子は、レンズまたは光学部品の上方、中央または下方部の近くに配置されていてよい。電気活性素子は、それ自体が光を合焦させることが可能であり、光学基板またはレンズと組み合わされる必要がないことに注意すべきである。
【００２２】
図１は、健康な人間の目１００の断面を示している。目の白色部分は強膜１１０として知られている。強膜は、結膜１２０として知られている透き通った膜で覆われている。目の光学パワーのほとんどを提供する目の中央の透明部分は角膜１３０である。虹彩１４０、それは目の着色部分で、ひとみ１５０を形成する。括約筋はひとみを収縮させ、散大筋はひとみを拡張させる。ひとみは、目の自然な開口である。前眼房１６０は、虹彩と角膜の最内側表面の間の流体充てん空間である。水晶体１７０は水晶体嚢１７５内に保持され、目の光学パワーの残りを提供する。健康な水晶体は、目が遠方、中間および近方距離に合焦させること、視力調節として知られている処理が可能であるように、その光学パワーを変更することが可能である。後眼房１８０は、虹彩の背面と網膜１９０の前表面の間の空間である。網膜は目の「像平面」であり、脳に視覚情報を伝える視神経１９５に接続されている。
【００２３】
静的（非動的）な小さい開口は大きい被写界深度の有益性を有し得るが、またレンズまたは光学部品を介した光の減少した透過率の損害を有している。同様に、静的な大きい開口は、レンズまたは光学部品を介した光の増大した透過の有益性を有し得るが、また減少した被写界深度の損害を有している。
【００２４】
（レンズまたは光学部品であってよい）眼科デバイスは、動的開口を有する電気活性素子を有していてよい。ここに使用されるように、動的開口は、変更可能な直径を有する開口である。動的開口の開口径は、二つ以上の直径の間で、たとえば第一の直径と第二の直径の間で切り替わることが可能であってよい。動的開口は、連続的に（すなわち滑らかな移行で）または不連続的に（すなわち分離した段階で）直径が切り替わってよい。動的開口は、最小非ゼロ開口径を有してよく、または開口径はゼロであるように完全に閉じることが可能であってよい。動的開口は、円形状、楕円形状または任意の形状を有する開口を作り出してよい。
【００２５】
動的開口は、増大した被写界深度（および光の減少した透過率）のための減少したサイズと、光の増大した透過率（および減少した被写界深度）のための増大したサイズの間で変化することが可能であってよい。大きい被写界深度がユーザーにとても有益なとき、動的開口のサイズは近方距離および／または中間距離視力のために減少されてよい。動的開口は、適切な近方距離視力に適正な直径から中間距離視力に適正な大きい直径にサイズが増大されてよい。大きい被写界深度は遠方距離視力に対して重要でないので、動的開口の直径はさらに、光の増大した透過率を提供する遠方距離視力に適切なサイズに増大されてよい。
【００２６】
ここに使用されるように、開口は、第二の領域に取り囲まれた第一の領域を指し、第一の領域は一般に入射ひとみにあるかその近くにあり、第二の領域は環状であってよく、第二の領域は第一の領域とは異なる少なくとも一つの光学特性を有している。たとえば、第二の領域は、第一の領域とは異なる光透過率、屈折率、色または光路長を有していてよい。第二の領域は周囲領域と呼ばれ得る。各領域の光学特性は各領域内で一定のままであってよく、または領域の半径または別の関数に基づいて変化してよい。アポダイゼーション機能が、一方または両方の領域の一つ以上の光学特性の変化を記述するために使用されてよい。
【００２７】
アポダイゼーションマスクが、着用者の目に入る光を変えるために使用されてよい。ここに使用されるように、マスクは、制御可能な開口を有するデバイスを指す。いくつかの構成では、マスクは、開口を通って目の中へ伝搬される光の振幅、位相または両方を変調することによって動作する。開口は、静的または動的開口であってよい。マスクは静的マスクであってよく、つまり、屈折率または光透過率の静的勾配がデバイスの層に組み込まれているなど、常に同じ光の変調を提供してよく、または、変更可能な屈折率または光透過率を有する動的マスクであってよい。
【００２８】
ここに使用されるように、眼内光学部品（ＩＯＯ）は、目の中に挿入または移植される（光学パワーを実質的に有さない）光学部品である。眼内光学部品は、目の前眼房または後眼房内に、（角膜インレーと同様に）角膜の基質の中に、または（角膜オンレーと同様に）角膜の上皮層の中に、または目の前眼房の任意の解剖学的構造内に挿入または移植されてよい。眼内光学部品は、実質的にゼロの光学パワーを有し、したがって、光を合焦させることができでない。もっと正確に言えば、ここに説明されるような眼内光学部品は動的開口を有していてよく、単に増大した被写界深度を提供することが可能であってよい。
【００２９】
ここに使用されるように、眼内レンズ（ＩＯＬ）は、目に挿入または移植される（光学パワーを有する）レンズである。眼内レンズは、前眼房または後眼房内に、包嚢の中に、または（角膜インレーと同様に）角膜の基質の中に、または（角膜オンレーと同様に）角膜の上皮層の中に、または目の任意の解剖学的構造内に挿入または移植されてよい。眼内レンズは一つ以上の光学パワーを有していてよく、動的開口を有していても有していなくてもよい。ＩＯＬが動的開口を有するとき、それは、増大した被写界深度を提供することが可能であってよい。
【００３０】
ここに使用されるように、角膜インレーは、角膜の基質内に挿入または移植される（光学パワーを実質的に有さない）光学部品または（光学パワーを有する）レンズである。特に角膜インレー光学部品を指すとき、「角膜インレー光学部品」または「プラノ角膜インレー」との用語が使用されてよい。特に角膜インレーレンズを指すとき、「角膜インレーレンズ」または「合焦角膜インレー」との用語が使用されてよい。ここに使用されるように、角膜オンレーは、角膜の上皮層内に挿入または移植される（光学パワーを実質的に有さない）光学部品または（光学パワーを有する）レンズである。特に角膜オンレー光学部品を指すとき、「角膜オンレー光学部品」または「プラノ角膜オンレー」との用語が使用されてよい。特に角膜オンレーレンズを指すとき、「角膜オンレーレンズ」または「合焦角膜オンレー」との用語が使用されてよい。
【００３１】
動的開口を有する電気活性素子は、角膜インレー、角膜オンレー、ＩＯＯまたはＩＯＬと一体化されて（すなわち内部に埋設されるかそれに取り付けられて）よい。ＩＯＯまたはＩＯＬは、前眼房または後眼房の中に、（角膜インレーとして）角膜の基質の中に、または（角膜オンレーとして）角膜の上皮層の中に挿入または移植されてよい。角膜インレーと角膜オンレーは、光を合焦させることが可能である（したがって、光学パワーを有する）レンズまたは光を合焦させることが可能である（したがって、光学パワーを実質的に有さない）光学部品のいずれかであってよい。ここに説明されるような電気活性素子は、増大した被写界深度を提供し得、ユーザーの目の通常および／または非通常の異常を少なくとも部分的に修正し得る。電気活性素子は、光を合焦させることが可能であり、ユーザーの目の通常および／または非通常の異常を少なくとも部分的に修正し得る一つ以上の次のデバイス：眼鏡レンズ、角膜インレー、角膜オンレーまたは眼内レンズと光通信状態にあって使用されてよい。動的開口は、増大した被写界深度を提供し得、また、（老眼などの）屈折異常を修正する（単一視または多焦点レンズであってよい）眼用レンズと光通信状態にあってよいおよび／または一体化されていてよい。近方距離から遠方距離までのほとんど連続的範囲の知覚合焦が達成され得る。たとえば、動的開口は、眼用レンズの固定または静的修正パワーの間に連続的範囲の合焦を提供する役目をする増大した被写界深度を提供し得る。ほとんど連続的範囲の合焦は、近方距離から遠方距離まで、近方距離から中間距離まで、中間距離から遠方距離まで、または任意の範囲の距離間の範囲を有していてよい。
【００３２】
図２Ａは、動的開口を有する電気活性素子２００の分解断面側面図を示している。図２Ｂは、図２Ａの電気活性素子のたたみ込まれた断面側面図を示している。一つ以上の電気活性素子２００が、角膜インレー、角膜オンレー、ＩＯＯまたはＩＯＬに使用可能であってよい。一つを超える電気活性素子が使用されるならば、素子間に適切な絶縁体があるならば、電気活性素子は互いに積み重ねられてよい。
【００３３】
電気活性素子２００は二つの光学基板２１０を備えていてよく、または二つの光学基板によって束ねられていてよい。二つの基板は、実質的に平坦かつ平行、曲げられかつ平行であってよく、または一方の基板が表面浮彫回折パターンを有していてよく、他方の基板が実質的に滑らかであってよい。基板は光学パワーを提供してよく、または基板は光学パワーを有していなくてよい。各基板は厚さが２００μｍ以下であってよく、また、基板は硬質または可撓であってよい。例示硬質基板材料はガラスとシリコンを含む。例示フレキシブル基板は軟質プラスチック膜を含む。一般に、薄い基板ほど、目に挿入または移植されるレンズまたは光学部品にとって重要であることがある電気活性素子の高い可撓性を可能にする。電気的接地を提供する連続的光学的透明電極２２０が一方の基板に配置されていてよく、一つ以上の個々のアドレス可能光学的透明電極２２５が第二の基板に配置されていてよい。電極２２５は、動的開口のサイズ、形状および／または直径などの動的開口の特性を決定し得る。電極２２０と２２５は、たとえば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）または（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳまたはカーボンナノチューブなどの）伝導性有機材料などの透明導電性酸化物で構成されていてよい。光学的透明電極の厚さはたとえば１μｍよりも小さくてよいが、０．１μｍよりも小さいと好ましい。電極２２０と２２５は配向層２３０で被覆されていてよい。あるいは、一方の電極だけが配向層で被覆される。電気活性材料２４０は配向層の間に配置される。電気活性材料の厚さは１μｍと１０μｍの間にあってよいが、好ましくは５μｍよりも小さい。電気活性材料は液晶（ＬＣ）材料であってよい。
【００３４】
コントローラー２５０は電気的接続２５５によって電極２２０と２２５に接続し、各電極に一つ以上の電圧を印加することによって電極間に電界を生成し得る。コントローラーは電気活性素子の一部であってよく、あるいは、それは、電気活性素子の外部で配置されていて、電気活性素子の電気的接点を使用して電極に接続していてよい。コントローラーは、電源、センサーまたは任意の他の必要な電子機器に接続されていてよい。電極間に電界がない状態では、液晶分子は配向方向と同じ方向に整列している。電極間に電界がある状態では、液晶分子は電界の方向に配列する。電気活性素子では、電界は配向層に垂直である。したがって、電界が十分に強ければ、液晶分子のオリエンテーションは配向方向に垂直になる。電界が十分に強くなければ、液晶分子のオリエンテーションは、配向方向と配向方向に垂直方向との間のどこかにある方向になる。基板は、電極、配向層および電気活性材料と同じくらいまたはそれよりも幅広くてよいことに注意すべきである。
【００３５】
