[发明专利]用于多液晶单元透镜的改进聚焦的方法和装置

说明书

本申请要求的优先权为美国临时申请61/800,620，提交日为2013年3月15日。

技术领域

本发明涉及液晶透镜，尤其涉及多单元可调谐液晶透镜。本发明还涉及视力矫正，并且尤其涉及用于辅助视力的多液晶单元活性眼内植入装置和其制造方法。

背景技术

液晶(LC)透镜和其他液晶光学装置是本领域已知的技术。在玻璃或塑料板之间的单元内设置一个平面结构的液晶。一种电可变梯度折射率(称为GRIN)透镜，可以通过控制液晶分子间的相对方向，在装置的孔内，创建一个折射率随空间变化的液晶层。图1示出了一个覆盖液晶透镜的光学装置的光学孔径的空间调制的取向变化。Z是LC透镜光学装置的光轴，入射光沿着该光轴传播。这种透镜已被于2011年10月11日授予Galstian等人的美国专利8033054公开，其在此引入作为参考。因为有序的阵列液晶使得光被分成两个偏振，单层液晶仅可以聚焦一个单一偏振方向。两个彼此相邻的液晶层可以将中性或非偏振光成像到图像传感器上。根据美国专利8033054的原理制成的电控制的液晶透镜可在市场上购自LensVector公司，其提供良好的光学倍率的可调性和透镜的质量，特别是对于大约3mm直径的小孔径透镜。

各种医疗情况要求由嵌合人工晶状体的假眼替换眼睛的天然晶状体的方法。这样的医疗情况包括老化效应，或可能起因于事故或暴露于非典型环境条件。

例如，白内障的发展是老化的一种常见情况。在白内障手术中，眼睛通常配备眼内透镜假体。白内障手术的目标是提供，术后肉眼(不戴眼镜)高品质的远，中和近距离的视力。因此需要提出一种使用可调谐液晶透镜的眼内假体。

多年来，基本的恢复视力的尝试包括：手术清空眼睛的天然晶状体所在的囊袋，再填充囊袋以聚合物，以实现年轻的眼睛的透镜功能。虽然这样的尝试已经得到相当的重视，有效的现实化仍然遥遥无期，部分是因为同质聚合物的性能不足以模仿不均匀的天然晶状体的性质。清空囊袋可能会诱发晶状体以外的一些组织损害。同时，所有晶状体的功能必须由侵入性的医疗去除手术提供的一个不完美的透镜来实现，以达到一个完美的人工假体手术的愿望。即使实现了较年轻的晶状体的性能，周围组织也会随年龄变化，而出现不完美的性能。

现有技术已经尝试植入固定焦距(单焦距)的透镜，实现了有限的成功。术后剩余的相邻组织和固定焦距透镜的组合提供了相对于年轻的天然晶状体的有限的功能(控制的变焦范围)。这样的单焦距假体组合，术后可能只提供假体的屈光度在0.5-1.5之间。相比之下，在米切尔沙伊曼和布鲁斯·威克的研究表明(双目视觉的临床管理，利平科特，纽约，1994年)，平均一个年轻的晶状体提供18屈光度的平均幅度变化。给定年龄的平均变化幅度可由HOFSTETTER公式估计：18.5减去患者的年龄的三分之一。

同时被考虑的不足是单个光学可调节的假体，其填充了整个囊袋，并保持不动，同时根据睫状体提供的力量来改变了前/后维度来改变光学倍率。一些尝试受到材料的不兼容性的影响，而其他还停留在理论上。

双视神经假体被植入，但是受限于低光学倍率，仅在2.5屈光度的范围内。

虽然这些现有技术的眼内植入物手术后可提供更清晰的视力，手术后眼调节能力有限，需要额外的视觉辅助，如眼镜或隐形眼镜。

最近可调液晶镜片已经被提出了用于眼调节活动。设置适当的几何形状，各种采用液晶光学器件的光学部件可以被制造，例如：一个透镜，校正光学元件，光学快门，光圈等。LC透镜显著的优点是轻薄和紧凑。一个液晶透镜的光学倍率是指该液晶透镜施加到穿过的入射光的弯曲量(并且更具体地是，场景所代表的图像场的入射光)。

例如，在同样待审的，共同转让的专利申请US13/369,806，其题为“可调谐液晶透镜的眼内植入物及其制造方法”，其优先权为：2011年2月11日提出的US61/441,863，全部内容在此引入作为参考，其中说明了眼内自适应透镜假体装置。可调谐液晶透镜响应刺激信号被驱动，而提供眼调节。在一些实现中，装置包括一个可调谐液晶透镜封装在具有控制电子装置和电源的眼内假体内。在其它实现中，装置包括一个可调谐液晶透镜封装在具有控制信号接收器的眼内假体内，而外部控制电子器件包发送控制信号。在一些实施方案中可调谐液晶装置校正该天然眼睛的视觉缺点。

发明内容