Способ и прибор для офтальмологических устройств, содержащих диэлектрики и полимерные сети с жидкими кристаллами

Способ и прибор для офтальмологических устройств, содержащих диэлектрики и полимерные сети с жидкими кристаллами

Реферат

ОТСЫЛКИ НА СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает преимущество по предварительной заявке на патент США №61/878723, поданной 17 сентября 2013 г.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству офтальмологической линзы с возможностью изменения оптических свойств и, более конкретно, в некоторых вариантах осуществления - к производству офтальмологической линзы со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, использующей жидкокристаллические элементы.

2. Описание смежной области

Традиционно офтальмологическая линза, такая как контактная или интраокулярная линза, обладает заданными оптическими характеристиками. Например, контактная линза, может предоставлять одну или более из следующих возможностей: коррекция характеристик зрения; косметическое улучшение; и использование в терапевтических целях, но только некоторый набор функций коррекции зрения. Каждая из перечисленных функций обусловлена определенной физической характеристикой линзы. По существу конфигурация линзы с использованием светопреломляющих свойств позволяет корректировать характеристики зрения. Введение в материал линзы пигмента позволяет получить косметический эффект. Введение в линзу активного агента позволяет использовать линзу в терапевтических целях.

На сегодняшний день оптические характеристики офтальмологической линзы обусловливаются ее физическими характеристиками. По существу оптические свойства определяют и затем придают их линзе в процессе производства, например, отливкой или токарной обработкой. После образования линзы ее оптические характеристики остаются постоянными. Однако для пользователей может быть полезной возможность периодически иметь более одной доступной оптической силы для обеспечения аккомодации зрения. В отличие от тех, кто пользуется очками и может менять очки для изменения оптической коррекции, пользователи контактных или интраокулярных линз до сих пор не имели возможности менять оптические характеристики при таких способах коррекции зрения без существенных усилий или использования очков в дополнение к контактным или интраокулярным линзам.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, настоящее изобретение включает в себя инновации, относящиеся к вставке с изменяемыми оптическими свойствами, использующей жидкокристаллические элементы, которая может быть запитана энергией и включена в офтальмологическое устройство, а также выполнена с возможностью изменения оптических свойств устройства. Примеры таких офтальмологических устройств могут включать в себя контактную линзу или интраокулярную линзу. Кроме того, в настоящем документе представлены способы и прибор для формирования офтальмологических линз со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, использующей жидкокристаллические элементы. Некоторые примеры осуществления также могут включать в себя литую контактную линзу из силикон-гидрогеля с жесткой или формируемой вставкой с энергообеспечением, которая дополнительно включает в себя часть с изменяемыми оптическими свойствами, причем вставка включена в офтальмологическую линзу биосовместимым образом.

Следовательно, описание настоящего изобретения включает в себя описание офтальмологической линзы со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, прибор для формирования офтальмологической линзы со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, а также способы их производства. Источник энергии можно разместить или собрать на вставке с изменяемыми оптическими свойствами, а вставку можно разместить в непосредственной близости к одной или обеим частям формы для литья: первой части формы для литья и второй части формы для литья. Композицию, содержащую реакционную смесь мономера (в дальнейшем называемую «реакционной смесью мономера»), помещают между первой частью формы для литья и второй частью формы для литья. Первую часть формы для литья располагают в непосредственной близости ко второй части формы для литья, тем самым образуя полость для линзы с несущей вставкой с энергообеспечением и по меньшей мере некоторым количеством реакционной смеси мономера в полости для линзы; реакционная смесь мономера подвергается воздействию актиничного излучения для образования офтальмологической линзы. Линзы формируются посредством управления потоком актиничного излучения, которым облучается реакционная смесь мономера. В некоторых примерах осуществления край офтальмологической линзы или герметизирующий вставку слой образован из стандартных гидрогелевых составов для офтальмологической линзы. Примеры материалов с характеристиками, которые могут обеспечивать приемлемое сочетание с множеством материалов вставки, могут включать в себя, например, материалы семейства нарафилкона (включая нарафилкон A и нарафилкон B), семейства этафилкона (включая этафилкон A), галифилкон A и сенофилкон A.