電気活性素子は、光が通過する開口２６０と、光が吸収および／または散乱される円環２７０を有していてよい。この分野で知られているように、動的開口のサイズの変化は電気活性素子の被写界深度の変化に一般的に反比例し、電気活性素子を介する光の透過率の変化に依存する。開口は動的であってよく、一つ以上の直径の間で切り替わることが可能であってよい。円環は、電気活性素子の周縁に位置決めされてよく、または周縁から離間されていてよい。円環は、電気活性素子の放射中心まで延びていてよい。開口は、電気活性素子の幾何学的中心に位置決めされてよく、また、電気活性素子の周縁まで、周縁からの一定距離まで、または電気活性素子の幾何学的中心からの半径方向距離まで、どこまでも延びることが可能であってよい。開口はまた、開口の中心が電気活性素子の幾何学的中心と一致しないように再配置されることが可能であってよい。円環は一般に開口を囲み、開口の内側と外側の境界とサイズを規定する。さらに詳しくここに説明されるように、開口は、形状および／または直径の任意の連続的または分離的範囲を達成するように変更されてよい。
【００３６】
電気活性材料は、二色性染料などの染料材料が添加された液晶の層を有していてよい。液晶分子に染料材料を添加することによって、染料分子はそれら自体が液晶分子と整列する。染料分子は極性を有し、回転して印加電界に整列する。染料材料の光吸収は、入射光学的波に対する個々の染料分子のオリエンテーションに依存する。液晶分子のホモジニアス（水平）配向を備えた不活性化状態において、電極間の電界が十分に強くないとき、染料分子は配向層に整列し、液晶を介する光の吸収は、染料分子の双極子モーメントとオリエンテーションの方向の間の相対オリエンテーションに依存して、最小化または最大化される。液晶分子のホモジニアス（水平）配向を備えた活性化状態において、電極間の電界が十分に強いとき、染料分子は回転し、配向方向に垂直な電界のオリエンテーションに整列する。このオリエンテーションでは、液晶を介する光の吸収は最小化される。反対は、吸収が不活性化状態で最小化され、活性化状態で最大化されるように液晶のホメオプトロピック（垂直）配向が使用される場合であってよい。強誘電体液晶材料がまた使用されてよい。
【００３７】
図２Ｃは、アポダイゼーションマスクを有する光学素子２２００の分解断面側面図を示している。図２Ｄは、図２Ｃの素子のたたみ込まれた断面側面図を示している。一つ以上の光学素子２２００が、角膜インレー、角膜オンレー、ＩＯＯまたはＩＯＬに使用可能であってよい。一つを超える素子が使用されるならば、素子間に適切な絶縁体があるならば、素子は互いに積み重ねられてよい。
【００３８】
一つの構成では、アポダイゼーションマスクは、屈折率勾配を有する単一層２２１０を有していてよい。たとえば、基板２２１０は、好ましくは少なくとも一つの経線に少なくとも０．０１単位／ｍｍの屈折率勾配を有する透明重合体または他の材料の層を有していてよい。そのような構成では、他の素子２２００，２２５０，２２５５は省略されてよい。この構成は静的マスクと呼ばれ得る。特定の例として、基板２２１０は、屈折率勾配を有する透明重合体などの材料の少なくとも一つの層を有していてよい。好ましくは、勾配は、少なくとも一つの経線に少なくとも０．０１単位／ｍｍである。
【００３９】
動的アポダイゼーションマスクは、二つの光学基板２２１０を有する電気活性素子２２００を有していてよく、または、二つの光学基板によって束ねられていてよい。二つの基板は、実質的に平坦かつ平行、曲げられかつ平行、または一方の基板が表面浮彫回折パターンを有していてよく、他方の基板が実質的に滑らかであってよい。基板は光学パワーを提供してよく、または基板は光学パワーを有していなくてよい。各基板は厚さが２００μｍ以下であってよい。一般に、薄い基板ほど、目に挿入または移植される光学部品またはレンズに重要であることがある電気活性素子の高い可撓性を可能にする。電気的接地を提供する連続的光学的透明電極２２２０が一方の基板に配置されてよく、一つ以上の個々のアドレス可能光学的透明電極２２２５が第二の基板に配置されてよい。電極２２２５は、マスクのさまざまな部分における屈折率を変更することにより、動的マスクの特性を決定し得る。電極２２２０と２２２５は、（ＩＴＯなどの）透明導電性酸化物または（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳまたはカーボンナノチューブなどの）伝導性有機材料を有していてよい。光学的透明電極の厚さはたとえば１μｍよりも小さくてよいが、０．１μｍよりも小さいと好ましい。電極２２２０と２２２５は配向層２２３０で被覆されていてよい。あるいは、一方の電極だけが配向層で被覆される。電気活性材料２２４０は配向層の間に配置される。電気活性材料の厚さは１μｍと１０μｍの間にあってよいが、好ましくは５μｍよりも小さい。電気活性材料は液晶材料であってよい。
【００４０】
コントローラー２２５０は電気的接続２２５５によって電極２２２０と２２２５に接続し、各電極に一つ以上の電圧を印加することによって電極間に電界を生成することが可能である。いくつかの構成では、コントローラーは電気活性素子の一部である。コントローラーはまた、電気活性素子の外部に配置されていてよく、電気活性素子の電気的接点を使用して電極に接続している。コントローラーは、電源、センサーまたは任意の他の必要な電子機器に接続されていてよい。電極間に電界がない状態では、液晶分子は配向方向と同じ方向に整列する。電極間に電界がある状態では、液晶分子は電界の方向に配列する。電気活性素子では、電界は配向層に垂直である。したがって、電界が十分に強ければ、液晶分子のオリエンテーションは配向方向に垂直になる。電界が十分に強くなければ、液晶分子のオリエンテーションは、配向方向と配向方向に垂直方向との間のどこかにある方向になる。基板は、電極、配向層および電気活性材料と同じくらいまたはそれよりも幅広くてよいことに注意すべきである。
【００４１】
電気活性材料は、エレクトロクロミック染料などの染料材料が添加された液晶の層を有していてよい。液晶分子に染料材料を添加することによって、染料分子はそれら自体が液晶分子と整列する。染料分子は極性を有し、回転して印加電界に整列する。目に対する染料材料の光学特性は、入射光波に対する個々の染料分子のオリエンテーションに依存する。液晶分子のホモジニアス（水平）配向を備えた不活性化状態において、電極間の電界が十分に強くないとき、染料分子は配向層に整列し、層の屈折率は染料によって変化されない。たとえば、不活性化領域の屈折率は最小であってよい。液晶分子のホモジニアス（水平）配向を備えた活性化状態において、電極間の電界が十分に強いとき、染料分子は回転し、配向方向に垂直な電界のオリエンテーションに整列する。このオリエンテーションでは、染料は、領域の屈折率を変更する。たとえば、活性化領域の屈折率は最大であってよい。反対は、不活性化状態がより高い屈折率を有し、活性化状態がより低い屈折率を有するように液晶のホメオプトロピック（垂直）配向が使用される場合であってよい。強誘電体液晶材料がまた使用されてよい。
【００４２】
液晶は、その屈折率を可視スペクトルにわたって電気的活性化に対して少なくとも０．１単位だけ変更してよい。ここに使用されるように、「可視スペクトル」は、約４００ 〜７５０ｎｍの範囲中の波長を有する光を指す。液晶（ＬＣ）層は、電気的活性化に対して光の光透過率を変更することが可能であるゲストホスト混合物を有していてよい。ここに使用されるように、層またはデバイスの光透過率は、層またはデバイスを通って伝搬され、吸収または散乱に奪われない光エネルギーのパーセンテージを指す。好ましくは、混合物は、活性化に対して少なくとも約３０％〜９９％だけ光透過率を変更することが可能である。前に説明されたように、液晶層はピクシル化されてよく、隣接部分の反応に影響を与えることなく、少なくとも約０．２５μｍ２の分離部分に電気的にアドレス可能であってよい。液晶層は、プロセッサと付随ソフトウェアなどのコンピューター化デバイスによって制御可能であってよく、それらは、プリプログラムされたか適応可能な手法で多数のセグメントに任意にアドレスすることが可能であってよい。ソフトウェアは、専用チップまたは特定用途のために構成された汎用チップなどのコンピューター判読可能媒体に永久的に収録されてよく、または、デジタル信号によって提供されてよい。ソフトウェアは、アポダイゼーションマスクを有する視力修正デバイス内に埋設されたデジタル信号処理ユニットに組み込まれていてよい。液晶層はまた、マスクまたはマスクを包含する視力修正デバイスが装着された患者の目の中へマスクを通って伝搬される光の振幅、位相または両者を変更または変調するパターンを生成するように構成またはプログラムされていてよい。
【００４３】
図２Ａ〜２Ｄの液晶材料は、ネマチック液晶、ツイストネマチック液晶、スーパーツイストネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック双安定液晶または任意の他のタイプの液晶材料であってよい。配向層は薄膜であり、それは、単なる例として、厚さ１００ナノメートルよりも小さくてよく、ポリイミド材料から構成されていてよい。薄膜は、液晶材料と直接接触する基板の表面に適用される。電気活性素子の組み立ての前に、薄膜はビロードなどの布で一方向（配向方向）に磨かれる。液晶分子が磨かれたポリイミド層に接するとき、液晶分子は優先的に基板の平面に横たわり、ポリイミド層がこすられた方向に（すなわち基板の表面に平行に）整列する。あるいは、配向層は感光材料から構成されてよく、それは、どれ、直線偏ｌＮ光にさらされたとき、磨かれた配向層が使用されたときと同じ結果を生み出す。
【００４４】
図３Ａは、動的開口を作り出すために動作可能な複数の電極リング３００を示している。電極リングは、電気活性素子２００中の光学的透明電極２２５として役立ってよい。電気活性材料２４０は、二色性染料が添加された液晶であってよい。電極リング３００は、いくつかの環状形状電極３１０、３２０、３３０および３４０からなってよい。もちろん、より少ないかより多い電極も可能である。各電極は個々にアドレス可能である。いったん電気活性素子が目の中または上に置かれると、電極リングの中心は乳頭軸に対して同心であってよい。電極間すき間はほぼ５μｍないし１０μｍであってよいが、より小さくてもよい。電極３１０の内径はｒ１であり、電極３１０の外径はｒ２であり、電極３２０の外径はｒ３であり、電極３３０の外径はｒ４であり、電極３４０の外径はｒ５である。各電極の内径は異なる開口サイズを規定し得る。
【００４５】
十分に強い電界が電極と接地電極の間に印加されるか、しきい値を上回る電圧が電極に印加されるか、電極と接地電極の間の電気活性材料を活性化状態にする条件が満足されるならば、電極は「活性化され」得る。十分に強い電界が電極と接地電極の間に印加されないか、しきい値を下回る電圧が電極に印加されるか、電極と接地電極の間の電気活性材料を不活性化状態にする条件が満足されるならば、電極は「不活性化され」得る。
【００４６】
液晶材料が使用されるとき、液晶材料は、ほぼ１０ボルトのしきい値を上回る電圧が電極間に印加されたときに活性化されてよく、ほぼ１０ボルトのしきい値を下回る電圧が電極間に印加されたときに不活性化されてよい。使用される電力は、ほぼ１マイクロワットである。電位は、単なる例として、１ボルト以下、５ボルト以下、１０ボルト以下、または１０ボルト超過とすることができることに注目すべきである。
【００４７】
電力消費を低減するために、双安定液晶材料が使用されてよい。双安定液晶材料は、電力の印加で二つの安定状態の一方の間で切り替わり得る（一方の状態が活性化状態であり、他方の状態が不活性化状態である）。双安定液晶材料は、十分な電力が印加されて双安定液晶材料を他の安定状態に切り替えるまで、一方の安定状態にとどまる。したがって、一方の状態から他方へ切り替え、ある状態にとどめない電力だけが必要とされる。双安定液晶材料は、電極間に＋５ボルト以上が印加されたときに第一の状態に切り替わってよく、電極間に−５ボルト以下が印加されたときに第二の状態に切り替わってよい。もちろん、より高いおよびより低いの両方の他の電圧も可能である。
【００４８】
