專利名稱：電激活眼內(nèi)透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及眼內(nèi)透鏡(IOL)的領(lǐng)域。具體地說，本發(fā)明涉及眼內(nèi)透鏡，其中電激活元件提供IOL屈光能力或棱鏡能力的至少一部分，或著色的至少一部分。
背景技術(shù)：
眼內(nèi)透鏡(IOL) —般是永久性的塑料透鏡，用外科手術(shù)植入眼球內(nèi)，以代替或補充眼的天然晶狀體。它們自從上個世紀(jì)60年代后期便已經(jīng)在美國使用，以便恢復(fù)白內(nèi)障患者的視覺，而最近正在用于幾種類型的屈光眼外科手術(shù)。天然晶狀體是復(fù)雜的眼光學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵性部件。晶狀體提供健康眼睛屈光能力總共60屈光度中的約17屈光度。另外，受在圓周上包圍晶狀體的肌肉睫狀體的作用而變形時，健康的晶狀體提供可調(diào)的聚焦。隨著眼睛的老化，晶狀體的柔韌性下降，這個可調(diào)的聚焦減弱。因而，這個關(guān)鍵性的晶狀體隨著年齡幾乎總是要損失柔韌性的，而且往往由于白內(nèi)障或其它疾病而隨著年齡損失透明度。用于白內(nèi)障外科手術(shù)的大部分眼內(nèi)透鏡可折疊，并通過用于摘除天然晶狀體的同一個微小開口插入。一旦進(jìn)入眼里，透鏡便可展開到它的實際大小。眼里的開口是如此細(xì)小以致不用縫線它本身便會迅速愈合。眼內(nèi)透鏡可以用不會觸發(fā)人體排異反應(yīng)的惰性材料制成。在大部分情況下，IOL是永久性的。它們很少需要更換，除非在外科手術(shù)之前眼測量沒有準(zhǔn)確確定IOL所要求的聚焦能力的情況下。另外，外科手術(shù)本身會改變眼的光學(xué)特性。在大部分情況下，在白內(nèi)障外科手術(shù)過程中植入的眼內(nèi)透鏡是單焦點透鏡，而IOL的光學(xué)能力選定成使眼的能力是針對遠(yuǎn)視覺設(shè)置的。因此，在大部分情況下，患者在外科手術(shù)之后將仍需要讀數(shù)放大鏡。植入的眼內(nèi)透鏡可以是靜態(tài)多焦點透鏡，試圖通過在一定距離上提供清晰的視覺和用于近距離范圍，對于老花眼患者的合理的焦點，起更類似于眼的天然透鏡的作用。不是所有的患者都是多焦點透鏡的良好候選人；但是，那些可以使用透鏡的人對于該結(jié)果在某些程度上感到高興。最近，已經(jīng)引入了適應(yīng)性的10L。這些適應(yīng)性的IOL作為肌肉睫狀體對來自大腦的適應(yīng)性刺激而作出的反應(yīng)，實際上通過運動(在眼眶內(nèi)在物理上的變形和/或平移)改變焦點，類似于天然晶狀體聚焦的方法。盡管這些提供了有希望的適應(yīng)性的10L，但是仍不完美。盡管取得了這些有限的成功，但與健康的天然晶狀體對比時，多焦點IOL和目前的適應(yīng)性IOL在性能上仍舊顯著下降。另一種在矯正老花 眼上很有希望的目鏡是小直徑角膜鑲嵌(SDCI)。小直徑角膜鑲嵌(SDCI)是一種處方透鏡，它插入角膜組織中，以便建立一個類似于雙焦點隱形眼鏡效應(yīng)。角膜鑲嵌(SDCI)仍處于它們的開發(fā)早期，要了解它們的作用會有多好，和它們還會變得多么有效，為時尚早。盡管所有這些新興的外科操作具有它們的優(yōu)點，但與年輕健康的天然晶狀體對比時，它們?nèi)荚谙喈?dāng)大程度上降低了性能。本發(fā)明通過提供一種其行為類似于天然晶狀體的眼內(nèi)透鏡，克服這些缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個示例性方面提供一種眼內(nèi)透鏡系統(tǒng)，其包括:電激活透鏡，包括多個獨立可控的區(qū)域或像素；和控制器，能夠被遠(yuǎn)程地編程。結(jié)合以下附圖，從下面的描述，本發(fā)明的其它方面將變得明顯，盡管在不脫離本發(fā)明所公開的新穎概念的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行改變和修改。


連同附圖一起閱讀以下詳細(xì)說明，可以更充分理解本發(fā)明，其中類似的引用號標(biāo)示類似的元件。圖1顯示人眼主要的解剖學(xué)部件。圖2A顯示帶有電激活透鏡和作為電源的壓電材料的眼內(nèi)透鏡實施例的正視圖。圖2B顯示帶有電激活透鏡和作為電源的壓電材料的眼內(nèi)透鏡實施例的側(cè)視圖。圖3A顯示帶有衍射電激活透鏡和可再充電的電池組環(huán)的眼內(nèi)透鏡實施例的正視圖。圖3B顯示帶有衍射電激活透鏡和可再充電的電池組環(huán)的眼內(nèi)透鏡實施例的側(cè)視圖。圖4A顯示帶有像素化電激活透鏡和可再充電的電池組環(huán)的眼內(nèi)透鏡實施例的正視圖。圖4B顯示帶有像素化電激活透鏡和可再充電的電池組環(huán)的眼內(nèi)透鏡實施例的側(cè)視圖。圖5顯示帶有枕墊內(nèi)感應(yīng)充電元件的外部電源實施例。圖6顯示帶有電激活透鏡和具有無線編程單元用的天線的控制芯片的眼內(nèi)透鏡實施例。圖7A是健康視網(wǎng)膜的圖像，示出視網(wǎng)膜上斑點和小凹的位置。

圖7B舉例說明由于"濕"斑點退化而已經(jīng)損壞的斑點區(qū)域。圖7C舉例說明由于"干"斑點退化而已經(jīng)損壞的斑點區(qū)域。圖8舉例說明糖尿病視網(wǎng)膜病的各種不同表現(xiàn)；圖9舉例說明帶有線性電極以便產(chǎn)生視網(wǎng)膜上圖像的垂直和水平位移任何組合的兩個棱柱透鏡的堆疊。圖10示出與非電激活適應(yīng)性IOL進(jìn)行光學(xué)通信的電激活10L。
