ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНЗА С ПЕРЕМЕННОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИЛОЙ Российский патент 2015 года по МПК G02B3/14 G02C7/06 G02B26/08 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение по существу относится к дугообразной офтальмологической линзе, которая может включать последовательность концентрических кольцевых секций. Указанные концентрические кольцевые секции могут содержать регулируемые жидкостные мениски между передней изогнутой дугообразной оптической образующей поверхностью и задней изогнутой дугообразной образующей поверхностью для получения более тонкой офтальмологической линзы с переменной оптической силой.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Жидкостные менисковые линзы известны в разных отраслях промышленности. Как более подробно описано ниже со ссылкой на фиг. 1А и 1В, известные жидкостные менисковые линзы были спроектированы с цилиндрической формой, и поверхность их периметра образована точками, расположенными на фиксированном расстоянии от оси, представляющей собой прямую линию. Известные примеры использования жидкостных менисковых линз включают устройства, такие как электронные камеры и мобильные телефоны.

Традиционно офтальмологическое устройство, такое как контактная линза и интраокулярная линза, включает одно или более биосовместимых устройств с корректирующими, косметическими или терапевтическими функциями. Например, контактная линза может обеспечивать одну или более из следующих функций: коррекцию зрения; косметическую коррекцию и терапевтические эффекты.

Каждая функция обеспечивается определенной физической характеристикой линзы. Например, конфигурация, придающая линзе светопреломляющее свойство, может обеспечивать функцию коррекции зрения, введенный в линзу пигмент может обеспечивать косметическую коррекцию, а введенное в линзу активное вещество может обеспечивать терапевтическую функцию.

Один пример контактной линзы включает дугообразную жидкостную менисковую линзу с одной стенкой мениска и физическими характеристиками, которые являются благоприятными для одного или обоих из притягивания и отталкивания жидкости, содержащейся в линзе и образующей границу мениска с другой жидкостью. Такие линзы включают первую оптическую часть, расположенную в непосредственной близости от второй оптической части, причем между ними образована полость. В полости находятся физиологический раствор и масло. Приложение электрического заряда к стенке мениска, по существу размещенной в области периметра одной или обеих из первой оптической части и второй оптической части, изменяет физическую форму мениска, образованного между физиологическим раствором и маслом, расположенными в полости, посредством этого изменяя оптическую силу линзы. Однако некоторые из таких конфигураций в некоторых сферах применения могут иметь ограничения.

Таким образом, существует потребность в дополнительных конфигурациях офтальмологической линзы, позволяющих использовать для коррекции зрения преимущества как дифракционных, так и рефракционных оптических структур с переменными свойствами.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с первым аспектом предложена оптическая линза, содержащая:

переднюю изогнутую линзу и заднюю изогнутую линзу, причем обе из указанной передней изогнутой линзы и указанной задней изогнутой линзы имеют дугообразную форму и расположены в непосредственной близости друг от друга, причем между ними образована полость;

объем масла и объем физиологического раствора в полости; и

проводящее покрытие по меньшей мере на одной или обеих из указанной передней изогнутой линзы и указанной задней изогнутой линзы, смежной с полостью;

причем оптическая линза выполнена с возможностью образования оптических структур с переменными свойствами из концентрических кольцевых секций в масле и физиологическом растворе на основе приложения электрического заряда к проводящему покрытию для изменения характеристик масла и физиологического раствора.

Таким образом, предложена офтальмологическая линза с переменной оптической силой с физическими и химическими характеристиками, позволяющими встраивать ее в офтальмологическую линзу, например контактную линзу или интраокулярную линзу. Более конкретно, в офтальмологической линзе могут быть использованы свойства как дифракционных, так и рефракционных оптических структур с переменными свойствами.

Приложение электрического заряда по меньшей мере к одному заданному участку одной или обеих из первой дугообразной оптической образующей поверхности и второй дугообразной оптической образующей поверхности может образовывать или изменять физическую форму последовательности оптических концентрических кольцевых секций дискретными шагами. Указанные оптические концентрические кольцевые секции могут быть образованы или изменены путем пропускания электрического тока с использованием таких методик, как, например, электросмачивание или электрофорез, для образования жидкостных менисков в физиологическом растворе и масле, расположенными в полости.

Физическое изменение жидкостных менисков может образовывать или изменять свойства оптических структур согласно заданным характеристикам, посредством этого обеспечивая возможность изменения оптических характеристик, что может позволить изменять фокусное расстояние линзы и получать дугообразные офтальмологические линзы меньшей толщины. Указанные дугообразные офтальмологические линзы реагируют на управляющее воздействие путем перевода одной или обеих из дифракционных и рефракционных оптических структур с переменными свойствами в различные состояния.

Оптическая линза может содержать контроллер, выполненный с возможностью приложения электрического заряда для изменения состояния оптических структур с переменными свойствами с помощью методик электросмачивания или методик электрофореза.

