СПОСОБЫ И АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ, СОДЕРЖАЩИХ ФОТОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
METHODS AND DEVICE FOR MANUFACTURING OF OPHTHALMIC DEVICES COMPRISING PHOTONIC ELEMENTS

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение описывает офтальмологические устройства, содержащие фотонные излучатели на корпусе или внутри.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Традиционно, офтальмологическое устройство, такое как контактная, интраокулярная линза или пробка слезного канала, представляет собой биосовместимое устройство, обладающее коррективными, косметическими или терапевтическими свойствами. Например, контактная линза может выполнять одну или более таких функций, как коррекция зрения, косметическая коррекция или терапевтическое воздействие. Каждая функция обеспечивается определенной физической характеристикой линзы. Конструкция линзы с учетом свойства светопреломления позволяет корректировать характеристики зрения. Внедрение в материал линзы пигментов позволяет получить косметический эффект. Внедрение в материал линзы активного препарата позволяет использовать линзу в терапевтических целях. Такие физические характеристики реализуются без запитывания линзы энергией. Традиционно пробка слезного канальца является пассивным устройством.
Недавно были описаны новые офтальмологические приборы с использованием запитанных и не запитанных офтальмологических вставок. В этих устройствах может использоваться подключение к источнику питания для обеспечения электроэнергией активных оптических компонентов.
Недавно было продемонстрировано, что наноразмерные фотонные элементы могут применяться при проецировании фотонов из комплектов таких элементов. Изображения могут быть получены как в ближней, так и в дальней перспективе проекции фотонов.
Может быть целесообразно определить офтальмологические устройства как результат включения наноразмерных фотонных элементов или комплектов таких элементов в указанные офтальмологические устройства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно первому аспекту изобретения предоставлен способ формирования офтальмологического устройства, состоящий из следующих этапов: изготовление комплекта фотонных излучателей; присоединение источника света к комплекту фотонных излучателей; присоединение компонента, содержащего комплект фотонных излучателей к соединениям запитанной системы в первой части вставки носителя; и формирование вставки путем объединения первой части вставки носителя по меньшей мере со второй частью вставки носителя.
При этом этап изготовления комплекта фотонных излучателей осуществляется в инструменте полупроводниковой обработки, и изготовление фотонных излучателей происходит на подложке, которая также обрабатывается для получения электронных контуров(схем).
Кроме того, способ формирования офтальмологического устройства также включает в себя: присоединение комплекта светомодулирующих систем к комплекту фотонных излучателей и
присоединение системы линз к элементу, содержащему комплект фотонных излучателей, и также формирование элемента подачи питания на первой части вставки носителя или внутри нее.
А также способ формирования офтальмологического устройства также включает в себя инкапсуляцию вставки носителя в офтальмологическую окантовку, при этом вставка носителя размещается на офтальмологической окантовке.
Кроме того, способ также включает в себя формирование структуры комплекта нанофотонных излучателей, причем структура включает в себя конструктивный параметр эквивалентной интенсивности выхода комплекта нанофотонных излучателей.
Соответствующим образом, настоящее изобретение включает в себя инкапсулированную вставку носителя с фотонными излучателями, которые могут быть включены в запитанное офтальмологическое устройство, а в некоторых вариантах осуществления, в частности, в контактную линзу. Фотонные излучатели могут обеспечивать оптические изображения или динамические изображения, состоящие из оптических изображений, которые могут использоваться для передачи информации или данных через офтальмологическое устройство на сетчатку пользователя в виде оптических изображений. В некоторых вариантах осуществления предоставляется офтальмологическое устройство с проекционной системой, включающей в себя комплект фотонных излучателей, где изображение фильтруется с помощью соответствующего комплекта светомодулирующих элементов и проецируется через систему электрооптических линз.
Поэтому настоящее изобретение включает в себя раскрытие офтальмологических устройств, содержащих фотонные излучатели. Офтальмологические устройства могут дополнительно включать в себя источники света, обеспечивающие светом фотонные излучатели. Новые офтальмологические устройства могут дополнительно включать в себя электронные компоненты, управляющие и передающие энергию источнику света в виде электрического потенциала. Электронные компоненты могут получать энергию от элементов питания. В некоторых вариантах осуществления все эти компоненты могут сочетаться в офтальмологическом устройстве, размер и форма которого сообразны офтальмологическому устройству, расположенному, между поверхностью глаза пользователя и соответствующим веком.
В некоторых вариантах осуществления фотонные излучатели такого устройства могут быть выполнены из полупроводникового материала, который может включать в себя или быть изготовлен из кремния. Конструкции фотонных излучателей могут включать в себя многочисленные полезные для их функции аспекты. Например, включение в структуру резистивных нагревательных элементов может позволить создание элементов фотонных излучателей, влияющих на фазовые характеристики проходящего через них света. Важное значение могут иметь другие конструктивные элементы, такие как длина и разделение участков фотонного излучателя относительно световых трубок, по которым фотоны попадают в систему.
Источники света, обеспечивающие светом фотонные излучатели и образованные из сочетаний этих фотонных излучателей системы, могут быть различных типов. Некоторые варианты осуществления могут содержать светодиоды в качестве источников света. Другие варианты осуществления могут включать в себя твердотельные лазерные элементы в качестве по меньшей мере части источника света. В некоторых вариантах осуществления источник света может быть выполнен из комбинации нескольких источников света. В сочетании могут участвовать светодиодные и лазерные источники или отдельные источники каждого типа, причем различные источники могут отличаться по длине волны. Например, твердотельный светоизлучающий элемент диодного или лазерного типа может обеспечивать один из по меньшей мере следующих выборов цвета: красный, оранжевый, желтый, зеленый или синий, чтобы назвать только некоторые примеры. В некоторых вариантах осуществления источник света может быть сформирован в той же или на той же подложке, что и фотонный излучатель в производственном потоке, при котором в одном потоке могут обрабатываться источники света, электронные и оптические компоненты. В других вариантах осуществления к системам, содержащим фотонные излучатели, могут быть присоединены как компоненты отдельные источники света.
Офтальмологическое устройство может включать в себя элементы и системы элементов, воздействующие на интенсивность излучаемого фотонным излучателем света, прежде чем он покинет офтальмологическое устройство. В некоторых вариантах осуществления каждый фотонный излучатель может содержать пиксельный элемент, а каждый пиксельный может также содержать светомодулирующий элемент. Сочетание этих светомодулирующих элементов можно рассматривать как систему светомодуляции. Когда к каждому из светомодулирующих элементов подключается фотонный излучатель или повторяющаяся комбинация фотонных излучателей, такую систему можно называть пиксельной светомодулирующей системой.
