用於向使用者提供可視表示的方法和眼科裝置製造方法
2023-04-25 01:06:26 2
用於向使用者提供可視表示的方法和眼科裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種通電眼科鏡片裝置。所述通電眼科鏡片裝置可以包括：一個或多個調製光子發射器；支撐第一處理器和一個或多個光源的介質插入物；以及一根或多根天線，所述天線被配置成與所述第一處理器和第二處理器通信。所述一個或多個光源可被配置成生成光。從所述一個或多個光源生成的光的至少一部分可以通過所述一個或多個光子發射器發射。所述第一處理器可被配置成從傳感器接收用於投射可視表示的指示。所述處理器還可被配置成響應於所接收的指示來基於一個或多個編程參數控制所述更多個調製光子發射器之一和一個或多個光源中的至少一個。
【專利說明】用於向使用者提供可視表示的方法和眼科裝置
【技術領域】
[0001]本公開整體涉及一種用於向使用者提供可視表示的通電的眼科裝置和關聯方法。具體地，可視表示基於由眼科裝置接收的感測到的響應和/或傳送出的數據進行投影。
【背景技術】
[0002]在傳統上，諸如接觸鏡片、眼內鏡片或淚點塞的眼科裝置包括具有矯正、美容或治療性質的生物相容性裝置。例如，接觸鏡片可以提供以下中的一種或多種:視力矯正功能、美容增強作用以及治療效果。每種功能由鏡片的物理特性提供。將折射性質結合到鏡片中的設計可以提供視力矯正功能。將顏料結合到鏡片中可以提供美容增強作用。將活性劑結合到鏡片中可提供治療功能。無需使得鏡片處於通電狀態即可實現這些物理特性。在傳統上，淚點塞為無源裝置。
[0003]近來，已開發出有源通電的眼科裝置。通過從這些情況產生的開發工作，已經在理論上認為，所述通電的眼科裝置可為能夠包含可用於圖像投影的光源元件。投射圖像將包括使用者的正常視野上的文本以及疊加圖像。除了所設想的用途之外，必須解決許多限制，以使此類光源以有用方式運作並且安全運作。
[0004]鑑於上述情況，需要可以克服體積限制並以有用並安全的方式提供可視表示的方法和眼科裝置。
【發明內容】
[0005]由此，在很大程度上通過本公開來滿足前述需要，其中在一方面，公開一種具有可以包括在一種通電的眼科裝置、並在一些實施例中確切地是接觸鏡片中的光子發射器的介質插入物。所述光子發射器可以提供形成可視表示的光圖案，所述可視表示包括(例如)信號、圖像增強和/或來自所述光圖案的動態圖像，它們都可用於向使用者傳達消息。
[0006]本發明公開了一種通電眼科鏡片裝置。所述通電眼科鏡片裝置可以包括一個或多個調製光子發射器；支撐第一處理器和一個或多個光源的介質插入物；以及一根或多根天線，所述天線被配置成與所述第一處理器和第二處理器通信。所述一個或多個光源可被配置成產生光。從所述一個或多個光源生成的光的至少一部分可以通過所述一個或多個光子發射器發射。所述第一處理器可被配置成從傳感器接收用於投射可視表示的指示。所述處理器還可被配置成響應於所接收的指示來基於一個或多個編程參數控制所述更多個調製光子發射器之一和一個或多個光源中的至少一個。所述第二處理器可被配置成生成所述可視表示。
[0007]在本發明的一些方面中，這些組件全部可以被組裝在眼科裝置中，它們可以具有與佔據使用者的眼睛表面與該眼睛的相應眼瞼之間位置的眼科裝置符合的尺寸和形狀。
[0008] 眼科裝置可被形成為包括投射系統以及通電元件、控制電路、通信電路以及數據處理電路的單個實體。所述投射系統可以由子系統形成，該子系統包括至少一個光子發射器元件、光源、光調製元件以及鏡片元件。所述投射系統還可由包括光子發射器元件和關聯基於像素的光調製元件的組合的子系統形成。
[0009]結合了投射系統的眼科裝置可以各種形式顯示數據或信息。顯示器可投射基於文本的信息。類似的是，所述顯示器可投射圖像。所述圖像可以採用由所投射的多像素的圖像數據構成的數字圖像形式。所述圖像可顯示為單色顯示內容，或具有各種程度的色彩。通過改變時標上的顯示內容，所述投射系統可以各種格式視頻形式顯示數據。
[0010]包括光子發射器系統的眼科顯示器的示例性顯示器可結合鏡片作為眼科裝置的一部分。這些鏡片可以作用在所述光子發射器系統所形成的所述圖像並以各種方式將該圖像聚焦。光子發射器陣列所形成的遠場圖像或者光子發射器所形成的近場圖像可以通過所述鏡片系統聚焦。在一些實施例中，所述鏡片系統可以包括多個鏡片子系統。在一些實施例中，所述鏡片子系統可具有這樣的元件:具有固定聚焦特性或固定焦距。在其他實施例中，所述鏡片子系統可包括至少第一可變焦距鏡片。此種可變焦距鏡片的例子可以包括基於彎月面的鏡片，所述基於彎月面的鏡片還可利用EWOD效應起作用。複雜可變焦距鏡片還可被形成有多個電極區域，所述多個電極區域可以用於從焦距角度和從平移角度兩者來移動所述鏡片的聚焦特性，所述聚焦特性可有效地在投射所述圖像的地方變化。在一些情況中，所述圖像可以通過投射穿過使用者的眼睛並且投射在使用者的視網膜上。當投射在使用者的視網膜上時，在成像光子元件的程度上形成的圖像尺寸可以小於以平方毫米計的尺寸。在其他實施例中，所述尺寸可以小於或者近似等於以平方毫米計的尺寸。
[0011]為了更好地理解本文中的【具體實施方式】並更好地了解對本領域的貢獻，因此相當寬泛地概述了本公開的某些方面。