Способы формирования вставки с изменяемыми оптическими свойствами, использующей жидкокристаллические элементы, и полученные вставки представляют собой важные аспекты различных примеров осуществления настоящего изобретения. В некоторых примерах осуществления жидкий кристалл может размещаться между двумя центрирующими слоями, которые могут устанавливать ориентацию покоя жидкого кристалла. Данные два центрирующих слоя могут находиться в электрической связи с источником энергии посредством электродов, размещенных на слоях подложки, которая содержит часть с изменяемыми оптическими свойствами. Электроды могут переходить в состояние энергообеспечения через промежуточное соединение с источником энергии или непосредственно через компоненты, встроенные во вставку.

Подача питания в электродные слои может вызывать сдвиг жидкого кристалла из ориентации покоя в ориентацию с энергообеспечением. В примерах осуществления, использующих два уровня подачи питания, запитанный и незапитанный, жидкий кристалл может иметь только одну ориентацию с энергообеспечением. В других альтернативных примерах осуществления, где подача питания происходит по шкале энергетических уровней, жидкий кристалл может иметь множество ориентаций с энергообеспечением. Также можно реализовать другие примеры осуществления, в которых подача питания может вызывать переключение между различными состояниями за счет импульса подачи питания.

Полученное центрирование и ориентация молекул воздействуют на свет, проходящий через жидкокристаллический слой, вызывая, таким образом, изменение во вставке с изменяемыми оптическими свойствами. Например, рефракционные характеристики, получаемые в результате центрирования и ориентации, могут влиять на падающий свет. Кроме того, такое воздействие может включать в себя эффект нарушения поляризации света. В некоторых примерах осуществления вставка с изменяемыми оптическими свойствами изменяет фокальную характеристику линзы.

В некоторых примерах осуществления жидкокристаллический слой можно образовать способом, при помощи которого осуществляют полимеризацию полимеризуемой смеси, содержащей жидкокристаллические молекулы. Мономер (-ы), используемый (-ые) для создания полимерного матрикса, сами по себе могут содержать присоединенные жидкокристаллические части. Путем управления полимеризацией и введения жидкокристаллических молекул, не присоединенных к мономерным соединениям, можно сформировать матрикс из участков поперечносшитого полимера, который будет включать в себя участки, где находятся отдельные жидкокристаллические молекулы. Терминологически такую комбинацию поперечносшитых полимеризованных молекул с внедренными в промежутки жидкокристаллическими молекулами можно назвать сетевой конфигурацией. Центрирующие слои могут направлять центрирование жидкокристаллических молекул, присоединенных к мономеру, таким образом, чтобы сеть из полимеризованного материала была центрирована с направляющими центрирующими слоями. Присоединенные жидкокристаллические молекулы при полимеризации фиксируются в такой ориентации, однако жидкокристаллические молекулы, внедренные в промежутки, могут свободно менять свою ориентацию в пространстве. При отсутствии внешнего воздействия свободные жидкокристаллические молекулы будут иметь центрирование, зависящее от матрикса центрирующих жидкокристаллических молекул.

Соответственно, в некоторых примерах осуществления офтальмологическое устройство можно образовать путем введения вставки с изменяемыми оптическими свойствами, содержащей жидкокристаллические молекулы, внутрь офтальмологического устройства. Вставка с изменяемыми оптическими свойствами может содержать по меньшей мере часть, размещенную в оптической зоне офтальмологического устройства. Вставка с изменяемыми оптическими свойствами может содержать передний элемент вставки и задний элемент вставки. Любая или обе поверхности переднего, промежуточного и заднего элемента вставки могут быть искривлены различным образом, а в некоторых примерах осуществления радиус кривизны задней поверхности переднего элемента вставки может отличаться от радиуса кривизны на передней поверхности промежуточного элемента вставки. В альтернативном способе описания, в некоторых примерах осуществления, передний элемент вставки может иметь поверхность с первой кривизной, а задний элемент вставки может иметь вторую поверхность со второй кривизной. В некоторых примерах осуществления первая кривизна может отличаться от второй кривизны. В состав линзы и вставки может быть включен источник энергии, а в некоторых вариантах осуществления источник энергии может располагаться таким образом, чтобы по меньшей мере некоторая его часть находилась в неоптической зоне устройства.

