专利名称：电控聚焦眼科装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电控聚焦眼科装置，并且更具体地涉及一种用于治疗调节病症比如远视眼的自动聚焦眼科装置。这种眼科装置是例如眼镜、隐形眼镜或眼内植入物。
背景技术：
远视眼是眼睛显示出随着年龄增长聚焦于近处物体的能力逐渐降低的状况。人们眼睛调节能力稀松的另一情形是在白内障手术之后；在手术移除自然透镜之后，插入人工眼内透镜植入物，这是由透明聚合物制成的固定焦距透镜。矫正透镜和隐形眼镜已经很好地开发来矫正随同远视眼和其他眼睛调节病症一起出现的聚焦损失。最近，已经开发了调节性眼内透镜(IOL)的植入物。
自动聚焦透镜或自动聚焦植入物可带来自动调节，这对于远视眼或其他调节病症的治疗而言是非常重要的特点。自动调节是眼睛自动聚焦于所观察景象上，在视网膜上产生锐利图像而不管物体距离如何的能力。图I示出用于矫正远视眼的自动聚焦透镜观察系统的一般构造。患者戴上具有有源/活动透镜(active lenses) 10的眼镜1，所述有源透镜10根据测距仪11测量的患者所观察物体的距离而具有可变光学屈光矫正，所述测距仪例如固定于眼镜上。自动聚焦透镜(尤其是隐形眼镜和眼内植入物)的一个困难是给透镜提供控制信号，包括关于患者所观察物体的距离信息。自动聚焦透镜的另一个困难是提供允许透镜操作的适合小型电池或任何其他电源。由于隐形眼镜或眼内植入物上可用空间受限，自动聚焦透镜的可用能耗将限制于非常小的能耗，通常在数毫瓦量级。对于眼镜，眼镜的重量限制也对电池类型带来约束，这产生了实现自动聚焦透镜能耗不超过数毫瓦或甚至数十纳瓦的相同目标。一些现有技术出版物(参见例如 Syu Sato et al. Journal of Robotics andMechatronics Vol.13 No. 6, 2001, 581-586 and Toyomi Fujita et al. , Journal ofRobotics and Mechatronics Vol. 13 No. 6，575-579)描述了具有使用可变形透镜的自动聚焦透镜的观察系统，其中测距仪由测量眼睛会聚的小型光学装置制成。图IB示出了 ToyomiFujita等的所引用出版物中描述的自动聚焦眼镜I'。这种眼镜包括可变聚焦透镜15，其由焦距透镜驱动器17控制。注视距离检测器16实施于眼镜上以测量眼睛的会聚并计算患者所观察物体的相应距离。现有技术已知不同类型的可变形透镜。用于眼内植入物的液晶基适应性透镜已经例如在 Vdovin 等(Optics Express, voll n° 7 (2003) pp810_81)中描述。在 G. Li 等(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006 103 p6100)中，示出一对包括可变衍射透镜的眼镜。申请人:名下的欧洲专利申请No. EP1996968描述了一种基于电润湿的可变聚焦植入物，其图形复制于图2上。其中，与其他技术(比如举例来说液晶有源透镜(crystalliquid active lenses))相比,基于电润湿的有源液体透镜带来较高的矫正动力。例如,5至7屈光度的典型光学变化范围能用6_的瞳孔直径液体透镜实现。植入物2包括由透明柔性材料制成的膜囊2，例如透明聚合物，比如PMMA、聚碳酸酯、环氧树脂、聚酯、含氟聚合物、FEP> PTFA、聚烯烃(polyolefins)或聚环烯烃(polycycloolefins)。在膜囊内，捕获两种液体21、22，它们是透明的、不易混合的，具有大致相同的密度并且具有不同的折射系数。第一液体21是形成膜囊内液滴的非极性非导电性(或绝缘)液体。第二液体22是导电极性液体；其能是水基溶液。具有环形形状的覆盖有绝缘薄膜24的第一电极23用于电润湿致动。在如图2所示的布置中，绝缘薄膜24也起着膜囊窗口的作用。第二电极25与导电液体22直接接触。电润湿致动用来致动透镜。在有控制信号时，电压施加于电极23和25之间。所施加电压经由电润湿效应引起液滴21的接触角的变化。如图2所示，液滴的形状在电压变化时从形状A (扁平液滴)改变至形状B (弯曲液滴)。