Светомодулирующие элементы могут функционировать за счет использования прослойки из материала, фильтрующего свет на путь света, испускаемого фотонными излучателями. В некоторых вариантах осуществления эта функция может быть реализована с использованием явлений, основанных на электросмачивании на диэлектрике (Electro-Wetting on Dielectric, EWOD), где область поверхности устройства может быть реализована так, чтобы обладать возникающей свободной поверхностной энергией. Устройство EWOD также может содержать комбинацию несмешивающихся жидкостей или жидкостей, по-разному взаимодействующих с поверхностной областью с определенной насцентной свободной энергией поверхности. Контролируемое применение электрического потенциала ко всей области поверхности может способствовать изменению ее свободной энергии поверхности или эффективной свободной энергии поверхности, которое ведет к изменению взаимодействия с комбинацией несмешивающихся жидкостей. Если по меньшей мере одна из жидкостей поглощает или рассеивает излучаемый фотонным излучателем свет, а другая этого не делает, в результате изменения жидкости, находящейся или не находящейся на пути прохождения света, можно получить элемент управления или модуляции интенсивности света, а сам процесс можно назвать модуляцией света.
Офтальмологическое устройство может быть сформировано за счет объединения в единое целое проекционной системы с элементами электропитания, контура управления, контура связи и контура обработки данных. Проекционная система может состоять из подсистемы, содержащей как минимум элемент фотонного излучателя, источник света, элемент световой модуляции и линзу. Проекционные системы также могут состоять из подсистем, содержащих комбинации элементов фотонного излучателя и связанных с ними пиксельных светомодулирующих элементов.
Включающее в себя систему проецирования офтальмологическое устройство может отображать данные или информацию в различных формах. На дисплее может отображаться текстовая информация. Кроме того, на дисплее могут проецироваться изображения. Изображения могут быть в виде цифровых изображений, состоящих из множества пикселей проецируемых данных изображения. Изображения могут отображаться монохромно или с различными степенями цвета. Путем изменения дисплея в течение определенного временного периода проекционная система может отображать видеоданные различных форматов.
Примерный дисплей офтальмологического дисплея, содержащего систему фотонных излучателей, может включать в себя линзы как часть офтальмологического устройства. Эти линзы могут воздействовать на изображения, формируемые системой фотонных излучателей, и различными способами фокусировать изображение на сетчатке пользователя. Система линз может фокусировать удаленные изображения, созданные комплексом фотонных излучателей, или близкие изображения, созданные комплексом фотонных излучателей. В некоторых вариантах осуществления система линз может содержать множество подсистем линз. В некоторых вариантах осуществления подсистемы линз могут содержать элементы с фиксированной фокусной характеристикой или фиксированным фокусным расстоянием. В других вариантах осуществления подсистема линз может включать в себя по меньшей мере первую линзу с переменным фокусным расстоянием. Примером такой линзы с переменным фокусным расстоянием может быть выпукло-вогнутая линза, также способная функционировать с применением эффекта EWOD. Сложные линзы с переменным фокусным расстоянием можно также изготавливать с множеством электродных областей, благодаря чему может быть возможным перемещение характеристики фокусной точки линзы не только с точки зрения фокусного расстояния, но и с точки зрения поступательной перспективы, которая по сути может менять точку проецирования изображения. В некоторых случаях изображение может проецироваться системой через глаз пользователя и на его сетчатку. При проецировании на сетчатку пользователя размер формируемого в зависимости от отображаемых фотонных элементов изображения может быть меньше квадратного сантиметра по площади. В других вариантах осуществления размер может быть меньше или примерно равен квадратному миллиметру.
Могут существовать различные способы изготовления офтальмологических устройств, включающих в себя фотонные элементы. В некоторых вариантах осуществления способы могут включать в себя изготовление комплектов фотонных излучателей. Далее к комплекту фотонных излучателей может быть прикреплен источник света. Кроме того, источник света и комплект фотонных излучателей могут содержать компонент, содержащий комплект фотонных излучателей, которые затем могут быть прикреплены к соединениям запитанной системы. В некоторых вариантах осуществления соединения и запитанная система могут быть включены в части вставок. Некоторые этапы включают в себя формирование элементов подачи питания на частях вставки или в них. Части могут быть собраны во вставку. Во многих вариантах осуществления вставка может быть инкапсулирована в офтальмологическую окантовку. В других вариантах осуществления вставка может быть устройством, которое можно поместить в глаз пользователя после размещения на офтальмологической окантовке.
В некоторых вариантах осуществления комплект фотонных излучателей может быть изготовлен с использованием процессов и инструментов обработки, используемых при изготовлении полупроводниковых устройств. Эти процессы могут позволять производить ряд гибких конструкций для комплекта фотонных элементов. В некоторых из этих конструкций заданная интенсивность каждого из фотонных элементов на выходе примерно одинаковая. Эти процессы и инструменты обработки также могут предусматривать одновременную обработку электронных схем, которые могут применяться при управлении и эксплуатации проекционных систем, содержащих комплекты фотонных излучателей.
В некоторых вариантах осуществления проекционная система фотонных излучателей может быть присоединена к системе светомодулирующих элементов. Эти элементы могут соответствовать пикселю фотонных излучателей или пикселю на каждый фотонный излучатель. Комплект фотонных излучателей может также быть прикреплен к системе линз для офтальмологического устройства.
Могут также существовать варианты осуществления, связанные с методами проецирования данных на сетчатку пользователя. Посредством некоторых из этих методов может быть получено офтальмологическое устройство, содержащее фотонный элемент, наноразмерный или нанофотонный элемент. Офтальмологическое устройство может быть размещено на глазу пользователя между поверхностью глаза и веком, когда веко достаточно прикрыто, чтобы закрыть по меньшей мере часть вставки или офтальмологического устройства. Разместить устройство на глазу обычно можно, когда глаз пользователя открыт; или по меньшей мере когда глаз достаточно открыт для того, чтобы можно было разместить устройство. Размещенное офтальмологическое проекционное устройство можно активировать различными способами. Среди них могут быть сигналы, вызывающие активацию устройства. Эти сигналы могут возникать вне пределов офтальмологического устройства и могут быть электромагнитными. В данной области техники известны примеры других сигналов активации, включая активацию светом, магнитную активацию и активацию давлением. Затем офтальмологическое устройство можно использовать для проецирования данных. Проецирование данных офтальмологическим устройством можно использовать для данных, хранящихся на носителе устройства. Данные на устройстве могут размещаться на динамических носителях памяти или же могут применяться альтернативные статические носители, на которых память сохраняется независимо от заряда элементов подачи питания. Данные могут быть размещены на носитель до, во время или после сборки офтальмологического устройства. В некоторых вариантах осуществления офтальмологическое устройство собирает данные с помощью различных датчиков, которые могут быть встроены в устройство для отправки данных на офтальмологическое устройство с другого устройства, расположенного вне офтальмологического устройства, может использоваться средство связи. Независимо от источника данных они могут проецироваться по меньшей мере на часть сетчатки пользователя. Данные могут проецировать в форматах, основанных на тексте, или в форме текста. Кроме того, данные могут проецироваться в графических форматах, которые при обновлении на достаточно высокой частоте также могут содержать видео. Использование нескольких источников света может позволить проецировать текст, изображения или видеоданные в цвете или в черно-белом формате. Использование фазового кодирования и проекция удаленных изображений может позволить отображать другие проецируемые формы данных.