具體實施例方式
在下文中，將描述本發(fā)明不同的實施例。正如在這里使用的，任何單數(shù)的術(shù)語可用復(fù)數(shù)解釋，或者任何復(fù)數(shù)的術(shù)語可可用單數(shù)解釋。電激活材料包括可以通過電學(xué)控制改變的光學(xué)特性。例如，可以控制光的透射來產(chǎn)生著色或太陽鏡效應(yīng)。另外，可在電學(xué)上控制折射指數(shù)來產(chǎn)生聚焦和/或棱鏡效應(yīng)。一類電激活材料是液晶。液晶包括處于結(jié)晶固體和非晶液體之間的中間的聚集狀態(tài)?？梢栽陔妼W(xué)上、熱學(xué)上或化學(xué)上控制液晶的特性。許多液晶是由棒狀分子組成的，并廣義地分類為:向列型、膽甾型和近晶型。有幾個電激活材料特性在IOL中有用。第一，可以通過薄層(而不是通過常規(guī)透鏡的曲率，這可要求厚的透鏡)產(chǎn)生光學(xué)特性。這些薄層可以放入常規(guī)透鏡可能難以放入的位置，例如眼的前房內(nèi)(在虹膜和晶狀體之間)。另外，有可能堆疊電激活層(在光學(xué)上串聯(lián)放置)，方式為以可放入眼的前房或后房的薄結(jié)構(gòu)，獲得對所建立的，總光學(xué)能力相加效應(yīng)，包括棱鏡，常規(guī)的屈光異常或較高階像差校正。第二，可以主動地控制光學(xué)特性。例如，電激活透鏡可以設(shè)計成在光線明亮的條件下變得較暗(著色更深，并較少透射光線)。這種著色可以通過測量亮度例如利用光電二極管或太陽能電池自動產(chǎn)生?；蛘撸梢杂捎脩魶Q策進(jìn)行遠(yuǎn)程地控制。
類似地，可以在電學(xué)上控制電激活透鏡的焦點。該焦點可以利用例如測距儀、傾斜計或基于兩眼方向的三角測量、眼肌作用在透鏡上的力自動進(jìn)行控制。或者，焦點可以由用戶決策進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。第三，電學(xué)控制創(chuàng)造了校正復(fù)雜的和高階視覺缺陷的可能性。常規(guī)的眼內(nèi)透鏡針對各種不同的制造原因限于對付某些視覺缺陷。但是，帶有大量可單獨尋址的受控小元件(例如一個非常小像素的陣列)的電激活透鏡可以對付非常復(fù)雜的和高階視覺缺陷。另外，可以任意配置，諸如一系列同心圓、或一系列大致同心的橢圓、或無論什么定制的配置，建立可單獨尋址的元件來簡化控制，有效地校正視覺缺陷。一個小像素的陣列的設(shè)計、制造和控制與液晶顯示器(IXD)的制造具有相似性。校正復(fù)雜的視覺缺陷，諸如眼的較高階像差，創(chuàng)造了"超人"視敏度的可能性，其中視力不受透鏡的限制(生物的或矯正的)，而是受視網(wǎng)膜內(nèi)感光細(xì)胞固有的解剖學(xué)和物理學(xué)的限制。甚至在考慮額外的放大倍數(shù)以前，20/10視力或更好的是可能的。另外，電激活透鏡有可能起望遠(yuǎn)鏡或顯微鏡的作用。第四，電學(xué)控制創(chuàng)造了根據(jù)需要改變電激活I(lǐng)OL光學(xué)特性的可能性。例如，用外科手術(shù)植入IOL之后，可以確定要求的光學(xué)特性，以便補償在外科手術(shù)過程中出現(xiàn)的任何變化，或補償外科手術(shù)后屈光異常計算或估計中的誤差。類似地，IOL的光學(xué)特性可以隨時間而變，以補償用戶眼的變化。例如，若用戶具有退化疾病，影響一部分視網(wǎng)膜，則有可能遠(yuǎn)程地使植入的 電激活I(lǐng)OL建立棱鏡能力，或甚至改變它的棱鏡能力，以便將圖像移位到視網(wǎng)膜的未受損的部分。僅舉例來說，可以每個月(或根據(jù)需要)使圖像移位到視網(wǎng)膜其余的未受損的、受體細(xì)胞濃度最高的部分。這個改變可以在外科手術(shù)后和遠(yuǎn)程地(意味著無需額外的外科手術(shù))完成。第五，電學(xué)控制為用戶創(chuàng)造了自動或本能地控制焦點的可能性。例如，可以通過壓電元件(作為應(yīng)變計)測量肌肉睫狀體的收縮，然后可以用這些收縮作為控制輸入，以便在電學(xué)上調(diào)節(jié)IOL的焦點，類似于睫狀體通過物理變形使天然晶狀體聚焦的方式。另外，在理論上，焦點可以用直接來自大腦的電信號控制。目前的人工肢體的開發(fā)使用這一技術(shù)。第六，電學(xué)控制創(chuàng)造了使視野移位的可能性，并因而補償妨礙眼球運動的疾病?？梢越孬@、翻譯送往患病肌肉的神經(jīng)信號(那樣能使眼睛不再運動)，并在電學(xué)上用來使視野移位。第七，有許多種類型的電激活元件配置。這些配置包括:像素化(一般是二維陣列像素，類似于計算機上的液晶監(jiān)視器)、旋轉(zhuǎn)對稱像素化(例如一組同心圓)和衍射。電激活可單獨尋址的像素化衍射透鏡可以使用同心環(huán)形電極，以便產(chǎn)生衍射透鏡能力，其中改變折射指數(shù)，而不必在物理上將衍射元件機械加工、模壓或蝕刻到透鏡的表面。 電激活元件可與常規(guī)的透鏡結(jié)合使用，其中常規(guī)的透鏡可以提供基本的屈光能力。電激活元件可與具有機械加工的、模壓的或蝕刻的表面或幾何形狀的衍射透鏡結(jié)合使用。電激活元件可與第二電激活元件結(jié)合使用，其中每個都可以完成不同的功能。