Способ и устройство для офтальмологических устройств, включающих участки жидкокристаллической полимерной сетки особой формы из жидкого кристалла

Способ и устройство для офтальмологических устройств, включающих участки жидкокристаллической полимерной сетки особой формы из жидкого кристалла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА СМЕЖНЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящий патент испрашивает преимущество по предварительной заявке на патент США №61/878,723, 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. Обсуждение смежной области

Традиционно офтальмологическая линза, такая как контактная или интраокулярная линза, обладает предварительно заданными оптическими характеристиками. Контактная линза, например, может предоставлять одну или более из следующих возможностей: коррекцию зрения; косметическое улучшение; и терапевтическое воздействие, но только в виде набора 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 материал линзы активного агента позволяет использовать линзу в терапевтических целях.

На сегодняшний день оптические характеристики офтальмологической линзы обусловлены ее физическими характеристиками. По существу, оптические свойства линзы определяют и затем внедряют в процессе ее изготовления, например, отливкой или токарной обработкой. После изготовления линзы ее оптические характеристики остаются постоянными. Однако для обеспечения аккомодации зрения для пользователя иногда может быть эффективно наличие более одной доступной оптической силы. В отличие от тех, кто пользуется очками и может менять очки для оптической коррекции, пользователи контактных либо интраокулярных линз до сих пор могли менять оптические характеристики, только прикладывая значительные усилия или используя очки в дополнение к контактным либо интраокулярным линзам.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, настоящее изобретение включает в себя инновации, относящиеся к вставке с изменяемыми оптическими свойствами, использующей жидкокристаллические элементы, которая может обладать энергообеспечением, может быть включена в офтальмологическое устройство и имеет возможность изменять оптические свойства устройства. Примеры таких офтальмологических устройств могут включать в себя контактную линзу или интраокулярную линзу. Кроме того, здесь представлены способы и устройство для изготовления офтальмологической линзы со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, использующей жидкокристаллические элементы. Ряд вариантов осуществления также включает в себя литую силикон-гидрогелевую контактную линзу с жесткой или формуемой вставкой с энергообеспечением, которая дополнительно включает в себя часть с изменяемыми оптическими свойствами, причем вставка включена в офтальмологическую линзу биосовместимым образом.

Таким образом, описание настоящего изобретения включает в себя описание офтальмологической линзы со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, устройства формирования офтальмологической линзы со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, а также способов их производства. Источник энергии можно нанести или установить на вставку с изменяемыми оптическими свойствами, а вставку можно поместить вблизи первой части формы для литья и/или второй части формы для литья. Композицию, содержащую реакционную смесь мономера (далее - «реакционная смесь мономера»), помещают между первой частью формы для литья и второй частью формы для литья. Первую часть формы для литья располагают в непосредственной близости от второй части формы для литья, тем самым формируя полость линзы с несущей вставкой с энергообеспечением и по меньшей мере некоторым количеством реакционной смеси мономера в полости линзы; реакционную смесь мономера подвергают воздействию актиничного излучения для формирования офтальмологической линзы. Линзы формируют путем управления потоком актиничного излучения, которым облучают реакционную смесь мономера. В некоторых вариантах осуществления край офтальмологической линзы или герметизирующий вставку слой содержит стандартные гидрогелевые составы для офтальмологической линзы. Примеры материалов с характеристиками, которые могут обеспечивать приемлемое сочетание со множеством материалов вставки, могут включать в себя, например, материалы семейства нарафилкона (включая нарафилкон A и нарафилкон B), семейства этафилкона (включая этафилкон A), галифилкон А и сенофилкон А.

Способы формирования вставки с изменяемыми оптическими свойствами, использующей жидкокристаллические элементы, и полученные вставки представляют собой важные аспекты различных примеров осуществления настоящего изобретения. В ряде вариантов осуществления жидкий кристалл можно размещать между ориентирующими слоями, которые могут устанавливать ориентацию покоя жидкого кристалла. Два упомянутых ориентирующих слоя могут находиться в электрической связи с источником энергии посредством электродов, нанесенных на слои подложки, содержащие часть с изменяемыми оптическими свойствами. Электроды могут получать энергообеспечение через промежуточное соединение с источником энергии или непосредственно через компоненты, встроенные во вставку.

Подача питания к электродным слоям 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. Могут быть реализованы также дополнительные примеры осуществления, в которых способ подачи питания может вызывать переключение между различными состояниями за счет импульса подачи питания.