[0012]在此方面， 在詳細闡釋本公開的至少一個實施例前，應當理解，本公開不限於其在以下方面的應用:以下說明中所述或附圖中所示的組件的構造和布置的詳細說明。本公開還有除所述實施例外的其他實施例並且能夠以多種方式實踐並且執行。另外，應當理解本文使用的措辭和術語以及摘要都是出於說明的目的，而不應被視為限制。
[0013]因此，本領域的技術人員將了解可輕鬆利用本公開所基於的概念作為設計用於實現本公開多個用途的其他裝置和系統的基礎。因此，本權利要求書被視為在不脫離本公開的實質和範圍的情況下包括此類等同的構造，這一點十分重要。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1示出具有根據本公開的各個方面來實現的介質插入物100的切出截面和俯視圖的示例性眼科鏡片150的等軸視圖。
[0015]圖2示出根據本公開的各個方面的示例性多件介質插入物200的俯視圖A和剖視圖B。
[0016]圖3示出圖2所示實施例的另一示例性實施例的俯視圖A和剖視圖B，其中介質插入物包括有源聚焦調整鏡片系統。
[0017]圖4示出本發明的一些實施例可包括的示例性光子發射器結構。
[0018]圖5示出具有光源560的光子發射器像素520的示例性陣列結構500以及將光源耦合到陣列的裝置。
[0019]圖6示出包括在示例性眼科裝置的光學區的一部分內的光子發射器的陣列的示例性裝置。
[0020]圖7示出根據本公開的一些方面的示例性光調製元件結構。
[0021]圖8示出可用於實現本公開的一些方面的替代示例性光調製元件結構。
[0022]圖9示出用於投射系統的示例性通電的眼科裝置900，其包括了可用於實現本公開的一些方面的光子陣列、光相或強度調製陣列以及鏡片系統。
[0023]圖10示出根據本公開的一些方面的與使用包括光子發射器的眼科裝置有關的方法步驟。
[0024]圖11示出對物體的地理設置的透視圖，所述地理設置用於傳感器和處理器以關聯相關數據來提供可視表示。
[0025]圖12示出可用於實現本公開的各個方面的處理器設備的框圖。
[0026]圖13示出根據本公開的一些方面的與可視表示投射有關的方法步驟。
【具體實施方式】
[0027]術語
[0028]在涉及本發明的該說明書和權利要求書中，所使用的各個術語定義如下:
[0029]電介質上的電潤溼或EWOD:如本文所用，是指其中存在不混溶的流體或液體的組合、具有限定表面自由能的表面區域和電位場的一類裝置或者一類裝置部分。通常，電位場將改變表面區域上的表面自由能，從而可以改變不混溶的流體與表面區域的相互作用。
[0030]通電:如本文所用，是指能夠提供電流或者其內存儲電能的狀態。
[0031]能量:如本文所用，是指使物理系統做功能力。本發明中的多種用途可能涉及在進行工作的過程中能夠執行電動作的所述能力。
[0032]能量源，如本文所用，是指能夠提供能量或使邏輯或電氣裝置處於通電狀態的裝置或層。
[0033]能量採集器:如本文所用，是指能夠從環境中提取能量並將其轉化為電能的裝置。
[0034]功能化的:如本文所用，是指使層或裝置能夠執行包括例如通電、激活或控制的功倉泛。
[0035]滲漏:如本文所用，是指不期望的能量損耗。
[0036]鏡片:如本文所用，是指位於眼睛內或眼睛上的任何裝置。這些裝置可以提供光學校正、可以美容、或可提供與眼睛無關的功能。例如，術語鏡片可指用於矯正或改進視力或者提升眼部機體美觀效果(例如，虹膜顏色)而不會影響視力的接觸鏡片、眼內鏡片、覆蓋鏡片、眼部插入物、光學插入物或其他類似的裝置。作為另外一種選擇，鏡片可以提供非光學的功能，例如像監測血糖或者施用藥物。在一些實施例中，本發明的優選鏡片是由有機矽彈性體或水凝膠製成的軟質接觸鏡片，其中水凝膠包括(例如)有機矽水凝膠和氟水凝膠。
[0037]鏡片形成混合物或反應性混合物或反應性單體混合物(RMM):如本文所用，是指可被固化並交聯以形成眼科鏡片的單體或預聚物材料。各實施例可以包括具有一種或多種添加劑的鏡片形成混合物，所述添加劑例如UV隔離劑、著色劑、光引發劑或催化劑以及眼科鏡片(例如，接觸鏡片或眼內鏡片)可能需要的其他添加劑。
[0038]鏡片形成表面:如本文所用，是指模塑鏡片所用表面。在一些實施例中，任何此類表面都可具有光學質量的表面光潔度，這表不它足夠光滑，並且成形為使鏡片表面具有合格光學特性，該鏡片表面是通過與模具表面接觸的鏡片形成材料的聚合作用成形。此外，在一些實施例中，鏡片形成表面可以具有幾何形狀，所述幾何形狀對賦予鏡片表面所期望的光學特性而言是必需的，所期望的光學特性包括(但不限於)球面、非球面以及柱面度數、波前像差矯正、角膜形貌特徵校正等等，以及它們的任何組合。
[0039]光調製元件:如本文所用，是指調製從一側透射到另一側的光的強度的裝置或裝置的一部分。本文的實施例中的理想的光調製元件能夠在一個狀態下透射所有的光，並且在另一狀態下不透射光。實際元件可以基本實現理想方面。
[0040]鋰離子電池:如本文所用，是指鋰離子在其中移動穿過電池以產生電能的電化學電池。這種通常稱之為電池的電化學電池可以其典型形式再通電或再充電。