例如，第一電激活元件可提供焦點，而第二可提供著色，或可以用作在電學(xué)上控制的孔徑，或第二可以使圖像棱柱移位到患病眼睛視網(wǎng)膜健康區(qū)域。第八，如上面討論的，有可能在電學(xué)上代替天然眼的許多光學(xué)功能:著色可以代替或增大虹膜收縮的光減少效應(yīng)，聚焦可以代替晶狀體的天然變形，聚焦和棱柱移位可以代替眼球的運動等等。在其中，本發(fā)明解決:定位10L、儲能、能量再充、發(fā)電、控制、使視線轉(zhuǎn)向視網(wǎng)膜的目標(biāo)區(qū)域、改變眼的屈光能力、增大或代替晶狀體的適應(yīng)性能力、電激活I(lǐng)OL外科手術(shù)后的遠(yuǎn)程調(diào)整。調(diào)整包括改變IOL的能力，和/或改變IOL視網(wǎng)膜上的焦點位置。圖1顯示人眼的主要解剖學(xué)部件。主要解剖學(xué)部件是:結(jié)膜110、睫狀體112、虹膜114、房水116、瞳孔118、前房120、晶狀體122、角膜124、眼外肌126、鞏膜128、脈絡(luò)膜130、黃斑132、視神經(jīng)134、視網(wǎng)膜136和玻璃體138。盡管描述了人眼，但是本發(fā)明還可以應(yīng)用于非人類的眼，諸如馬眼或狗眼。作為背景，將詳細(xì)描述眼的光學(xué)部件。進(jìn)入眼的光首先進(jìn)入角膜124。角膜124是透明的，并提供眼的總屈光能力大約60屈光度中的大約40屈光度。然后光穿過瞳孔118。瞳孔118是一個孔徑，而且直徑可以從Imm變化到至少8mm。這給出超過f20_f2.5的孔徑范圍和允許進(jìn)入眼睛的光量的比率32: I。虹膜114用作可調(diào)的光闌，建立瞳孔118。然后光穿過晶狀體122。晶狀體122是一個透明的、包封的、雙凸體，它在圓周上附在睫狀體112上。晶狀體122貢獻(xiàn)放松的眼睛的總屈光能力的大約17屈光度。晶狀體122的屈光能力可以通過睫狀體112內(nèi)睫狀肌的收縮改變，它使晶狀體122變形，并改變它的屈光能力。然后光穿過玻璃體138，最后接觸視網(wǎng)膜136。視網(wǎng)膜136是眼球的感覺神經(jīng)層，并可以看作是大腦的一個旁支，并通過視神經(jīng)134連接到大腦。在視網(wǎng)膜136的中心附近，黃斑132包含一個視覺靈敏度最高的中央?yún)^(qū)域，稱為正中凹或小凹(見圖7)，直徑大約0.4mm，這里視覺分辨率最高。小凹的直 徑小是光軸必須以高準(zhǔn)確度定向才能達(dá)到良好視力的原因之一。因而，人眼具有可調(diào)的光闌(虹膜114)和可調(diào)的屈光能力(由于睫狀體112使晶狀體124變形)。IOL可以放入以下3個位置中的一個:角膜124和虹膜114之間的前房120內(nèi)；或虹膜114和晶狀體122之間的后房(未示出)內(nèi)；或代替晶狀體122。一般說來，若晶狀體患病或損壞，則可用IOL代替晶狀體。這種IOL代替晶狀體可以是適應(yīng)性的或非適應(yīng)性的。代替晶狀體允許IOL方便地定位在以前保存天然晶狀體的清晰袋狀囊內(nèi)，還允許通過與在圓周上包圍清晰袋狀囊的肌肉睫狀體的相互作用來保持某些可變聚焦能力的可能性。在其它情況下，IOL放在囊外(而沒有袋狀囊)。但若晶狀體仍有功能，則最好可保留晶狀體使之不受干擾，并將電激活I(lǐng)OL放入眼的后房或前房120，或放入類似于上面討論的小直徑角膜鑲嵌(SDCI)的角膜組織內(nèi)。在這些實施例中，電激活I(lǐng)OL例如可以提供光學(xué)能力來校正常規(guī)的屈光異常、校正非常規(guī)的屈光異常、建立棱柱圖像移位效應(yīng)，將焦點位置移到視網(wǎng)膜比較健康的區(qū)域、并加上色調(diào)，與代替不然是健康的晶狀體的光學(xué)能力相反。常規(guī)的屈光異常定義為以下的一個或多個:近視、遠(yuǎn)視、老花眼和正常的散光。非常規(guī)的(或較高階)屈光異常定義為不是常規(guī)的屈光異常的所有其它的屈光異?；蛳癫睢Ｔ谠S多情況下，電激活I(lǐng)OL可以在白內(nèi)障外科手術(shù)過程中當(dāng)現(xiàn)有晶狀體有缺陷時使用。在這種情況下，電激活I(lǐng)OL將實際上代替被摘除的有缺陷的現(xiàn)有晶狀體，并可提供一個范圍的電激活光學(xué)校正，包括常規(guī)的和/或非常規(guī)的屈光異常，以及提供屈光能力來彌補因摘除晶狀體造成的損失的光學(xué)能力。另外，電激活I(lǐng)OL可以在沒有任何運動、平移或表面幾何形狀改變的情況下提供適應(yīng)能力。這是通過定位編程改變電激活I(lǐng)OL的屈光指數(shù)來完成的。最普通和先進(jìn)的白內(nèi)障外科手術(shù)技術(shù)是晶狀體乳化法或"phac0."。外科醫(yī)生首先在角膜的邊緣切一個小切口，然后在包圍白內(nèi)障損壞的晶狀體的隔膜上建立一個開口。這個薄隔膜稱為囊。接著，通過開口將一個小超聲探頭插入角膜和囊。探頭的振動尖端將混濁的晶狀體搗碎或"乳化"為微小的碎片，通過探頭尖端上的附件抽吸出囊。在完全摘除晶狀體之后，收回探頭，只留下清晰(現(xiàn)在是空的)袋狀囊，它可以起支撐眼內(nèi)透鏡(IOL)的作用。晶狀體乳化 法允許白內(nèi)障外科手術(shù)通過角膜內(nèi)一個非常小的切口完成。很少需要縫線來使這個微小入口閉合，這意味著與其它外科技術(shù)相比較少不舒服，而且較快恢復(fù)視力。小切口一般不改變角膜的曲率(不像舊的外科技術(shù)所要求的較大切口)。小切口對于更迅速康復(fù)視力有益，并可能較少依賴眼鏡獲得好的遠(yuǎn)距離視力。