專利名稱：柔性電激活透鏡的制作方法
柔性電激活透鏡本申請是申請?zhí)枮?00880009445. 9 (PCT/US2008/051649)、申請日為 2008 年 1 月 22日名稱為“柔性電激活透鏡”的專利申請的分案申請。發(fā)明人R.D.布盧姆(Ronald D. Blum) ,J. N.哈多克(Joshua N. Haddock) ,W.科科納斯基 (William Kokonaski), J.亨克勒(John Hunkeler)相關申請數(shù)據(jù)本發(fā)明要求2007年01月22日遞交的臨時申請?zhí)枮?0/881，514，標題為 "Advanced Dynamic Electro-Active Intra-Ocular Lens (高級動態(tài)電激 舌目艮內(nèi)透鏡)，，美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，并且與2006年05月04日公開的美國公開號US 2006/0095128-A1 ； 2004年12月17日遞交的中請?zhí)枮?0/636,490的美國臨時申請；2004年11月02日遞交的申請?zhí)枮?0/623，947的美國臨時申請；2005年03月09日遞交的申請?zhí)枮?0/659，431 的美國臨時申請；2005年04月08日遞交的申請?zhí)枮?0/669，403的美國臨時申請；和2007 年10月05日遞交的申請?zhí)枮?0/960，607的美國臨時申請相關，其所有通過引用全部結(jié)合在本文。
背景技術(shù)：
眼內(nèi)透鏡(IOL)可以用在眼睛表面以修復視覺功能，例如，通過白內(nèi)障外科手術(shù)的用于患者的植入物。IOL包括提供單個焦點或單個屈光力(optical power)的單焦點透鏡、提供多個焦點或屈光力的多焦點透鏡，和調(diào)整透鏡焦點的適應性透鏡。該IOL可以通過眼睛的小的3mm或更小的切口以折疊狀態(tài)插入。具有活塞的似注射器器件可以用以幫助應用和安置該IOL在預前容置被取下的天然晶狀體的囊袋中。該 IOL —旦在眼睛中，可以展開到它的自然狀態(tài)。當用于插入IOL至眼睛中的切口尺寸大于 2-3mm時，所不希望的角膜散光變化發(fā)生。因此，眼科專家更喜歡使用可能用于插入IOL至眼睛中的最小的切口。因此，這個使柔性的和可折疊的IOL成為實際上必要性。角膜嵌體(inlay)、角膜高嵌體(on-lay)及單視和雙焦接觸透鏡(contact lens) 還用以矯正患者的視力。在許多實例中，佩戴這些以對于患者遠距與近距視力需要而矯正。 當應用在眼睛上或眼睛中的時候，這些中的每個是非常薄的光學鏡(Optic)并需要曲率。目前，所有已知的在電激活透鏡內(nèi)的電激活元件是用硬質(zhì)材料制造。在關于電激活接觸透鏡的本發(fā)明的某個先前實施例中，電激活元件容置在柔性的外部宿主材料中。然而，該電激活元件是硬質(zhì)的，且因此可能增加一些厚度到該接觸透鏡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供包括具有固定折射率的柔性折射光學鏡、嵌置在該柔性折射光學鏡中的電激活元件和電連接到該電激活元件的控制器的柔性電激活透鏡。其中，該電激活元件具有可變折射率。其中當給所述電激活元件施加電能時，該電激活元件的折射率被改變。該柔性電激活透鏡可以包括一個或更多眼內(nèi)透鏡、眼內(nèi)光學鏡、眼鏡片(spectacle
3lens)、接觸透鏡、角膜高嵌體、角膜嵌體和眼間透鏡(inter-ocular lense) 0


