Способ и офтальмологическое устройство для обеспечения визуальных представлений для пользователя
Изобретение относится к медицине. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением выполнено с возможностью расположения в глазу или на глазу и содержит: один или более модулируемых фотонных излучателей; вставку-среду, поддерживающую первый процессор и один или более источников света; при этом указанные один или более источников света выполнены с возможностью генерировать свет, причем по меньшей мере часть генерируемого света от одного или более источников света излучается одним или более фотонными излучателями; и датчик, первый процессор выполнен с возможностью: принимать от датчика указание для проецирования визуального представления, управлять, в ответ на принятое указание, по меньшей мере одним из одного или более модулируемым фотонных излучателей и одним или более источниками света на основе одного или более запрограммированных параметров; и генерировать визуальное представление в глазу. Применение данного изобретения позволит осуществлять визуальное представление безопасным для пользователя способом. 18 з.п. ф-лы, 13 ил.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение по существу относится к офтальмологическому устройству с электропитанием и связанному с ним способу обеспечения визуальных представлений для пользователя. В частности, проецируемые визуальные представления основаны на реакции на внешний фактор и/или на передаваемых данных, полученных офтальмологическим устройством.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Традиционно офтальмологическое устройство, такое как контактная линза, интраокулярная линза или пробка для слезной точки, представляет собой биосовместимое устройство, обладающее корректирующими, косметическими или терапевтическими качествами. Например, контактная линза может выполнять одну или более из функции коррекции зрения, косметической коррекции и терапевтической функции. Каждая функция обусловлена определенной физической характеристикой линзы. Конфигурация линзы с учетом светопреломляющего свойства позволяет проводить коррекцию зрения. Введение в материал линзы пигмента позволяет получить косметический эффект. Введение в материал линзы активного агента позволяет использовать линзу в терапевтических целях. Таких физических характеристик можно добиться без подключения линзы к источнику питания. Пробка для слезной точки традиционно представляет собой пассивное устройство.
Недавно были разработаны активные офтальмологические устройства с электропитанием. На основе результатов работ по разработке таких устройств высказывались предположения, что указанные офтальмологические устройства с электропитанием смогут содержать в себе элементы оптического излучения, которые можно использовать для проецирования изображений. Проецируемые изображения могут включать в себя текст и изображения, наложенные на нормальное зрительное поле пользователя. Однако помимо планирования использования необходимо преодолеть множество ограничений, прежде чем такие источники излучения смогут функционировать полезным образом, не создавая опасности для пользователя.
В результате вышесказанного существует потребность в разработке способов и офтальмологических устройств, которые могут преодолеть ограничения по объему и обеспечить визуальные представления полезным и безопасным для пользователя образом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с вышесказанным, описанные выше требования в значительной степени удовлетворены в настоящем изобретении, где в одном аспекте описана вставка-среда с фотонными излучателями, которую можно ввести в офтальмологическое устройство с электропитанием, и в некоторых вариантах осуществления более конкретно описана контактная линза. Фотонные излучатели могут обеспечивать световые рисунки, образующие визуальные представления, включая, например, сигналы, улучшения изображения и/или динамические изображения из указанных световых рисунков, которые можно использовать для передачи сообщения пользователю.
Раскрыто устройство офтальмологической линзы с электропитанием. Устройство офтальмологической линзы с электропитанием может включать в себя один или более модулируемых фотонных излучателей, вставку-среду, поддерживающую первый процессор и один или более источников излучения, и одну или более антенн, выполненных с возможностью сообщения с первым процессором и со вторым процессором. Один или более источников света могут быть выполнены с возможностью генерировать свет. По меньшей мере часть генерируемого света от одного или более источников света может излучаться одним или более фотонными излучателями. Первый процессор может быть выполнен с возможностью принимать от датчика указание для проецирования визуального представления. Процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью управления, в ответ на полученное указание, по меньшей мере одним из одного или более модулируемых фотонных излучателей и одним или более источниками света на основе одного или более запрограммированных параметров. Второй процессор может быть выполнен с возможностью генерировать визуальное представление.
В некоторых аспектах описания все данные компоненты можно собрать в офтальмологическое устройство, размер и форма которого согласуются с размещением офтальмологического устройства в положении между поверхностью глаза пользователя и соответствующим веком этого глаза.
Может быть изготовлено офтальмологическое устройство, содержащее проекционную систему с элементами питания, схему управления, схему связи и схему обработки данных. Проекционная система может состоять из подсистемы, содержащей по меньшей мере элемент фотонного излучателя, источник света, элемент световой модуляции и элемент линзы. Проекционные системы также могут состоять из подсистем, содержащих комбинации элементов фотонного излучателя и соответствующие им растровые элементы световой модуляции.
Офтальмологическое устройство, содержащее проекционную систему, может отображать данные или информацию в различных формах. Устройство отображения может проецировать текстовую информацию. Аналогичным образом устройство отображения может проецировать изображения. Изображения могут быть в форме цифровых изображений, состоящих из множества проецируемых пикселей данных изображения. Изображения можно отображать как монохромные, или в альтернативном варианте осуществления они могут содержать различные степени цвета. Путем изменения выводимого изображения во времени проекционная система может отображать данные в форме видео в различных форматах.
Пример офтальмологического устройства отображения информации, содержащего систему фотонных излучателей, может включать в себя линзы как часть офтальмологического устройства. Данные линзы могут воздействовать на изображение, образованное системой фотонных излучателей, и фокусировать данное изображение различными способами на сетчатку пользователя. Линзовая система может фокусировать создаваемое массивом фотонных излучателей изображение дальнего поля или создаваемое массивом фотонных излучателей изображение ближнего поля. В некоторых вариантах осуществления линзовая система может содержать множество линзовых подсистем. В некоторых вариантах осуществления линзовые подсистемы могут иметь элементы, имеющие фиксированную фокальную характеристику или фиксированное фокусное расстояние. В других вариантах осуществления линзовая подсистема может включать в себя по меньшей мере первую линзу с изменяемым фокусным расстоянием. Пример такой линзы с изменяемым фокусным расстоянием может включать в себя менисковую линзу, которая также может функционировать на основе эффекта EWOD. Можно также образовать комплексную линзу с изменяемым фокусным расстоянием, используя множество участков электродов, которые могут подходить для изменения характеристик фокусной точки линзы как в плане фокусного расстояния, так и в плане трансляционного перемещения, что может эффективно менять место проецирования изображения. В некоторых случаях изображение может проецироваться системой через глаз пользователя и на сетчатку пользователя. При проецировании на сетчатку пользователя размер изображения, образованного за счет проецируемых фотонных элементов, может составлять менее одного квадратного сантиметра. В других вариантах осуществления размер может приблизительно составлять один квадратный миллиметр или менее.
Таким образом, выше были в общем виде изложены некоторые аспекты настоящего описания для лучшего понимания приводимого ниже подробного описания и для лучшей оценки вклада настоящего изобретения в развитие современного уровня техники в данной области.