Оптические структуры с переменными свойствами могут обеспечивать изменяемые дискретными шагами оптические силы.

Объем масла может составлять от 65% до 90% объема полости по сравнению с объемом физиологического раствора. Плотность масла может находиться в пределах приблизительно 5% плотности физиологического раствора.

По меньшей мере часть проводящего покрытия может проходить от области, находящейся в полости, до области, находящейся за пределами полости. Область проводящего покрытия, находящаяся за пределами полости, может образовывать электрический вывод для подачи электрического заряда к проводящему покрытию.

Линза может быть выполнена с возможностью образовывать последовательность менисков в виде кольцевых элементов между физиологическим раствором и маслом и приложения электрического заряда к проводящему покрытию для изменения формы кольцевых элементов.

Электрический заряд может представлять собой напряжение постоянного тока. Напряжение электрического заряда может составлять 3,5-22 вольта.

Одна или обе из передней изогнутой линзы и задней изогнутой линзы могут иметь оптическую силу, отличную от 0.

Оптическая линза может дополнительно содержать канал, проходящий через одну или обе из передней изогнутой линзы и задней изогнутой линзы, и проводящий материал, заполняющий канал. Оптическая линза может дополнительно содержать вывод, находящийся в электрическом соединении с проводящим материалом в канале.

Оптическая линза может содержать контроллер, выполненный с возможностью приложения электрического заряда к выводу для изменения формы дифракционных структур жидкостного мениска.

Оптическая линза может дополнительно содержать изоляционное покрытие вдоль по меньшей мере части передней изогнутой линзы, причем изоляционное покрытие содержит электрический изолятор. Изолятор может быть изготовлен из одного или более материалов Parylene C и Teflon AF. Оптическая линза может дополнительно содержать пограничную область, разделяющую проводящее покрытие и физиологический раствор, содержащийся в полости между передней изогнутой линзой и задней изогнутой линзой.

Функциональный компонент, не являющийся прозрачным, может быть помещен в наиболее приближенную концентрическую кольцевую секцию. Функциональный компонент может включать емкость для жидкости.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1A представлен пример цилиндрической жидкостной менисковой линзы в первом состоянии.

На фиг. 1B представлена цилиндрическая жидкостная менисковая линза, изображенная на фиг. 1A, во втором состоянии.

На фиг. 2A представлено сечение примера офтальмологической линзы в состоянии с подключением энергии.

На фиг. 2B представлено сечение офтальмологической линзы, изображенной на фиг. 2A, в состоянии без подключения энергии.

На фиг. 3A представлено сечение другого примера офтальмологической линзы в состоянии с подключением энергии.

На фиг. 3B представлено сечение офтальмологической линзы, изображенной на фиг. 3A, в состоянии без подключения энергии.

На фиг. 4 представлен пример сечения в виде сверху линз, изображенных на фиг. 2A-3B.

На фиг. 5 представлены этапы возможного способа реализации.

На фиг. 6 представлен контроллер.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение относится к офтальмологической линзе с физическими и химическими свойствами, позволяющими включить ее в офтальмологическую линзу, такую как контактная линза или интраокулярная линза. В следующих разделах будут приведены подробные описания вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления представляют собой лишь примеры вариантов осуществления, и предполагается, что для специалиста в данной области будет понятна возможность их вариаций, модификаций и изменений. Следовательно, необходимо понимать, что примеры вариантов осуществления не ограничивают широту аспектов описанного изобретения, определенных в формуле изобретения.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем описании и формуле изобретения, относящимся к настоящему изобретению, могут использоваться различные термины, для которых будут применяться следующие определения.

В настоящем документе «дугообразный» означает линию или изгиб, имеющий форму, подобную согнутому луку.

В настоящем документе «концентрические кольцевые секции» означают одну или более образованных кольцевых или спиральных оптических структур, имеющих общий центр. Примером может служить последовательность секций кольцевой формы в оптической зоне офтальмологической линзы, которая может образовывать дифракционную линзу, изменяющую оптическую силу и аберрации офтальмологической линзы.

В настоящем документе «краевой угол» означает угол, под которым граница раздела масло/физиологический раствор, называемая также границей жидкостного мениска, контактирует со стенкой мениска. Если стенка мениска является линейной, краевой угол определяют как угол между стенкой мениска и касательной к границе жидкостного мениска в точке соприкосновения границы жидкостного мениска со стенкой мениска. Если стенка мениска является изогнутой, краевой угол определяют как угол между касательной к стенке мениска и границе жидкостного мениска в точке их соприкосновения.

В настоящем документе «запитываемый энергией» означает состояние, в котором устройство может обеспечивать себя электрическим током или хранить в себе запас электрической энергии.

В настоящем документе «энергия» означает способность физической системы к совершению работы, например, способность выполнять электрические действия при совершении работы.

В настоящем документе «источник энергии» означает устройство, способное обеспечивать биомедицинское устройство энергией или переводить его в состояние с подключением энергии.

