Настраиваемые контактные линзы, заполненные жидкостью
Настраиваемая контактная линза, заполненная жидкостью содержит переднюю и заднюю поверхности; расположенную между ними линзовую камеру, содержащую переднюю мембрану, прикрепленную к задней мембране, резервуар, сообщающийся с линзовой камерой; исполнительный элемент для передачи жидкости между линзовой камерой и резервуаром; датчик для считывания движения от пользователя и передачи сигнала управления и обрабатывающий элемент для приведения в действие исполнительного элемента при получении сигнала управления от датчика. Передняя и задняя поверхности линзы сконфигурированы для нейтрализации астигматизма, создаваемого деформацией линзовой камеры. Передача жидкости изменяет оптическую силу линзы путем изменения кривизны передней мембраны, что приводит к изменению кривизны передней поверхности линзы. Резервуар и исполнительный элемент размещены внутри линзы. Технический результат - возможность настраивать линзу непрерывно в желаемом диапазоне оптической силы. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Осуществления настоящего изобретения относится к линзам, заполненным жидкостью и, в частности, к настраиваемым контактным линзам, заполненным жидкостью.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основные жидкие линзы были известны по крайней мере с 1958 г., как описано в патенте США №2,836,101, целиком введенном здесь ссылкой. Более поздние примеры могут быть найдены в статье Tang′a et al. "Dynamically Reconfigurable Fluid Core Fluid Cladding Lens in a Microfluidic Channel" ("Плакированные жидкие линзы с динамически реконфигурируемым жидким ядром в микроструйном канале"), Lab Chip, 2008 г., т. 8, стр. 395, и в Международной публикации патентных заявок № WO 2008/063442, каждый из которых целиком введен здесь ссылкой. Применения этих жидких линз были ориентированы на фотонику, технологию цифровых телефонов и камер, а также на микроэлектронику.
Жидкие линзы были предложены также для офтальмологических применений (см., например, Патент США №7,085,065, который целиком введен здесь ссылкой). Регулировка оптической силы жидких линз осуществлялась инжекцией дополнительной жидкости внутрь полости линзы электросмачиванием, использованием ультразвукового импульса и использованием сил разбухания в полимере с межмолекулярными связями при введении в него такого агента разбухания, как вода.
Во всех случаях преимущества жидких линз, такие как широкий динамический диапазон, способность предоставлять адаптивную коррекцию, робастность и низкая стоимость, должны быть сбалансированы с ограничениями по размеру апертуры, возможностями утечки и согласованности в характеристиках. Например, патент ′065 раскрывает несколько улучшений и примеров осуществления, направленных на эффективную герметизацию жидкости в жидкой линзе, которая будет использоваться в офтальмологии, хотя и не ограничиваться этим применением (см., например, Патент США №6,618,208, который целиком введен здесь ссылкой).
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагается настраиваемая контактная линза, заполненная жидкостью. В примере контактной линзы, содержащей: переднюю поверхность и заднюю поверхность, линзовую камеру, расположенную между передней поверхностью и задней поверхностью линзы, при этом линзовая камера содержит переднюю мембрану, прикрепленную к задней мембране; линзовая камера сконфигурирована для размещения на зрачке глаза пользователя, носящего контактную линзу, при этом передняя поверхность и задняя поверхность линзы сконфигурированы для нейтрализации астигматизма, создаваемого деформацией линзовой камеры, настраиваемая контактная линза, размещена перед зрачком пользователя; резервуар, сообщающийся с линзовой камерой; исполнительный элемент, сконфигурированный для передачи жидкости туда и обратно между линзовой камерой и резервуаром, при этом настаиваемая контактная линза, сконфигурирована так, что передача жидкости вызывает изменение оптической силы настраиваемой контактной линзы, путем изменения кривизны передней мембраны линзовой камеры, что приводит к изменению кривизны передней поверхности настраиваемой контактной линзы; резервуар и исполнительный элемент размещены внутри настраиваемой контактной линзы; датчик, сконфигурированный для считывания движения от пользователя и передачи сигнала управления, когда пользователем совершается заранее заданное движение; и обрабатывающий элемент, сконфигурированный для приведения в действие исполнительного элемента при получении сигнала управления от датчика.
Контактная линза может содержать датчик давления для считывания моргания пользователя, носящего контактную линзу, а заранее заданным движением может быть заранее заданная конфигурация моргания, считанная этим датчиком. Контактная линза может в дополнительном или альтернативном варианте содержать микроакселерометр, сконфигурированный для считывания движения глазного яблока пользователя, а заранее заданным движением может быть заранее заданное движение глазного яблока пользователя, измеренное микроакселерометром. Контактная линза может в дополнительном или альтернативном варианте содержать датчик, сконфигурированный для считывания движения бровей пользователя, а заранее заданным движением может быть заранее заданное движение бровей пользователя, измеренное датчиком.