參照以下圖將描述本發(fā)明的特定實施例，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的處于折疊狀態(tài)的具有柔性外殼和硬質(zhì)電激活元件的柔性電激活透鏡2 ；圖2A示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的處于折疊狀態(tài)的具有柔性外殼和柔性電激活元件的柔性電激活透鏡2 ；圖2B示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的處于展開狀態(tài)的具有硬質(zhì)外殼和柔性電激活元件的電激活透鏡2 ；圖3A和圖:3B分別示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的處于展開狀態(tài)的具有表面起伏衍射圖案和液晶層的柔性電激活透鏡2的膨脹和壓扁視圖。圖4A示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的處于折疊狀態(tài)的具有多個電激活元件的柔性電激活透鏡2 ；圖4B示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖4A中多個電激活元件；圖5A、圖5B、圖5C和圖5D中每個示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有電激活元件的柔性電激活透鏡2的正視圖；圖6示出眼睛的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動(encyclorotation)；圖7A和圖7B中每個示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有軸線A的柔性電激活透鏡2的正視圖，和在軸線A獲得的柔性電激活透鏡2的橫截面圖；和圖8A、圖8B和圖8C中每個示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的在具有不同瞳孔尺寸的眼睛中的電激活透鏡2的放置。通過參照下面特定實施例的詳細描述和例證這些實施例的附圖將更好的理解本發(fā)明的方法和裝置。
具體實施例方式通過附圖例證的下面優(yōu)選實施例是本發(fā)明的圖示并不是旨在限制如通過這個申請的權(quán)利要求所包含的本發(fā)明。圖1、圖2A、圖2B、圖3A、圖3B、圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖5C、圖5D、圖7A和圖
7B示出根據(jù)本發(fā)明不同實施例的柔性電激活透鏡2。雖然電激活透鏡被描述，但是本發(fā)明的實施例可以用作包括例如，眼內(nèi)透鏡、眼鏡片、接觸透鏡、角膜高嵌體、角膜嵌體和眼間透鏡的其它透鏡。電激活元件(如，參照圖1、圖2A、圖2B、圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖5C、圖5D、圖 7A和圖7B中描述的)，液晶層(如，參照圖4A和圖4B中描述的)，和象素化(pixilated) 元件可以全部用于描述具有可以通過電控制而改變的光學性能的材料。雖然在這里描述的可變性能通常包括折射率和屈光力，本發(fā)明的實施例可以包括具有其它可變性能，例如，棱鏡度，著色和不透明性的電激活透鏡2。該材料的性能可以被電和/或光學地控制。術(shù)語例如“硬質(zhì)的” “堅硬的” “非柔性的” “無彈性的”和/或“不可折疊的”可以全部用于描述適用于當施加超過預定閾值的力時抵抗結(jié)構(gòu)或形狀變化的材料或結(jié)構(gòu)。術(shù)語例如“可彎的”、“軟的”、“柔性的”、“彈性的”和/或“可折疊的”可以全部用于描述適用于當施加超過預定閾值的力時改變結(jié)構(gòu)或形狀的材料或結(jié)構(gòu)。術(shù)語例如“展開的”、“展開狀態(tài)”、 “自然的”、“平的”和/或“松弛的”可以全部用于描述在相對高熵狀態(tài)(如，如圖2B、圖3A、 圖;3B、圖4B、圖5A、圖5B、圖5C、圖5D、圖7A和圖7B中所示)的材料或結(jié)構(gòu)。術(shù)語“折疊的”、“折疊狀態(tài)”、“曲形的”和/或“彎曲的”可以全部用于描述在相對低熵的狀態(tài)(如，如圖1、圖2A和圖4A中所示)的材料或結(jié)構(gòu)。圖1示出處于折疊狀態(tài)具有柔性外殼4和嵌入該外殼的硬質(zhì)電激活元件的柔性電激活透鏡2。當該電激活透鏡被折疊時，該硬質(zhì)電激活元件6通常不能彎曲。該硬質(zhì)元件可以保護容納于其中的元件不受到壓縮、因材料膨脹或收縮的彎曲或內(nèi)部或外部給該元件的其它力。