ОПИСАНИЕ ФИГУР
На фиг. 1 проиллюстрирован пример осуществления вставки носителя для запитанного офтальмологического устройства и примерный вариант запитанного офтальмологического устройства.
На фиг. 2 проиллюстрирован пример контактной линзы с различными функциями, включая встроенную кольцевую вставку из нескольких частей, которая может применяться для реализации отдельных аспектов представленной техники.
На фиг. 3 проиллюстрирован пример альтернативного варианта продемонстрированному на фиг. 2, причем вставка содержит материал в оптической зоне.
На фиг. 4 проиллюстрированы примерные структуры фотонного излучателя, соответствующие структурам, представленным в описании уровня техники, которые могут применяться для реализации аспектов представленной техники.
На фиг. 5 проиллюстрирована структура комплекта фотонных излучателей с источником света и средством подключения источника света к комплекту.
На фиг. 6 проиллюстрирован пример устройства, содержащего комплект фотонных излучателей в части оптической зоны примера офтальмологического устройства.
На фиг. 7 проиллюстрирована светомодулирующая структура элемента, которая может применяться для реализации аспектов представленной техники.
На фиг. 8 проиллюстрирована альтернативная светомодулирующая структура элемента, которая может применяться для реализации аспектов представленной техники.
На фиг. 9 проиллюстрирован пример запитанного офтальмологического устройства для проекционной системы, включающий в себя фотонные комплекты, комплекты модуляции фазы и интенсивности света и системы линз, которые могут применяться для реализации аспектов представленной техники.
На фиг. 10 продемонстрированы этапы способа, связанные с применением офтальмологических устройств, содержащих фотонные излучатели.
На фиг. 11 продемонстрированы этапы способа, связанные с изготовлением офтальмологических устройств, содержащих фотонные излучатели.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к офтальмологическому устройству с фотонными излучателями, которое может проецировать световые изображения в глаз. В следующих разделах будет приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных примеров осуществления изобретения являются только примерами осуществления изобретения. Предполагается, что специалисту 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 реализации изобретения. Определения
В приведенном описании и пунктах формулы, относящихся к настоящему изобретению, используется ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения:
Электросмачивание на диэлектрике (Electro-Wetting on Dielectric, EWOD): в настоящем документе обозначает класс устройств или класс частей устройств, где присутствуют сочетание несмешивающихся жидкостей или жидкостей, область поверхности с заданной свободной энергией поверхности и электро-потенциальным полем. Как правило, электро-потенциальное поле изменяет свободную энергию области поверхности, что может влиять на то, как несмешивающиеся жидкости взаимодействуют с областью поверхности.
Запитанный энергией - в настоящем документе обозначает состояние, которое способно обеспечить подачу электрического тока или хранение в себе запаса электрической энергии.
Энергия - в настоящем документе обозначает способность физической системы к совершению работы. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к способности выполнения электрических действий при совершении работы.
Источник энергии: в настоящем документе обозначает устройство или слой, способный подавать энергию или переводить логическое или электрическое устройство в запитываемое энергией состояние.
Устройство для сбора энергии: в настоящем документе обозначает устройство, способное извлекать энергию из среды и превращать ее в электрическую энергию.
Функционализированный: в настоящем документе обозначает создание слоя или устройства, способного выполнять некоторую функцию, включая, например, запитывание энергией, активирование или управление.
Утечка: в настоящем документе обозначает нежелательную потерю энергии.
Линза или офтальмологическое устройство: в настоящем документе обозначает любое офтальмологическое устройство, расположенное в глазу или на нем. Эти устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, могут быть косметическими или могут обеспечивать не связанную с глазом функциональность. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или иному подобному устройству, с помощью которого корректируется или изменяется зрение или косметически улучшается физиология глаза (например, цвет радужной оболочки) без затруднения зрения. Кроме того, линза может обеспечивать неоптические функции, такие как, например, мониторинг уровня глюкозы или введение лекарственного препарата. В ряде вариантов осуществления предпочтительные линзы в соответствии с принципами настоящего изобретения представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или, например, силиконовых гидрогелей и фторгидрогелей.
Линзообразующая смесь, или реакционная смесь, или реакционная смесь мономера (РСМ): в настоящем документе термин означает мономерный или форполимерный материал, который можно полимеризовать и поперечно сшить или поперечно сшить для образования офтальмологической линзы. Различные варианты осуществления могут включать в себя линзообразующие смеси с одной или более добавками, такими как, например, УФ-блокаторы, оттеночные добавки, фотоинициаторы или катализаторы, а также прочие желаемые добавки для офтальмологических линз, таких как контактные или интраокулярные линзы.
Линзообразующая поверхность: в настоящем документе обозначает поверхность, используемую для литья линзы. В некоторых вариантах осуществления любая такая поверхность может иметь поверхность с обработкой оптического качества, что означает, что данная поверхность достаточно гладкая и изготовлена так, что поверхность линзы, изготовленной способом полимеризации линзообразующей смеси, находящейся в непосредственном контакте с поверхностью формы для литья, имеет оптическое качество. Кроме того, в ряде вариантов осуществления формирующая линзу поверхность может иметь геометрию, требуемую для придания поверхности изготавливаемой линзы требуемых оптических характеристик, включая, но не ограничиваясь ими, сферическую, асферическую и цилиндрическую оптическую мощность, коррекцию степенных аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговой оболочки и так далее, а также любые их комбинации.
Светомодулирующий элемент в настоящем документе обозначает устройство или часть устройства, модулирующее интенсивность света, проходящего с одной стороны на другую. Идеальные светомодулирующие элементы в описанных здесь вариантах осуществления передают весь свет в одном состоянии и вообще не передают свет в другом. Практически реализованные элементы могут в существенной мере обеспечивать это идеальное состояние.
Литий-ионный элемент: в настоящем документе означает электрохимический элемент, в котором электрическая энергия вырабатывается в результате движения ионов лития через элемент. Такая электрохимическая ячейка, как правило называемая батареей, в своей типичной форме может быть возвращена в состояние с более высоким зарядом, или перезаряжена.
Вставки носителя: в настоящем документе обозначает инкапсулированную вставку, включенную в запитанное офтальмологическое устройство. Во вставку носителя могут быть встроены элементы питания и электросхемы. Вставка носителя определяет основную задачу запитанного офтальмологического устройства. Например, в вариантах осуществления, где запитанное офтальмологическое устройство позволяет пользователю регулировать оптическую силу, вставка носителя может включать в себя элементы подачи питания, контролирующие жидкую выпукло-вогнутую часть в оптической зоне. В противном случае, вставка носителя может быть кольцевой, чтобы в оптической зоне не было постороннего материала. В таких вариантах осуществления запитанная функция линзы может заключаться не в обеспечении оптического качества, а, например, в мониторинге глюкозы или введении лекарственного препарата.