Другие примеры осуществления, особенности и преимущества настоящего изобретения, а также структура и функционирование различных примеров осуществления настоящего изобретения подробно описаны ниже со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые фигуры чертежей, которые введены здесь и образуют часть спецификации, иллюстрируют настоящее изобретение и, совместно с описанием, служат также для объяснения принципов изобретения и дают возможность специалистам в соответствующей области техники реализовывать и использовать изобретение.
Фиг. 1 иллюстрирует вид спереди одного примера осуществления настраиваемой контактной линзы, заполненной жидкостью.
Фиг. 2 иллюстрирует вид сбоку контактной линзы по Фиг. 1.
Фиг. 3 иллюстрирует вид спереди другого примера осуществления настраиваемой контактной линзы, заполненной жидкостью.
Фиг. 4 иллюстрирует вид сбоку контактной линзы по Фиг. 3.
Примеры осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Хотя здесь обсуждаются определенные конфигурации и компоновки, следует понимать, что это делается только в иллюстративных целях. Специалисты в соответствующей области техники понимают, что могут быть использованы и другие конфигурации и компоновки, без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Специалистам в соответствующей области техники будет очевидно, что это изобретение может быть использовано также в различных других применениях.
Заметим, что ссылки в описании изобретения на "одно осуществление", "осуществление", "пример осуществления" и прочее указывают на то, что описанное осуществление может содержать определенную особенность, структуру или характеристику, но каждое осуществление может и не содержать с необходимостью определенную особенность, структуру или характеристику. Более того, такие фразы не относятся с необходимостью к одному и тому же осуществлению. Кроме того, когда описывается определенная особенность, структура или характеристика во взаимосвязи с одним примером осуществления, любому специалисту в этой области техники будет понятно влияние такой особенности, структуры или характеристики во взаимосвязи с другими примерами осуществления, явно или неявно описанными.
Многие индивиды для улучшения своего зрения полагаются на очки, контактные линзы и тому подобное. Настраиваемые линзы, заполненные жидкостью, имеют несколько преимуществ перед традиционными приборами с линзами, имеющими фиксированную оптическую силу.
В некоторых примерах осуществления линза, заполненная жидкостью, может настраиваться носителем линзы непрерывно в желаемом диапазоне оптической силы. Это дает пользователю возможность настраивать оптическую силу в точном соответствии с ошибкой преломления при определенном расстоянии до объекта и в определенной световой обстановке, чтобы компенсировать изменение естественной глубины фокусировки глаза, которая зависит от размера зрачка носителя линзы. В некоторых примерах осуществления линзы, заполненные жидкостью, могут в альтернативном или дополнительном варианте быть использованы для создания увеличения изображения, выходящего за пределы физиологического диапазона зрения человека.
Некоторые индивиды носят очки или контактные линзы, имеющие раздельные линзовые области, которые обладают различающимися оптическими свойствами. Например, первая область может корректировать близорукость, в то время как вторая область может корректировать дальнозоркость. В альтернативном варианте, одна из областей или обе области могут предоставлять небольшую или отсутствующую оптическую коррекцию. Примерами таких мультифокальных линз являются традиционные бифокальные и трифокальные линзы, которые часто разделены видимой линией на отдельные области. Другой тип мультифокальной линзы известен как прогрессивная линза. В этой линзе различные области разделены постепенным изменением оптических свойств. Пользователи часто жалуются, что этим мультифокальным или прогрессивным линзам присущи такие недостатки, как искажения, скачки изображений и/или ограниченные оптические зоны.
На Фиг. 1 и Фиг. 2 иллюстрируется соответственно вид спереди и вид сбоку контактной линзы 10, в соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения. Контактная линза 10 включает переднюю поверхность 12 и заднюю поверхность 14, и содержит линзовый модуль, заполненный жидкостью, 16, который расположен между передней и задней поверхностями 12, 14. Линзовый модуль, заполненный жидкостью, 16 содержит линзовую камеру 18, подсоединенную к резервуару 20 с возможностью передачи жидкости. Линзовая камера 18 содержит переднюю мембрану 22, сообщающуюся с задней мембраной 24 через отверстие 26, ведущее к резервуару 20. Для изменения оптической силы линзового модуля, заполненного жидкостью, 16 исполнительный элемент 28 управляет резервуаром 20 для передачи жидкости между линзовой камерой 18 и резервуаром 20, создающей тем самым изменение формы передней и задней мембран 22, 24. На Фиг. 1 линзовая камера 18 определяет оптическую зону 30, сконфигурированную так, что предоставляет пользователю отчетливое и неискаженное зрение. В этом примере осуществления оптическая зона 30 имеет приблизительно тот же самый размер, что и линзовая камера 18. В других примерах осуществления оптическая зона 30 может, при желании, быть больше или меньше, чем линзовая камера 18.