該硬質(zhì)元件可以包括硬質(zhì)外包體并可以具有彈性部件，如電激活材料。通常地，該硬質(zhì)元件可以是與該電激活透鏡的外圍邊緣相間隔，以允許其的折疊。圖2A示出處于折疊狀態(tài)的具有柔性外殼4和嵌入在該外殼中的柔性電激活元件 6的柔性電激活透鏡2。因為該柔性電激活元件通常不能阻止該電激活透鏡發(fā)生彎曲，所以該電激活元件可以進一步朝向其處通常發(fā)生折疊的該電激活透鏡外圍邊緣而徑向地延伸。 例如，當該電激活透鏡被折疊時，該柔性電激活元件可以沿被折疊透鏡的外圍彎曲處而成曲形。該柔性電激活透鏡可以被嵌入在用于作為眼鏡片使用的硬質(zhì)外殼中。圖2B示出處于展開狀態(tài)具有硬質(zhì)外殼4和嵌入在該外殼中的柔性電激活元件6 的電激活透鏡2。例如，該元件可以是用于保護容納在其中的元件不受到一些外部或內(nèi)部力，和/或用于使該電激活透鏡偏置向展開狀態(tài)的最低限度地剛性。該電激活元件可以是比該電激活透鏡較少柔性。 在參照圖1和圖2A中的柔性外殼4中，和在參照圖2A和圖2B中的柔性電激活元件6中，該電激活透鏡2的每個柔性元件可以適用于在折疊狀態(tài)和展開狀態(tài)之間移動。該柔性外殼和/或該柔性電激活中的每個可以由柔性材料，例如，聚砜、聚醚酰亞胺和/或其它熱塑性材料構(gòu)成。聚砜是一類在寬溫度范圍(如，從-110°C至+150°C)和pH范圍(如， 從2至1 之中穩(wěn)定的透明介電聚合物。聚砜對礦物酸、堿、電解液、酸和鹽基(base)是有高抵抗力的。聚砜對氧化劑，例如漂白劑是高抵抗力的，當例如，該電激活透鏡被用作接觸透鏡時，該氧化劑可以應用到柔性外殼以用于透鏡清洗。再次參照圖1、圖2A和圖2B，該外殼可以或可以不具有屈光力。具有屈光力的外殼可以具有固定屈光力和可以是折射或衍射透鏡(如，在圖3A和圖;3B中所示)。例如，不具有屈光力的外殼可能不聚焦光。該電激活元件6可以具有可變折射率。該電激活元件可以設置在電極之間(如在圖3A、圖;3B、圖5C和圖5D中所示)，這些電極可適用于施加電能給該元件。該電激活透鏡 2可包括控制器(如在圖3A、圖;3B、圖5C和圖5D中所示)，其可以例如，通過該電極而電連接到該電激活元件。該控制器可以適用于電驅(qū)動這些電極以調(diào)制施加給該電激活元件的電能。當電能施加給該元件時，例如，該電能在預定閾值以上，其折射率被改變。該控制器可以包括驅(qū)動電子器件、諸如可充電電池的供電裝置和其它用于驅(qū)動這些電極的元件。再次參照圖2A，該電激活透鏡2可以是包括柔性外殼4和嵌入該外殼的柔性電激活元件6的柔性電激活透鏡。該柔性外殼可以具有固定屈光力。該電激活元件可以具有適用于在從最小屈光力到最大屈光力的屈光力范圍中變化的屈光力。電極10可以電連接到該電激活元件用于給其提供電能。當施加給該元件的電能低于第一預定閾值時，該元件可以具有最小屈光力。當施加給該元件的電能高于第二預定閾值時，該元件可以具有最大屈光力。該固定屈光力可以大于該最大屈光力。這樣，該固定屈光力可以提供該柔性電激活透鏡的大部分屈光力。在本發(fā)明中，對于故障保護操作，當沒有電能施加(例如跨接這些電極)時，通過電激活元件提供的屈光力的損失可以是最小的。例如，該透鏡2可以用作具有固定屈光力的靜態(tài)透鏡，例如，適用于在遠處或者備選地在中間距離或者備選地在近距離處進行矯正。參照圖1、圖2A、圖2B、圖3A和圖3B，該外殼4可以包括用于容納該電激活元件的前膜層(film)和后膜層。例如，這些膜層中的每個可大約為100微米厚，并且該電激活透鏡可以大約為小于或等于500微米厚。參照圖2A和圖;3B，該電激活透鏡可以是，例如，在展開狀態(tài)下大約小于或等于200微米厚。展開的電激活透鏡可以是，例如，大約9mm寬，并且折疊的電激活透鏡可以是，例如，小于或等于大約3mm寬。當用作角膜嵌體時，該電激活透鏡的直徑不應該超過角膜的直徑。在本發(fā)明的一些實施例中，該外殼的外表面可以成曲形以充分匹配該角膜的曲率(當用在角膜嵌體中) 或眼睛的表面(當用在接觸透鏡中)。圖1包括在兩個尺寸中的折疊電激活透鏡2的測量示例。雖然其它尺寸可以采用， 但是折疊電激活透鏡的水平尺寸小于或等于2. 8mm是優(yōu)選的。