[0041]介質插入物:如本文所用，是指將包括為通電的眼科裝置的一部分的封裝的插入物。通電元件和電路可結合到介質插入物中。介質插入物定義了通電的眼科裝置的初始目的。例如，在通電的眼科裝置允許使用者調整光學功率的實施例中，介質插入物可包括控制光學區中液體彎月面部分的通電元件。作為另外一種選擇，介質插入物可為環形的，以使光學區中並無材料。在此類實施例中，鏡片通電功能可以不具有光學質量，但可(例如)監測血糖或者施用藥物。
[0042]操作模式:如本文所用，是指高的電流汲取狀態，在這種狀態下，電路上的電流允許裝置執行它的初始通電功能。
[0043]光學區:如本文所用，是指眼科鏡片的佩戴者可以透過眼科鏡片而看到的眼科鏡片區域。
[0044]光子發射器:如常在改變方面上前進而非入射在該發射器上。發射器可通常包括天線結構，用以透射該光。
[0045]基於像素的光調製系統:如本文所用，是指單獨起作用的光調製元件組合，其中光調製系統的每個單獨起作用部分可認為是像素或圖像元件。
[0046]功率:如本文所用，是指每單位時間內所做的功或所傳遞的能量。
[0047]可再充電或可再通電:能夠被恢復到以較高性能進行工作的狀態。本發明範圍內的多種用途可與能夠在特定恢復時間周期內使電流以特定速率流動的恢復能力相關。
[0048]再通電或再充電:如本文所用，是指恢復到具有更大做功能力的狀態。本發明範圍內的多種用途可與能夠使裝置在特定恢復時間周期內使電流以特定速率流動的恢復能力相關。
[0049]參考:如本文所用，是指產生適用於其他電流的理想、固定並穩定的電壓或電流輸出的電路。參考可以從能帶隙推導得出，可以補償溫度、供應以及處理變化，並且可以特定調整用於特定專用集成電路(ASIC)。
[0050]復位功能:如本文所用，是指自觸發的算法機構，用以將電流設置為特定預定狀態，包括(例如)邏輯狀態或者通電狀態。復位功能可以包括(例如)通電復位電路，所述通電復位電路可以
[0051 ] 結合開關機構工作以便確保正確啟動晶片，這種啟動是與初始連接到電源和從存儲模式中喚醒兩者有關。睡眠模式或待機模式，如本文所用，是指已經關閉切換機構後通電裝置的低的電流汲取狀態，這種狀態在不要求操作模式的情況下允許能量轉換。
[0052]堆疊:如本文所用，是指將至少兩個組件層緊鄰彼此放置，使得其中一層的一個表面的至少一部分接觸第二層的第一表面。在一些實施例中，不論是用於粘附還是用於其他功能的膜均可駐留在通過所述膜彼此接觸的這兩層之間。
[0053]堆疊集成組件裝置或SIC裝置:如本文所用，是指包裝技術下的產品，其可通過在彼此上堆疊每層的至少一部分而將基底中的薄層組裝到有效集成裝置中，基底中的薄層可以包含電氣和機電裝置。層可包括各種類型、材料、形狀和尺寸的組件。此外，層可通過各種裝置生產技術製成，以便匹配並且呈現各種輪廓。
[0054]存儲模式:如本文所用，是指包括電子組件的系統的狀態，其中電源供電或被要求供應最小設計負載電流。這個術語與待機模式是可互換的。
[0055]基底插入物:如本文所用，是指能夠支撐眼科鏡片內的能量源的可成形的基底或剛性基底。在一些例子中，基底插入物也支撐一個或多個組件。
[0056]切換機構:如本文所用，是指與提供各電平的電阻的電路來集成的組件，所述組件可以響應外部刺激，它獨立於眼科裝置。
[0057]通電的眼科裝置
[0058]開始於圖1，示出具有根據本公開的各個方面來實現的介質插入物100的切出截面和俯視圖的示例性眼科鏡片150的等軸視圖。介質插入物100可包括光學區120，所述光學區120能或不能提供視力矯正功能。在眼科鏡片150的通電功能與視力無關的情況下，介質插入物100的光學區120可能沒有材料。在一些實施例中，介質插入物100可包括不在光學區120中的一部分，所述部分包括與通電元件110和電子組件105結合的基底插入物115。根據本發明的各個方面，電子組件可包括與光子發射器相關的多個實施例，如本發明的後續部分進一步描述。
[0059]在一些實施例中，如電池和例如可為半導體芯的負載的電源110可附接到基底115。導電跡線125和130可將電子組件105與通電元件110電互連。可將介質插入物100封裝以保護並包含通電元件110、跡線125和130以及電子組件105。在一些實施例中，封裝材料可為半滲透的，例如，以便防止如水的特定物質進入介質插入物100，並允許如環境氣體或通電元件110內的反應副產物的特定物質滲透介質插入物100或從中逸出。
[0060]如所示的，在一些實施例中，介質插入物100可包括在眼科裝置150中，所述眼科裝置150可包括聚合的生物相容性材料。眼科裝置150可包括剛性中心、軟質裙邊設計，其中中心剛性元件包括介質插入物100。在一些實施例中，介質插入物100可與大氣和/或各自前表面和後表面上的角膜表面直接接觸，作為另外一種選擇，介質插入物100可封裝在眼科裝置150中。眼科裝置150的周邊155可以是軟質裙邊材料，包括(例如)水凝膠材料。
[0061]介質插入物100和眼科裝置150的基礎結構可以提供用於多個實施例的環境，所述實施例是涉及具有光子發射器的光投射，所述光子發射器可與有源或非有源鏡片裝置結合，並在一些實施例中可與光強度調製陣列結合。這些實施例中的一些可涉及眼科裝置150中與光子投射組件不相關的部分的純粹無源功能。其他實施例可涉及具有有源功能的眼科裝置150，所述有源功能可以補助或補充光子投射組件的功能。例如，所述裝置的非投射部分可提供視力矯正或所述裝置的有源「篩選」，以使得所述裝置對入射光的投射性可降低。