Пресс-форма: в настоящем документе означает жесткий или полужесткий объект, который можно использовать для формования линз из неполимеризованных составов. Некоторые предпочтительные пресс-формы включают в себя две части, образующие переднюю изогнутую часть пресс-формы и заднюю изогнутую часть пресс-формы.
Рабочий режим: в настоящем документе обозначает состояние высокого потребления тока, в котором идущий по цепи ток позволяет устройству выполнять свою основную запитанную функцию.
Оптическая зона: в настоящем документе обозначает область офтальмологической линзы, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы.
Фотонный излучатель: в настоящем документе обозначает устройство или часть устройства, способные принимать падающий свет и передавать этот свет в свободное пространство. Свет может, как правило, продолжать движение в измененном направлении, по сравнению с направлением, в котором он попал на излучатель. Излучатель обычно может содержать антенную структуру для передачи света.
Пиксельная светомодулирующая система: в настоящем документе обозначает комбинацию светомодулирующих элементов, функционирующих по отдельности, где каждую отдельную функционирующую часть светомодулирующей системы можно рассматривать как пиксель или элемент изображения.
Мощность: в настоящем документе обозначает совершенную работу или переданную энергию за единицу времени.
Перезаряжаемый или перезапитываемый: в настоящем документе обозначает возможность быть перезаряженным или переведенным в состояние с более высокой способностью к совершению работы. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к восстановлению способности испускать электрический ток определенной величины в течение определенного промежутка времени.
Перезапитывать или перезаряжать: в настоящем документе обозначает восстановление состояния с более высокой способностью совершать работу. В рамках настоящего изобретения, как правило, может относиться к возвращению способности устройства к выдаче электрического тока некоторой величины в течение некоторого определенного промежутка времени.
Образцовый контур: в настоящем документе обозначает контур, который в идеале обеспечивает фиксированное и стабильное напряжение или силу тока на выходе, подходящие для использования в других контурах. Образцовый контур может быть получен на основе ширины запрещенной зоны, может компенсировать изменения температуры, питания и процессов, а также может быть адаптирован для конкретной специализированной интегральной схемы (ASIC, application-specific integrated circuit).
Высвобожденный из пресс-формы: в настоящем документе обозначает действие, при котором офтальмологическая линза либо полностью отделяется от пресс-формы, либо лишь слабо прикреплена к ней так, что ее можно отделить легким встряхиванием или сдвинуть с помощью тампона.
Функция сброса: в настоящем документе обозначает самозапускающийся алгоритмический механизм для приведения контура в определенное рабочее состояние, например, в логическое состояние или в состояние обеспечения питания. Функция сброса может включать в себя, например, контур сброса при включенном питании, который может работать в сочетании с механизмом переключения и обеспечивать надлежащее запитывание процессора, как при начальном подключении к источнику питания, так и при выходе из режима хранения.
Режим сна или режим ожидания: в настоящем документе обозначает состояние низкого потребления тока запитанного устройства после закрытия механизма переключения, что обеспечивает энергосбережение при выходе из рабочего режима.
Наложение: в настоящем документе обозначает расположение по меньшей мере двух комплектующих слоев в непосредственной близости друг к другу так, чтобы по меньшей мере часть одной поверхности одного из слоев контактировала с первой поверхностью второго слоя. В некоторых примерах осуществления между двумя слоями может находиться пленка, обеспечивающая сцепление или выполняющая иные функции, так что слои находятся в контакте друг с другом через указанную пленку.
Многослойные интегрированные многокомпонентные устройства или SIC (Stacked Integrated Component) устройства: в настоящем документе обозначает результаты применения технологий упаковки, позволяющих собирать тонкие слои подложек, которые могут включать электрические и электромеханические устройства, в функциональные интегрированные устройства путем наложения по меньшей мере части каждого слоя друг на друга. Такие слои могут включать изготовленные из различных материалов устройства различных типов, форм и размеров. Кроме того, слои могут быть изготовлены с использованием различных производственных технологий, позволяющих соответствовать и принимать различные очертания.
Режим хранения: в настоящем документе обозначает состояние системы, содержащей электронные компоненты, когда источник питания обеспечивает или должен обеспечивать минимальный заданный ток нагрузки. Этот термин не взаимозаменяем с режимом ожидания.
Вставка подложки: в настоящем документе обозначает формуемую или жесткую подложку, обеспечивающую поддержание источника энергии в офтальмологической линзе. В некоторых вариантах осуществления вставка подложки также поддерживает один или более компонентов.
Механизм переключения: в настоящем документе обозначает компонент, интегрированный в контур и обеспечивающий различные уровни сопротивления, возможно, реагируя на внешний стимул, который не зависит от офтальмологического устройства.
ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, СНАБЖЕННОЕ ИСТОЧНИКОМ ЭНЕРГИИ
На фиг. 1 проиллюстрирован примерный вариант осуществления вставки носителя 100 для офтальмологического устройства с источником энергии и соответствующее офтальмологическое устройство 150. Вставка носителя 100 может содержать оптическую зону 120, которая может располагать функционалом для обеспечения коррекции зрения или не располагать им. Если функция запитанного офтальмологического устройства не имеет отношения к зрению, в оптической зоне 120 вставки носителя 100 может не быть материала. В некоторых вариантах осуществления вставка носителя 100 может включать часть вне оптической зоны 120, содержащую подложку 115, содержащую элементы подачи питания 110 и электронные компоненты 105. С включением фотонных излучателей в офтальмологические устройства может быть связан целый ряд вариантов.
В некоторых вариантах осуществления источник питания 110, которым может быть, например, батарейка, и нагрузка 105, которой может быть, например, полупроводниковый кристалл, могут быть прикреплены к подложке 115. Проводящие дорожки 125 и 130 могут обеспечивать электрическое соединение электронных компонентов 105 и элементов подачи питания 110. Вставка носителя 100 может быть полностью инкапсулирована для защиты и обеспечения корпуса для элементов питания, дорожек и электронных компонентов. В некоторых вариантах осуществления инкапсулирующий материал может быть полупроницаемым, например, для предотвращения попадания определенных веществ, таких как вода, во вставку носителя 100, и для обеспечения проникновения и выведения определенных веществ, таких как газы из окружающей среды или побочных продуктов реакций в элементах питания, через вставку носителя 100.
В некоторых вариантах осуществления в офтальмологическое устройство 150 может быть включена вставка носителя 100, которая может содержать полимерный биосовместимый материал. У офтальмологического устройства 150 может быть жесткий центр и мягкий край, при этом жесткий центральный оптический элемент содержит вставку носителя 100. В некоторых конкретных вариантах осуществления вставка носителя 100 может находиться в непосредственном контакте с воздухом и поверхностью роговицы своими передней и задней поверхностями, соответственно, либо же вставка носителя 100 может быть инкапсулирована в офтальмологическом устройстве 150. Периферия 155 офтальмологической линзы 150 может быть выполнена из мягкого окаймляющего материала, включая, например, гидрогелевый материал.