В настоящем документе «линза» означает изделие с передней поверхностью и задней поверхностью, оптически прозрачное для определенного диапазона длин волн излучения, такого как, например, видимый свет. Линза может включать одну или обе из по существу плоской передней поверхности и задней поверхности или одну или обе из передней поверхности и задней поверхности дугообразной формы. Например, термин «линза» может означать контактную линзу, интраокулярную линзу, накладную линзу, глазную вставку, оптическую вставку или другое аналогичное устройство, посредством которого осуществляется коррекция или модификация зрения, либо косметическое улучшение физиологии глаза (например, цвет радужной оболочки) без ущерба для зрения.

В настоящем документе «полость линзы» означает пространство в дугообразной жидкостной менисковой линзе между передней изогнутой образующей поверхностью и задней изогнутой образующей поверхностью, в котором содержится масло и физиологический раствор.

В настоящем документе «граница жидкостного мениска» означает одну или более дугообразных границ раздела между физиологическим раствором и маслом. Например, поверхность может образовывать одну или более линз, вогнутых с одной стороны и выпуклых с другой стороны.

В настоящем документе «литий-ионный элемент» означает электрохимический элемент, в котором электрическая энергия вырабатывается в результате движения ионов лития через элемент. Данный электрохимический элемент, как правило, называемый батареей, в своей стандартной форме может быть возвращен в состояние с более высоким зарядом или перезаряжен.

В настоящем документе «вкладыш-субстрат» означает формуемую или жесткую подложку, способную нести источник энергии в офтальмологической линзе. Вкладыш-субстрат может также включать одну или более линз с оптическим элементом с переменными свойствами.

В настоящем документе «стенка мениска» означает конкретную область на внутренней стороне передней изогнутой линзы, которая находится в полости мениска и вдоль которой перемещается граница жидкостного мениска.

В настоящем документе «форма для литья» означает жесткий или полужесткий объект, которому может быть придана геометрическая форма, определяющая физические характеристики дифракционных структур. Форма для литья также может выполнять одну или обе из передней изогнутой и задней изогнутой образующей поверхности линзы.

В настоящем документе «оптическая зона» означает область линзы, через которую смотрит пользователь линзы. Например, область в офтальмологической линзе, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы.

В настоящем документе «мощность» означает совершаемую работу или переданную энергию за единицу времени.

В настоящем документе «перезаряжаемый» или «заряжаемый» означают возможность восстановить состояние с более высокой способностью выполнять работу. Во многих сферах применения способность к восстановлению может соотноситься с возможностью генерировать электрический ток в течение определенного периодически повторяющегося периода времени.

В настоящем документе «перезаряжать» или «заряжать» означают возвращение в состояние с большей способностью выполнять работу. Во многих сферах применения способность к восстановлению может соотноситься с возможностью генерировать электрический ток определенной величины в течение определенного периодически повторяющегося периода времени.

В настоящем документе «складка» означает геометрический элемент внутренней поверхности части передней изогнутой образующей поверхности или задней изогнутой образующей поверхности, позволяющей, чтобы в ней находилась линия контакта двух определенных жидкостей на оптической части. Как правило, складка представляет собой внешний, а не внутренний угол. Со стороны части, заполненной жидкостью, это может быть угол более 180 градусов.

В настоящем документе «подложка» означает физическую структуру, на которой размещаются или образуются другие структуры.

В настоящем документе «оптический элемент с переменными свойствами» означает способность изменять оптические характеристики элемента, такие как, например, оптическая структура линзы.

Офтальмологическое устройство может иметь по меньшей мере одну из передней изогнутой образующей поверхности и задней изогнутой образующей поверхности для создания полости линзы, в которой может образовываться, изменяться или поддерживаться последовательность концентрических кольцевых секций, посредством этого создавая оптические структуры, которые могут быть способны изменять свои физические характеристики. Физические характеристики концентрических кольцевых секций и общая форма офтальмологической линзы могут задаваться и внутренне управляться для получения улучшенной офтальмологической линзы как с рефракционными, так и дифракционными свойствами.

На фиг. 1A представлен вид в разрезе линзы 100, на котором в цилиндре 110 содержатся масло 101 и физиологический раствор 102. Цилиндр 110 включает две пластины из оптического материала 106. Каждая пластина 106 включает плоскую внутреннюю поверхность 113-114. Цилиндр 110 включает внутреннюю поверхность, которая по существу является осесимметричной. Одна или более поверхностей могут включать гидрофобное покрытие 103. На периметре или вокруг периметра цилиндра также расположены электроды 105. В непосредственной близости к электродам 105 также может быть использован электрический изолятор 104.