В некоторых примерах осуществления слой, содержащий участки полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом, можно сформировать таким образом, что внутри слоя, образованного из жидкокристаллического материала, участок, содержащий жидкие кристаллы, будет представлять собой часть полимеризованных слоев и будет иметь профиль формы, способный вызывать оптический эффект, дополняющий эффект локальных изменений по диэлектрической толщине на поверхностях вставки.

В некоторых примерах осуществления слой, содержащий участки полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом, также можно сформировать таким образом, что внутри слоя плотность жидкокристаллических молекул будет меняться в пространстве таким образом, что изменение может вызывать оптический эффект, дополняющий эффект локальных изменений по диэлектрической толщине на поверхностях вставки.

В некоторых примерах осуществления офтальмологическое устройство может представлять собой контактную линзу.

В некоторых примерах осуществления вставка офтальмологического устройства может содержать электроды, полученные из различных материалов, включая прозрачные материалы, такие как, в качестве не имеющего ограничительного характера примера, оксид индия и олова. Первый электрод может размещаться в непосредственной близости к задней поверхности переднего криволинейного элемента, а второй электрод может размещаться в непосредственной близости к передней поверхности заднего криволинейного элемента. Когда к первому и второму электродами прилагают электрический потенциал, в жидкокристаллическом слое, размещенном между электродами, может образоваться электрическое поле. Приложение электрического поля к жидкокристаллическому слою может вызвать физическое центрирование свободных жидкокристаллических молекул с электрическим полем. В некоторых примерах осуществления свободные жидкокристаллические молекулы могут размещаться на участках промежутков полимерной сети, а в некоторых примерах осуществления полимерная главная цепь может содержать химически связанные жидкокристаллические молекулы, которые можно центрировать в процессе полимеризации при помощи центрирующих слоев. Когда жидкокристаллические молекулы центрируются в направлении электрического поля, такое центрирование может вызвать изменение оптических характеристик, при котором световой луч может восприниматься как проходящий через слой, содержащий жидкокристаллические молекулы. В качестве не имеющего ограничительного характера примера можно привести изменение показателя преломления, вызванное изменением центрирования. В некоторых примерах осуществления изменение оптических характеристик может привести к изменению фокальных характеристик линзы, содержащей слой с жидкокристаллическими молекулами.

В некоторых примерах осуществления описываемые офтальмологические устройства могут включать в себя процессор.

В некоторых примерах осуществления описываемые офтальмологические устройства могут включать в себя электрическую схему. Электрическая схема может управлять или направлять электрический ток для обеспечения его протекания через офтальмологическое устройство. Электрическая схема может управлять электрическим током для обеспечения его протекания от источника энергии к первому или второму электродным элементам.

В некоторых вариантах осуществления устройство-вставка может состоять из более чем переднего элемента вставки и заднего элемента вставки. Между передним элементом вставки и задним элементом вставки может размещаться промежуточный элемент или элементы. В одном примере слой, содержащий жидкий кристалл, может располагаться между передним элементом вставки и промежуточным элементом. Вставка с изменяемыми оптическими свойствами может содержать по меньшей мере часть, размещенную в оптической зоне офтальмологического устройства. Любая или обе поверхности переднего, промежуточного и заднего элемента вставки могут быть искривлены различным образом, а в некоторых примерах осуществления радиус кривизны задней поверхности переднего элемента вставки может отличаться от радиуса кривизны передней поверхности промежуточного элемента вставки. В состав линзы и вставки может быть включен источник энергии, а в некоторых примерах осуществления источник энергии может размещаться таким образом, чтобы по меньшей мере некоторая его часть находилась в неоптической зоне устройства.

Вставка с передним элементом вставки, задним элементом вставки и по меньшей мере первым промежуточным элементом вставки может содержать по меньшей мере первую жидкокристаллическую молекулу, и жидкокристаллическая молекула или молекулы также могут находиться на участках полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом.