Инфраструктура вставки носителя 100 и офтальмологического устройства 150 может обеспечить среду для ряда вариантов осуществления, в которых фотонные излучатели проецируют свет, и которые могут сочетаться с активными или пассивными линзовыми устройствами, а в некоторых вариантах с комплектами, модулирующими интенсивность света. Некоторые из этих вариантов осуществления могут включать чисто пассивную функцию части офтальмологического устройства, не связанную с фотонными проецирующими компонентами. В других вариантах осуществления офтальмологическое устройство может включать в себя активные функции, которые могут дополнять функции фотонных проецирующих компонентов. Например, непроецирующие участки устройства могут обеспечивать коррекцию зрения или активный «скрининг» устройства, сокращающий его прозрачность для падающего света.
На фиг. 2 проиллюстрирован элемент 200, представляющий пример вставки из нескольких частей в поперечном сечении. Вставка этого типа является кольцеобразной вставкой с кольцом материала вокруг центральной оптической зоны, не заполненной материалом. На фиг. 2 офтальмологическое устройство 220 может быть представлено в поперечном сечении 230, проведенном в плоскости, представленной линией 210. В примерном варианте осуществления область вставки вне оптической зоны офтальмологического устройства может включать в себя элементы подачи питания и контрольную электронику для поддержки различных видов активных элементов. К таким активным элементам обычно могут относиться датчики и элементы связи различных типов. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления представленной техники они могут обеспечивать контроль и подключение к источнику питания для проецирующего элемента на основе фотонных проецирующих элементов. Кроме того, вне оптической зоны устройства могут быть напечатаны изображения, размещенные на вставке, как показано элементом 221 и в поперечном сечении в виде элементов 231.
В некоторых вариантах осуществления может присутствовать необходимость ориентации офтальмологической линзы внутри офтальмологической среды. Элементы 250 и 260 могут представлять функции зоны стабилизации, которые могут способствовать в ориентации готовой офтальмологической линзы на глазу пользователя. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления использование возможностей ориентации на кольцеобразной вставке из нескольких частей может позволить ориентировать ее относительно формованных стабилизирующих элементов, что может быть особенно важно при размещении проецирующих элементов и систем линз без динамической фокусировки и элементов управления центрированием.
На фиг. 3 может быть проиллюстрирован в поперечном сечении элемент 300, вариация примера вставки из нескольких частей, показанной на фиг. 2. На фиг. 3 офтальмологическое устройство 320 может быть представлено в поперечном сечении 330, проведенном в плоскости, представленной линией 310. В примерном варианте осуществления оптическая зона офтальмологического устройства 320 может включать в себя часть, где можно найти активную систему фокусной регулировки линзы, например, систему линз на основе выпукло-вогнутой мембраны 335. Кроме того, вне оптической зоны устройства могут находиться части вставки, содержащие элементы подачи питания и управления и активирующие компоненты на 336. По причинам, схожим с вариантом осуществления на фиг. 2, в офтальмологическом устройстве могут быть реализованы элементы выравнивания или зоны стабилизации, как показано в виде элементов 350 и 360, а на вставке могут быть напечатаны изображения в качестве элементов 331.
ЭЛЕМЕНТЫ ФОТОННОГО ПРОЕЦИРОВАНИЯ
На фиг. 4 проиллюстрированы фотонные излучатели как элемент 400. Может существовать целый ряд способов определения излучающих элементов для использования в фотонике. В элементе 400 элемент 410 представляет простой элемент фотонного излучателя, соответствующий представленным в описании уровня техники определениям. Источником фотонов для системы может быть световод 420, проходящий параллельно соединительным частям 430 элемента излучателя. Движущиеся через световод 420 фотоны могут попадать на соединительные участки 430 посредством процесса, который можно назвать кратковременным соединением; экспоненциально затухающие явления в зоне ближней к периферии световода. Соединение позволяет фотонам перемещаться из световода в излучающий элемент. Степень соединения, а, следовательно, число фотонов, попадающих в излучающий элемент, которые является одним из видов интенсивности, можно модулировать по ряду явлений, таких как используемые материалы, условия окружающей среды и, что более важно, структурная компоновка системы. Длина параллельной части элемента 430 и разрыв между этой областью и световодом 435 могут играть определяющую роль в эффективности соединения и могут использоваться для регулировки номинальной относительной интенсивности фотонного излучателя в коллекции фотонных излучателей. В пункте 410 свет будет проходить через светонаправляющие компоненты элемента 430, пока не достигнет излучающей части, встроенной в дифракционную решетку. Для повышения эффективности света, проходящего через фотонный излучатель, можно использовать многочисленные эффекты, как например, построенный угол поверхностей выбросов, их форма и размеры зазора. В идеале, как можно больше света будет выделяться из 440 в одном направлении, например, «вовне страницы».
В примере 450 представлен более сложный фотонный излучатель. В излучающую ячейку может быть включен механизм нагрева. Он может состоять из резистивного нагревателя, встроенного в фотонный излучатель. В вариантах осуществления, где излучатель выполнен из полупроводниковых материалов, например кремния, резистор может быть сформирован в том же слое, где его можно легировать, чтобы изменить характеристики удельного сопротивления. Путем пропускания тока от контакта 480 через резистивный рукав 470, часть тела излучателя 430 и обратно через другую часть резистивного рукава 471 и контакт 460, фотонный излучатель может дифференциально нагревать части пути прохождения света. Тепловые эффекты в световоде, такие как показаны для элемента 430, могут изменять фазовые характеристики проходящего через них пучка света. Таким образом, фотонный излучатель элемента 450 может излучать свет определенной интенсивности в зависимости от интенсивности в источнике световода 420 и эффективности сопоставления исходного света с излучающим устройством на основе непосредственной близости соединительной области излучающего устройства и размеров этой соединительной области. Кроме того, фазу света можно контролируемо изменять на основе подключения электрического тока через часть нагревателя между элементами 460 и 480. Управление относительной фазой излучаемого таким образом света может обеспечить возможность эффективной передачи закодированной в фазовых характеристиках информации, которую можно наблюдать в удаленном изображении комплекта, состоящего из таких фотонных излучателей, где фазу отдельных пикселей можно регулировать посредством теплового состояния, приданного участкам излучающего устройства. Может существовать ряд материалов, позволяющих изготовить такой фотонный излучатель, и может существовать ряд средств для различных материалов для внедрения фазовых эффектов, включая, в том числе, тепловое управление и управление механическим напряжением.