Каждая из внутренних поверхностей 113-114 является по существу плоской или ровной. Между физиологическим раствором 102 и маслом 101 образована поверхность раздела 112A. Как показано на фиг. 1A, форма поверхности раздела 112A в комбинации с показателем преломления физиологического раствора 102 и масла 101 позволяет принимать падающий свет 108 через первую внутреннюю поверхность 113 и создавать расходящийся световой поток 109 через вторую внутреннюю поверхность 114, если показатель преломления масла больше показателя преломления физиологического раствора. Форма поверхности раздела между маслом 101 и физиологическим раствором 102 может быть изменена путем приложения электрического тока к электродам 105.

Элементом 100A представлен вид в перспективе линзы 100.

На фиг. 1B представлена линза 100 в состоянии с подключением энергии. Состояние с подключением энергии достигается путем приложения напряжения V₁₁₄ к электродам 105. Форма поверхности раздела 112B между маслом 101 и физиологическим раствором 102B изменяется при приложении электрического тока к электродам 105. Как показано на фиг. 1B, падающий свет 108B, проходящий через масло 101 и физиологический раствор 102B, фокусируется с образованием сходящегося светового потока 111.

В некоторых линзах, имеющих по существу дугообразную форму, манипуляции со стенкой мениска, использование одной или более складок на одной или более стенках мениска, управление оптической силой и т.п. позволяют изменять и управлять физическими свойствами жидкостного мениска. Преимущества описанных параметров управления и конфигураций, описанные в настоящем документе, позволяют получить новые линзы, которые могут иметь значительно меньшую толщину и/или большую оптическую силу.

Более тонкие офтальмологические линзы могут быть созданы путем использования внутренне управляемой последовательности концентрических кольцевых секций, образованных жидкостными менисками, образующих повторяющуюся при увеличении или уменьшении радиуса структуру, выполняющую функцию дифракционного оптического элемента или дифракционной линзы. Особенность дифракционной линзы заключается в возможности получить фокусирующую оптическую силу при тонкой структуре с полной высотой структуры порядка λ/Δn, где λ представляет собой длину волны света (~550 нм), а Δn представляет собой изменение показателя преломления при переходе через границу раздела.

На фиг. 2A представлено сечение примера офтальмологической линзы в состоянии с подключенной энергией. Элементом 200 показано сечение дугообразной линзы с передней изогнутой образующей поверхностью 201 и задней изогнутой образующей поверхностью 202. Каждая из указанной передней изогнутой и задней изогнутой образующих поверхностей может быть изготовлена из жесткого оптического материала, по меньшей мере частично прозрачного для света. Передняя изогнутая линза 201 и задняя изогнутая линза 202 могут быть расположены в непосредственной близости друг к другу и могут образовывать между собой полость 210.

Задняя изогнутая линза 202 может включать выпуклую дугообразную внутреннюю поверхность линзы 203 и вогнутую дугообразную внешнюю поверхность линзы 204. Выпуклая дугообразная поверхность линзы 203 может иметь одно или более покрытий (не показаны на фиг. 2A). Покрытия могут включать, например, один или более из электропроводных или электроизоляционных материалов, гидрофобных материалов или гидрофильных материалов. Одно или оба из дугообразной поверхности линзы 203 и покрытий могут находиться в жидкостном и оптическом контакте с маслом 208, содержащимся в полости 210.

Передняя изогнутая оптическая образующая поверхность 201 может включать вогнутую дугообразную внутреннюю поверхность линзы 205 и выпуклую дугообразную внешнюю поверхность линзы 206. Вогнутая дугообразная поверхность линзы 205 может иметь одно или более покрытий (не показаны на фиг. 2). Покрытия могут включать, например, один или более электропроводных или электроизоляционных материалов, гидрофобных материалов или гидрофильных материалов. По меньшей мере один элемент из вогнутой дугообразной поверхности линзы 205 и покрытий находится в жидкостном и оптическом контакте с физиологическим раствором 207, содержащимся в полости 210. Физиологический раствор 207 может включать одну или более солей или других компонентов, являющихся электропроводными и тем самым способными притягиваться или отталкиваться под воздействием электрического заряда с помощью методик электросмачивания или электрофореза.

Линза может быть запитана энергией, и, соответственно, она может дополнительно содержать электропроводное покрытие 209, которое может быть размещено вдоль по меньшей мере части периферической зоны одной или обеих из передней изогнутой линзы 201 и задней изогнутой линзы 202. Электропроводное покрытие 209 может включать золото или серебро и предпочтительно является биосовместимым. Приложение электрического потенциала к электропроводному покрытию 209 может приводить к изменению краевого угла или либо притяжению, либо отталкиванию электропроводных солей или других компонентов в физиологическом растворе согласно заданной конфигурации линзы.

Передняя и задняя изогнутые линзы 201, 202 могут иметь оптические силы в отношении света, преломляющегося при прохождении через одну из или обе дугообразные внутренние поверхности линзы и дугообразные внешние поверхности линзы 203-206. Оптическая сила может быть равна 0 диоптрий или может быть положительной или отрицательной. Оптическая сила может представлять собой оптическую силу, как правило, характерную для корректирующих контактных линз, такую как, в качестве неограничивающего примера, от -8,0 до +8,0 диоптрий.