В этом отношении, перед подробным описанием по меньшей мере одного варианта осуществления настоящего изобретения следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается в своей применимости деталями конструкции и взаимной организацией компонентов, представленными в приведенном ниже описании или показанными на чертежах. Настоящее изобретение допускает варианты осуществления в дополнение к описанным в настоящем документе и может реализовываться на практике множеством способов. Следует также понимать, что фразеология и терминология, используемые в настоящем документе, а также в реферате изобретения, служат целям описания и не должны рассматриваться как ограничивающие.
Таким образом, специалисты в данной области определят, что концепция, на которой основано настоящее описание, легко может быть использована как основа для проектирования других устройств и систем для выполнения нескольких задач настоящего изобретения. Поэтому важно рассматривать формулу данного изобретения как включающую в себя такие эквивалентные конструкции в той мере, в какой они не отклоняются от сущности и объема настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 представлен изометрический вид примера офтальмологической линзы 150 с вырезом в сечении и вид сверху вставки-среды 100, выполненных в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
На фиг. 2 представлен вид сверху A и вид в сечении B примера многоэлементной вставки-среды 200 в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
На фиг. 3 представлен вид сверху A и вид в сечении B другого примера осуществления, альтернативного показанному на фиг. 2, в котором вставка-среда содержит активную линзовую систему с регулируемым фокусным расстоянием.
На фиг. 4 представлен пример структур фотонного излучателя, которые можно использовать в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 5 представлен пример структуры массива 500 пикселей 520 фотонных излучателей с источником света 560 и средством связи источника света с массивом.
На фиг. 6 представлен пример устройства, содержащего массив фотонных излучателей в части оптической зоны примера офтальмологического устройства.
На фиг. 7 представлен пример структуры элемента световой модуляции в соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения.
На фиг. 8 представлен альтернативный пример структуры элемента световой модуляции, которую можно использовать для реализации некоторых аспектов настоящего изобретения.
На фиг. 9 представлен пример офтальмологического устройства с энергообеспечением 900 для проекционной системы, содержащей массивы фотонных элементов, массивы элементов для модуляции фазы или интенсивности света и линзовые системы, которые можно использовать для реализации некоторых аспектов настоящего изобретения.
На фиг. 10 представлены стадии способа, связанного с применением офтальмологических устройств, содержащих фотонные излучатели, в соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения.
На фиг. 11 представлен вид в перспективе географической сцены с объектами, которые датчик и процессор могут использовать для сопоставления связанных с ними данных для обеспечения визуальных представлений.
На фиг. 12 представлена блок-схема устройства процессора, который можно использовать для реализации различных аспектов настоящего изобретения.
На фиг. 13 представлены стадии способа, связанного с проецированием визуальных представлений в соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
СПИСОК ТЕРМИНОВ
В данном описании и формуле изобретения, относящимся к настоящему изобретению, используются различные термины, для которых будут приняты следующие определения.
Электросмачивание на диэлектрике, или EWOD, - при использовании в настоящем документе относится к классу устройств или классу частей устройств, где присутствует комбинация несмешивающихся текучих сред или жидкостей, участок поверхности с заданной свободной энергией поверхности и создаваемое приложением потенциала электрическое поле. Как правило, создаваемое приложением потенциала электрическое поле приводит к изменению свободной энергии поверхности участка поверхности, что может привести к изменению взаимодействия несмешивающихся текучих сред с участком поверхности.
С энергообеспечением - в настоящем документе относится к состоянию возможности подачи электрического тока или хранения электрической энергии внутри устройства.
Энергия - в настоящем документе обозначает способность физической системы к выполнению работы. Множество вариантов применения в рамках настоящего изобретения могут относиться к указанной способности системы выполнять электрические действия во время работы.
Источник энергии - в настоящем документе обозначает устройство или слой, способный подавать энергию или переводить логическое или электрическое устройство в заряженное состояние.
Устройство сбора энергии - в настоящем документе обозначает устройство, способное извлекать энергию из среды и превращать ее в электрическую энергию.
Функционализированный - при использовании в настоящем документе термин обозначает создание слоя или устройства, способного выполнять некоторую функцию, включая, например, питание энергией, активацию или управление.
Утечка - в настоящем документе обозначает нежелательную потерю энергии.
Линза или офтальмологическое устройство - при использовании в настоящем документе термин относится к любому устройству, расположенному в глазу или на нем. Эти устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, выполнять косметическую функцию или могут выполнять функцию, не связанную с глазом. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или другому аналогичному устройству, которое применяют для коррекции или модификации зрения или для косметической коррекции физиологии глаза (например, изменения цвета радужной оболочки) без снижения зрения. В альтернативном варианте осуществления линза может обеспечивать неоптические функции, такие как, например, мониторинг уровня глюкозы или введение лекарственного препарата. В некоторых вариантах осуществления предпочтительные линзы настоящего изобретения представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые включают в себя, например, силикон-гидрогели и фтор-гидрогели.
Линзообразующая смесь, или реакционная смесь, или реакционная смесь мономера (РСМ), - при использовании в настоящем документе термин относится к мономерному или форполимерному материалу, который можно полимеризовать и поперечно сшить или поперечно сшить для формирования офтальмологической линзы. Различные варианты осуществления могут включать в себя линзообразующие смеси с одной или более добавками, такими как, например, УФ-блокаторы, красители, фотоинициаторы или катализаторы, а также прочие необходимые добавки для офтальмологической линзы, такой как контактные или интраокулярные линзы.
Линзообразующая поверхность - при использовании в настоящем документе термин относится к поверхности, используемой для литья линзы. В некоторых вариантах осуществления любая такая поверхность может представлять собой поверхность оптической чистоты и качества, что указывает на то, что она является достаточно гладкой и выполнена таким образом, что поверхность линзы, образованная при полимеризации линзообразующего материала, находящегося в контакте с поверхностью формы для литья, обладает оптически приемлемым качеством. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления линзообразующая поверхность может иметь такую геометрию, которая необходима для придания поверхности линзы требуемых оптических характеристик, включая, без ограничений, коррекцию сферических, асферических и цилиндрических степенных аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговицы и т.п., а также любых их комбинаций.
Элемент световой модуляции - при использовании в настоящем документе относится к устройству или части устройства, которое модулирует интенсивность света, проходящего с одной его стороны до другой. Идеальные элементы световой модуляции в вариантах осуществления настоящего изобретения могут пропускать весь свет в одном состоянии и совершенно не пропускать свет в другом состоянии. Практические элементы могут по существу достигать идеальных аспектов.
Литий-ионный элемент - при использовании в настоящем документе термин относится к электрохимическому элементу, в котором электрическая энергия вырабатывается в результате перемещения ионов лития через элемент. Данный электрохимический элемент, как правило, называемый аккумуляторной батареей, в своей типичной форме может быть возвращен в состояние с более высоким зарядом или перезаряжен.