[0062]現在參見圖2,示出示例性多件介質插入物200的俯視圖表示A和截面表示B。這種類型的多件介質插入物200可以是具有圍繞中心光學區211的材料環的環形插入物，所述中心光學區211可能沒有材料。在一些實施例中，所述插入物在光學區211外的周邊區210區域可包括通電元件225和控制電子器件228，以支撐各種有源元件231。這些有源元件231通常可包括傳感器和通信元件。另外，可以包括用以向基於光子投射元件的投射元件(並未示出)提供控制和通電功能的元件。同樣，在裝置的光學區211外可能存在置於介質插入物200上的印刷圖案221。
[0063]在一些實施例中，可能存在將眼科鏡片取向在眼部環境內的要求。可以包括穩定區結構250和260，並且它們可有助於將所形成的眼科裝置取向在使用者的眼睛上。此外，在一些實施例中，使用在多件環形介質插入物200上的取向結構(並未示出)可以允許其相對於模塑穩定結構250和260取向，這對並不具有動態聚焦和定中心控制的投射元件和鏡片系統放置而言可能尤其重要。
[0064]現在參見圖3，示出圖2所示實施例的另一示例性實施例的俯視圖A和剖視圖B，其中介質插入物300包括有源聚焦調整鏡片系統335。眼科裝置的光學區311可以包括其中能找到如基於液體彎月面的鏡片系統等有源聚焦調整鏡片系統335的一部分。在周邊310中，在介質插入物300的光學區311外可能存在插入物的其中包含通電元件336以及控制和激活組件331多個部分。出於與圖2的實施例類似的動機，可能存在結合到眼科裝置中的對準結構和/或穩定區350和360，並且可能存在印刷在插入物上作為結構321的圖案。
[0065]光子投射兀件
[0066]現在參見圖4 ，示出可包括在本公開的一些實施例中的示例性光子發射器400的結構A和B。可能存在多個方式用以限定與光子應用一起使用的發射器(其也可被視為是輻射器)元件。光子發射器400在A處展示出簡單的光子發射器元件。用於系統的光子來源可為光管420，所述光管與輻射器元件中的耦合部分430平行延伸。行進穿過光管420的光子可以通過可被稱為短暫耦合的過程耦合到耦合部分430 ;它是在通向光管周邊的附近區域中的指數衰減現象。耦合部分430的耦合可允許光子從光管420移動到輻射器元件440。耦合程度以及因此進入輻射器元件440的光子數量(其為一種強度類型)可以通過多個現象進行調製，所述現象如所使用的材料、環境條件、但更重要的是系統結構設計。耦合部分430的平行部分的長度以及此區域與光管之間的間隙435可以控制耦合效率，並可用於調整光子發射器集中的光子發射器400的標稱相對強度。例如，在光子發射器A中，光將前進穿過耦合部分430中的元件導光組件，直到到達輻射器部分440，以成形為衍射光柵。可利用多個效應增加光穿過光子發射器400的效率,所述效應例如,發射表面構造角度以及發射表面的形狀和間隙尺寸。理想地，沿著一個方向(例如，出頁面的方向)在輻射器元件440處發射儘可能多的光。
[0067]在光子發射器B處，可以找到更複雜的光子發射器400。加熱機構可結合到發射器單元中。加熱機構可由內置在光子發射器400中的電阻加熱器構成。在其中以半導材料(像矽)形成發射器的實施例中，電阻可在同一層中形成，在該層中，電阻可以摻雜以便改變電阻特性。通過使電流從觸點480、流動穿過電阻臂470、並穿過發射器主體430的一部分且穿過電阻臂471的另一部分返回並穿過觸點460，光子發射器400可將光路徑的一部分差異加熱。如A的光管中的熱效應可改變通過光管的光的相位特性。因此，在B處所描繪的光子發射器400可具有:基於源光管420中的強度而從其中發射的一定的光強度，以及基於發射器裝置的耦合區域的接近度和所述耦合區域的尺寸而將源光耦合到輻射元件490中的效率。此外，另外，所述光的相位可基於電流穿過電阻臂460與電阻臂480之間的加熱器部分的應用來可控制地改變。以這種方式控制所發射的光的相對相位可導致相位特性中所編碼的信息的有效傳輸，所述相位特性可在使用這種光子發射器400建立的陣列的遠場圖像中觀察，其中各個像素的相位可通過施加在發射器裝置的部分上的熱狀態來控制。因此，可能存在用於構造這種光子發射器400的多種材料，並且可能存在用於不同材料的多個裝置以便引入相位效應，包括作為非限制性例子的熱控制和機械應力控制。
[0068]現在參見圖5，描繪具有光源560的由光子發射器像素520構造的示例性陣列結構500以及將所述光源耦合到所述陣列的裝置。在一些實施例中，光子發射器像素520可以與圖4中所示光子發射器類似的方式來限定。可使用光源560來供應光，所述光源560在一些實施例中可由一個或多個雷射元件561、562和563組成，所述雷射元件561、562和563將光發射到用於光子發射器陣列結構500的一個或多個供應光管540中。可通過導電金屬線將流過像素520的加熱部分的電流引入，所述導電金屬線以與集成電路中的金屬線類似的方式內置於光子發射器陣列結構500中。一組字線530可具有對應的位線535，以便允許各個單元以有效的方式尋址。在一些實施例中，光子陣列結構500可內置於矽基底中，所述矽基底對構造用於所述陣列本身的控制電子器件有用。示例性光子發射器像素520可具有約9微米乘9微米或更小的尺寸。因此，64X 64發射器陣列在尺寸上可具有大致0.5mm乘0.5mm的標度。光子發射器像素520的實際尺寸可在矩陣中改變，並且可因不同目標發射波長而不同。