Кроме того, при переводе линзы в состояние с подключением энергии, как показано на фиг. 2A, могут быть образованы концентрические кольцевые секции жидкостных менисков согласно заданной конфигурации линзы для получения дополнительных дифракционных физических свойств. Это может позволить оптической зоне линзы выполнять функцию оптического элемента с переменными свойствами, характеристики которой меняются дискретными шагами.

Соответственно, оптической силой линзы можно управлять с помощью параметров конфигурации, таких как угол кривизны каждой образующей поверхности и показатель преломления материала образующих поверхностей устройства и физиологического раствора/масла, краевой угол и химические свойства физиологического раствора и масла в полости линзы, напряжение, прикладываемое к зонам с электрическим покрытием, и физические характеристики заданных конфигурацией линзы концентрических кольцевых секций линзы.

Дифракционные линзы дифрагируют падающий свет во множество порядков дифракции. Каждый порядок дифракции соответствует различной оптической силе. Эффективность дифракции в различные порядки регулируется формой структуры в каждой концентрической кольцевой секции для получения высокой эффективности дифракции в требуемый(ые) порядок(и) дифракции при переводе устройства в состояние с подключением энергии (с активированной дифракционной линзой).

В некоторых дифракционных структурах наиболее приближенная концентрическая кольцевая секция, которая представляет собой центр линзы, может быть совмещена со зрачком. Благодаря большой глубине поля линзы в данном малом центральном зрачке любая структура наиболее приближенной концентрической кольцевой секции может не оказывать значительного отрицательного эффекта на оптические свойства линзы. Таким образом, встроенная емкость 211 для масла 208 может быть размещена в этом месте и вдоль кромок офтальмологического устройства вместе с электронными компонентами/источником энергии 212, где зрение пользователя линзы не может значительно затрагиваться.

На фиг. 2B представлено сечение линзы, показанной на фиг. 2A, в состоянии без подключения энергии. В этом состоянии дифракционные структуры жидкостного мениска отсутствуют, и посредством этого обеспечивается оптическая сила, отличная от оптической силы в состоянии с подключением энергии (то есть отличающаяся на величину оптической силы, обеспечиваемой дифракционными физическими свойствами). Масло 208 может содержаться в емкостях для масла 211, как описано выше. Показатель преломления физиологического раствора может быть согласован с показателем преломления материала образующих поверхностей таким образом, чтобы в состоянии без подключения энергии линзы можно было получить оптическую силу, необходимую для дугообразной формы и материала оптической линзы. Масло может протекать через запитываемые энергией каналы 213, что может привести к перетеканию масла в емкости 211. Соответственно, запитываемые энергией каналы 213 могут выполнять функцию насосного устройства, в зависимости от оптической силы и электрохимических характеристик физиологического раствора 207 и/или масла 208.

Одна или обе из указанных образующих линзу поверхностей 201, 202 могут содержать формованные участки оптического качества с электрическими проводниками для изменения свойств масла и физиологического раствора согласно заданной конфигурации линзы. Различные вариации конфигураций формованных частей, материалов образующих поверхностей, физиологического раствора и масла и, в частности, их относительных показателей преломления и краевых углов можно использовать для создания линзы с переменной оптической силой на основе рефракционных и дифракционных свойств без необходимости перемещения масла в емкости.

На фиг. 3A представлено сечение другого примера офтальмологической линзы с использованием формованной оптической образующей поверхности в состоянии с подключением энергии. Задняя изогнутая оптическая образующая поверхность 305 линзы включает по меньшей мере формованную часть 302, в которой может помещаться значительное количество масла 303 в различных секциях в полости линзы, когда она не запитывается энергией (показано на фиг. 3B). Показатель преломления масла 303 может быть согласован с показателем преломления материала формованной части 302, и масло может покрывать дифракционные оптические структуры 307 формованной части 302. Дифракционные оптические свойства линзы пассивны и могут не давать никакого эффекта. (Формованная образующая поверхность может дополнительно или альтернативно включать либо переднюю образующую поверхность 306, либо обе из задней образующей поверхности 305 и передней образующей поверхности 306). Более того, формованная часть 302 может включать последовательность дифракционных структур 307, которые могут дополнительно служить в качестве стенок мениска, несущих электрические проводники для реализации методик электросмачивания или электрофореза.

На стенки может быть подана энергия, чтобы объем масла 303 покрыл дифракционные структуры 307, например, выступы, показанные на формованной части 302 на фиг. 3A. Как будет понятно специалистам в данной области, плотность расположения дифракционных структур вдоль линзы может быть дополнительно повышена для получения более эффективной линзы, то есть линзы с большей оптической силой и лучшей коррекцией аберраций. Поскольку физиологический раствор 304 и материал формованной части 302 могут иметь разные показатели преломления, свет может дифрагировать согласно заданной конфигурации линзы, когда дифракционные элементы контактируют с физиологическим раствором 304, как показано на фиг. 3B, где линза показана в состоянии без подключения энергии. В таком состоянии без подключения энергии дифракционные структуры 307 не покрыты маслом. На непокрытых участках показатель преломления изменяется, посредством этого позволяя получить линзу, обладающую как рефракционными, так и дифракционными характеристиками.