Вставка-среда - при использовании в настоящем документе относится к герметизированной вставке, которая будет включена в офтальмологическое устройство с энергообеспечением. Элементы питания и схема могут быть встроены во вставку-среду. Вставка-среда определяет основное назначение офтальмологического устройства с энергообеспечением. Например, в вариантах осуществления, в которых офтальмологическое устройство с энергообеспечением позволяет пользователю регулировать оптическую силу, вставка-среда может включать в себя элементы питания, управляющие жидкостной менисковой частью в оптической зоне. Альтернативно вставка-среда может иметь кольцевую форму, в результате чего оптическая зона не содержит материала. В таких вариантах осуществления функция энергообеспечения линзы может быть не связана с оптическим качеством, а может предусматривать, например, контроль уровня глюкозы или введение лекарственного средства.
Рабочий режим - в настоящем документе обозначает состояние с высоким потреблением тока, при котором ток, проходящий по схеме, позволяет устройству выполнять свою основную функцию энергообеспечения.
Оптическая зона - в настоящем документе обозначает область офтальмологической линзы, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы.
Фотонный излучатель - при использовании в настоящем документе обозначает устройство или часть устройства, которое может принимать падающий свет и передавать его в свободное пространство. Свет, как правило, может выходить в направлении, отличном от направления света, которое падало на излучатель. Как правило, излучатель может содержать антенную структуру для передачи света.
Растровая система световой модуляции - при использовании в настоящем документе обозначает комбинацию отдельно функционирующих элементов световой модуляции, причем каждую отдельно функционирующую часть системы световой модуляции можно рассматривать как пиксель, или элемент изображения.
Мощность - в настоящем документе обозначает выполненную работу или переданную энергию за единицу времени.
Перезаряжаемый, или повторно заряжаемый, - при использовании в настоящем документе термин относится к возможности возврата в состояние с более высокой способностью совершать работу. Многие способы применения в рамках настоящего изобретения могут относиться к восстановлению способности проводить электрический ток определенной величины и в течение определенного промежутка времени.
Повторно подключить к источнику энергии, или перезарядить, - в настоящем документе обозначает восстановление состояния с более высокой способностью совершать работу. Многие способы применения в рамках настоящего изобретения могут относиться к восстановлению способности устройства проводить электрический ток определенной величины и в течение определенного промежутка времени.
Эталон - в настоящем документе обозначает схему, в идеальном варианте создающую фиксированное и стабильное напряжение или выходное значение тока, которые подходит для применения в других схемах. Эталон может быть основан на источнике опорного напряжения с напряжением запрещенной зоны, может иметь компенсацию температуры, подачи питания и технологических вариаций и может быть специально рассчитан для конкретной специализированной интегральной схемы (ASIC).
Функция сброса - в настоящем документе обозначает самоактивирующийся алгоритмический механизм для установки схемы в определенное предварительно заданное состояние, включая, например, логическое состояние или состояние энергообеспечения. Функция сброса может включать в себя, например, схему сброса при включении питания, которая может в сочетании с механизмом переключения обеспечивать надлежащую подачу питания на микросхему как при первоначальном подключении к источнику энергии, так и при выходе из режима сохранения энергии.
Спящий режим, или режим ожидания, - в настоящем документе обозначает состояние низкого потребления тока устройства с энергообеспечением после того, как механизм переключения будет перекрыт с целью энергосбережения, когда рабочий режим не требуется.
Наложение - при использовании в настоящем документе термин относится к расположению по меньшей мере двух слоев с компонентами в непосредственной близости друг к другу таким образом, чтобы по меньшей мере часть одной поверхности одного из слоев контактировала с первой поверхностью второго слоя. В некоторых вариантах 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-устройства, - в настоящем документе обозначает продукты технологий компоновки, позволяющих формировать тонкие слои подложек, которые могут содержать электрические и электромеханические устройства, в функциональные интегрированные устройства путем наложения по меньшей мере части каждого слоя друг на друга. Слои могут содержать многокомпонентные устройства различных типов, материалов, форм и размеров. Более того, слои могут быть изготовлены по различным технологиям производства устройств для получения различных контуров.
Режим сохранения энергии - в настоящем документе обозначает состояние системы, содержащей электронные компоненты, в которой источник энергии обеспечивает или должен обеспечивать минимальный расчетный ток нагрузки. Этот термин не является взаимозаменяемым с режимом ожидания.
Вставка подложки - в настоящем документе обозначает формуемую или жесткую подложку, способную поддерживать источник энергии внутри офтальмологической линзы. В некоторых вариантах осуществления вставка подложки также поддерживает один или более компонентов.
Механизм переключения - в настоящем документе обозначает компонент, интегрированный в схему, обеспечивающий различные уровни сопротивления, который может реагировать на внешний стимул и который является независимым от офтальмологического устройства.
ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО С ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕМ
На фиг. 1 представлен изометрический вид примера офтальмологической линзы 150 с вырезом в сечении и вид сверху вставки-среды 100, выполненных в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Вставка-среда 100 может содержать оптическую зону 120, которая может быть или не быть функциональной в плане коррекции зрения. Если функция энергообеспечения офтальмологической линзы 150 не связана со зрением, оптическая зона 120 вставки-среды 100 может не содержать материала. В некоторых вариантах осуществления вставка-среда 100 может включать в себя часть, находящуюся вне оптической зоны 120 и содержащую вставку подложки 115, интегрированную с элементами питания 110 и электронными компонентами 105. В соответствии с аспектами настоящего изобретения, электронные компоненты могут включать в себя множество вариантов осуществления, относящихся к фотонным излучателям, как дополнительно описано в последующих разделах настоящего документа.
В некоторых вариантах осуществления источник питания 110, такой как аккумуляторная батарея, и нагрузка, которая может представлять собой, например, полупроводниковый кристалл, могут быть прикреплены к подложке 115. Проводящие дорожки 125 и 130 могут обеспечивать электрический контакт между электронными компонентами 105 и элементами питания 110. Вставка-среда 100 может быть полностью герметизирована для защиты и удержания элементов питания 110, дорожек 125 и 130 и электронных компонентов 105. В некоторых вариантах осуществления герметично закрывающий материал может быть полупроницаемым, например, для предотвращения попадания определенных веществ, например, воды, во вставку-среду 100, и обеспечения входа и выхода определенных веществ, таких как газы окружающей среды или побочные продукты реакций в элементах питания 110, из вставки-среды 100.
Как показано на чертежах, в некоторых вариантах осуществления вкладыш-среда 100 может быть включен в офтальмологическое устройство 150, которое может содержать полимерный биосовместимый материал. Офтальмологическое устройство 150 может включать в себя конструкцию из жесткой центральной части и мягкого края, где центральный жесткий оптический элемент содержит вставку-среду 100. В некоторых конкретных вариантах осуществления вставка-среда 100 может непосредственно контактировать с атмосферой и/или поверхностью роговицы на передней и задней поверхностях соответственно, или в альтернативном варианте осуществления вставку-среду 100 можно герметизировать внутри офтальмологического устройства 150. Периферическая зона 155 офтальмологического устройства 150 может состоять из мягкого материала края, включая, например, гидрогелевый материал.