В одном примере осуществления полный объем жидкости в линзовом модуле 16 составляет приблизительно 5×10-5 см3, при объеме жидкости в самой линзовой камере 18 приблизительно равном 0.14 мм3, или 1.4×10-5 см3. В одном примере осуществления дополнительная жидкость, требуемая для увеличения оптической силы в линзовой камере 18 на 3.0 диоптрии, составляет 1.4×10-5 см3.
В одном примере осуществления, когда жидкость поступает внутрь или выходит из линзовой камеры 18, кривизна передней мембраны 22 изменяется между оптической силой, соответствующей удаленной фокусировке, и оптической силой, соответствующей ближней фокусировке. В некоторых примерах осуществления передняя мембрана 22 деформирует также переднюю поверхность 12 контактной линзы 10, что приводит к большей кривизне передней поверхности 12, что может давать в результате повышение величины оптической силы. В других примерах осуществления передняя поверхность 12 не деформируется, когда одна или обе мембраны 22, 24 раздуваются или сдуваются. В одном примере осуществления раздутая мембрана имеет асферическую форму с отрицательной сферической аберрацией, что может быть полезно для индивидов, страдающих от близорукости. В одном примере осуществления пиковая выпуклость при максимальном раздувании не создает существенного увеличения давления на роговицу глаза индивида. Например, в одном таком примере осуществления максимальное раздувание может составлять около 3 микрон на диоптрию для оптики диаметром 3.5 мм.
В одном примере осуществления деформация линзовой камеры 18 может создавать несферическую деформацию. Для нейтрализации этого передняя и/или задняя поверхности 12, 14 контактной линзы 10 может быть асферической, чтобы корректировать любой астигматизм, создаваемый этой деформацией. Например, в одном примере осуществления передняя поверхность 12 может нейтрализовать астигматизм, создаваемый деформацией, в то время как в другом примере осуществления деформацию нейтрализует задняя поверхность 14. Дополнительно или альтернативно, толщина одной или обеих передней и задней мембран 22, 24 может иметь такой профиль, чтобы воздействовать на сферическую деформацию мембраны, когда она раздувается. Например, в одном примере осуществления передняя мембрана 22 содержит вставленную часть, которая является более гибкой, чем другие части передней мембраны 22, так что перенос жидкости между линзовой камерой 18 и резервуаром 20 приводит к тому, что форма вставленной части изменяется сферическим образом, без существенных изменений частей передней мембраны 22, отличных от вставленных частей.
Как показано на Фиг. 1, оптическая зона 30 расположена в середине контактной линзы 10, и рассчитана так, чтобы ее центр приходился на пупиллярный центр глаза пользователя. Диаметр оптической зоны 30 может находиться в диапазоне 3-6 мм, с тем чтобы соответствовать размеру зрачка пользователя. В одном примере осуществления диаметр оптической зоны 30 составляет 3.5 мм. Однако оптическая зона 30 может, при желании, быть существенно меньше или больше, чем зрачок пользователя. На Фиг. 1 контактная линза 10, линзовая камера 18 и оптическая зона 30 имеют круглую форму, однако один или более из этих компонентов могут быть любой другой подходящей формы, такой как эллиптическая или овальная форма. В качестве одного из примеров, некоторые пользователи могут пожелать, чтобы оптическая зона имела больший горизонтальный диапазон. Внешняя граница 32 линзовой камеры 18, соответствующей оптической зоне 30 в примере осуществления по Фиг. 1, может быть гладко сопряжена с контактной линзой 10, так что будет устранена возможность скачка изображения или искажения воспринимаемого изображения. В некоторых примерах осуществления зона перехода составляет по ширине приблизительно 2 мм-3 мм. В некоторых примерах осуществления зона перехода составляет по длине 1 мм-5 мм. Длина зоны перехода может быть определена градиентом оптической силы внутри этой зоны, поскольку визуальное качество этой зоны является менее важным, по сравнению с оптической зоной 30. Поскольку резервуар 20 расположен вне оптической зоны 30 и, тем самым, за пределами поля зрения пользователя, то жидкость, содержащаяся в резервуаре 20, в действительности не влияет на зрение пользователя.