В некоторых примерах осуществления передний элемент вставки, задний элемент вставки и по меньшей мере первый промежуточный элемент вставки офтальмологического устройства может представлять собой контактную линзу.

В некоторых примерах осуществления вставка офтальмологического устройства с передним элементом вставки, задним элементом вставки и по меньшей мере первым промежуточным элементом вставки может содержать электроды, полученные из различных материалов, включая прозрачные материалы, такие как, в качестве не имеющего ограничительного характера примера, оксид индия и олова. Первый электрод может размещаться в непосредственной близости к задней поверхности переднего криволинейного элемента, и второй электрод может размещаться в непосредственной близости к передней поверхности промежуточного элемента. Когда к первому и второму электродам прилагают электрический потенциал, в жидкокристаллическом слое, размещенном между электродами, может образоваться электрическое поле. Приложение электрического поля к жидкокристаллическому слою может вызвать физическое центрирование жидкокристаллических молекул с электрическим полем. В некоторых примерах осуществления жидкокристаллические молекулы могут размещаться на участках полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом. Когда жидкокристаллические молекулы центрируются с электрическим полем, такое центрирование может вызвать изменение оптических характеристик, при котором световой луч может восприниматься как проходящий через слой, содержащий жидкокристаллические молекулы. В качестве не имеющего ограничительного характера примера можно привести изменение показателя преломления, вызванное изменением центрирования. В некоторых примерах осуществления изменение оптических характеристик может привести к изменению фокальных характеристик линзы, содержащей слой с жидкокристаллическими молекулами.

В некоторых примерах осуществления промежуточный элемент может содержать множество элементов, соединенных вместе.

В некоторых примерах осуществления, где устройство-вставка может быть образовано из переднего элемента вставки, заднего элемента вставки и промежуточного элемента или элементов вставки, слой, содержащий жидкий кристалл, может располагаться между передним элементом вставки и промежуточным элементом или между промежуточным элементом и задним элементом вставки. Кроме того, поляризационный элемент также может размещаться внутри устройства-вставки с изменяемыми оптическими свойствами. Вставка с изменяемыми оптическими свойствами может содержать по меньшей мере часть, размещенную в оптической зоне офтальмологического устройства. Любая или обе поверхности переднего, промежуточного и заднего элементов вставки могут быть искривлены различным образом, а в некоторых примерах осуществления радиус кривизны задней поверхности переднего элемента вставки может отличаться от радиуса кривизны передней поверхности промежуточного элемента вставки. В состав линзы и вставки может быть включен источник энергии, при этом в некоторых примерах осуществления источник энергии может размещаться таким образом, чтобы по меньшей мере некоторая его часть находилась в неоптической зоне устройства.

В некоторых примерах осуществления можно ссылаться на поверхности внутри вставки с изменяемыми оптическими свойствами, а не на элементы. В некоторых примерах осуществления можно сформировать устройство офтальмологической линзы, в котором вставка с изменяемыми оптическими свойствами будет располагаться внутри устройства офтальмологической линзы, причем по меньшей мере часть вставки с изменяемыми оптическими свойствами может располагаться в оптической зоне устройства линзы. Данные примеры осуществления могут включать в себя криволинейную переднюю поверхность и криволинейную заднюю поверхность. В некоторых примерах осуществления передняя поверхность и задняя поверхность могут быть выполнены с возможностью образования по меньшей мере первой камеры. Устройство офтальмологической линзы также может включать в себя источник энергии, встроенный во вставку по меньшей мере на участке, относящемся к неоптической зоне. Устройство офтальмологической линзы также может включать в себя слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри камеры, причем слой образован из участков полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом.

В некоторых примерах осуществления можно сформировать устройство контактной линзы, в котором вставка с изменяемыми оптическими свойствами будет располагаться внутри устройства офтальмологической линзы, причем по меньшей мере часть вставки с изменяемыми оптическими свойствами может располагаться в оптической зоне устройства линзы. Данные примеры осуществления могут включать в себя криволинейную переднюю поверхность и криволинейную заднюю поверхность. В некоторых примерах осуществления передняя поверхность и задняя поверхность могут быть выполнены с возможностью образования по меньшей мере первой камеры. Устройство контактной линзы также может включать в себя слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри камеры, причем слой образован из участков полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом.