摘除白內(nèi)障損壞的晶狀體之后，可以植入人工眼內(nèi)透鏡(IOL)。IOL可以從軟的丙烯酸或固態(tài)醫(yī)療等級的硅酮產(chǎn)生。IOL可以折疊，以使它們可以使用手術(shù)開始時插入晶狀體乳化探頭所通過的同一切口用小注射器植入。植入IOL時，可以讓它展開，并通過留下的清晰囊將它本身錨固在眼瞳孔后面。要植入的IOL可以根據(jù)外科手術(shù)前所做的能力計算選定。在本發(fā)明的情況下，電激活I(lǐng)OL也可以根據(jù)所要求的電激活校正范圍、正在治療的任何其它眼科疾病的類型和患者的任何特殊需要選定。在大部分情況下，電激活兀件一般會貢獻(xiàn)+2.5屈光度、+2.75屈光度、+3.0屈光度或+3.25屈光度的光學(xué)能力?；就哥R部分(與電激活元件處于光學(xué)通信中)會貢獻(xiàn)晶狀體一般提供的大約17屈光度的大部分，若不是全部的話，會在外科手術(shù)之前測量和選定。但是，不像常規(guī)的10L，電激活I(lǐng)OL允許遠(yuǎn)程地調(diào)整它的光學(xué)能力(例如，在外科手術(shù)之前所做的計算在外科手術(shù)之后不是最佳的情況下)。圖2A和2B舉例說明按照本發(fā)明一個實施例的IOL組件200。圖2A顯示IOL組件的正視圖，它包括電激活透鏡元件218，由布置在電激活透鏡元件218的圓周周圍的薄環(huán)形電荷存儲電容器216供電。電荷存儲電容器216用壓電薄膜212充電。作為睫狀體(未示出)施加的機械力的結(jié)果，壓電薄膜212產(chǎn)生該電荷。壓電薄膜212用睫狀體附件接頭210附在睫狀體上。在眼睛試圖從近到遠(yuǎn)和從遠(yuǎn)到近聚焦時，睫狀體膨脹和收縮。睫狀體運動可以產(chǎn)生壓電薄膜212的拉伸和/或壓縮而產(chǎn)生電力。電力可以通過充電導(dǎo)線220傳輸，并用來給電荷存儲電容器216 (或可再充電的電池組)充電。電荷存儲電容器216可以向電激活透鏡元件218和任何有關(guān)的控制電路(未示出)供電。一般電激活透鏡元件218要求大約
1.0到5.0伏，優(yōu)選范圍為1.5到2.5伏。這些相對較低的電壓減少了涉及電學(xué)裝置外科放置的風(fēng)險。拉伸或壓縮下的壓電薄膜212的電學(xué)特性可以用作計器，以確定所要求的視距，并可以用來使電激活透鏡聚焦。因而，用戶有可能利用肌肉睫狀體本能地和自動地控制電激活10L200的焦點。肌肉睫狀體的收縮以前通過在物理上使之變形，使受檢者的晶狀體聚焦。利用電激活10L200，肌肉睫狀體的本能的和自動收縮將改變壓電薄膜212的電學(xué)特性，而這些電學(xué)變化可以由設(shè)置在例如芯片(未示出)上的處理器監(jiān)控，并用來在電學(xué)上可變地使電激活10L200聚焦。作為另一方案，壓電薄膜212可以僅僅用作聚焦的計器，在這種情況下，電激活10L200將設(shè)有不同的電源。在某些實施例中，壓電薄膜可通過多個(兩個以上)附件接頭附在睫狀體的圓周上，以便利用周圍睫狀體的天然的圓周收縮和膨脹。可以用一個或多個透鏡錨凹214將電激活透鏡穩(wěn)定在所要求的位置上。例如，透鏡錨凹214可以用來使以前包含天然晶狀體(建立囊內(nèi)10L)的囊或"袋"或隔膜內(nèi)的電激活透鏡居中。或者，透鏡錨凹214可直接附在睫狀肌上，因而處于囊的外面(建立囊外10L)?？梢允褂枚鄠€透鏡錨凹214。例如，可以使用3或4個透鏡錨凹214。透鏡錨凹214可以有不同的形狀，針對特定的應(yīng)用定制。一個任選的基本透鏡252可以利用常規(guī)的透鏡配置提供基本屈光能力，并且當(dāng)無需適應(yīng)時，可等效于晶狀體的屈光能力?；就哥R252也可以用作包封電激活元件的構(gòu)件，將其包封入一個由類似于目前用來制造IOL的那些材料，僅舉例來說，軟丙烯酸或醫(yī)療等級的固態(tài)硅酮等生物相容的材料構(gòu)成的氣密密封的封套內(nèi)。圖2B顯示眼內(nèi)透鏡實施例的側(cè)視圖，帶有電激活透鏡和作為電源的壓電材料。具體地說，圖2B舉例說明任選的基本透鏡252，它可以包圍電激活透鏡元件218并可提供固定的或基本的屈光能力。在一個具體實施例中，固定的或基本的屈光能力可以適配成當(dāng)電激活元件不激活時，使眼睛聚焦在近距離。在另一個實施例中，固定的或基本的透鏡可以適配成當(dāng)電激活元件不激活時，使眼睛聚焦在遠(yuǎn)距離。任選的基本透鏡252可以有多個焦點，和/或可以被著色。其它電源可以包括:太陽能電池、感應(yīng)充電、導(dǎo)體充電、激光器、熱電和利用機械能發(fā)電。電容器216 (或任選地電池組)可以用一對特殊的眼鏡重新進(jìn)行感應(yīng)充電，該對眼鏡也可以在電池組再充電的同時遠(yuǎn)程 地關(guān)斷電激活透鏡。特殊的眼鏡也可以配置成在電池組正在進(jìn)行再充電的同時，提供視力校正。在某些實施例中，電激活10L200中的電容器216可以用一個特殊的枕墊充電，該枕墊具有其中流過電流的非常輕型的導(dǎo)線。因而，枕墊可以在晚上患者睡眠的同時給電激活10L200內(nèi)的電池組充電。在圖5中舉例說明這種類型的示例性布置，并將在下面更詳細(xì)地討論。用一個功率調(diào)節(jié)電路來降低電壓，并將電流限制到安全水平，用以進(jìn)行小功率充電，并為更有效地充電而調(diào)節(jié)頻率?