Инфраструктура вставки-среды 100 и офтальмологическое устройство 150 могут обеспечивать условия для множества вариантов осуществления, включающих проецирование света с использованием фотонных излучателей, которые можно комбинировать с активными или пассивными линзовыми устройствами и в некоторых вариантах осуществления с массивами, модулирующими интенсивность света. В некоторых из этих вариантов осуществления можно использовать чисто пассивное функционирование части офтальмологического устройства 150, не связанной с компонентами для проецирования фотонов. В других вариантах осуществления можно использовать офтальмологическое устройство 150, имеющее активные функции, которые могут дополнять или поддерживать функционирование компонентов для проецирования фотонов. Например, непроецирующие части устройства могут обеспечивать коррекцию зрения или активное экранирование устройства для уменьшения его прозрачности к падающему свету.
На фиг. 2 представлен вид сверху A и вид в сечении B примера многоэлементной вставки-среды 200. Многоэлементная вставка-среда 200 такого типа может представлять собой кольцевую вставку с кольцом материала вокруг центральной оптической зоны 211, которая может не содержать материала. В некоторых вариантах осуществления область периферической зоны 210 вставки за пределами оптической зоны 211 может включать в себя элементы питания 225 и электронные компоненты управления 228 для поддержки активных элементов 231 различных типов. Данные активные элементы 231, как правило, могут включать в себя датчики и элементы связи. Кроме того, также могут быть включены элементы для обеспечения функции управления и питания для проецирующего элемента (на фигуре не показан) на основе элементов для проецирования фотонов. Кроме того, за пределами оптической зоны 211 устройства могут находиться печатные изображения 221, нанесенные на вставку-среду 200.
В некоторых вариантах осуществления могут предъявляться определенные требования к ориентации офтальмологической линзы в среде глаза. Поэтому могут быть включены элементы зоны стабилизации 250 и 260, которые способствуют правильной ориентации образованного офтальмологического устройства на глазу пользователя. Более того, в некоторых вариантах осуществления применение ориентирующих элементов (на рисунке не показаны) на многоэлементной кольцевой вставке-среде 200 может позволить ориентировать ее относительно фиксированных элементов стабилизации 250 и 260, что может оказаться особенно важным при размещении проецирующих элементов и линзовых систем, не поддерживающих функции динамического управления фокусировкой и центрирования.
На фиг. 3 представлен вид сверху A и вид в сечении B другого примера осуществления, альтернативного показанному на фиг. 2, в котором вставка-среда 300 содержит активную линзовую систему с регулируемым фокусным расстоянием 335. Оптическая зона 311 офтальмологического устройства может включать в себя часть, в которой находится активная линзовая система с регулируемым фокусным расстоянием 335, такая как система жидкостной менисковой линзы. В периферической зоне 310 за пределами оптической зоны 311 вставки-среды 300 могут находиться части вставки, содержащие элементы питания 336 и компоненты управления и активации 331. По тем же причинам, что и в варианте осуществления, показанном на фиг. 2, в офтальмологическое устройство могут быть встроены юстировочные элементы и/или зоны стабилизации 350 и 360 и на поверхности вставки могут быть нанесены печатные изображения, показанные как элементы 321.
Элементы для проецирования фотонов
На фиг. 4 представлен пример структур A и B фотонного излучателя 400, которые можно использовать в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения. Может существовать множество способов создания элементов излучателей (которые также можно называть «излучателем») для применения в фотонных приложениях. В фотонном излучателе 400 под A показан простой элемент фотонного излучателя. Источником фотонов для данной системы может служить световод 420, проходящий параллельно соединительным частям 430 излучающего элемента. Приходящие по световоду 420 фотоны могут связываться с соединительными частями 430 за счет процесса, который можно назвать связью через затухающее поле - экспоненциально затухающее явление на участке, близком к периферической зоне световода. Связь через участки связи 430 позволяет фотонам перейти из световода 420 в излучающий элемент 440. Степень связи и, следовательно, число фотонов, поступающих в излучающий элемент 440, представляющее собой одну из мер интенсивности, можно модулировать с использованием ряда явлений, включая используемые материалы, условия окружающей среды, но, что более важно, структурную конфигурацию системы. Длина параллельной части участков связи 430 и величина зазора 435 между данной частью и световодом может решающим образом определять эффективность связи и может применяться для коррекции номинальной относительной интенсивности фотонного излучателя 400 в наборе фотонных излучателей. Например, в фотонном излучателе A свет проходит по светонаправляющим компонентам элемента в участке связи 430 и достигает излучающей части 440, выполненной в виде дифракционной решетки. Для повышения эффективности передачи света через фотонный излучатель 400 можно использовать различные эффекты, как, например, заложенные в конфигурацию углы между излучающими поверхностями, а также их форму и величину зазора между ними. В идеале из излучающего элемента 440 должно излучаться как можно больше света в одном направлении, например, «из страницы».
В качестве фотонного излучателя B показан более сложный фотонный излучатель 400. В ячейку излучателя может быть встроен нагревательный элемент. Он может представлять собой резистивный нагреватель, встроенный в фотонный излучатель 400. В вариантах осуществления, где излучатель образован из полупроводниковых материалов, таких как кремний, резистивный элемент может быть образован в том же слое, где его можно допировать для изменения его характеристик сопротивления. Пропуская ток через контакт 480, резистивную ветвь 470 и через часть тела излучателя 430 и обратно через другую часть резистивной ветви 471 и через контакт 460, в фотонном излучателе 400 можно создать часть пути света с дифференциальным нагревом. Тепловые эффекты в световодах, таких как элемент A, могут изменять фазовые характеристики поступающего по ним света. Таким образом, фотонный излучатель 400, показанный в элементе B, может обеспечивать определенную интенсивность излучаемого им света на основе интенсивности поступающего по световоду 420 излучения источника и эффективности ввода света от источника в излучающий элемент 490, определяемой степенью близости участка связи излучающего устройства и размерами данного участка связи. Более того, дополнительно можно контролируемым образом изменять фазовые характеристики данного света путем пропускания электрического тока через часть нагревателя между резистивными элементами 460 и 480. Управление относительной фазой излучаемого света таким способом может обеспечить эффективную передачу закодированной в фазовых характеристиках информации, наблюдаемой в изображении дальнего поля, образованным массивом из такого фотонного излучателя 400, где фазой отдельных пикселей можно управлять путем контроля теплового состояния частей излучающего устройства. Соответственно может существовать множество материалов, из которых можно создать фотонный излучатель 400, и может существовать множество способов создания фазовых эффектов в различных материалах, включая, в качестве примеров, не имеющих ограничительного характера, термическое управление и механическое напряжение.