На фиг. 5 проиллюстрирован элемент 500, пример комплекта, изготовленного из фотонных излучателей. В некоторых вариантах пиксельный фотонный излучатель 520 можно определять подобно тому, как определены элементы 410 или 450. В пункте 500 изображены ячейки того же типа, что и для элемента 450. Свет подается из источника света 540, который в некоторых вариантах может состоять из одного или нескольких лазерных элементов, испускающих свет на один или несколько световодов для комплекта фотонных излучателей. Протекающий через нагретые участки пикселя 520 электрический ток может вводиться через проводящие металлические дорожки, встроенные в фотонный излучатель схожим образом с металлическими дорожками в интегральной схеме. Набору дорожек для слов 530 могут соответствовать строки для битов 535, что позволяет эффективно обращаться к отдельным ячейкам. В некоторых вариантах осуществления фотонный комплект может быть встроен в кремниевую подложку, применимую для формирования управляющей электроники для самого комплекта. Примерные пиксельные элементы, такие как 520, могут быть размером около 9 микрон на 9 микрон или меньше. Таким образом, комплект из 64×64 излучателей может занимать приблизительно 0,5 мм на 0,5 мм площади. Фактические размеры пикселей в матрице могут варьироваться и отличаться для различных целевых длин волн излучения.
На вставке 550 элемента 500 может быть показана приближенная версия источника света и световода или световодов 540. Свет от источника 561 может направляться в световод. Вдоль длины световода можно найти дополнительные элементы распределения в виде дополнительных световодов. Элементы 570, 571 и 572 демонстрируют световоды, подключенные в основной световод и проложенные приблизительно перпендикулярно для распространения света по рядам фотонных излучателей. Элементы дизайна световода и отдельных пиксельных элементов по его длине могут быть оптимизированы для каждого элемента таким образом, чтобы получить конкретный рисунок интенсивности вдоль световода и в комплекте. В предпочтительном примере комплект может быть сконструирован так, что итоговая интенсивность излучения от каждого пикселя приблизительно одинакова для всех элементов.
В некоторых вариантах осуществления для вывода света на световод-источник 540 могут использоваться несколько источников света с различными длинами волн или, в некоторых вариантах осуществления, световод 540 может состоять из нескольких проводников. В данном примере различных источников света может быть три: 561, 562 и 563. При этом в одном неограничивающем примере источник 561 может содержать источник красного света, источник 562 может содержать источник зеленого света, а 563 может содержать источник синего света. Может существовать ряд типов источников света, согласующихся с представленной техникой изобретения, включая, например, твердотельные лазеры, твердотельные светоизлучающие диоды, отфильтрованные лампы накаливания. В вариантах, где относительная фаза пикселей в комплекте может быть важной для кодирования информации, источник света может характеризоваться по желаемой когерентности светового выхода. Другие варианты осуществления могут работать с некогерентными источниками света.
При наличии нескольких длин волн, обеспечиваемых источником, взаимодействие рядов световодов, показанных как элемент 570, можно настроить таким образом, чтобы один источник света соответствовал конкретному ряду. Это можно контролировать посредством использования фильтрующих материалов в области, где световод ряда 570 связан со световодом-источником. В альтернативном варианте, при наличии нескольких световодов-источников, нежелательные длины волн для определенных источников света можно заблокировать поглощающим материалом. Могут существовать многочисленные материалы, которые можно использовать для блокирования подключения света, включая металлические материалы или использование сильного легирования в полупроводниковом материале.
В альтернативном варианте у ряда источников света может быть заданный рабочий цикл. Они могут включаться или выключаться по очереди для использования световодов-источников. В таком варианте может не быть потребности в нескольких дорожках-источниках или элементах управления для направления различных источников света в различные области комплекта. Однако может существовать необходимость реализовать конструкцию пиксельного фотонного излучателя таким образом, чтобы оптимизировать его не для определенной длины волны, а для всех используемых длин волн.
В некоторых вариантах осуществления пиксель может состоять из нескольких излучателей, причем один из излучателей может быть оптимизирован для конкретного источника.
В комплекте элемента 510, где конструкция отдельных пикселей включает в себя компоненты сдвига фаз, может быть целесообразно включить линзы, позволяющие фокусировать удаленное изображение комплекта на определенной точке, которая может находиться на сетчатке пользователя. В варианте осуществления с одним источником света может быть важно использовать когерентный свет в качестве источника. Получаемое удаленное изображение может содержать изображение, построенное по фазовой информации в отдельных пикселях. Пример варианта осуществления, где фотонный комплект проецирует удаленные изображения с контролем по фазе, может быть представлен на. фиг. 6, элемент 600. Офтальмологическая вставка 610, как было описано, может содержать элементы подачи питания, а контур управления может управлять электрическими сигналами по электрической шине 630. В некоторых вариантах осуществления эта шина может быть выполнена из проводников с минимально возможными характеристиками поглощения видимого света. Примером может быть окись индия и олова (ОИО). Проекционная система 620 может быть расположена в центре оптической зоны и может содержать комплект фотонных излучателей, как показано в элементе 650, а также схему управления, источники света и элементы линзирования, как всего несколько примеров включенных компонентов.
Альтернативный вариант осуществления может включать в себя использование фотонного комплекта в качестве светоизлучателя, где основной акцент не делается на фазовые характеристики. На фиг. 7 элемент 700 иллюстрирует пример пиксельного элемента 720 с использованием примера фотонного излучателя без включенного нагревателя. В некоторых вариантах осуществления включение нагревателя может быть желательным, но в примере он не изображен. Если ближнее изображение полученного комплекта сфокусировано на определенной точке, источник света может быть частью проекционной системы, где каждый пиксель содержит элемент, контролирующий интенсивность, передаваемую от излучателя к сетчатке пользователя. На фиг. 7 представлен пример контролирующего интенсивность элемента, сопоставленного с каждым фотонным излучающим элементом.
Феномен электросмачивания на диэлектрике может использоваться для управления передаваемой интенсивностью для каждого отдельного пикселя. Техника действует на сочетания жидкостей путем изменения свободной энергии поверхности вблизи жидкостей. Для EWOD устройств могут быть эффективными сочетания несмешивающихся жидкостей, в которых, например, одна жидкость является полярной жидкостью, такой как водный раствор, а другая жидкость является неполярной жидкостью, такой как масло. Одна из этих жидкостей может иметь такой состав, чтобы быть прозрачной для света с определенной заданной длиной волны, а другая жидкость может быть непрозрачной для этой или для всех видимых длин волн. Жидкость может обладать такими свойствами сама либо быть смешана с красителями, дающими желаемый эффект блокирования определенной длины волны. Может существовать возможность включать в себя различные комбинации жидкостей с различными свойствами блокирования по длине волны в разные пиксельные элементы одного устройства.