В некоторых примерах осуществления можно сформировать устройство контактной линзы, в котором вставка с изменяемыми оптическими свойствами будет располагаться внутри устройства офтальмологической линзы, причем по меньшей мере часть вставки с изменяемыми оптическими свойствами может располагаться в оптической зоне устройства линзы. Устройство контактной линзы может также содержать слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри камеры, причем слой может быть образован из участков полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом, причем по меньшей мере первая поверхность слоя может быть криволинейной.

В некоторых примерах осуществления можно сформировать устройство офтальмологической линзы, в котором вставка с изменяемыми оптическими свойствами будет располагаться внутри устройства офтальмологической линзы, причем по меньшей мере часть ставки с изменяемыми оптическими свойствами может располагаться в оптической зоне устройства линзы. Данные примеры осуществления могут включать в себя криволинейную переднюю поверхность и криволинейную заднюю поверхность. В некоторых примерах осуществления первая криволинейная передняя поверхность и первая криволинейная задняя поверхность могут быть выполнены с возможностью формирования по меньшей мере первой камеры. Вторая криволинейная передняя поверхность и вторая криволинейная задняя поверхность могут быть выполнены с возможностью формирования по меньшей мере второй камеры. Устройство офтальмологической линзы также может содержать слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри первой камеры, причем слой образован из участков полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом. Устройство офтальмологической линзы также может включать в себя источник энергии, встроенный во вставку по меньшей мере на участке, относящемся к неоптической зоне. В некоторых примерах осуществления офтальмологическая линза может представлять собой контактную линзу.

В некоторых примерах осуществления можно сформировать устройство контактной линзы, в котором вставка с изменяемыми оптическими свойствами будет располагаться внутри устройства офтальмологической линзы, причем по меньшей мере часть вставки с изменяемыми оптическими свойствами может располагаться в оптической зоне устройства линзы. Контактная линза может включать в себя криволинейную первую переднюю поверхность и криволинейную первую заднюю поверхность, причем первая передняя поверхность и первая задняя поверхность выполнены с возможностью формирования по меньшей мере первой камеры. Контактная линза также может содержать первый слой электродного материала в непосредственной близости к задней поверхности криволинейной первой передней поверхности. Контактная линза также может содержать второй слой электродного материала в непосредственной близости к передней поверхности первого заднего криволинейного элемента. Контактная линза также может включать в себя первый слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри первой камеры, причем первый слой образован из участков полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом, причем полимерная сеть содержит химически присоединенные жидкокристаллические молекулы, причем первый слой жидкокристаллического материала имеет разный показатель преломления, что влияет на луч света, проходящий через первый слой жидкокристаллического материала при приложении электрического потенциала к первому слою электродного материала и второму слою электродного материала. Устройство контактной линзы дополнительно может включать в себя криволинейную вторую переднюю поверхность и криволинейную вторую заднюю поверхность, причем вторая передняя поверхность и вторая задняя поверхность выполнены с возможностью формирования по меньшей мере второй камеры. Устройство контактной линзы также может содержать третий слой электродного материала в непосредственной близости к задней поверхности криволинейной второй передней поверхности и четвертый слой электродного материала в непосредственной близости к передней поверхности второго заднего криволинейного элемента. Также можно использовать второй слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри второй камеры, причем второй слой образован из участков полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом, причем полимерная сеть содержит химически присоединенные жидкокристаллические молекулы, причем второй слой жидкокристаллического материала имеет разный показатель преломления, что влияет на луч света, проходящий через первый слой жидкокристаллического материала при приложении электрического потенциала к третьему слою электродного материала и четвертому слою электродного материала. Устройство контактной линзы также может включать в себя источник энергии, встроенный во вставку по меньшей мере на участке, относящемся к неоптической зоне. Контактная линза также может включать в себя электрическую схему, содержащую процессор, причем электрическая схема управляет потоком электрической энергии, идущим от источника энергии к одному или более из первого, второго, третьего или четвертого электродных слоев. Кроме того, вставка с изменяемыми оптическими свойствами для контактной линзы также может изменять фокальную характеристику офтальмологической линзы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Указанные выше и прочие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут очевидны после следующего более подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированных с помощью прилагаемых фигур.