Результирующее центрирование и ориентация молекул воздействуют на свет, проходящий через жидкокристаллический слой, вызывая таким образом изменение во вставке с изменяемыми оптическими свойствами. Например, рефракционные свойства, получаемые в результате центрирования и ориентации, могут влиять на падающий свет. Кроме того, такое воздействие может включать в себя эффект нарушения поляризации света. Некоторые примеры осуществления могут включать в себя вставку с изменяемыми оптическими свойствами, в которой подача питания изменяет фокальные характеристики линзы.

В некоторых примерах осуществления слой жидкого кристалла может быть образован способом, при помощи которого вызывают полимеризацию полимеризуемой смеси, содержащей молекулы жидкого кристалла. Мономер(-ы), используемый(-ые) для образования полимерного матрикса, сами по себе могут содержать присоединенные жидкокристаллические части. Путем управления полимеризацией и введения молекул жидкого кристалла, не присоединенных к мономерным соединениям, можно сформировать матрикс из участков поперечносшитого полимера, который будет включать в себя участки, где находятся отдельные молекулы жидкого кристалла. Терминологически такую комбинацию поперечносшитых полимеризованных молекул с включенными в промежутки молекулами жидкого кристалла можно назвать сетевой конфигурацией. Ориентирующие слои могут контролировать центрирование молекул жидкого кристалла, прикрепленных к мономеру, таким образом, чтобы сетка из полимеризованного материала была центрирована с направляющими ориентирующими слоями. Присоединенные молекулы жидкого кристалла при полимеризации фиксируются в определенной ориентации, однако молекулы жидкого кристалла, размещенные в промежутках, могут свободно менять свою ориентацию в пространстве. При отсутствии внешнего воздействия свободные молекулы жидкого кристалла будут иметь центрирование, зависящее от матрикса центрированных молекул жидкого кристалла.

Соответственно, в некоторых примерах осуществления офтальмологическое устройство можно сформировать путем введения вставки с изменяемыми оптическими свойствами, содержащей молекулы жидкого кристалла, внутрь офтальмологического устройства. Вставка с изменяемыми оптическими свойствами может содержать по меньшей мере часть, которую можно размещать в оптической зоне офтальмологического устройства. Вставка с изменяемыми оптическими свойствами может содержать передний элемент вставки и задний элемент вставки. Любая или обе поверхности переднего 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 заднего 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 вариантах осуществления первая кривизна может отличаться от второй кривизны. В состав линзы и вставки можно включать источник энергии, при этом в некоторых примерах осуществления источник энергии можно размещать таким образом, чтобы по меньшей мере некоторая его часть находилась в неоптической зоне устройства.

В некоторых примерах осуществления слой, содержащий участки размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала, можно дополнительно сформировать таким образом, что внутри слоя, образованного из жидкокристаллического материала, участок, содержащий жидкие кристаллы, будет представлять собой комплект полимеризованных слоев и будет иметь профиль формы, способствующий оптическому эффекту, дополняющему эффект различных радиусов поверхностей вставки.

В некоторых примерах осуществления слой, содержащий участки размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала, также можно сформировать таким образом, что внутри слоя плотность молекул жидкого кристалла будет меняться в пространстве таким образом, что изменение может вызывать оптический эффект, дополняющий эффект различных радиусов поверхностей вставки.

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

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

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 контролировать 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 примерах осуществления устройство-вставка может содержать не только передний элемент вставки и задний элемент вставки. Между передним элементом вставки и задним элементом вставки можно размещать промежуточный элемент или элементы. Например, слой, содержащий жидкий кристалл, можно размещать между передним элементом вставки и промежуточным элементом. Вставка с изменяемыми оптическими свойствами может содержать по меньшей мере часть, которую можно размещать в оптической зоне офтальмологического устройства. Любая или обе поверхности переднего, промежуточного и заднего элемента вставки могут быть искривлены различным образом, при этом в некоторых примерах осуществления радиус кривизны задней поверхности переднего элемента вставки может отличаться от радиуса кривизны передней поверхности промежуточного элемента вставки. Источник энергии можно включить в состав линзы и в состав вставки, а в некоторых вариантах осуществления источник энергии можно разместить 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 молекулу жидкого кристалла, и молекула или молекулы жидкого кристалла также могут находиться на участках размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала.