參照圖4A和圖4B，該電激活元件可以包括多個單獨激活的液晶層，用于提供在最小和最大屈光力之間的附加屈光力。圖3A和圖:3B分別示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的處于展開狀態(tài)的具有表面起伏衍射圖案和液晶層的柔性電激活透鏡2的膨脹和壓扁視圖。該電激活透鏡可以是包括具有在深度d以內(nèi)改變的表面起伏衍射圖案20的第一柔性膜層8a、第二柔性膜層Sb、具有電激活材料16的液晶層22、電極10、控制器12、電連接14和定向?qū)?alignment layer) 18的柔性透鏡。該液晶層可以設置于該第一和第二膜層之間，該第一和第二膜層可以形成柔性外殼8以包裝該層。該膜層可以由，例如，聚砜、聚醚酰亞胺和/或其它柔性材料構(gòu)成。這些電極10可以電連接到該液晶層用于給其提供電能。該控制器12可以適用于電驅(qū)動這些電極用于調(diào)制供給該層的電能。該液晶層可以具有可變的折射率。當施加該層電能，例如，在預定閾值以上，其折射率被改變。當給其施加低于第一預定閾值的電能時，該定向?qū)?8可以使電激活材料16的分子取向以提供該液晶層22的初始折射率。具有高于第二預定閾值的電能的電場可以施加 (如，跨接電極)以定向電激活材料的分子以改變該液晶層的折射率。該第一和第二膜層的折射率通常是固定的。在一個實施例中，該液晶層的折射率可以在與該第一和第二膜層的固定折射率匹配和失配之間交替變化。在圖3A和圖;3B中，對于故障保護操作，當沒有電能施加(跨接電極)，該液晶層可以具有(僅僅通過示例的方式)折射率η (如，1.67)和大約等于該膜層的表面起伏衍射圖案20的厚度(如，小于10 ？ m)。在這個實施例中，制成表面起伏衍射的材料也具有1.67 率。當該液晶層的折射率匹配于該表面起伏衍射的折射率時，該電激活透鏡將具有可忽略的屈光力。當該液晶的折射率沒有與該衍射材料的相匹配，該電激活透鏡將具有如通過該衍射圖案形成的屈光力。
圖4A示出處于折疊狀態(tài)的具有多個電激活層的柔性電激活透鏡2，并且圖4B示出圖4A中多個電激活元件。在圖4A，該電激活透鏡可以包括具有固定折射率的柔性外殼4、 例如以堆疊構(gòu)造排列的嵌入在其中的多個電激活元件6a、6b、6c和6d和獨立地電連接到每個電激活元件的電極10。在圖4B中，該電激活元件6a、6b和6c可以包括通過諸如柔性介電膜層的絕緣材料M隔開的電激活材料層16。在圖4A和圖4B中，該電激活元件可以是硬質(zhì)的、柔性的或比該外殼較少柔性的。在圖4A和圖4B中，每個電激活元件可以具有可變的折射率，并可以單獨激活。因為每個電激活元件與另一個是絕緣的，選擇地或在任何組合中開啟一個電激活元件或多個元件是可能的。通過做這個，擁有屈光力的附加組合或提供單個屈光力是可能的。這個允許用于外科移植手術(shù)后調(diào)諧包括如光學堆疊式多層的電激活元件的透鏡或光學鏡的屈光力的能力。該電激活元件可以響應于從該電激活透鏡外部的源的控制信號而被激活。參照圖 5A、圖5B、圖5C和圖5D，該電激活透鏡可以包括如傳感器件和/或記憶金屬的接收器，用于接收從透鏡外部的源的控制信號。該控制信號可以用以調(diào)制施加到每個元件的電能，用于遠程調(diào)諧其屈光力。再次參照圖4A圖4B，該電激活元件可以進行堆疊并可以單獨激活以在這些元件的可變屈光力的任何組合中改變這些電激活透鏡總的屈光力。在圖4B中，該電激活透鏡包括電激活元件6a、6b和6c，當被激活時，其分別具有 +0. 2OT或-0. 25D、+0. 50D或-0. 50D和+2. 50D或+1. 25D的示范性屈光力。例如，這些元件可以在各種組合中被激活以用于提供總的屈光力。該總的屈光力在從+. 25D或-.25D(通過僅示例的方式，通過僅激活無論何時需要的+0. 25D或和-.25D)的最小屈光力到+4. 50D (通過僅示例的方式的、通過激活+25D、+50D、+2. 50D和+1. 25D的組合)的最大屈光力的范圍中。在這個示例中，這些電激活透鏡可以具有在最小和最大屈光力之間以.25D(正的或負的)的每個增量的屈光力。當每個元件在適當?shù)慕M合中單獨激活時，該元件可以提供在屈光力中的變化增量，并且該電激活透鏡總的屈光力可以被調(diào)諧到期望屈光力。