В примерном варианте осуществления неводная жидкость на масляной основе может содержать краситель, обеспечивающий эффективное поглощение в пиксельной ячейке EWOD, которая может считаться светомодулирующим элементом. На фиг. 7 элемент 710 может содержать пиксельный элемент, где пиксель покрывает жидкость на масляной основе, поглощающая значительное количество света. Края пиксельной ячейки могут определяться изолирующей структурой 711 и 716. Жидкость на масляной основе может быть представлена в виде элемента 717 на примере пиксельной EWOD ячейки. Часть ячейки в элементе 713 может быть покрыта материалом со свободной энергией поверхности, отталкивающей жидкости на масляной основе. Жидкость на водной основе может быть представлена в виде элемента 718. Поэтому в стандартном, незапитанном состоянии жидкость стремится к месту, где окрашенная фаза на масляной основе локализована по внутренней области пикселя в направлении от поверхности 713, а следовательно, на пути света, проходящего через пиксель. Сочетание электродов 715 и 714 с диэлектриком, расположенным под материалом поверхности 713 или содержащим его, позволяет создавать разность электрических потенциалов в двух несмешивающихся жидкостях. Путем создания разности электрических потенциалов на электродах можно изменять свободную энергию поверхности 713, притягивая к ней жидкость на масляной основе элемента 717, как показано на 720. Когда окрашенная жидкость 717 притягивается к боковой стенке электрода, как показано на 727, она уходит с оптического пути и пиксель становится более прозрачным, пропуская через себя свет. Таким образом, этот вариант осуществления обеспечивает управление количеством пропускаемого излучаемого фотонным излучателем света на уровне пикселей. В некоторых вариантах осуществления это может позволять формировать проецирующую систему из сочетания комплекта фотонных излучателей с соответствующими пиксельными элементами, содержащую электросмачивающую на диэлектрике ячейку для управления коэффициентом пропускания. Эти варианты осуществления могут также включать в себя источник света, управляющую электронику, как для источника света, так и для пиксельных элементов, и систему линз для фокусирования ближнего изображения в желаемом месте, которое может находиться на сетчатке пользователя. Для электросмачивающей на диэлектрике ячейки могут существовать многочисленные альтернативы, которые могут позволять контролировать коэффициент пропускания света вблизи фотонного излучателя. Кроме того, приведенная в качестве примера ячейка на основе электросмачивания на диэлектрике может иметь многочисленные альтернативы, включая, например, инвертирование типа жидкости, содержащей краситель или обладающей изначальной способностью блокировать свет.
На фиг. 8 элемент 800 иллюстрирует альтернативный вариант осуществления пиксельной EWOD модулирующей интенсивность света ячейки. В этом варианте осуществления электрод в непосредственной близости от поверхности, по которой притягивается жидкость, находится не на боковой стенке вертикальной структуры, а расположен вдоль одной из граней ячейки. Поскольку устройство может работать с проникновением света через эту поверхность, в таких вариантах осуществления важную роль играет использование относительно прозрачных электродов. Как упоминалось в предыдущих обсуждениях, приемлемым решением может быть использование ОИО в качестве материала электрода. Кроме того, могут существовать модификации, также позволяющие электроду располагаться на периферии лицевой поверхности EWOD ячеек. При этом на фиг. 8 элемент 810 может представлять собой ячейку, в которой светопоглощающий материал блокирует большую часть поверхности ячейки. Элемент 817 может представлять собой жидкость с поглощающими характеристиками, которые присущи ей изначально, либо появляются в результате использования красителей. Элемент 818 может представлять собой другую жидкость, которая может существенно не взаимодействовать со светом, проходящим через ячейку. Элемент 813 может представлять собой поверхность с заданной свободной энергией, которая может быть либо присуща ей изначально, либо может возникать в результате обработки, направленной на формирование характеристики поверхности. Элемент 812 может представлять собой дополнительный слой диэлектрического материала, который может присутствовать, если элемент 813 создан либо в качестве дополнительной пленки на диэлектрике, либо как модификация поверхности диэлектрика. Элемент 814 может быть электродом, применимым для определения области поверхности диэлектрика, на которую оказывается воздействие при создании разности электрических потенциалов через ячейку EWOD. Элементы 811 и 816 могут использоваться в качестве структурного сдерживания для определения пикселей. Когда электрический потенциал применяется через ячейку в точках 814 и 815, состояние ячейки может соответствовать показанному в элементе 820. За счет отталкивания светопоглощающей жидкости в области поверхности над электродом 814 жидкость перемещается к краю пиксельного элемента, как показано элементом 827 на изображении ячейки. Таким образом, жидкость удаляется с оптического пути, а пиксель становится более прозрачным для проходящего через него света.
ЗАПИТАННЫЕ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА С ФОТОННЫМИ ИЗЛУЧАТЕЛЯМИ
На фиг. 9 элемент 900 иллюстрирует вариант осуществления, который включает в себя многие из рассмотренных аспектов системы формирования фотонного изображения. Элемент 910 может быть офтальмологическим устройством, которое можно носить на поверхности глаза пользователя. Оно может быть сформировано из оболочки на гидрогелевой основе 911, которая в некоторых вариантах осуществления полностью окружает, или частично окружает или поддерживает вставляемое устройство в других вариантах осуществления. На иллюстрации оболочка 911 окружает принципиально кольцеобразное вставляемое устройство 936. Внутри вставляемого устройства 936 могут быть герметично интегрированы элементы подачи питания, электронные контуры управления, активации, связи, обработки и т.п. Элементы подачи питания могут представлять собой одноразовые или перезаряжаемые аккумуляторные элементы, а также системы управления мощностью, обеспечивающие подзарядку устройства. Компоненты могут быть расположены во вставляемом устройстве в виде дискретных компонентов или в виде интегрированных устройств с несколькими активными слоями,
Офтальмологическое устройство может иметь структурные и косметические аспекты, включая стабилизационные элементы 950 и 960, которые могут применяться для определения ориентации устройства на глазу пользователя и для надлежащего центрирования устройства. На одной или нескольких поверхностях принципиально кольцевого устройства могут быть напечатаны изображения в виде рисунка радужной оболочки 921, а в поперечном сечении 930 по линии 915 в виде элементов 931.
В небольшой области оптической зоны вставляемого устройства может быть расположена фотонная система формирования изображения, проиллюстрированная как элемент 940. Как упоминалось ранее, в некоторых вариантах осуществления система формирования изображения на 64×64 пикселей может быть сформирована с размером пикселя приблизительно 0,5 мм × 0,5 мм. Можно заметить, что в поперечном сечении элемент 940 может быть фотонным проектором, который может включать в себя фотонные излучатели; пиксельное устройство управления коэффициентом прозрачности на основе EWOD, источник света или несколько источников света и электронику для управления этими компонентами. Фотонная система формирования изображения может быть присоединена к системе линз 950 и к кольцевому вставляемому компоненту шиной данных и шиной передачи питания 941.
В некоторых вариантах осуществления система линз может быть выполнена из статических компонентов линзы, фокусирующих ближнее изображение системы формирования изображения на заданную точку в пространстве, связанную с корпусом офтальмологического устройства. В других вариантах осуществления система линз может также включать активные компоненты. Например, линзовое устройство на основе выпукло-вогнутой линзы с несколькими электродными областями можно использовать как для перемещения центра проецируемого изображения, так и для регулировки фокусной силы устройства с целью регулировки фокуса и, фактически, размера проецируемого изображения. Линзовое устройство может располагать собственной контрольной электроникой или же может контролироваться и получать питание от фотонного компонента для формирования изображений, от кольцевого вставляемого устройства или от них обоих.