В некоторых примерах осуществления передний элемент вставки, задний элемент вставки и по меньшей мере первый промежуточный элемент вставки офтальмологического устройства могут 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, изготовленные из различных материалов, включая прозрачные материалы, такие как оксид индия и олова (ITO) в качестве примера, не имеющего ограничительного характера. Первый электрод можно размещать в непосредственной близости от задней поверхности переднего криволинейного элемента, при этом второй электрод может находиться в непосредственной близости от передней поверхности промежуточного элемента. В некоторых примерах осуществления передний элемент вставки может иметь поверхность с первой кривизной, а промежуточный элемент вставки может иметь вторую поверхность со второй кривизной. В некоторых примерах осуществления первая кривизна может отличаться от второй кривизны. Когда к первому и второму электродам прикладывают электрический потенциал, в жидкокристаллическом слое, размещенном между электродами, может образоваться электрическое поле. Приложение электрического поля к жидкокристаллическому слою может вызвать физическое центрирование молекул жидкого кристалла, находящихся в слое, с электрическим полем. В некоторых примерах осуществления молекулы жидкого кристалла можно размещать на участках размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала. Когда молекулы жидкого кристалла центрируются в направлении электрического поля, такое центрирование может вызвать изменение оптических характеристик, при котором световой луч может восприниматься как проходящий через слой, содержащий молекулы жидкого кристалла. В качестве примера, не имеющего ограничительного характера, можно привести изменение коэффициента преломления, вызванное изменением центрирования. В некоторых примерах осуществления изменение оптических характеристик может привести к изменению фокальных свойств линзы, содержащей слой с молекулами жидкого кристалла.

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

В некоторых примерах осуществления, где устройство-вставка может состоять из переднего элемента вставки, заднего элемента вставки и промежуточного элемента или элементов, слой, содержащий жидкий кристалл, можно размещать между передним элементом вставки и промежуточным элементом или между промежуточным элементом и задним элементом вставки. Кроме того, поляризационный элемент также можно размещать внутри устройства-вставки с изменяемыми оптическими свойствами. Вставка с изменяемыми оптическими свойствами может содержать по меньшей мере часть, которую можно размещать в оптической зоне офтальмологического устройства. Любая или обе поверхности переднего, промежуточного и заднего элемента вставки могут быть искривлены различным образом, при этом 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 можно включать источник энергии, при этом в некоторых примерах осуществления источник энергии можно размещать 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 может 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, содержащем неоптическую зону. Устройство офтальмологической линзы также может включать в себя слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри камеры, причем слой образован из участков размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала.

В некоторых примерах осуществления можно сформировать устройство контактной линзы, в котором вставка с изменяемыми оптическими свойствами может 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 размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала.

В некоторых примерах осуществления можно сформировать устройство контактной линзы, в котором вставка с изменяемыми оптическими свойствами может 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 включать в себя слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри камеры, причем слой может быть образован из участков размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала, 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 может 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 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 включать в себя слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри первой камеры, причем слой образован из участков размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала. Устройство офтальмологической линзы также может включать в себя источник энергии, встроенный во вставку по меньшей мере на участке, содержащем неоптическую зону. В некоторых вариантах осуществления офтальмологическая линза может представлять собой контактную линзу.

В некоторых примерах осуществления можно сформировать устройство контактной линзы, в котором вставка с изменяемыми оптическими свойствами может 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 включать в себя первый слой электродного материала в непосредственной близости от задней поверхности первой криволинейной передней поверхности. Контактная линза также может содержать второй слой электродного материала в непосредственной близости от 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 размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала, причем полимерная сетка содержит химически присоединенные молекулы жидкого кристалла и причем первый слой жидкокристаллического материала изменяет свой показатель преломления, что влияет на луч света, проходящий через первый слой жидкокристаллического материала, когда к первому слою электродного материала и второму слою электродного материала прикладывают электрический потенциал. Устройство контактной линзы дополнительно может включать в себя вторую криволинейную переднюю поверхность и вторую криволинейную 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 от задней поверхности второй криволинейной передней поверхности и четвертый слой электродного материала в непосредственной близости от передней поверхности второго заднего криволинейного элемента. Также можно включить второй слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри второй камеры, причем второй слой образован из участков размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала, причем полимерная сетка содержит химически присоединенные молекулы жидкого кристалла и причем второй слой жидкокристаллического материала изменяет свой показатель преломления, что влияет на луч света, проходящий через первый слой жидкокристаллического материала, когда к третьему слою электродного материала и четвертому слою электродного материала прикладывают электрический потенциал. Контактная линза также может включать в себя источник энергии, встроенный во вставку по меньшей мере на участке, содержащем неоптическую зону. 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 фокальные свойства офтальмологической линзы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Указанные выше и прочие характеристики и преимущества настоящего изобретения наглядно представлены в следующем более подробном описании предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированных с помощью прилагаемых рисунков.