雖然在這個示例中，屈光力中的變化增量是0. 25D，但是在特定的其它實施例中，它是0. 12D。這些元件可以適用于提供對近的、中間的和/或遠距離觀看的矯正?？梢哉J識到，本文使用的這些值旨在用于示范，并且不同屈光力、屈光力中變化增量和/或大量電激活元件(如，尺寸限制在用于適合眼睛)可以被使用。在本發(fā)明中，一個或更多個元件6c可以進行象素化(pixilated)。電極可以施加電能給這些象素化元件。通過分流某些電極，提供大約這些元件的最大屈光力的50%是可能的。在以上示例中，元件6c可以提供+2. 50D的最大屈光力和+1. 25D的減少50%的屈光力。一個或更多個該電激活元件可以包括模態(tài)元件(modal element)。當電動勢梯度被施加到可變焦模態(tài)透鏡時，模態(tài)元件可以改變屈光力。模態(tài)元件可以成為使用例如液晶的折射光學鏡。再次參照圖4A和圖4B，電激活元件6a、6b、6c和6d可以包括聚合物分散液晶和雙穩(wěn)液晶的組合。當足夠的電能施加到每個元件(如，跨接電極)時，該雙穩(wěn)晶體可以進行調(diào)諧用于獲得期望屈光力，而一旦設定期望屈光力，聚合物分散液晶可以在元件內(nèi)進行遠程固化(cured)或固定。盡管該電激活透鏡置于或嵌入在眼睛中，固化該晶體可以固定分子的取向用于確保所調(diào)諧的屈光力。具有眼安全波長(如，1.5 m波長)的電磁信號(如，激光)可以用于遠程固化該晶體，例如，采用對電磁信號的波長敏感的啟動器。聚合物分散液晶可以包括，例如，向列型液晶混合物E7 (Merck生產(chǎn))和UV固化光學黏合劑 N0A65 (Norland Products生產(chǎn))的混合物。在一個實施例中，盡管該電激活透鏡被嵌入在眼睛中，但是采用置于眼睛外部的器件，該雙穩(wěn)液晶可以遠程調(diào)諧，并且該聚合體可以遠程固化。雙穩(wěn)液晶材料可以用以減少給該電激活透鏡供電而隨時間所需的電能消耗的數(shù)量。在超出第一預定閾值的合適的第一電壓的施加之時，一旦電壓被消除，每個個體雙穩(wěn)液晶的全部趨向可以保持在通過第一電壓所引致的取向。它們可以通過施加低于第二預定閾值的第二電壓而返回到它們原始狀態(tài)。雙穩(wěn)液晶可以包括，例如，表面穩(wěn)定化鐵電液晶 (SSFLF)，其是近晶型液晶。因為電壓可以用于僅在它的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換器件，并且通常不維持操作的狀態(tài)，所以雙穩(wěn)液晶的使用可以減少電能消耗。圖5A、圖5B、圖5C和圖5D中每個示出具有柔性的激活元件6的柔性電激活透鏡 2的正視圖。電激活透鏡包括柔性膜層4、電源26、電極10和記憶金屬材料28。該電激活元件嵌入在柔性膜層4中。該記憶金屬材料可以將該電激活透鏡偏置成它的展開狀態(tài)。例如，該電激活透鏡可以被折疊用于插入在眼睛中的切口中。一旦電激活透鏡被釋放在眼睛中，該記憶金屬材料可以展開該透鏡成其展開狀態(tài)以用于在眼睛中操作。參照圖5C和圖5D，該電激活透鏡包括控制器和/或驅(qū)動電子器件12和電連接14。該電極10可以電連接到該電激活元件用于給其施加電能。參照圖3A，至少一個電極可以形成符合該第一膜層8a的表面起伏衍射圖案20的起伏圖案。再次參照圖5A、圖5B、圖5C和圖5D，電極可以包括多個同心電極環(huán)。當電極施加電能給具有如此環(huán)的該電激活元件時，因此該元件可以提供有衍射的光學特性。在本發(fā)明中，電極可以在小于大約一(1)秒內(nèi)被開啟或關閉。該電極可以由諸如鋁的導電的或金屬材料、諸如氧化銦錫(ITO)的光學透明材料、諸如聚(3，4_乙撐二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸鹽)(PED0T:PSS)的導電有機材料和/或碳納米管構(gòu)成。電極可以涂覆和包圍液晶材料。該透明材料可以包括如銀或鋁的金屬細跡線以增加導電性。如本文所描述的，電能可以跨接該透明電極被施加用于改變電激活透鏡光學特性。電極層的厚度可以是，例如，小于1 m，但是優(yōu)選地是小于0. 1 ？ m。