На Фиг. 1 представлен пример компонентов прибора узла формы для литья, которые могут подходить для реализации некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 2А и 2В представлен пример офтальмологической линзы с энергообеспечением и вставкой с изменяемыми оптическими свойствами.

На Фиг. 3A и 3B представлены виды в сечении вставки с изменяемыми оптическими свойствами, где передний и задний криволинейные элементы вставки с изменяемыми оптическими свойствами могут иметь диэлектрические слои, варьирующиеся по части с изменяемыми оптическими свойствами.

На Фиг. 4A и 4B представлен вид в сечении варианта осуществления устройства офтальмологической линзы со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, в котором часть с изменяемыми оптическими свойствами может быть образована из участков полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом.

На Фиг. 5 представлен пример осуществления вставки с изменяемыми оптическими свойствами, в которой часть с изменяемыми оптическими свойствами может быть образована из участков полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом.

На Фиг. 6 представлен альтернативный пример осуществления линзы с изменяемыми оптическими свойствами, содержащей вставку, в которой части с изменяемыми оптическими свойствами могут быть образованы из участков полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом.

На Фиг. 7 представлены стадии способа формирования офтальмологической линзы со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, которая может быть образована из участков полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом.

На Фиг. 8 представлен пример компонентов прибора для размещения вставки с изменяемыми оптическими свойствами, образованной из участков полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом, в часть формы для литья для офтальмологической линзы.

На Фиг. 9 представлен процессор, который можно использовать для реализации некоторых примеров осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 10A, 10B и 10C представлен альтернативный пример осуществления линзы с изменяемыми оптическими свойствами, содержащей вставку, в которой части с изменяемыми оптическими свойствами могут быть образованы из профилированных участков полимерных сетей с внедренным в промежутки жидкокристаллическим материалом.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение включает в себя способы и прибор, предназначенные для производства офтальмологической линзы со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, причем часть с изменяемыми оптическими свойствами образована из жидкого кристалла или композитного материала, который сам содержит жидкокристаллические элементы. Кроме того, настоящее изобретение включает в себя офтальмологическую линзу со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, образованную из жидкого кристалла, встроенного в офтальмологическую линзу.

В соответствии с настоящим изобретением сформирована офтальмологическая линза, содержащая встроенную вставку и источник энергии, такой как электрохимический элемент или аккумуляторная батарея, в качестве средства для хранения энергии. В некоторых примерах осуществления материалы, содержащие источник энергии, можно герметизировать и изолировать от среды, в которую помещают офтальмологическую линзу. В некоторых примерах осуществления источник энергии может включать в себя электрохимический элемент, который можно использовать в первичной конфигурации или в конфигурации с перезарядкой.

Для изменения оптической части используют регулирующее устройство, управляемое пользователем. Регулирующее устройство может включать в себя, например, электронное устройство или пассивное устройство для увеличения или уменьшения напряжения на выходе или для подключения или отключения источника энергии. Некоторые примеры осуществления также могут включать в себя автоматизированное регулирующее устройство для изменения части с изменяемыми оптическими свойствами с помощью автоматизированного прибора в соответствии с измеренным параметром или данными, введенными пользователем. Данные могут вводиться носителем, например, с помощью переключателя, управляемого беспроводным прибором. Беспроводное управление может включать в себя, например, радиочастотное управление, электромагнитное переключение, световое излучение с упорядоченной структурой и индуктивное переключение. В других примерах осуществления активация может происходить в ответ на воздействие биологической функции или в ответ на показания детектирующего элемента внутри офтальмологической линзы. В других примерах осуществления, в качестве не имеющего ограничительного характера примера, активация может происходить в результате изменения освещенности окружающей среды.