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

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

На Фиг. 3 приводится вид в поперечном разрезе вставки с изменяемыми оптическими свойствами, где передний и задний криволинейные элементы вставки с изменяемыми оптическими свойствами могут иметь различную кривизну и где часть с изменяемыми оптическими свойствами может быть образована из жидкого кристалла.

На Фиг. 4 представлен вид в поперечном разрезе варианта осуществления устройства офтальмологической линзы со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, в котором часть с изменяемыми оптическими свойствами может быть образована из участков размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала.

На Фиг. 5 представлен пример осуществления вставки с изменяемыми оптическими свойствами, в которой часть с изменяемыми оптическими свойствами может быть образована из участков размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала.

На Фиг. 6 представлен альтернативный вариант осуществления линзы с изменяемыми оптическими свойствами, содержащей вставку, в которой части с изменяемыми оптическими свойствами могут быть образованы из участков размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала.

На Фиг. 7 представлены стадии способа формирования офтальмологической линзы со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, которая может быть образована из участков размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала.

На Фиг. 8 представлен пример компонентов устройства для помещения вставки с изменяемыми оптическими свойствами, образованной из участков размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала, в часть формы для литья офтальмологической линзы.

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

На Фиг. 10A и 10B представлен пример осуществления офтальмологического устройства, содержащего вставку, в которой части с изменяемыми оптическими свойствами могут быть образованы из участков размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала особой формы.

На Фиг. 11A, 11B и 11C представлен альтернативный пример осуществления линзы с изменяемыми оптическими свойствами, содержащей вставку, в которой части с изменяемыми оптическими свойствами могут быть образованы из участков размещенного в промежутках полимерной сетки жидкокристаллического материала разной плотности.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение включает в себя способы и устройство, 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 включает жидкокристаллические элементы. Кроме того, настоящее изобретение включает в себя офтальмологическую линзу со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами, образованной 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 схеме или в схеме с перезарядкой.

Для изменения оптической части можно использовать регулирующее устройство, управляемое пользователем. Регулирующее устройство может включать в себя, например, электронное 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 устройства в соответствии с измеренным параметром или данными, введенными пользователем. Пользователь может вводить данные, например, с помощью переключателя, управляемого беспроводным устройством. 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 датчика внутри офтальмологической линзы. В других примерах осуществления, не имеющих ограничительного характера, активация может происходить также 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 изобретения могут использоваться 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 зоне офтальмологической линзы могут присутствовать 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, например, температуры окружающей среды или естественного освещения.

Жидкокристаллическая линза обеспечивает электрически изменяемый коэффициент преломления поляризованного света, падающего на тело линзы. Комбинация двух линз, в которой ориентация оптической оси второй линзы поворачивается относительно первой линзы, позволяет получить линзу, которая способна изменять коэффициент преломления неполяризованного окружающего освещения.

Комбинирование электрически активных слоев жидкого кристалла с электродами образует физический объект, которым можно управлять путем приложения 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. В трехмерной форме характер комбинирования полей слоев можно оценить на основе принципов электродинамики и геометрии диэлектрического слоя и жидкокристаллического слоя. Если эффективная электрическая толщина диэлектрического слоя неоднородна, то воздействие поля на электроды может иметь «форму» эффективной формы диэлектрика и может создавать размерные изменения показателя преломления в жидкокристаллических слоях. В ряде примеров осуществления такое придание формы приводит к образованию линз, способных приобретать изменяемые фокальные свойства.

Альтернативный пример осуществления может предусматривать вариант, при котором физические элементы линзы, содержащие слои жидкого кристалла, меняют свою форму таким образом, чтобы обеспечивать изменение фокальных свойств. 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, при этом каждую обработку, относящуюся к показателю преломления, можно рассматривать в равной мере как 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 придает жидкокристаллическому слою передняя поверхность оболочки, и форма, которую придает жидкокристаллическому слою задняя поверхность оболочки, могут определять фокальные свойства системы с точностью до первого порядка.

В следующих разделах будет приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления являются только примерами осуществления. Предполагается, что специалистам в данной области будут понятны возможности создания модификаций и других вариантов осуществления изобретения. Поэтому следует учитывать, что область, охватываемая настоящим изобретением, не ограничивается приведенными примерами осуществления изобретения.

СПИСОК ТЕРМИНОВ

В данном описании и в формуле изобретения, которые относятся к настоящему изобретению, могут встречаться различные термины, для которых будут применимы представленные ниже определения.

Ориентирующий слой: в настоящем документе относится к слою, смежному с жидкокристаллическим слоем, воздействующему и центрирующему ориентацию молекул внутри жидкокристаллического слоя. Результирующее центрирование и ориентация молекул могут воздействовать на свет, проходящий через жидко