該控制器和/或驅(qū)動電子器件12、電源16、記憶金屬材料28和其它電子部件可以通過電連接14連接到電極。電連接可以包括小的電線或跡線，其還可以是透明的。電極和電連接可以是柔性的。參照圖5B和圖5D，該電激活透鏡可以包括電連接到電激活元件的動能驅(qū)動器 (kinetic energy) 50用于轉(zhuǎn)換眼睛的運動成為電能以給電激活元件提供電能。該動能驅(qū)動器可以包括一個導電體和位于該驅(qū)動器中的多個永磁體。當該導體相對于通過該永磁體產(chǎn)生的磁場而移動時，電能被產(chǎn)生。這樣的驅(qū)動器在本領域是熟知的，并且通常用于非電池動力的腕表。例如，象快速眼動(REM)的眼睛運動可以使該電源沈(如，在睡覺和/或醒來周期期間)充電。參照圖5A和圖5B，該電激活透鏡可以包括壓電膜層48用于產(chǎn)生電能。該壓電膜層可以適用于連接該電激活透鏡到眼結(jié)構(gòu)。該壓電膜層的張力可以通過眼睛的運動而改變。該膜層可以將張力的改變換能為電能。例如，當該壓電膜層可以附到睫狀體、虹膜、接近或在瞳孔上，并且當瞳孔放大和/或縮小時，該壓電膜層將被拉伸和松弛，由此產(chǎn)生電能。參照圖5A和圖5C，電能可以采用傳感器件32的光伏電池而產(chǎn)生。該光伏電池轉(zhuǎn)換太陽能成為電能在本領域是已知的。該光伏電池可以適用于利用1.5 ？ m紅外激光源 (未示出，例如置于電激活透鏡外部)充電。該激光器可以，例如，被安裝在當使用者佩戴時適合再對電源充電的一副眼鏡上。在這些實施例的每一個中，產(chǎn)生的電能可以存儲在該電源沈中。該電源可以包括電池，如薄膜電池，其可以是可再充電的和/或柔性的。該薄膜電池可以通過遠程充電進行感應充電。在一個實施例中，當這樣電激活透鏡的使用者睡覺時，感應式啟用的枕墊(未示出)提供感應充電。在一個實施例中，該記憶金屬材料觀可以用于使該電激活透鏡偏置向展開狀態(tài)。在另一個實施例中，該記憶金屬材料可以用于接收來自電激活透鏡外部的源的控制信號。該控制器12可以采用該控制信號以調(diào)制施加到該電激活元件的電能。該記憶金屬材料可以電連接到該控制器和該電激活元件。例如，該記憶金屬材料可以用作天線、電容器、感應線圈或類似物使用。在另一個實施例中，該記憶金屬材料可以用于給電源沈充電。該記憶材料可以形成線圈和/或天線，并且可以適用于利用從該電激活透鏡外部的器件無線傳輸?shù)碾娔芙o電源感應充電。又在另一個實施例中，該記憶金屬材料可以用于程序化和/或重新程序化該控制器和/或驅(qū)動電子器件。該記憶金屬材料可以由，例如，鈦-鈀-鎳、鎳-鈦-銅、金-鎘、鐵-鋅-銅-鋁、 鈦-鈮-鋁、鉿-鈦-鎳、鎳-鈦-銅、金-鎘、鐵-鋅-銅-鋁、鎳-鈦和/或鐵-錳-硅， 或其任何組合。再次參照圖5A和圖5C，該電激活透鏡可以包括傳感器件32用于探測感官信息。 該傳感器件可以包括，例如，以下器件中的一個或更多個光伏或UV敏感光電池、傾斜開關、光傳感器、被動式測距器件、飛行時間測距器件、眼睛追蹤器、探測使用者可能在觀看哪里的景觀探測器、加速計、接近開關、物理開關、手控超馳控制、當使用者觸摸鼻梁等類似時切換的電容性開關或類似物。該傳感器件可以包括兩個或更多的光電探測器陣列且調(diào)焦透鏡放置在每個陣列上用于測量距離。差異之和算法可以用以確定哪個陣列具有最高對比率，用于確定物體離該電激活透鏡而被放置的距離。該傳感器件可以包括用于探測距離的測距器以調(diào)整該電激活透鏡的焦距，和/或用于探測周圍的和/或入射到該電激活透鏡的光的太陽能電池。在圖6中所示的示例，該傳感器件可以包括適用于探測頭傾斜或眼睛協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動 (encyclorotation)的微機電系統(tǒng)(MEMQ陀螺儀。此外，該傳感器件可以包括定時機構(gòu)，其可以用在與該陀螺儀組合用于區(qū)別被觀看到的距離變化和彎過或其它運動的影響。響應于該探測，該傳感器件可以觸發(fā)電激活透鏡的前述元件中的一個或多個的激活和/或去激活，例如，通過改變施加到其上的電能。該傳感器件可以直接或間接地耦合到電子器件和/或電連接，用于電驅(qū)動電極。