В одном примере осуществления передняя мембрана 22 и задняя мембрана 24 выполнены из одного сплошного фрагмента материала мембраны. В других примерах осуществления мембраны могут быть отдельными фрагментами, герметично соединенными между собой вдоль одного или более краев. Например, передняя мембрана 22 и задняя мембрана 24 могут быть герметически соединены между собой по их внешней границе 32. В соединении у резервуара 20 имеется отверстие 26, которое позволяет жидкости перетекать между линзовой камерой 18 и резервуаром 20. Резервуар 20, показанный на Фиг. 1, является, в основном, прямоугольным и проходит в радиальном направлении в сторону от оптической зоны 30. Однако резервуар 20 может быть квадратным, круглым, эллиптическим, треугольным или иметь любую другую подходящую форму. В некоторых примерах осуществления резервуар 20 проходит только частично в радиальном направлении. Например, в некоторых примерах осуществления резервуар 20 имеет, в основном, L-образную форму, где часть резервуара проходит концентрично с внешней границей 32 оптической зоны 30.
В одном примере осуществления передняя мембрана 22 и задняя мембрана 24 имеют, в основном, одинаковую форму и размеры. В одном примере осуществления, как передняя мембрана 22, так и задняя мембрана 24 являются гибкими пластинками. В других примерах осуществления только одна из передней и задней мембран, 22 и 24, является гибкой. Передняя и задняя мембраны 22, 24 сконфигурированы так, чтобы образовывать оболочку жидкости между двумя мембранами. Эти две мембраны могут быть соединены между собой любым подходящим способом, таким как склеивание, ультразвуковая сварка или любой подобный процесс. Мембраны 22 и 24 могут быть герметически подсоединены к контактной линзе 10 любым известным способом, таким как термосваривание, клеевое соединение или лазерная сварка. Мембраны 22 и 24 могут быть, по меньшей мере частично, прикреплены к опорному элементу, который, в свою очередь, прикреплен к контактной линзе 10. Мембраны 22 и 24, когда они герметически соединены, могут быть, в основном, плоскими, но могут быть термически сформованы до определенной кривизны или сферической геометрии.
В определенных примерах осуществления мембраны 22 и 24 сами по себе не имеют ограничений по своим оптическим свойствам. В других примерах осуществления мембраны 22 и 24 имеют ограничения по своим оптическим свойствам, например, по показателю преломления, которые соответствуют оптическим свойствам жидкости внутри модуля линзы 16.
Выбор материалов для каждого из компонентов в примерах осуществления контактной линзы, описанной здесь, может быть определен требованиями механических свойств, температурной чувствительностью, оптическими свойствами, такими как дисперсия, свойствами формуемости или любыми другими факторами, очевидными рядовому специалисту в этой области техники. В одном примере осуществления толщина мембран может находиться в диапазоне от 3 микрон до 10 микрон, или иметь любую другую подходящую толщину. Мембраны могут быть выполнены из гибкого, прозрачного, водонепроницаемого материала, такого, например, но без ограничений, как прозрачные и упругие полиолефины, полициклоалифатики, простые полиэфиры, сложные полиэфиры, полиимиды и полиуретаны, например, пленки поливинилиденхлорида. Другими полимерами, подходящими для использования в качестве материалов мембран являются, например, но без ограничений, полисульфоны, полиуретаны, политиоуретаны, полиэтилентерефталат, полимеры циклоолефинов и алифатических или алициклических простых эфиров. Мембраны, описанные здесь, могут быть выполнены из биосовместимого непроницаемого материала, такого как циклоалифатический углеводород. Передняя и задняя мембраны 22, 24 могут быть выполнены из одного и того же или из различных материалов.
Резервуар также может быть выполнен из гибкого, прозрачного, водонепроницаемого материала. В одном примере осуществления резервуар и мембрана выполнены из одинакового материала. В других примерах осуществления резервуар и мембрана являются различными материалами. Например, но без ограничений, резервуар может быть выполнен из поливиниледендифторида, такого как термообжатый VITON(R), поставляемый компанией DuPont Performance Elastomers LLC, Уилмингтон, Делавэр, DERAY-KYF 190, производимый DSG-CANUSA, Мекленхайм, Германия (гибкий), RW-175, производимый компанией Tyco Electronics Corp., Беруин, Пенсильвания (ранее Raychem Corp.) (полужесткий) или из любого другого подходящего материала. Дополнительные примеры осуществления резервуара описаны в Публикации США №2011-0102735, которая целиком введена здесь ссылкой.
В некоторых примерах осуществления передняя поверхность 12 контактной линзы 10 является сферической и может иметь одинаковую кривизну по всей целиком поверхности. В одном примере осуществления задняя поверхность 14 является асферической и имеет более сложную переднюю поверхность, кривизна которой постепенно изменяется от центра линзы к ее границе, с тем чтобы обеспечивать более тонкий профиль и желаемую величину оптической силы в функции угла взгляда, при этом угол взгляда определяется здесь как угол, образованный между действительной линией взгляда и главной осью линзы, содержащей жидкость.