電極３１０、３２０、３３０および３４０が活性化されると、ｒ１とｒ５の間に不透明円環２７０が形成され得、電極の中心とｒ１の間に開口２６０が形成される。電極３１０が不活性化されると、今度は電極３２０の内径とｒ５の間に不透明円環が形成され、今度は電極の中心と電極３２０の内径の間に開口２６０が形成される。電極３１０、３２０、３３０および３４０が不活性化されると、不透明円環２７０はなくなり、今度は電極の中心とｒ５の間に開口２６０が形成される。開口は、最初に電極３１０を、次に電極３２０を、次に電極３３０を、そして最後に電極３４０を不活性化することによって増大され得る。開口は、最初に電極３４０を、次に電極３３０を、次に電極３２０を、そして最後に電極３１０を活性化することによって減少され得る。したがって、図３Ａに示されるように、５つの可能な開口紋りがある。しかしながら、より少ないかより多い開口紋りも可能である。カメラのように、各開口紋りは、次の最も小さい開口サイズの面積の二倍を有する開口を提供してよい。言いかえれば、各電極の内径の間には二の平方根の関係があってよい。もちろん、他の開口サイズも可能である。完全に収縮したとき、開口径は、ほぼ１．０ｍｍとほぼ３．０ｍｍの間にあってよく、好ましくはほぼ１．０ｍｍとほぼ２．５ｍｍの間にあってよく、より好ましくはほぼ１．０ｍｍとほぼ２．０ｍｍの間にあってよい。完全に拡張されたとき、開口径はほぼ７．０ｍｍ以上であってよい。いくつかの構成では、暗いまたは薄暗い環境では開口はなくてよい（すなわち、目のひとみが自然な開口として役立つように円環がない）。
【００４９】
円環の外縁は、（完全に拡張したにせよ収縮したにせよ）ひとみの外縁よりもさらに延びていてよい。円環とひとみの外縁の間にすき間があると、単なる例として、ハロー、光散乱およびコントラスト感度の減少など、有害作用が起こり得る。
【００５０】
電極リングのおのおのは、開口の瞬時の変化のためにほぼ同時に活性化されてよい。動的開口を徐々に減少または拡大させるフェードインおよびアウト効果を生成するために、電極リングのおのおのは、連続的に活性化および／または不活性化されてよい。たとえば、最も外側の電極リングが最初に活性化および最後に不活性化されてよく、また、最も内側の電極リングが最後に活性化および最初に不活性化されてよい。電極は、ほぼ１秒未満で活性化または不活性化されてよく、好ましくはほぼ０．５秒未満で活性化または不活性化されてよい。
【００５１】
電極２２５は、格子に配列された複数の個々にアドレス可能な電極であってよい。各電極は「ピクセル」と呼ばれ得る（この場合、電極は「ピクシル化」されたと呼ばれ得る）。ピクセルは任意のサイズまたは形状であってよい。ピクセルを選択的に電気的に活性化または不活性化することによって、開口２６０と円環２７０が形成され得る。
【００５２】
環状電極のいくつかまたはすべてがピクシル化されてよく、または、電極リング、内側部またはそれらの組み合わせのさまざまな部分がピクシル化されてよい。図３Ｂと３Ｃは、ピクシル化電極の例を示している。たとえば、図３Ｂ、電極リング３１０，３２０，３３０，３４０のおのおのと内側領域３０１がピクシル化された構成を示している。いくつかの構成では、所望のサイズの円環を提供するために電極リングがリングとして活性化または不活性化されてよく、所望の形状および／またはサイズの開口を提供するために内側領域のピクセルが活性化または不活性化されてよい。別の例として、図３Ｃは、内側領域３０１だけがピクシル化され、電極リング３１０，３２０，３３０，３４０はそうでない構成を示している。ピクセルを選択的に活性化または不活性化することによって、任意の形状とサイズが円環と開口に提供され得る。特定の例として、図３Ｄの網掛けピクセル３０３を選択的に活性化または不活性化することによって、ほぼ楕円形状の開口が形成されてよい。網掛けピクセルの特定のセットは単なる例証であり、内側領域および／または電極リングのピクセルの適当な選択によって他の形状とサイズが形成されてよい。さらに詳しくここに説明されるように、特定の開口および／または円環は、目の変調伝達関数を最適化するなど、ユーザーの特定のニーズに合うように規定されてよい。
【００５３】
たとえば、低〜中間周波数帯にわたって画質が最大化されるとき、知覚画質から受ける個人の主観的な満足感が改善され得る。主観的な品質の係数は次のように規定されてよい。
【数１】
【００５４】
このような関数は、Ｅ．Ｍ．グレンジャー、Ｋ．Ｎ．クペリー、「主観的判断と相関する光学的メリフ関数」フォトグル・サイ・アンド・エンジ、Ｖ．１６（３）、１９７２年、２２１〜３０頁（E.M. Granger and K.N. Cupery, "An Optical Merif Function (SQF) which Correlates with Subjective Judgments," Photogr. Sci. and Eng., v. 16 (3), 1972, p. 221-30）の中でさらに詳しく説明されている。主観的視覚に所望の改善を提供する開口の特定のサイズと形状は、ひとみサイズの関数としての視覚的ストレール（strehl）などの視覚性能メートル法に基づいてメリット関数（ＳＱＦ）を最小化することによって決定されてよいことが発見された。このような計算は、特定の目のモデルの光線追跡を使用しておこなわれ得る。これらの計算をおこなうのにふさわしいモデルの特定の例は、この分野で知られている「インディアナ目」モデルとリウ・ブレナン目モデルを含んでいる。
【００５５】
図４Ａは、動的開口を有する電気活性素子４００の分解断面側面図を示している。図４Ｂは、図４Ａの電気活性素子のたたみ込まれた断面側面図を示している。電気活性素子２００と同様に、電気活性素子４００は二つの光学基板２１０を有している。電気的接地を提供する連続的光学的透明電極２２０が一方の基板に配置されてよく、一つ以上の個々のアドレス可能光学的透明電極２２５が第二の基板に配置されてよい。電極２２５は、動的開口のサイズ、形状および／または直径などの動的開口の特性を決定し得る。電極２２０と２２５は、配向層２３０で被覆されていてよい。配向層は、互いに９０度ずれた配向方向を有しているが、１８０、２７０、３６０度またはそれよりも大きいなどの他の値も可能である。電気活性材料２４０は配向層の間に配置される。電気活性材料は、液晶材料、好ましくは、ネマチック、コレステリックまたはスメクチック双安定液晶材料の一つであってよい。液晶材料は、二色性染料が添加されていてよく、二色性液晶材料になっていてよい。コントローラー２５０は電気的接続２５５によって電極２２０と２２５に接続し、電極間に電界を生成することが可能である。電気活性素子は、光が通過する開口２６０と、光が吸収および／または散乱される円環２７０を有していてよい。電気活性素子４００は、電気活性材料の片側に（たとえば電極の外側に）配置された二つの偏光子２８０をさらに有していてよい。偏光子はまた、基板の外側表面に配置されていてよい（電極は基板の最も内側の表面に配置されている）。偏光子のおのおのは、それぞれの外側表面にある液晶層のディレクターに平行な（すなわち、最も近い配向層の配向方向に平行な）偏光の方向を有していてよい。偏光子は、たとえば９０度だけずれた偏光の相対方向を有する。このようなずれた偏光子は「交差」偏光子と呼ばれ得る。
【００５６】
不活性化状態において、電極間の電界が十分に強くないとき、配向層は、液晶層のディレクターを配列して外側表面にある偏光子に整列させる。このオリエンテーションでは、第一の偏光子に入る光（すなわち、第一の偏光子の偏光方向に平行な光）は液晶によって９０度回転され、今度は第二の偏光子を通過することができる（すなわち、光は今度は第二の偏光子の偏光方向に平行である）。したがって、不活性化状態では、電気活性素子を介する光の吸収が最小化される。活性化状態において、電極間の電界が十分に強いとき、液晶分子は、電界のオリエンテーションに、配向方向に垂直に整列する。このオリエンテーションでは、第一の偏光子に入る光（すなわち、第一の偏光子の偏光方向に平行な光）は回転されず、第二の偏光子によって遮断される（すなわち、光は、第二の偏光子の偏光方向に直交に偏光されている）。したがって、活性化状態では、液晶を介する光の吸収が最大化される。
【００５７】
図３Ａ〜Ｄに示された電極リングは、電気活性素子４００中の光学的透明電極２２５として役立ってよい。上記のように、電極３１０、３２０、３３０および３４０が活性化されると、ｒ１とｒ５の間に不透明円環２７０が形成され、電極の中心とｒ１の間に開口２６０が形成される。電極３１０が不活性化されると、今度は電極３２０の内径とｒ５の間に不透明円環が形成され、今度は電極の中心と電極３２０の内径の間に開口２６０が形成される。電極３１０、３２０、３３０および３４０が不活性化されると、不透明円環２７０はなくなり、今度は電極の中心とｒ５の間に開口２６０が形成される。
【００５８】
偏光フィルムを使用することの一つの短所は、一般にそれらが入射光のほぼ５０％を吸収するということがあげられ得る。したがって、実際のデバイスにそのような膜を利用することは、網膜に到達する光量を制限するであろう。この影響を打ち消すために、環状電極に同心な領域が、偏光子の一方または両方から物理的に取り除かれていてよい。取り除かれる領域は、任意のサイズまたは形状であってよいが、好ましい構成では、最も小さいリング電極の内径に等しい。この中央領域を取り除くことによって、電気活性素子を介する全体の透過率を増大させながら、一つ以上の偏光子が使用されてよい。この構成では、動的開口の機能は影響を受けず、全体の透過率が増大される。加えて、開口と円環の間の透過率コントラスト比（開口を通って伝搬される光と円環を通って伝搬される光の間の比）が増大され、これにより、被写界深度の提供において動的開口をより効率化する。領域を取り除く代わりに、領域が代りに、透過を増大させるために使用される薄いまたは低効率の偏光フィルムで構成され、これにより、不透明状態の間の伝搬状態の性能を促進してよい。これらの構成のおのおのにおいて、円環の暗くなった領域と開口の領域の間の透過コントラスト比が増大され得る。
【００５９】
目は、正常な解剖学的形状に非対称であるので、移植角膜インレー、角膜オンレー、ＩＯＯまたはＩＯＬを目の光軸に完全に中心に置くことは事実上できない。移植物の最多の所望の位置は、ひとみの中心軸に整列している。しかしながら、正常な解剖学的状況下でも、目のひとみの中心に対するほぼ０．１ｍｍまたは０．２ｍｍの目のずれは予想しなければならない。
【００６０】
図５は、動的開口の幾何学的中心の位置が人のひとみの幾何学的中心に対して再位置決めされてよい図３Ａに示された電極リングのいくつかの配列を示している。配列Ａは、リング電極の幾何学的中心が電気活性素子基板の幾何学的中心に整列している。配列Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、リング電極の幾何学的中心が電気活性素子基板の幾何学的中心に対してそれぞれ左に、右に、上に、下に整列している。配列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、いずれも別々の電気活性素子に利用されてよい。図６は、図５に示されたリング電極の異なる配列のためにそれぞれ使用されてよい五つの電気活性素子の積み重ねを示している。各電気活性素子は、他の電気活性素子から適切に絶縁されている。リング電極の幾何学的中心と基板の幾何学的中心の間の距離は、ほぼ０．０ｍｍとほぼ１ｍｍ、より好ましくはほぼ０．０ｍｍとほぼ０．５ｍｍの間にあってよい。二つの中心の間の任意の角度での他の整列が可能であることに注意すべきである。これは、移植物が外科的に移植された後に、遠隔調整として動的開口の中心を変更する能力を可能にし得る。リング電極の一つ以上の配列は、ユーザーの視線に対して動的開口の中心を再整列する他の配列の排除に活性化されてよい。これは、ユーザーの視線に対する整列を外して移植物が外科的に移植された場合に重要である。単なる例として、黄斑変性、網膜裂孔または網膜剥離などのある網膜の疾病または外傷は、網膜の領域を傷つけることがある。これはまた、ユーザーの視線を網膜の傷ついた領域から離して網膜の健康な領域へ再整列させるのに有用であってよい。