На фиг. 5 представлен пример структуры массива 500 из пикселей фотонных излучателей 520 с источником света 560 и средством связи источника света с массивом. В некоторых вариантах осуществления пиксели фотонных излучателей 520 можно создать способом, аналогичным способу образования пикселей фотонных излучателей, показанных на фиг. 4. Свет может поступать от источника света 560, который в некоторых вариантах осуществления может включать в себя один или более лазерных элементов 561, 562 и 563, излучающих свет в один или более световодов 540, подводящих свет к структуре массива фотонных излучателей 500. Электрический ток, протекающий через нагретые части пикселя 520, можно подвести через линии из проводящего металла, встроенные в структуру массива фотонных излучателей 500, аналогично металлическим линиям, используемым в интегральной схеме. Набор числовых шин 530 может иметь соответствующие разрядные линии 535 для обеспечения эффективной адресации отдельных ячеек. В некоторых вариантах осуществления структуру массива фотонных излучателей 500 можно встроить в кремниевую подложку, которую можно использовать для создания электронных компонентов управления для самого массива. Размеры примеров пикселей фотонных излучателей 520 могут составлять приблизительно 9 микрон на 9 микрон или менее. Таким образом, массив из 64x64 излучателей может иметь характерный размер приблизительно 0,5 мм на 0,5 мм. Реальные размеры пикселей фотонных излучателей 520 в матрице могут быть разными и различаться для разных целевых длин волн излучения.
На вставке 550 структуры массива 500 в увеличенном виде показаны источник света 560 и один или более световодов 540 для передачи света от источника. Свет от источника света 560 можно завести в световод 540. Вдоль длины световода 540 можно разместить дополнительные распределительные элементы в форме дополнительных световодов. В некоторых вариантах осуществления, например, световоды 570, 571 и 572 могут быть связаны с главным световодом 540 и отходить от него приблизительно перпендикулярно для распределения света в ряды пикселей фотонных излучателей 520. Аспекты конфигурации световодов и отдельных пикселей фотонных излучателей 520 внутри ряда можно оптимизировать для каждого элемента таким образом, чтобы получить конкретный рисунок распределения интенсивности по ряду и в структуре массива 500. В предпочтительном примере структура массива 500 может быть выполнена таким образом, чтобы полученная интенсивность излучения каждого пикселя была приблизительно одинаковой для всех элементов.
В некоторых вариантах осуществления можно использовать множество источников света 561, 562 и 563 с различными длинами волн для передачи света в один световод источника излучения 540, или в некоторых вариантах осуществления световод 540 может состоять из множества световодов. В примере могут присутствовать три различных источника света 561, 562 и 563. В качестве примера, не имеющего ограничительного характера, источник 561 может представлять собой источник красного света, источник 562 может представлять собой источник зеленого света и источник 563 может представлять собой источник синего света. Может существовать множество типов источников света, совместимых с раскрываемым изобретением, включая, в качестве примеров, не имеющих ограничительного характера, твердотельные лазеры, или твердотельные светодиоды, либо лампы накаливания с фильтром. В вариантах осуществления, где для кодирования информации может быть важна относительная фаза пикселей в массиве, источник света может характеризоваться необходимой степенью когерентности выходного оптического сигнала. Другие варианты осуществления могут функционировать и с некогерентными источниками света.
Если в источнике присутствует излучение с множеством длин волн, взаимодействием рядов оптических световодов, показанных как элемент 570, можно управлять таким образом, чтобы для конкретного ряда предпочтительным оказался один источник света. Такое управление достигается путем использования фильтрующих материалов на участке связи оптического световода для ряда 570 с оптическим световодом. В альтернативном варианте осуществления при наличии множества оптических световодов световоды для нежелательных длин волн для конкретного источника света можно блокировать поглощающим материалом. Может существовать множество материалов, которые можно использовать для блокирования оптической связи, включая металлические материалы или применение высоких уровней допирования в полупроводниковом материале.
В альтернативном варианте осуществления множество источников света 561, 562 и 563 могут иметь рабочий цикл. Их можно включать или выключать по очереди для использования одного или нескольких световодов источника излучения 540. В таком варианте осуществления может отсутствовать потребность во множестве линий источника или элементах управления для связи различных источников света с различными участками структуры массива 500. Однако конфигурацию пикселей фотонных излучателей 520 можно выполнить таким образом, что она не будет оптимизирована под конкретную длину волны, а будет оптимизирована сразу под все используемые длины волн. В некоторых вариантах осуществления пиксели фотонных излучателей 520 могут состоять из множества излучателей, где один из пикселей фотонных излучателей 520 можно оптимизировать под конкретный источник.
В структуре массива 500, где отдельные пиксели включают в себя фазосдвигающие компоненты, может оказаться полезным также использовать линзы (на фигуре не показаны), которые позволят сфокусировать создаваемое массивом изображение дальнего поля в конкретную точку, которая может включать в себя сетчатку пользователя. В варианте осуществления с одним источником света может быть необходимо использовать в качестве источника когерентный свет. Получаемое при этом изображение дальнего поля может представлять собой изображение, построенное на основе фазовой информации отдельных пикселей. Пример такого варианта осуществления с массивом фотонных излучателей, проецирующим изображения дальнего поля с фазовым контролем пикселей, изображен на фиг. 6. Как описано выше, вставка-среда офтальмологической линзы 610 может содержать элементы питания 605 и схемы управления 606 и 607 для управления электрическими сигналами через электрическую шину 630. В некоторых вариантах осуществления такую электрическую шину 630 можно изготовить из проводников с минимально возможным поглощением видимого света. Примером такого материала может служить оксид индия и олова (ITO).
Проекционная система 620 может быть размещена в центре оптической зоны или около него и может содержать массив фотонных излучателей, как описано ранее и показано на фиг. 5, а также схему управления, источники света и линзовые элементы, наряду с другими включенными в систему компонентами. В альтернативном варианте осуществления можно использовать массив фотонных излучателей в качестве излучателя света, когда фазовые характеристики не имеют большого значения.
На фиг. 7 представлен пример структуры элемента световой модуляции в соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения. В этих целях можно использовать элемент пикселя 720 на основе описанного примера фотонного излучателя без встроенного нагревателя. В некоторых вариантах осуществления по-прежнему может быть целесообразно встроить нагреватель. Например, если формируемое полученным массивом изображение ближнего поля сфокусировать в конкретной точке, такой источник света может быть частью проекционной системы, в которой каждый пиксель содержит элемент, управляющий интенсивностью излучения, передаваемого от излучателя к сетчатке пользователя. Один пример элемента управления интенсивностью света, выровненного с каждым элементом для фотонного излучения, изображен на фиг. 7.