；蛘撸娂せ領(lǐng)OL可以沒有電容器216或電池組，但是可以通過定位在外部的電池組傳導(dǎo)地連續(xù)供電，或者可以由定位在外部的感應(yīng)耦合的電源、或太陽能電池、或耦合到適當(dāng)調(diào)整的激光器的太陽能電池、或通過將人體的熱(一般98° F)卸入相對較冷的周圍空氣(一般70° F)而發(fā)電的熱電電源，感應(yīng)地連續(xù)供電。圖3A和3B顯示眼內(nèi)透鏡系統(tǒng)300，具有衍射電激活透鏡元件326和可再充電電池組環(huán)324。圖3A提供衍射電激活透鏡元件326的正視圖，所述衍射透鏡元件可以用同心圓形電極電學(xué)衍射，或者用電激活的蝕刻表面機械衍射，由電源連接端322連接到可再充電電池組環(huán)324，通過指數(shù)匹配和不匹配進(jìn)行控制。透鏡錨凹314可用來將衍射電激活透鏡元件326穩(wěn)定和定位在所要求的位置和方向。可再充電電池組環(huán)324可以用類似于圖2A和2B的眼內(nèi)透鏡系統(tǒng)200的電容器供電。另外，可再充電電池組324可以不同地成形，并定位在透鏡錨凹314內(nèi)或其附近，并因而從這些光學(xué)元件移開。圖3B顯示眼內(nèi)透鏡300的側(cè)視圖。具體地說，圖3B舉例說明任選的基本透鏡352，它類似于圖2A和2B眼內(nèi)透鏡系統(tǒng)200的基本透鏡252。該基本透鏡352可具有基本的或固定的光學(xué)能力，或者可以沒有光學(xué)能力，而僅僅用作保護囊或基底。圖4A和4B顯示眼內(nèi)透鏡系統(tǒng)400，它具有像素化的電激活透鏡元件430和可再充電電池組環(huán)424。圖4A顯示像素化的電激活透鏡元件430的正視圖，它通過電源連接端422連接到可再充電電池組環(huán)424。透鏡錨凹414可以用來將衍射電激活透鏡元件430穩(wěn)定和定位在所要求的位置和方向?？稍俪潆婋姵亟M環(huán)424可以與圖2電容器216 —樣的方式供電。圖4B顯示眼內(nèi)透鏡400的側(cè)視圖，顯示類似于以前實施例的基本透鏡的基本透鏡452。圖5顯示按照本發(fā)明一些實施例的IOL內(nèi)部電源充電用的外部電源500。在電源500中，功率調(diào)節(jié)器532電連接到墻上插座530。功率調(diào)節(jié)器532連接到枕墊536內(nèi)的輕型導(dǎo)線感應(yīng)線圈534，用以對可再充電的電激活I(lǐng)OL的電容器或電池組進(jìn)行感應(yīng)充電。功率調(diào)節(jié)器532可以配置成降低電壓并將電流限制到安全水平，以進(jìn)行小功率充電，并為更有效地充電而調(diào)節(jié)頻率。電源500可以配置成當(dāng)受檢者將他的頭靠在枕墊536上或其附近時，可以向電激活I(lǐng)OL充電。應(yīng)明白，感應(yīng)線圈534可以備選地放入受檢者的被褥或頭靠、靠背內(nèi)或受檢者頭部緊靠足夠長時段的其它位置上。圖6顯示眼內(nèi)透鏡組件600，帶有電激活透鏡元件618、控制芯片640和與無線編程單元660配合使用的天線622。無線編程單元660配置成通過無線電波與控制芯片640通信。無線電波被與控制芯片640通信的微型天線642拾取?？刂菩酒?40可以通過使用這些無線電波遠(yuǎn)程地調(diào)整。這樣的調(diào)整可以包括設(shè)置或調(diào)節(jié)電激活透鏡元件618的光學(xué)特性。控制芯片640控制電激活透鏡元件618，并可與無線編程單元660進(jìn)行雙向通信。例如，控制芯片640可以配置成警告無線編程單元660，電池組624電壓低?；蛘?，與控制芯片640的編程通信可以通過激光器(光波)代替通過無線電波進(jìn)行。電激活透鏡元件618可以通過電源連接端622連接到可再充電電池組環(huán)624或電容器(未示出)，并可以通過 感應(yīng)線圈或通過壓電元件像在以前描述的實施例那樣充電。在某些實施例中，電激活I(lǐng)OL所提供的校正可以根據(jù)患者需要和所要求的結(jié)果改變。在某些實施例中，電激活元件只可以提供老花眼校正。在某些實施例中，電激活I(lǐng)OL可以對常規(guī)的校正提供遠(yuǎn)程微調(diào)。在某些實施例中，電激活I(lǐng)OL可以提供較高階(非常規(guī)的)像差校正，僅舉例來說，彗形象差、球面像差、三葉形像差以及其它較高階像差。在某些實施例中，電激活元件也可以電子方式通過建立圖像的棱柱移位來調(diào)整圖像在視網(wǎng)膜上的位置。當(dāng)校正較高階像差或校正圖像定位在視網(wǎng)膜上的棱柱移位時，電激活I(lǐng)OL可以利用多個像素。圖像的棱柱移位對具有例如視網(wǎng)膜斑點退化(其可包括由于疾病或黃斑的特定退化而引起的顏色變化)、斑點孔、視網(wǎng)膜脫落和導(dǎo)致盲點或視覺徑路特定部位視力損失(諸如在視力范圍內(nèi)盲點或暗點和模糊視力)的神經(jīng)異常的狀況的患者是非常有用的。應(yīng)指出，在上面每一個使用實施例中，本發(fā)明的電激活I(lǐng)OL可以在外科手術(shù)后進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)整，以便實現(xiàn)所要求的優(yōu)化效應(yīng)。圖7舉例說明帶有健康小凹720和健康斑點710的健康視網(wǎng)膜的圖像。圖7B舉例說明斑點730由"濕"斑點退化已經(jīng)損壞的區(qū)域，該退化一般是由從視網(wǎng)膜后面穿越視網(wǎng)膜的隔膜的出血引起的。