【００６１】
被写界深度を増強するおよび／またはハローおよび他の視覚的産物を作り出す軸外迷光光線のあたりを低減するために人間のひとみに入る光の一部を遮断する開口の使用は、角膜に入る光の空間変調の特別な場合と考えられ得る。追加の視覚的な有益性が他のタイプの変調器を使用することによって達成されることが発見された。たとえば、視覚作業の与えられたセットのためのなどの所望の視覚効果を提供するためにサイズと形状に加えて開口の他の特性を規定することが望ましいことがある。そのようにする一つの方法としては、目に入る光の位相および／または振幅を変更するアポダイゼーションマスクの使用がある。
【００６２】
電極２２５と２２２５が格子に配列された複数の個々にアドレス可能な電極である構成では、個々のピクセルは選択的に活性化または不活性化されてよい。たとえば、そのような構成は、基板または目のひとみの幾何学的中心に対する開口２６０と円環２７０の幾何学的中心の再配置を可能にし得る。
【００６３】
図２Ａ、２Ｂおよび３〜７に示されたデバイスはまた、静的または動的であってよい図２Ｃおよび２Ｄを参照して説明されたアポダイゼーションマスクを有していてよい。いくつかの構成では、図２Ｃ〜２Ｄに関して説明された構造が、説明された他の構造に追加的に設けられていてよい。たとえば、デバイスは、屈折率勾配を組み込む透明重合体のなどの追加層を有していてよく、または、説明された他の素子に加えて、または当業者によって理解されるような他の素子と共に組み込まれた追加電気活性素子２２００を有していてよい。別の例としては、デバイスは、電気的に活性化されたときに変更可能な屈折率を有する層、または電気的活性化に対してその屈折率が変わる液晶を組み込んでいる層を有していてよい。アポダイゼーションマスクはまた、図２〜７に関連して説明された一つ以上の層によって提供されてよい。たとえば、基板２１０と５２０は、屈折率勾配または変更可能な屈折率を有する層を有することなどによって静的または動的マスクを提供してよい。
【００６４】
位相振幅変更は、デフォーカスαのレベルに影響を与えることなく光路差に変化を生じさせる瞳孔開口を横切る屈折率勾配を使用することによって導入され得る。ひとみ半径ｒの関数としてアポダイゼーションマスクの瞳孔開口を横切って変更され得るいくつかのパラメーター、すなわち、媒体の屈折率と、材料の厚さと、光透過率と、（たとえばマスクが円形状か環状かに依存して単一または二つの）縁形状がある。マスクは、静的または動的であってよい。動的マスクは、電位などの外的印加力の印加によって調整可能である。
【００６５】
動的マスクは、標的距離および照明条件が変化するにつれて目の光学部品が環境の変化に適合するように変化する点において静的マスクよりも優れていてよい。たとえば、２０フィート以上にある物体を見るとき、近い物体（約４０ｃｍの標的距離）を見ることに順応した目（または老眼者の部分的に順応した目）の収差と焦点深度は、非順応状態の同じ目のそれらとは異なる。の中で、目に入手可能な焦点深度は、患者に提供される視力修正のタイプに依存し、したがって、動的マスクの設計は、患者が既に着用しているまたはマスクに加えて受け入れるであろう視力修正デバイスのタイプとパワーを補足する。動的マスクを製造する好ましい方法は、視覚環境に生体適合性があるように合成された、可撓アクリルポリマーの二つの透明シートの間で密閉して封入された透明液晶層の使用を含み得る。電界の印加による液晶層のオリエンテーションは、その屈折率を変更する。動的マスクの光透過率の変調は、好ましくは、エレクトロクロミック染料が透明液晶の中に組み込まれているゲストホスト液晶システムの使用によって提供され得る。
【００６６】
患者を診断し動的マスクを装着させるために、二つの測定、すなわち、周辺光レベルの関数としての自然なひとみのサイズの測定と、マスクが装着された目の発生波面の測定がおこなわれ得る。（恐らくデフォーカスを除く）所望の網膜像品質を提供するために適したマスクの位相と振幅のプロファイルは、周辺光レベルの範囲を超えて遠視力のための生成されることがある。たとえば、複合した目と動的開口システムのＯＴＦのピークの空間周波数は、患者のＮＣＳＦのピークに一致していてよい。動的マスクは、意図した視覚作業をおこなうとき、位相／振幅プロファイルに基づいて適当な修正を提供するようにプログラムされていてよい。たとえば、マスクは、自然なひとみが閉じる明るい屋外光または他の状況下で完全または部分的に不活発であってよく、それはマスクの有効性を低減できるだろう。ＩＯＯ、ＩＯＬ、角膜インレーまたは角膜オンレーに封入されたマスクの場合、動的マスクは、処理される目のために適当な測定をおこなうおよび／または位相／振幅プロファイルを生成する前に移植されてよい。
【００６７】
電気活性素子は、第一の光学パワーと第二の光学パワーの間で切り替わることが可能であってよい。電気活性素子は、不活性化状態で第一の光学パワーを有し、活性化状態で第二の光学パワーを有していてよい。電気活性素子は、電気活性素子の電極に印加される一つ以上の電圧が第一の所定のしきい値を下回るときに不活性化状態になってよい。電気活性素子は、電気活性素子の電極に印加される一つ以上の電圧が第二の所定のしきい値を上回るときに活性化状態になってよい。あるいは、電気活性素子が第一の光学パワーと第二の光学パワーの間に連続的または実質的に連続的な光学パワー変更を提供することが可能であるように、電気活性素子は、その光学パワーを「チューニング」することが可能であってよい。
【００６８】
電気活性レンズは、目の通常または非通常の異常を修正するために使用されてよい。その修正は、電気活性素子によって、光学基板または眼用レンズによって、またはこれら二つの組み合わせによって作り出され得る。
【００６９】
動的開口および／または動的マスクを有する一つ以上の電気活性素子が、目の視力異常を修正する目的のために光を屈折または回折しない、したがって合焦パワーを提供しない光学パフォーム、光学部品または基板に取り付けられまたはその内部に埋設されてよい。電気活性素子は、自然な解剖学的条件によって引き起こされるおよび／または白内障または健康な水晶体の除去によって引き起こされるユーザーの屈折異常を修正する眼用レンズに取り付けられまたはその内部に埋設されてよい。眼用レンズはまた、目のユーザーの通常および／または非通常の異常のどれかまたはすべてを修正してよい。したがって、動的開口および／または動的マスクは合焦レンズと一体化されていてよい。あるいは、電気活性レンズは、動的開口または動的マスクを有する第一の電気活性素子を有していてよい。光通信状態にある、第一の電気活性素子または第一の電気活性素子と光通信状態にある第二の電気活性素子は、目のユーザーの通常および／または非通常の異常のどれかまたはすべてを修正することが可能であってよい。上記のデバイスは、角膜オンレー、角膜インレー、ＩＯＯまたはＩＯＬであってよく、また、単なる例として、ＩＯＬ、水晶体、角膜インレー、角膜オンレーまたは眼鏡レンズなどの合焦レンズと光通信状態にあって使用されてよい。合焦レンズは、静的（その光学パワーを変更することが不可能）または動的（その光学パワーを変更することが可能）であってよい。
【００７０】
図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃは、角膜インレーまたは角膜オンレーとして有用である、動的開口を有する光学デバイスを示している。図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃに示されたデバイスは、動的開口を有する前または後眼房ＩＯＯまたはＩＯＬとしてのために、たとえば触覚を安定化することを追加することによって、わずかに修正されてよい。光学部品またはレンズ５００は一つ以上の電気活性素子５１０を有していてよい。電気活性素子５１０は、電気活性素子２００または４００と同様であってよく、または動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有していなくてよく、代わりに変更可能な光学パワーを提供してよい。電気活性素子は、基板５２０の内部に埋設されまたはそれに取り付けられてよい。基板は、光学パワーを有していなくてよく、または一つ以上の光学パワーを有していてよい。基板および／または電気活性素子が、目の通常および／または非通常の異常のどれかまたはすべての少なくとも一部を修正することが可能であってよい。コントローラー５３０は、電気的接続５３５によって電気活性素子中の電極に電気的に接続されてよい。電極は、ほとんど透明な開口５４０とほとんど不透明な円環５４５を規定し得る。「ほとんど透明な」との用語は、ほぼ５０％以上の光透過率（好ましくは７５％以上）を意味しており、１００％の光透過率を必ず意味することを意味していない。「ほとんど不透明な」との用語、ほぼ５０％以下の光透過率（好ましくは３５％以下）を意味しており、０％の光透過率を必ず意味することと意味していない。
【００７１】
基板は、栄養素および／または細胞廃棄物が基板および／または電気活性素子を透過することを可能にする一つ以上の開口５５０および／または気孔５５５を有していてよい。開口および／または気孔は、単なる例として、レーザーによって作り出されてよく、または機械加工または型押しされてよい。一般に、開口または気孔は、電極が広がっていないまたは電圧を印加しない中央領域内などのレンズまたは光学部品の非電気的またはそうでなければ非重要な領域に配置されている。これらの特徴は、動的開口を有するレンズまたは光学部品が角膜インレーまたは角膜オンレーとして使用されるときに特に重要である。
【００７２】
コントローラーは、電源５６０からその電力の少なくともいくらかを取り出し得る。電源は、基板に取り付けられ一体化されていてよく、または基板に取り付けられるが一体化されていなくてよい。電源は、エクセラトロン（Excellatron）によって製造されたものなどの薄膜充電式電池であってよい。薄膜充電式電池は、４５，０００回を超えて繰り返し使用することが可能であってよい。これは、レンズまたは光学部品中で２０〜２５年の使用可能な寿命を提供し得る。二つの薄膜充電式電池が使用されてよく、一方が他方の上に積み重ねられていてよい。この構成では、電池の一方が２０〜２５年のあいだ使用されてよく、また他方の電池が第一の電池がもはや動作不能になったときに切り替えられてよい。あるいは、他の電池は、コントローラーに遠隔的に送られる信号によって切り替えられてよい。これは、光学部品またはレンズの寿命を４０〜５０年に延ばす。電源はまたコンデンサであってよい。電源は、単なる例として、誘導によって遠隔的に充電されてよい。
【００７３】