В некоторых вариантах осуществления дисплей может представлять собой проекционную систему размером 64×64 пикселей, но большее или меньшее количество пикселей может вполне находиться в рамках представленной техники, которая может быть ограничена размерами пиксельных элементов и самого офтальмологического устройства. На дисплее могут отображаться текстовые данные в точечной матрице, данные изображения или видео. Система линз может использоваться в некоторых вариантах осуществления для расширения эффективного размера пикселей дисплея путем растрирования проекционной системы по глазу пользователя при отображении данных. Дисплей может быть монохроматическим по своей природе; в альтернативном случае цветной диапазон может основываться на нескольких источниках света. Отображаемые данные могут передаваться в офтальмологическую линзу из внешнего источника, или же данные может поставлять само офтальмологическое устройство, например, с датчиков или компонентов памяти. В некоторых случаях данные могут происходить как от внешних источников со связью, так и изнутри офтальмологического устройства.
СПОСОБЫ ПРИМЕНЕНИЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ С ФОТОННЫМИ ИЗЛУЧАТЕЛЯМИ
На фиг. 10 элемент 1000 иллюстрирует способ применения офтальмологического устройства с системой проецирования на фотонных излучателях. На этапе 1001 пользователь получает офтальмологическое устройство с системой проецирования на фотонных излучателях. К комплекту фотонных излучателей с соответствующим пиксельным элементом, включающим ячейку электросмачивания на диэлектрике для управления коэффициентом пропускания, могут прилагаться источник света, управляющая электроника для источника света и пиксельных элементов и система линз для фокусировки ближнего изображения в желаемой точке, которая может находиться на сетчатке пользователя. Система может содержать, например, электронные компоненты, элементы подачи питания, датчики.
Затем, на этапе 1002, если офтальмологическое устройство не инкапсулировано в гидрогелевую оболочку, пользователь может прикрепить устройство к гидрогелевой оболочке или поместить офтальмологическое устройство непосредственно на другую линзу.
На этапе 1003, полное офтальмологическое устройство может быть помещено на глаз пользователя. Кроме того, на этапе 1004 активационный сигнал определенного вида может активировать проекционную систему офтальмологического устройства. Далее на этапе 1005 в элемент управления проекционной системы могут быть предоставлены данные. В некоторых случаях данные могут быть получены из офтальмологического устройства либо храниться на запоминающем элементе либо быть получены из датчиков на офтальмологическом устройстве. В других случаях ресивер на офтальмологическом устройстве может получать данные из внешнего для офтальмологического устройства источника. На этапе 1006 данные могут проецироваться офтальмологическим устройством. Проецирование данных может представлять собой проецирование текста или графическое проецирование изображений или видеоданных. На этапе 1007 пользователь может использовать внешнее контролирующее устройство для передачи сигналов управления на офтальмологическое устройство. Сигналы управления могут вызывать различные изменения эксплуатационных параметров системы линз. Среди подверженных изменениям параметров могут быть характеристики фокусирования системы линз, а также центрирование изображения на сетчатке.
На фиг. 11 элемент 1100 иллюстрирует способ изготовления офтальмологических устройств с фотонными излучателями. На этапе 1101 может быть представлен комплект фотонных излучателей, предназначенный для размещения в соответствующей части офтальмологического устройства. В некоторых вариантах осуществления, в частности, при малых размерах комплекта устройство может быть плоским. В других вариантах осуществления комплект может быть предназначен для функционирования на трехмерной или криволинейной поверхности. Комплект излучателей может быть обычным линейным, как было представлено на фигурах, но в других не показанных вариантах возможна другая ориентация пикселей, как например, радиальная или полярная. Комплект излучателя может быть разработан с обеспечением равномерной излучательной способности для всех пикселей. В некоторых альтернативных вариантах может быть желательно более интенсивное излучение из центральной области пикселей. Каждый пиксельный элемент может обладать уникальной конструкцией в зависимости от интенсивности падающего света в световоде-источнике, обеспечивающем свет, подаваемый на излучатель. Так как излучающие элементы проводят свет вдоль световода, интенсивность убывает естественным образом, чем дальше по световоду находится пиксель. В некоторых вариантах осуществления отражение в конце световода может позволить повысить однородность интенсивности проводимого света. При разработке могут учитываться длина проводящего элемента, его расстояние от световода и другие соображения.
На этапе 1102 может быть получен пиксельный комплект фотонных излучателей. В некоторых вариантах осуществления комплект может быть выполнен из кремниевых элементов. В этих случаях для изготовления высококачественных комплектов может применяться стандартная полупроводниковая обработка. Эта технология может также применяться для комплектов, где отдельная ячейка включает в себя нагревательные элементы, подключенные проводами к управляющим устройствам, которые могут быть прикреплены к комплекту или изготавливаться одновременно при полупроводниковой обработке. Полупроводниковая обработка также может применяться для изготовления источника или источников света для комплекта и управляющей электроники для этих источников света. В некоторых вариантах осуществления могут производиться светоизлучающие диоды, в других вариантах могут изготавливаться полупроводниковые лазерные источники света. В других вариантах осуществления на этапе 1103 эти источники света могут быть изготовлены различными способами, прикреплены и подключены к изготовленному из кремния комплекту.
На этапе 1104 пиксельный комплект фотонных излучателей может быть прикреплен к пиксельной светомодулирующей системе. Параллельно может быть получена светомодулирующая система, предназначенная для выравнивания с пиксельной конструкцией на этапе сборки. Также может быть возможно изготовление ячейки непосредственно на комплекте фотонных излучателей путем продолжения обработки в стандартных условиях полупроводниковой обработки. Порядок шагов может различаться в некоторых вариантах, а если светомодулирующая система производится посредством полупроводниковой обработки, существует возможность, что она будет изготовлена до изготовления или присоединения источников света или до того, как будет изготовлен фотонный пиксельный комплект.
В некоторых вариантах осуществления полученный комплект с источником света также может быть подключен к системе линз на этапе 1105. Система линз может состоять из статических линз, активных линз или их комбинации. Для активных линз в некоторых вариантах осуществления могут использоваться малые выпукло-вогнутые линзы. В сложных конструкциях выпукло-вогнутых линз при использовании нескольких электродов линза может иметь возможность регулировать характеристики фокусировки, а также поступательное перемещение фокуса линзы.
На этапе 1106 описанная система элементов может быть электрически подключена к элементам подключения запитанной вставки носителя. В некоторых вариантах подключение может производится к уже сформированной вставке или на этапе 1107, в некоторых вариантах осуществления, часть вставки, которая была присоединена к системе формирования изображения, может быть присоединена к другой части вставки или другим частям вставки для формирования вставляемого устройства, которое включает в себя фотонную систему формирования изображения. Офтальмологическое устройство для ношения на глазу может формироваться на этапе 1108 при инкапсулировании сформированной вставки в офтальмологическую окантовку или когда вставка размещается на предварительно подготовленной окантовке или на другой линзе.