圖7C舉例說明斑點740由"干"斑點退化已經(jīng)損壞的區(qū)域，該退化是由斑點區(qū)域內(nèi)視網(wǎng)膜上脈絡(luò)膜小疣的出現(xiàn)引起的。對于患有斑點退化的人們，將圖像移到視網(wǎng)膜上的另一個位置即可改善視力。在斑點或視網(wǎng)膜患病或損壞的情況下，圖像位置改變0.25毫米到3.00毫米可以使人的視力獲得重大改進(jìn)。優(yōu)選的范圍是0.50毫米到2.00毫米。圖8舉例說明糖尿病視網(wǎng)膜病對眼的影響。再者，通過用棱柱IOL在視網(wǎng)膜上重定向圖像，可減輕這種疾病的一些視覺清晰度影響。圖9示意地舉例說明一個實施例，其中帶有線性電極的電激活透鏡可以堆疊，以便產(chǎn)生圖像在視網(wǎng)膜上垂直和水平位移的任何結(jié)合。第一透鏡910具有水平電極，用來產(chǎn)生垂直棱鏡能力。第二透鏡920具有垂直電極，用來產(chǎn)生水平棱鏡能力。組合透鏡930將能夠產(chǎn)生垂直和水平圖像位移的結(jié)合。通過改變每個電極上的電壓并調(diào)用一種稱為相位纏繞的技術(shù)，用這樣的透鏡可以產(chǎn)生各種各樣棱鏡能力。另外，可以堆疊多個透鏡以產(chǎn)生值較大的棱鏡能力。所需的棱鏡能力量和所得到的圖像移位量將隨著疾病的程度而變。圖像運動的優(yōu)選范圍在0.1mm和3.0mm之間，優(yōu)選范圍為0.5mm到2.0mm。圖10舉例說明與非電激活適應(yīng)性IOL進(jìn)行光通信的電激活10L。元件1010是一個與非電激活適應(yīng)性IOL元件1020進(jìn)行光通信的電激活透鏡。請注意，元件1010和1020在光學(xué)上串聯(lián)，但是它們在物理上彼此不接觸。盡管對電激活透鏡供電已經(jīng)做了許多考慮，但是某些電激活材料在不存在所加電力的情況下維持其光學(xué)能力(諸如僅舉例來說，雙穩(wěn)態(tài)液晶)。利用這些類型的電激活材料、棱鏡能力、相加或相減的能力，即加上或減去IOL的基本光學(xué)能力，和/或較高階校正，可以在向裝置供電時設(shè)置，并然后在去除電源之后仍保留設(shè)置。這可以否定在IOL中電源再充電的必要性。若患者的視力改變，并要求新的校正，則他可以回去找眼科治療專業(yè)人員，并將IOL調(diào)到棱鏡和/或較高階校正的新結(jié)合。這些改變可以在外部遠(yuǎn)程地供電。例如，外部電力可以是類似于今天RFID標(biāo)簽工作方式的RF能量，其中讀出裝置通過感應(yīng)向RFID標(biāo)簽供電，使得RFID可以將其信息發(fā)射到RFID閱讀器。

用與RFID標(biāo)簽相同的方式，改變IOL能力的調(diào)整儀器可以向電激活I(lǐng)OL上的控制器供電，使得控制器可以改變IOL電極上的電壓，因而設(shè)置確定電激活I(lǐng)OL光學(xué)特性的局部屈光指數(shù)?；蛘?，也可通過照射明亮光線或?qū)ρ劬Π踩募す膺M(jìn)入眼睛和嵌入在電激活I(lǐng)OL中的光電池上，然后這會提供調(diào)節(jié)電激活I(lǐng)OL的光學(xué)能力所需的臨時電力，來以光學(xué)方式供電。除供電以外，該系統(tǒng)還可以用于通信。雙穩(wěn)態(tài)扭轉(zhuǎn)向列型、膽留型和鐵電液晶已經(jīng)用于低成本柔性IXD顯示器，而類似的材料可以用在IOL的電激活元件上。這種類型的電學(xué)調(diào)節(jié)后(但在別的方面卻不供電)的棱鏡調(diào)整、相加或相減，對于視網(wǎng)膜疾病調(diào)整或較高階像差校正可以加到(即與其光學(xué)串聯(lián)放入)校正老花眼的任何適應(yīng)性非電激活10L。例如，電激活元件可與非電學(xué)的或不供電的10L，諸如通過改變一個或多個表面曲率和/或IOL在眼內(nèi)的位置而機械改變它們的光學(xué)能力的非電激活10L，光學(xué)串聯(lián)放置。加上電激活透鏡或電激活元件可以用至少3個方法完成:第一，單獨的電激活I(lǐng)OL可與非電激活適應(yīng)IOL非接觸光通信(光學(xué)串聯(lián))放置；第二，電激活元件可嵌入在適應(yīng)過程中不改變輪廓的IOL表面之一；以及第三，電激活元件可以放置在分層非電激活內(nèi)部。例如，電激活元件可以加入前房，并用于與各自功能晶狀體光學(xué)串聯(lián)。在這種情況下，晶狀體將提供天然的適應(yīng)，而電激活I(lǐng)OL可以將圖像轉(zhuǎn)向視網(wǎng)膜一個比較健康的部分，或者可以調(diào)整非電激活10L，或可以校正較高階像差。正如上面指出的，在某些實施例中，遠(yuǎn)程地調(diào)節(jié)或調(diào)整電激活I(lǐng)OL可能是一個主要優(yōu)點。將電激活I(lǐng)OL插入眼內(nèi)之后，可以遠(yuǎn)程地微調(diào)光學(xué)能力和棱鏡能力，來完成最優(yōu)的視力校正，以便校正常規(guī)的屈光異?；蜉^高階像差、或圖像在視網(wǎng)膜上的精確位置。另外，IOL可以在隨后的日子再次調(diào)整，以補償眼睛由于疾病或老化隨時間的變化。在僅僅校正常規(guī)的屈光異常的情況下，電激活I(lǐng)OL可以利用衍射或像素化，或兩者。電激活元件還可以根據(jù)病人狀況的需要和眼科治療專業(yè)人員的判斷，完成任何數(shù)目的這些功能的結(jié)合。在某些實施例中，盡管電激活透鏡可以用來提供視力校正，正如在本發(fā)明所描述的，但是電激活透鏡還可以用來電激活地提供太陽鏡或著色效應(yīng)。