Как показано на фиг. 3A и на фиг. 3B, используемый физиологический раствор 304 может вытесняться маслом 303 в состоянии с подключением энергии или в состоянии без подключения энергии. Интегральные схемы, датчики, батареи и другие неоптические компоненты можно разместить на внешнем диаметре (кромках) 301 линзы, где зрение пользователя линзы уже не может быть значительно затронуто.

На фиг. 4 представлен пример сечения в виде сверху линз, изображенных на фиг. 2A-3B. Элементом 401 показана кромка линзы. Элементом 402 показана внешняя кромочная часть линзы, где могут быть размещены электронные компоненты, насосы, емкости и любые неоптические компоненты линзы, значительно не затрагивая зрение пользователя. Элементами 403-405 показан пример концентрической топологии проводящего материала, используемого для подключения дифракционной структуры к энергии.

Используемая топология проводника может быть важна для необходимого управления напряжением каждой линзы или ее отдельных участков. Например, для получения структуры типа линзы Френеля и ее дифракционных свойств, где дифракционные структуры представляют собой жидкостные мениски, образованные путем подачи напряжения на заданные участки, все дифракционные структуры могут быть совмещены друг с другом. Один способ достижения этого представляет собой использование эффекта пиннинга и выбор величины тока, поступающего к каждому заданному участку. Следовательно, к некоторым заданным участкам может быть необходимо подключить большую энергию, чтобы дополнительный объем масла смог образовать дифракционную структуру, выполненную с возможностью корректировки конкретных аберраций или обеспечения оптимальной оптической силы. Таким образом, заряд может быть приложен так, чтобы он протекал по концентрическим окружностям к центру, постепенно уменьшаясь по величине, для выравнивания высоты менисков масла.

В линзах, таких как показанные на фиг. 2A и 2B, центральную часть 405 линзы можно использовать в качестве емкости для жидкости. Возможны различные вариации, которые зависят от необходимой конфигурации линзы. Однако после изучения настоящего описания специалистам в данной области будет понятно, что путем образования и/или управления дифракционными оптическими структурами для получения структуры типа линзы Френеля можно создать функциональную конфигурацию линзы с оптическими структурами с переменными свойствами. Более того, в конфигурацию линзы с переменной оптической силой может входить контроллер и источник энергии для обеспечения автономности процесса.

Хотя настоящее изобретение можно использовать для получения жестких или мягких контактных линз из любого известного материала для изготовления линз или материала, подходящего для производства таких линз, предпочтительно линзы представляют собой мягкие контактные линзы с содержанием воды от приблизительно 0 до приблизительно 90 процентов. Более предпочтительно, чтобы линзы были изготовлены из мономеров, содержащих гидроксильные группы, карбоксильные группы или каждую из данных групп, или были изготовлены из силиконсодержащих полимеров, таких как силоксаны, гидрогели, силикон-гидрогели и их комбинации. Материал, используемый для образования линз, может быть изготовлен путем взаимодействия смесей макромеров, мономеров и их комбинаций в сочетании с добавками, такими как инициаторы полимеризации. Подходящие материалы включают без ограничений силикон-гидрогели, изготовленные из силиконовых макромеров и гидрофильных мономеров.

На фиг. 5 представлены этапы возможного способа реализации настоящего изобретения. В настоящем описании такие этапы способа перечислены в логической последовательности. Однако данная последовательность ни в коей мере не ограничивает порядок реализации отдельных этапов, если не указано иное.

На этапе 501 оптическую часть с переменными свойствами помещают в офтальмологическую линзу, как описано выше. На этапе 502 оптическая часть с переменными свойствами находится в электрическом соединении с источником энергии. Электрическое соединение может быть установлено, например, с помощью схемы, встроенной в оптическую часть с переменными свойствами, или с помощью проводников, образованных с использованием струйной печати или иных способов непосредственно на материале линзы.

На этапе 503 электрическая энергия направляется в заданные секции оптической части с переменными свойствами, расположенной в линзе. Энергия может направляться, например, с использованием электрической схемы, способной проводить электрический заряд. На этапе 504 оптическая часть с переменными свойствами может изменять по меньшей мере одну структуру линзы оптического качества, как описано выше, для обеспечения изменения оптической силы линзы дискретными шагами.

На фиг. 6 представлен контроллер 600. Контроллер 600 включает процессор 610, который может включать один или более компонентов процессора, соединенных с устройством обмена данными 620. Контроллер 600 можно использовать для передачи энергии к источнику энергии, помещенному в офтальмологическую линзу.