[0069]在陣列結構500的插圖550中，示出光源560和供應光管或管子540的特寫版本。可將來自光源560的光引導到光管540中。沿著光管540尺寸，可以發現採用另外光管形式的另外分布元件。在一些實施例中，例如，光管570、571和572可耦合到主供應光管540中並且大致垂直延伸以將光分布到各行光子發射器像素520上。管和沿所述行的各個光子發射器像素520的設計方面可以針對每個元件優化，以便可獲得沿所述行並在陣列結構500中的特定強度圖案。在優選的實例中，可以設計陣列結構500以使從每個像素產生的發射強度對於所有元件均是大致相同的。
[0070]在一些實施例中，處於不同波長的多個光源561、562和563可用於將光施加在單源光管540上，或一些實施例中，光管540可由多個管子組成。在實例中，可能存在三個不同的光源561、562和563。在來源561可包括紅光源的非限制性實例的情況下，來源562可包括綠光源並且563可包括藍光源。可能存在與本發明的技術一致的多個類型的光源，包括作為非限制性實例的固態雷射器或固態發光二極體或過濾白熾燈。在陣列中的像素相對相位對於信息編碼可能是重要的實施例中，光源可表徵為所期望的光輸出連貫性。其他實施例可以非連貫光源起作用。
[0071]如果存在供應來源中所提供的多個波長，那麼可以控制如條目570所示各行光管的相互作用，以使一個光源支持特定的行。這種情況可通過在所述區域中使用過濾材料來控制，其中用於行570的光管耦合到供應光管。作為另外一種選擇，如果存在多個供應光管，那麼吸收材料可能阻塞用於特定光源的非期望的波長的管子。可能存在多種材料，所述材料可用於阻止包括金屬材料的光耦合或者阻止使用在半導體材料中的嚴重摻雜水平。
[0072] 在替代實施例中，多個光源561、562和563可具有佔空比。可按照其使用來源源光管540的順序將這些光源打開或者關閉。在這種實施例中，可能並不需要存在多個來源線路或控制器將不同光源通到陣列結構500中的不同區域。然而，光子發射器像素520的設計可能必須以這樣的方式執行:所述方式對於特定波長來說並不是最優的，但對所採用的所有波長來說是最優的。在一些實施例中，光子發射器像素520可由多個發射器組成，其中光子發射器像素520中的一個對於特定來源來說可以是最優的。
[0073]在其中單獨像素包括在它們設計內的相移組件的陣列結構500中，包括允許陣列遠場圖像聚焦在特定點上的鏡片(並未示出)可以是有用的，所述特定點可包括使用者的視網膜。在單個光源的實施例中，將連貫的光用作來源可以是重要的。所產生的遠場圖像可以包括通過各個像素內的相位信息所構造的圖像。圖6示出其中光子陣列投射遠場相控像素圖像的實施例的實例。如前所述，眼科鏡片介質插入物610可包含通電元件605以及控制電路606和607，以便控制通過電氣總線630的電氣信號。在一些實施例中，這個電氣總線630可由具有最小可見光吸收特性的導體構造。例如，可以使用銦錫氧化物(ΙΤ0)。
[0074]投射系統620可定位在光學區的中心處或附近，並且可包括如前所述並在圖5中示出的光子發射器的陣列，還有其他所包括的組件中的控制電路、光源以及鏡片元件。替代實施例可涉及將光子陣列用作光發射器，其中相位特性不是主要終點。
[0075]參見圖7，示出根據本公開的一些方面的示例性光調製元件結構。可以使用利用示例性光子發射器而不結合加熱器的像素元件720。在一些實施例中，仍會期望結合有加熱器。例如，當所得陣列中的近場圖像聚焦在特定位置處時，光源可為透射系統的一部分，其中每個像素具有用於控制從發射器轉至使用者的視網膜的發射強度的元件。與每個光子發射元件對準的光強度控制元件的一個實例在圖7中示出。
[0076]在電介質上的電潤溼的現象可以用於在逐像素的基礎上控制強度。技術可以對液體組合起作用，方法是對液體附近表面上的表面自由能進行改變。不互溶的液體組合，其中一種液體例如是極性液體水溶液，並且另一液體是非極性油，它們可對EWOD裝置有效。這些液體中的一個可被配置為對特定期望波長的光是可透射的，而另一液體則可以在那些或所有可視波長下是不透明的。液體本身可以具有此類特性，或者液體可以與染色劑組合從而產生期望波長阻塞效果。此外，可能的是，將具有不同固有波長阻塞能力的液體的不同組合包括在同一裝置的不同像素元件中。
[0077]在示例實施例中，基於油的非水液體可以包括染色劑以在EWOD像素單元的層中呈現有效的吸光度，所述EWOD像素單元可認為是光調製元件。例如，其中基於油的液體位於在像素上的像素元件710能夠吸收大量的光。可以存在隔離結構711和716，所述隔離結構限定具有基於油的液體717和非水流體718的像素單元邊緣。可以使用塗層713，所述塗層具有具有表面自由能以使其可以排斥基於油的流體的材料。因此，在標準非通電的狀態下，流體將更願意假定這樣一個位置:在這個位置中，基於染色的油的相可以位於遠離表面713的像素的內部區域上，並且因此在前進穿過像素的光路中。電極715和714以及下伏或包括表面713的材料的電介質的組合可以允許將電位施加在兩個不互溶的液體上。通過在電極上施加電位，就可改變表面713的自由能量以便吸引基於油的液體717到其上，如在720示出。當染色液體717被汲取到電極727的側壁區域時，它被移出光路並且像素變得對光更加透明。因此，該實施例將會允許對從光子發射器發出以穿過的光進行基於像素的控制。在一些實施例中，這可允許透射系統通過光子發射器的陣列中的每個光子發射器與包括在電介質上的電潤溼件來控制透射率的對應像素單元的組合形成。本文所描述的這些實施例還可以包括光源、用於光源和像素單元兩者的控制電子器件以及用於將近場圖像聚焦在期望位置的鏡片系統，所述期望位置可以包括使用者的視網膜。可能存在用於電介質上的電潤溼件的多種替代方案，其可允許控制光子發射器附近的光的透射率。另外，提供基於電介質的單元上的電潤溼件實例可以具有多種替代方案，包括(例如)可包含染料或固有質量以阻擋光的流體類型的逆轉。