В одном примере осуществления передняя поверхность 12 имеет форму мениска, то есть, является выпуклой на передней стороне и вогнутой на задней стороне. Таким образом, как передняя, так и задняя поверхности 12, 14 искривлены в одном и том же направлении. Задняя поверхность 14 может быть более толстой в центре и более тонкой на границе, то есть, радиус кривизны передней поверхности 12 является меньше, чем радиус кривизны задней поверхности 14.
В одном примере осуществления контактная линза 10 выполнена из материала традиционной мягкой контактной линзы, такого как структурированный полимер силиконового гидрогеля, имеющего показатель преломления от 1.42 до 1.46. В альтернативном варианте контактная линза 10 может быть жесткой оптической линзой, выполненной из стекла, пластмассы или любого другого подходящего материала. Некоторыми подходящими материалами являются, например, но без ограничений, карбоната диэтилгликоль бисалил (DEG-BAC), поли(метилметакрилат) (РММА) и комплекс полимочевины, поликарбонат бисфенола A или CR-39 (карбоната диэтиленгликоль бисалил). Контактная линза 10 может быть выполнена из прочного к удару полимера и может иметь прочное к царапанью покрытие или антиотражающее покрытие.
Жидкость, используемая в жидкой линзе, может быть бесцветной жидкостью; однако в других примерах осуществления используется жидкость, которая является окрашенной, что зависит от применения. Одним из примеров жидкости, которая может быть использована, является жидкость, производимая компанией Dow Corning, г. Мидленд, Мичиган, под торговым наименованием "масло диффузионных насосов", которое обычно называется как "кремнийорганическое масло". В некоторых примерах осуществления жидкостью может быть алифатический полисилоксан, имеющий показатель преломления, согласующийся с материалом контактной линзы.
Как описано выше, контактная линза 10 содержит исполнительный элемент 28, который при работе сжимает резервуар 20 для передачи жидкости между резервуаром 20 и оптической зоной 30, что приводит к деформации линзовой камеры 18. В одном примере осуществления исполнительный элемент 28 является пьезоэлектрическим исполнительным элементом. Например, исполнительный элемент 28 может содержать пьезоэлектрический материал, сконфигурированный так, что он деформируется, когда к этому материалу прикладывается электрическое напряжение. В одном примере осуществления пьезоэлектрический материал содержит прикрепленные к нему прозрачные электроды. В одном примере осуществления исполнительный элемент 28 соударяется с резервуаром 20 и может перемещаться в противоположных направлениях, главным образом, поперек резервуара 20. Перемещение исполнительного элемента 28 по направлению к резервуару 20 повышает давление внутри резервуара 20, а перемещение исполнительного элемента 28 по направлению от резервуара 20 понижает давление внутри резервуара 20. В одном примере осуществления пьезоэлектрический исполнительный элемент 28 не заметен пользователю, носящему контактную линзу 10.
Примерами подходящих пьезоэлектрических материалов являются пьезоэлектрические вещества, такие как титанат бария, сегнетова соль, горный хрусталь, турмалин, дигидрогенфосфат калия (KDP), дигидрогенфосфат аммония (ADP) и ниобат лития, поликристаллы пьезоэлектрических веществ, кристаллы пьезоэлектрических веществ, пьезоэлектрическая керамика, содержащая твердый раствор PbZrO3 и PbTiO3, органические пьезоэлектрические вещества, например, поливинилиденфторид (PVDF), и другие ферроэлектрические материалы.
Электроэнергия может подаваться на исполнительный элемент 28 от конденсатора 38. Конденсатор 38 может быть любым конденсатором, удобным для реализации в небольшом оптическом компоненте, таким как суперконденсатор, использующий углеродные нанотрубки с ионными присадками. Могут быть использованы и другие подходящие конденсаторы. В одном примере осуществления пользователь, носящий контактную линзу 10, не может замечать эти компоненты.
Электроэнергия может подаваться на конденсатор 38 целым рядом различных путей. Например, может быть получена энергия от морганий глаз пользователя с использованием датчика давления 34. Датчик давления 34 может быть, например, пьезоэлектрическим компонентом, который преобразует силу давления при моргании в электричество, которое затем накапливается в конденсаторе 38. В альтернативном варианте или дополнительно может быть применен термоэлектрический генератор 36, чтобы генерировать энергию для исполнительного элемента использованием явления Зеебека, позволяющего получать электроэнергию от температурного градиента по контактной линзе. В другом примере электроэнергия может подаваться на конденсатор 38 беспроводной индукцией от внешнего источника.