Изменение оптической силы происходит тогда, когда электрические поля, создаваемые подачей питания к электродам, вызывают перецентрирование внутри жидкокристаллического слоя, сдвигая, таким образом, молекулы из ориентации покоя в ориентацию с энергообеспечением. В других альтернативных примерах осуществления можно использовать другие эффекты, вызванные изменением жидкокристаллических слоев за счет подачи питания к электродам, например, изменением состояния поляризации света, в частности, вращением плоскости поляризации.

В некоторых примерах осуществления с жидкокристаллическими слоями в неоптической части зоны офтальмологической линзы присутствуют элементы с энергообеспечением, в то время как другие примеры осуществления не требуют подачи питания. В примерах осуществления, не требующих подачи питания, жидкий кристалл изменяется пассивно в результате воздействия какого-либо внешнего фактора, такого как, например, температура окружающей среды или естественное освещение.

Жидкокристаллическая линза обеспечивает электрически изменяемый показатель преломления поляризованного света, падающего на тело линзы. Комбинация двух линз, где ориентация оптической оси второй линзы поворачивается относительно первой линзы, позволяет получить элемент линзы, который способен изменять показатель преломления неполяризованного освещения окружающей среды.

Объединение электрически активных жидкокристаллических слоев с электродами образует физический объект, управляемый приложением электрического поля к электродам. Если в периферической зоне жидкокристаллического слоя присутствует диэлектрический слой, то поле диэлектрического слоя и поле жидкокристаллического слоя объединяются в поле электродов. Характер трехмерной формы объединения полей слоев оценивается на основе принципов электродинамики и геометрии диэлектрического слоя и жидкокристаллического слоя. Если эффективная электрическая толщина диэлектрического слоя является неоднородной, то воздействие поля на электроды может иметь «форму» эффективной формы диэлектрика и может создавать размерные изменения показателя преломления в жидкокристаллических слоях. В некоторых примерах осуществления такое придание формы приводит к образованию линз, способных приобретать изменяемые фокальные характеристики.

Альтернативный пример осуществления может предусматривать вариант, при котором физические элементы линзы, содержащие жидкокристаллические слои, меняют свою форму таким образом, чтобы обеспечивать различные фокальные характеристики. Затем электрически регулируемый показатель преломления жидкокристаллического слоя можно использовать для внесения изменений в фокальные характеристики линзы в зависимости от прилагаемого электрического поля в жидкокристаллическом слое за счет применения электродов. Показатель преломления жидкокристаллического слоя может называться эффективным показателем преломления, и каждую обработку, относящуюся к показателю преломления, можно рассматривать как в равной мере относящуюся к эффективному показателю преломления. Эффективный показатель преломления можно получить, например, в результате наложения множества участков с различными показателями преломления. В некоторых примерах осуществления эффективным аспектом может быть среднее значение вкладов различных участков, в то время как в других примерах осуществления эффективным аспектом может быть наложение зональных или молекулярных эффектов на падающий свет. Форма, которую передняя поверхность оболочки придает жидкокристаллическому слою, и форма, которую задняя поверхность оболочки придает жидкокристаллическому слою, могут прежде всего определять фокальные характеристики системы.

В следующих разделах представлены подробные описания вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных примеров осуществления являются только примерами осуществления, и предполагается, что специалисту в данной области будут понятны возможности создания вариаций, модификаций и внесения изменений. Следовательно, следует учитывать, что объем настоящего изобретения не ограничивается описанными примерами осуществления.

СПИСОК ТЕРМИНОВ

В данном описании и формуле настоящего изобретения используется ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения.

Центрирующий слой: при использовании в настоящем изобретении относится к слою, смежному с жидкокристаллическим слоем, воздействующим и центрирующим ориентацию молекул внутри жидкокристаллического слоя. Полученное центрирование и ориентация молекул могут воздействовать на свет, проходящий через жидкокристаллический слой. Например, рефракционные характеристики, получаемые в результате центрирования и ориентации, могут влиять на падающий свет. Кроме того, такое воздействие может включать в себя эффект нарушения поляризации света.

Электрическая связь: при использовании в настоящем изобретении относится к состоянию под воздействием электрического поля. При использовании проводящих материалов воздействие может происходить в результате протекания электрического тока или приводить к протеканию электрического тока