[0078]現在參見圖8，示出基於EWOD像素的光強度調製單元的替代示例性實施例。在當前實施例中，靠近表面813(流體817將沿其被吸引)的電極814不是在垂直結構811和816的側壁上，而是沿單元表面812中的一個。因為所述裝置可使用前進穿過此表面813的光來操作，所以相對透明的電極814和815的使用在這類實施例中可為重要的。如本發明的其他部分中所述，將ITO用作用於電極814和815的材料可為一個可接受的解決方案。同樣，可能也存在允許將電極814和815定位在EWOD單元表面周邊上的修改。然而，在圖8中，示出其中光吸收材料正阻斷大部分單元表面的單元810。具有吸收特性的代表流體817可以是固有流體或因染料的使用而產生。其他流體818可能與穿過所述單元的光不明顯相互作用。具有限定的表面自由能的表面813如果作為電介質上的額外薄膜或作為電介質的表面改性而建立，則可存在電介質材料的任選層812。如果表面813形成為電介質上另外的膜或形成為電介質的表面改性特徵，那麼可能存在電介質材料的可選層812。電極814在限定電介質表面的區域時可為有用的，所述區域在電位施加在EWOD單元上時受影響。結構光容器811和816可用於限定像素。當電位施加在電極814和815上時，所述單元的狀態可為如820處所示。通過致使光吸收流體817在電極814上方的表面區域中被排斥，所述流體可移動到像素元件的邊緣827。因此，所述流體移出光學路徑，並且像素可變得更透明以允許光穿過其中。
[0079]具有光子發射器的通電的眼科裝置
[0080]現在參見圖9，示出用於投射系統的示例性通電的眼科裝置900，其包括了可用於實現本公開的一些方面的光子陣列、光相或強度調製陣列以及鏡片系統。眼科裝置900能夠戴在使用者的眼睛表面。一種基於水凝膠的裙邊911在一些實施例中可完全環繞或在其他實施例中部分環繞或者支撐介質插入物936裝置。在本實施例中，水凝膠裙邊911可以環繞基本環形的介質插入物936。密封在介質插入物936內的是通電元件、用於控制、激活、通信、處理等的電子電路(圖9中未標識)。通電元件可為單次使用電池元件或可再充電的元件以及能夠實現再充電的電力控制系統。組件可以位於介質插入物936中，作為離散組件或者作為具有多個有源層的堆疊集成裝置。
[0081]眼科裝置900可以具有其結構和美容方面，包括穩定元件950和960，所述穩定元件可以用於定義裝置在使用者的眼睛上的取向並且用於將眼科裝置900與使用者的視線適當對準。環形介質插入物936可以具有印刷在其一個或多個表面上的圖案921和931，所述圖案被描繪為虹膜圖案921和931。其他圖案可以適於產生可期望的全息圖或可視效果O
[0082]介質插入物936可以具有在光學區的小區域中的基於光子的成像系統940。如前所述，在一些實施例中，64 X 64像素成像系統可形成有尺寸為約0.5mm X 0.5mm的尺寸。在截面B中，可觀察到，基於光子的成像系統940可為光子投射組件，其可包括:光子發射器元件；基於EWOD的像素透射率控制裝置；光源或多個光源；以及控制這些組件的電子器件。通過數據和電力互連總線941可將基於光子的成像系統940附接到鏡片系統950並連接到環形介質插入物936。
[0083]在一些實施例中，鏡片系統950可由靜態鏡片組件形成，所述靜態鏡片組件相對眼科裝置900主體將成像系統中的近場圖像聚焦到空間中的固定位置處。在其他實施例中，鏡片系統950還可包括有源組件。例如，具有多個電極區域的基於彎月面的鏡片裝置可以用來平移所投射的圖像中心，並且同時調整裝置焦度以便調整聚焦，從而有效調整所投射的圖像尺寸。鏡片裝置可以具有其自己的控制電子器件，或者它可通過基於光子的成像系統940或環形介質插入物936或兩者來控制和供電。
[0084]在一些實施例中，顯示器可以是基於64*64的投射系統，但是更多或更少的像素也容易地在本發明的技術範圍內，具體受到像素元件和眼科裝置本身的限制。顯示器可用於顯示點陣文本數據、圖像數據或視頻數據。在一些實施例中，鏡片系統可以用於通過在將使用者的眼睛上的投射系統光柵化的同時顯示數據來擴大顯示器的有效像素尺寸。顯示器在本質上可以是單色的，或者可以基於多個光源具有一定顏色範圍。
[0085]用於具有光子發射器的眼科裝置的方法
[0086]現在參見圖10，以流程圖1000示出根據本公開的一些方面的與使用包括光子發生器的眼科裝置有關的方法步驟。在步驟1001處，使用者獲得具有附接的基於光子發射器的投射系統的眼科裝置。與具有對應像素元件的光子發射器陣列的連接包括:在電介質單元上的用於控制透射率的電潤溼件，它可以是光源；用於光源和像素元件兩者的控制電子器件；以及鏡片系統，所述鏡片系統用於將近場圖像聚焦在可包括使用者的視網膜的期望位置。例如，系統可以包括電子組件、通電元件、傳感器。