Для некоторых примеров осуществления требование по электрической мощности, обеспечивающей линзовый модуль 16, оценивается величиной менее чем 10 микроватт. В некоторых примерах осуществления каждый компонент может обеспечиваться энергией от единственного источника питания. В других примерах осуществления компоненты могут, при желании, иметь раздельные источники питания. Более того, различные компоненты могут быть размещены внутри одного блока. В некоторых примерах осуществления компоненты могут быть размещены раздельно так, чтобы они были распределены по всему линзовому модулю.
Электрический потенциал, накопленный в конденсаторе 38, может быть использован исполнительным элементом 28 для изменения оптической силы линзового модуля 16. Воздействием пользователя может запускаться срабатывание исполнительного элемента 28. Например, контактная линза 10 может содержать датчик такой, чтобы считывать движение от пользователя, носящего контактную линзу. Когда пользователем выполняется и считывается датчиком заранее заданное движение, то датчик может пересылать сигнал управления на обрабатывающий элемент (описанный ниже). При получении сигнала управления обрабатывающий элемент приводит в действие исполнительный элемент 28.
В одном примере осуществления это заранее заданное движение является заранее заданной конфигурацией моргания, а датчик давления (описанный ниже) сконфигурирован так, чтобы считывать моргания пользователя, носящего контактную линзу. Например, в качестве сигнала на изменение оптической силы может быть использовано двукратное или трехкратное моргание.
В других примерах осуществления заранее заданным движением является движение глазного яблока пользователя в определенной конфигурации, а микроакселерометр сконфигурирован так, чтобы обнаруживать эти движения глазного яблока. Например, контактная линза 10 может содержать датчик угла и может, например, быть расположена так, что когда пользователь смотрит вниз, то линзовый модуль 16 настраивается для фокусировки на ближний объект, а когда пользователь рассматривает что-то по горизонтали, то линзовый модуль 16 может быть настроен так, чтобы фокусироваться на дальнем объекте. В некоторых примерах осуществления оптическая сила может быть изменена пользователем движением глазных яблок или закрытием и открытием век в определенной конфигурации. В одном примере осуществления пользователь, носящий контактную линзу 10, не может замечать микроакселерометр 42.
В другом примере осуществления заранее заданным движением является заранее заданное движение бровей пользователя, а датчик давления сконфигурирован так, чтобы обнаруживать такое движение бровей пользователя. Например, три подряд пожатия бровями могут использоваться как сигнал для изменения оптической силы.
Пожатие бровей сопровождается сжатием мышц глаза, которое может быть считано пьезоэлектрическим датчиком давления, выходной сигнал которого используется для приведения в действие ячейки с жидкостью.
Для считывания сигналов с датчика (датчиков), усиления или другой обработки сигнала, а также для формирования сигнала, подающего напряжение на исполнительный элемент 28 через конденсатор 38, может быть использовать обрабатывающий элемент 40, такой как проблемно-ориентированная интегральная схема (ASIC). Обрабатывающий элемент 40 может содержать различные комбинации аналоговых или цифровых логических схем в форме дискретных компонентов или интегральных схем, аппаратных средств, программ и/или программно-аппаратных средств с управлением от компьютера или микропроцессора. Обрабатывающий элемент 40 может содержать также различные функциональные и/или структурные компоненты, такие как память, схему синхронизации, обработки и передачи данных, и принимающие структуры и устройства, необходимые для обеспечения работы линзового модуля 16. В одном примере осуществления пользователь, носящий контактную линзу 10, не может замечать этот обрабатывающий элемент.
В некотором примере осуществления линзовый модуль 16 может иметь два различных состояния такие, что оптическая сила линзы автоматически переключается из одного состояния в другое состояние каждый раз, как датчиком (датчиками) определяется заранее заданное движение. Это предоставляет пользователю возможность легко переключаться между, например, оптической силой в ближней зоне и оптической силой в дальней зоне. Эта бистабильная конфигурация может быть встроена в граничную или периферийную части мембраны. В таком случае устойчивые конфигурации могут содержать одну определенную величину резервуара 20, связанную с двумя неравными объемами, один из которых соответствует конфигурации модуля ячейки с жидкостью, требуемой для обеспечения коррекции дальнего зрения пользователя, а другая соответствует конфигурации, требуемой для обеспечения коррекции зрения пользователя вблизи. В этом примере осуществления исполнительный элемент инициирует и осуществляет перемещение резервуара из одной конфигурации объема в другую конфигурацию, но энергия для создания этого перемещения исходит из механической энергии в материале резервуара или в материале самого исполнительного элемента.