感光電池５６５と圧電材料が、電源の電力を補助または増大するために使用されてよい。あるいは、感光電池および／または圧電材料は電源の必要性を除去してよい。感光電池は太陽電池であってよい。あるいは、感光電池は１．５μｍの光電池であってよい。光電池は、ユーザーの視線を外して利用および配置され、より好ましくは完全に拡張されていないが暗さによって部分的に拡張されたときのひとみのマージンの周囲に利用および配置されている。レンズまたは光学部品は、１．５μｍの一または複数の光電池にエネルギーを与えることが可能であるアイセーフレーザーを使用することによって充電されてよい。ユーザーは、１．５μｍの一または複数の光電池にエネルギーを与えるために必要とされるアイセーフレーザーエネルギーを提供するデバイスに彼または彼女のあごおよび額を位置決めしてよい。これは、一日に一度または必要なときに、家で実施されてよい。適切なエネルギーは、非常に暗い部屋によってまたはあらゆる周辺可視光を遮るデバイスによって引き起こされる普通に拡張したひとみまたは完全に非投薬の拡張したひとみを通して提供することができる。１．５μｍの一または複数の光電池をレンズまたは光学部品内で利用するとき、一または複数の光電池は曲がることが可能である必要があってよい。曲がることが可能でない１．５μｍの光電池を使用するとき、複数の電池が使用され、目の中に挿入する前にレンズまたは光学部品を電池の上または周りに折るまたは丸めることを可能にするパターンに配置される。
【００７４】
感光電池５６５は太陽電池であってよい。太陽電池は、ユーザーの目の虹彩の一部の前に（目の角膜の近くに）配置され、またそこから離して配置されてよい。薄い電気的ワイヤリングが、光学部品またはレンズのコントローラーに太陽電池を動作可能に接続してよい。電気的ワイヤリングは、虹彩に触れることなくひとみを通り抜け、目の前または後眼房の中のＩＯＯまたはＩＯＬに動作可能に接続してよい。太陽電池は、それが分離電源の必要性を除去するに十分な電力を供給するように十分に大きくてよい。薄い電気的ワイヤリングは電気を通さなくてよく、太陽電池を適所に保持するために適当な引っ張り強度を有する形状因子を有していてよい。いくつかの構成では、電気活性素子を収納するＩＯＯまたはＩＯＬに薄い電気的ワイヤリングが太陽電池を接続するように眼科レーザーによって一つ以上の小さい穴が虹彩内に作られていてよい。
【００７５】
ここに説明されるようなレンズまたは光学部品は、折りたたまれ目の中に挿入された後の適切な形状を再建、位置決めおよび整列のための形状記憶合金材料５７０を有していてよい。形状記憶合金は、その形状を「覚えて」おり、変形された（たとえば目の中への挿入に備えて折りたたまれた）後にその元の形状を回復しようとする。形状記憶合金はまた、レンズまたは光学部品を誘導的に充電するための、または送信機から信号を受け取るためのアンテナとして機能してよい。送信機は、動的開口の直径を変更するまたはレンズの光学パワーを変更するために、レンズまたは光学部品に信号を送ってよい。
【００７６】
センサー５８０が含まれていてよい。センサーは、ユーザーが合焦させようとしている距離を検出するための距離計であってよい。センサーは、周辺のおよび／またはレンズまたは光学部品に入射する光を検出するための感光電池５６５であってよい。センサーは、たとえば、次のデバイスの一つ以上を有していてよい。フォトディテクター、光起電力またはＵＶ感応光電池、傾斜スイッチ、光センサー、受動距離測定デバイス、飛行時間差法距離測定デバイス、目追跡装置、ユーザーがどこを見ているかを検出する視界検出器、加速度計、近接スイッチ、物理的スイッチ、手動無効制御器、ユーザーがメガネのノーズブリッジに触れたときに切り替わる容量スイッチ、ひとみ直径検出器、眼筋または神経に接続されたバイオフィードバックデバイス、または同様物。センサーはまた、ユーザーの頭の傾斜またはユーザーの目のエンサイクル回転（encyclorotation）を検出することに適合された１つ以上の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ジャイロスコープを有していてよい。
【００７７】
センサーは、コントローラーに動作可能に接続されていてよい。センサーは、知覚情報を検出し、レンズまたは光学部品の一つ以上の動的コンポーネントの活性化および／または不活性化を始動させるコントローラーに信号を送ってよい。レンズまたは光学部品が動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有する電気活性素子を有しているとき、センサーは、単なる例として、光の強度を検出し、この情報をコントローラーに伝えてよい。センサーはフォトディテクターであってよく、またレンズまたは光学部品の周囲領域に配置されて、また虹彩の後ろに配置されていてよい。この配置は、ユーザーのひとみの収縮と拡張によって引き起こされる自然光の増加および／または減少を感知することに有用であってよい。図１９は、夜にまたは暗い中で、ユーザーのひとみが拡張されたときに、センサーが暗さを感知し、コントローラーが動的開口を拡張または拡張維持させ得ることを示している。図１８は、日中にまたは明るい中で、ユーザーのひとみが収縮されたときに、センサーが光の増加を感知し、コントローラーが動的開口を収縮させ得ることを示している。コントローラーが動的開口を拡張させてよい場合に、あるしきい値を下回る暗さまたは自然光の欠如をセンサーが感知するまで、動的開口は収縮維持してよい。センサーは、最適の手法で働くレンズまたは光学部品の任意の領域に配置されていてよい。コントローラーは、光の強度の変化が一時的でない（すなわち、その遅れよりも長く続く）ことを確実にする遅れ特徴を有していてよい。したがって、ユーザーが彼または彼女の目をまばたきするとき、遅延回路の遅れはまばたきに要する時間よりも長いので、開口のサイズは変更されない。遅れは、ほぼ０．０秒よりも長く、好ましくは１．０秒以上であってよい。
【００７８】
センサーは、単なる例として、人が合焦させている距離を検出してよい。ユーザーが近方距離範囲内に合焦させていることをセンサーが検知すると、コントローラーは、増大した被写界深度を作り出すために動的開口を収縮させてよい。ユーザーが近方距離範囲を越えて合焦させていることをセンサーが検知すると、コントローラーは、動的開口を拡張させてよい。センサーは、各アレイ上に合焦レンズが置かれた二つ以上のフォトディテクターアレイを有していてよい。各合焦レンズはユーザーの目からの特定の距離に適切な焦点距離を有していてよい。たとえば、三つのフォトディテクターアレイが使用されてよく、最初のものは、近方距離に適切に合焦させる合焦レンズを有し、第二のものは、中間距離に適切に合焦させる合焦レンズを有し、第三のものは、遠方距離に適切に合焦させる合焦レンズを有している。どのアレイが最も高いコントラスト比を有する（したがって最良の焦点を提供する）かを決定するために、異なるアルゴリズムの和が使用されてよい。したがって、ユーザーから、ユーザーが合焦させている物体までの距離を決定するために、コントラスト比が最も高いアレイが使用されてよい。
【００７９】
いくつかの構成は、センサーおよび／またはコントローラーが手動操作リモートスイッチによって無効にされることを可能にしてよい。リモートスイッチは、無線通信、音声通信、振動通信、または、単なる例として、赤外線などの光通信によって信号を送ってよい。単なる例として、万一センサーが、薄暗い照明のレストランなどの暗い部屋を感知したなら、コントローラーは、より多くの光を網膜に到達させるために動的開口を拡張させてよい。しかしながら、これは、メニューを読むことなどの近方距離作業をおこなうユーザーの能力に強い影響を与えることがある。ユーザーは、被写界深度を増大させてメニューを読むユーザーの能力を高めるために開口を収縮させるようにレンズまたは光学部品の動的開口を遠隔的に制御してよい。図２０は、たとえユーザーのひとみが拡張されても、暗い照明条件の中での近方距離作業のために動的開口が収縮されることが無効にされたセンサーとコントローラーの通常動作を示している。近方距離作業が完了したとき、ユーザーは、センサーとコントローラーが開口を再び自動的に拡張することを遠隔的に可能にし、これによりユーザーが非近方距離作業に関して薄暗いレストランの中で最も良く見ることを可能にしてよい。活性化されたとき、リモートスイッチ信号は、一つの例として、形状記憶合金材料５７０から形成されたアンテナを介してレンズまたは光学部品によって、受信されてよい。
【００８０】
ここに説明された基板は、目の中の解剖学的物体と生体適合性がある材料で被覆されていてよい。生体適合性材料は、たとえば、ポリビニルデン（polyvinyldene）フッ化物または非ハイドロゲル微孔性ペルフッ化エーテル（perflouroether）を含んでいる。基板と、基板にはり付けられたまたはその内部に埋設されたさまざまな電子機器は、浸出を防止するまたは遅らせるために密閉して封止されるように必要に応じて被覆されていてよい。加えて、さまざまな電子機器が基板内に埋め込まれるように、基板がそれらを封入するように設計されていてよい。
【００８１】
ここに説明されたレンズと光学部品は、小さいほぼ１ｍｍないし３ｍｍの切開部を介した挿入の間に適合するために曲げ可能、折りたたみ可能および／または丸められることが可能であってよい。折りたたまれたまたは丸められたレンズまたは光学部品が、目の前または後眼房のいずれかの中の所望の場所に適切に置かれることを可能にする挿入ツールとして、ピストンを有するＩＯＬの移植に共通に使用される注射器状デバイスが使用されてよい。図２１は、一つ以上の電気活性素子を有する折りたたまれた光学部品またはレンズを示している。
【００８２】
動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有する光学デバイスは、単眼に（ユーザーの一方の目の中だけに）または両眼に（ユーザーの両方の目の中に）適合または移植することができる。動的開口は、ユーザーのひとみ直径が自然に拡張する夜にまたは薄暗い照明条件の中でより大きいサイズに拡張するようにプログラムすることができるので、グレア、ハロー、ゴーストおよびユーザーの網膜を打つ低減された光はほとんど除去される。動的開口を有しておらず、したがって、グレア、ハロー、ゴースト、その他による折衷案として一方の目の中に遠方距離修正のために、また他の目の中の近方距離修正遠方距離修正のために時々適合された他のＩＯＬ、角膜オンレーおよび角膜インレーとは対照的に、ここに説明されたレンズと光学部品は両眼のアプローチを可能にする。もし望むなら、ここに説明された光学部品とレンズは単眼手法で移植または装着することもでき、また、目の内部または上に移植された後に動的開口の中心軸をユーザーの視線により良く整列させるために、動的開口および／またはマスクの中心点が光学部品またはレンズの中心に対して遠隔に再配置され得る方法で設計または製造することができることに注目すべきである。
【００８３】
動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有する光学部品またはレンズは、健康であるが老眼の水晶体、不十分におこなうまたは完全におこなう単焦点ＩＯＬ、静的多焦点ＩＯＬ、（電気活性合焦ＩＯＬのそれなどの）動的合焦ＩＯＬまたは動的開口を有さない収容ＩＯＬ、外傷を受けて裂けた、穴を有する、または適切に収縮または拡張しない虹彩を有する目、あるアルビノの虹彩などの色素が欠けている虹彩、動的開口を有さない完全におこなうまたは不十分におこなう多焦点または単一視角膜インレーまたは角膜オンレー、動的開口を有さない完全におこなうまたは不十分におこなう多焦点または単一視眼鏡レンズ、または不十分に屈折手術した目と光通信状態で使用されてよい。
【００８４】
「完全におこなう」レンズは、網膜に光を適切に合焦させることが可能である。「不十分におこなう」レンズは、網膜に光を適切に合焦させることが可能でない。ほとんどの場合、動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有する光学部品またはレンズは、これまでの段落の中で提供されるさまざまな例と連合してまた光通信状態で使用されるとき、ユーザーによって知覚される視覚の質を改善する。完全に形成するレンズと共に使用されたとき、動的開口は被写界深度を増大させ、ユーザーの目のより高次の収差のいくつかまたは大部分を抑制または除去するために動作する。