Для попиксельного управления интенсивностью переданного света можно использовать явление электросмачивания на диэлектрике. Данная методика может работать на комбинации жидкостей путем изменения свободной энергии поверхностей рядом с жидкостями. Для получения эффективных устройств EWOD можно использовать комбинации несмешивающихся жидкостей, где одна жидкость, например, представляет собой полярный жидкий водный раствор, а вторая жидкость является неполярным маслом. Одну из данных жидкостей можно сделать проницаемой для света в конкретном диапазоне длин волн, тогда как другая жидкость может быть непрозрачной на данных длинах волн или во всей видимой части спектра. Такими свойствами может обладать сама жидкость, или в жидкость можно добавить окрашивающие агенты для получения необходимого эффекта блокирования по длинам волн. Кроме того, также может оказаться возможным включить в одно и то же устройство различные комбинации жидкостей с различными собственными характеристиками блокирования по длинам волн в различных элементах пикселей.
В одном примере осуществления неводная жидкость на основе масла может содержать окрашивающий агент для придания эффективной поглощающей способности слою растровой ячейки EWOD, что можно рассматривать как элемент световой модуляции. Например, элемент пикселя 710, в котором жидкость на основе масла находится поверх пикселя, может быть способен поглощать значительное количество света. Могут существовать ограничивающие структуры 711 и 716, которые образуют края ячейки пикселя с жидкостью на основе масла 717 и водной средой 718. Можно использовать покрытие 713 из материала, имеющего такую свободную энергию поверхности, которая приводит к отталкиванию жидкостей на основе масла. Следовательно, в стандартном состоянии без энергообеспечения текучие среды будут предпочтительно занимать такое положение, в котором окрашенная фаза на основе масла может быть локализована вдоль внутреннего участка пикселя вдали от поверхности 713 и, следовательно, будет находиться на пути проходящего через пиксель света. Комбинация электродов 715 и 714 вместе с диэлектриком, находящимся под или составляющим материал поверхности 713, может позволить приложение электрического потенциала к двум несмешивающимся жидкостям. Путем приложения электрического потенциала к электродам можно изменить свободную энергию поверхности 713 таким образом, что поверхность будет притягивать к себе жидкость на основе масла 717, как показано в элементе 720. Когда окрашенная текучая среда 717 притягивается к участку боковых стенок электрода 727, она уходит с оптического пути, и пиксель может стать более проницаемым для проходящего через него света. Следовательно, данный вариант осуществления позволяет осуществить растровое управление светом, проходящим через него от фотонного излучателя. В некоторых вариантах осуществления это может способствовать образованию проекционной системы из комбинации массива фотонных излучателей, каждый из которых имеет свой элемент пикселя, содержащий ячейку на эффекте электросмачивания на диэлектрике, для управления оптическим пропусканием. Как указано в настоящем документе, данные варианты осуществления также могут содержать источник излучения, электронные компоненты управления как для источника света, так и для элементов пикселя, и линзовую систему для фокусировки изображения ближнего поля в необходимом месте, которое может представлять собой сетчатку пользователя. Может существовать множество альтернатив ячейки на эффекте электросмачивания на диэлектрике, которые могут позволить управлять оптическим пропусканием света вблизи фотонного излучателя. Кроме того, представленный пример ячейки на эффекте электросмачивания на диэлектрике также может иметь множество альтернатив, включая, например, смену типа текучей среды, которая может содержать краситель, или присущую ему способность блокировать свет.
На фиг. 8 представлен альтернативный пример осуществления ячейки модуляции интенсивности света EWOD. В данном варианте осуществления электрод 814 вблизи поверхности 813, к которой будет притягиваться жидкость 817, находится не на боковой стенке вертикальной структуры 811 и 816, а вдоль одной из граней ячейки 812. Поскольку при работе устройства свет проходит через данную поверхность 813, в таких вариантах осуществления может быть важно применять относительно прозрачные электроды 814 и 815. Как отмечено в других частях настоящего описания, приемлемым решением может быть использование ITO в качестве материала электрода 814 и 815. Кроме того, возможны модификации, позволяющие также поместить электрод 814 и 815 на периферической зоне грани ячейки EWOD. Тем не менее, на фиг. 8 представлена ячейка 810, в которой светопоглощающий материал блокирует большую часть поверхности ячейки. Элемент может представлять собой текучую среду 817 с поглощающими свойствами, которые либо являются собственным свойством текучей среды, либо связаны с применением красителей. Другая текучая среда 818 может не взаимодействовать существенным образом с проходящим через ячейку светом. Поверхность 813, которая имеет заданную свободную энергию поверхности, которая может быть либо свойственна самой поверхности, либо вызвана обработкой, выполняемой для получения необходимой характеристики поверхности. Необязательный слой 812 материала диэлектрика может присутствовать, если поверхность 813 создается либо как дополнительная пленка поверх диэлектрика, либо как модификация поверхности диэлектрика. Электрод 814 можно использовать для образования области поверхности диэлектрика, затрагиваемой при приложении электрического потенциала к ячейке EWOD. Для задания пикселей можно использовать компоненты ограничивающей структуры 811 и 816. Когда к ячейке между электродами 814 и 815 прикладывают электрический потенциал, состояние ячейки может соответствовать показанному на элементе 820. Из-за отталкивания светопоглощающей текучей среды 817 на участке поверхности над электродом 814 текучая среда может перемещаться к краям 827 элемента пикселя. Поэтому она уходит с оптического пути, и пиксель может стать более прозрачным для проходящего сквозь него излучения.
ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА С ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕМ И ФОТОННЫМИ ИЗЛУЧАТЕЛЯМИ
На фиг. 9 представлен пример офтальмологического устройства с энергообеспечением 900 для проекционной системы, содержащей массивы фотонных элементов, массивы элементов для модуляции фазы или интенсивности света и линзовые системы, которые можно использовать для реализации некоторых аспектов настоящего изобретения. Элемент 900 может представлять собой офтальмологическое устройство, которое можно носить на поверхности глаза пользователя. В некоторых вариантах осуществления гидрогелевый край 911 полностью окружает, или в других вариантах осуществления частично окружает или поддерживает устройство вставки-среды 936. В данном варианте осуществления гидрогелевый край 911 может окружать по существу кольцевую вставку-среду 936. Внутри вставки-среды 936 могут находиться герметично закрытые элементы питания, электронные схемы для управления, активации, передачи данных, обработки данных и т.п. (на фиг. 9 не определены). Элементы питания могут представлять собой одноразовые элементы аккумуляторной батареи или перезаряжаемые элементы с системами управления питанием, которые могут обеспечивать возможность повторной зарядки. Компоненты могут размещаться во вставке-среде 936 в виде отдельных компонентов или в виде многослойных интегрированных устройств с множеством активных слоев.
Офтальмологическое устройство 900 может иметь структурные и косметические аспекты, включая элементы стабилизации 950 и 960, которые можно использовать для задания ориентации устройства на глазу пользователя и для надлежащего выравнивания офтальмологического устройства 900 относительно линии прямой видимости пользователя. Кольцевая вставка-среда 936 может содержать печатные изображения 921 и 931, нанесенные на одну или более из его поверхностей, показанные как рисунок радужной оболочки 921 и 931. Другие изображения могут подходить для получения голограмм или желаемых визуальных эффектов.