當(dāng)環(huán)境中的光級變得高得不舒服，或達(dá)到一個可能對眼睛危險的水平時，通過利用特殊的液晶層或其它電致變色材料，本發(fā)明的電激活I(lǐng)OL可以降低打在視網(wǎng)膜上的光量。當(dāng)嵌入IOL中的光傳感器接收一個超出某個閾值水平的光強度時，可以自動觸發(fā)太陽鏡效應(yīng)?；蛘撸栫R效應(yīng)可以由用戶利用耦合到IOL中控制電路的無線電通信裝置遠(yuǎn)程地開關(guān)。這種電激活太陽鏡效應(yīng)可能在數(shù)毫秒或者更短的時間出現(xiàn)，與常規(guī)透鏡的商業(yè)光敏化學(xué)色調(diào)的數(shù)秒(或更長)的相對緩慢的反應(yīng)時間形成對照。確定電激活透鏡的反應(yīng)時間的一個因素是液晶層的厚度。例如，5微米液晶層可以在數(shù)毫秒內(nèi)作出反應(yīng)。類似地，電激活元件的聚焦可以利用測距儀或傾斜計(向下看時近距離，直看時遠(yuǎn)距離)自動完成，或可以由用戶利用無線通信裝置遠(yuǎn)程地控制。有若干種電致變色材料。一種類型由導(dǎo)電薄膜透明的外側(cè)層構(gòu)成，它具有允許離子交換的內(nèi)層。在外導(dǎo)電層 兩側(cè)施加電壓時，離子從一個內(nèi)層移動到另一個，導(dǎo)致電致變色材料著色的改變。翻轉(zhuǎn)電壓會使該層再次變得清晰。電致變色層在操作過程中可以具有從約5%到80%的可變透光率。這種類型的電致變色釉具有"記憶"，并且在已經(jīng)引發(fā)改變之后不需要恒定電壓。另外，它可以調(diào)整成阻斷某些波長，諸如紅外線(熱)能量。另一種電致變色技術(shù)稱為懸浮粒子顯示器(sro)。這種材料包含懸浮在玻璃板之間溶液中的分子粒子。在它們的天然狀態(tài)下，粒子隨機運動和碰撞，隔斷光的直接通道。當(dāng)接通時，這些粒子再次迅速對齊，并且釉變?yōu)橥该?。這種類型的可開關(guān)的釉可以阻斷高達(dá)約90%的光。另外，液晶已經(jīng)用來在太陽鏡中提供電致變色效應(yīng)。該系統(tǒng)和方法，正如這里公開的，針對在常規(guī)技術(shù)中存在的上述問題以及其它問題。在"背景技術(shù)"中描述的各種產(chǎn)品、方法或裝置和它們隨之而來的缺點的任何描述決不是要限制本發(fā)明的范圍，或意味著本發(fā)明以這種或那種形式不包括已知產(chǎn)品、方法和裝置的某些或全部各種要素。確實，本發(fā)明的各種實施例能夠克服在"背景技術(shù)"中指出的一些缺點，盡管仍然保留了已知產(chǎn)品、方法和裝置的某些或全部各種要素。
權(quán)利要求
1.一種眼鏡，其包括電對接站，藉此對接站提供電力給對接的電部件。
2.按權(quán)利要求1所述的對接站，藉此對接到對接站中的電部件還提供音頻。
3.按權(quán)利要求1所述的對接站，藉此對接到對接站中的電部件還提供視頻。
4.按權(quán)利要求1所述的對接站，藉此對接到對接站中的電部件還提供電源。
5.按權(quán)利要求1所述的對接站，藉此對接站可連接到充電器。
6.按權(quán)利要求1所述的對接站，藉此對接的電器件可連接到充電器。
7.按權(quán)利要求1所述的對接站，藉此對接站位于眼鏡框架上。
8.按權(quán)利要求1所述的對接站，藉此對接站位于眼鏡鏡腿上。
9.按權(quán)利要求1所述的對接的電部件，藉此電部件是收發(fā)器。
10.按權(quán)利要求1所述的對接的電部件，藉此電部件是MP3播放器。
11.按權(quán)利要求1所述的對接的電部件，藉此電部件是無線電廣播設(shè)備。
12.按權(quán)利要求1所述的對接的電部件，藉此電部件是蜂窩電話。
13.按權(quán)利要求1所述的對接的電部件，藉此電部件是視頻播放器。
14.按權(quán)利要求1所述的電部件，藉此電部件是照相機。
15.按權(quán)利要求1所述的眼鏡，藉此該眼鏡還包括光。
16.按權(quán)利要求15所述的眼鏡，藉此該光為LED。
17.按權(quán)利要求1所述的眼鏡，藉此眼鏡的鏡片是以下項之一:常規(guī)的、電活性的、電鉻的、電流動的、電機械的、光學(xué)可變的。
18.按權(quán)利要求2所述的音頻，藉此通過耳塞式耳機將音頻提供給佩帶者。
19.按權(quán)利要求1所述的眼鏡，藉此眼鏡還包括平視顯示器。
20.按權(quán)利要求19所述的平視顯示器，藉此該平視顯示器是局部VGA。
21.按權(quán)利要求19所述的平視顯示器，藉此該平視顯示器是全部VGA。
22.按權(quán)利要求1所述的電部件，藉此電部件受遙控器控制。
23.按權(quán)利要求22所述的遙控器，藉此遙控器包括顯示器。
24.按權(quán)利要求1所述的眼鏡，藉此眼鏡在鼻梁處分開。
25.按權(quán)利要求19所述的平視顯示器，藉此該平視顯示器是單眼的。
26.按權(quán)利要求19所述的平視顯示器，藉此該平視顯示器是雙目并視的。
27.按權(quán)利要求1所述的眼鏡，藉此眼鏡包括單音頻。
28.按權(quán)利要求1所述的眼鏡，藉此眼鏡包括立體音頻。
29.按權(quán)利要求1所述的眼鏡，藉此眼鏡包括對接站。
30.按權(quán)利要求1所述的眼鏡，藉此鏡腿包括對接站。
31.按權(quán)利要求1所述的電部件，藉此通過對接的電部件的電力裝置并且從眼鏡的電力裝置來提供提供給電部件的電力。
32.按權(quán)利要求1所述的眼鏡，藉此眼鏡還包括線繩，并且藉此線繩可以包括電力裝置。