在一個實施例中，該傳感器件可以探測使用者觀看所在的調(diào)焦距離，并且可以相應地變化或保持該電激活元件的屈光力。在一個示例中，如果該傳感器件探測使用者正在聚焦在近距離范圍內(nèi)，該元件的屈光力可以進行變化以使該電激活透鏡提供用于近距離觀看的修正。在本發(fā)明中，該電激活透鏡可以進一步包括過超馳遠程開關(未示出)以手動超馳和轉(zhuǎn)換電激活透鏡的光學狀態(tài)。例如，該遠程開關可以激活、去激活或設定期望的屈光力。當該遠程開關被激活時，遠程開關信號可以通過由記憶金屬材料觀形成的天線發(fā)送到電激活透鏡。再次參照圖5C和圖5D，該電激活透鏡可以包括用于允許身體產(chǎn)生的營養(yǎng)和細胞廢棄產(chǎn)物經(jīng)過該電激活透鏡的開口 34。這些開口可以是允許基于材料分子尺寸的材料通過其而經(jīng)過的半透膜。開口和/或微孔可以是鉆的、機械加工的或貼印的。通常地，開口和微孔可以位于該電激活透鏡的無電的或否則非要害區(qū)域，例如在其中電極不伸出或施加電能的瞳孔軸附近。對于非電激活角膜嵌體這樣的開口在本領域是已知的。圖7A和圖7B中每個示出具有軸線A的柔性電激活透鏡2的正視圖，和在軸線A 獲得的柔性電激活透鏡2的橫截面圖AA。該電激活透鏡包括柔性膜層4和嵌入在該膜層中的電激活元件6。圖7A包括設置在柔性膜層和電激活元件之間的封套36。因此，該元件由該封套包圍，該封套又由柔性外殼依次包圍。該封套可以是由，例如親水丙烯酸材料構(gòu)成的防水保護屏障。在一個實施例中，該柔性外殼可以由，例如硅酮或疏水丙烯酸材料構(gòu)成。通常地，親水丙烯酸材料具有相對低的折射率和適中硬質(zhì)。通常地，疏水丙烯酸材料具有相對較高的折射率和是柔性。該外殼4可以由半透膜構(gòu)成。該外殼可以涂敷有與眼睛中解剖物體可生物相容性材料。生物相容性材料可包括，例如，聚偏氟乙烯(polyvinyldene fluoride)或非水凝膠微孑L全氟乙醚(non-hydrogel microporous perflouroether) 該夕卜殼可以選擇性地涂婁女有密封物以阻止或延緩材料從電激活透鏡滲透出。該柔性外殼4可以是半滲透襯底。該液晶電激活元件和關聯(lián)的電子器件可以被密閉地密封，用于阻止隨時間滲透出而進入眼睛中。再次參照圖5A和圖5B，如本領域已知的，該電激活透鏡可以包括觸覺件30用于使透鏡穩(wěn)定在眼睛中的期望位置。該觸覺件還可以包括天線和/或再充電回路用于接收來自電激活透鏡外部器件的控制信號。該電激活透鏡可以包括眼內(nèi)透鏡，其可以被移植以最大可能對中(centration) (透鏡的中心軸與眼睛的中心軸或瞳孔軸共線)以提供最好的光學效果。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，該電激活透鏡或容置該電激活透鏡的囊袋應該被直接移植在瞳孔后面以最大可能對中。該觸覺件30可以用以使在該囊袋內(nèi)的電激活透鏡居中。備選地，該觸覺件可以直接附到眼睛例如睫狀肌上，延伸到該囊袋外部。因為在眼睛中的不對稱解剖學，該電激活透鏡可以被移植成與瞳孔軸偏心。附加的偏心可以在囊袋中找到(如，在囊袋中心軸與在插入其中的電激活透鏡的中心軸的方向偏離)并且發(fā)現(xiàn)有方向偏離的瞳孔(具有曲形或方向偏離的瞳孔軸)。眼睛通常對適中量的偏心是容忍的。因為解剖學不對稱，天然和未改變的眼睛可以具有大約0. 1或0. 2mm的偏心。該電激活透鏡可以優(yōu)選地適應至少Imm的偏心。該電激活透鏡可以被移植在已經(jīng)具有現(xiàn)有透鏡移植物的眼睛中，用于矯正現(xiàn)有透鏡移植物(未示出)提供的光學機能障礙。這個技術(shù)可以被稱作“背負式(piggyback)” 透鏡移植。該電激活透鏡可以被移植在現(xiàn)有透鏡移植物的前方(如，更靠近眼睛的裸露表面)，例如進入在睫狀體溝中的較后面的房體中。在另一個實施例中，該電激活透鏡可以被移植在現(xiàn)有透鏡移植物后方(如，距眼睛的裸露表面較遠的)。在以上任意實施例中，電激活透鏡可以用在與另一個的組合中，例如與固定的晶狀體組合。透鏡可以置于睫狀體溝的前或后房。當本文描述的實施例被用作接觸透鏡，該透鏡可以包括處于或接近透鏡外緣的附加柔軟親水裙邊(skirt)用于穩(wěn)定透鏡在期望的居中位置。