【００８５】
ここに開示されたような電気活性素子を収容しているレンズまたは光学部品は、この分野でよく知られており、ＩＯＬまたは角膜インレーのための使用される眼科材料で構成することが可能である。材料は、可撓性または非可撓とすることができる。たとえば、ＩＯＯは、たとえば適当な電極を有するポリエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミドまたはポリスルホン材料の二つのほぼ１００μｍ層、（二色性染料が添加されていてよい）液晶材料、省略可能な偏光層、電源、コントローラー、センサーおよび他の必要とされる電子機器から作られていてよい。各１００μｍ層は、電子機器と電気活性材料を間にはさんで収容する可撓性包袋を形成するために使用される。働く光学部品の総厚みはほぼ５００μｍ以下である。の外径はほぼ９．０ｍｍ（任意の触覚を有さない）である。ＩＯＯは折りたたまれ、ほぼ２ｍｍ以下の小さい外科的切開部を介して目の中に挿入されることが可能であってよい。いくつかの構成では、目の前または後眼房に挿入された後にその適切な形状と位置にＩＯＯを広げることを助けるために形状記憶合金の薄層がＩＯＯの一部として利用される。
【００８６】
高エネルギーの青色光および／または紫外光をフィルターするために、着色体（tint）またはフィルターがレンズまたは光学部品に組み込まれていてよい。フィルターまたは着色体はまた、ユーザーによって知覚されるようなコントラスト感度を増強するために使用されていてよい。
【００８７】
ＩＯＯまたはＩＯＬの直径は、レンズまたは光学部品の意図する用途に依存して、ほぼ５ｍｍとほぼ１０ｍｍ（触覚を含まない）の間にあってよい。他の寸法も可能である。
【００８８】
角膜インレーとして使用されるとき、動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有する光学部品またはレンズの直径は、角膜の直径よりも小さくなければならない。いくつかの構成では、光学部品またはレンズは、ほぼ５ｍｍとほぼ１４ｍｍの間の直径を有することができる。基板の外側表面は、角膜インレーで使用されるときなど、角膜の曲率に実質的に一致するように、または任意の他の所望の曲率に一致するように湾曲していてよく、または、基板の外側表面は平面であってよい。
【００８９】
図８は、目の前眼房の中に配置された、健康な老眼の水晶体８１０と光通信状態にあるＩＯＯ８００を示している。ＩＯＯは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。動的開口を有する構成では、ＩＯＯは、焦点深度を増大させることによって、改善された中間および近方視力を提供してよい。図９は、目の前眼房の中に配置された、遠方および近方視力ＩＯＬ９１０と光通信状態にあるＩＯＯ９００を示している。ＩＯＯは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。動的開口を有するＩＯＯは、増大した焦点深度に提供し得る。図１０は、目の前眼房の中に配置された、遠方距離視力についてだけ修正するＩＯＬ１０１０と光通信状態にあるＩＯＯ１０００を示している。ＩＯＯは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。図１０に示された構成は、動的開口を介して近方距離および／または中間距離修正を提供するための増大した被写界深度を提供するのに有用であってよい。図１１は、目の前眼房の中に配置された、遠方距離視力と近方距離視力について修正するＩＯＬ１１１０と光通信状態にあるＩＯＯ１１００を示している。ＩＯＯは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。動的開口は、中間距離修正を提供するための増大した被写界深度を提供するのに有用であってよい。図１２は、目の後眼房の中に配置された、ＩＯＬと光通信状態にあるＩＯＯ１１２００を示している。ＩＯＯは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。図１３は、目のひとみに近いＩＯＬの部分に動的開口を有するＩＯＬ１３１０を示している。ＩＯＬはまた、動的マスクを有していてよい。図１４は、ＩＯＬの中央部分に動的開口を有するＩＯＬを示している。ＩＯＬはまた、動的マスクを有していてよい。図１５は、目の網膜に近いＩＯＬの部分に動的開口を有するＩＯＬを示している。ＩＯＬはまた、動的マスクを有していてよい。図１６は、健康な老眼の水晶体で光通信状態にある角膜インレーを示している。インレーは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。図１７は、ＩＯＬと光通信状態にある角膜インレーを示している。インレーは、動的開口、動的マスクまたは両者を有していてよい。あらゆる構成、本発明のすべての可能な構成、実施形態、組み合わせおよび配置を示すことは可能ではないことに注意すべきである。たとえば、動的開口を有する角膜インレーは示されていない。さらに、動的開口を備えているまたは備えていない、図示され説明されたような、ＩＯＯ、ＩＯＬ、角膜オンレー、角膜インレー、または他のデバイスの中に静的または動的アポダイゼーションマスクが組み込まれていてよい。しかしながら、これらはこの分野の当業者には明白であるであろう。
【００９０】
動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを有するＩＯＯまたはＩＯＬは、動的開口を備えていない従来のＩＯＬを挿入する最初の外科的処置の間に外科的に挿入することができる。あるいは、ＩＯＯまたはＩＯＬは、最初のＩＯＬ手術の後の外科的処置時間、日、週、月または年の追従として外科的に挿入されてよい。
【００９１】
動的開口を有するレンズまたは光学部品の上出来の動作は、ほとんど透明な開口を介する最大の可能な透過率とほとんど不透明な環状領域を介する最小の可能な透過率を得るに依存する。ＮＤ値が０と１．０（開口を作り出すためにフィルターに１．５ｍｍの直径を有する穴が形成された）の間のニュートラルデンシティ（ＮＤ）光学フィルターで実験が行なわれた。いくつかの実験では、開口を介する透過率をシミュレートするために、第二のフィルターが開口上に置かれた。ニュートラルデンシティは対数目盛に基づいた光線透過率のものさしで、次の関係によって透過率（Ｔ）と関係している。
【数２】
【００９２】
実験では、フィルターは、非修正の＋２．５０Ｄの老眼の患者の目の前に非常に近づけて保持された。老眼の患者は、患者の目からほぼ１３インチにある近方視力標的を開口を介して見た。そのような開口は、良い視覚とコントラスト感度を提供することによって被写界深度を増大させるために働くが、ある条件下だけであることが発見された。
【００９３】
一般に、最良の結果は、ほとんど透明な開口のＮＤ値がほぼ０．１（ほぼ８０％より大きいもＴ）よりも小さく、ほとんど透明な開口とほとんど不透明な円環の間のＮＤ値の差がほぼ０．３よりも大きいときに得られた。好ましい構成では、ほとんど透明な開口に対するＮＤ値はほぼ０．０４（ほぼ９０％よりも大きいＴ）よりも小さくてよく、ほとんど不透明な円環のＮＤはほぼ１．０（ほぼ１０％よりも小さいＴ）よりも大きい。ほとんど透明な開口とほとんど不透明な円環の間のＮＤ値の差を増大させることは、ほとんど透明な開口の高いＮＤ値に対して補償することが可能であるけれども、網膜への光の全体の透過率の不所望な減少をもたらす。
【００９４】
開口および／またはアポダイゼーションマスクの使用に起因すると考えられる光学影響がいま説明される。網膜像品質は、標的物体の空間周波数の関数として複素コントラスト感度関数の値のプロットである光学伝達関数（ＯＴＦ）によって定量的に説明することができる。複素コントラスト感度関数は画質を特徴づけるために使用することができ、それは、目の光学部品が、画像のコントラストを低減することに加えて、標的空間周波数に依存して、画像の空間周波数を標的のそれに対して変更し得るからである。原理的に、ＯＴＦは、すべての物距離と照明レベルに対して構成することができる。目のＯＴＦは、物距離と照明レベルで変化し、それは、これらの変化の両方が目の光学部品を変化させるからである。目のＯＴＦは、老眼の発病による目の屈折異常、視覚の収差または調節能力の損失により低減されることがある。
【００９５】
点物体の画像は、イメージング光学部品の変調伝達関数（ＭＴＦ）と畳み込まれた開口のフーリエ変換であり、ここで、ＭＴＦは、式１に示され上で論じられたＯＴＦの実成分である。結果の点像は点像分布関数（ＰＳＦ）として知られており、視覚の光学部品（すなわち裸眼または視力処理手段で修正された目）の品質の測定の指標として役立ち得る。網膜像のＰＳＦは、特にハローまたは閃光または他の画像的産物によって妥協されるとき、視覚的な経験の品質と相関することが分かる。したがって、ひとみアポダイゼーション関数を使用することによって開口を設計することにシステムアプローチが適用されてよい。そのような関数は、式１に示されるガイヨン（ガイヨン，Ｏ、「太陽系外地球型惑星画像化の望遠鏡ひとみの位相誘発振幅アポダイゼーション」アストロン＆アストロフィ、４０１（２００３）、３７９頁（Guyon, O, "Phase-induced amplitude apodization of Telescope Pupils in Extrasolar Terrestrial Planet Imaging", Astron & Astrophys, 401 (2003); pp 379））によって公表されたものなど、開口の他の前の表現と一致していてよい。
【数３】
【００９６】
ΨＯ（ｘ）とΨＥ（ｘ）は、それぞれ、入射および射出ひとみの複素振幅を表わし、Ｍ＾（ｘ）は、マスク形状のフーリエ変換を表わし、×は畳み込みを表わす。
【００９７】
開口の同様の方程式化は、たとえば、マルチネイク・Ｆ、「星コロナグラフィのために設計された位相誘発輪帯ゼルニックアポダイゼーション」ＪオプトＡ、ピュアＡｐｐｌオプト、６（２００４）、８０９〜８１４頁（Martinache F, "A Phase-Induced Zonal Zernicke Apodization Designed for Stellar Coronagraphy", in J Opt A., Pure Appl Opt, 6 (2004), pp 809-814）に記述されている。アポダイゼーション関数は、アポダイゼーション関数または瞳孔の半径の関数として波面の振幅を変化させる開口を導入することによって、米国特許第５，９８０，０４０号に説明されるようなデフォーカスを導入するために使用されてよい。また、ＰＳＦに有益な影響を与える、瞳孔の半径の関数として波面の位相を変化させる人工開口を導入することも可能である。アポダイゼーション関数の実振幅を変化させない二次の位相分布は、デフォーカスをもたらすことができる。たとえば、
【数４】
【００９８】
入射ひとみにおいて、|ｘ|≦１／２であれば、Π（ｘ）＝１、そうでなければ０であり、ここで、αは、デフォーカスの量を表わすパラメーターである。
【００９９】