33.按權(quán)利要求18所述的耳塞式耳機，藉此耳塞式耳機被附接在音頻電纜并且藉此音頻電纜被包含在負(fù)載于彈簧上的線軸中。
34.按權(quán)利要求1所述的眼鏡，藉此眼鏡包括視頻文件播放器。
35.按權(quán)利要求1所述的對接站,藉此對接站包括插座。
36.按權(quán)利要求1所述的電部件，藉此電部件包括公電插頭。
37.按權(quán)利要求1所述的電部件,藉此電部件包括公電插針。
38.一種包括照相機的眼鏡，藉此照相機受遙控器控制。
39.按權(quán)利要求38所述的照相機，藉此照相機能夠視頻。
40.按權(quán)利要求38所述的照相機，藉此照相機能夠拍攝照片。
41.按權(quán)利要求38 所述的照相機，藉此照相機連接到數(shù)據(jù)存儲器。
42.按權(quán)利要求38所述的手表，藉此手表充作鐘表和照相機的控制器。
43.按權(quán)利要求38所述的照相機，藉此照相機位于眼鏡框架前面。
44.按權(quán)利要求38所述的照相機，藉此照相機位于眼鏡鏡片前面。
45.按權(quán)利要求38所述的照相機，藉此照相機位于眼鏡上。
46.按權(quán)利要求38所述的照相機，藉此照相機附接于夾子上，并且藉此夾子附接于眼鏡。
47.按權(quán)利要求38所述的照相機，藉此眼鏡還包括平視顯示器。
48.按權(quán)利要求38所述的平視顯示器，藉此該平視顯示器是局部VGA。
49.按權(quán)利要求38所述的平視顯示器，藉此該平視顯示器是全部VGA。
50.按權(quán)利要求38所述的眼鏡，藉此該眼鏡還包括光。
51.按權(quán)利要求38所述的眼鏡，藉此該光為LED。
52.按權(quán)利要求38所述的照相機，藉此照相機受遙控器控制。
53.按權(quán)利要求52所述的遙控器，藉此遙控器包括顯示器。
54.按權(quán)利要求38所述的眼鏡，藉此眼鏡在鼻梁處分開。
55.按權(quán)利要求47所述的平視顯示器，藉此該平視顯示器是單眼的。
56.按權(quán)利要求47所述的平視顯示器，藉此該平視顯示器是雙目并視的。
57.按權(quán)利要求38所述的眼鏡，藉此眼鏡包括單音頻。
58.按權(quán)利要求38所述的眼鏡，藉此眼鏡包括立體音頻。
59.按權(quán)利要求52所述的遙控器，藉此遙控器是手表。
60.按權(quán)利要求38所述的眼鏡，藉此眼鏡的鏡片是以下項之一:常規(guī)的、電活性的、電鉻的、電流動的、電機械的、光學(xué)可變的。
61.按權(quán)利要求38所述的眼鏡，藉此眼鏡包括耳塞式耳機。
62.按權(quán)利要求62所述的耳塞式耳機，藉此耳塞式耳機被附接在音頻電纜并且藉此音頻電纜被包含在負(fù)載于彈簧上的線軸中。
63.按權(quán)利要求38所述的眼鏡，藉此眼鏡包括視頻文件播放器。
64.按權(quán)利要求38所述的眼鏡，藉此眼鏡還包括線繩，并且藉此線繩可以包括電力裝置。
65.一種包括平視顯示器的眼鏡，藉此平視顯示器被容納在面罩中，藉此面罩被附接于眼鏡。
66.按權(quán)利要求65所述的面罩，藉此所述面罩能夠相對于佩帶者的眼睛的瞳孔位于多個位置。
67.按權(quán)利要求65所述的面罩，藉此所述面罩能夠被定位成使得平視顯示器位于佩帶者的視線之外。
68.按權(quán)利要求65所述的面罩，藉此所述面罩能夠被定位成使得平視顯示器位于佩帶者的視線之內(nèi)。
69.按權(quán)利要求65所述的平視顯示器，藉此該平視顯示器是局部VGA。
70.按權(quán)利要求65所述的平視顯示器，藉此該平視顯示器是全部VGA。
71.按權(quán)利要求65所述的眼鏡，藉此該眼鏡還包括光。
72.按權(quán)利要求65所述的光，藉此該光為LED。
73.按權(quán)利要求65所述的平視顯示器，藉此平視顯示器受遙控器控制。
74.按權(quán)利要求58所述的遙控器，藉此遙控器包括顯示器。
75.按權(quán)利要求65所述的眼鏡，藉此眼鏡在鼻梁處分開。
76.按權(quán)利要求65所述的平視顯示器，藉此該平視顯示器是單眼的。
77.按權(quán)利要求65所述的平視顯示器，藉此該平視顯示器是雙目并視的。
78.按權(quán)利要求65所述的眼鏡，藉此眼鏡包括單音頻。
79.按權(quán)利要求65所述的眼鏡，藉此眼鏡包括立體音頻。
80.按權(quán)利要求73所述的遙控器，藉此遙控器是手表。
81.按權(quán)利要求65所述的眼鏡，藉此眼鏡的鏡片是以下項之一:常規(guī)的、電活性的、電鉻的、電流動的、電機械的 、光學(xué)可變的。
82.按權(quán)利要求65所述的眼鏡，藉此眼鏡包括耳塞式耳機。
83.按權(quán)利要求82所述的耳塞式耳機，藉此耳塞式耳機被附接在音頻電纜并且藉此音頻電纜被包含在負(fù)載于彈簧上的線軸中。
84.按權(quán)利要求65所述的眼鏡，藉此眼鏡包括視頻文件播放器。
85.按權(quán)利要求65所述的眼鏡，藉此眼鏡還包括線繩，并且藉此線繩可以包括電力裝置。
全文摘要
提供一種眼內(nèi)透鏡系統(tǒng)，其包括電激活透鏡，包括多個獨立可控的區(qū)域或像素；和控制器，能夠遠(yuǎn)程地編程。
文檔編號A61F2/16GK103083113SQ201310009498
公開日2013年5月8日 申請日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月2日
發(fā)明者R.D.布盧姆, W.科科納斯基 申請人:E－ 視 覺 有 限 公 司