Вставка-среда 936 может иметь систему визуализации на основе фотонных элементов 940 в малой области оптической зоны. Как указано выше, в некоторых вариантах осуществления можно образовать систему визуализации 64x64 пикселей с размером приблизительно 0,5 мм x 0,5 мм. В поперечном сечении B можно видеть, что система визуализации на основе фотонных элементов 940 может представлять собой компонент для проецирования фотонов, который может содержать элементы фотонных излучателей; растровое устройство управления оптическим пропусканием EWOD, источник света или множество источников света и электронные компоненты для управления данными элементами. Систему визуализации на основе фотонных элементов 940 можно закрепить на линзовой системе 950 и соединить с кольцевой вставкой-средой 936 через шину питания и передачи данных 941.
В некоторых вариантах осуществления линзовая система 950 может быть образована из статических линзовых компонентов, которые фокусируют формируемое системой визуализации изображение ближнего поля в фиксированное место в пространстве относительно тела офтальмологического устройства 900. В других вариантах осуществления линзовая система 950 также может включать в себя активные компоненты. Например, можно использовать устройство менисковой линзы с множеством участков электродов как для трансляционного перемещения центра спроецированного изображения, так и для регулирования фокусной силы устройства для изменения фокусного расстояния и по сути размера проецируемого изображения. Линзовое устройство может иметь свои собственные электронные компоненты управления, или в альтернативном варианте осуществления оно может управляться и получать электропитание либо от системы визуализации на основе фотонных элементов 940, либо от кольцевой вставки-среды 936, либо от них обоих.
В некоторых вариантах осуществления устройство отображения может представлять собой проекционную систему из 64x64 пикселей, но большее или меньшее количество пикселей также легко попадают в объем настоящего изобретения, и их количество может быть ограничено размером элементов пикселей и самого офтальмологического устройства. Устройство отображения можно применять для отображения растровых текстовых данных, данных изображения или визуальных данных. В некоторых вариантах осуществления линзовую систему можно использовать для увеличения эффективного размера пикселя устройства отображения путем растеризации проекционной системы по глазу пользователя во время отображения данных. Устройство отображения может быть по сути монохромным или в альтернативном варианте осуществления может обеспечивать диапазон отображаемых цветов на основе множества источников света.
СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ С ФОТОННЫМИ ИЗЛУЧАТЕЛЯМИ
На фиг. 10 в схеме 1000 представлены стадии способа, связанного с применением офтальмологических устройств, содержащих фотонные излучатели, в соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения. На стадии 1001 пользователь получает офтальмологическое устройство с закрепленной на нем проекционной системой на основе фотонных излучателей. С массивом фотонных излучателей с соответствующим элементом пикселя, содержащим ячейку на эффекте электросмачивания на диэлектрике для управления пропусканием, могут быть соединены источник света, электронные компоненты управления как для источника света, так и для элементов пикселей, и линзовая система для фокусирования создаваемого массивом изображения ближнего поля в желаемом положении, которое может содержать сетчатку пользователя. Система может содержать, например, электронные компоненты, элементы питания и датчики.
На стадии 1002, если офтальмологическое устройство не герметизировано в гидрогелевом крае, пользователь может закрепить устройство на гидрогелевом крае или поместить офтальмологическое устройство поверх другой линзы.
На стадии 1003 полное офтальмологическое устройство можно поместить на глаз пользователя. Кроме того, на стадии 1004 сигнал активации некоторого типа может активировать проекционную систему внутри офтальмологического устройства. На стадии 1005 данные могут поступать в устройство управления проекционной системы. В некоторых случаях данные могут находиться в самом офтальмологическом устройстве либо в виде сохраненных данных в элементе памяти, либо в виде данных, полученных находящимися на офтальмологическом устройстве датчиками. В других случаях принимающий элемент внутри офтальмологического устройства может принять данные от источника, внешнего к офтальмологическому устройству. На стадии 1006 данные могут проецироваться офтальмологическим устройством. Проецирование данных может содержать отображение текстовой информации или отображение графической информации данных изображения или видеоданных. На стадии 1007 пользователь может использовать внешнее устройство управления для передачи сигналов управления в офтальмологическое устройство. Сигналы управления могут вызывать изменение множества рабочих параметров линзовой системы. Среди допускающих изменение параметров могут быть фокусное расстояние линзовой системы, а также центрирование изображения на сетчатке.
На фиг. 11 представлен вид в перспективе географической сцены с объектами, которые датчик и процессор могут использовать для сопоставления связанных с ними данных для обеспечения визуальных представлений. На стадии 1100 можно идентифицировать четыре объекта 1145, которые могут быть ассоциированы с географическим расположением 1101. Информацию о географическом расположении 1101 можно получить из системы глобального позиционирования, например, мобильного телефона, который сообщается с процессором офтальмологического устройства. Офтальмологическое устройство может включать в себя базу данных 1110 и/или соединяться с базой данных, которая может ассоциировать объекты в полученном изображении, которые могут быть относительно легко распознаны одним или более датчиками, находящимися в офтальмологической линзе. Датчик может включать в себя, например, датчик изображения, который может отправлять данные в процессор через устройство связи для выполнения анализа изображения 1105. Процессор может быть соединен с базой данных, содержащей визуальные представления, и может сопоставить принятую информацию с данными, связанными с географической сценой, наблюдаемой пользователем офтальмологической линзы. Визуальные представления могут включать в себя, например, отображение текста 1140, наложенное графическое представление 1135, ретроспективное представление 1130, наложенное изображение 1125 и т.п. Они могут проецироваться в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
В предпочтительном варианте осуществления тот же датчик изображения, или другой датчик, может отправить информацию процессору в офтальмологической линзе для выполнения анализа безопасности 1120. Например, датчик изображения может не допустить проецирования визуального представления, если веки пользователя остаются закрытыми в течение более чем заданного промежутка времени. Другие датчики могут включать в себя, например, датчики биомаркеров и/или датчики нейрологических сигналов, которые могут воспринимать состояние пользователя и прогнозировать реакцию пользователя на проецируемое визуальное представление. Такое прогнозирование может основываться на ранее записанных данных или может основываться на ранее определенных реакциях данного конкретного пользователя. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления пользователь может иметь возможность доступа и модификации настроек системы через интерфейс пользователя. Такой интерфейс может включать в себя, например, мобильный телефон со специальным приложением, в котором можно получить доступ к сохраненной информации и изменить ее, и который ассоциирован с офтальмологическим устройством и сообщается с ним. При выполнении анализа безопасности 1120, процессор может направлять команду офтальмологическому устройству для проецирования визуального представления 1150 для пользователя.