由于两种液体的折射系数不同，装置就形成其屈光变化范围能从数个屈光度至数十个屈光度的可变力透镜(variable powerlens)。已经显示，接触角随电压的变化理论上与所施加电压的平方成比例(参见例如B. Berge, “Electrocapillarity and wetting of insulator films by water，，Comptes rendus de I' Academie des sciences—Serie deux, Mecanique, physique, chimie, sciences deI' univers, sciences de la terre-ISSN 0764-4450-1993，vol. 317，no2, pp. 157-163)。接触角e能用公式表达为电压v的函数
权利要求
1.一种用于控制由用户戴上的电控聚焦眼科装置(60)的方法，所述装置包括至少一个有源透镜，所述有源透镜包括在施加电压情况下能通过电润湿而移动的液体/液体界面，所述方法包括 一将直流电压施加至所述有源透镜，电压的幅值是眼科装置的期望焦距的函数； 一检测用户的微跳视和/或眼睑闭合事件； 一在所述微跳视和/或眼睑闭合事件期间反向直流电压的极性。
2.根据权利要求I的方法，还包括 一测量自电压的最近一次极性反向以来过去的时间(t)； 一仅在所述过去的时间大于给定第一值(tmin)时反向直流电压的极性。
3.根据权利要求2的方法，其中所述第一值Uniin)处于大约100毫秒和10秒之间，优选地在I秒和5秒之间。
4.根据权利要求2或3的方法，还包括 一当所述过去的时间(t)大于所述第一值(tmin)并且小于给定第二值(t_)时，在下次检测到用户的微跳视或眼睑闭合事件期间，反向直流电压的极性； 一一旦所述过去的时间大于所述第二值(t_)，反向直流电压的极性。
5.根据权利要求4的方法，其中所述第二值(t_)处于大约10秒和2分钟之间。
6.根据前述任一项权利要求的方法，还包括测量用户所观察物体的距离以确定期望焦距。
7.一种将由用户戴上的电控聚焦眼科装置(43，60)，包括 -至少一个有源液体透镜，包括在施加电压情况下能通过电润湿而移动的液体/液体界面； -用于将直流电压施加至所述有源液体透镜的驱动器，将施加的电压的幅值是期望焦距的函数； -用于检测用户的眼睑闭合事件和/或微跳视的传感器(41)； 一用于同步所述传感器和驱动器的控制器，以使得在用户的微跳视和/或眼睑闭合事件期间驱动器能反向直流电压的极性。
8.根据权利要求7的眼科装置，还包括用于测量用户所观察物体的距离的装置，期望焦距是测量距离的函数。
9.根据权利要求7或8的眼科装置，其中控制器还适于测量自最近一次极性反向以来过去的时间。
10.根据权利要求7至9中任一项的眼科装置，其中有源透镜包括 一腔(61)，其包含形成所述液体/液体界面(65)的两种不易混合的透明液体(61，62)，第一导电液体(63)和第二非导电液体(62), 一由绝缘膜(68)覆盖的第一电极(66)以及与所述导电液体接触的第二电极(68)，直流电压施加至所述电极。
11.根据权利要求7至10中任一项的眼科装置，其中电润湿效应的时间常数(T)大于I秒。
12.根据权利要求7至11中任一项的眼科装置，所述装置是眼内植入物或隐形眼镜。
13.根据权利要求7至11中任一项的眼科装置，所述装置是一对眼镜，其包括两个有源液体透镜和用 于每个有源液体透镜的驱动器，所述控制器还确保所述传感器和驱动器之间的同步。
全文摘要
根据第一个方面，本发明涉及一种将由用户戴上的电控聚焦眼科装置(43)，其包括至少一个有源液体透镜，其包括在施加电压情况下可通过电润湿而移动的液体/液体界面；用于将直流电压施加至所述有源液体透镜的驱动器，将施加的电压的幅值是期望焦距的函数；用于检测用户的眼睑闭合事件和/或微跳视的传感器(41)；用于同步所述传感器和驱动器的控制器，以使得在用户的微跳视和/或眼睑闭合事件期间驱动器能反向直流电压的极性。
文档编号G02B3/14GK102804032SQ201080063078
公开日2012年11月28日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月4日
发明者B·贝格 申请人:派诺特公司