В другом примере осуществления один тип движения от пользователя указывает исполнительному элементу 28 на то, что мощность должна быть повышена на заранее заданную величину приращения.
В некотором примере осуществления, как только оптическая сила контактной линзы 10 будет настроена, исполнительный элемент 28 может быть изменен или выключен для предотвращения дальнейшей настройки оптических свойств контактной линзы 10 носителем этой линзы.
В некотором примере осуществления исполнительный элемент 28, датчик давления 34, термоэлектрический генератор 36, конденсатор 38, обрабатывающий элемент 40 и/или микроакселерометр 42, а также все необходимые соединения между ними выполняются из прозрачного из полупрозрачного материалов, с тем чтобы минимизировать их проявление на глазу пользователя, когда пользователь носит контактную линзу 10. В дополнительном или альтернативном варианте, исполнительный элемент 28, датчик давления 34, термоэлектрический генератор 36, конденсатор 38, обрабатывающий элемент 40 и/или микроакселерометр 42, а также все необходимые соединения между ними могут быть выполнены достаточно небольшими, например, из микроматериалов или наноматериалов, так что их проявление на глазу пользователя, когда пользователь носит контактную линзу 10, является для него незаметным.
Рассмотренные выше аспекты описывают различные компоненты, содержащиеся внутри различных других компонентов, или соединенные с ними. Необходимо принимать во внимание, что такие описанные архитектуры являются просто примерами, и что фактически может быть реализовано много других архитектур, которые обеспечивают такие же функциональные возможности. В концептуальном смысле любая конфигурация компонентов, предоставляющая одинаковые функциональные возможности, является эффективно "связанной", так что достигаются желаемые функциональные возможности. Следовательно, любые два приведенные здесь компонента, объединенные для получения определенных функциональных возможностей, могут рассматриваться как "связанные" между собой так, что желаемые функциональные возможности достигаются безотносительно к архитектуре или промежуточным компонентам. Аналогично, любые два компонента, сочлененные подобным образом, также могут рассматриваться как являющиеся "работоспособно соединенными", или "работоспособно связанными", между собой для достижения желаемых функциональных возможностей.
На Фиг. 3 и Фиг. 4 иллюстрируется соответственно вид спереди и вид сбоку другого примера осуществления контактной линзы 44, содержащей несколько резервуаров, которые окружают оптическую зону 46. Для простоты, контактная линза 44 показывается с меньшим числом компонентов, чем число всех компонентов, описанных выше применительно к Фиг. 1 и Фиг. 2. Однако любому специалисту в этой области техники будет понятно, что датчик и электрические компоненты, описанные выше применительно к Фиг. 1 и Фиг. 2, также могут быть введены в примеры осуществления на Фиг. 3 и Фиг. 4. Контактная линза 44 содержит первый резервуар, проходящий по направлению вниз от оптической зоны 46, и второй резервуар 50, проходящий по направлению вверх от оптической зоны 46. Такое противоположное расположение резервуаров может обеспечивать балансировку резервуаров между собой, так что контактная линза сохраняет надлежащее положение на глазу пользователя. Резервуары 48 и 50 могут быть расположены в различных конфигурациях. Например, оба резервуара могут быть расположены в нижней части контактной линзы или могут быть расположены под углом 90 градусов относительно друг друга, или под любым другим подходящим углом. В одном примере осуществления вдоль внешней границы 52 оптической зоны 46 располагается более двух резервуаров. Например, резервуары могут быть размещены в радиальных каналах, которые расположены через регулярные интервалы по внешней границе 52. В другом примере осуществления резервуары устанавливаются только вдоль верхней части оптической зоны 46.
Необходимо принять во внимание, что для интерпретации формулы изобретения предполагается использовать раздел "Подробное описание изобретения", а не разделы "Краткое изложение" и "Реферат изобретения". Разделы "Краткое изложение" и "Реферат изобретения" могут излагать один или более, но не все примеры осуществлений настоящего изобретения, как оно задумано изобретателями, и тем самым ими никоим образом не намеревается ограничивать настоящее изобретение и прилагаемую формулу изобретения. В частности, целью вышеупомянутого "Реферата изобретения" является предоставление возможности Патентному ведомству США и общественности вообще, и, в частности, ученым, инженерам и практикующим специалистам в этой области техники, которые не знакомы с патентными или юридическими терминами или фразеологией, быстро определить из беглого просмотра предмет и сущность технического раскрытия патентной заявки. Поэтому "Рефератом изобретения" никоим образом не предполагается ограничивать диапазон настоящего изобретения.