На фиг. 12 представлен контроллер 1200, который можно использовать в одном или более из перечисленных выше устройств для реализации на практике некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения. Контроллер 1200 содержит блок процессора 1210, такой как один или более процессоров, соединенных с устройством связи 1220, выполненным с возможностью сообщения через сеть связи. Устройство связи 1220 можно использовать для сообщения, например, с одним или более устройствами Bluetooth, такими как персональный компьютер, сотовый телефон, планшет, компьютер, автомобильное или ручное устройство.
Процессор 1210 также может обмениваться данными с устройством хранения данных 1230. Устройство хранения данных 1230 может содержать любое соответствующее устройство хранения информации, включая комбинации электронных устройств хранения данных, таких как, например, один или более из: накопителей на жестких дисках, оптических устройств хранения данных и полупроводниковых устройств хранения данных, таких как устройства оперативной памяти (ОЗУ) и устройств постоянной памяти (ПЗУ).
В устройстве хранения данных 1230 может храниться программа 1240 для управления процессором 1210 и базой данных 1250, 1260, которая хранит данные, которые могут быть использованы процессором при выполнении программы 1240, например, как раскрыто выше, а именно данные, используемые процессором при выполнении анализа изображения, для обеспечения географического местоположения для офтальмологической линзы. Процессор 1210 выполняет инструкции программы 1240 и, таким образом, работает в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Процессор 1210 может также инициировать передачу данных из устройства связи 1220, включая в некоторых случаях команды управления, обеспечивающие работу устройства по реализации описанных выше процессов. Конкретные примеры устройства, используемого для реализации различных аспектов настоящего изобретения, могут включать в себя серверный компьютер, персональный компьютер, ноутбук, карманный компьютер, iPod, мобильный телефон, планшет или другое устройство связи, или любое другое устройство, имеющее процессор и устройство отображения.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления устройство может обмениваться данными с группой серверов видео и данных. Группа серверов видео и данных может включать в себя по меньшей мере одно визуальное представление, ассоциированное с данным местом. Визуальное представление может соответствовать, например, географическому местоположению, воспринимаемому контактной линзой условию и/или конкретному времени суток. Все визуальные представления могут быть сопоставлены и отображаться на основе оценки безопасности, выполняемой одним или более датчиком, связанным с офтальмологическим устройством.
На фиг. 13 в виде схемы представлены стадии способа, связанного с проецированием визуальных представлений в соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения. На стадии 1301 пользователь применяет офтальмологическое устройство, содержащее нанофотонную проекционную систему. На стадии 1302 проекционную систему можно активировать на основе принятого сигнала. Сигнал может поступить от датчика или поступить от пользователя, который запрашивает информацию о конкретном окружении. На стадии 1303 такая информация поступает из одного или более источников, связанных с офтальмологическим устройством, или из базы данных, содержащейся в офтальмологическом устройстве. Содержащаяся в офтальмологическом устройстве информация может представлять собой, например, пороговые значения для оценки состояния здоровья.
На стадии 1304 визуальное представление может быть сгенерировано или получено из одной или более ассоциированных баз данных. На стадии 1305 можно предсказать (оценить) эффект готового к выдаче представления на основе собранных датчиком дополнительных данных и предварительно заданных настроек. Например могут оцениваться условия естественного освещения, уровни некоторого биомаркера, время, прошедшее с момента получения запроса сигнала на стадии 1302, и/или местоположение пользователя с момента получения запроса на информацию. На стадии 1306 визуальное представление можно модифицировать для соответствия необходимым условиям или полностью удалить. На стадии 1307 в случае прогнозирования положительного эффекта от исходного представления и/или модифицированного представления визуальное представление можно спроецировать проекционной системой. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления проекционная система может включать в себя варианты осуществления растровых систем световой модуляции, описанных в настоящем документе.
1. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением, выполненное с возможностью расположения в глазу или на глазу, содержащее:
один или более модулируемых фотонных излучателей;
вставку-среду, поддерживающую первый процессор и один или более источников света;
при этом указанные один или более источников света выполнены с возможностью генерировать свет, причем по меньшей мере часть генерируемого света от одного или более источников света излучается одним или более фотонными излучателями; и
датчик,
первый процессор, выполненный с возможностью:
принимать от датчика указание для проецирования визуального представления, управлять, в ответ на принятое указание, по меньшей мере одним из одного или более модулируемых фотонных излучателей и одним или более источниками света на основе одного или более запрограммированных параметров; и
генерировать визуальное представление в глазу.
2. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, в котором один или более модулируемых фотонных излучателей содержат полупроводниковый материал.
3. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, в котором один или более модулируемых фотонных излучателей содержат резистивный нагревательный элемент.
4. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, в котором один или более источников света представляют собой светодиод.
5. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, в котором один или более источников света представляют собой лазер.
6. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, в котором вставка-среда дополнительно поддерживает элемент питания, который выполнен с возможностью питания первого процессора и одного или более источников света.
7. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 6, в котором элемент питания содержит множество наложенных друг на друга интегрированных слоев подложки с электрическими соединениями между ними.
8. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, в котором принятое от датчика указание для проецирования визуального представления содержит принятое от оптического датчика указание о том, что уровень естественного освещения является достаточным для проецирования визуального представления.
9. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, в котором принятое от датчика указание для проецирования визуального представления содержит принятое от нейрологического датчика указание для проецирования визуального представления.
10. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, в котором принятое от датчика указание для проецирования визуального представления содержит принятое от датчика изображения указание для проецирования визуального представления.
11. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 10, в котором принятое от датчика изображения указание для проецирования визуального представления содержит указание о том, что заданный объект является видимым через оптическую зону офтальмологического устройства с энергообеспечением.
12. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, дополнительно содержащее растровую систему световой модуляции, содержащую область поверхности со свободной энергией поверхности, которая изменяется при приложении электрического поля, создаваемого приложением потенциала, которое покрывает участок поверхности.
13. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, в котором визуальное представление содержит изображение, наложенное на сцену, видимое через оптическую зону офтальмологического устройства с энергообеспечением.
14. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, в котором визуальное представление содержит улучшение изображения сцены видимого через оптическую зону офтальмологического устройства с энергообеспечением.
15. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 14, в котором улучшение изображения сцены содержит изменение яркости сцены, изменение насыщенности сцены, изменение цвета сцены, изменение контраста сцены, изменение резкости сцены или изменение тона сцены.
16. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, в котором визуальное представление содержит информацию по оценке состояния здоровья для пользователя офтальмологической линзы с энергообеспечением.
17. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, в котором один или более источников света содержат первый твердотельный светоизлучающий элемент, выполненный таким образом, что его центральная длина волны излучения соответствует красному цвету, второй твердотельный светоизлучающий элемент, выполненный таким образом, что его центральная длина волны излучения соответствует зеленому цвету, и третий твердотельный светоизлучающий элемент, выполненный таким образом, что его центральная длина волны излучения соответствует синему цвету.
18. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 1, дополнительно содержащее линзу в оптической зоне офтальмологического устройства с энергообеспечением.
19. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением по п. 18, в котором линза представляет собой линзу с изменяемым фокусным расстоянием.