該接觸透鏡可以進一步通過具有重力取向區(qū)域或截斷的附加表面而穩(wěn)定化。該接觸透鏡可以通過接觸透鏡盒(未示出) 進行感應充電，例如，當該透鏡位于在該盒中時。該接觸透鏡的傳感器件32 (如，光探測器) 可以被設置在接觸透鏡表面或所附的裙邊中或上，位于與瞳孔軸相間隔的位置以不干擾佩戴者的視覺。在一個實施例中，配合參數(shù)和/或部件的尺寸可以根據(jù)解剖需要和/或使用者的偏好而定制。圖8A、圖8B和圖8C，每個示出具有在不同瞳孔尺寸的眼睛38中的電激活透鏡2 的放置。圖8A示出具有相對大尺寸的擴張的瞳孔。圖8B示出具有相對適中尺寸的瞳孔。 圖8C示出具有相對小尺寸的瞳孔。圖8A、圖8B和圖8C，每個示出在眼睛中瞳孔40、虹膜 42、角膜緣(limbus)44和鞏膜(scelera)46的相對位置。該電激活透鏡可以包括柔性外殼 4和電激活元件6。當瞳孔的尺寸減小時，該透鏡覆蓋增加百分比的瞳孔40或眼睛的孔徑。在以上任意實施例中，可以采用液晶材料。液晶包括聚集狀態(tài)，其是介于在結(jié)晶固體和非晶液體之間。許多液晶由棒狀分子構(gòu)成，并且大體上被分類為向列型、膽留型和近晶型。該電激活透鏡可以用以矯正包括老花、近視、遠視、散光和較高階像差的眼睛的折
射誤差。當在本文使用時，近視距可以描述距觀看點從18英寸直到大約12英寸的距離；中間視距可以描述從大于18英寸到四英寸的距離；和遠視距可以描述自一個人的臉大于大約四英寸的距離。盡管關于有限個實施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是將認識到可以做出本發(fā)明的許多變化、修改和其它應用。熟悉本領域的人將認識到所附權(quán)利要求旨在覆蓋所有如落在本發(fā)明真實精神中的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種眼內(nèi)透鏡，包括 電激活元件，以及多個光傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述光傳感器包括光電探測器陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透鏡，其中所述光傳感器包括在每個光電探測器陣列上的調(diào)焦透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透鏡，其中所述透鏡被配置為使用在每個光電探測器陣列上的調(diào)焦透鏡測量距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的透鏡，其中所述透鏡被配置為使用差異之和算法測量所述距離，以確定哪個光電探測器陣列具有最高的對比率以便確定物體離該電激活透鏡而被放置的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述電激活元件包括液晶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述電激活元件具有可變的折射率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其中所述光傳感器是光電探測器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，還包括至少一個觸覺件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，還包括耦合到所述電激活元件的電源。
全文摘要
一種透鏡，其包括具有固定折射率的柔性折射光學鏡、嵌入在該柔性折射光學鏡中且具有可變的折射率的電激活元件和電連接到該電激活元件的控制器，其中，當提供給其電能時，該電激活元件的折射率被改變。
文檔編號A61F2/16GK102411220SQ20111040524
公開日2012年4月11日 申請日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者J·N·哈多克, J·亨克勒, R·D·布盧姆, W·科科納斯基 申請人:E-視覺有限公司