[0087]在步驟1002處，如果眼科裝置並未封裝在水凝膠裙邊中，那麼使用者可將裝置附接到水凝膠的裙邊或將眼科裝置放置在另一鏡片本身上。
[0088]在步驟1003處，完整眼科裝置可以放置在使用者的眼睛上。此外，在步驟1004處，某種激活信號可以激活眼科裝置內的投射系統。在步驟1005處，數據可接收到投射系統的控制器之中。在一些情況下，數據可以在眼科裝置中找到設備，或者作為存儲元件內的存儲數據或通過眼科裝置上的感測元件而獲得的數據。在其他情況下，眼科裝置內的接收元件可從眼科裝置外的來源接收數據。在步驟1006處，數據可由眼科裝置投射。數據投射可以包括文本呈現、或圖像數據或視屏數據的圖形呈現。在步驟1007處，使用者可使用外部控制裝置來向眼科裝置廣播控制信號。控制信號可能導致鏡片系統中的多個操作參數改變。要改變的參數中可以有鏡片系統聚焦特性和圖像定在視網膜上的中心。
[0089]現在參見圖11，示出對物體的地理設置的透視圖，所述地理設置用於傳感器和處理器以關聯相關數據來提供可視表示。在1100處，可以識別可與地理位置1101關聯的四個物體1145。地理位置1101信息可以通過全球定位系統確定，例如，通過與眼科裝置中的處理器通信的行動電話的全球定位系統確定。眼科裝置可以包括資料庫1110和/或與資料庫連接，該資料庫可以關聯所採集的圖像中的物體，所述物體可以相對容易地由包含眼科鏡片中的一個或多個傳感器識別。傳感器可包括(例如)圖像傳感器，該圖像傳感器可以通過通信裝置將數據發送到處理器以便執行圖像分析1105。處理器可與包括可視表示的資料庫關聯，並將接收到的信息匹配與通過眼科鏡片的佩戴者觀察到的地理設置關聯的數據。可視表示可以包括(例如)文本顯示內容1140、圖像覆蓋表示1135、歷史表示1130、覆蓋圖像1125等等。這些均可根據本公開的實施例來投射。
[0090]在優選的實施例中，相同圖像傳感器或不同傳感器可將信息發送到眼科鏡片中的處理器以便安全分析1120。例如，在使用者的眼瞼閉合超過預定時間時，圖像傳感器可防止投射可視表示。其他傳感器可以包括(例如)生物標記傳感器和/或神經信號傳感器，它們可以檢測使用者的狀況並且預測使用者將如何針對所投射的可視表示進行反應。預測可以基於先前所記錄的數據，或者基於先前所感測的由特定的使用者作出的反應。另外，在一些實施例中，使用者能通過使用者接口訪問並且修改系統設置。接口可以包括(例如)帶應用程式的行動電話，在所述行動電話中，存儲信息可被訪問並且修改，並且所述行動電話與眼科裝置關聯並通信。
[0091]現在參見圖12，示出可實現在上文所列裝置的一個或多個中的並且用來實現本公開的一些實施例的控制器1200。控制器1200包括如一個或多個處理器的處理器單元1210，其耦合到通信裝置1220，所述通信裝置用於通過通信網絡進行通信。通信裝置1220可以用於與如個人計算機、蜂窩電話、平板電腦、計算機、汽車或手持設備的一個或多個藍牙裝置進行通信。
[0092]處理器1210還可與存儲裝置1230通信。存儲裝置1230可以包括任何合適信息存儲裝置，包括電子存儲裝置組合，所述電子存儲裝置例如是以下之一:硬碟驅動器、光存儲裝置以及半導體存儲器裝置，例如，隨機存取存儲器(RAM)裝置和只讀存儲器(ROM)裝置。
[0093]存儲裝置1230可以存儲用於控制處理器1210的程序1240。處理器1210執行程序1240的指令，從而根據本公開的各個方面進行操作。處理器1210還可以使通信裝置1220傳輸信息，在一些情況下包括，用以操作設備來實現上述處理的控制命令。用來實現本發明的各個方面的裝置的具體例子可以包括計算機伺服器、個人計算機、膝上型計算機、手持計算機以及iPod、行動電話、平板電腦或其他通信裝置，或者任何其他配備處理器和顯示器的裝置。
[0094]在一些優選的實施例中，設備可與視頻和數據伺服器群通信。所述視頻和數據伺服器群可以包括與位置關聯的至少一個可視表示。可視表示可以對應於(例如)地理位置，由接觸鏡片感測的感測狀況和/或一天中的特定時間。所有可視表示可以是相關的並且基於與眼科設備關聯的一個或多個傳感器所執行的安全評估進行顯示。
[0095]現在參見圖13，以流程圖示出根據本公開的一些方面的與可視表示投射相關的方法步驟。在步驟1301處，使用者會佩戴包括納米投射系統的眼科裝置。在步驟1302處，可以基於接收到的信號激活投射系統。信號可以來自傳感器或來自源於關於特定設置的使用者請求信息的信號。在步驟1303處，從與眼科裝置關聯的一個或多個來源或從眼科裝置中包含的資料庫來接收信息。眼科裝置內包含的信息例如可為健康評估測量閾值。
[0096]在步驟1304處，可視表示可從一個或多個關聯資料庫中生成或拉出。在步驟1305出，可以基於所收集的另外的傳感器數據以及預定設置來預測/估計準備生成的表示的效果。例如，環境光條件、生物標記級別、從接收信號請求步驟1302開始的經過時間和/或從請求信息開始的使用者位置在步驟1306，可視表示可以修改以便匹配所述狀況，或可完全消除。在步驟1307處，如果從原始表示和/或修改過的表示中預測的是積極效果，那麼可視表示可以通過投射系統投射。在一些優選的實施例中，投射系統可包括本文所公開的基於像素的光調製系統的實施例。