したがって、与えられた一連の視覚作業に開口を整合させるため、開口の形状および光学特性は、一連の視覚作業のための所望のＰＳＦに相対的であってよい。そうするために、（たとえばＰＳＦ、または視覚系のＯＴＦによって規定されるような）網膜像品質は、個人によって経験される視覚に整合されてよい。視覚は、神経のコントラスト感度関数（ＮＣＳＦ）によって特徴づけられてよい。網膜像の視覚への変換の１ステップは、「視覚情報」すなわち中心窩上の画像を受けることに対して網膜の光受容体によって生成された電気的信号のニューロン転送である。ニューロン転送処理はノイズを受けやすく、それは、この場合画像コントラストの低下を引き起こすことができる。ニューロン転送の効率は、網膜像、網膜照度、および射出ひとみの中心に対する中心窩上の点の位置の空間周波数または一組の空間周波数の関数として表現することができる。したがって、最大、最適または所望の開口性能は、複合光学系のＯＴＦが、開口を含み、特定の個人のＮＣＳＦのピークに一致する空間周波数においてコントラストのピーク値を有するように網膜像の品質を変調することができる開口によって得られ得る。見られる画像の色度はＮＣＳＦと感覚品質の関係に影響を与え得るけれども、本開示はこの係数を考慮しておらず、網膜像品質の色消しの評価とＮＣＳＦへの適合を提供する。
【０１００】
別の変量が、開口の性能を変更するために使用されてよい。たとえば、ミラーらへの米国特許第５，７８６，８８３号と第５，７５７，４５８号は、環状の開口、別のタイプの光受容体のための多数の光学帯を有する開口、および開口サイズのバリエーションの影響を述べている。一般に、開口のサイズが減少するにつれて、焦点深度は増大し、網膜像品質はよくなる。しかしながら、複合目と開口システムの総ＭＴＦは、増大した開口サイズで下げられる。一般に、開口サイズが約２ｍｍ以下になるまで、網膜像品質の改善はよくなる。この点よりも低いと、回折の影響が、被写界深度の増強による肯定的な影響に打ち勝つ。
【０１０１】
二つのタイプの機能的な調整、すなわち、位置（すなわち瞳孔中心とそのアジマスからの距離）の関数として開口内の点によって引き起こされる光路差と、その光透過率が開口内におこなわれてよい。目の光学軸に直交する二次元開口に対しては、α＝１における式２に示されるように、光透過率の説明はひとみアポダイゼーション関数によって提供される。より一般的に、開口は目の光学軸に直交する平面上に投影されてよいので、これは、別の平面中の二次元開口にとって正しい。このアプローチの臨床の有益性は、たとえば、２００５年、波面議会で示された、アップルゲートＲＡらの「収差と視覚性能、第一部、視力への光学的および神経的制限」に報告された。それは、目のＭＴＦを瞳孔開口の関数と説明している。開口の適用は、目のＭＴＦ関数の高い空間周波数値を犠牲にして低い空間周波数ＭＴＦを増強する。事実、開口は、ローバンドパス空間周波数フィルターとして機能する。正常な人間の目のＮＣＳＦは一般に４〜８サイクル／度にピークを有するので、ＭＴＦのこのシフトと網膜像の関連ＯＴＦ値は、ＯＴＦが目のＮＣＳＦにより良く整合することを可能にする。前述したように、低い空間周波数において画質を改善することは、視覚的な快適さと視力の主観的な品質を増強し得る。
【０１０２】
ガイヨンおよび他の人たちによって説明されたひとみアポダイゼーションは、望遠鏡システムの解像度の増強に関する。彼らの仮定は、星からの発生波面はきわめて平たんであり、修正の必要がないというものであった。人間視覚システムを設計するとき、波面収差は、高い空間周波数におけるＯＴＦを犠牲にして修正されてよい。すなわち、より低い光学分解能が、中間ないし低い空間周波数においてピークを有する人間視覚システムのＯＴＦと、少なくとも少数（１〜３）エアリー直径（λ／ｄ、λは光の波長であり、ｄは瞳孔開口である）の回折限界であるＰＳＦに近づくために受け入れられてよい。
【０１０３】
ガイヨンはまた、光学系のＰＳＦに対する開口の中心と系の光学軸との間の距離の影響を調査し、開口を介する波面の正味の光透過率に影響を与えることなく最適のＰＳＦを提供するためにこのパラメーターを最適化し得ることを示した。また、開口の内側縁の形状は、入射ひとみのＯＴＦをさらに変調し、したがって、低ないし中間空間周波数領域の目のＯＴＦを増強することができる。デフォーカスまたは下位の収差を有する患者でさえ、各個に対して個々に、または特定のタイプの視力異常に対して設計された特定の縁形状を備えたマスクから利益を得ることがある。たとえば、非点収差を有する患者は、楕円の短軸を患者の乱視軸に一致させて、楕円形状を有するマスクが装着されてよい。この場合、焦点深度は、乱視軸の方向に沿って優先的に増大される。そのような患者は、球状修正を使用して、最適の視力を達成し得る。（環状開口のための）開口の外側縁の形状と光透過率特性は、この縁からの回折の影響を最小にするように設計されてよい。
【０１０４】
ガイヨンおよび他の天文学研究では、瞳孔開口を横切る位相振幅変動は、ミラーを使用することによって達成された（たとえば、ガイヨンとドッピエールによって最初に提案された、ＰＩＡＡ技術）。これらの設計解決策は、望遠鏡などのより大きい規模な適用に適しているが、ここに説明されるものなどの臨床デバイスに容易に適合することはできない。
【０１０５】
ここに記述した特徴と有益性のいくつかを達成するため、ひとみに対して固定され得るデバイスへ動的開口および／またはアポダイゼーションマスクを組み込むことが望ましいことがある。そのようなデバイスの例は、ＩＯＯ、ＩＯＬ、角膜インレーおよび角膜オンレーを含んでいる。他の方法では、デバイスの影響は低減または除去されてよく、または、デバイスは着用者の視力に不所望な影響を有していてよい。したがって、ここに説明されたいくつかの特徴は、コンタクトレンズや眼鏡レンズなどの着用者のひとみに対して固定され続けないデバイスの中への組み込みにとって望ましくないことがある。
【０１０６】
本発明の例証的で現在好適な実施形態を詳細にここに説明したが、本発明の概念は他の方法でさまざまに具体化され使用されてよく、添付の特許請求の範囲は、先行技術によって限定されるものを除いて、そのような変形を含むように解釈されるように意図されていると理解すべきである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０１０７】
【非特許文献１】Ｅ．Ｍ．グレンジャー、Ｋ．Ｎ．クペリー、「主観的判断と相関する光学的メリフ関数」フォトグル・サイ・アンド・エンジ、Ｖ．１６（３）、１９７２年、２２１〜３０頁（E.M. Granger and K.N. Cupery, "An Optical Merif Function (SQF) which Correlates with Subjective Judgments," Photogr. Sci. and Eng., v. 16 (3), 1972, p. 221-30）
【非特許文献２】ガイヨン，Ｏ、「太陽系外地球型惑星画像化の望遠鏡ひとみの位相誘発振幅アポダイゼーション」アストロン＆アストロフィ、４０１（２００３）、３７９頁（Guyon, O, "Phase-induced amplitude apodization of Telescope Pupils in Extrasolar Terrestrial Planet Imaging", Astron & Astrophys, 401 (2003); pp 379））
【非特許文献３】マルチネイク・Ｆ、「星コロナグラフィのために設計された位相誘発輪帯ゼルニックアポダイゼーション」ＪオプトＡ、ピュアＡｐｐｌオプト、６（２００４）、８０９〜８１４頁（Martinache F, "A Phase-Induced Zonal Zernicke Apodization Designed for Stellar Coronagraphy", in J Opt A., Pure Appl Opt, 6 (2004), pp 809-814）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着用者によって着用される眼科デバイスであって、
開口と、
周囲領域と、
複数のピクセル領域を備えている第一の透明電極と第一の透明電極上に配置された第二の透明電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極の間に配置された電気活性層とを備え、前記電気活性層は、光の可変透過率を可能にする材料を備えており、
前記開口は、周囲領域よりも高い光の透過を提供し、
前記開口の形状とサイズが、コントローラーまたはセンサーまたは両者を介して調整可能である眼科デバイス。
【請求項２】
前記開口の光透過率が、コントローラーまたはセンサーまたは両者を介して調整可能である請求項１のデバイス。
【請求項３】
前記周囲領域の光透過率が、コントローラーまたはセンサーまたは両者を介して調整可能である請求項１のデバイス。
【請求項４】
前記開口の光透過率が、前記周囲領域の光透過率よりも大きい請求項１のデバイス。
【請求項５】
前記開口の形状が、円以外の形状に調整可能である請求項１のデバイス。
【請求項６】
前記複数のピクセル領域のおのおのが個々にアドレス可能である請求項１のデバイス。
【請求項７】
前記複数のピクセル領域は、前記電気活性層に複数のピクセルを規定し、前記複数のピクセルの透明度が、前記中央開口を規定するために変更可能である請求項１のデバイス。
【請求項８】
前記開口は、任意形状に構成可能である請求項７のデバイス。
【請求項９】
前記開口は、前記デバイスのユーザーの視線に対して位置決めされてよい請求項７のデバイス。
【請求項１０】
前記デバイスがユーザーの目に適用された後に前記開口の位置が再位置決めされてよい請求項９のデバイス。
【請求項１１】
前記デバイスは、着用者によって両眼に着用されることが可能である請求項１のデバイス。
【請求項１２】
前記デバイスは、着用者の視力の高次の収差を修正することが可能である請求項１のデバイス。
【請求項１３】
前記デバイスは、着用者の目の網膜に合焦する光を制御することが可能である請求項１のデバイス。
【請求項１４】
着用者によって着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置に前記デバイスが固定される請求項１のデバイス。
【請求項１５】
眼科デバイスであって、
電気活性透明基板を備えているアポダイゼーションマスクを備えており、
前記基板は、電気的活性化によって変更可能な少なくとも一つの光透過率特性を有している眼科デバイス。
【請求項１６】
動的開口をさらに備えている請求項１５のデバイス。
【請求項１７】
前記開口の形状と前記開口のサイズの少なくとも一つが、着用者の目の変調伝達関数によって最適化される請求項１６のデバイス。
【請求項１８】
前記開口の形状が、遠隔的に調整可能である請求項１６のデバイス。
【請求項１９】
前記少なくとも一つの光透過率特性は前記基板の屈折率である請求項１５のデバイス。
【請求項２０】
前記少なくとも一つの光透過率特性は、前記基板によって伝搬される光の透過振幅と透過位相の少なくとも一つである請求項１５のデバイス。
【請求項２１】
前記アポダイゼーションマスクは、周辺光レベル範囲において遠見視力のための網膜像品質と関連する位相と振幅のプロファイルを提供する請求項２０のデバイス。
【請求項２２】
視覚的スペクトルにおける前記基板の屈折率が電気的活性化に対して少なくとも０．１単位だけ変化する請求項１９のデバイス。
【請求項２３】
前記基板は液晶層を備えており、前記基板の屈折率が、前記液晶層の電気的活性化によって変更可能である請求項２２のデバイス。
【請求項２４】
前記液晶層は、ゲストホスト混合物を備えている請求項２３のデバイス。
【請求項２５】
前記液晶層は、ホモジニアスである請求項２３のデバイス。
【請求項２６】
前記液晶層は、隣接材料の反応に影響を与えることなく、少なくとも約０．２５μｍ２の領域にわたって電気的にアドレス可能である請求項２３のデバイス。
【請求項２７】
前記液晶層の多数のセグメントを活性化することが可能であるコンピューター化コントローラーをさらに備えている請求項２３のデバイス。
【請求項２８】