Настоящее изобретение было выше описано с помощью функциональных компоновочных блоков, иллюстрирующих реализацию заданных функций и отношений между ними. Границы этих функциональных компоновочных блоков были определены здесь произвольно для удобства описания. При условии, что надлежащим образом выполняются заданные функции и отношения между ними, могут быть определены альтернативные границы.
Вышеприведенное описание определенных примеров осуществления будет таким образом полностью раскрывать сущность изобретения, что позволяет другим специалистам использованием знаний в этой области техники легко модифицировать и/или адаптировать для различных приложений такие определенные примеры осуществления без чрезмерных экспериментов, без отклонения от общей концепции настоящего изобретения. Поэтому, базируясь на представленном здесь изучении и руководстве, предполагается, что такие адаптации и модификации будут находиться в пределах значения и диапазона эквивалентов раскрытых примеров осуществления. Следует понимать, что фразеология и терминология дана здесь с целью описания, а не ограничения, так что терминология или фразеология настоящей спецификации должна интерпретироваться квалифицированными специалистами в свете идей изобретения и руководства.
Объем и область применения настоящего изобретения не должны быть ограничены каким-либо из описанных выше примеров осуществления, но должны быть определены только в соответствии со следующими пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.
Пункты формулы изобретения в настоящей заявке отличны от пунктов родовой заявки или других родственных заявок. Поэтому Заявитель отвергает любой письменный отказ от объема притязаний, сделанного в родовой заявке или любой предшествующей заявке, в отношении рассматриваемой в данный момент заявки. Поэтому эксперту рекомендуется, чтобы любой такой предыдущий письменный отказ и материалы, используемые при экспертизе заявки, которые пришлось исключить, следовало бы пересмотреть. Далее, эксперт уведомляется также, что любой письменный отказ, сделанный в рассматриваемой заявке, не следует рассматривать как за или против родовой заявки.
1. Настраиваемая контактная линза, заполненная жидкостью, содержащая:
переднюю поверхность и заднюю поверхность;
линзовую камеру, расположенную между передней поверхностью и задней поверхностью линзы,
линзовая камера содержит переднюю мембрану, прикрепленную к задней мембране;
при этом линзовая камера сконфигурирована для размещения на зрачке глаза пользователя, носящего контактную линзу;
при этом передняя поверхность и задняя поверхность линзы сконфигурированы для нейтрализации астигматизма, создаваемого деформацией линзовой камеры;
настраиваемая контактная линза, заполненная жидкостью, размещена перед зрачком пользователя;
резервуар, сообщающийся с линзовой камерой;
исполнительный элемент, сконфигурированный для передачи жидкости туда и обратно между линзовой камерой и резервуаром;
при этом настаиваемая контактная линза, заполненная жидкостью, сконфигурирована так, что передача жидкости вызывает изменение оптической силы настраиваемой контактной линзы, заполненной жидкостью, путем изменения кривизны передней мембраны линзовой камеры, что приводит к изменению кривизны передней поверхности настраиваемой контактной линзы, заполненной жидкостью;
где резервуар и исполнительный элемент размещены внутри настраиваемой контактной линзы, заполненной жидкостью;
датчик, сконфигурированный для считывания движения от пользователя и передачи сигнала управления, когда пользователем совершается заранее заданное движение; и
обрабатывающий элемент, сконфигурированный для приведения в действие исполнительного элемента при получении сигнала управления от датчика.
2. Контактная линза по п. 1, отличающаяся тем, что датчиком является датчик давления, сконфигурированный для считывания моргания пользователя, носящего контактную линзу, и при этом заранее заданным движением является заранее заданная конфигурация морганий.
3. Контактная линза по п. 1, отличающаяся тем, что датчиком является микроакселерометр, сконфигурированный для считывания движения глазного яблока пользователя, и при этом заранее заданным движением является заранее заданная конфигурация движений глазного яблока пользователя.
4. Контактная линза по п. 1, отличающаяся тем, что датчиком является датчик, сконфигурированный для обнаружения движения бровей пользователя, и при этом заранее заданным движением является заранее заданная конфигурация движений бровей пользователя.
5. Контактная линза по п. 1, содержащая также емкостной источник питания, сконфигурированный для подачи питания на исполнительный элемент и обрабатывающий элемент.
6. Контактная линза по п. 5, содержащая также: термоэлектрический генератор питания, сконфигурированный для подачи питания на емкостной источник питания генерацией электроэнергии от температурного градиента по контактной линзе.
7. Контактная линза по п. 5, содержащая также: пьезоэлектрический компонент, сконфигурированный для преобразования силы давления моргания в электричество для хранения в емкостном источнике питания.
8. Контактная линза по п. 5, отличающаяся тем, что емкостной источник питания является индуктивным источником питания.