Контроллер может включать один или более процессоров, соединенных с устройством обмена данными, выполненным с возможностью передачи энергии по каналу передачи данных. Устройство обмена данными можно использовать для электронного управления одним или более из следующих процессов: размещение оптической вставки с переменными свойствами в офтальмологической линзе и передача команды для управления оптическим устройством с переменными свойствами.

Устройство обмена данными 620 также можно использовать для обмена данными, например, с одним или более контроллерными устройствами или компонентами производственного оборудования.

Процессор 610 также обменивается данными с устройством хранения данных 630. Устройство хранения данных 630 может содержать любое соответствующее устройство хранения данных, включая комбинации магнитных устройств хранения данных, оптических устройств хранения данных и/или полупроводниковых запоминающих устройств, таких как оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ).

Устройство хранения данных 630 может хранить программу 640 для управления процессором 610. Процессор 610 выполняет инструкции, заложенные в программу 640. Например, процессор 610 может получать информацию с описанием расположения оптической вставки с переменными свойствами, расположения устройства обработки данных и т.п. Устройство хранения данных 630 также может хранить офтальмологические данные в одной или более баз данных 650, 660. Базы данных 650, 660 могут включать специальную управляющую логическую схему для управления энергией, поступающей к линзе с оптическим элементом с переменными свойствами и от нее.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящее изобретение обеспечивает оптическую линзу в соответствии с формулой изобретения. Характеристики оптических структур с переменными свойствами могут изменяться для получения дифракционных и/или рефракционных свойств согласно заданной конфигурации линзы.

В следующем неполном перечне представлены аспекты настоящего изобретения.

Аспект 1. Оптическая линза, содержащая:

переднюю изогнутую оптическую образующую поверхность,

заднюю изогнутую оптическую образующую поверхность, содержащую внутреннюю поверхность задней изогнутой линзы и внешнюю поверхность задней изогнутой линзы, причем каждая из указанных оптических образующих поверхностей имеет дугообразную форму и расположена в непосредственной близости от другой поверхности, причем между ними образована полость,

причем полость содержит проводящее покрытие по меньшей мере на одной части одной или обеих из указанных передней изогнутой и задней изогнутой образующих поверхностей, обращенных к полости, объем масла и объем физиологического раствора;

и причем масло и физиологический раствор могут образовывать внутренне управляемые концентрические кольцевые секции с переменными структурами с переменными свойствами на основе приложения электрического заряда к проводящему покрытию, которое используется для изменения характеристик масла, физиологического раствора и приложенного электрического заряда.

Аспект 2. Оптическая линза по аспекту 1, в которой электрический заряд прикладывается для изменения оптических структур линзы с помощью методик электросмачивания.

Аспект 3. Оптическая линза по аспекту 1, в которой электрический заряд прикладывается для изменения оптических структур линзы с помощью методик электрофореза.

Аспект 4. Оптическая линза по аспекту 1, в которой оптические структуры с переменными свойствами могут обеспечивать изменение оптической силы линзы дискретными шагами.

Аспект 5. Оптическая линза по аспекту 1, в которой объем масла составляет от 65% до 90% объема полости по сравнению с объемом физиологического раствора.

Аспект 6. Оптическая линза по аспекту 1, в которой плотность объема масла находится в пределах приблизительно 5% плотности физиологического раствора.

Аспект 7. Оптическая линза по аспекту 1, в которой по меньшей мере часть проводящего покрытия проходит от области, находящейся в полости, до области, находящейся за пределами полости.

Аспект 8. Оптическая линза по аспекту 7, в которой область проводящего покрытия, находящаяся за пределами полости, образует электрический вывод для подачи электрического заряда к дифракционной структуре жидкостного мениска.

Аспект 9. Оптическая линза по аспекту 8, в которой физиологический раствор и масло образуют последовательность менисков в виде концентрических кольцевых элементов и приложение электрического заряда к области проводящего покрытия, находящейся за пределами полости, приводит к изменению формы кольцевых элементов.

Аспект 10. Оптическая линза по аспекту 1, в которой электрический заряд представляет собой напряжение постоянного тока.

Аспект 11. Оптическая линза по аспекту 8, в которой напряжение электрического заряда составляет 3,5-22 вольт.

Аспект 12. Оптическая линза по аспекту 1, в которой передняя изогнутая образующая поверхность имеет оптическую силу, отличную от 0.

Аспект 13. Оптическая линза по аспекту 1, в которой задняя изогнутая образующая поверхность имеет оптическую силу, отличную от 0.

Аспект 14. Оптическая линза по аспекту 1, дополнительно содержащая канал, проходящий через одну или обе из передней изогнутой и задней изогнутой образующие поверхности, и проводящий материал, заполняющий канал.

Аспект 15. Оптическая линза по аспекту 14, дополнительно содержащая проводящий материал, находящийся внутри канала.

Аспект 16. Оптическая линза по аспекту 15, дополнительно содержащая вывод, находящийся в электрическом соединении с проводящим материалом, находящимся в канале.