前記コントローラーは、眼科デバイスに埋設されている請求項２３のデバイス。
【請求項２９】
前記コントローラーは、前記デバイスが装着されたユーザーの目の中へデバイスを通って伝搬される光の振幅または位相または振幅および位相の両方を変調するマスクに対応するパターン中のセグメントを活性化するように構成されている請求項２３のデバイス。
【請求項３０】
前記デバイスは、ユーザーの目に外科的に移植することが可能である請求項１５のデバイス。
【請求項３１】
着用者によって着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置に前記基板が固定される請求項１５のデバイス。
【請求項３２】
眼科デバイスであって、
前記透明基板を備えているアポダイゼーションマスクを備えており、
前記基板は、少なくとも一つの経線に少なくとも０．０１単位／ｍｍの屈折率勾配を有している眼科デバイス。
【請求項３３】
前記屈折率勾配は、前記マスクを通って伝搬される光のデフォーカスのレベルに影響を与えない請求項３２のデバイス。
【請求項３４】
動的開口をさらに備えている請求項３２のデバイス。
【請求項３５】
前記開口の形状と前記開口のサイズの少なくとも一つが、着用者の目の変調伝達関数によって最適化される請求項３４のデバイス。
【請求項３６】
前記開口の形状が、遠隔的に調整可能である請求項３４のデバイス。
【請求項３７】
前記デバイスが着用者によって着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置に前記基板が固定される請求項３２のデバイス。
【請求項３８】
眼科デバイスであって、
基板と、
電気的活性化に対して約３０％〜９９％だけ前記デバイスの光透過率を変更することが可能である液晶層とを備えている眼科デバイス。
【請求項３９】
前記液晶層は、ゲストホスト混合物を備えている請求項３８のデバイス。
【請求項４０】
前記液晶層は、ホモジニアスである請求項３８のデバイス。
【請求項４１】
前記液晶層は、隣接材料の反応に影響を与えることなく、少なくとも約０．２５μｍ２の領域にわたって電気的にアドレス可能である請求項３８のデバイス。
【請求項４２】
前記液晶層の多数のセグメントを活性化することが可能であるコンピューター化コントローラーをさらに備えている請求項４１のデバイス。
【請求項４３】
前記コントローラーは、前記眼科デバイスに埋設されている請求項４２のデバイス。
【請求項４４】
前記コントローラーは、前記デバイスが装着されたユーザーの目の中へデバイスを通って伝搬される光の振幅または位相または振幅および位相の両方を変調するマスクに対応するパターン中のセグメントを活性化するように構成されている請求項４３のデバイス。
【請求項４５】
前記デバイスは、着用者の目へ移植することが可能である請求項３８のデバイス。
【請求項４６】
前記デバイスが着用者によって着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置に前記基板が固定される請求項３８のデバイス。
【請求項１】
着用者によって着用される眼科デバイスであって、
開口と、
周囲領域と、
複数のピクセル領域を備えている第一の透明電極と第一の透明電極上に配置された第二の透明電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極の間に配置された電気活性層とを備え、前記電気活性層は、光の可変透過率を可能にする材料を備えており、
前記開口は、周囲領域よりも高い光の透過を提供し、
前記開口の形状とサイズが、コントローラーまたはセンサーまたは両者を介して調整可能である眼科デバイス。
【請求項２】
前記開口の光透過率が、コントローラーまたはセンサーまたは両者を介して調整可能である請求項１のデバイス。
【請求項３】
前記周囲領域の光透過率が、コントローラーまたはセンサーまたは両者を介して調整可能である請求項１のデバイス。
【請求項４】
前記開口の光透過率が、前記周囲領域の光透過率よりも大きい請求項１のデバイス。
【請求項５】
前記開口の形状が、円以外の形状に調整可能である請求項１のデバイス。
【請求項６】
前記複数のピクセル領域のおのおのが個々にアドレス可能である請求項１のデバイス。
【請求項７】
前記複数のピクセル領域は、前記電気活性層に複数のピクセルを規定し、前記複数のピクセルの透明度が、前記中央開口を規定するために変更可能である請求項１のデバイス。
【請求項８】
前記開口は、任意形状に構成可能である請求項７のデバイス。
【請求項９】
前記開口は、前記デバイスのユーザーの視線に対して位置決めされてよい請求項７のデバイス。
【請求項１０】
前記デバイスがユーザーの目に適用された後に前記開口の位置が再位置決めされてよい請求項９のデバイス。
【請求項１１】
前記デバイスは、着用者によって両眼に着用されることが可能である請求項１のデバイス。
【請求項１２】
前記デバイスは、着用者の視力の高次の収差を修正することが可能である請求項１のデバイス。
【請求項１３】
前記デバイスは、着用者の目の網膜に合焦する光を制御することが可能である請求項１のデバイス。
【請求項１４】
着用者によって着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置に前記デバイスが固定される請求項１のデバイス。
【請求項１５】
眼科デバイスであって、
電気活性透明基板を備えているアポダイゼーションマスクを備えており、
前記基板は、電気的活性化によって変更可能な少なくとも一つの光透過率特性を有している眼科デバイス。
【請求項１６】
動的開口をさらに備えている請求項１５のデバイス。
【請求項１７】
前記開口の形状と前記開口のサイズの少なくとも一つが、着用者の目の変調伝達関数によって最適化される請求項１６のデバイス。
【請求項１８】
前記開口の形状が、遠隔的に調整可能である請求項１６のデバイス。
【請求項１９】
前記少なくとも一つの光透過率特性は前記基板の屈折率である請求項１５のデバイス。
【請求項２０】
前記少なくとも一つの光透過率特性は、前記基板によって伝搬される光の透過振幅と透過位相の少なくとも一つである請求項１５のデバイス。
【請求項２１】
前記アポダイゼーションマスクは、周辺光レベル範囲において遠見視力のための網膜像品質と関連する位相と振幅のプロファイルを提供する請求項２０のデバイス。
【請求項２２】
視覚的スペクトルにおける前記基板の屈折率が電気的活性化に対して少なくとも０．１単位だけ変化する請求項１９のデバイス。
【請求項２３】
前記基板は液晶層を備えており、前記基板の屈折率が、前記液晶層の電気的活性化によって変更可能である請求項２２のデバイス。
【請求項２４】
前記液晶層は、ゲストホスト混合物を備えている請求項２３のデバイス。
【請求項２５】
前記液晶層は、ホモジニアスである請求項２３のデバイス。
【請求項２６】
前記液晶層は、隣接材料の反応に影響を与えることなく、少なくとも約０．２５μｍ２の領域にわたって電気的にアドレス可能である請求項２３のデバイス。
【請求項２７】
前記液晶層の多数のセグメントを活性化することが可能であるコンピューター化コントローラーをさらに備えている請求項２３のデバイス。
【請求項２８】
前記コントローラーは、眼科デバイスに埋設されている請求項２３のデバイス。
【請求項２９】
前記コントローラーは、前記デバイスが装着されたユーザーの目の中へデバイスを通って伝搬される光の振幅または位相または振幅および位相の両方を変調するマスクに対応するパターン中のセグメントを活性化するように構成されている請求項２３のデバイス。
【請求項３０】
前記デバイスは、ユーザーの目に外科的に移植することが可能である請求項１５のデバイス。
【請求項３１】
着用者によって着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置に前記基板が固定される請求項１５のデバイス。
【請求項３２】
眼科デバイスであって、
前記透明基板を備えているアポダイゼーションマスクを備えており、
前記基板は、少なくとも一つの経線に少なくとも０．０１単位／ｍｍの屈折率勾配を有している眼科デバイス。
【請求項３３】
前記屈折率勾配は、前記マスクを通って伝搬される光のデフォーカスのレベルに影響を与えない請求項３２のデバイス。
【請求項３４】
動的開口をさらに備えている請求項３２のデバイス。
【請求項３５】
前記開口の形状と前記開口のサイズの少なくとも一つが、着用者の目の変調伝達関数によって最適化される請求項３４のデバイス。
【請求項３６】
前記開口の形状が、遠隔的に調整可能である請求項３４のデバイス。
【請求項３７】
前記デバイスが着用者によって着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置に前記基板が固定される請求項３２のデバイス。
【請求項３８】
眼科デバイスであって、
基板と、
電気的活性化に対して約３０％〜９９％だけ前記デバイスの光透過率を変更することが可能である液晶層とを備えている眼科デバイス。
【請求項３９】
前記液晶層は、ゲストホスト混合物を備えている請求項３８のデバイス。
【請求項４０】
前記液晶層は、ホモジニアスである請求項３８のデバイス。
【請求項４１】
前記液晶層は、隣接材料の反応に影響を与えることなく、少なくとも約０．２５μｍ２の領域にわたって電気的にアドレス可能である請求項３８のデバイス。
【請求項４２】
前記液晶層の多数のセグメントを活性化することが可能であるコンピューター化コントローラーをさらに備えている請求項４１のデバイス。
【請求項４３】
前記コントローラーは、前記眼科デバイスに埋設されている請求項４２のデバイス。
【請求項４４】
前記コントローラーは、前記デバイスが装着されたユーザーの目の中へデバイスを通って伝搬される光の振幅または位相または振幅および位相の両方を変調するマスクに対応するパターン中のセグメントを活性化するように構成されている請求項４３のデバイス。
【請求項４５】
前記デバイスは、着用者の目へ移植することが可能である請求項３８のデバイス。
【請求項４６】
前記デバイスが着用者によって着用されたとき、着用者のひとみに対して所定の位置に前記基板が固定される請求項３８のデバイス。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公表番号】特表２０１１−５１５１５７（Ｐ２０１１−５１５１５７Ａ）
【公表日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５００９３０（Ｐ２０１１−５００９３０）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０３７５４４
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１１７５０６
【国際公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（５０８３６６５７０）ピクセルオプティクス， インコーポレイテッド (13)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０３７５４４
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１１７５０６
【国際公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（５０８３６６５７０）ピクセルオプティクス， インコーポレイテッド (13)
【Ｆターム（参考）】
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