【權利要求】
1.一種通電的眼科裝置，包括: 所述眼科裝置的一個或多個調製光子發射器； 支撐所述眼科裝置的第一處理器和一個或多個光源的介質插入物； 被配置成生成光的所述一個或多個光源，其中從所述一個或多個光源生成的光的至少一部分通過所述眼科裝置的一個或多個光子發射器發射； 所述眼科裝置的第一處理器被配置成: 從傳感器接收用於投射可視表示的指示，以及 響應於所接收的指示來基於一個或多個編程參數控制所述更多個調製光子發射器之一和一個或多個光源中的至少一個；以及 所述眼科裝置的一根或多根天線，所述天線被配置成與所述第一處理器和第二處理器通信，所述第二處理器被配置成生成所述可視表示。
2.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，其中所述一個或多個調製光子發射器包括半導電的材料。
3.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，其中所述一個或多個調製光子發射器包括電阻加熱元件。
4.根據權利要求 1所述的通電的眼科裝置，其中所述一個或多個光源包括發光二極體。
5.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，其中所述一個或多個光源包括雷射器。
6.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，其中所述介質插入物還支撐被配置成為所述第一處理器和所述一個或多個光源供電的通電元件。
7.根據權利要求6所述的通電的眼科裝置，其中所述通電元件包括多個堆疊集成的基底層，在它們之間具有電互連件。
8.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，其中用於投射從所述傳感器接收的所述可視表示的指示包括環境光足以投射從光傳感器接收的所述可視表示的指示。
9.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，其中用於投射從所述傳感器接收的所述可視表示的指示包括用於投射從神經學傳感器接收的所述可視表示的指示。
10.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，其中用於投射從所述傳感器接收的所述可視表示的指示包括用於投射從圖像傳感器接收的所述可視表示的指示。
11.根據權利要求10所述的通電的眼科裝置，其中用於投射從圖像傳感器接收的所述可視表示的指示包括預定物體透過所述通電的眼科裝置的光學區可見的指示。
12.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，還包括基於像素的光調製系統，所述系統包括表面區域，所述表面區域具有通過施加跨越所述表面區域的電位場來改變的表面自由倉泛。
13.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，其中所述可視表示包括覆蓋在透過所述通電的眼科裝置的光學區可見的場景上的圖像。
14.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，其中所述可視表示包括對透過所述通電的眼科裝置的光學區可見的所述場景的圖像增強。
15.根據權利要求14所述的通電的眼科裝置，其中所述場景的所述圖像增強包括所述場景的亮度的改變、所述場景的飽和度的改變、所述場景的顏色的改變、所述場景的對比度的改變、所述場景的銳度的改變或所述場景的色調的改變。
16.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，其中所述可視表示包括針對所述通電的眼科鏡片的佩戴者的健康評估信息。
17.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，其中所述一個或多個光源包括第一固態發光元件，所述第一固態發光元件被配置成具有為紅色的射線中心波長；第二固態發光元件，所述第二固態發光元件具有為綠色的射線中心波長；以及第三固態發光元件，所述第三固態發光元件具有為藍色的射線中心波長。
18.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，還包括位於所述通電的眼科裝置的光學區中的鏡片。
19.根據權利要求18所述的通電的眼科裝置，其中所述鏡片是可變焦距鏡片。
20.根據權利要求1所述的通電的眼科裝置，其中所述傳感器位於所述通電的眼科鏡片裝置的外側，並且所述第一處理器還被配置成控制用於與所述傳感器的無線通信的通信協議。
【文檔編號】A61F9/00GK104042398SQ201410095305
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2013年3月15日
【發明者】R.B.普格, F.A.弗裡特施 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司