Аспект 17. Оптическая линза по аспекту 16, в которой приложение электрического заряда к выводу вызывает изменение формы дифракционных структур жидкостного мениска.

Аспект 18. Оптическая линза по аспекту 1, дополнительно содержащая изоляционное покрытие вдоль по меньшей мере части передней изогнутой образующей поверхности, причем изоляционное покрытие содержит электрический изолятор.

Аспект 19. Оптическая образующая поверхность по аспекту 18, в которой изолятор изготовлен из материала Parylene C.

Аспект 20. Оптическая образующая поверхность по аспекту 19, в которой изолятор изготовлен из материала Teflon AF.

Аспект 21. Оптическая линза по аспекту 18, в которой изолятор содержит область, разделяющую проводящее покрытие и физиологический раствор, содержащийся в полости между передней изогнутой линзой и задней изогнутой линзой.

Аспект 22. Офтальмологическая линза по аспекту 1, в которой наиболее приближенную концентрическую кольцевую секцию можно использовать для размещения функционального компонента, не являющегося прозрачным.

Аспект 23. Офтальмологическая линза по аспекту 22, в которой функциональный компонент включает емкость для жидкости.

Офтальмологическая линза содержит переднюю и заднюю изогнутые линзы. Каждая из линз имеет дугообразную форму и расположена в непосредственной близости относительно другой линзы, образуя полость между ними. В полости расположен объем масла и объем физиологического раствора. По меньшей мере на одной части одной или обеих из передней и задней изогнутых линз, обращенной к полости, расположено проводящее покрытие. Линза выполнена с возможностью образования оптических структур с переменными свойствами из концентрических кольцевых секций в масле и физиологическом растворе на основе приложения электрического заряда к проводящему покрытию для изменения характеристик масла и физиологического раствора. Технический результат - создание дифракционных и рефракционных оптических структур с переменными свойствами. 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Офтальмологическая линза с переменной оптической силой, содержащая:
переднюю изогнутую линзу и заднюю изогнутую линзу, причем каждая из указанной передней изогнутой линзы и указанной задней изогнутой линзы имеет дугообразную форму и расположена в непосредственной близости относительно другой линзы, образуя полость между ними;
объем масла и объем физиологического раствора в полости; и
проводящее покрытие по меньшей мере на одной части одной или обеих из указанной передней изогнутой линзы и указанной задней изогнутой линзы, обращенной к полости;
причем указанная линза выполнена с возможностью образования оптических структур с переменными свойствами из концентрических кольцевых секций в масле и физиологическом растворе на основе приложения электрического заряда к проводящему покрытию для изменения характеристик масла и физиологического раствора.

2. Линза по п. 1, содержащая контроллер, выполненный с возможностью приложения электрического заряда для изменения состояния оптических структур с переменными свойствами с помощью методик электросмачивания или методик электрофореза.

3. Линза по п. 1 или 2, в которой оптические структуры с переменными свойствами обеспечивают изменение оптической силы дискретными шагами.

4. Линза по п. 1, в которой по меньшей мере часть проводящего покрытия проходит от области, находящейся в полости, до области, находящейся за пределами полости, и в которой область проводящего покрытия, находящаяся за пределами полости, образует электрический вывод для подачи электрического заряда к проводящему покрытию.

5. Линза по п. 1, в которой линза выполнена с возможностью образовывать последовательность менисков в виде концентрических кольцевых элементов в физиологическом растворе и масле и прикладывать электрический заряд к проводящему покрытию для изменения формы кольцевых элементов.

6. Линза по п. 1, в которой одна или обе из передней изогнутой линзы и задней изогнутой линзы имеют оптическую силу, отличную от 0.

7. Линза по п. 1, дополнительно содержащая канал, проходящий через одну или обе из передней изогнутой линзы и задней изогнутой линзы, и проводящий материал, заполняющий канал.

8. Линза по п. 7, дополнительно содержащая вывод, находящийся в электрическом соединении с проводящим материалом, находящимся в канале.

9. Линза по п. 2 или 8, содержащая контроллер, выполненный с возможностью приложения электрического заряда к выводу для изменения формы жидкостных менисков в концентрических кольцевых секциях.

10. Линза по п. 1, дополнительно содержащая изоляционное покрытие вдоль по меньшей мере части передней изогнутой линзы, причем изоляционное покрытие содержит электрический изолятор.

11. Линза по п. 10, в которой изолятор изготовлен из одного или более материалов Parylene С и Teflon AF.

12. Линза по п. 10 или 11, в которой изолятор содержит пограничную область, разделяющую проводящее покрытие и физиологический раствор, содержащийся в полости между передней изогнутой линзой и задней изогнутой линзой.

13. Линза по п. 1, дополнительно содержащая емкость, не являющуюся прозрачной внутри концентрической кольцевой секции в центре линзы.

14. Линза по п. 13, в которой указанная емкость предназначена для жидкости.